Dokumen tersebut membahas rancangan sistem saluran gas buang untuk melting furnace K2/H Nabertherm di IEBE untuk mendukung penelitian peleburan logam paduan AlMg2 dengan menggunakan bahan aditif yang dapat melepaskan gas berbahaya. Rancangan sistem saluran gas buang meliputi penambahan cungkup input gas dan pipa saluran untuk menghubungkan cungkup dengan filter guna menyaring gas buang sebelum dibuang ke udara lingkungan

1. Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007 ISSN 0854 – 5561
328
RANCANGAN SISTIM SALURAN GAS BUANG
MELTING FURNACE K2/H NABERTERM di IEBE
Hadijaya Dahlan
ABSTRAK
RANCANGAN SISTIM SALURAN GAS BUANG MELTING FURNACE K2/H
NABERTHERM DI IEBE. PTBN memiliki satu buah melting furnace tipe K2/H
Naberterm yang ditempatkan di gedung B3N (di HR-15) dilingkungan udara yang sistim
VAC-nya terkendali. Sementara itu penggunaan bahan additif (Flux) pada pengecoran
logam AlMg2 menyebabkan pelepasan gas atau asap ke lingkungan yang relatif banyak
dan dapat membahayakan, oleh sebab itu tungku peleburan logam tersebut perlu
dibuatkan sistim saluran gas buang yang memadai dan memenuhi standar keselamatan
kerja. Rancangan saluran gas buang disesuaikan dengan fasilitas yang sebagian besar
sudah tersedia. Fasilitas yang masih perlu dilengkapi antara lain cungkup input gas
(exhaust) yang akan ditempatkan diatas Melting Furnace K2/H Nabertherm dan pipa
saluran dari bahan galvanis sebagai penghubung cungkup (FFL) dengan horisontal
skruber. Asap yang berasal dari chamber furnace nantinya akan tersedot masuk ke
cungkup, lalu mengalir melalui pipa menuju horisontal skruber, masuk ke prefilter dan
filter untuk selanjutnya melewati Blower kemudian dihembuskan ke stack bersama-sama
gas buang yang berasal dari ruang PCP dan ruang Beryllium. Udara yang dikeluarkan
dari exhaust stack diharapkan telah bersih dari cemaran. Mengingat bahwa fasilitas
utama 90% sudah tersedia, maka dalam rancangan ini hanya diperlukan tambahan 1
buah cungkup dengan dimensi standar yaitu 41,4 Cm x 82,8 Cm x 82,8 Cm yang akan
dipasang pada ketinggian 2 meter. Dimensi pipa galvanis : 6 meter, tebal 0,5 inchi dan
diameternya 12 inchi. Siku-siku penyanggah pipa dibutuhkan sebanyak 5 buah dan 2
batang besi behel panjang 4 meter dengan diameter 1 inchi. Cungkup dibuat dari plat
aluminium setebal 0,5 inchi dengan kebutuhan 1 x 2 meter dalam bentuk sebuah
piramida.
Kata kunci : Gas buang, Exhaust, Melting Furnace, AlMg2, Fluxing.
PENDAHULUAN
Serpihan-serpihan atau skrap logam AlMg2 dari bahan struktur elemen bakar reaktor riset
masih bernilai ekonomis dan dapat dimanfaatkan kembali melalui daur ulang dengan metode
Casting (pengecoran) menggunakan Melting Furnace (Tungku Peleburan Logam Non-Fero). Namun
pada percobaan pengecoran sering dijumpai porositas yang cukup tinggi sehingga kualitas logam
tuang AlMg2 tersebut kurang begitu baik. Porositas logam AlMg2 terjadi sebagai akibat adanya
kontak antara logam cair (pada suhu diatas 660 °C) dengan gas-gas yang berasal dari atmosfir
sekitarnya. Selain itu olie, minyak gemuk, debu-pasir, uap air dan lain lain (termasuk peralatan cor)
yang mengotori skrap dapat pula menjadi penyebab porositas. Untuk menghilangkan pengotor-
pengotor dari gas-gas yang terlarut dalam logam cair, maka pada pengecoran perlu diberikan flux

2. ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007
329
guna mencegah porositas sekaligus memperbaiki sifat-sifat fisis dan mekanis dari produk tuang yang
dihasilkan. Penggunaan bahan additif (flux) pada pengecoran logam AlMg2 akan menyebabkan
pelepasan asap atau gas nitrida ke lingkungan yang relatif banyak yang dapat menyebabkan mata
perih serta membahayakan pernapasan.
Flux yang digunakan untuk berbagai paduan Aluminium pada umumnya memiliki perbe-
daan mendasar dalam laju oksidasi. Komposisi paduan, temperatur peleburan dan penuangan serta
dapur peleburan yang digunakan merupakan beberapa faktor yang akan menentukan jenis flux yang
sesuai untuk logam paduan. Penggunaan flux disamping untuk memperbaiki porositas logam tuang
juga dapat menurunkan tingkat kehilangan logam tuang aluminium yang terbawa terak dari sekitar
85% menjadi 15%. Degassing Flux misalnya, adalah bahan additif padat yang terdiri dari unsur-
unsur gas yang reaktif dan campuran dari gas-gas tersebut digunakan untuk menghilangkan
hidrogen dan oksida-oksida yang tersuspensi dalam logam cair Aluminium. Jenis lain yaitu Covering
Flux, digunakan untuk mencegah terserapnya gas-gas dari atmosfir kedalam logam cair. Pada
praktek casting gas-gas yang terlarut dalam cairan aluminium akan dilepaskan ke udara, oleh sebab
itu penggunaan flux pada proses casting memerlukan ruang tersendiri yang dilengkapi dengan sistim
saluran gas buang yang proporsional.
Perhatian tentang sistem keselamatan ini diperlukan karena tugas-tugas yang
dilaksanakan personil dalam mendukung operasional instalasi nuklir untuk penelitian tidak hanya
berhadapan dengan resiko bahaya nuklir (radiasi dan kontaminasi bahan-bahan radioaktif) namun
juga ada bahaya non-nuklir gangguan kesehatan fisik akibat dari bahan kimia B3 (Bahan Berbahaya
dan Beracun) sehingga lingkungan kerja juga perlu terus disempurnakan agar personil yang
bertugas tetap terjamin keselamatannya.
PTBN memiliki satu buah melting furnace type K2/H Naberterm yang ditempatkan
bersama furnace lainnya di gedung B3N (HR-15) dengan lingkungan udara yang sistim VAC-nya
terkendali. Guna mendukung terlaksananya percobaan peleburan AlMg2 dengan tetap
mempertahankan kondisi udara ruang laboratorium HR-15 tetap segar maka Melting furnace
tersebut perlu dilengkapi sistim saluran gas buang yang memadai.
Berangkat dari permasalahan tersebut maka tungku peleburan logam non-fero perlu
dibuatkan rancangan sistim saluran gas buang yang memadai dengan tujuan agar pelaksanaan
litbang peleburan logam paduan AlMg2 menggunakan bahan aditif (flux) dapat dilanjutkan dengan
aman dan nyaman serta tanpa gangguan gas/ asap.
Untuk melaksanakan perancangan tersebut maka sebelumnya telah dipelajari berbagai
fenomena peleburan logam dan sistim keselamatan kerja. Selain itu, telah dihimpun beberapa data
percobaan peleburan AlMg2 tanpa fluxing (Kegiatan Daur ulang AlMg2 dengan metode Casting pada
Bidang BBSP 1992-2000) yang kemudian dirangkum dengan data operasi sarana dukung
khususnya untuk sistim Tata Udara gedung B3N (IEBE).
Adapun pelaksanaan disain sistim saluran gas buang meliputi penentuan model/ bentuk,
dimensi dan penyelesaian gambar sistim saluran gas buang tungku peleburan logam non-fero yang
proporsional serta memenuhi standar keselamatan.
1. Mempelajari berbagai fenomena peleburan logam dan sistim keselamatan kerja melalui kegiatan
pengumpulan data percobaan peleburan AlMg2 tanpa fluxing (Kegiatan Daur ulang AlMg2
dengan metode Casting Bidang BBSP 1992-2000)
2. Pengumpulan data operasi sarana dukung khususnya untuk sistim Tata Udara gedung B3N
dikonfirmasikan dengan Bidang terkait (Bid. Keselamatan dan BOSP).

3. Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007 ISSN 0854 - 5561
330
3. Pelaksanaan disain sistim saluran gas buang meliputi penentuan model fisik saluran gas buang
(bentuk serta dimensi), penentuan macam komponen-komponen yang diperlukan dan
penyelesaian gambar.
STATUS SISTIM VENTILASI DI LAB B3N (IEBE) SAAT INI
1. Supplay Udara dan Exhaust pada Hot dan Cold Area
Instalasi Elemen Bakar Eksperimental (IEBE) didesain dengan sistem ventilasi khusus, baik
untuk ruangan kerja maupun peralatan seperti glovebox dan fumehood. Ruangan kerja di IEBE
dibedakan antara area perkantoran, Hot Area dan Cold Area.
Hot Area yang diberi tanda HR (Hot Room), merupakan daerah kerja untuk menangani U
terbuka mulai dari penanganan yellow cake sampai menjadi pelet yang telah memenuhi persyaratan
kualitas. Beberapa bagian dari proses dilaksanakan dalam glove box dan fume hood, bahaya radiasi
dan kontaminasi sangat diperhatikan di daerah ini.
Cold Area yang diberi kode CR (Cold Room), adalah daerah kerja untuk menangani bahan
struktur (kelonsong) dan pin elemen bahan bakar nuklir sampai menjadi bundle, kemungkinan
adanya bahaya radiasi eksterna juga tetap diwaspasai.
Demikian pula halnya yang harus dilakukan terhadap dispersi aerosol yang berasal dari Hot
Area dimana Melting Furnace ditempatkan (HR-16). Termasuk juga perlunya dilakukan pemantauan
udara buang dari instalasi ke lingkungan melalui cerobong (stack monitor), udara yang berasal dari
zona hijau dan dari zona kuning (service area).
Operasional instalasi nuklir IEBE PTBN untuk kegiatan penelitian dan pengembangan bahan
bakar nuklir sangat tergantung pada ketersediaan sarana dukung instalasi yang memadai untuk
menjamin bahwa kegiatan di dalam instalasi nuklir berlangsung dengan aman dan selamat. Instalasi
nuklir yang menangani sumber terbuka operasionalnya tidak akan aman dan selamat jika tidak
tersedia sarana dukung sistem ventilasi yang baik untuk mengalirkan kontaminan ke sistem filter
HEPA dan kemudian udaranya dilepas melalui cerobong. Hal yang sama juga terjadi terhadap
personil yang terkait langsung dengan penanganan bahan radioaktif maupun bahan B3, mereka
tidak terjamin keselamatannya terhadap bahaya (interna dan eksterna) bilamana sistem sarana
dukung keselamatan (peralatan pengukur radiasi/ kontaminasi, prosedur keselamatan dan lainnya)
tidak memadai. Untuk maksud keselamatan terhadap tempat kerja (instalasi), personil dan bahan-
bahan B3 yang ditangani, maka sistem dukung keselamatan yang tersedia harus diaplikasikan.
Guna menjamin keandalan struktur yang menjamin aliran udara terkendali dan
berkesinambungan, maka udara di area tersebut dipertahankan tetap bertekanan negatif dengan
mengoperasikan sistem suplai maupun sistem exhaust fan yang masing-masing berjumlah dua unit
dan dioperasikan secara bergantian sehingga dapat beroperasi secara berkesinambungan.
2. Fasilitas pendukung tata udara yang sudah ada
Sistem Ventilasi/ Tata udara di IEBE terdiri dari 4 subsistem yakni:
1. Subsistem suplai udara atau udara masuk : CDT
2. Subsistem udara buang (exhaust): CFE
3. Subsistem air dingin (chilled water}
4. Subsistem tata udara perkantoran.

4. ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007
331
Pada subsistem udara masuk, udara dari luar (outdoor air) dimasukkan lewat intake air unit.
Unit ini terdiri dari grill (lapisan kasar), filter medium, supply fan dan koil pending. Grill berfungsi
sebagai penahan terbangan seperti kertas serangga dedaunan kering dan sejenisnya dalam udara
masuk, sedang filter menyaring debu/ partikel kecil agar ruangan laboratorium lebih bersih. Filter
udara disusun paralel dalam filter bank/ rak filter yang dipasang di subsistem udara buang.
Selanjutnya udara didistribusikan ke ruangan-mangan tertentu melalui ducting. Peralatan
pada jalur udara buang terdiri dari 2 lapis filter yang dipasang pada rumah filter (plenum), exhaust
fans dan cerobong. Dua lapis filter dipasang untuk mengantisipasi kegagalan filtrasi pada filter
pertama. Khusus dari ruang PCP udara buang yang mengandung limbah kimia, dilewatkan actso
filter yang dipasang setelah filter. Guna menarik udara dari ruangan laboratorium dan terjaminnya
tekanan negatif dalam gedung, dipasang 2 unit exhaust fans atau exhaust air unit dengan model
operasi : satu dioperasikan dan satu standby. Ruang-ruang yang tidak berhubungan dengan
keselamatan nuklir hanya dipasang satu buah exhaust fan. Kelima jalur utama dari exhaust air unit
dikumpulkan menjadi satu jalur tunggal ke cerobong. Hubungan antara subsistem suplai dan udara
buang dapat dilihat pada pembagian intake air unit dan exhaust air unit serta area fungsionalnya
seperti pada tabeI-1 terlampir.
Subsistem air dingin terdiri dan 3 buah chiller, pompa sirkulasi yang terdiri dan pompa primer
dan pompa sekunder, koil pendingin dan pengumpul (header) serta menara pendingin (cooling
tower). Chiller untuk sistem tata udara IEBE adalah tipe hermetic (tersungkup) dan dengan demikian
diperlukan menara pendingin dan pompa air tambahan. Chiller adalah sistem mesin pendingin
yang berfungsi untuk melakukan pengkondisian udara diruangan tertentu. Sistem Chiller dinyatakan
benar bila dihasilkan air pendingin sesuai dengan yang diinginkan (outlet 10
0
C).
Kapasitas masing-masing chiller adalah 380 TR (ton refrrigerasi) atau kira-kira 50 dari beban
pendinginan total, sehingga moda operasinya adalah dua beroperasi dan satu standby. Air dingin
dari chiller ditarik oleh 4 buah pompa primer, masing-masing berkapasitas 3.155 liter per menit atau
50 dari debit air yang harus disirkulasikan. Dua pompa primer beroperasi mensirkulasikan air dingin;
melalui pipa-pipa berisolasi, ke koil pendingin di intake air unit, kembali lagi ke chiller setelah melalui
pompa sekunder. Jumlah dan kapasitas pompa sekunder sama dengan pompa primernya.
Terdapat 4 buah cooling tower berkapasitas 4.700 liter per menit digunakan untuk
mendinginkan air kondensor dari chiller, perbedaan suhu air masuk dan air keluar sekitar 5 °C.
Model operasi cooling tower ini juga 2 beroperasi dan 2 standby.
Subsistem tata udara perkantoran terdiri dari mesin fan coil unit (FCU) di tiap lantai. FCU 1
untuk lantai dasar/ lantai I, FCU 2 untuk lantai II dan FCU 3 untuk lantai III. Keperluan air dingin
untuk FCU disadap dari pipa dalam subsistem air dingin (Tabel-1).
Di beberapa ruangan laboratorium. seperti ruang kendali kualitas, yang tidak mensyaratkan
adanya once through air circulation, dipasang AC split guna lebih menjamin suhu dan humiditas
udaranya. Gedung IEBE dibagi menjadi beberapa zona berdasarkan tingkat potensi radiasi dan
kontaminasinya.
Di dalam hot area, kontaminan aerosol radioaktif maupun non radioaktif yang berasal dari
proses dalam laboratorium di antaranya adalah debu uranium, debu berillium dan uap kimia.
Kontaminan ini disaring dengan dua tingkat filtrasi sebelum dibuang ke udara luar. Filter tingkat/ lapis
pertama disebut prettier dan tingkat keduanya disebut after filter. Filtrasi aerosol, baik tingkat
pertama maupun kedua, menggunakan filter HEPA (High Efficiency Particulate Air) yang mempunyai
efisisensi minimal sebesar 99,97 untuk partikel berukuran 0,3 um.

5. Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007 ISSN 0854 - 5561
332
Filtrasi udara oleh filter HEPA tidak mampu memisahkan uap reaksi kimia, misalnya pada
subsistem Pilot Conversion Plant (PCP). Untuk mengatasi hal ini uap kimia dilewatkan adsorber
sebelum di alirkan ke sistem udara buang.
Tingkat kejenuhan filter dapat dibaca pada pressure gauge yang mengukur perbedaan
tekanan atas angin (upstream) dan bawah angin (downstream) filternya. Filter yang telah jenuh
diperlakukan sebagai limbah radioaktif padat.
Agar dapat dilakukan penggantian filter tanpa mengganggu operasi sistem VAC, plenum
yang mengungkung filter dipasang paralel. Penggantian filter HEPA di sini menggunakan metode
bag in bag out (BIBO), yang sampai saat ini masih merupakan cara penggantian filter yang paling
aman dan andal.
Filter udara buang juga dikungkung dalam rumah filter yang terbuat dari baja nirkarat,
dipasang di ruang yang tersekat dari alat-alat listrik yang berpotensi menimbulkan ledakan/
kebakaran.
Ducting untuk filter ini juga dibuat dari baja dengan lapisan decontaminable paint.
Sambungan elastis ducting jauh dari posisi rumah filter. Apabila terjadi kegagalan catu daya (PLN
padam) maka genset akan beroperasi secara otomatis atau manual maka sistem VAC tetap
berfungsi. Sistem VAC memiliki redudansi sehingga apabila terjadi kerusakan salah satu peralatan
dapat dilakukan perbaikan, sementara lainnya tetap beroperasi.
3. Komponen Utama dan Sistem Operasi.
Guna memasok udara tekan untuk proses maupun instrumentasi, dipasang dua buah
kompresor masing-masing berkapasitas 630 Nm/jam (no.6 -Lampiran). Model operasinya adalah
satu kompresor beroperasi, dan kompresor lainnya standby. Udara tekan yang dihasilkan oleh
kompresor dilewatkan penyerap air berupa dryer (tipe refrigerasi dan tipe absorbsi). Dalam dryer tipe
refrigerasi udara tekan didinginkan dan air yang terkandung di dalamnya diembunkan. Dengan
demikian udara keluar dryer menjadi lebih kering.
Udara tekan yang keluar dari dryer refrigerasi ini sudah cukup memenuhi syarat sebagai
pasokan udara proses, namun belum mencukupi untuk udara instrumen Jadi udara tekan untuk
instrumentasi perlu dikeringkan lebih lanjut dengan dyer tipe absorbsi.
Guna menyelenggarakan kesinambungan operasi udara tekan, dipasang dua buah dryer
tipe refrigerasi, dengan model satu beroperasi dan satu standby. Demikian juga dengan dryer tipe
absorbsi.
Sepasang kompresor yang dioperasikan adalah dari tipe sekerup oil free. Kompresor tipe ini
mengeluarkan banyak kalor dan perlu didinginkan dengan air pendingin dari cooling tower. Tiap
kompresor dilengkapi dengan satu cooling tower dan pompa sirkulasinya.
Sebelum sampai ke konsumen, udara tekan ditampung lebih dahulu di bejana tekan.
Dipasang dua bejana tekan masing-masing sebuah untuk jalur instrumentasi dan proses.
Kesinambungan operasi pasokan udara dijamin dengan moda operasi satu kompresor
beroperasi, dan satu standby. Demikian juga dalam hal kualitas udara tekan yang dihasilkan dijamin
oleh dua buah dryer. Dryer ini dioperasikan dengan moda satu operasi dan satu stanby.
Guna menjamin keselamatan selama operasi, kompresor utama dilengkapi dengan sistem
instrumentasi antara lain Pressure relief valves, Air discharge check valve dan High temperature
shutdown.

6. ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007
333
Pengoperasiaan furnace (Gambar-1) tak terlepas dari antisipasi terhadap bahaya api.
Melting furnace dapat melebur skrap AlMg2 (paduan Aluminium Magnesium) yang memiliki titik cair
> 680
o
C. Kapasitas crusibelnya 3 liter logam cair dan mampu beroperasi hingga suhu 1200
o
C.
Mengingat bahwa furnace tersebut bekerja pada suhu tinggi maka antisipasi akan bahaya api juga
perlu mendapatkan perhatian.
Bangunan IEBE didesain berdasarkan risiko kebakaran yang diperhitungkan dengan suatu
besaran "beban api" pada ruangan tertentu. Desain dasar bangunan IEBE juga mempertimbangkan
adanya proteksi terhadap kemungkinan kebakaran atau api, baik secara pasif maupun aktif. Desain
proteksi api secara pasif adalah bahwa IEBE dibangun dari bahan-bahan dan prasarana yang dapat
mencegah atau mengurangi dampak bahaya kebakaran. Desain proteksi secara aktif adalah bahwa
IEBE dilengkapi dengan sistem deteksi kebakaran dan zonanya, alarm dan perlengkapan pemadam
api jinjing/ dorong atau APAR (alat pemadam api ringan) yang dapat dibawa ke sumber api (mobile).
Sistem deteksi kebakaran di IEBE merupakan integrasi atau jaringan sistem dari AFC (Automatic
Fire Control), alat deteksi kebakaran berupa detektor panas dan asap, panel indikator zona
kebakaran, tombol alarm (smash glass) dan suara (sirine).
AFC yang berada di ruang kontrol yang merupakan pusat kontrol dari sistem ini untuk
menyampaikan sinyal kebakaran dari detektor ke panel indikator zona kebakaran dan
membangkitkan indikator kebakaran (LED dari sirine) secara otomatis. Detektor asap dan panas
merupakan "mata" dari sistem ini untuk mendeteksi sumber kebakaran yang sensitif terhadap asap
dan panas.
4. Penempatan Melting Furnace di HR-15
Pada awalnya Melting Furnace K2/H Nabertherm berada di CR-04 (Bengkel IEBE). Sistim
udara di ruang tersebut dikondisikan sirkulasi. Udara yang masuk berasal dari CDT yang berada
diatap gedung.
Gambar -1. Melting Furnace K2/H Nabertherm
Aliran udara masuk berlangsung karena tarikan supply fan, yang berfunqsi mendinginkan
dan mengurangi kelembaban relatifnya dan udara masuk dilewatkan koil Pendingin. Pada koil
pendingin ini uap air dalam udara terembunkan, dan air embunan dipisahkan dari udara masuk. Koil

7. Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007 ISSN 0854 - 5561
334
pendingin mendapat catu air dingin dari chiller. Di ruangan CR-04 ini disediakan sepasang intake air
unit agar catu udara dapat masuk melalui celah-celah ketika unit ini mengalami kerusakan dengan
cara ini aliran udara masuk bukan ditarik oleh supply fan tetapi oleh tekanan negatif dari dalam
ruangan.
Ketika itu desain gas buang direncanakan lengkap dengan pompa isap dan gas-gas dari
furnace disalurkan melalui pintu besi yang akan dilubangi untuk pipa saluran keluar. Namun
penanggungjawab instalasi IEBE berinisiatif memindahkan Melting Furnace K2/H Naberterm dan
beberapa furnace lainnya ke ruang khusus furnace yaitu HR-15 dengan mempertimbangkan bahwa
udara di CR-04 dalam kondisi sirkulasi sehingga penempatan furnace diruang tersebut dianggap
tidak layak. CDT (Gambar-8) didesain tanpa dilengkapi filter sehingga gas buang dari furnace
diperkirakan akan masuk lagi.
DISAIN EXHAUST (CUNGKUP) GAS BUANG
Sistim saluran gas buang untuk Furnace di HR-15 (Gambar-1, 7 dan 10) juga belum
tersedia. Akan tetapi pada ruang tersebut tersedia beberapa intake dan exhaust (yang terpasang
sampai lantai) yang berhubungan dengan filter gas buang (Gambar-16), sehingga pemasangan
saluran gas buang furnace amat memungkinkan bahkan tidak diperlukan pompa isap lagi karena
sudah tersedia horisontal scrubber (Gambar-13), prefilter, filter (Gambar-14), dan blower yang
memungkinkan untuk dilalui gas buang yang akan mengalir menuju stack dan dilepas kelingkungan
sudah dalam keadaan aman (Gambar-7, 8 dan 9).
Berdasarkan kondisi demikian maka untuk membuat saluran gas buang hanya memerlukan
cungkup (exhaust) dan pipa-pipa (Gambar-5, -6 dan -8) untuk menghubungkannya ke pipa saluran
utama (Gambar-9) pada ruang HR-15 (Gambar-10).
Mengingat bahwa fasilitas utama 90% sudah tersedia, maka dalam perancangan ini hanya
memerlukan tambahan 1 buah cungkup dengan dimensi berdasarkan perhitungan Goneometri atau
Trigonometri.
Gambar-2. Pola sebaran asap dan model cungkup diilhami model sudut bawah pada layang-layang.
Penentuan bentuk dan dimensi cungkup serta posisi ketinggiannya diilhami pola sudut ujung
bawah pada layang-layang seperti pada gambar-2. Kita maklumi bahwa asap yang terbang ke udara
(tanpa pengaruh angin) makin keatas makin menyebar (melebar) sehingga seakan-akan membentuk

8. ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007
335
suatu kerucut terbalik. Dengan mengacu pada pola tersebut diasumsikan bahwa < E merupakan
sudut sebaran awal asap keluar dari dalam chamber furnace yang diasumsikan = 45
o
. Permukaan
chamber furnace berada sekitar 1 meter dari lantai. Sedangkan ketinggian cungkup terpasang
idealnya berada sedikit diatas kepala orang dewasa yang sedang berdiri (± 2 meter), sehingga jarak
antara titik asap dengan cungkup (DE) adalah : 2 meter – 1 meter = 1 meter. Pada perancangan ini
diasumsikan pula bahwa sudut atas cungkup (< C ) = 90
o
(pada gambar-3).
Gambar-3. ∆ EDA dapat digunakan untuk
menghitung sisi AD (½ lebar
Cungkup).
Gambar-4. ∆ ADC dapat digunakan untuk menghi-
hitung sisi AC = BC serta tingggi Cungkup
(sisi CD).
Selanjutnya dengan memperhatikan pola sebaran asap seperti diilustrasikan pada Gambar-1,
2 dan 3 maka dimensi cungkup dapat ditentukan melalui beberapa perhitungan trigonometri.
Pada gambar-3, kita dapat menghitung sisi AD yang merupakan ½ lebar Cungkup sebagai
berikut :
AD = DE tan ½(45
o
)
= (1 meter) tan (22,5
o
) = (1 meter) (0,414)
= 0,414 meter, atau = 41,4 Cm.
Dengan demikian maka dapat ditentukan lebar Cungkup (AB ) yaitu :
AB = 2 AD = 2 (0,414 meter)
AB = 0,828 meter atau = 82,8 Cm
Kemudian untuk menghitung sisi AC = BC berdasarkan gambar-4 dapat dihitung sebagai
berikut :
AD = AC sin ½ (90
o
)
= AC sin 45
o
= AC (0,707)
AC = AD / (0,707)
= (0,414 meter) / (0,707)

9. Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007 ISSN 0854 - 5561
336
= 0,586 meter atau = 58,6 Cm
Selanjutnya untuk mengetahui tinggi sisi CD = sisi AD, mengingat bahwa ∆ ACD merupakan
segitiga sama kaki, sehingga tinggi sisi CD = sisi AD = 0,414 meter atau = 41,4 Cm.
Gambar-5. Model Cungkup Gas Buang Gambar-6. Penampang Cungkup
Berdasarkan perhitungan-perhitungan tersebut, maka diperoleh dimensi Cungkup piramida,
tinggi x panjang x lebar yaitu 41,4 Cm x 82,8 Cm x 82,8 Cm. Cungkup ini akan dipasang pada
ketinggian 2 meter. Dimensi pipa pralon : panjang 6 meter, tebal 0,5 inchi dan diameternya 12 inchi.
Siku-siku penyanggah pipa dibutuhkan sebanyak 5 buah dan 2 batang besi behel panjang 4 meter
dengan diameter 1 inchi. Cungkup dibuat dari plat aluminium setebal 0,5 inchi dengan kebutuhan 1 x
2 meter.
KESIMPULAN
Setelah mempertimbangkan kondisi ruang HR-15 IEBE (fasilitas tata udara 90% sudah
tersedia), maka untuk membuat saluran gas buang hanya diperlukan cungkup dan pipa galvanis.
1. Dimensi cungkup : 41,4 Cm x 82,8 Cm x 82,8 Cm (akan dipasang pada ketinggian 2 meter).
Dimensi pipa pralon : 6 meter, tebal 0,5 inchi dan diameternya 12 inchi. Siku-siku penyanggah
pipa dibutuhkan 5 buah dan 2 batang besi behel panjang 4 meter dengan diameter 1 inchi.
2. Cungkup dibuat dari plat aluminium, tebal 0,5 inchi dibutuhkan 1 x 2 meter. Rancangan sistim
saluran gas buang untuk Furnace di HR-15 belum tersedia tapi pada ruang tersebut tersedia
intake dan exhaust (yang terpasang sampai lantai) yang terhubung dengan filter gas buang.
3. Pemasangan saluran gas buang furnace tidak memerlukan pompa isap lagi karena sudah
tersedia horisontal scrubber, prefilter, filter, dan fan yang memungkinkan untuk dilalui gas buang
yang akan mengalir menuju exhaust stack dan dilepas kelingkungan sudah dalam keadaan aman.

10. ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007
337
DAFTAR PUSTAKA
[1] W.Arismunandar, H. Saito, “Penyegaran Udara”, PT. Pradnya Paramita, Cet. 2, Jakarta, 1981
[2] CHRISTIE J. GEANKOPLIS, “ Transport Processes and Unit Operations”, Second Edition,
USA, 1983
[3] HARJONO DJOJODIHARJO, “Mekanika Fluida”, Dep. Mesin ITB, Penerbit Erlangga, Jakarta 83
[4] KENJI OHJIWA Prof. DR, TATA SURDIA MS.Met.E.Ir, “Teknik Pengecoran Logam”, PT.
Pradnya Paramita, Jakarta, 1980
[5] ANDREAS PINITOYO, ”Sistem Udara Tekan”, Pelatihan Operasi Sarana Dukung Penelitian,
Pusat Pendidikan dan Pelatihan, Badan Tenaga Nuklir Nasional, Jakarta 2004
[6] ERI TRI MUNTIYATNO, ”Sarana Dukung Instalasi Elemen Bakar Eksperimental (IEBE)”, PTBN,
BATAN, 2004.

11. Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007 ISSN 0854 - 5561
338
LAMPIRAN GAMBAR
Gambar-7. Cerobong Gas Buang IEBE
Gambar-8. Bagan Rancangan Arah Aliran Gas Buang di ruang HR-15

12. ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007
339
Gambar-9. Sistim Ventilasi Gedung IEBE
Gambar-10. Denah ruang laboratorium di IEBE

13. Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007 ISSN 0854 - 5561
340
Gambar-11. AHU (CDT) Gambar-12. AHU (Externa air)
Gambar-13. Horizontal Scrubber Gambar-14. Rumah Filter
Gambar-15. Defuser (Ducting) HR-15 Gambar-16. Exhaust HR-15 di IEBE

14. ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007
341
LAMPIRAN
DAFTAR SPESIFIKASI ALAT UTAMA
PADA SISTIM TATA UDARA GEDUNG IEBE
1. Chiller
Lokasi : MES IEBE (Gedung 64)
Jumlah : 4 buah
Nomor Alat : Chiller VI, Chiller VII, Chiller VIII dan Chiller IX
Merk : Carrier
Type/Model : 19 DM 654 – 06 CN Hermetic
19 DM deskripsi model
654 ukuran unishell atau heat exchanger
06 ukuran kompresor CN ukuran motor.
2. Cooling Tower
Lokasi : MES IEBE luar Gd.64
Nomor Alat : CT 6, CT 7, CT 8 dan CT 9.
Merk : Liang Chi
Type/Model : LBC-500
Kapasitas : 4730 l/m
Suhu Air Masuk : 37 °C
Suhu Air Keluar : 32 °C
Putaran Motor Kipas: 1500 RPM,
Arus Motor : 60 A
3. Pompa Kondensor
Lokasi : MES IEBE, Jumlah : 4 buah
Nomor Alat : Kondensor 6, Kondensor 7, Kondensor 8 dan Kondensor 9.
Merk : Torishima - Guna, GAE.
Type/Model : ETA N 125 x 125-315
Kapasitas : 283,8 m
3
/jam
Tekanan Total : 28 m
Daya Pompa : 50 HP
Putaran Motor : 1450 RPM
Arus Motor : 60 A

15. Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007 ISSN 0854 - 5561
342
4. Pompa Primer
Lokasi : MES IEBE Gd. 64
Jumlah : 4 buah
Nomor Alat : Primer 6, Primer 7, Primer 8, dan Primer 9.
Merk : Torishima - Guna, GAE.
Type/Model : ETA N 125 x 100-315
Kapasitas : 190 m
3
/jam
Tekanan Total : 25 m
Daya Pompa : 30 HP
Putaran Motor : 1450 RPM
Arus Motor : 38,5 A
5. Pompa Sekunder
Lokasi : MES IEBE Gd 64
Jumlah : 4 buah
Nomor Alat : Sekunder 6, Sekunder 7, Sekunder 8, dan Sekunder 9.
Merk : Torishima - Guna, GAE.
Type/Model : ETA N 125 x 100-315
Kapasitas : 190 m
3
/jam
Tekanan Total : 32 m
Daya Pompa : 40 HP
Putaran Motor : 1450 RPM
Arus Motor : 50 A
Data Bearing : SKF 6309 ZC 3
6. Kompresor
Jenis Kompresor : Screw Compressor, water cooled.
Manufacturer : ATLAS COPCO
Type : ZR 275-10
Air flow rate : 630 Nm/jam
Motor penggerak : 90 kW (30, 380V)
Cooling tower : Liang Chi LBC 30
Motor Fan : 1 HP; 30.6 poles; TECO; direct drive

16. ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2007
343
Tabel -1. Intake Unit dan Exhaust Air Unit
Intake Air Unit Unit Area Fungsional
CDT1 (2 unit) CFE 1 (2 unit)
CPE 2 (2 unit)
Pilot Convertion Plant (PCP)
Glove Box Yellow Cake Area
CDT2 (2unit) CFE 3 (2 unit)
CFE 4 (2 unit)
Scb 1 (1 unit)
Fuel fabrication Laboratory Area
Glove t3ox Fuel Fabrication Laboratory Area
Scrubber Fuel Fabrication Laboratory Area
CDT 3 (2 unit) CFE 5 (2 unit) Beryllium Area
CDT 4 (1 unit) Resirkulasi Workshop
CDT 5 (1 unit) Resirkulasi Metrology Area
CFE I B Basement Area
CFE II B Basement Area
CFE III B Basement Area
FCU1 Resirkulasi Office Area
FCU2 Resirkulasi Office Area
FCU3 Resirkulasi Office Area
Tabel-2 Spesifikasi Exhaust Fan (CFE) Sistem Buang Udara (Ekshaust Fan)
SARANA DUKUNG IEBE
KODE DAYA, HP m³/jam Static Pressure
(Pa)
CFE.1 125 HP 84.000 2.600
CFE.2 5 HP 3.250 2.200
CFE.3 150 HP 115.700 2.750
CFE.4 15 HP 8.500 2.400
CFE.5 50 HP 26.500 2.450
Scb.1 7,5 HP 6.900 1.500
CFE.I B 3,74 kW 14.000 300
CFE.II B 11 kW 35.000 350
CFE.III B 5,5 kW 18.000 300