* Corresponding Author: email: ramlan@unsri.ac.id
https://doi.org/10.56064/jps.v25i1.723 Naskah diusulkan: 10 November 2022 ;  Naskah disetujui:  12 Desember 2022
p-ISSN: 1410-7058 e-ISSN: 2597-7059 © 2023 JPS MIPA UNSRI

## Jurnal Penelitian Sains
Journal Home Page: http://ejurnal.mipa.unsri.ac.id/index.php/jps/index
Penerapan alat gammasilometer Cs-137 pada digester/preheater untuk  pengukuran level chip di area refiner  MDF Line 2 di PT. Sumatera Prima Fibreboard
Lafira 1) , Intan Rahmawati 1) , Agus Priyadi 2) , Supardi 1) , dan Ramlan 1) *
1) Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sriwijaya, Inderalaya-Ogan Ilir, Sumatera Selatan 3082, Indonesia
2) PT. Sumatera Prima Fibreboard, Jalan Raya Palembang-Indralaya, KM. 28 Desa Palem Raya, Kecamatan Indralaya Utara, Kabupaten Ogan Ilir, Sumatera Selatan 30662, Indonesia
Kata kunci: gammasilometer, Cs - 137, digester/preheater , level chip, ketinggian level
ABSTRAK: Telah  dilakukan  penelitian  penerapan  alat  gammasilometer  Cs-137  pada  diges- ter/preheater yang ditinjau dari pengukuran level chip dan ketinggian level berdasarkan pe- rubahan speed  discharges  screw . . Dilanjutkan  dengan  proses  preheating  dengan  dilakukan pemasakan serta pengukuran level chip ditinjau dari pemancaran sumber radioaktif ke receiv- er dan transmitter sehingga, sampai ke layar monitor operator. Seluruh proses yang dilakukan secara continue atau  terus  menerus.  Hasil  pengukuran  level  dan  ketinggian  didapatkan  dari kalkulasi perhitungan PLC ( Programmable Logic Controller ). Hasil dari pengukuran ketinggian level  terhadap  perubahan speed  discharge  screw diperoleh  bahwa  semakin  cepat speed  dis- charge screw , maka akan semakin tinggi level chip pada preheater. Hal ini berarti, ketinggian level chip berbanding lurus terhadap speed discharge screw .
Keywords: gammasilometer, Cs - 137, digester/preheater, chip level, altitude Level
ABSTRACT: Research has been carried out on the application of the Cs-137 gammasilometer on  the  digester/preheater  in  terms  of  chip  level  and  level  height  measurements  based  on changes in the speed of the screw discharge. The research begins with the heating process in the surge bin. The cooking process is then preheated, and the chip level is measured in terms of transmitting radioactive sources to the receiver and transmitter, and finally to the monitor display. Furthermore, the level measurement can be seen on the operator's monitor screen. The whole process is carried out continuously. The results of level and height measurements are obtained from PLC (programmable logic controller) calculations. The results of measuring the height of the level in relation to changes in the speed of the discharge screw show that the faster the speed of the discharge screw, the higher the chip level in the preheater. This means the height of the chip level is directly proportional to the speed of the discharge screw.

## 1 PENDAHULUAN
alam  dunia  industri,  radiasi  menjadi  alat  yang digunakan untuk pemanfaatan dalam penguku- ran suatu material di dalam bejana. Salah satu radia- si  yang  biasa  digunakan  radiasi  gamma  dan  x-rays. Radiasi dapat diartikan sebagai pancaran energi ra- diasi berupa gelombang elektromagnetik atau parti- kel  atom  [1][2].  Radiasi  gamma  memiliki  peranan yang penting dalam mendeteksi suatu hal yang tidak dapat  terdeteksi  oleh  mata  secara  langsung.  Salah satu  sifat  radiasi  sinar  gamma  yaitu  memiliki  daya tembus yang besar ini dapat berguna dalam mende- teksi atau menembus suatu benda yang tebal seperti logam atau baja. Sehingga, berdasarkan tingkat daya
tembusnya sinar gamma terbesar dibandingkan sinar alfa  dan  beta  [3].  Sinar  gamma  dapat  menembus suatu  benda dikarenakan  tidak  memiliki  massa  dan juga tidak bermuatan sehingga tidak dapat dibelok- kan oleh medan magnet [4][5][6].
Salah  satu  alat  yang  digunakan  dalam  bidang industri terutama dalam mendeteksi level chip yang ada  pada  suatu  bejana  yaitu  Gammasilometer  Cs- 137.  Gammasilometer  adalah  alat  yang  digunakan untuk  mengukur  ketinggian  level  dengan  menggu- nakan  prinsip  kerja  pengukuran  batas  permukaan ( level gauging ) [7]. Jenis bahan radioaktif yang digu- nakan  pada  alat  ini  adalah  radionuklida  pemancar gamma Cs-137 atau Cesium-137. Cesium adalah sa- lah  satu  logam  yang  memiliki  sifat  kimiawi  dimana
D
logamnya sangat reaktif [8], massa atom yang besar, dan termasuk unsur yang elektropositifnya stabil [9]. Radionuklida  Cs-137  memiliki  waktu  paro  selama 30.17 tahun lamanya  [10][11][12][13]. Cs-137 nukli- da  radioaktif  yang  dihasilkan  dari  produk  proses reaksi nuklir [14]
Penerapan  radiasi  gamma  untuk  pengukuran level chip di PT. Sumatera Prima Fibreboard ini be- rada di area refiner MDF line 2. Hal tersebut dilaku- kan  penyinaran  radiasi  dari  alat  gammasilometer agar  dapat  melihat  ketinggian  level  chip  di  dalam preheater dan    dilakukan  pemasakan  chip.  Maka, penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengukur ketinggian level chip (potongan kayu) pada preheater (pemana- san awal) dengan alat gamasilometer.

## 2 METODE PENELITIAN

## Waktu dan Tempat
Penelitian  dilakukan  pada  bulan  Maret  -  April 2022 di PT. Sumatera Prima Fibreboard Desa Palem raya Km. 28, Ogan Ilir, Sumatera Selatan.

## Prosedur Penelitian

## Presteaming (Surge Bin)
Chip akan masuk ke dalam mesin surge bin . Kemu- dian di dalam surge bin chip akan diberi steam (uap) dengan  tekanan  atmosfir  dan temperature minimal 90°C. Setelah, dilakukan pemanasan chip akan men- jadi lebih lunak atau memiliki banyak kadar air. Lalu, chip ditransport ke mesin plug screw feeder , dimana akan dilakukan penggerusan kadar air atau penuru- nan Moisture  Content (MC)  pada  chip .  Plug  screw feeder berfungsi untuk squeezing , transferring.
Digesting/Preheating
Chip akan ditransfer dari plug screw feeder ke dalam preheater untuk dilakukan  pemasakan dengan cook- ing time sekitar 4-5 menit. Kemudian, alat gammasi- lometer  akan  memberikan  pancaran  radiasinya  un- tuk  mendeteksi  ketinggian  level  chip yang  sudah berada  di  dalam preheater .  Lalu,  pancaran  radiasi tersebut akan diterima oleh receiver dan transmitter. Setelah  itu  dari transmitter akan  di convert ke  PLC dan  akan  ditampilkan  pada  layar  monitor.  Kemu- dian, chip yang sudah dilakukan pemasakan akan di transfer ke discharges screw feeder . Dimana, alat me- sin discharges screw feeder akan mengatur kecepatan output chip.

## Monitor Display Operator
Pada  monitor  operator  akan  terlihat  kapasitas  level chip sekitar 75-80% yang berada di dalam surge bin.
Kemudian, pada monitor akan di set poin chip yang dibutuhkan untuk pemasakan di preheater sekitar 50- 80%  dapat  diatur  berdasarkan  produk  yang  akan dibuat. Setelah itu, pengukuran level yang berada di preheater ini  akan  menunjukkan  ketinggian  chip yang sudah berada di dalam preheater , jika chip be- lum  memenuhi  set  poin  maka  chip akan  terus  di transfer dari plug screw feeder . Pada plug screw feed- er kecepatan akan bergantung pada level chip yang telah  terisi  di  dalam  preheater.  Kemudian  akan  di- atur cooking  time dengan  sekitar  4-5  menit  ini  juga berdasarkan  produk  yang  akan  dibuat.  Pada dis- charge  screw  feeder akan  diatur  kecepatan  chip se- besar  ton/jam  untuk  keluar.  Seluruh  proses  yang dilakukan terjadi secara continue atau terus menerus yang dipantau melalui layar  monitor oleh operator

## Analisis Data

## Pengukuran Level Chip Pada Digester/Preheater
Nilai level chip pada preheater akan ditampilkan pa- da  layar  monitor  yang dapat diperhitungkan  secara manual  dengan  menggunakan  persamaan  berikut [15]:
𝑃𝑉 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 = 𝑝𝑣 𝑝𝑙𝑐
(𝑚𝑎𝑥 𝑒𝑛𝑔𝑖𝑛𝑒𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 − 𝑚𝑖𝑛 𝑒𝑛𝑔𝑖𝑛𝑒𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔) × 𝑀𝑎𝑥 𝑃𝑉 𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 100%
Keterangan:  PV actual =  Nilai  level  yang  terbaca  dari lapangan ke layar monitor, PV plc =  Nilai  yang  sudah di convert dari transmitter, Min/Max Engineering = Nilai  skala  setting  di  PLC  yang  diatur  sebesar  (  0  – 10000)
Pengaruh Ketinggian Level Chip Preheater pada Peru- bahan Speed Discharge Screw
Nilai ketinggian level chip dapat diperhitungkan dari PLC ( Programable  Logic  Controller )  yang  berdasar- kan  perubahan speed  discharge  screw dengan  per- samaan di bawah ini [15]:
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 =  −0,0904 ×  𝑝𝑜𝑠 × 𝑝𝑜𝑠 +  2,0775 × 𝑝𝑜𝑠  + 0,08
Keterangan: Volume = volume preheater pada posisi sebenarnya  (m 3 ),  -0,0904  =  Konstanta,  2,0775  = Konstanta,  +0,08  =  Konstanta,  Pos  =  posisi  sebe- narnya dari preheater ( meter)
𝑅𝑇𝐶 𝑇𝑖𝑚𝑒 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 × 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑦 × 1,4 × 0,6/𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛
Keterangan: RTC  Time  =  cooking  time (menit),  Vo- lume = volume pada posisi sebenarnya (m 3 ), Density = densitas dari Hmi (kg/m 3 ), 1,4 = faktor kompresi (disesuaikan disitus 1,0 – 2,0), 0,06 = 60 menit/1000
kg, Production = produksi sebenarnya dari discharge screw
𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛  𝑇 𝐻 = ( 𝑆𝑐𝑟𝑒𝑤 𝑆𝑝𝑒𝑒𝑑  × 60 × 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑦 × 𝑆𝑐𝑒𝑤𝑣𝑜𝑙 × 𝐹𝑖𝑙𝑙𝑖𝑛𝑔 × 𝐶𝑜𝑚𝑝)/1000000
Keterangan: Screw  Speed =  speed  discharge  scre w (rpm), 60 = konstanta (menit/jam), Density = densi- tas  chip  bulk  di  atur  dari  Hmi  (KgM 3 ), Srewvol  = volume  per  turn  50,0    (Dm 3 /turn), Filling =  tingkat pengisian  bersih  0,95  (%), Comp =  rasio  kompresi 1,1, 1000000 = konstanta (1000000 kg/ton)
Sehingga,  dari ketiga  persamaan di  atas akan dida- pat nilai ketinggian  level chip preheater pada peru- bahan speed discharge screw

## 3 HASIL
Pengukuran Level Chip Pada Preheater
Gambar 1 Monitor layar operator
Berdasarkan  gambar  1  monitor  layar  operator  dari software  FT View ( FactoryTalk  View )  [15].  Dimana, mendapatkan level chip pada preheater sebesar 57% dengan  RTC  ( cooking  time 4.7  menit  dan  tinggi  4.1 meter).
Pengaruh Ketinggian Level Chip Preheater pada Perubahan Speed Discharge Screw
Pada  tabel  1,  dengan speed  discharge  screw yaitu 32.0, 36.0, 36.5, 39.0 menghasilkan tinggi level chip pada preheater 3.30, 3.80, 3.90, 4.20. ketinggian level chip preheater dipengaruhi  oleh  perubahan speed discharge  screw dengan cooking  time yang  sama  (5 menit).
Tabel 1 Hasil tinggi level berdasarkan perubahan Speed Discharge Screw

## 4 PEMBAHASAN
Pengukuran Level Chip Pada Diges- ter/Preheater
Pengukuran level chip digunakan banyak parameter yang harus dikontrol dan seluruh parameter tersebut akan saling berkaitan Seperti, cooking time, run time cooking,  speed  discharge  crew, dll  [16].  Pada    layar monitor  menampilkan  besar  nilai  level  chip  pada saat  itu  berada di  57%.  Dengan demikian,  nilai  ter- sebut menunjukkan kondisi level chip pada preheater sebesar  57%  di  lapangan.  Dapat  juga  dinyatakan, nilai level chip yang ditampilkan pada layar monitor akan  sama  dengan  PV actual (level  chip  yang  ada dilapangan).
Pengaruh Ketinggian Level Chip Preheater pada Perubahan Speed Discharge Screw
Ketinggian  level  chip preheater dapat  dipengaruhi oleh  beberapa  parameter  salah  satunya speed  dis- charge  screw . Speed discharge  screw ini  merupakan alat  yang  akan  membantu  dan  mengontrol  keluar- nya  chip  dari preheater ke  defibrator.  Sehingga, speed  discharge  screw ini  akan  mempengaruhi  ke- tinggian level chip yang dihasilkan. Berdasarkan pe- rubahan speed discharge screw dapat diperhitungkan dari  perumusan  PLC  ( Programable  Logic  Controller ) dengan ketinggian level chip pada preheater
Gambar 2 Grafik pengaruh speed discharge screw terha- dap tinggi level chip preheater 32; 3,3 36; 3,8 36,5; 3,9 39; 4,2 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00 4,20 30,0 32,0 34,0 36,0 38,0 Ti n gg i Le ve l C h ip ( m )
Speed Discharge Screw (ton/jam)
Pada gambar 2 dapat dilihat bahwasanya perubahan speed  discharge  screw nilainya  berbanding  lurus dengan  tinggi  level  chip preheater .  Dimana,  pada cooking time yang sama semakin cepatnya speed dis- charge  screw maka  akan  semakin  tinggi  level  chip preheater yang dihasilkannya.

## 5 KESIMPULAN
Pengukuran  level  chip  pada  preheater  yang  ditam- pilkan dilayar monitor akan sama dengan  PV actual .
Perubahan speed discharge screw terhadap tinggi level  chip preheater berbanding  lurus  dengan cook- ing  time yang  sama  (5  menit).  Sehingga,  Semakin cepat speed  discharges  screw maka  akan  semakin tinggi level chip preheater .
REFERENSI ______________________________
[1] D. L. Bailey, J. L. Humm, and A. Van Aswegen, Nuclear Medicine Physics , no. x. Vienna: International Atomic Energy Agency, 2014.
[2] J. M. Pandu Alfarizi, Fitri Imansyah, Dedy Suryadi, Redi Ratiandi Yacoub, “Identifikasi Pengukuran Intensitas Radiasi Medan,” Identifikasi Pengukuran Intensitas Radiasi Medan , vol. 1, no. 2, p. 1, 2021.
[3] A. Moursy and M. Ismail, “The Effect of Gamma Rays and Different levels of Nitrogen Fertilizer on the Productivity of Wheat ( Triricum aestivum L .),” Syrian J. Agric. Res. , vol. 2, no. 6, pp. 515–522, 2019.
[4] N. M. P. Sari, G. N. Sutapa, and A. A. N. Gunawan, “Pemanfaatan Radiasi Gamma Co-60 untuk Pemuliaan Tanaman Cabai ( Capsicum annuum L .) dengan Metode Mutagen Fisik,” Bul. Fis. , vol. 21, no. 2, pp. 47– 52, 2020.
[5] P. Batan, Proteksi Radiasi terhadap Paparan Kerja Industri Tingkat 2 . Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional, 2012.
[6] L. Harsanti and Yulinar, “Pengaruh Radiasi Sinar Gamma yang Berasal dari Sumber 60CO terhadap Pembentukan Tanaman Kedelai Tahan Naungan pada Generasi M1,” Pros. Pertem. dan Present. Ilm. , pp. 103– 109, 2016.
[7] P. Batan, Dasar Fisika Radiasi . Jakarta: Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional, 2012.
[8] M. Aziz, E. Hidayanto, and D. Lestari, Diah, “Penentuan Aktivitas 60Co dan 137Cs pada Aampel Uknown dengan Menggunakan Detektor HPGe,”
Youngster Phys. J. , vol. 4, no. 2, pp. 189–196, 2015.
[9] H. Sari and W. Budi, “Penentuan karakteristik cacahan pada counter dengan Menggunakan Sumber Standar 152Eu, 60Co dan 137Cs,” Youngster Phys. J. , vol. 6, no. 2, pp. 151–156, 2017.
[10] C. F. Weber and D. G. Abrecht, Engineering Evaluation of Barium Buildup in a Decayed CsCl Sealed Source and Potential Impact for Cesium Release from a Breached Source. United States: OAK RIDGE LABORATORY (ORNL), 2022.
[11] K. Verguts and V. Hecke, Karen, “Recovery of Cesium and Strontium Isotopes,” Belgium: SKCK CEN, 2021, pp. 1–28.
[12] Wahikun, “The analysis of cessium-137 activity of sediment surface by gamma spectroscopy methods on dry season at Cilacap Donan Estuarine 2014,” Proc. IConSSE FSM SWCU , pp. 179–183, 2015, [Online]. Available:
http://repository.uksw.edu/handle/123456789/7133
[13] D. Mukanthi, A. Jayuska, M. Makmur, and N. Idiawati, “Kajian Kualitas Air Laut dan Dosis Cesium 137 Pada Biota di Pantai Gosong, Kalimantan Barat Sebagai Calon Tapak PLTN,” J. Pengemb. Energi Nukl. , vol. 23, no. 2, pp. 109–117, 2021, doi: 10.17146/jpen.2021.23.2.6539.
[14] Sabar, M. N. Yahya, Z. Mufidah, S. Wijaya, D. Hariyanto, and K. Pertiwi, “Sistem Otomasi Ekstraksi Radiocessium pada Pengambilan dan,” J. Keteknikan Pertan. Trop. dan Biosist. , vol. 9, no. 2, pp. 122–133, 2021, doi: https://doi.org/10.21776/ub.jkptb.009.02.03.
[15] A. Bradley, FactoryTalk View Machine Edition User’s Guide , no. March. Istanbul: Rockwell Automation, 2022.
[16] Technology Manual A0791 208009, MDF Plant . Indralaya: PT. Sumatera Prima Fibreboard, 2010. ____