pengujian filter hepa terhadap penetrasi …ansn.bapeten.go.id/files/43104/2737.pdfwaktu pengukuran...

7
Prosiding Perlemuan danPresentasi llmiah P3TM-BATAN Yogyakarla 14-15 Ju/i 1999 412 BukuII PENGUJIAN FILTER HEPA TERHADAP PENETRASI PARTIKEL DOP DAN PENGARUH BEBAN MASSA DEBU ('"' r1 Gatot Suhariyono /'>us/itbang Keselamatan Radiasi danBiomedika Nuklir-BATAN-Jakarta-lndonesia Masahiko Tsunoda,Yukio Iwaya, Yoshiyuki Yokosuka Department of Health Physics, Japan Atomic Energy ResearchInstitute.. Tokaimura, Nakagun, Ibaraki-ken .1/9-11, Japan ABSTRAK PENGUJIAN FIL TER HEPA TERHADAP PENETRASI PARTIKEL DOP DAN PENGARUH BEBAN MASSA DEBU. Pengujian filter hepa terhadap pengaruh beban massa debu dan penetrasi partikel DOP telah dilakukan. Pengujian filter HEPA dilakukan dengan perbedaan tekanan awal (Li Po) antara aliran sebelum dan sesudah masuk filter HEPA (203x203x150 mm) sebesar23,5 mm H2O dengan laju alir 1,5 m3lmenit. Kecepatan umpan aerosol DOP di dalam filter HEPA adalah 3,4 cmldetik. Debu tanah diambil dati produk APPlE no. JIS Z8901- 1974 dan dialirkan melalui sistim penguji filter HEPA dengan vatiasi kelipatan perbedaan tekanan relatif (Li PiLi Po) antara aliran udara sebelum dan sesudah melewati f/lter HEPA yakni 1,23; 1,5; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,6; 2,8; 3 dan 3,2. Penetrasi aerosol DOP yang melewati filter HEPA cenderung menurun sebagai fungsi kuadrat dengan makin bertambahnya diameter partikel. Jangkauan penetrasi terbanyak pada diameter partikel 0,1 Jim sampai 0,22 .urn, dan penetrasi maksimum terdapat pada diameter 0,134 .urn yaitu sebesar 7,29 x 10-3 %.. Kelipatan perbedaan tekanan relatif (Li PiLi Po) cenderung meningkat secara linier dengan meningkatnya beban massa debu dan lama pembetian beban. Beban massa debu naik sekitar 2,5 glm2 pada setiap kenaikan perbedaan tekanan relatif (LiP) 1,5 kali dati perbedaan tekanan awal (Li Po). ABSTRACT TESTING HEPA FILTER TO DOP PARTICLE PENETRATION AND EFFECT OF DUST MASS LOADING. Testing HEPA filter about DOP particle penetration and effect of dust mass loading have been done. Testing HEPA filter has been carried out with the initial pressure drop (LI Po) between upstream and downstream across the HEPA filter (203x203x150 mm) 23.5 mm H2O with flow rate 1.5 m3lmenit. Feeding velocity of DOPaerosol in HEPA filter was 3.4 cmlsec. The soil dust was made by APPlE product with the number of JIS Z8901-1974 and flowed through the system of HEPA filter testing with relative pressure drop (LI PILI Po) variation between upstream and downstream across the HEPA filter were 1.23; 1.5; 1.8; 2.0; 2.2; 2.4; 2.6; 2.8; 3 and 3.2. The DOP aerosol penetrations that across HEPA filter the tend to decrease as quadratic function with increasing particle diameter. The range of the most penetrating was on particle diameter from 0.1 pm to 0.22 pm, and maximum penetration to be found at the diameter of 0.134 pm was 7.29 x 10-3 %. Relative pressure drop (LI PILI Po) the tends to increase linearly with increasing dust mass loading and the loading time. The dust mass loading increased around 2.5 glm2 on the each of increasing the pressure drop (LIP) 1.5 times of the initial pressure drop (LI Po). sistem filtrasi, agar tingkat bahaya dari lepasan udara bahan radioaktif tersebut dapat dihindari untuk menjamin bahwa pekerja radiasi tidak terpapari oleh konsentrasi radiasi yang melampaui batas amano Pada umumnya, sistem filtrasi yang biasanya digunakan menurut standar Badan Tenaga Atom International (IAEA) adalah dengan mengRunakan filter HEPA (High Efficiency Particulate Air) J, Filter yang baik ditunjukkan dengan kemampuannya - PENDAHULUAN B ahaya potensial lepasan gas daTi bahan radioaktif di fasilitas nuklir, rumah sakit atau industri yang menggunakan bahan radioaktif sebelum dibuang ke lingkungan harus dievaluasi dan dikontrol melalui pengukuran tingkat bahaya radiasi udara. Oleh karena itu perlu digunakan Gatot Suhariyono, dkk Pengolahan Limbah Radioaktif 8. Lingkungan ISSN 0216-3128

Upload: nguyenminh

Post on 25-May-2018

254 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENGUJIAN FILTER HEPA TERHADAP PENETRASI …ansn.bapeten.go.id/files/43104/2737.pdfWaktu pengukuran adalah 3 menit dengan ulangan 3 kali. Alat yang digunakan untuk mengukur penetrasi

Prosiding Perlemuan dan Presentasi llmiahP3TM-BATAN Yogyakarla 14-15 Ju/i 1999412 Buku II

PENGUJIAN FILTER HEPA TERHADAP PENETRASIPARTIKEL DOP DAN PENGARUH BEBAN MASSA DEBU ('"' r1

Gatot Suhariyono/'>us/itbang Keselamatan Radiasi dan Biomedika Nuklir-BATAN-Jakarta-lndonesiaMasahiko Tsunoda, Yukio Iwaya, Yoshiyuki YokosukaDepartment of Health Physics, Japan Atomic Energy Research Institute.. Tokaimura, Nakagun,Ibaraki-ken .1/9-11, Japan

ABSTRAK

PENGUJIAN FIL TER HEPA TERHADAP PENETRASI PARTIKEL DOP DAN PENGARUHBEBAN MASSA DEBU. Pengujian filter hepa terhadap pengaruh beban massa debu danpenetrasi partikel DOP telah dilakukan. Pengujian filter HEPA dilakukan dengan perbedaantekanan awal (Li Po) antara aliran sebelum dan sesudah masuk filter HEPA (203x203x150mm) sebesar23,5 mm H2O dengan laju alir 1,5 m3lmenit. Kecepatan umpan aerosol DOP didalam filter HEPA adalah 3,4 cmldetik. Debu tanah diambil dati produk APPlE no. JIS Z8901-1974 dan dialirkan melalui sistim penguji filter HEPA dengan vatiasi kelipatan perbedaantekanan relatif (Li PiLi Po) antara aliran udara sebelum dan sesudah melewati f/lter HEPAyakni 1,23; 1,5; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,6; 2,8; 3 dan 3,2. Penetrasi aerosol DOP yangmelewati filter HEPA cenderung menurun sebagai fungsi kuadrat dengan makinbertambahnya diameter partikel. Jangkauan penetrasi terbanyak pada diameter partikel 0,1Jim sampai 0,22 .urn, dan penetrasi maksimum terdapat pada diameter 0,134 .urn yaitusebesar 7,29 x 10-3 %.. Kelipatan perbedaan tekanan relatif (Li PiLi Po) cenderung meningkatsecara linier dengan meningkatnya beban massa debu dan lama pembetian beban. Bebanmassa debu naik sekitar 2,5 glm2 pada setiap kenaikan perbedaan tekanan relatif (LiP) 1,5kali dati perbedaan tekanan awal (Li Po).

ABSTRACT

TESTING HEPA FILTER TO DOP PARTICLE PENETRATION AND EFFECT OF DUSTMASS LOADING. Testing HEPA filter about DOP particle penetration and effect of dust massloading have been done. Testing HEPA filter has been carried out with the initial pressuredrop (LI Po) between upstream and downstream across the HEPA filter (203x203x150 mm)23.5 mm H2O with flow rate 1.5 m3lmenit. Feeding velocity of DOPaerosol in HEPA filter was3.4 cmlsec. The soil dust was made by APPlE product with the number of JIS Z8901-1974and flowed through the system of HEPA filter testing with relative pressure drop (LI PILI Po)variation between upstream and downstream across the HEPA filter were 1.23; 1.5; 1.8; 2.0;2.2; 2.4; 2.6; 2.8; 3 and 3.2. The DOP aerosol penetrations that across HEPA filter the tend todecrease as quadratic function with increasing particle diameter. The range of the mostpenetrating was on particle diameter from 0.1 pm to 0.22 pm, and maximum penetration to befound at the diameter of 0.134 pm was 7.29 x 10-3 %. Relative pressure drop (LI PILI Po) thetends to increase linearly with increasing dust mass loading and the loading time. The dustmass loading increased around 2.5 glm2 on the each of increasing the pressure drop (LIP) 1.5

times of the initial pressure drop (LI Po).

sistem filtrasi, agar tingkat bahaya dari lepasan udarabahan radioaktif tersebut dapat dihindari untukmenjamin bahwa pekerja radiasi tidak terpapari olehkonsentrasi radiasi yang melampaui batas amano

Pada umumnya, sistem filtrasi yang biasanyadigunakan menurut standar Badan Tenaga AtomInternational (IAEA) adalah dengan mengRunakanfilter HEPA (High Efficiency Particulate Air) J, Filter

yang baik ditunjukkan dengan kemampuannya

-

PENDAHULUAN

B ahaya potensial lepasan gas daTi bahanradioaktif di fasilitas nuklir, rumah sakit atau

industri yang menggunakan bahan radioaktifsebelum dibuang ke lingkungan harus dievaluasidan dikontrol melalui pengukuran tingkat bahayaradiasi udara. Oleh karena itu perlu digunakan

Gatot Suhariyono, dkkPengolahan Limbah Radioaktif 8. LingkunganISSN 0216-3128

Page 2: PENGUJIAN FILTER HEPA TERHADAP PENETRASI …ansn.bapeten.go.id/files/43104/2737.pdfWaktu pengukuran adalah 3 menit dengan ulangan 3 kali. Alat yang digunakan untuk mengukur penetrasi

Prosiding Perlemuan dan Presentasi IlmiahP3TM-BATAN Yogyakarta 14-15 Juli 1999 Buku ii 413

pengaruh diameter partikel dari filter HEP A terhadappenetrasi aerosol DOP. Penelitian ini dilakukan diJAERI (Japan Atomic Energy Research Institution),Tokai-mura, Jepang.

TATA KERJA

Metode pengujian untuk mengevaluasi penetrasiaerosol DOP sebagai fungsi dari diameter partikelaerosol

Aerosol DOP dari generator dialirkan melaluisistim pengujian filter HEP A dengan perbedaantekanan awal (Li Po) antara aliran sebelum dan sesudahmasuk filter HEPA sebesar 23,5 mm H2O dengan lajualir 1,5 m3/menit. Filter HEPA yang digunakansebagai filter uji mempunyai spesiflkasi sebagaiberikut :Jenis filter: filter absolut model lA-50Laju alir: 1,5 m3/menitLuas media filter: 0,73 m2 i'Hasil uji pabrik pembuatnya : penetrasi DOP sebesar0,002 % dengan diameter 0,3 ~m, Iaju alir 1,5m3/menit dan tekanan 24,5 mm H2OUkuran filter (1 xt x p): 203 mm x 203 mm,x 150 mmWaktu pengukuran adalah 3 menit dengan ulangan 3kali. Alat yang digunakan untuk mengukur penetrasiaerosol DOP adalah Laser Aerosol Spectrometer LAS-X buatan Particle Measuring system Inc.-USA. Alattersebut diatur dengan laju alir sampel 5 cm3/detikdanlaju alir pembungkus sampelnya 30 cm3/detik pada 70of dan 14,7 psia, sehingga volume sampeI dari aerosolDOP adalah 900 cm3 (= 5 cm3/detik x 3 menit).Kecepatan umpan aerosol DOP di dalam filter HEPAadalah 3,4 cm/detik (= 1,5 m3/menit : 0,73 m2 );Pengukuran cacah latar dilakiJkan tanpa menggunakanaerosol DOP. Efisiensi filter HEPA (E) dapat dihitungdengan mengukur penetrasi aerosol DOP yaituE = I -

P. Penetrasi aerosol DOP (P) dihitung denganpersamaan sebagai berikut :

1 )Cu

~+Cd2CU=(Cd1-Cd2)X Vb (2

keterangan :Cd = konsentraSi partikel sesudah melewati filterHEPA yang diuji (partikeVcm3) = Cd2Cu = konsentrasi partikel sebelum melewati filterREP A yang diuji (partikeVcm3 )Cd, = konsentrasi partikel sesudah melewati filterHEP A yang diuji dalam keadaan aliran bypass terbuka(partikeVcm3)

menyerap partikel aerosol yang berbahaya,khususnya partikel yang berdiameter lebih kecildari I ~lm (ultraflne). Partikel yang mempunyaiukuran ultrafine kcmungkinan besar dapat masukmelalui pernapasan manusia dan mengendap diparu-paru[2]. Hal ini dapat berakibat fatal bagipekerja radiasi. Filtrasi partikel aerosol denganmenggunakan filter adalah pilihan terbaik, karenamurah dan sederhana dalam pengoperasiannya [3].Pemakaian filter HEP A merupakan cara yangefektif untuk mengontrol polusi udara dimanapartikulat udara yang dilepas ke lingkungan harusdiperkecil. Filter HEPA dirancang untukmenghilangkan partikel daTi aliran gas denganefisiensi sedikitnya 99,97 % [4].

Pengetahuan ten tang distribusi ukuranpartikel aerosol radioaktif di lingkungan kerjaadalah renting untuk pemantauan udara. Daripemantauan ini dapat diperkirakan tingkat radiasiinternal dari paparan endapan bahan radioaktifpada pekerja [5]. Agar supaya pemakaian filterHEPA lebih efektif dan efisien, maka ujikuantitatif daTi efisiensi filter HEPA perludilakukan. Untuk menguji efisiensi filter HEPA,

pada umumnya para peneliti menggunakanaerosol DOP (Diocthyl Phthalate) denganpertimbangan mudah diproduksi. Berdasarkanperhitungan secara teoritis, efisiensi filterberharga minimum untuk diameter aerosol 0,3 J.Lmberbentuk bola. Oleh karena itu aerosol DOPdengan diameter 0,3 J.Lm digunakan olehperusahaan -perusahaan yang memproduksi filteruntuk pengujiannya [6]. .

Filter- filter HEPA banyak digunakan difasilitas nuklir, farmasi atau industrisemikonduktor dimana konsentrasi debunyasangat rendah. Sekarang fitter -filter HEP Abanyak digunakan didalam proses industri yangkonsentrasinya debunya tinggi dan dalam kondisiperbedaan tekanannya meningkat secara drastisyang terjadi di suatu tempat dimana penggantianfilter merupakan hal yang rutin. Maka untukmemperpanjang Unjuk kerja filter HEPA menjadisuatu tantangan yang perlu ~ipertimbangkan,sehingga remakaiannya lebih praktis danekonomis [7 .

HubungaJl antara beban massa danperbedaan tekanaJl udara yang melintasi filterperlu dipelajari, agar dapat diketahui bataskemampuan Untuk memperkirakan lamanyaoperasional sistim filtrasi yang ada danmembuang model-model yang tidak praktis untukperancangan sistim filtrasi.

Tujuan daTi penelitian ini adalah untukmempelajari perbedaan tekanan relatif untuk jenisfilter HEPA sebagai fungsi daTi beb~ massaaerosol berupa debu, dan juga untuk mengetahui

Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan ISSN 0216-3128Gatot Suhariyono, dkk

Page 3: PENGUJIAN FILTER HEPA TERHADAP PENETRASI …ansn.bapeten.go.id/files/43104/2737.pdfWaktu pengukuran adalah 3 menit dengan ulangan 3 kali. Alat yang digunakan untuk mengukur penetrasi

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IlmiahP3TM-BATAN Yogyakarta 14-15 Juli 1999414 Buku 1/

Beban massa debu dihitungdengan persamaan sebagai

berikut :

VmxTxCA

Beban massa debu (g/m2) = 3

Cd2 = konsentrasi partikel sesudah melewati filter

HEPA yang diuji dalam keadaan aliran bypass

tertutup (partikel/cm3)Vm = laju alir dari pipa utama pencampur udara =1,5 m3/menit = 1500 liter/menitVb = laju alir dari aliran bypass = 1,3 liter/menit

Skema diagram dari sistim pengujianuntuk mengevaluasi penetrasi aerosol sebagaifungsi dari diameter partikel ditunjukkan dalamgambar 1.

4

SalWcalI bJP'" Keterangan :A = Luas filter REP A yang diuji (0,73 m'T = lama pemberian beban (menit)

FilterHEPA- ~F1~wM.t.rrx.rl

UdaramosUk-+

"10 ;

.'

-",lower

T ,,--- .-i;;;;;",,:,,~; ~.~-

~

...tnllIe.

DOrw..ta.

'Pip. """.y,Pencampur

1Id=

-

Silica GelKompnsor

Sismn Pembersihudara

~M2JIO""jcr

IXIf"'!!" UJ'(HfP""

uarAD! P., ,.laiBlower

uaarabluar

deb" Pompafibe" bju2lir wI2ra.CibssJ1lOSsa

Alat Pengmnpandebu

PjpaP...ampur-~

~ilterlHEPA

'~IL ..

Generator Aerosol ~...~. ~~.u.u. ~..~.~u.,,~.~.

Gambar 1. Sistim pengujian untukmengevaluasipenetrasi aerosol sebagai lungsi daTidiameter partikel

Metode Pengujian untuk mengevaluasiperbedaan tekanan relatlf (A PIA Po) sebagaifungsi dari beban massa debu dan lamapemberian beban

Skema diagram dari sistim pengujianterhadap variasi kelipatan perbedaan tekananrelatif(A PIA Po) sebagai fungsi dari beban massadebu ditunjukkan dalam gambar 2. Debu tanahdiambil dari produk APPlE no. JIS Z8901-1974clan mengandung SiO2, Fe2O3, A12O3, CaD clanMgO. Debu tersebut dimasukkan ke dalam alatpengumpan debu dengan merek SIBATAsebanyak :t 100 cm3 clan dialirkan melalui sistimpenguji filter HEP A dengan sepuluh variasikelipatan perbedaan tekanan relatif (A PIA Po)antara aliran udara sebelum clan sesudah melewatifIlterHEPAyakni 1,23; 1,5; 1,8 ;2,0 ;2,2 ;2,4;2,6 ; 2,8 ; 3 daD 3,2. Perbedaan tekanan awal (APo) pacta sistim penguji filter tersebut adalahsebesar 23,5 rnm H2O. Kecepatan umpan debu didalam filter HEPA adalah 3,4 cm/deti1:':. Waktuawal clan akhir pengujian ditulis sebagai lamapemberian beban (loading time). Volume daD lajualir debu yang diserap oleh kertas filter (terbuatdari fiber gelas buatan ADV ANTEC, Toyo-Jepang dengan diameter 47 mm) ditunjukkan didalam alat sistim laju alir massa pacta akhirpengujian. Berat kertas filter ditimbang sebelumdaD sesudah pengujian dari beban massa. Hasildari pembacaan berat debu clan volume debu dikertas filter merupakan besarnya konsentrasi debu(C) yang dimasukkan ke dalam filter uji (HEPA).

Gambar 2. Sistim pengujian terhadap variasikelipatan perbedaan tekanan relatif(&/&0) sebagaifungsi dari beban massadebu dan lama pemberian beban

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil penetrasi aerosol DOP terhadapdiameter partikel dari filter HEPA ditunjukkan dalam

tabel2 (lampiran) dan gambar 3:0,00910 "-

0,00452

0,00224

~ 0,00111~-~ 0,00055

~ 0:00027~

0,00014

0,00007

0,00003

-.~ ..~~.!~.~/;'-

..,~..\~.

'.\ "' ' i. :r...

jl

.~

~fi22 0.3 0.37 0,81

D!ameterPartlkeIJ/lm)

Gambar 3. Hasil penetrasi aerosol DOP terhadapdiameter partikel darifilter HEPA

<1080.134

Gatot Suhariyono. dkkPengolahan Limbah Radioaktif & LingkunganISSN 0216-3128

Page 4: PENGUJIAN FILTER HEPA TERHADAP PENETRASI …ansn.bapeten.go.id/files/43104/2737.pdfWaktu pengukuran adalah 3 menit dengan ulangan 3 kali. Alat yang digunakan untuk mengukur penetrasi

Prosiding Perfemuan dan Presentasi lImiahP3TM-BATAN Yogyakarfa 14-15 Juli 1999 4/5Buku II

maka kelipatan perbedaan tekanan relatif (11 PII1 Po)antara aliran sebelum dan sesudah melewati filter jugaakan bertambah besar. Hal ini akan berakibat fatalpacta pompa listrik yang digunakannya dan terhadapefisiensi filter. Pompa listrik akan cepat rusak danefisiensi filter akan menurun drastis. Denganbertambah besamya perbedaan tekanan di dalam filter,maka partikel debu akan mengisi ruang antar lapisanfilter clan menyebabkan penurunan luas filtrasipermukaan efektif yang tersedia dan penurunanporositas filter.

1.$

...~ J,..ca

ui-I:

Ifto

t

1

u

Penetrasi aerosol DOP yang melewatifilter HEPA cenderung menurun sebagai fungsikuadrat dengan makin bertambahnya diameterpartikel. Penetrasi aerosol DOP untuk ukurandiameter partikel 0,5 ~m tidak dapat lolos darifilter HEPA, terbukti pada diameter partikel DOPlebih besar dari 0,5 ~m menunjukkan penetrasiyang sangat kecil (= 0 %). Salah satu persyaratanfilter HEPA adalah efisiensinya tinggi padadiameter partikel DOP 0,3 ~m yakni sebesar (~99,97 %) atau untuk penetrasi sebesar (~ 0,03 %atau ~ 3 x 10-4). Dalam penelitian ini didapatpenetrasi sebesar 9,2 x 10-4 % atau 9,2 x 10-6padadiameter partikel 0,3 ~m berarti sudah memenuhipersyaratan tersebut. Jangkauan penetrasiterbanyak terdapat pada diameter partikel 0, 1 ~msampai 0,22 ~m, sedangkan penetrasi maksimumterdapat pada diameter 0,134 ~m yaitu sebesar7,29 x 10-3 %. Hasil ini bersesuaian dengan basilpengujian filter HEPA yang dilakukan olehpeneliti lain. Sejarah pengujian filter HEPAtertera dalam tabel1.

Tabell. Hasil pengujian filter HEPA

Hasil PenQuiianI No I Penelitl .t .., 1. 12

~w-(pi

Gambar 4. Hasil kelipatan perbedaan tekanan relatif(AP/APo) sebagaifungsi dari beban massadebu

l

penetrasi terbanyak terdapat padadiameter cartikel DOP O.31kn

ISinclair [91 t'uncak Penetrasi untuk semua uKuranpartikel OCP terdapat pada diameterllebih kecil dari O,31in. -

12,

Diameter partikel untuk penetrasimaksimum adalah pacta jangkauan 0,15sampai 0.21i11Secara teorl menghitung penelrasiIma~SimUm kira-kira terdapat diameter:oartlkel 0.1 ~

I

"ozuka dl<.l<..{12]

J.~

:~ JA.

:3~1U

I"! 2

Sgo~ I.~

Ipenetrasi maksimum didapat dibawahdiameter partikel 0,1 Ikn, bukan paoalolameter 0.31kn

~-

t"'enetrasi terbanyak terdapat padaloiameter partikel oap dari 0,1 Iknl,sampai 0.18 Om I

16,

.-11" 1- 2111 2511 ~

t-1' ~ .

Gambar 5. Hasil kelipatan perbedaan tekanan relatif(AP/APo) sebagai fungsi lama pemberianbeban

Partikel debu mempunyai kelembaban yangrendah, sehingga semakin lama partikel debu yangmelewati filter 31(an mencapai titik jenuh danterdeposisi pacta filter, berakibat partikel debu akansemakin tebal untuk dapat terabsorbsi pacta permukaanserat didalam filter, serta partikel debu akan mengisiruang antar lapisan bahan filter. Dengan demikianaerosol radioaktif yang lewat melalui filter akanberkurang terabsorbsi didalam serat di filter, sehingga

1518

!Tamada

L_J~:~ ~Hasil kelipatan perbedaan tekanan relatif

(AP/APo) sebagai fungsi dari beban massa debudan lama pemberian beban ditunjukkan pacta tabel3 (lampiran), garnbar 4 dan gambar 5.

Kelipatan perbedaan tekanan relatif(AP/APo) cenderung meningkat secara linierdengan meningkatnya beban massa debu danlama pemberian beban. Beban massa debu naiksekitar 2,5 g/m2 pacta setiap kenaikan perbedaantekanan relatif (AP) meningkat 1,5 kali dariperbedaan tekanan awal (APo). Hal ini berartibeban massa debu akan bertambah seiring denganbertarnbahnya waktu pemasangan filter HEPA direaktor atau di instansi nuklir. Dengan makinberatnya beban massa debu pacta filter HEPA,

ISSN 0216-312~Pengolahan Limbah Radioaktif & LingkunganGatot Suhariyono, dkk

Page 5: PENGUJIAN FILTER HEPA TERHADAP PENETRASI …ansn.bapeten.go.id/files/43104/2737.pdfWaktu pengukuran adalah 3 menit dengan ulangan 3 kali. Alat yang digunakan untuk mengukur penetrasi

Prosiding Pertemuan dan Presentasi "miahP3TM-BATAN Yogyakarta 14-15Juli 1999416 Buku 11

aerosol radioaktif tersebut akan lolos keluar darifilter. Hal ini berakibat penetrasi aerosolradioaktif menjadi bertambah besar dan jugaberarti efisiensi filter tersebut akan menurunfungsinya, dengan kata lain efisiensi filter tidak99 % lagi. Dalam kasus ini filter tersebut harnsdiganti dengan yang baru, apabila efisiensi filterjauh di bawah 99 %. Oleh karena itu penulismenyarankan agar efisiensi filter HEP A yangdigunakan di reaktor atau di fasilitas nuklirsebaiknya sesering mungkin diuji untukmenghindari kerusakan pompa listrik dan agaraerosol radioaktif tidak dapat lepas ke lingkungan.

KESIMPULAN DAN SARAN

Penetrasi aerosol DOP yang melewati filterHEPA cenderung menurun sebagai fungsikuadrat dengan makin bertambahnyadiameter partikel.Jangkauan penetrasi terbanyak pacta diameterpartikel 0, I ~m sampai 0,22 ~m, danpenetrasi maksimum terdapat pacta diameter0,134 ~m sebesar 7,29 x 10-3 %.Kelipatan perbedaan tekanan relatif(I:.P/APo)cenderung meningkat secara linier denganmeningkatnya beban massa debu dan lamapemberian beban. Beban massa debu naiksekitar 2,5 g/m2 pacta setiap kenaikanperbedaan tekanan relatif (I:.P) meningkat 1,5kali dari perbedaan tekanan awal (I:. Po).Efisiensi filter HEP A yang digunakan direaktor atau di fasilitas nuklir sebaiknyasesering mUhgkin diuji untuk menghindarikerusakan pompa listrik clan agar aerosolradioaktif tidak dapat lepas ke lingkungan.

4.

Impactor Bertingkat", Proceeding PresentasiIlmiah Daur Bahan Nuklir II, PEBN-BATAN,Jakarta, ISSN 1410-1998 (19-20 November 1996).

6. LEE, K.W., dan LIU, B.Y.H.,"On the MinimumEfficiency and Most Penetrating Particle Size forFibrous Filters, J. Air Pollution ControlAssociation Vol. 30, No.4 (1980) 377-381.

7. LETOURNEAU, P., RENAUDlN, V., danVENDEL, J., "Effect of the Particle Penetrationinside the Filter Medium on the HEP A FilterPressure drop", 22nd DOE /NRC Nuclear AirCleaning and Treatment conference, NUREG/CP-0130, CONF-9020823, Vol. 2, Colorado (august1992).

8. STAFFORD, R.G., and ETTINGER, H.J., "FilterEfficiency as a Function of Particle Size andVelocity", Atmospheric Environment 6, 353(1972).

9. SINCLAIR, D.,"Penetration of HEPA filters bySubmicron aerosols", J. Aerosol Science 7, (1976)175.

10. DYMENT, J., "Use of a Goetz AerosolSpectrometer for Measuring the Penetration ofAerosols through Filter as a Function of ParticleSize", J. Aerosol Science 1, (1970) 53 .

I 1. KIRSCH, A.A., and ZULANOV, OR. V.,"Measurement of Aerosol Penetration throughHigh Efficiency Filters", J. Aerosol Science 9,(178)291.

12. KOZUKA, M., MIKAMI, S., and IKEZA W A, Y.,"Penetration of High Efficiency Air Filters forSubmicron DOP aerosol Using a Laser ParticleSpectrometer", Proc. The 5th Int. symp. OnContamination Control, Dusseldorf, FederalRepublic of Germany: VDI-Verlag (1980)p. 23

13.YAMADA,Y., MIYAMOTO, K., MORl, T., andKOIZUMI, A., "Penetration of SubmicronAerosols through High Efficiency Air Filters",Health Physics Vol. 46, no. 3, Pergamon PressLtd., (March 1984)pp. 543-547.DAFT AR PUS1~AKA

TANYA JAWAB

1. IAEA, Particulate Filtration in NuclearFacilities, Technical Report Series No. 325,(1991).2. ICRP, Human Respiratory Track Model forRadiological Protection, ICRP Publication 66,(1994).

3. HINDS, W.C., Aerosol Technology, JohnWiley & Sons Inc., New York, USA (1982)164-185.

4. NOVICK, V.J., MONSON, P.R., andELLISON, P.E., "The Effec. of Solid ParticleMass Loading on the Pressure Drop of REP AFilters", Journal of Aerosol Science, Vol. 23,No.6, pp. 657-665, Great Britain (1992).

5. BUNAWAS dan OTTO P. RUSLANTO,"Penentuan Diameter Aerosol dengan Metode

Mukhlis Ashadi :);> Bagaimana hubungan efisiensi filter clan diameter

partikel?);> Apakah tidak ada penurunan efisiensi filter dengan

semakin lamanya penggunaan filter?

Gatot Suharyono :~ Diameter partikel dalam grafik terlihat

berhubungan dengan penetrasi, sedangkanefisiensi = 1 -penetrasi, sehingga makin tinggi

Gatot Suhariyono. dkkPengolahan Limbah Radioaktif & LingkunganISSN 0216-3128

Page 6: PENGUJIAN FILTER HEPA TERHADAP PENETRASI …ansn.bapeten.go.id/files/43104/2737.pdfWaktu pengukuran adalah 3 menit dengan ulangan 3 kali. Alat yang digunakan untuk mengukur penetrasi

Buku II 41

penetrasi maka makin rendah efisiensinya.Terlihat dalam grafik, diameter padapenetrasi maksimum terdapat padadiameter 0,134 .Lim.

..0.- Ada, oleh karena itu filter HEP A perlu

diuji efisiensinya sesering mungkin, agarpompa tidak cepat rusak don mengetahuiuntuk mencegah radioaktif lolos ke

lingkungan.

atau diperkecil, apakah kurvanya tetap bentuknya?~ Oari pellelitian, basil pengujian filter HEPA yang

dilakukan oleh orang asing terdapat basil yangberbeda, apa yang menyebabkan perbedaantersebut (yang signifikan)?

Gatot Suharyono :-<;- KU1"Va pada gambar 3 tetap bentuknya pada

tekanan yang berbeda.-<;- Yang berbeda diameter partikel puncaknya

pada penetrasi terbanyak HEPA yang diuji

samabentuknya.Dewita :~ Bagaimana hasilnya pada kurva gambar 3

(diameter partikel) bila tekanannya diperbesar

LAMPIRAN

Table 2. Penentuan penetrasi aerosol DOP versus diameter partikeJ

Bypass tertutup, Volume sampel dari aerosoloap : 900 cm3

(N/cm3)Cd2

(N/cm3)Cd2

I medium I --I cj! ~

N2 BgN1

234

11

12::13l

~~

Q-'

Lfi.33~2

I 9.22E-O4 10~.28E~_2 18.15E:o;r~

a-b -N2 N~ Rerata (N)llN/cm3) (N/cm3) I N;lN1-g 8.Q Cd1 Cu Bg

10.100::0.106 0.103 1236 1236 1128 1128 1.18EotO3 1.31E-OO 11.45EotO31 53 1-s-J" I 42 j 42 14.75EotO115:28E:ij'i1 3.63E-O3 1-00.106-0.112 0.109 936 936 813 813 8.75EotO2 9.72E-O1 11.07EotO31 48 148 1 37 137 14.25EotO1 r4J2E15'i1 «3E-O3 1-0'0.112-0.118 0.115 884 884 867 867 8.76EotO219.73E-O111.05EotO31581_58~~148 '5.30E~~I~E-O3100.118-0.124 0.121 934 934 841 841 8.88EotO2 9.86E-O1 11.07EotO3 52 I 52 I 60 1 60 j 5.60EotO1 j 6.22E-O2 I 5.84E-O3 10

I 5 10.124-0.130 0.127 960 960 887 887 9.24EotO2 1.03E-OO 11.11EotO3 62- 62 I 61 1 61 16.15EotO116.'83"E-O2 I 6.18E-O3 I 0I 6 10.130-0.137 0.134 1172 1172 1057 1057 1.11EotO3 1.24E-OO 11.32EotO3 1100 100 I 73 r-7318.65EotO11 9.61E-O2 17.29E-O3 1 0

7 0.137-0.144 0.141 1291 1291 1100 1100 1.20EotO3 1.33E-OO 11.42EotO31 93 1 ~31n-I77l8.50EotO1-19.44E-Oil 6.63E-O3 108 0.144-0.151 0.148 1497 1496 1330 1329 1.41EotO3 1.57E-OO 11.69EotO311021. iQ! I 84 1 83 I~ 11.02E-O1-16.~~ 1-19 0.151-0.158 0.155 1508150714101409 1.46EotO3 1.62E-OOI1.75EotO31103 102191190 1960E-+fl1

100158-0.165 0.162 1638 1637 1466 1465 1.55EotO3 1.72E-OO 1.88EotO3 87 -86 190 I 89 18.75EotO1-11110.165-0.172 0.169 1704 1704 1580 1580 1.64EotO3 1.82E-OO 11.QQEotO31 88 88 88 -ss-- 8.80EotO1 ~.78E-O2 r4]~IO

0.172-0.179 0.176 1740 1740 1645 1645 1.69EotO3 1.88E-OO 2.06EotO3 74 74 95 95 8.45EotO1 j 9.39E-O2 14.55E-O3 100.179-0.186 0.183 1789 1789 1589 1589 1.69EotO3 1.88E-OO 2.04EotO3 98 98 93 93 9.55EotO1(1.06E-O1-j5.19E-O3 -

11410.186-0.193 0.190 1889 1889 1734 1734 1.81EotO3 2.01E-OO 2.22EotO3 76 76 78 78 7.70EotO1 8.56E-O2 13.85E-O311510.193-0.200 0.197 1892 1892 1633 1633 1.76EotO3 1.96E-OO 2.17EotO3 68 68 72 72 7.00EotO1 17:78E:021 3.S-SE-::031 011610.200-0.230 0.215 7225 7225 6984 6984 7.10EotO3 7.89E-OO 8.74EotO3 294 294 282 282 2.88EotO2 ~1 13:66E-O3-11710.230-0.260 0.245 6594 6594 6310 6310 6.45EotO3 7.17E-OO 8.06EotO3 186 186 152 152 1.69EotO2 1.88E-O1 J2.33E-O3

10.260-0.290 0.275 6351 6351 6236 6236 6.29EotO3 6.99E-OO 7.90EotO3 132 132 124 124 1.28EotO2 1.42E-O1 11.80E::o3 ~-O10.290-0.320 0.305 4678 4678 4440 4440 4.56EotO3 5.07E-OO 5.78EotO3 40 40 56 56 4.80EotO1 -

10.320-0.350 0.335 4151 4151 4114 4114 4.13EotO3 4.59E-OO 5.25EotO3 40 40 37 37 3.85EotO112110.350-0.390 0.370 4893 4893 4648 4648 4.77EotO3 5.30E-OO 6.09EotO3 22 22 26 26 2.40EotO1j 2.67E-O2 14.38~IO12210.390-0.430 0.410 4409 4409 4150 4150 4.28EotO3 4.76E-OO 5.47EotO3 15 15 12 12 1.35EotO111.50E-O2 2.74E-O4 012310430-0.470 0.450 5459 5459 5274 5274 5.37EotO3 5.96E-OO 6.86EotO3 13 13 14 14 1.35EotO1 1.50E-O2 2.19E-O4 012410.470-0.510 0.490 6010 6010 5947 5947 5.98EotO3 6.64E-OO 7.66EotO3 3 3 5 5 4.00E-OO 14.44E-O3 5.80E-O5 012510:510-0.550 0.530 2807 2807 2817 2817 2.81EotO3 3.12E-OO 3.61EotO3 0 0 0 n 0.OOE-+fl1 ~otO1 O.OOEotOi L12610.550-0.590 0.570 1349 1349 1275 1275 1.31EotO3 1.46E-OO 1.68EotO3 0 0 1 0 0 10.OOEotO1 0.OOEotO11 O.OOE-+(' j 0127 10.590-0.630 0.610 965 965 929 929 9.47EotO2 1.05E-OO 1.21EotO3 0 a I 0 0 10.OOEotO1 o:OOEotO1 a.OOE-+('11 (j12810.630-0.670 0.650 481 481 481 481 4.81EotO2 5.34E-O1 6.17EotO2 0 0 0 0 0.OOEotO1 0.OOEotO1 0.OOEotO1 0I 29 10.670-0.710 0.690 296 296 321 321 3.09EotO2 3.43E-O1 3.96EotO2 0 0 0 0 0.OOEotO1 0.OOEotO1 0.00EotO1 0I 30 10.710-0.750 0.730 215 215 231 231 2.23EotO2 2.48E-O1 2.86EotO2 0 0 0 0 0.OOEotO1 0.OOEotO1 0.OOEotO1 013110750-1.200 0.975 1673 1673 1683 1683 1.68EotO3 1.86E-OO 2.15EotO3 0 0 0 0 0.OOEotO1 'O.OOEotO11 0.OOEotO113211.200-1.650 1.425 226 222 231 227 2.25EotO22.49E-O1 2.90EotO2 2 -2 3 -1 -1.50E-OO -167E-O31-5.75E-04113311.650-2.100 1.875 28 25 ~ 20 I 17 12.10EotO1 2.33E-O2 3.01EotO1 1 -2 0 ;.3 -2.50E-OO -2.78E-O31-9.22E-O3\13412.100~501 2.325 I 6 I 6 -";1 3 I 450E-OO I 5.00E-O3 5.77E-OO 0 0 0 0 I 0.OOEotO1 0.OOEotO110.00EotO113512.550-3.0001 2.775 I 1~ -0 I 5.00E-O1 I 5.56E-O4 I 6.41E-O1 1 0 I 0 0 0 10.OOEotO1 0.OOEotO110.00EotO1136 13.000-3.4501 3.225 10 1 -4 -1 -4 1-4.00E-OO 1-4.44E-O3 -4.44E-O31 0 I -4 -.9. -4 1-4.QOE-OO 1-4.44E-o31 0.OOEotO11 ~

13713450:3.9001 3.675 I 038 3.900-4.3501 4.125 I 039 4.350-4.8001 4.575 I 040 14:800=5:2501 5.025 1 0

u

-2~0

.:, I ~ ~- " .:! 1-2.00E-OO 1-2.22E~3 -2.22E-O3

-1 -1.11E-O3 -1.11E-O3

0 O.OOEotO1 O.OOEotO1

.:1 --1.11E-O3 -1.11E-O3

ISSN 0216-3128Pengolahan Limbah Radioaktif & LingkunganGatot Suhariyono. dkk

:?e1Cl1

Page 7: PENGUJIAN FILTER HEPA TERHADAP PENETRASI …ansn.bapeten.go.id/files/43104/2737.pdfWaktu pengukuran adalah 3 menit dengan ulangan 3 kali. Alat yang digunakan untuk mengukur penetrasi

Prosiding Perlemuan den Presentasi IlmiahP3TM-BA TAN Yogyakarla 14-15 Juli 1999418 Buku 11

Jangkauan diameter(mm)

BypasStJ;rbu-kii:

Volume sampel dari aerosol DOp:ooocm3

-p;ypass t-e-;tUtUp;Volume sampel dari aerosolIP Ira ,Icacahoap : 900 cm3 --~__Sl anNo

medium ---(N/cm3)cI> Cd2

., ,c

a-b ("!oj 89

5.250-5.700'~4Z§_J ~ I 0

1

0 -2 0

0 00 0

-12 0~-

OI~1

O.OOE..o11_Q.QQE~11 0 I 0 I 0 , 0 lo:ooE:;o1' O.OOE..o~' O.OOE..o11~~J-::2.06E-OO 1-2.22E'{)31-2.22E'{)31 0 I -2 I 0 I -.2--1-::2.00E-OO 1:~I~§:!::91J2

0 I O.OOE-+O1l.0.00E-+O11 O.OOE-+O11 0 I 0;-'010-1 O.OOE-+O1_' O.OOE-+O11~~E-+O11 0,~O.OOE+O11 O.OOE+O11 O.OOE+O11 ol-OIOIO---IJ).~-tQ1IJJj}!)~1JO.OOE+O11 0

! 41~'5.700-6.1~OL5.925 I 0

,~ l-12 1-1.20EotO11-1.33E-o21-1.33E-:02101-:f2l~1-1.2OEotO1 ~-1.33E::<!21 O.OOEotO1'-12-1500 Ipm/1:3" Ipm=VmNb=1153.85N/cm3 = Jumlah rartikel/cm3

Tanggal pengukuran : 16-9-1998 dan Laju Alir : 1.5 m3/min)Tabel3.

Kelipatan perbedaan tekanan relatif (L\P/L\Po) sebagai fungsi dari beban massa debu dan lamapemberian beban

No. I Berat t-Filter awal (9) I W 1

Berat te dBerat / Lama-IToial[amaIVOiumeI~~ I-Beban I KelipatanW2 beban Beban I Total Massa Massa IT ekanan Relatif

(g) (min) (min) Oebu (m3) (~/m2) Total (~/m2) (dP/dPo)

0 -0

~~~

10:ffi68910]6NIO.16735 I O.1674010.167361~OjLI~0

12045899813131848209325632833~3458

00.134.56

~4.47.583.426.583.824.024.54

00.8981.5531.7500.8390.8281.1221.4121.1730.6971.223

00.8982.451

~5.0405.869

E!!El8.4039.57610.27311.496

11:231.501.802.002.202.402.602.803.003.20

-23

j567~9

T O-:-16671l0}7600lo:1760019"1f~I~I~1 ~---I O.1~1]J7_9~1~IQ.l19~Jfl.17~5~lo!O11531 540IJlJ6~O.l.O.1!22210.1723610.1723410.1723110.005711 31510.1650310.1707310.17071 1 0.17078 IQ170741 0.005711535'0.165191 o~1-j2n,ol7mroJfi!j;Ql~IO])O~I:---~

1~~I~~IQ,1l§§1I~I~

10..1662610.1743310.1743310.1743410.1743310.008071 27010.168001 0.17275/0.1n81 f 0.17280 10.172791 0.004791 285

WI 0.16754 I 0.175431 0.17550 I 0.1755410.175491 0.007951~

Gatot Suhariyono, dkkPengolahan Limbah Radioaktif & LingkunganISSN 0216-3128