Volume  11  No.2 Juli 2019 ISSN : 2085 – 1669 e-ISSN : 2460 – 0288 Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/jurtek Email :  jurnalteknologi@umj.ac.id

## U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A

## PERANCANGAN INSTALLASI SISTEM PENGENDALIAN EMISI DEBU PADA AREA PENGEMASAN BUBUK ZAT ADIKTIF
Erlanda Augupta Pane 1,* , Galih Taqwatomo 1 , Ismail 1
1 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pancasila, Srengseng Sawah, Jagakarsa - Jakarta, 12640, Indonesia *E-mail: erlanda.pane@univpancasila.ac.id
Diterima: 11 Februari 2019 Direvisi: 7 Maret 2019 Disetujui: 14 Maret 2019

## ABSTRAK
Penelitian  ini  dilakukan  untuk  merancang  ulang  instalasi  sistem  pengendalian  emisi  debu  yang  terdapat  pada area pengemasan produk bubuk zat adiktif. Hal ini terjadi karena sistem unit pengendali emisi debu tidak dapat beroperasi  secara  optimal  untuk  mencegah  intensitas  paparan  emisi  di  area  pengemasan  sehingga  dapat mengganggu  kinerja  operator  dan  kondisi  lingkungan.  Metode  penelitian  menggunakan  metode  Perancis,  yang dibagi  menjadi  pengamatan  data  untuk  mendapatkan  data  nyata,  mendesain  ulang  desain  sistem  kontrol  emisi debu  dan  melakukan  pengujian  untuk  mendapatkan  data  penelitian.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa perancangan  ulang  sistem  unit  kontrol  emisi  debu  difokuskan  pada  perubahan  jenis filter dari cartridge  filter menjadi sleeves/bag  filter .  Tipe  ini  memiliki  spesifikasi  kinerja  total airflow sebesar  4767  m 3 /jam  dan  nilai surface area filter sebesar 37.8 m 3 , di mana jumlah total filternya adalah 32 buah dengan setiap filter memiliki diameter 125 mm dan panjang 3 m. Bentuk fitting duct dan suction point yang juga dirancang ulang pada sistem instalasi dapat meningkatkan kinerja sistem. Hasilnya dapat meningkatkan daya kipas dari 4,27 kW menjadi 5,5 kW  yang  disesuaikan  dengan  spesifikasi  pemasangan  sistem  yang  ada  untuk  mengelola  emisi  debu  di  area pengemasan. Kondisi ini mampu menghasilkan penghematan efisiensi motor mekanik hingga 77%.
Kata kunci: fitting duct , packaging, section point, sistem pengendalian emisi

## ABSTRACT
This research was conducted to redesign the installation system for controlling dust emissions in the packaging area  of  addictive  powder  products.  This  condition  occurs  due  to  the  dust  emission  control  unit  system  cannot operate  optimally  to prevent  the  intensity  of  emissions  exposure  in  the  packaging area,  thus  it  can  disrupt  the operator's performance and environment condition. The research method uses the French method, that divided into  the  data  observations  to  obtain  real  data,  redesigns  the  design  of  dust  emission  control  systems  and conducting a test to obtain research data. The results showed that the redesign of the dust emission control unit system  was focused on changing the type of filter from the cartridge filter into the sleeves/bag filter. This type has a total airflow specification of 4767 m 3 /h and the surface area filter is 37.8 m 3 , of which the total number of filters  is  32  with  each  filter  having  a  diameter  of  125  mm and a  length  of  3  m.  The  shape  of  duct  fittings  and suction points that are also redesigned on the installation system can improve system performance. The results are  able  to  increase  fan  power  from  4.27  kW  to  5.5  kW  which  is  adjusted  to  the  existing  system  installation specifications to manage dust emissions in the packaging area. This condition is capable to produce mechanical motor efficiency savings up to 77%.
Keywords : emision control system, fitting duct, packaging, section point

## PENDAHULUAN
Proses  pengemasan  merupakan  proses  akhir sistem  penanganan  produk  sebelum  produk tersebut  didistribusikan  ke  pihak  konsumen, dimana  proses  pengemasan  melalui  tiga tahapan  antara  lain mixing  material , bag filling ,  dan packer  bag (Glock  et  al.  2019).
Kualitas  produk  menjadi  faktor  utama  pada proses pengemasan, dikarenakan proses pengemasan memiliki tujuan untuk melindungi dan  menjaga  kualitas  produk  dari  efek  buruk yang  disebabkan  oleh  pemaparan  kontaminasi dari lingkungan eksternal (Schaefer & Cheung 2018;  Rohim  &  Kristanto  2016),  selain  itu bagian kemasan menjadi nilai tambah penjualan  yang  menjanjikan  terhadap  para konsumen  (Hao  et  al.  2019;  Libyawati  et  al. 2017).
Khususnya,  proses  pengemasan  produk  dalam bentuk bubuk zat adiktif mendapatkan penanganan  yang  lebih  selektif  diakibatkan adanya dampak pemaparan kontaminasi partikulat  emisi  debu  dari  lingkungan  yang cukup  tinggi,  dimana  partikulat  merupakan bagian  terkecil  dari  total  polutan  yang dihasilkan di area pengemasan (Hardiansyah & Afiuddin  2018).  Partikulat  ini  memiliki pengaruh buruk yang berbahaya bagi kesehatan  manusia  dan  mampu  menurunkan kualitas  lingkungan  serta  material  produk (Hendrawati & A 2016).  Partikulat emisi debu memiliki  ukuran  yang  dibagi  ke  dalam  tiga kategori  utama  yaitu  partikulat  dengan  ukuran 5-10 nm, partikulat dengan ukuran 2-5 nm, dan partikulat  dengan  ukuran  <  2  nm  (Azreen 2014; Sui et al. 2016).
Sektor  industri  dalam  menangani  hal  tersebut menggunakan instalasi sistem pengendali emisi debu, dengan pendekatan model yang mengacu terhadap  strategi  kontrol  effisiensi  sistem  dan pengaturan  karakteristik  emisi  debu  yang dibuang  ke  lingkungan  (Kumar  et  al.  2015; Yang  et  al.  2016).  Karakteristik  emisi  debu mengikuti  karakteristik  buangan  partikulat emisi debu yang diijinkan oleh regulasi standar yang mana dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik standar emisi debu No.  Jenis Partikulat Standar Internasion al (Schnelle  et al. 2016) Standar Nasional (Indonesia  & Nasional 2005) 1. NO 2 0.001 – 0.01 ppm 3 ppm 2. SO 2 0.001 – 0.01 ppm 0.00025 ppm 3. CH 4 1 ppm 1 ppm 4. CO 1 ppm 0.029 ppm 5. Partikulat 0.01 ppm 0.01 ppm
Namun,  pada  beberapa  instalasi  sistem pengendali  emisi  debu  masih  ditemukan kondisi  yang  tidak  optimal  dalam  penanganan emisi  debu  dikarenakan  kurangnya  daya  hisap sistem  terhadap  emisi  debu  secara  optimal yang  diakibatkan  beberapa  parameter  kinerja sistem  yang  bermasalah.  Parameter  yang menjadi  kunci  dalam  kinerja  sistem  tersebut antara  lain  nilai velocity  duct dan  ukuran dimensi  sistem  (Kumar  et  al.  2015).  Sehingga perlu  adanya  perancangan  ulang  instalasi sistem sesuai dengan kebutuhan area pengemasan  dan  kondisi  regulasi  standar. Perancangan  ulang  sistem  ini  memiliki  tujuan untuk  mengurangi  resiko  gangguan  kesehatan pekerja  serta  mencegah  pencemaran  udara  di area pengemasan pabrik.

## METODE PENELITIAN
Kondisi instalasi sistem pengendali emisi debu pada  area  pengemasan  industri  bubuk  zat adiktif  yang  berjalan  tidak  sesuai  dengan regulasi  standar  yang  telah  ditetapkan  oleh pemerintah  (Indonesia  &  Nasional  2005) menjadi  dasar  permasalahan  pada  penelitian. Hal  ini  mengakibatkan  sejumlah  kandungan emisi  debu  yang  tidak  terkendali  menyebar  di area  pengemasan  sehingga  berdampak  negatif terhadap  lingkungan  dan  kesehatan  operator yang  beraktivitas  pada  area  pengemasan tersebut.  Karakteristik  buangan  emisi  debu yang terdiri dari kualitas dan kuantitas menjadi parameter  pengukuran  kinerja  dari  sistem instalasi pengendali emisi debu tersebut.
Metode  penelitian menggunakan metode
French ,  yang  mana  metode  ini  terdiri  dari tahapan observasi, studi pustaka, dan pengujian.  Metode French tersebut  dapat
Erlanda Augupta Pane, Galih Taqwatomo, Ismail: Perancangan instalasi sistem pengendalian emisi debu pada area pengemasan bubuk zat adiktif Jurnal Teknologi 11 (2) pp 149- 162 © 2019
ditunjukkan  pada  diagram  alir  penelitian Gambar  1.  Berdasarkan  Gambar  1  dapat dijelaskan  bahwa  tahapan  awal  penelitian melakukan  studi  penelitian  yang  dibagi menjadi  dua  tahapan  yaitu  studi  lapangan  dan studi  pustaka.  Studi  lapangan  dilakukan  untuk mengidentifikasi spesifikasi dan kondisi kinerja  dari  instalasi  sistem  pengendali  emisi debu yang terdapat di area pengemasan barang; yang  mana  hasil  dari  studi  lapangan  tersebut dibandingkan  dengan  studi  pustaka  yang menjelaskan  kondisi  standar  instalasi  sistem pengendalian emisi debu.
Gambar 1. Diagram alir penelitian
Hasil  studi  penelitian  tersebut  dilanjutkan dengan  penentuan  identifikasi  dan  perumusan masalah  mengenai  bagian  dari  instalasi  sistem pengendali  emisi  debu  yang  bermasalah.  Hal ini  diketahui  dari  kondisi  aktual  di  lapangan yang  dibandingkan  terhadap  kondisi  standar. Proses  ini  didukung  dengan  adanya  pengujian parameter  kinerja  dari  instalasi  sistem  yang menjadi faktor awal kondisi sistem. Parameter- parameter yang diukur antara lain nilai airflow , fan total pressure , surface area , dan power fan (BPH).  Karakteristik  sistem  saluran  pipa ( ducting )  pengendali  emisi  debu  juga  perlu diperhitungkan  mengenai  hal velocity  duct yang  dibutuhkan  untuk  mengalirkan  emisi debu  ke  lingkungan  luar.  Setelah  mengetahui kondisi  bagian  sistem  instalasi  pengendali emisi  debu  yang  bermasalah,  maka  dilakukan proses  perancangan  ulang,  yang  mana  hasil
dari  perancangan  ulang  tersebut  dilakukan pengujian  kembali  dengan  mengacu  terhadap kondisi  standar  instalasi  sistem  pengendali emisi  debu.  Kondisi  karakteristik  emisi  debu hasil buangan dapat diketahui melalui pengukuran  kualitas  dan  kuantitas  debu  yang keluar pada bagian outlet dengan terpusat pada bagian chimney .

## Studi Lapangan dan Studi Pustaka
Studi  lapangan  melakukan  observasi  dan identifikasi mengenai instalasi sistem pengendali  emisi  debu  yang  terdapat  di  area pengemasan  barang  industri  bubuk  zat  adiktif, yang  mana  sistem  tersebut  ditunjukkan  pada Gambar 2.
Gambar 2. Kondisi unit pengendalian emisi debu area pengemasan
Tipe  unit  instalasi  sistem  pengendali  emisi debu  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  2 merupakan  instalasi  sistem tipe fabric  filter .
Tipe  ini  terdiri  dari  sistem  filtrasi  emisi  debu dengan  menggunakan  tipe cartridge  filter dan bagian fan yang disambungkan  pada  atap  unit pengendalian  emisi  debu.  Spesifikasi  tipe instalasi  sistem  tersebut  ditunjukkan  pada Tabel 2.
Tabel 2. Spesifikasi unit pengendali emisi debu No. Deskripsi Keterangan 1. Power fan 5.5 kW 2. Tipe filter Cartridge filter 3. Ø Inlet unit 250 mm 4. Jumlah filter 4 buah 5. Dimensi  unit (p x l x t) (1550  x  1000  x 2250) mm
Instalasi sistem pengendali emisi debu tersebut memiliki sistem saluran pipa ( ducting ) sebagai media  alir  untuk  emisi  debu  yang  dibuang  ke lingkungan luar. Sistem ducting tersebut dapat
dilihat pada Gambar 3, sedangkan spesifikasinya dapat dilihat pada data Tabel 3.
Tabel 3. Spesifikasi instalasi sistem ducting emisi debu No. Deskripsi Keterangan 1. Material duct PVC 2. Ø main duct 250 mm 3. Ø suction point 1 75 mm 4. Ø suction point 2 75 mm 5. Ø suction point 3 150 mm 6. Tipe hood Opening- capturing hood 7. Jumlah suction point 3 buah
Gambar 3. Skema instalasi sistem ducting emisi debu
Berdasarkan  Tabel  2  dapat  dijelaskan  bahwa instalasi  sistem ducting emisi  debu  memiliki main  duct yang  merupakan  saluran  utama pertemuan dari tiga saluran suction point , yang mana  setiap suction  point mewakili  setiap sumber  aktivitas  yang  dilakukan  pada  area pengemasan  barang.  Posisi suction  point 1 merupakan  saluran  yang  berasal  dari  proses packer bag , suction point 2 merupakan saluran dari  proses bag  filling ,  dan suction  point 3 merupakan  saluran  yang  berasal  dari  proses mixing  material .  Ketiga  saluran suction  point mengirimkan  emisi  debu  untuk  dilakukan pembersihan sebelum dibuang ke arah lingkungan luar.
Pengujian  Kinerja  Instalasi  Sistem Ducting Emisi Debu
Kondisi  instalasi  sistem ducting dilakukan pengujian  mekanisme  kinerja  yang  meliputi parameter velocity  duct .  Parameter velocity duct menentukan  kecepatan  emisi  debu  yang dibuang  dengan  bantuan fan  power untuk menghisap  dari  area  pengemasan  barang menuju  llingkungan  luar.  Ketiga  bagian suction  point memiliki  kondisi velocity  duct yang  berbeda  satu  sama  lain  sesuai  dengan kondisi kandungan emisi debu yang dihasilkan. Hasil dari pengujian kinerja tersebut dibandingkan  dengan  kondisi  standar velocity duct yang  terjadi  di  bagian suction  point .  Hal ini  dijadikan  sebagai  bahan  evaluasi  dan perumusan  solusi  untuk  perancangan  ulang instalasi sistem ducting emisi debu.

## Pengujian  Analisis  Parameter  Instalasi Sistem Emisi Debu
Perhitungan  kinerja  sistem  pengendali  emisi debu dilakukan dengan melakukan pengukuran pada  beberapa  parameter  yang  mempengaruhi mekanisme  kinerja  dari  sistem  tersebut  antara lain airflow , surface  area  filter , fan  total pressure ,  dan  BPH- power  fan .  Mekanisme pengukuran  parameter  dapat  dijelaskan  pada sub-sub bab berikut ini.

## Airflow
Perhitungan kondisi parameter airflow
mempertimbangkan  parameter velocity  duct yang  terjadi  pada  ketiga  bagian suction  point ; dimana  kondisi velocity  duct yang  digunakan mengikuti  kondisi  regulasi  standar  sehingga mempengaruhi  proses  pengukuran airflow yang  dibutuhkan  untuk  sistem  instalasi tersebut.  Kondisi velocity  duct yang  diijinkan untuk sistem instalasi pengendalian emisi debu pada  industri  bubuk  zat  adiktif  sebesar  16.5  – 20  m/s  (Zhang  et  al.  2019).  Selain  kondisi velocity  duct ;  ukuran  dimensi  saluran ducting menjadi parameter yang mempengaruhi parameter airflow .  Perhitungan airflow untuk setiap bagian suction point dapat menggunakan Persamaan 1 (Schnelle et al. 2016)
320 [ ] n Q x L cfm    (1)
Keseluruhan  kondisi airflow pada  ketiga bagian suction point dapat diukur keseluruhannya
dengan
menggunakan Persamaan 2 (Schnelle et al. 2016)
3 total n n Q Q    (2)
Erlanda Augupta Pane, Galih Taqwatomo, Ismail: Perancangan instalasi sistem pengendalian emisi debu pada area pengemasan bubuk zat adiktif Jurnal Teknologi 11 (2) pp 149- 162 © 2019

## Surface area filter
Parameter surface  area  filter dilakukan perhitungan untuk mengetahui ukuran dimensi filter dan  tipe filter yang  digunakan  untuk mengatasi emisi debu. Karakteristik emisi debu yang  melalui  area filter menjadi  parameter dasar  pada  perhitungan surface  area  filter , yang mana dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Dimensi partikel emisi debu pada area pengemasan No. Bagian Area Concentration Dust (g/m 3 ) Diameter Partikel (µm) 1. Filling & Packaging Material 4.5 – 15 2 – 15 2. Mixing Material 1.5 – 4.5 7 - 15 Sumber: (Jia et al. 2017)
Berdasarkan  karakteristik  emisi  debu  yang dijelaskan pada Tabel 4; dapat diketahui bahwa emisi  debu  tersebut  memiliki  kandungan material sodium carbonate yang tinggi, hal ini juga  dibuktikan  dari  hasil  studi  lapangan; sehingga  tipe  filter  yang  sesuai  untuk menanggulangi emisi debu tersebut menggunakan filter dengan tipe bag filter . Tipe bag  filter memiliki  keunggulan  dengan karakteristik  pori filter yang  lebih  rapat  dan tidak  berlipat  sehingga  mudah  dibersihkan serta  memperkecil  terjadinya blocking  filter . Penggunaan tipe filter tersebut juga memperhatikan  kondisi air  to  cloth  ratio , sebagai  parameter  rasio  udara  lingkungan untuk  membersihkan  kandungan  emisi  debu. Emisi sodium  carbonate memiliki air  to  cloth ratio sebesar  126  m 3 /m 2 h  (Zhang  et  al.  2019).
Berdasarkan  beberapa  parameter  yang  telah dijelaskan  sebelumnya,  maka  kondisi surface area  filter dapat  diukur  dengan  menggunakan Persamaan 3 (Schnelle et al. 2016).
total A Q S A  (3)
Sedangkan, untuk jumlah filter yang digunakan dapat diukur  dengan  menggunakan  Persamaan 4 (Schnelle et al. 2016).
bag bag A bag S Z Ø
L    
(4)

## Perhitungan kebutuhan instalasi sistem
Perhitungan kebutuhan instalasi sistem merupakan perhitungan yang diperlukan setelah melakukan analisis parameter- parameter yang mempengaruhi kinerja instalasi sistem pengendali emisi debu. Proses perhitungan kebutuhan instalasi sistem meliputi  perhitungan  ukuran  dimensi  bagian- bagian  sistem  yang  mengalami  perubahan dengan disesuaikan kondisinya terhadap kondisi  regulasi  standar  sistem.  Kondisi velocity  duct yang  disesuaikan  dengan  kondisi standar  instalasi  sistem  menjadi  parameter dasar  pada  perhitungan  kebutuhan  instalasi sistem dengan pengaruh dari hasil analisis total airflow yang  terjadi  di  dalam  sistem ducting emisi  debu.  Perhitungan  kebutuhan  instalasi sistem  meliputi  perhitungan  ukuran  dimensi suction  part, yang  mana  dapat  dilihat  pada Persamaan 5 dan 6 (Schnelle et al. 2016).
n n Q A v  (5)
n s A r   (6)
Perhitungan  pengukuran  dimensi suction  part juga  mempengaruhi  ukuran  dimensi tee-way yang  merupakan  titik  pertemuan  antara  ketiga bagian suction  part sebelum  menuju  ke main duct , yang mana dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Bentuk penampang tee-way
Bagian tee-way yang  digunakan  pada  sistem instalasi  memiliki  dua  bagian  yaitu tee-way 1 yang merupakan titik pertemuan antara suction part 1  dan  2;  dimana  pengukuran  dimensinya dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan  7  sampai  dengan  9  (Schnelle  et  al. 2016).
1 1 2 Tw Q Q   (7)
1 2 1 Tw Q Q A v    (8)
Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/jurtek
1 1 Tw Tw A r     (9)
Dan, tee-way 2 yang merupakan titik pertemuan antara tee-way 1 dan suction  part  3 ;  dimana pengukuran dimensinya dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 10 sampai dengan 12 (Schnelle et al. 2016)
2 1 3 Tw Tw Q   (10)
2 2 Tw Tw A v   (11)
2 2 Tw Tw A r     (12)
Perhitungan Fan Total Pressure
Perhitungan fan  total  pressure pada  sistem instalasi pengendali emisi debu yang dibutuhkan  untuk  area  pengemasan  bubuk  zat adiktif  memerlukan  data  yang  dijelaskan  pada Tabel 5.
Tabel 5 . Data proses sumber emisi debu No. Bagian Qty Hood (buah) Diameter suction (in) Tipe Hood 1. Packer bag 1 4.8 Plain duct end 2. Bag filling 1 8.3 Flanged duct end 3. Mixing material 1 6 Capture Hood
Data  Tabel  5  merupakan  data  aktual  ukuran dimensi  dari  hasil  studi  lapangan.  Perhitungan fan  total  pressure dimulasi  dari  titik  hisapan yang  terjauh  pada  saluran ducting emisi  debu dan  kemudian  nilai static  pressure nya  per setiap segmen yang dijumlahkan sesuai dengan pembagian no-segment pada  saluran ducting . Saluran ducting emisi  debu  dibagi  menjadi  8 titik  hubungan  antara  satu  bagian  dengan bagian  lainnya;  yang  mana  setiap  bagian tersebut  dapat  dilihat  pada  Gambar  5,  dan spesifikasi antara setiap hubungan dapat dilihat pada data Tabel 6.
Perhitungan  pencarian  nilai fan  total  pressure (FTP) meliputi beberapa perhitungan parameter  antara  lain  nilai Velocity  Pressure (VP), hood entry loss duct (HSP = h e ), friction loss (FL),  dan fitting  loss (fl).  Penentuan parameter  FL  memerlukan  kondisi  nilai H f yang  mana  setiap  diameter  saluran ducting memiliki nilai H f yang berbeda dan tergantung dari kondisi parameter velocity duct .
Gambar 5. Skema instalasi pengendali emisi debu
Erlanda Augupta Pane, Galih Taqwatomo, Ismail: Perancangan instalasi sistem pengendalian emisi debu pada area pengemasan bubuk zat adiktif Jurnal Teknologi 11 (2) pp 149- 162 © 2019
Tabel 6. Spesifikasi instalasi pengendali emisi debu per-segment
No-Segment Diameter Line (in) Airflow (CFM) Panjang Duct (ft) Qty Elbow (pcs) Qty tee- way (pcs) 1 – A 4.76 500 18.04 2 - 90 0 - 2 – A 8.26 1500 6.56 1 - 90 0 1 - 30 0 A – B 9.52 2000 21.65 2 - 90 0 - 3 – B 6.06 806 26.9 2 - 90 0 + 2 - 45 0 1 - 30 0 B – C 11.33 2805 2.29 - - C – D 11.33 2805 18.04 Dust collector unit D – E 11.33 2805 20.01 2 - 90 0 - E - F 11.33 2805 13.1 - - Keseluruhan perhitungan dapat dihitung dengan  menggunakan  Persamaan  13  sampai dengan 16 (Schnelle et al. 2016)
2 4005 v VP        (13) HSP x VP   (14) duct f
FL L H   (15)
nilai faktor H f dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Nilai konstanta H f Diame ter (in) Nilai Konstanta H f 1000 fpm 2000 fpm 3000 fpm 4000 fpm 5000 fpm 4.5 0.0685 0.0649 0.0628 0.0614 0.0603 6 0.0482 0.0456 0.0442 0.0432 0.0424 8 0.0339 0.0321 0.0311 0.0304 0.0298 9 0.0293 0.0278 0.0269 0.0263 0.0258 11 0.0229 0.0217 0.0210 0.0206 0.0202 Sumber: (Xue & Sun 2018)
      elbow loss Tw loss
fl Z Elbow Z Tw     (16)
Hasil  dari  perhitungan  parameter-parameter tersebut dijumlahkan untuk menentukan kondisi static pressure pada setiap no-segment yang dihitung dengan menggunakan Persamaan 17 dan total dari keseluruhan static pressure pada  keseluruhan  bagian no-segment dihitung dengan Persamaan 18 (Schnelle et al. 2016)
  n n
SP HSP FL fl VP         (17)
7 in n n SP
SP    (18)
Nilai static  pressure dalam  posisi  outlet diketahui  melalui  nilai static  pressure pada saluran no-segment line D-E yang ditunjukkan pada Persamaan 19 (Schnelle et al. 2016)
7 out SP SP  (19)
Setelah  mengetahui  nilai SP in dan SP out maka dapat  diketahui  nilai fan  total  pressure (FTP) yang  dibutuhkan  untuk  sistem  pengendalian emisi  yang  dijelaskan  pada  Persamaan  20 (Schnelle et al. 2016)
    out out in in FTP SP VP SP VP     (20)
Perhitungan  BPH  unit  fan  dan  effisiensi mekanikal motor
Perhitungan  daya  untuk  unit fan atau  BPH diukur  dengan  menggunakan  parameter  total airflow ,  nilai fan  total  pressure ,  koeffisien friction ,  dan  effisiensi  mekanikal  yang diasumsikan  sebesar  100  %  yang  telah didapatkan  sebelumnya.  Proses  perhitungan dapat dilakukan dengan menggunakan Persamaan 21 (Schnelle et al. 2016).
total t Q FTP BPH CF     (21)

## Pengujian Instalasi Sistem Pengendali Emisi Debu Setelah Perancangan Ulang
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan pada  instalasi  sistem  pengendali  emisi  debu yang ada, maka dilakukan proses perancangan ulang.  Beberapa  bagian  dari  instalasi  sistem yang  mengalami perancangan ulang dilakukan pengujian  kinerja  yang  disesuaikan  dengan
parameter-parameter  yang  telah  dijelaskan sebelumnya.
Proses  pencarian  efisiensi  mekanikal  motor pada  instalasi  sistem  pengendali  emisi  debu yang telah dilakukan perancangan ulang dapat diukur  dengan  menggunakan  Persamaan  21; yang mana dengan menggunakan kondisi BPH yang  tertera  pada  sistem  instalasi  pengendali emisi debu yang dijelaskan pada Tabel 1 yaitu sebesar 5.5 kW atau 7.38 Hp.
Evaluasi  kondisi  kualitas  buangan  emisi  debu yang dikeluarkan dari instalasi sistem pengendali  emisi  debu  juga  diukur  yang meliputi  kualitas  dan  kuantitas  emisi  debu; yang  mana  dibandingkan  terhadap  regulasi aman  buangan  emisi  debu  dengan  kondisi standar.  Kondisi  buangan  emisi  debu  yang cukup baik, dimana hasilnya lebih rendah dari nilai  regulasi,  maka  perancangan  ulang instalasi  sistem  pengendalian  emisi  debu berhasil.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisis Awal Instalasi Sistem

## Pengendali Emisi Debu
Hasil  studi  lapangan  pada  instalasi  sistem pengendali  emisi  debu  yang  memiliki  ukuran dimensi  sesuai  dengan  Tabel  1  dan  Tabel  2 menjelaskan  kinerja  performa  dari  instalasi sistem  tersebut.  Parameter  kinerja  yang menjadi  fokus  awal  pada  pengukuran  adalah velocity  duct ,  yang  mana  merupakan  suatu ukuran  kecepatan  emisi  debu  pada  bagian saluran ( ducting ) sistem pengendali yang akan dibersihkan  dan  dibuang  menuju  lingkungan luar.  Data  parameter velocity  duct instalasi sistem awal dapat ditunjukkan pada data Tabel 8.
Tabel 8. Kondisi velocity duct aktual instalasi sistem pengendali emisi debu No. Bagian Velocity Duct 1. Suction Point 1 5.4 m/s 2. Suction Point 2 6.8 m/s 3. Suction Point 3 3.3 m/s
Berdasarkan  data  Tabel  8  dapat  dijelaskan bahwa  kondisi velocity  duct pada  setiap suction point memiliki kondisi tidak mencapai regulasi  standar  yang  diperlukan  oleh suction point untuk  mengatur  aliran  emisi  debu  yaitu sebesar  16.5  -  20  m/s;  hal  ini  juga  akan
mempengaruhi  kondisi airflow yang  terjadi  di bagian suction point .
Hasil parameter velocity duct tersebut didapatkan  dari  kondisi  performa fan yang digunakan  sebagai  motor  penggerak  untuk mengalirkan  emisi  debu  di  sepanjang  saluran duct pengendali emisi debu. Kondisi performa fan yang  dimaksud  dapat  dilihat  pada  data Tabel 9.
Tabel 9 . Kondisi performa fan motor penggerak No.  Deskripsi Keterangan 1. Power fan 5.5 kW 2. Fan total pressure 330 mmH 2 O
Berdasarkan  hasil  analisis  instalasi  sistem pengendalian  emisi  debu  yang  ditampilkan pada  Tabel  8  dan  Tabel  9  dapat  dijelaskan bahwa  sistem  pengendalian  emisi  debu  pada area pengemasan barang tidak dapat melakukan  hisapan  emisi  secara  optimal. Sehingga  hal  ini  akan  berdampak  terhadap parameter-parameter yang mempengaruhi kinerja  instalasi  sistem  pengendalian  emisi debu,  antara  lain airflow , surface  area  filter , dan effisiensi mekanikal motor yang digunakan.
Kondisi  rendahnya  nilai velocity  duct dan performa kinerja fan juga disebabkan oleh dua faktor  antara  lain  keterbatasan  bentuk  dan bahan material untuk instalasi sistem pengendalian emisi debu terutama pada bagian saluran  pipa  ( ducting )  emisi  debu;  yang  mana material  yang  digunakan  berasal  dari  PVC yang membuat nilai fitting loss pressure tinggi dan  tidak  stabilnya  nilai airflow pada  setiap suction  point dikarenakan  ukuran  dimensi suction point yang tidak sesuai dengan regulasi standar.  Beberapa  perbaikan  pada  instalasi sistem  dengan  melakukan  perancangan  ulang dapat  dimanfaatkan  dengan  tujuan  untuk mengurangi  dampak  negatif  yang  diakibatkan oleh emisi debu.

## Perbaikan  instalasi  sistem  pengendalian emisi debu pada area pengemasan industri
Mekanisme  perbaikan  yang  dilakukan  pada instalasi sistem pengendali emisi debu difokuskan terhadap proses perancangan ulang kepada  beberapa  bagian  yang  terdapat  di instalasi sistem meliputi antara lain:
Perubahan diameter suction point
Kebutuhan nilai airflow pada setiap suction point yang  ditunjukkan  pada  Tabel  10 menjadi parameter dasar perubahan diameter suction point .
Tabel 10. Nilai airflow bagian suction point No. Bagian Keterangan 1. Suction point 1 850 m 3 /h 2. Suction point 2 2548 m 3 /h 3. Suction point 3 1369 m 3 /h Total nilai 4767 m 3 /h Diameter suction  point yang  optimum untuk kondisi airflow tersebut juga memiliki  keterkaitan  terhadap  kondisi  nilai velocity  duct ,  yang  mana  kondisi  standar velocity  duct yang  diijinkan  pada  instalasi sistem  pengendalian  emisi  debu  di  industri adalah  sebesar  16.5  –  20  m/s.  Oleh  karena itu,  dengan  memperhatikan  kondisi airflow dan  kondisi  standar velocity  duct yang terjadi di dalam suction point , maka terjadi peningkatan  dimensi  diameter suction point , yang mana datanya dapat ditunjukkan pada Tabel 11.
Tabel 11. Dimensi diameter suction point
No.  Deskripsi Ø Suction Point Δ (%) Awal Perbaikan 1. Suction point 1 75 mm 121 mm 42 % 2. Suction point 2 75 mm 210 mm 65 % 3. Suction point 3 150 mm 154 mm 3 %
Berdasarkan data Tabel 11 dapat dijelaskan bahwa peningkatan terbesar diameter suction  point terletak  pada  posisi  2,  yaitu bagian bag  filling .  Bagian bag  filling merupakan  bagian  pengisian  zat  adiktif pada tas pengisi dan sebagai tempat sumber emisi debu; sehingga perlu terjadi peningkatan  diameter  yang  cukup  besar untuk  menanggulangi  emisi  debu  yang keluar ke area lingkungan luar.
Peningkatan diameter suction point dilakukan pengujian kinerja dengan mengacu  terhadap  kondisi  standar velocity
duct ,  sehingga  hasilnya  dapat  dilihat  pada data Tabel 12.
Tabel 12. Hasil pengukuran velocity duct No. Bagian Hasil Pengukuran 1. Suction point 1 19.05 m/s 2. Suction point 2 25.3 m/s 3. Suction point 3 > 30 m/s
Berdasarkan data Tabel 12 dapat dijelaskan bahwa  peningkatan  diameter suction  point memberikan peningkatan nilai velocity duct dan  kondisi  peningkatan  tersebut  telah sesuai  dengan  kondisi  standar  instalasi sistem  pengendalian  emisi  debu  yang ditetapkan oleh Pemerintah.
Hubungan  variabel  antara airflow terhadap diameter ducting dapat  ditunjukkan  pada Gambar 6.
Gambar 6. Grafik hubungan variabel airflow dan diameter ducting
Berdasarkan  Gambar  6  dapat  dijelaskan bahwa nilai regresi hubungan antara airflow dan diameter ducting sebesar y = 0.0716x + 94.377  dengan  nilai  kemiringan  sebesar 0.0716  yang  memiliki  hubungan  bersifat positif  yang  dapat  diartikan  yaitu  semakin besar  nilai airflow maka  dimensi  diameter ducting juga  semakin  besar.  Sedangkan, nilai koefisien determinasi yaitu R 2 dengan sebesar  0.9876  dapat  diartikan  bahwa sebesar 98.76% perancangan nilai diameter dipengaruhi  oleh  kondisi airflow .  Nilai koefisien  korelasinya  tersebut  mendekati nilai  1,  sehingga  dikatakan  bahwa  kondisi variabel  diameter ducting terhadap  nilai airflow memiliki  hubungan  yang  sangat berpengaruh antar variabel.
Bentuk tee-way yang  menjadi  letak penggabungan  ketiga suction  point juga mengalami  perubahan  dengan  mengikuti perubahan yang terjadi pada bagian suction
point , dimana tee-way mengalami
perubahan  bentuk  menjadi unsymmetrical . Bentuk unsymmetrical  tee-way memiliki tujuan  untuk  mencegah  terjadinya drop airflow yang  berlebihan pada  setiap  titik percabangan suction  point .  Berdasarkan bentuk  sistem  instalasi  pengendalian  emisi debu  pada  area  pengemasan  bubuk  zat adiktif  pada  skema  Gambar  6,  maka perubahan dimensi tee-way di titik A dan B dapat ditunjukkan pada Tabel 13.
Tabel 13. Dimensi diameter tee-way
Tee-way A (mm) Tee-way B (mm) Ø a = 121
Ø b = 210 Ø c = 243
Ø a = 154
Ø b = 243 Ø c = 288
Perubahan  bentuk tee-way dari  kondisi symmetrical menjadi  bentuk unsymmetrical tersebut dapat dilihat kondisinya pada Gambar 7.
Tee-way kondisi awal
Tee-way kondisi perbaikan
(a) (b)
Gambar 7. Tee-way symmetrical (a) dan unsymmetrical (b)
Perubahan bentuk fitting duct
Penggunaan fitting  duct yang  memiliki bentuk  tidak  standar  dapat  meningkatkan nilai static pressure per segment fitting duct dan  berpengaruh  terhadap  nilai fitting  loss . Perubahan  pada  bentuk fitting  duct yang disesuaikan  terhadap  kondisi  standar  dapat membantu  menurunkan  nilai fitting  loss , dikarenakan  nilai fitting  loss yang  kecil dapat  meringankan  beban  kerja  sistem fan yang digunakan. Penggunaan bentuk fitting
duct yang  disesuaikan  dengan  kondisi standar  serta  perubahan  bentuknya  dapat terlihat pada Gambar 8.
Fitting-duct kondisi awal Fitting-duct kondisi perbaikan (a) (b) Gambar 8. Fitting duct elbow short radius (a) dan elbow long radius (b)
Perubahan  bentuk fitting  duct dan  perubahan tee-way sebagai  satu  kesatuan  instalasi  sistem pengendalian  emisi  debu  dilakukan  pengujian performa kinerjanya, dimana kondisinya dapat dilihat pada data Tabel 14.
Tabel 14. Penurunan nilai fitting loss No- Line Nilai fitting loss Δ (%) Fitting Duct awal Fitting duct perbaikan 1-A 0.84 0.48 43% 2-A 0.6 0.42 30% A-B 0.84 0.48 43% 3-B 1.14 0.9 44% D-C 0.84 0.48 43%
Berdasarkan  data  Tabel  8  dapat  dijelaskan bahwa  perubahan  bentuk fitting  duct dengan tee-way mampu menurukan kondisi fitting loss sebesar  30  %  sampai  dengan  43%.  Kondisi fitting  loss merupakan  kondisi  dimana  aliran udara yang masuk ke dalam ducting mengalami  gesekan  terhadap  permukaan ducting yang berpengaruh terhadap kondisi fan total  pressure. Penurunan  nilai fitting  loss mampu  meningkatkan  nilai pressure ,  dimana pada  kondisi  awal  didapatkan  nilai pressure sebesar  330  mmH 2 O  mengalami  peningkatan nilai pressure sebesar 349 mmH 2 O. Peningkatan nilai pressure berpengaruh terhadap  daya  isap fan untuk  menyerap  emisi debu  yang  terdapat  di  area  pengemasan produk.
Hubungan  antara  variabel friction  loss (H f ) terhadap  kondisi  diameter ducting juga  dapat dilihat pada Gambar 9.
Erlanda Augupta Pane, Galih Taqwatomo, Ismail: Perancangan instalasi sistem pengendalian emisi debu pada area pengemasan bubuk zat adiktif Jurnal Teknologi 11 (2) pp 149- 162 © 2019
Gambar 9. Grafik hubungan friction loss dan diameter ducting
Berdasarkan Gambar 9 dapat dijelaskan bahwa nilai regresi pada grafik sebesar y = -172.14x + 14.294,  dengan  nilai  kemiringan  (a)  sebesar =  -172.14,  sehingga  hal  ini  dapat  dikatakan bahwa kedua hubungan antara friction loss dan diameter ducting terjadi  korelasi  negatif,  yang mana  semakin  besar  suatu  dimensi  diameter penulis  maka  nilai  H f akan  semakin  kecil. Sedangkan, nilai koefisien determinasi ialah R 2 =  0.9187  dari  hasil  tersebut  diartikan  bahwa 91.87% perancangan nilai diameter dipengaruhi  oleh  nilai  H f .  Nilai  koefisien korelasinya  tersebut  yang  mendekati  nilai  1, sehingga  dikatakan  bahwa  nilai  variabel diameter  dan friction  loss memiliki  hubungan yang cukup berpengaruh antar variabel.
Berdasarkan  hasil  dari  perubahan  ukuran dimensi  pada  bagian-bagian  yang  terdapat pada  instalasi  sistem  pengendali  emisi  debu dapat dirangkum kondisi keseluruhan performa kinerja  dari  sistem  tersebut  yang  ditunjukkan pada data Tabel 15.
Tabel 15 . Spesifikasi hasil analisis kebutuhan unit pengendali emisi No.  Deskripsi Keterangan 1. Power fan 4.27 kW 2. Fan total pressure 349 mmH 2 O 3. Surface area filter 37.8 m 2 4. Velocity duct 20.25 m/s 5. Tipe filter Sleeves/bag filter “ polyster felt ” 6. Jumlah filter 32 buah 7. Ø sleeves filter 125 mm 8. Panjang filter 3 m
Kondisi  perubahan  instalasi  sistem  pengendali emisi  debu  yang  terjadi  pada  bagian suction point , tee-way dan fitting  duct mengakibatkan juga perubahan efisiensi mekanikal motor yang digunakan  untuk  menggerakan fan sebagai
penarik  atau  penghisap  emisi  debu  ke  dalam saluran ducting untuk  dibuang  ke  lingkungan luar.  Meskipun power  fan yang  diperlukan menurun menjadi sebesar 4.27 kW, akan tetapi kondisi  efisiensi  mekanikal  motor  akan mengalami  penghematan  penggunaan  daya motor  hingga  mencapai  77%  apabila  kondisi fan  power yang  digunakan  sesuai  dengan instalasi sistem pengendali emisi debu sebelumnya yaitu sebesar 5.5 kW.
Proses  pengujian  dan  pengukuran  kualitas emisi  debu  pada  instalasi  sistem  pengendalian emisi  debu  di  bagian  outlet  telah  dilakukan dengan menggunakan standar Regulasi Pemerintah  yang  tertuang  pada  peraturan regulasi  yang  dijelaskan  pada  data  Tabel  1 mengenai  kondisi  emisi  debu  buangan  standar yang  diijinkan  untuk  dibuang  menuju  area lingkungan.  Proses  pengujian  kualitas  emisi debu  tersebut diletakkan pada bagian  keluaran cerobong asap ( chimney ). Karakteristik kualitas  emisi  debu  yang  keluar  berkaitan dengan  kondisi velocity  duct pada  daerah instalasi  sistem  pengendalian  emisi  debu tersebut, dimana rata-rata kondisi nilai velocity duct setelah  melakukan  perubahan  didapatkan nilai sebesar 20.25 m/s dan posisinya berada di antara  ambang  kondisi  standar  nilai velocity ducting regulasi yakni sebesar 16.25 – 20 m/s. Hasil  data  pengujian  untuk  kadar  emisi outlet dihasilkan berada di bawah nilai ambang batas yang  telah  ditentukan,  dimana  hasilnya  dapat dilihat pada Tabel 16.
Tabel 16. Hasil pengujian emisi outlet
No.  Uji Tes Hasil (ppm) 1. NO 2 <0.002 2. SO 2 <0.000001 3. CH 4 <0.5 4. CO <0.001 5. Partikel <0.000027
Berdasarkan  data  Tabel  16  dapat  dijelaskan bahwa hasil pengujian emisi debu pada bagian outlet instalasi sistem pengendalian emisi debu telah  mengalami  penurunan  nilai  dan  jauh berada  di  bawah  kondisi  regulasi  yang ditetapkan  oleh  pemerintah,  sehingga  dapat disimpulkan  kondisi  ini  cukup  aman  untuk dibuang ke lingkungan dan tidak menyebabkan kondisi  bahaya  bagi  para  operator  di  dalam area pengemasan barang industri.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa  hasil  perancangan  instalasi  sistem pengendalian  emisi  debu  di  area  pengemasan bubuk  zat  adiktif  membutuhkan  unit  sistem dengan  tipe fabric  filter yang  memiliki spesifikasi kapasitas airflow total sebesar 4767 m 3 /h  dengan  nilai surface  area  filter sebesar 37.8  m 2 .  Unit  sistem  tipe fabric  filter tersebut menggunakan bentuk filter sleeve yang bersifat tidak  memiliki  lipatan  pada filter sehingga mencegah  terjadinya blocking  filter terhadap emisi debu.
Unit fan  system pada  instalasi  memiliki spesifikasi  minimum power  fan sebesar  5.5 kW  dan  nilai fan  total  pressure sebesar  330 mmH 2 O.  Perbaikan  sistem  instalasi  terletak pada  bagian ducting, yang  mana  mengalami perubahan  dimensi  diameter  pada  setiap masing-masing suction point dan main ducting antara  lain  diameter suction  point 1  sebesar 121 mm, suction point 2 sebesar 210 mm, dan suction  point  3 sebesar  154  mm;  sedangkan diameter main  ducting sebesar  288  mm. Kondisi  ini  mampu  meningkatkan fan  total pressure menjadi sebesar 349 mmH 2 O dengan penurunan tekanan fan power sebesar 4.27 kW
Penggunaan material PVC pada bagian ducting menyebabkan  keterbatasan  pada  bentuk fitting duct seperti elbow short radius dan bentuk tee- way  symmetrical (tidak  adanya  perubahan diameter),  hal  ini  mengakibatkan  tingginya nilai fan  total  pressure serta  tidak  stabilnya aliran airflow pada  setiap suction  point .  Jika menggunakan  bentuk  instalasi  standar  maka kapasitas  unit power  fan yang  semula  sebesar 4.27  kW  dilakukan  peningkatan  menjadi  5.5 kW,  yang  mana  kondisi  ini  cukup  untuk menanggulangi emisi debu pada area pengemasan barang dengan dengan penghematan efisiensi mekanikal motor mencapai 77%.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada para laboran  Laboratorium  Teknik  Mesin,  Fakultas Teknik,  Universitas  Pancasila  yang  telah membantu proses penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Azreen,  N.,  2014. Determination  of  Baseline Data  on  Respirable  Dust Concentration for  Safety  and  Health  Enhancement  in
Selected Small and Medium Indutries in Johor . Tun Hussein Onn Malaysia. Glock,  C.H.  et  al.,  2019. An  integrated  cost and  worker  fatigue  evaluation  model  of a  packaging  process. International Journal of Production Economics, 207:107–124.
Hao,  Y.  et  al.,  2019. What  affect  consumers  ’ willingness to pay for green packaging ? Evidence from China. Resources,
Conservation & Recycling, 141:21–29.
Hardiansyah,  R.  &  Afiuddin,  A.E.,  2018.
Perancangan  Bag  Filter  pada  Ruang Packing  Industri  Tepung  Terigu. In Conference Proceeding on Waste
Treatment Technology:45–50.
Hendrawati,  T.Y.  &  A,  S.,  2016. Analisis Kelayakan  Industri  Kelapa  Terpadu.
Jurnal Teknologi, 8(2):1–10.
Indonesia,  S.N.  &  Nasional,  B.S.,  2005.  Nilai Ambang  Batas  (  NAB  )  zat  kimia  di udara tempat kerja:1–31.
Jia,  L.  et  al.,  2017. Improvements  in  the decision making for Cleaner Production by data mining: Case study of vanadium extraction  industry  using  weak  acid leaching  process. Journal  of  Cleaner Production, 143:582–597. Kumar,  A.  et  al.,  2015. Evaluation  of  Control Strategies  for  Industrial  Air  Pollution Sources Using American Meteorological Society/Environmental Protection Agency Regulatory Model with Simulated  Meteorology  by  Weather
Research and Forecasting Model. Journal of Cleaner Production, 116:110– 117.
Libyawati,  W.,  Suwandi,  A.  &  Agustian,  H., 2017. Rancang Bangun Teknologi
Modified  Atmosphere  Storage  (MAS) dengan  Kapasitas  4,77  m3. Jurnal Teknologi, 9(2):103–116.
Rohim, J.A. & Kristanto, A., 2016. Perancangan  Sistem  Kerja  pada  Proses Pengemasan  Emping  Melinjo  dengan Pendekatan  Ergonomi. Jurnal  Integrasi Sistem Industri, 3(2):7–14.
Schaefer,  D.  &  Cheung,  W.,  2018. Smart
Packaging : Opportunities and Challenges. In Procedia CIRP. Stockholm:1022–1027. Schnelle, K., Dunn, R. & Ternes, M., 2016. Air Pollution Control Technology Handbook 2nd  editio.,  New  York:  CRC
Erlanda Augupta Pane, Galih Taqwatomo, Ismail: Perancangan instalasi sistem pengendalian emisi debu pada area pengemasan bubuk zat adiktif Jurnal Teknologi 11 (2) pp 149- 162 © 2019
Press. Sui,  Z.  et  al.,  2016. Fine  particulate  matter emission
and size distribution characteristics  in  an  ultra-low  emission power plant. Fuel, 185:863–871. Xue,  F.  &  Sun,  B.,  2018. Experimental  study on  the  comprehensive  performance  of the  application  of  U-shaped  corrugated pipes  into  reactive  mufflers. Applied Acoustics, 141:362–370. Yang,  S.,  Fath,  B.  &  Chen,  B.,  2016. Ecological network analysis of embodied  particulate  matter  2  .  5  –  A case  study  of  Beijing. Applied  Energy, 184:882–888. Zhang,  H.H.,  Nunayon,  S.S.  &  Lai,  A.C.K., 2019. Experimental  study  on  deposition enhancement  of  ultrafine  particles  in  a duct  flow  by  riblets. Applied  Thermal Engineering, 147:886–894.