Putra, dkk./ ROTASI, Vol. 26  No. 1  (Januari  2024) Hal. 69-77

## Rancang Bangun Alat Germicidal Pembersih Virus Covid 19 di Udara Dengan Aliran Meander Dan Variasi Laju Udara
Riki Candra Putra a, *, Abdul Rohman b
a Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Tangerang Jl. Perintis Kemerdekaan I No.33 RT.007/RW.003 Babakan, Cikokol Kec.Tangerang, Kota Tangerang Banten 15118
b Teknologi Pendidikan, Sekolah Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Jakarta Jl. K.H. Ahmad Dahlan Cirendeu Ciputat, Tangerang Selatan. Kampus B Jl Cempaka Putih Tengah 27 Jakarta 10510
* rikiumt@gmail.com

## Abstract
The pandemic period in Indonesia has ended and now people are given the freedom to socialize more closely,  this  allows  the  spread  of  the  Covid  19  virus  to  become  even  more  widespread  even  though people have been given vaccines. The spread of the Covid-19 virus and other microorganisms in the air needs  to  be  controlled,  especially  in  closed  rooms  that  contain  various  human  activities  using  UVC lamp germicidal devices. By using a germicidal apparatus with a  meander flow system, it is possible for the process of exposure to UVC rays to the virus to be longer in the apparatus so that the viruses die more  quickly.  With  a  smaller  flow  shape  in  a  closed  germicidal  apparatus,  the  airflow  shape  is expected  to  be  more  uniform.  By  using  different  voltages,  namely  6  volts  and  12  volts,  different airflow speeds are obtained due to the difference in the magnitude of the value between the inlet and outlet fans with the supply voltage from the adapter which results in a difference in rpm between the inlet and outlet fans, namely the air speed at 6 volts it requires 13 times air circulation to get in and out of the tool while at 12 volts it requires 23 times circulation to get the effectiveness of eradicating the virus  for  30  seconds.  The  airflow  inside  the  device  is  simulated  by using  colored  smoke  to  make  air movement visible under the condition that the acrylic glass is still clear or has not been covered by a layer of stickers. After the device was tested, the box was covered with colored stickers to keep UVC rays from being exposed when the fan and UVC lamp were turned on.
Kata kunci: Pandemic, covid 19, germicidal, UVC lamp, meander flow

## Abstrak
Masa  pandemi  di  Indonesia  sudah  berakhir  dan  saat  ini  masyarakat  diberikan  kebebasan  untuk bersosialisasi  lebih  dekat,  hal  ini  memungkinkan  penyebaran  virus  covid  19  semakin  meluas  lagi meskipun masyarakat sudah diberikan vaksin. Penyebaran virus covid 19 dan mikroorganisme lainnya di  udara  perlu  dikendalikan  terutama  pada  ruangan  tertutup  yang  berisi  berbagai  aktivitas  manusia dengan menggunakan alat germicidal lampu UVC. Dengan menggunakan alat germicidal dengan sistel aliran  meander  dimungkinkan  proses  paparan  sinar  UVC  ke  virus  menjadi  lebih  lama  di  dalam  alat sehingga  virus  menjadi  lebih  cepat  mati.  Dengan  bentuk  aliran  yang  lebih  kecil  di  dalam  alat germicidal  yang  tertutup,  bentuk  aliran  udara  diharapkan  menjadi  lebih  seragam.  Dengan menggunakan  tegangan  yang  berbeda  yaitu  6  volt  dan  12  volt  didapat  kecepatan  aliran  udara  yang berbeda-beda  karena  adanya  perbedaan  besaran  nilai  antara  kipas inlet dan outlet dengan  suplai tegangan dari adaptor yang menghasilkan perbedaan rpm antara kipas inlet dan outlet yaitu kecepatan udara  pada  tegangan  6  volt  memerlukan  13  kali  sirkulasi  udara  untuk  keluar  masuk  ke  dalam  alat sedangkan  pada  tegangan  12  volt  memerlukan  23  kali  sirkulasi  untuk  mendapatkan  efektivitas pembasmian  virus  selama  30  detik.  Aliran  udara  di  dalam  alat  disimulasikan  dengan  menggunakan asap  berwarna  agar  terlihat  pergerakan  udara  dengan  kondisi  kaca  akrilik  yang  masih  bening  atau belum tertutup oleh lapisan stiker. Setelah alat diuji, kotak dilapisi stiker berwarna untuk menjaga sinar UVC tidak terpapar keluar saat kipas dan lampu UVC dinyalakan.
Kata kunci: Pandemi, covid 19, germicidal, lampu UVC, aliran meander

## 1. Pendahuluan
Keberadaan  virus  covid  19  yang  saat  di  awal  tahun  2023  meskipun  dinyatakan  masih  ada  di  Indonesia  namun sudah tidak begitu mempengaruhi pergerakan masyarakat karena pembatasan sosial sudah tidak diperketat lagi, hal ini membuat  masyarakat  dapat  cenderung  kembali  lagi  mengabaikan  keberadaan  dan  penyebaran  virus  covid  19  dan mikroorganisme lainnya di lingkungan sekitar.
Putra, dkk./ ROTASI, Vol. 26  No. 1  (Januari  2024) Hal. 69-77
Virus  covid  19  dan  mikroorganisme  yang  hidup  di  sekitar  kita  apabila  tidak  dapat  dikendalikan  dapat mempengaruhi kesehatan manusia apabila tidak rajin menjaga kerbersihan dan memakai masker. Mikroorganisme dapat dibasmi, dihambat dan dibunuh dari lingkungan kita dengan proses yang dinamakan sterilisasi sebagai cara untuk dapat mengendalikannya  [1].  Bentuk  sterilisasi  yang  dilakukan  pada  umumnya  dengan  menyemprot disinfektan  ke udara  di dalam ruangan, ke benda-benda yang sering disentuh atau dengan melakukan penyinaran dengan lampu UVC. Namun kegiatan  sterilisasi  tersebut  selain  kurang  efektif  juga  mengganggu  aktivitas  manusia  karena  membuat  benda-benda menjadi lengket oleh disinfektan dan penyinaran UVC di dalam ruangan tidak boleh  terpapar langsung  pada manusia ataupun makhluk hidup piaraan.
Mikroorganisme  merupakan  makhluk  yang  dapat  hidup  di  banyak  tempat,  tidak  hanya  di  ruangan  yang  terbuka namun  juga  dapat  hidup  di  ruangan  yang  tertutup.  Kehidupan  mikroorganisme  diruangan  yang  tertutup  lebih  mudah dikendalikan  dibandingkan  di  ruangan  yang  terbuka.  Apabila  udara  di  dalam  ruangan  tertutup  terdapat  banyak mikrogorganisme  maka  akan  dapat  menimbulkan  gangguan  kesehatan  dan  terdapat  hubungannya  kelembaban  udara dengan jumlah mikororganisme [2]. Keberadaan jumlah mikroorganisme dan virus covid 19 dapat berbeda-beda dalam suatu  ruangan,  tergantung  ukuran  volume  ruangan  dan  juga  tergantung  pada  jumlah  manusia  yang  berada  di  dalam ruangan  tersebut  karena  sudah  diteliti  bahwa  terdapat  hubungan  antara  jumlah  pengunjung  dengan  angka  kuman  di udara dan juga dipengaruhi oleh aktivitas manusia di dalam dan kebersihan ruangan [3].
Cara  mengendalikan  kehidupan  mikroorganisme  atau  sterilisasi  ruangan  dengan  baik  tanpa  mengabaikan  risiko keamanan  pada  makhluk  hidup  lainya  adalah  dengan  cara  mensterilkan  udara  di  dalam  ruangan  menggunakan  alat germicidal UVC, cara kerjanya dengan cara dengan menghisap udara di ruangan dan memberikan paparan sinar UVC di dalam  sebuah  kotak  tertutup  yang  tidak  transparan,  sehingga  cahaya  UVC  tidak  bisa  terkena  langsung  dengan  benda dan  makhluk  hidup  lainnya  disekitarnya  dengan  hasil  yang  didapat  rata-rata  efektifitas  pengurangan  mikroorganisme sebesar 86.26% selama 60 menit sirkulasi udara pada alat germicidal [4]. Kata germicidal sendiri didefinisikan sebagai proses  membunuh  makhluk  mikroorganisme  dan  istilah  alat  germicidal  sering  mengacu  pada  alat  yang  mempunyai lampu ultraviolet dan kipas udara yang digunakan untuk membunuh kuman dan mikroorganisme lainnya.
Fakta-fakta  hasil  penelitian  lain  yang  dilakukan  sudah  mengungkapkan  bahwa  alat  germicidal  dan air  purifier yang  menggunakan  sinar  UVC  dapat  membunuh  mikroorganisme  lebih  efektif  sebesar  73%  dibandingkan  tidak menggunakan sinar UVC [5] dan efektifitasnya dapat mereduksi mikroorganisme di udara mencapai 92.7% untuk jenis bakteri  dan  94.1%  untuk  jenis  fungi  dengan  menggunakan  konsumsi  daya  kipas  sebesar  1.736  watt  dan  lampu ultraviolet sebesar 7.884 watt pada volume ruangan 1 m 3 dengan waktu treatment selama 45 menit [6].
Berdasarkan penelitian yang sudah ada disebutkan bahwa untuk membunuh virus covid 19 yang berada di udara dapat  digunakan  alat  germicidal  yang  berupa  kotak  tertutup  dengan  memasang  lampu  UVC  di  dalam  kotak  dan menggunakan kipas kecil untuk menghisap udara masuk kedalam kotak berongga dengan aliran udara sepanjang ukuran dimensi kotak [6], dan juga penelitian menggunakan kotak berisi sinar UVC dengan berbagai macam jenis sinar UVC dengan hasil sinar UVC LED (275 nm) mempunyai tingkat efektifitas yang lebih baik dibandingkan UVC 245 nm dan UVC 222 nm selama 10 detik [7].
Teknologi  alat  germicidal  dengan  lampu  LED  UVC  sudah  sangat  berkembang  dan  digunakan  pada  berbagai tempat. Berbagai model alat germicidal yang berbeda diterapkan di area kantor, rumah sakit, di dalam kabin pesawat, kamar mandi, ruangan dalam pabrik, dan banyak tempat lainnya. Teknologi germicidal UV saat ini banyak digunakan untuk  mensterilkan  udara,  permukaan  benda  dan  alat  pelindung  diri  seperti  masker  N95.  Bahkan  karena  sangat pentingnya,  ada  suatu  kantor  di  Toronto  yang  menyediakan  tempat  sterilisasi  ultraviolet  di  area  resepsioning  untuk mendisinfeksi kunci, telepon, dan perangkat portabel lainnya [8].
Radiasi  sinar  UV  telah  banyak  dimanfaatkan  dan diakui  di  seluruh  dunia  sebagai  suatu  prosedur  sterilisasi  pada industri  farmasi.  Tinjauan  tentang  efektivitas  beberapa  jenis  sinar  UV  sudah  banyak  yang  meneliti,  telah  dipaparkan bahwa bakteri atau virus yang menempel di permukaan benda padat atau melayang di udara bisa mati apabila disinari oleh sinar UVC. Sinar yang banyak digunakan adalah sinar UVC dengan panjang gelombang 100-280 nm [6].
Sistem desinfeksi sinar ultraviolet (UV) telah semakin banyak digunakan dalam pengaturan perawatan kesehatan dalam  upaya  untuk  mengurangi  penularan  patogen nosokomial dan  mencegah  infeksi  terkait  perawatan  kesehatan. Sebagian  besar  sistem  desinfeksi  UV  menggunakan  lampu  kuman  yang  memancarkan  radiasi  UVC  dengan  panjang gelombang sekitar 254 nm. Namun diketahui bahwa UVC 254 nm berbahaya bagi kulit dan mata. Laporan sebelumnya menunjukkan  bahwa  sinar  UVC  222-nm,  yang  termasuk  dalam  UVC  jauh  (207-  222  nm),  memiliki  sifat  pembasmi kuman yang sama efektifnya dengan UVC 254 nm [9].
Selama  ini  pengukuran  lama  penyinaran  udara  di  dalam  kotak  tidak  diperhitungkan  secara  detail  pada  beberapa metode penelitian yang dilakukan menggunakan kotak berongga, udara dengan volume yang sama dengan kotak dapat keluar dengan cepat melalui lubang keluar, kemudian dipelukan metode sirkulasi udara kembali masuk ke dalam kotak untuk disinari ulang, hal ini tidak memperlihatkan efektivitas lama penyinaran dan kondisi udara di dalam kotak apabila di dalam kotak di berikan sekat-sekat agar udara dapat dialirkan dan disinari UVC secara bertahap dan lebih lama.
Untuk  itu  perlu  dilakukan  perubahan  pada  bentuk  aliran  udara  didalam  kotak  alat  germicidal  agar  bisa  dihitung volume  aliran  udara  yang  mengalir  dengan  panjang  lintasan  udara  yang  lebih  panjang,  dengan  menggunakan  bentuk aliran meander yang menjadikan aliran udara  di dalam kotak berbelok-belok sehingga potensi  durasi paparan sinar di dalam alat menjadi lebih panjang. Aliran tersebut diambil dari kata meander karena aliran meander merupakan aliran
Putra, dkk./ ROTASI, Vol. 26  No. 1  (Januari  2024) Hal. 69-77
sungai  yang  berbelok-belok  sehingga  volume  udara  yang  mengalir  dan  keluar  mempunyai  dimensi  yang  sama  dan mengurangi  kemungkinan  adanya  udara  yang  bergerak  lebih  lambat  karena  terjebak  di  sudut-sudut  kotak  germicidal. Dan dengan bentuk aliran meander ini dapat membuat paparan sinar pada udara di dalam alat germicidal lebih banyak dan lebih efektif meskipun ukuran alat lebih kecil.
Untuk itu dalam penelitian ini akan dibuat suatu alat germicidal  dengan lampu  UVC yang dapat menjadi contoh simulasi  untuk  melihat  bentuk  aliran  udara  di  di  dalam  kotak  tertutup  dengan  tujuan  untuk  mendapatkan  efektivitas sirkulasi udara yang baik dan menghindari terjebaknya udara di sudut-sudut kotak. Manfaat yang dapat diambil adalah semakin cepatnya proses pembasmian mikroorganisme apabila alat digunakan di rumah sakit atau di tempat yang kotor seperti pabrik.
Teknologi  pemurnian  udara  menggunakan  alat  germicidal  dan  lampu  UVC  sangat  berkaitan  erat  dengan  sistem HVAC  (Heating,  ventilation,  and  air  conditioning) .  Sangat  banyak  penelitian  yang  mengambil  tema  tentang  alat germicidal  lampur  UVC,  karena  menurut  Cattai  et  al  [10]  adalah  kualitas  udara  dalam  ruangan  di  lingkungan  tempat tinggal dan kerja sangat penting bagi kesehatan manusia dan hewan. Risiko penularan melalui udara sangat signifikan terutama di dalam ruangan, karena manusia tetap menjadi salah satu sumber utama bioaerosol.

## 2. Material dan metode penelitian
Tahapan  langkah  kerja  untuk  menyelesaikan  permasalahan  dalam  sehingga  penelitian  ini  dapat  diselesaikan dengan  terstruktur  dan  sistematis  dapat  disesuaikan  dengan  diagram  alir  metode  penelitian  yang  dapat  dilihat  pada Gambar 1.

## Gambar 1. Diagram alir penelitian
Metode  penelitian  ini  disusun  untuk  menunjang  metode-metode  penelitian  yang  sudah  ada  tentang  efektivitas lampu  UVC  dan  sistem  alat  germicidal,  studi  literatur  diperlukan  untuk  melihat  kekurangan-kekurangan  pada penelitian-penelitian alat germicidal sebelumnya, dan kebutuhan alat tersebut di tengah-tengah masyarakat.
Implementasi dari alat germicidal dengan lampu UVC dibuktikan di negara Mexico dengan dibuatnya desain alat germicidal dengan lampu UVC dengan panjang gelombang 254 nm untuk membunuh virus SARS-CoV-2 selama masa pandemi.  Alat  germicidal  ini  dibuat  menggunakan  cuk  power  elektronik  konverter  sebagai  sumber  daya  utama  untuk memberikan  energi  ke  lampu LED UVC.  Penggunan  konverter  ini  untuk  pengaturan  lampur LED UVC  terbukti  bisa menonaktifkan ( deactivate ) jenis virus-virus yang berbeda [11].
Proses pembuatan alat ini dimulai dengan mengukur dimensi alat uji menggunakan meteran dan penggaris untuk dapat  mengetahui  ukuran  alat,  panjang  aliran  dan  volume ruang  aliran  meander.  Wujud alat  germicidal  dengan  aliran meander adalah berbentuk kotak tertutup dengan dimensi yang dapat dilihat pada Gambar 2a dan memperlihatkan dari pandangan atas alat dapat dilihat pada Gambar 2b dengan spesifikasi dimensi sebagai berikut:
• Dimensi kotak: P 501 mm x L 438 mm x T 84 mm
• Tebal akrilik: 2 mm
• Lebar ruangan di dalam kotak: 60 mm
• Jumlah sekat sebanyak 6 buah membuat aliran udara berbelok seperti aliran meander
Perancangan  kotak  tertutup  alat  germicidal  juga  pernah  dilakukan  dengan  membuat  konveyor  mini  yang membawa  benda-benda  ke  dalam  kotak  tertutup  untuk  disterilisasi  dan  dapat  membunuh  virus  corona  10  detik  untuk barang yang panjangnya 40 cm. Bentuk kotak tertutup ini mirip dengan alat yang sedang diteliti saat ini karena sama- sama mengutamakan keselamatan makhluk hidup sekitar dari pengaruh paparan sinar UVC secara langsung [12].
Prinsip  penggunaan  alat  germicidal  tertutup  ini  adalah  untuk  kemudahan,  keamanan  dan  kenyamanan.  Karena sinar UVC berbahanya apabila terpapar langsung ke tubuh manusia, hewan ataupun tumbuhan, maka beberapa peneliti di Mesir pun juga membuat alat germicidal berupa robot bergerak dan berjalan yang dapat dikendalikan menggunakan remot kontrol [13]. Robot tersebut efektif untuk sebanyak 92% setiap 0.5 meter dari total bacterial count ( TBC ).
Mulai Studi literatur Perancangan dan Pembuatan alat Pengujian alat
Pengumpulan dan analisa data Kesimpulan Selesai
Gambar 2 (a). Ukuran Alat Germicidal Udara, (b). Dimensi alat dari pandangan atas
Peralatan-peralatan yang digunakan di dalam melakukan penelitian ini merupakan bagian-bagian yang dibutuhkan untuk menjadi suatu sistem alat germicidal aliran meander, bagian-bagian tersebut antara lain: - Lampu UVC 8 watt sebanyak 2 buah - Kipas diameter 8 cm, sebanyak 2 buah
- Adaptor AC 220 V
- Saklar
- Tachometer
- Multimeter
- Stopwatch
- Meteran / penggaris
- Asap berwarna
Kemudian dilakukan pembuatan alat  germicial dengan mengikuti pola seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2a dan 2b, sehingga hasilnya dapat dilihat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3a yaitu awal pembuatan dan pengujian kotak  yang  terbuat  dari  bahan  akrilik  merupakan  benda  yang  transparan  ini  tidak  diberikan  lapisan  stiker  pelindung cahaya, agar saat pengujian dengan asap berwarna yang kotaknya dalam keadaan tertutup rapat dapat dilihat langsung pergerakan  aliran  asap  di  dalam  kotak.  Gambar  3b  memperlihatkan  sirkulasi  aliran  udara  di  dalam  kotak  yang menunjukkan bentuk aliran meander. Kemudian setelah kotak germicidal diuji, keseluruhan kotak bagian luar ditempel dengan stiker berwarna biru untuk mencegah keluarnya cahaya UVC.
(a) (b) Gambar 3. (a) Desain Alat Germicidal Udara, (b) Sirkulasi aliran meander
Setelah dilakukan pembuatan alat dan membuat daftar alat bantu yang digunakan, selanjutnya dilakukan pengujian alat dan pengukuran dengan tahapan-tahapan sebagai berikut:
1. Mengukur  rpm  kipas  input  dan  output  menggunakan tachometer dengan  mengatur  supply  tegangan  6v dan 12v dari adaptor ke kipas inlet dan outlet .
2. Memasukkan asap sebagai media udara untuk melihat pergerakan udara di dalam kotak transparan.
3. Mengukur arus dan tegangan pada kipas, adaptor, fitting lampu dan lampu uv menggunakan multimeter untuk menghitung daya yang di konsumsi alat germicidal udara seperti yang ditunjukkan pada Persamaan 1.
P = I V                                                                          (1) Keterangan: P = daya listrik ( Watt ) I = arus listrik ( Ampere )
V = tegangan listrik ( Volt )
Tahapan  pengukuran  dimensi  alat  germicidal  udara  berikut  disajikan  berupa  sketsa  diagram  cara  melihat  nilai tegangan, arus, dan daya yang terdapat pada adaptor saat disambung dengan kipas dan diukur pada tegangan 12 v dan 6v  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  4a  dan  4b.  Kemudian  data-data  daya,  arus,  tegangan  dan  rpm  kipas ditabulasikan berdasarkan kategori pengukuran tegangan 6 volt dan 12 volt .
Gambar 4a. Pengukuran Arus, 4b. Tegangan Kipas
4. Menghitung kecepatan aliran udara menggunakan asap bewarna agar dapat terlihat laju aliran udara pada ruang  aliran  meander  kemudian  dihitung  menggunakan  stopwatch  dari  inlet  sampai  outlet  aliran  udara. Kemudian data-data kecepatan, panjang aliran udara dan waktu ditabulasikan kedalam kategori tegangan 6 volt dan 12 volt.
5. Menghitung laju volume aliran udara ( flow rate ) seperti yang ditunjukkan pada Persamaan 2. Q = A v                                                                            (2)
Keterangan : Q = Kapasitas Aliran (m 3 /jam ) A = Luas Permukaan ( m 2 ) v = Kecepatan Aliran (m/s)
6. Analisa lama penyinaran udara di dalam alat germicidal

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sebelum  melakukan pengujian  laju  aliran  pada  alat germicidal ,  perlu  diketahui  terlebih dahulu  variabel-variabel kinerja  pada  komponen-komponen  yang  terpasang  pada  alat  germicidal,  tujuannya  untuk  mengetahui  dan  sebagai ukuran kerja akhir alat terhadap kinerja masing-masing komponan.
Pertama perlu diketahui kecepatan putar dari kipas dengan menggunakan tachometer , satuan kecepatan putar kipas adalah rpm ( radius per minute ). Pengujian rpm kipas menggunakan tachometer pada kipas 1 ( inlet ) dan kipas 2 ( outlet ) diukur dengan 2 tegangan pada kipas yaitu 6v dan 12v, dengan hasil rpm kipas inlet pada tegangan 12v sebesar 1981 rpm dan pada kipas outletnya 1851 rpm, sedangkan pada tegangan 6v didapat kecepatan putar kipas inlet sebesar 1764 rpm dan kipas outlet 1623 rpm.

## Gambar 5. Pengukuran Rpm Kipas, Arus dan Tegangan
Setelah  dilakukan  pengukuran rpm ,  hasilnya  ditabulasikan  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Tabel  1,  dan  juga menampilkan hasil pengukuran arus, tegangan dan daya pada sambungan kabel dari adaptor ke kipas yang merupakan nilai yang menentukan putaran dari kipas.
Tabel 1. Hasil Pengujian Rpm, Arus dan Tegangan
No. Tegangan (adaptor) Multimeter RPM Daya (watt) Arus (mA) Tegangan (Volt) Kipas inlet Kipas Outlet 1 12V 1.92 158 12.2 1981 1851 2 6V 0.8 133 6.08 1764 1623
Setelah  diukur  variabel-variabel  komponen  kipas,  selanjutnya  dilakukan  pengujian  menggunakan  asap  berwarna yang dimasukkan ke dalam alat germicidal, dan hasil pengujian kecepatan aliran seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.
Putra, dkk./ ROTASI, Vol. 26  No. 1  (Januari  2024) Hal. 69-77
Gambar 6. Dokumentasi Pengujian Kecepatan Aliran Udara
Kemudian  didapat  nilai  rata-rata  kecepatan  aliran  dalam  satuan  cm/detik  untuk  setiap  tegangan  adaptor  seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Pengujian Kecepatan Aliran Udara
No. Tegangan adaptor Panjang aliran (cm) detik Rata-rata waktu ( second ) Kecepatan aliran cm/s m/s 1 12V 106 1,28 1,31 80,9   0,809 1,37 1,28 2 6V 106 2,28 2,37 44,7   0,447 2,52 2,31
Dari  Tabel  2  dapat  terlihat  bahwa  pada  tegangan  adaptor  12V  menghasilkan  kecepatan  aliran  yang  lebih  besar dibandingkan  tegangan  6V,  karena  putaran  kipas  pada  12V  lebih  besar.  Hasil  pengujian  kecepatan  volume  udara dihitung  berdasarkan  luas  area  pada  titik  tertentu  di  dalam  alat  germicidal  dibagi  dengan  kecepatan  udara  seperti ditunjukkan  pada  Tabel  3,  pengukuran  pada  volume  udara  dilakukan  saat  semua  area  di  dalam  alat  saat  sudah  terisi penuh oleh asap, seperti terlihat pada gambar 7, asap sudah memenuhi ruangan di dalam alat germicidal dan bergerak mengikuti lajur ruangan menuju kipas outlet.
Gambar 7. Dokumentasi Volume kecepatan Aliran Udara
Simulasi asap pada Gambar 7  merupakan praktik  aliran yang dibuat berdasarkan pada Gambar 3 sehingga dapat dibuat tabel dimensi seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3 yang dapat digunakan untuk perhitungan laju aliran volume asap.
Permodelan  aliran  udara  yang  diberikan  paparan  sinar  UV  di  dalam  suatu  ruangan  ini  sudah  pernah  dilakukan dengan membuat permodelan Lagrangian untuk mematikan mikroorganisme yang terbawa oleh udara melewati saluran di  dalam  ruangan  sepanjang  3.5  meter  dan  diberikan  paparan  sinar  UV.  Jenis  mikroorganisme  yang  diteliti  adalah Pseudomonas alcaligenes, Salmonella enterica dan Escherichia coli dengan cara di inaktivasi dengan metode penilaian critical survival fraction probability (CSFP) dan maximal bearable UV dose ( MBUD ) [14].
Putra, dkk./ ROTASI, Vol. 26  No. 1  (Januari  2024) Hal. 69-77
Tabel 3. Hasil Pengujian Volume udara
Panjang aliran (P) Luas permukaan aliran (t x l) 1060 mm 80 mm x 485 mm = 38800 mm 2 = 0.0388 m 2
Nilai  panjang  aliran  di  dapat  dari  posisi  awal  asap  masuk  ke  dalam  kotak  pada  kipas inlet ,  kemudian  lintasan pergerakan asap di dalam kotak yang berbelok-belok sampai asap keluar melalui lubang kipas outlet yaitu sebesar 1060 mm. Dan luas permukaan aliran adalah ukuran horisontal dan vertikal pada pintu masuk dan keluar asap.
Hasilnya  perhitungan  laju  aliran  udara  didalam  kotak  adalah  di  dapat  dari  luas  ruangan  (A,  m2)  dan  kecepatan aliran udara (v, m/s) dengan perhitungan seperti yang ditunjukkan pada Persamaan 3 dan 4.
- Perhitungan pada tegangan 12V dengan memasukkan nilai luas permukaan aliran dan kecepatan aliran sebagai berikut:
Q = 0,0388 m 2 / 0,809 m / s (3) Q = 0,031 m 3 / jam
- Perhitungan  pada  tegangan  6V  Perhitungan  dengan  memasukkan  nilai  luas  permukaan  aliran  dan  kecepatan aliran sebagai berikut:
Q = 0,0388 m 2 / 0,447 m / s (4) Q = 0,173 m 3 /jam
Kemudian  berdasarkan perhitungan kecepatan aliran dan panjang aliran, dapat kita tentukan lamanya penyinaran yang terjadi pada udara yang melewati aliran meander dapat ditentukan pada perhitungan sebagai berikut.
diketahui:
Panjang aliran= 1060 mm = 106 cm Kecepatan aliran 12V = 80.9 cm/s Kecepatan aliran 6V = 44.7 cm/s Maka waktu durasi penyinaran dapat dihitung seperti yang ditunjukkan pada Persamaan 5 dan 6.
(5)
(6)
Karena  sinar  UVC  mampu  mematikan  virus  corona  yang  masih  hidup  sebesar  99.7%  apabila  suatu  permukaan disinari UVC selama 30 detik [09], maka karena waktu penyinaran yang terjadi pada alat tersebut masih di bawah 30 detik,  perlu dilakukan  sirkulasi  udara  secara  berulang,  agar  virus  yang berada  di udara  bisa  masuk  kembali  ke  dalam alat  dan  disinari  UVC  secara  berulang.  Pengulangan  atau  sirkulasi  yang  perlu  dilakukan  agar  virus  bisa  mati  sebesar 99.7% yang dapat dihitung dengan rumus pembagian seperti yang ditunjukkan pada Persamaan 7 dan 8.
(7)
(8)
Terlihat bahwa pada tegangan 6V hasilnya lebih sedikit jumlah sirkulasi yang perlu dilakukan dibandingkan pada tegangan 12V. Dalam satu putaran sirkulasi udara terdapat jumlah luas udara sebesar 0.0388 m 2 yang masuk ke dalam kotak secara berulang dengan efektivitas penyinaran selama 30 detik belum tentu didapat partikel udara yang sama yang masuk  ke  dalam  kipas inlet ,  tegangan  12V  menunjukkan  putaran  kipas  lebih  besar  dari  pada  putaran  kipas  pada tegangan 6V.
Meskipun putaran kipas pada tegangan 12V memerlukan sirkulasi yang lebih banyak dibandingkan pada tegangan 6V, namun putaran kipas pada 12V dapat memberikan daya hisap dan daya dorong yang lebih baik sehingga diharapkan sirkulasi udara di dalam ruangan diharapkan lebih sering berganti dengan putaran kipas yang lebih cepat.
Sirkulasi  pada  alat  germicidal  memang  perlu  dilakukan  dan  memerlukan  analisa  lebih  lanjut,  karena udara yang berada di dalam ruangan perlu diaduk agar tidak berkumpul dalam satu volume yang dapat menyebabkan tidak matinya mikroorganisme,  konsep  ini  juga  pernah  dilakukan  penelitian  yang  menggunakan  kipas  angin  pada  alat  germicidal untuk  menarik  udara  dan  melakukan  pertukaran  udara  kemudian  dilihat  pergerakan  udara  di  dalam  ruangan menggunakan metode Computational fluid dynamics (CFD) [15].
Pengujian  yang  dilakukan  dengan  memperhatikan  pergerakan  asap  masih  belum  menggunakan  lampu  UVC sebagai alat untuk membunuh virus, karena metode di atas hanya dilakukan untuk melihat kecepatan aliran tetapi belum dilakukan  pengujian  dengan  menggunakan  lampu  UVC  karena  lampu  UVC  tidak  boleh  dinyalakan  demi  keamanan orang  yang  melakukan  eksperimen  dan  makhluk  hidup  sekitar.  Setelah  pengujian  selesai,  kaca  akrilik  pada  alat germicidal ditutup dengan menggunakan stiker berwarna, agar pada saat  alat digunakan dengan lampu UVC menyala
tidak  terpapar  keluar.  Metode  ini  sudah  dilakukan  penelitian  sebelumnya  yang  membuat  kotak  tertutup  berisi  lampu UVC  yang  desainnya  sesuai  serta  aman  untuk  anak-anak prasekolah,  karena perancangan  desain  perlu dikembangkan agar para pengguna mau dan suka menggunakan alat tersebut [16].
Alat  germicidal  lampu  UVC  memang  banyak  dimanfaatkan  karena  berbagai  kondisi  dan  situasi  yang  dihadapi membuat setiap orang banyak mencoba untuk membuat alat serupa dengan tujuan yang spesifik. Seperti yang dilakukan peneliti dari Rumah Sakit dr. Cipto Mangunkusumo dan Universitas Indonesia membuat suatu alat germicidal bernama ruangan Ultraviolet Germicidal Irradiation (UVGI) yang berfungsi secara khusus untuk mendisenfeksi respirator N95 sekali pakai [17]. Sehingga hasil yang di dapat pada alat germicidal pada penelitian ini mendapatkan banyak dukungan tema dari berbagai penelitian serupa.

## 4. Kesimpulan
Sebuah alat germicidal udara menggunakan 2 unit lampu ultraviolet type C masing-masing dayanya 8 watt dengan 7 lorong aliran meander berbahan dasar akrilik dengan tebal 2mm yang dilapisi oleh scotlite bewarna biru seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3a dan didapat kesimpulan dari penelitian terhadap alat tersebut sebagai berikut:
- Adanya perbedaan rpm antara kipas inlet dan outlet dikarenakan perbedaan besaran nilai antara kipas inlet dan outlet dengan suplai tegangan dari adaptor.
- Kecepatan  aliran  udara  dan  volume  aliran  udara  pada  tegangan  12v  lebih  cepat  dan  lebih  besar  kapasitas udaranya  daripada  tegangan  6v,  namun  lebih  lama  udara  pada  tegangan  6v  yang  diradiasi  oleh  sinar  uvc didalam aliran meander.
- Saran  yang  perlu  dilakukan  adalah  melakukan  analisa CFD menggunakan  solidworks      pada      laju      aliran udara      dan  tekanan  ( pressure )  tertentu  pada  sisi  kipas outlet menyebabkan  udara  yang  masuk  terjadi percepatan  namun  kecepatannya  menjadi  normal  pada  saat  udara  keluar,  sebaliknya  pada  kecepatan  aliran udara  ( velocity )  kecepatan  udara  yang  masuk  normal  namun  mengalami  peningkatan  kecepatan  pada  saat keluar.  Hasil  analisa  ini  sesuai  dengan  Hukum Bernoulli yaitu  kecepatan  aliran  udara  berbanding  terbalik dengan tekanan.
- Jika  menganalisa  dari  beberapa  penelitian  dibawah  ini  alat  germicidal  udara  ini  mampu  untuk  membunuh bakteri dan virus pada udara

## Daftar Pustaka
[1] Hardono  T,  Supriyadi  K.  MODIFIKASI  AUTOCLAVE  BERBASIS  ATMEGA328  (SUHU).  Med  Tek    J  Tek Elektromedik Indones. 2020;1(2).
[2] Putra  I,  Ikhtiar  M,  Emelda  A.  Analisis  Mikroorganisme  Udara  terhadap  Gangguan  Kesehatan  dalam  Ruangan Administrasi Gedung Menara UMI Makassar. J Kesehat. 2018;1(2):68–75.
[3] Wulandari W, Sutomo AH, Iravati S, Kedokteran F, Mada UG, Kedokteran F, et al. YOGYAKARTA. :13–20.
[4] Mugiharto L, Sudiarso A, Simbolon L, From S, Threats BA. Biological Agent Threats UV-C TECHNOLOGY TO SUPPORT  AIR  QUALITY  FOR  SAFETY  Lilik  Mugiharto  ,  Aries  Sudiarso  ,  Luhut  Simbolon  ,  Suparlan  ,  & Wely Pasadena : UV-C Introduction The development of technology in the field of science and technology has a positi. 2022;8(1):161–74.
[5] Atik  N,  Kusumah  SWD,  Mahrunnisa  F,  Maharani  W,  Nurdiawan  W,  Dewi  PIC,  et  al.  The  Development  of Germicidal  Air  Purifier  by  Employing  Ultraviolet  System  in  Controlling  Airborne  Bacteria.  Glob  Med  Heal Commun. 2020;8(3):233–8.
[6] Siswanto  F,  Suryo  SH.  RANCANG  BANGUN  ALAT  GERMICIDAL  UDARA  MENGGUNAKAN  SINAR ULTRAVIOLET. Vol. 3, Jurnal Teknik Mesin S-1. 2015.
[7] Liang JJ, Liao CC, Chang CS, Lee CY, Chen SY, Huang SB, et al. The effectiveness of far-ultraviolet (Uvc) light prototype devices with different wavelengths on disinfecting sars-cov-2. Appl Sci. 2021;11(22).
[8] Anderson  M.  The  ultraviolet  offense:  Germicidal  UV  lamps  destroy  vicious  viruses.  New  tech  might  put  them many more places without harming humans. IEEE Spectr. 2020;57(10):50–5.
[9] Kitagawa  H,  Nomura  T,  Nazmul  T,  Omori  K,  Shigemoto  N,  Sakaguchi  T,  et  al.  Effectiveness  of  222-nm ultraviolet light on disinfecting SARS-CoV-2 surface contamination. Am J Infect Control. 2021;49(3):299–301.
[10] Cattai F, D’Orazio A, Sbardella G. A Systematic Review on the Application of Ultraviolet Germicidal Irradiation to HVAC Systems. Energies. 2023;16(22).
[11] Juarez-Leon  FA,  Soriano-Sanchez  AG,  Rodriguez-Licea  MA,  Perez-Pinal  FJ.  Design  and  Implementation  of  a Germicidal UVC-LED Lamp. IEEE Access. 2020;8:196951–62.
[12] Reza  Satria  Rinaldi,  Ika  Novia  Anggraini.  Perancangan  Sistem  Disinfektan  UV-C  Sterilisasi  Paket  sebagai Pencegahan Penyebaran Covid-19. J Nas Tek Elektro dan Teknol Inf. 2021;10(1):57–62.
[13] Ezzat  KA,  Omran  LNM,  Ismail  AAM,  El  Seddawy  AIB.  Corona  destroyer  based  ultra  violet  sanitizing  robot. Indones J Electr Eng Comput Sci. 2023;31(1):108–14.
[14] Yang Y, Zhang H, Lai AC. Lagrangian modeling of inactivation of airborne microorganisms by in-duct ultraviolet lamps. Build Environ [Internet]. 2021;188(November 2020):107465. Tersedia pada: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2020.107465
[15] Rudnick SN, McDevitt JJ, Hunt GM, Stawnychy MT, Vincent RL, Brickner PW. Influence of ceiling fan’s speed and  direction  on  efficacy  of  upperroom,  ultraviolet  germicidal  irradiation:  Experimental.  Build  Environ. 2015;92:756–63.
[16] Richo  Y,  Sony  M,  Sirojul  H.  Desain  Alat  Sterilisasi  Covid-19  dengan  Teknologi  Sinar  UV  yang  Ramah  untuk Anak-anak Usia 2-6 Tahun. J Desain Idea J Desain Prod Ind Inst Teknol Sepuluh Nop Surabaya. 2021;20(2):86.
[17] Restuti  RD,  Priyono  H,  Saleh  RR,  Sriyana  AA,  Yusuf  PA,  Airlangga  TJ,  et  al.  The  Effectiveness  of  Cipto Mangunkusumo Hospital Ultraviolet Germicidal Irradiation (UVGI) Chamber for N95 Respirators Disinfection in COVID-19 pandemics: A Preliminary Study. J Indones Med Assoc. 2022;72(1):16–22.