## PENGARUH  VARIASI KOMPOSISI AMPAS TEBU DAN SERBUK GERGAJI PADA PAPAN PARTIKEL TERHADAP KONDUKTIVITAS TERMAL
Fitri Maiwita *) , Yenni  Darvina **) , dan Yulkifli **)
*) Mahasiswa Jurusan Fisika Universitas Negeri Padang **) Dosen Jurusan Fisika Universitas Negeri Padang Jln. Prof. Dr. Hamka Kampus UNP Air Tawar Barat Padang email:fitrimaiwita@yahoo.co.id

## ABSTRACT
Lack  of  utilization  of  bagasse  and  sawdust  has  been  a  big  problem  for  the  sugar  and  the  wood industry in Indonesia. Bagasse and sawdust is used as fuel only and the rest is thrown away. The content of the  bagasse  lignocellulosic  allows  to  be  used  as  particle  board.  Particle  board  with  variations  in  the composition of bagasse and sawdust had been investigated previously by testing his physical and mechanical properties. However, the thermal conductivity testing has not been done. Therefore, researchers would like to continue  this  research  by  testing  the  thermal  conductivity  of  the  particle  board  with  thermal  conductivity apparatus,, because it contains silica bagasse. Silica is a ceramic material that is an insulator so it is hoped will be used as a heat isolator. Created by varying the particle board bagasse and sawdust that is 100 % : 0 % , 75 % : 25 % , 50 % : 50 % . The process of manufacture of particle board made with compression heat for 20 minutes with pressure of 160 kg/m 2 and temperature of 180 ° C. Based on the results obtained by the value of the thermal conductivity of particle board with a composition ratio of bagasse and sawdust 100 %: 0 is equal to 0.08 W / m ° C, 75 % : 25 % ie 0.11 W / m ° C , and 50 % : 50 % ie 0.14 W / m ° C. The smaller the bagasse composition, the greater is thermal conductivity. From the results obtained, it can be concluded that the particle board as an heat isolator has the lowest thermal conductivity, that is 0.08 W / m ° C with 100 %  bagasse  composition.  Giving  sawdust  makes  thermal  conductivity  value  increases  so  that  the  quality  of heat isolator decreases.
Keywords: Bagasse , Sawdust , Thermal Conductivity , Particle Board

## PENDAHULUAN
Tebu  merupakan  tanaman  yang  digunakan sebagai  bahan  baku  utama  dalam  pembuatan  gula. Tanaman ini merupakan jenis rumput- rumputan dan tumbuh  subur  di  daerah  beriklim  tropis  seperti Indonesia.  Tebu  dapat  dipanen  setelah  berumur  1 tahun.  Pembudidayaan  tebu  di  Indonesia  banyak dilakukan di Pulau Jawa dan sumatera.
Pandai  Sikek  merupakan  salah  satu  daerah  di pulau  Sumatera  yang  berada  di  Propinsi  Sumatera Barat  yang  terkenal  sebagai  pemasok  gula  merah terbesar. Salah satu masalah yang dihadapi pengelola perkebunan  dan  perindustrian  gula  merah  adalah ampas  tebu,  karena  belum  optimalnya  pemanfaatan dari ampas tebu.
Ampas  tebu  atau  lazimnya  disebut  bagase, merupakan  ahasil  samping  dari  proses  ekstraksi cairan  tebu.  Potensi  ampas  tebu  adalah  30%  dari berat tebu [1] . Ampas tebu belum dimanfaatkan secara optimal.  Hal  ini  tentu  menjadi  permasalah  utama yang harus dicari jalan keluarnya. Ampas tebu  yang tidak  dimanfaatkan  dapat  merusak  lingkungan  dan apabila dibakar tentunya menimbulkan masalah baru yaitu polusi udara.
Sebagian  besar  ampas  tebu  menggandung lignoselulosa. Panjang serat antara 1,7 sampai 2 mm
dengan diameter sekitar 20 mikro meter. Serat ampas tebu  tidak  dapat  larut  dalam  air.    Oleh  karena  itu ampas  tebu  memenuhi  persyaratan  untuk  diolah menjadi papan buatan. Kandungan Air dalam Ampas tebu  sekitar  48-52%,  dan  rata-rata  3,3%  kandungan gula,  sedangkan  serat  yang  terdapat  dalam  ampas tebu  rata-rata 47,7% [2] . Selain serat ampas tebu juga mengandung 62,78% silika. Silika merupakan bahan keramik  yang  bersifat  sebagai  isolator.  Pembuatan papan  partikel  ampas  tebu  dapat  diaplikasikan sebagai  isolator  panas [3] .  Partikel  ampas  tebu memiliki  kekuatan  dan  daya  rekat mor  yang kurang baik [4] .  Oleh  karena  itu ampas  tebu  diberi  campuran lain seperti serbuk gergaji
Serbuk  gergaji  berasal  dari  limbah  industri pengolahan  kayu.  Meningkatnya  minat  masyarakat terhadap produk olahan kayu membuat perkembangan industri pengolahan kayu di Indonesia  cukup  pesat.  Pengolahan  kayu  disamping menghasilkan  produk  diperoleh  pula  limbah  kayu berupa  potongan  kayu,  sebetan  dan  serbuk  gergaji. Jumlah  limbah  ini  cukup  besar  yakni  sekitar  50  % dari volume kayu  yang diolah. Limbah-limbah kayu berupa  potongan  kayu  bulat  dan  sebetan  sudah dimanfaatkan  sebagai  inti  papan  blok,  akan  tetapi limbah kayu berupa serbuk gergaji belum
dimanfaatkan  secara  optimal [5] .  Salah  satu  cara mengoptimalkan  pemanfaatan  serbuk  gergaji  adalah dengan menjadikannya papan partikel.
Papan  partikel  adalah  suatu  produk  yang  dibuat dengan mencampurkan bahan mengandung lignoselulosa  dengan  perekat  dan  dikempa  panas dengan  suhu  tertentu.  Papan  partikel  dapat digunakan sebagai alternatif pengganti kayu. Hal ini dapat  membantu  mengurangi  pemakaian  kayu. Penebangan  kayu  berlebihan  disamping  berdampak buruk  bagi  lingkungan  juga  berdampak  bagi kelangsungan hidup manusia.
Papan  partikel  dapat  diuji  sifat  mekanik,  fisis, absorpsi  bunyi  dan  juga  konduktivitas  termalnya. Pengujian  konduktivitas  termal  dari  papan  partikel bertujuan  untuk  melihat  kemampuannya  untuk menahan  kalor.  Contoh,  menjaga  es  agar  lama mencair,  makanan  agar  tetap  awet  dan  tahan  lama, atau  atap  rumah  yang  menjaga  suhu  rumah  dari pengaruh panas dan dingin lingkungan.
Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan  maka  pada  penelitian  ini  dirumuskan suatu  permasalahan  bagaimana  pengaruh  variasi komposisi ampas tebu dan serbuk gergaji pada papan partikel  terhadap  konduktivitas  termal.  Tujuan  dari penelitian ini adalah untuk meneliti pengaruh variasi komposisi ampas tebu dan serbuk gergaji pada papan partikel terhadap konduktivitas termal.
Papan  partikel  adalah  lembaran  bahan  yang terbuat  dari  serpihan  kayu  atau  bahan-bahan  yang mengandung  lignoselulosa  seperti  keping,  serpih, untai  yang  disatukan  dengan  menggunakan  bahan pengikat organik dan dengan memberikan perlakuan panas,tekanan,  kadar  air,  katalis  dan  sebagainya [4] . Dibandingkan  dengan  kayu  asal,  papan  partikel mempunyai  beberapa  kelebihan  yaitu    ukuran  dan kerapatan  papan  partikel  dapat  disesuaikan  dengan kebutuhan,  tebal  dan  kerapatannya  seragam  serta mudah  dikerjakan,  mempunyai  sifat  isotropis,  dan sifat dan kualitasnya dapat diatur [7] .
Berdasarkan kerapatan/tipe papan partikel  dapat dibedakan menjadi 3 macam yaitu [8] :
1. Papan  partikel  tipe  rendah  (kerapatan  <  0,30 g/ ).  Jenis  papan  partikel  tipe  rendah  dapat digunakan  dalam  pembuatan  mebel  yang  tidak memerlukan  kekuatan  kekuatan  besar,  karena jenis papan ini rapuh.
2. Papan  partikel  tipe  sedang  (kerapatan  0,40 g -O,80  g ).  Jenis  papan  partikel  ini biasanya digunakan untuk bagian atas meja, rak buku, lemari, dan sebagainya.
3. Papan  partikel  tipe  tinggi  (kerapatan  0,80 g/ -l,05 g/ Papan tipe ini dapat digunakan  untuk  keperluan  struktural  atau keperluan  lain  yang  membutuhkan  papan  yang cukup kuat dalam menerima beban.
Bahan utama papan partikel adalah sisa industri seperti  serbuk  gergaji,  pasahan  dan  potongan- potongan  kayu,  sisa  pengambilan  kayu,penjarangan
atau jenis bukan komersil. Selain itu bahan material berlignoseluosa  juga  dapat  dijadikan  sebagai  papan partikel. Salah satu bahan yang memiliki kandungan lignoselulosa  yang  cukup  berlimpah  adalah  ampas tebu yang berasal dari tanaman tebu.
Tanaman  tebu  termasuk    tumbuhan  monokotil yang  berasal  dari  famili  rumput-rumputan.  Batang dari tebu memiliki anakan tunas dari pangkal batang yang  membentuk  rumpun.  Waktu  musim  tanam  ini sepanjang  11-  12  bulan.  Tanaman  tebu  tidak bercabang  dan  tumbuh  tegak,  serta  mempunyai sosok  yang  tinggi  kurus.  Tanaman  yang  tumbuh dengan  baik  memiliki  tinggi  batang  3-  5  meter bahkan  lebih.  Tebu    memiliki  sistim  perakaran menjalar  dengan  batang  yang  kokoh  dan  beruas. Ruas  pada  tebu  memiliki  panjang  yang  beragam antara 10 – 30 cm [9] .
Klasifikasi  botani  tanaman  tebu  adalah  sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta Sub Divisi  : Angiospermae Kelas : Monokotyledone Famili : Poaceae Genus : Saccharum Spesies : Saccharum offcinarum
Tebu  merupakan  bahan  baku  utama  dalam pembuatan  gula.  Bagian  tebu  yang  diambil  sebagai bahan    dasar  pembuatan  gula  adalah  cairan  yang terdapat  pada  batang  tebu.  Pada  proses  ekstraksi (pemerahan) cairan  tebu menghasilkan  hasil sampling berupa ampas tebu.
Ampas  tebu    lazim  juga  disebut  bagase.  Istilah bagase  pertama  kali  dipakai  di  Prancis  untuk ampas tebu dari perasan minyak zaitun, lalu oleh persatuan teknisi gula internasianal  dipakai  untuk residu hasil. Ampas tebu memiliki serat yang mengandung lignin, selulosa  dan hemiselulosa [10] .  Kandungan  lignin  dan selulosa  pada  ampas  tebu  memungkinkan  material ini  dapat  dijadikan  sebagai  bahan  utama  papan partikel. Akan tetapi papan partikel dari ampas tebu masih  memiliki  kelemahan  pada  kuat  rekat  mor. Oleh karena itu diberi campuran berbahan dasat kayu seperti serbuk gergaji.
Limbah  yang  dihasilkan  Industri  penggergajian pada  umumnya  berupa  serbuk  gergaji  10,6%, potongan  14,3%  ,  dan  sebetan  25,9%  dengan  total limbah  50,8%  dari  jumlah  bahan  baku  yang digunakan.  Ada  beberapa  kelebihan  serbuk  gergaji sebagai filler bila  dibandingkan  dengan  mineral seperti mika, talk, dan kalsium karbonat, diantaranya yaitu  berat  jenisnya  lebih  kecil  sehingga  biaya  per volume  lebih  ekonomis,  temperatur  prosesnya  lebih rendah  (kurang  dari  400ºF)  sehingga  mengurangi biaya energi, , gaya geseknya lebih rendah sehingga tidak  merusak  peralatan  pada  proses  pembuatan, berasal  dari  sumber  yang  dapat  diperbaharui,  serta dapat terdegradasi secara alami, [11] .
Industri  kayu  memiliki  limbah  utama  berupa adalah serpihan kayu  dan potongan - potongan kecil
dari hasil penggergajian. Selain itu limbah lain yang dihasilkan  yaitu  debu  dan  serbuk  gergaji.  Limbah  – limbah  tersebut  sangat  sulit  dikurangi,  tetapi  dapat dimanfaatkan  menjadi  barang  lain  yang  memiliki nilai ekonomis tinggi [12] . Pemanfaatan serbuk gergaji dan ampas tebu untuk papan partikel dapat  memberi jalan keluar dari masalah dampak lingkungan.
Ampas  tebu  mengandung  62,78%  silika.  Silika merupakan  bahan  keramik  yang  bersifat  isolator [3] . Serat  selulose  pada  ampas  tebu  mengandung void yang dapat memberikan sifat isolator pula. Sehingga pengujian  nilai  konduktivitas  termal  pada  papan partikel  ampas  tebu  dan  serbuk  gergaji  dapat meningkatkan nilai guna.
Konduktivitas  termal  didefenisikan  sebagai jumlah  kalor  yang  mengalir  secara  konduksi  dalam suatu  unit  waktu  melalui  penampang  tertentu  yang diakibatkan karena adanya perbedaan suhu [13] . Kalor akan berpindah  dari bagian bersuhu tinggi ke bagian lain yang memiliki suhu lebih rendah.
Kalor  ( Q ) adalah  bentuk  energi  yang  berpindah melewati  batas  sistem  pada  temperatur  tertentu  ke sistem  lain(sekelilingnya)  dengan  temperatur  lebih rendah,  karena  adanya  perbedaan  temperatur  antara sistem-sistem itu. Jadi panas dipindahkan dari sistem bertemperatur  tinggi  ke  sistem  bertemperatur rendah [14] .
Besarnya kalor yang diserap/dilepas suatu benda berbanding  lurus  dengan  massa  benda,  kalor  jenis benda dan perubahan suhu. Besarnya kalor  tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut [15] :
(1)
Konstanta  Q    merupakan  besar  kalor  yang diserap/dilepas  (J),  M      adalah  massa  benda  (kg),  c merupakan  kalor  jenis  benda  (J/kg C),  dan merupakan perubahan suhu ( C) Perpindahan  energi    akan  terjadi  apabila  pada suatu  benda  terdapat  gradien  suhu  ( temperature gradient ).  Bisa  dikatakan  bahwa  energi  berpindah secara konduksi (conduction ) atau hantaran dan laju perpindahan  kalor  itu  berbanding  dengan  gradient suhu normal [15] :
(2)
Jika  dimasukkan  konstanta  proporsionalitas ( proportionality  constant )  atau  disebut  juga  tetapan kesebandingan, sehinggadapat dirumuskan:
(3)
Koefisien q menunjukkan laju perpindahan kalor dan merupakan gradient suhu kearah perpindahan kalor.  Konstanta  positif k disebut  konduktivitas termal. Tanda minus pada rumus (3) diselipkan agar memenuhi hukum termodinamika kedua, yaitu kalor
mengalir  dari  tempat  yang  tinggi  ke  tempat  yang lebih rendah dalam skala suhu [16] .
Pengukuran  nilai konduktivitas termal bertujuan untuk  melihat  pengaruh  laju  dari  konduksi  termal dalam  beberapa  jenis  material.  Sedangkan  jumlah panas  yang  dikonduksikan  dalam  material  dapat dirumuskan:
(4)
Apabila terjadi perubahan temperatur akibat dari perubahan  posisi  yang  sangat  kecil  di  mana x          0, maka dapat dilukiskan:
(5)
Bila garis dari aliran panas paralel, maka setiap penampang  memiliki    gradien  temperatur    yang sama.  jumlah  panas  yang  dikonduksikan  persatuan waktu pada kondisi ini dapat dirumuskan [16] : (6)
merupakan  energi  panas  total  yang dikonduksikan, adalah  waktu  selama  terjadi konduksi,  A  merupakakan  luas  dimana  konduksi mengambil tempat, adalah perbedaan temperatur dari  dua  sisi  material,  h  merupakan  ketebalan material dan k merupakan nilai konduktivitas termal.
Koefisisen  konduktivitas  termal  digunakan untuk  menentukan  jenis  dari  material,  yaitu penghantar  panas  yang  baik  atau  konduksi  panas yang  tidak  baik.  Hal  ini  disebabkan  karena k di artikan  sebagai  laju  panas  pada  benda  dengan gradien  temperatur.  Konduktivitas  termal  dari berbagai bahan dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1.Konduktivitas Termal Berbagai Bahan
pada 0 [16] : BAHAN Konduktivitas termal(k) W/M Logam Alumunium (murni) 202 Perak (muni) 410 Tembaga(murni) 385 Timbal  (murni) 35 Nikel(murni) 93 Baja krom - nikel(18%Cr,8%Ni) 16.3 Baja karbon,1% 43 Besi (murni) 73 Bukan logam Magnesit 4.15 Kayu, maple atau ek 0.17 Kaca, jendela 0.78
Wol kaca 0.038 Batu pasir 1.83 Marmar 2.08-2.94 Kuarsa(sejajar sumbu) 41.6
Perpindahan  energi  pada  bahan  isolator  pada suhu  tinggi  berlangsung  dengan  beberapa  cara: konduksi  melalui  udara  yang  terkurung  dalam rongga  dan  konduksi  melalui  bahan  berongga  atau padat [16] .  Nilai  konduktivitas  termal  dapat  dihitung dengan pengukuran tak langsung dengan melakukan pengukuran  secara  langsung  dari  beberapa  besaran lain,  maka  secara  umum  nilai  konduktivitas  termal dapat ditentukan melalui persamaan:
(7)
Suatu  plat  material  yang  akan  diuji  nilai konduktivitas  termalnya,  di  jepitkan  di  atas  ruang uap  (stem  chamber)  dan  mempertahankan    suhu konstan sekitar 100 . Sebuah balok es diletakkan di atas  material  dengan    mempertahankan  temperature konstan 0 . Banyaknya es yang melebur menunjukkan  seberapa  besar  panas  yang  ditransfer. Es melebur pada laju 1 gram per 80 kalori dari aliran panas yang mrupakanpanas laten untuk peleburan es. Berdasarkan keterangan tersebut maka nilai konduktifitas  termal  dapat  ditentukan  dengan persamaan:
(8)
Konstanta  k  adalah  konduktivitas  termal,  h merupakan  ketebalan  material,  A  merupakan  luas penampang es. ∆T merupakan perbedaan temperature antara kedua sisi material sedangkan ∆t merupakan  selang  waktu  selama  terjadinya  kontak termal dan bernilai 80 kal/gram, yang merupakan kalor lebur es dalam sistem CGS [1] .
Salah satu alat ukur konduktivitas termal adalah Stand  whith  Insulating  Pad .  Cara  kerja  dari  alat  ini yaitu  dengan  memasang  atau  menjepitkan  sampel berbentuk  plat  yang  telah  diukur  diameternya  di antara satu  tabung ruang uap ( steam chamber ) yang temperature konstanya sekitar 100 0 C dan di atasnya diletakkan  satu  balok  es  yang  dipertahankan  suhu konstannya 0 0 C. Besarnya panas yang di transfer di ukur  dengan  cara  mengumpulkan  air  yang  berasal dari es yang melebur.
Untuk  menghitung  konduktivitas  termal  dari setiap  sampel  yang  digunakan  dalam  kegiatan penelitian ini menggunakan persamaan [17] :
(9)
Koefisien  k  merupakan  nilai  konduktivitas termal,  R 0 merupakan laju  pada  es  yang melebur,  H merupakan  ketebalan  sampel,  A  merupakan  luas
permukaan sampel, sedangkan T adalah  perbedaan suhu.
Beberapa  faktor  yang  mempengaruhi  nilai konduktivitas  termal  suatu  material,  yaitu  sebagai berikut [18] :
1. Kandungan Uap Air
Konduktivitas  termal  air  sebesar  25  kali konduktivitas  udara  tenang.  Oleh  karena  itu, apabila suatu benda berpori diisi air, maka akan berpengaruh terhadap nilai konduktivitas termalnya.  Konduktivitas  termal  yang  rendah pada  bahan  isolator  adalah  selaras  dengan kandungan udara dalam bahan tersebut.
Kadar  air  merupakan  banyaknya  air  di dalam  papan  partikel.  Lama  pengeringan  dan suhu  kempa  yang  tinggi  akan  mempengaruhi kadar air karena dapat membuat partikel-partikel penyusunya  mengering  dan  pada  saat  air dikeluarkan  dari  dinding-dinding  sel,  molekul- molekul  berantai  panjang  bergerak  saling mendekat dan ikatan antar partikel menjadi kuat sehingga pori-pori menjadi lebih kecil [19] .
2. Suhu Pengaruh  suhu  terhadap  konduktivitas  termal sebenarnya kecil, tapi secara umum apabila suhu meningkat  maka  konduktifitas  termalnya  juga akan meningkat.
3. Porositas dan Kepadatan Kerapatan  merupakan  ukuran  kekompakan partikel dalam suatu bahan dan merupakan  sifat khas  dari  suatu  bahan,  kerapatan  dipengaruhi oleh  temperature  dan  tekanan [20] .  Dengan mengetahui kerapatan papan maka kita mengetahui  kekuatannya.  Semakin  rendah kerapatannya  maka  kekuatan  papan  pun  akan semakin rendah.
Perpindahan  panas  adalah proses  terjadinya transport energi, bila dalam suatu sistem tersebut terdapat gradien temperatur, atau bila dua sistem yang  temperaturnya  berbeda  disinggungkan, maka  akan  terjadi  perpindahan  energi.  Energi yang  dipindahkan  dinamakan  kalor    atau panas [21] .
Energi  termal  pada  zat  padat  dihantarkan melalui dua mekanisme [17] :
1. Melalui  angkutan  elektron  bebas,  dimana elektron  bebas  yang  bergerak  didalam  struktur kisi-kisi  bahan,  disamping  dapat  mengangkut muatan listrik, dapat pula membawa energi kalor dari  daerah  yang  memiliki  suhu  lebih  tinggi  ke daerah bersuhu lebih rendah, elektron ini disebut juga gas elektron.
2. Melalui getaran kisi ( phonon ), pada mekanisme ini  energi  berpindah  sebagai  energi  getaran dalam  struktur  kisi  bahan.  Getaran  kisi-kisi dalam  gelombang  tetap  ( standing  waves )  yang bergerak  melalui  material  dengan  kecepatan suara.
Pada bahan-bahan non logam perpindahan kalor hampir  seluruhnya  dilakukan  oleh  getaran  kisi ( phonon ).  Jadi  pengaruh  dari  kontrubusi  elektron dapat  diabaikan.  Hal  ini  mengakibatkan  rendahnya konduktivitas kalor pada bahan isolator. Pada bahan isolator  dan material  bangunan  biasanya  merupakan material berpori [22] . Rendahnya nilai konduktivitas termal diantaranya  disebabkan  rendahnya  konduktivitas udara  yang  terjebak  di  dalam    pori-pori  material. Penggunaan pada temperatur tinggi secara berkelanjutan cenderung akan menyebabkan pemadatan  yang  mengurangi  kualitasnya  sebagai isolator panas. Isolator panas  yang paling baik yaitu pada ruang hampa, karena perpindahan panas hanya bisa  terjadi  melalui  radiasi.  Jenis  material  polimer yang porous bisa  saja  mendekati  kualitas  ruang hampa ketika temperaturnya sangat rendah, gas yang terdapat dalam pori-pori  yang membeku menyisakan ruang  hampa  yang  berperan  sebagai  isolator.  Jenis material  isolator  seperti  ini  banyak  diaplikasikan sebagai bahan penyekat [23] .
Ilmu perpindahan kalor tidak hanya menjelaskan bagaimana  energi  kalor  itu  dipindahkan  dari  satu benda  ke  benda  yang  lain,  tetapi  juga  dapat meramalkan laju perpindahan kalor dan konduktivitas  termal  bahan  dimana  yang  akan dilakukan  pada  penelitian  ini.  Suatu  bahan  yang mempunyai  konduktivitas  panas  yang  rendah  maka dapat dikatakan bahan tersebut merupakan penghambat  panas  yang  baik  yang  disebut  dengan isolator, sedangkan bahan yang mempunyai konduktivitas tinggi  disebut  konduktor  karena  dapat menghantarkan panas dengan baik. Bahan yang baik untuk  isolator  panas  memiliki  nilai  konduktivitas termal sekitar 0,1 W/m [3] .
Konduktivitas  termal  pada  papan  partikel dipengaruhi  oleh  kepadatan  material,  apabila  pori- pori  bahan  semakin  banyak  maka  konduktivitas termalnya  makin  kecil.  Perbedaan  konduktivitas termal  dengan  kepadatan  yang  sama,  akan tergantung  pada  perbedaan  struktur  yang  meliputi ukuran, distribusi, hubungan pori atau lubang [17] .
Material  berpori  dapat  mengandung  gas  atau cairan didalam pori-porinya. Sebagaimana yang telah diketahui  bahwa  gas  adalah  pemindah  kalor  yang buruk  dibandingkan  cairan.  Pada  material  yang mengandung  gas  dan  bertemperatur  yang    tinggi, kalor dapat berpindah melalui radiasi. Pada material yang  berpori  yang  mengandung  cairan  juga  harus memperhitungkan  kadar  air  yang  terkandung didalamnya.  Selain  itu  konduktivitas  termal  akan turun  dengan  naiknya  porositas  serta  akan  naik dengan bertambahnya kecepatan [22] .
Konduktivitas  termal  pada  papan  partikel  juga dipengaruhi  oleh  bahan  penyusunnya.  Suatu  bahan yang  mengandung  silika  dapat  bertindak  sebagai penghambat hantaran panas karena silika merupakan bahan keramik yang bersifat isolator [24] .

## METODE  PENELITIAN
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen. Proses pembuatan sampel dilakukan di laboratorium kehutanan  Universitas  muhammadiyah  Sumatera Barat  dan  pengujian  dilakukan  di  laboratorium mekanika  dan  kalor  Jurusan  Fisika  Universitas Negeri Padang.
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah ampas tebu, serbuk gergaji, perekat / pengikat ( resin polyester ), katalis dan es batu. Sedangkan alat yang  digunakan  adalah  alat  cetak  papan  partikel, ember,  timbangan  digital,  kempa  dingin,  kempa panas,  jangka  sorong,  gelas  ukur  dan Thermal Conductivity Apparatus.
Sampel  pada  penelitian  ini  adalah    papan partikel  ampas  tebu  dan  serbuk  gergaji  dengan variasi komposisi.
Prosedur penelitian  dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu persiapan bahan, pembuatan sampel dan pengujian  papan  partikel.  Tahap-tahap  dalam penelitian ini dapat diuraikan sebagai berikut:
1. Persiapan bahan Sebelum  melakukan  penelitian  dilakukan persiapan bahan-bahan yang akan dipergunakan sewaktu  melakukan  penelitian.  Bahan  yang digunakan  adalah  ampas  tebu,    serbuk  gergaji, perekat dan katalis. Ampas tebu terlebih dahulu dibersihkan, direndam dalam air panas selama 2 jam, kemudian dijemur dibawah sinar matahari. Sedangkan serbuk gergaji diayak dengan ayakan 20  Mes,  setelah  itu  dijemur  di  bawah  sinar matahari.
Setelah semua bahan dipersiapakan dilakukan penimbangan bahan dengan komposisi sebagai berikut:
a. Perbandingan  ampas  tebu  dan  serbuk gergaji
Perbandingan  komposisi  yang  digunakan pada  penelitian  ini  antara  ampas  tebu  dan serbuk gergaji sebagai berikut:
A = 100% ampas tebu dan 0 % serbuk gergaji
B = 75% ampas tebu dan 25 % serbuk gergaji
C = 50% ampas tebu  dan 50 % serbuk gergaji
b. Kadar  perekat  ( Resin  Polyester )  yang digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  14% dari  berat  bahan.  Sedangkan  katalis  yang digunakan adalah Amonium Klorida ( )  sebanyak  1%  dari  berat Resin Polyester.
Perbandingan  variasi  komposisi  bahan papan partikel antara ampas tebu dan serbuk gergaji,  dan  variasi  komposisi  bahan perekat dan katalis dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 . Komposisi Bahan 2. Pembuatan sampel Pembuatan sampel dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu:
a. Pencampuran dengan bahan dengan perekat ( resin  polyester )  dan  katalis  (Amonium Klorida ( )). Ampas  tebu  dan  serbuk  gergaji  yang telah dipersiapkan sesuai komposisi dicampur  dengan  perekat  dan  katalis kemudian  diaduk-aduk  sampai  tercampur rata.
b. Proses pembuatan papan partikel Bahan  baku  dicampur  dengan  perekat dan  katalis  kemudian  dimasukkan  kedalam alat  pencetak  lembaran  dengan  ukuran 30cmx30cmx1cm.  Campuran  kemudian dikempa  dengan  kempa  dingin  dan  kempa panas  selama  20  menit,  dengan  tekanan kempa  panas  160  Kg/ dan  suhu  pada mesin  kempa 180 C.
Lembaran  yang  sangat  panas  dikeluarkan dari  mesin  kempa  dan  dibiarkan  sekitar  3  jam agar  terjadi  pengerasan  perekat  sebelum dikeluarkan  dari  klem.  Selanjutnya  dilakukan pengeringan  selama  15  hari  untuk  mencapai distribusi kadar  air yang seragam dan melepaskan  tegangan  sisa  dalam  papan  akibat pengempaan.  Setelah itu  dilakukan  pemotongan sesuai  ukuran  yang  diinginkan.  Pemotongan dilakukan  untuk  menyesuaikan  sampel  dengan alat pengujian. Sampel di potong dengan ukuran 13  cm  x  13  cm,  sehingga  tiap  sampel  dapat dipotong menjadi 4 bagian.
3. Pengujian Papan Partikel Pengujian  papan  partikel  dengan  mengukur nilai  konduktivitas  termal  papan  partikel menggunakan Thermal Conductivity  Apparatus.
Langkah-langkah  dalam  pengukuran  adalah sebagai berikut:
a. Mengisi  bejana  es  dengan  air  lalu  bekukan dengan  freezer.  Pekerjaan  ini  di  lakukan sebelum pelaksanaan kegiatan penelitian .
b. Mengukur  ketebalan  dari  setiap  material sampel yang di gunakan dalam penelitian( h ).
c. Menjepitkan  sampel di atas ruang uap.
d. diameter dari balok es diukur dan nilai ini di lambangkan dengan d 1. tempatkan es tersebut di atas sampel.
e. Es  ada  di  atas  sampel  dibiarkan  selama beberapa  menit  agar  terjadi  kontak  penuh antara permukaan material dengan es.
f. Mengukur  massa  tabung  kecil  yang digunakan  untuk  menampung  es  yang
melebur(M t ).
g. Dalm  suatu  waktu  pengukuran i a, misalnya sekitar  3  menit,  es  yang  melebur  dalam tabung dikumpulkan dan dilakukan untuk 3 kali pengukuran.
h. Menentukan  masa  dari  tabung  yang  berisi kan es yang melebur tadi (M ta ). i. Untuk menentukan massa es yang melebur(M a ) dilakukan dengan cara mengurangi massa es yang ditampung (M ta ) dengan  massa tabung (M t ).
j. Uap  dialirkan  ke  dalam  ruang  uap  yang terletak di bawah sampel, dibirkan mengalir beberapa menit sampai temperaturnya stabil sehingga  aliran  panas  dalam  tabung  uap keadaan steady ,  artinya  temperatur  pada beberapa  titik  tidak  mengalami  perubahan terhadap waktu.
k. Tabung  yang  digunakan  dikosongkan  lagi untuk mengumpulkan es yang akan melebur pada  tahap  selanjutnya.  Mengulangi  lagi langkah  6  sampai  dengan  9,  tetapi  dengan mengalirkan uap ke dalam ruang uap dalam waktu  tertentu t au (misal  sekitar  3  menit). ukur  massa  es  yang  melebur  ( M au ).lakukan untuk 3 kali pengukuran.
l. Melakukan  pengukuran  ulang  diameter balok es yang dinyatakan dengan d 2.
m. Melakukan  kegiatan  yang  sama  dengan sampel material ukuran lainnya.
Teknik  pengumpulan  data  dilakukan  dengan teknik  pengumpulan  data  langsung  dan  tidak langsung.  Data  yang  diperoleh  secara  langsung adalah  ukuran  ketebalan  sampel,  massa  sampel, diameter  balok  es,  waktu  dan  masa  es  mencair Sedangkan  data  yang  tidak  langsung  adalah  nilai konduktivitas termal.
Teknik  analisa  data  dilakukan  dengan  memplot grafik  hubungan  antara  variabel  bebas  yaitu  variasi komposisi  ampas  tebu  dan  serbuk  gergaji  pada sumbu  X  dengan  variabel  terikat  yaitu  nilai konduktivitas termal  pada sumbu Y.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data hasil pengukuran yang didapat secara tidak langsung  yaitu  nilai  konduktivitas  termal,  yang dihitung  berdasarkan  nilai  pengukuran  langsung dengan  menggunakan  Persamaan  13.  Untuk  melihat pengaruh  dari  variasi  komposisi  ampas  tebu  dan serbuk  gergaji  pada  papan  partikel  terhadap konduktivitas termal dapat dilihat  pada Tabel 3.
Tabel  3.  Data  Nilai  Konduktivitas  Termal  Papan Partikel dengan Variasi Komposisi Ampas Tebu dan Serbuk Gergaji.
Berdasarkan Tabel 3 nilai rata-rata konduktivitas termal  terkecil  adalah    perbandingan  komposisi ampas  tebu  dan  serbuk  gergaji  100%:0%  yaitu 0.0821 W/m . Sedangkan nilai rata-rata konduktivitas termal  terbesar  adalah dengan perbandingan  ampas  tebu  dan  serbuk  gergaji 50%:50%  yaitu  sekitar  0,1378  W/m .  Sedangkan papan  partikel  dengan  perbandingan  komposisi ampas  tebu  dan  serbuk  gergaji  100%:25% memiliki nilai rata-rata konduktivitas termal 0,1129 W/m . Pada  hasil  pengujian  konduktivitas  termal  pada Tabel  3  dapat  dilihat  semakin  kecil  perbandingan komposisi  ampas  tebu  maka  nilai  konduktivitas termal  semakin  tinggi  dan  sebaliknya.  Hal  ini  dapat dilihat pada grafik hubungan antara komposisi ampas tebu  dan  serbuk  gergaji  terhadap  konduktivitas termal pada Gambar 1.
Gambar  1.  Diagram  Hubungan  Antara  Komposisi Ampas Tebu dan Serbuk Gergaji dengan Nilai Konduktivitas Termal Gambar 1 memperlihatkan bahwa ada pengaruh pemberian  serbuk  gergaji  pada  papan  partikel terhadap  konduktivitas  termal.  Papan  partikel  yang memiliki  persentase  ampas  tebu  yang  lebih  besar memilliki  nilai  konduktivitas  terkecil  yaitu  0,0821 W/m dan  nilai  konduktivitas  terbesar  pada perbandingan  komposisi  50%:50%  yaitu  0,1379 W/m . Berdasarkan Gambar 1, semakin kecil komposisi  ampas  tebu  maka  semakin  besar  nilai konduktivitas  termalnya  dan  sebaliknya  semakin besar  komposisi  ampas  tebu  maka  konduktivitasnya menurun.    Semakin  banyak  serbuk  gergaji  yang digunakan  maka  nilai  konduktivitas  termalnya meningkat.  Papan  partikel  dengan  ampas  tebu  lebih banyak  menunjukkan  nilai  konduktivitasnya  kecil. Hal  ini  disebabkan  karena  silika  yang  terkandung dalam  ampas  tebu  berpengaruh  besar  menahan hantaran  panas.  Hasil  yang  didapat  sesuai  dengan teori yang disampaikan oleh Wibiwo [3] bahwa ”silika merupakan bahan keramik yang bersifat isolator”.
Menurut  Apri [10] Ampas  tebu  mengandung  32- 43%  selulosa.  Selulosa  dalam  bentuk  papan  partikel mengandung void yang  dapat  memberikan  sifat isolator pula, sehingga dapat membantu mengurangi transfer    energi  panas  pada  partikel-partikel  dalam papan partikel [3] . Salah satu faktor yang mempengaruhi konduktivitas termal  suatu material  adalah  porositas dan  kepadatan [18] .  Apabila  pori  pori  bahan  semakin banyak  maka  konduktivitas  termalnya  makin  kecil. Material berpori dapat mengandung gas dalam pori- porinya.  Sebagaimana  yang  telah  diketahui  bahwa gas adalah pemindah kalor yang buruk dibandingkan cairan atau padatan. Rendahnya konduktivitas termal disebabkan karena konduktivitas udara yang terjebak dalam pori-pori juga rendah.
Pemberian  serbuk  gergaji  dapat  menutupi  pori pori  dalam  papan  partikel  karena  ukurannya  yang kecil,  sehingga  pori-pori  pada  papan  partikel berkurang.  Oleh  sebab  itu  penambahan  serbuk gergaji  di  samping  mengurangi  kadar  silika  dalam papan  partikel  karena  persentasa  ampas  tebu  yang kecil,  juga  dapat  membuat  papan  partikel  lebih padat.        Sehingga  semakin  besar  persentase  serbuk gergaji  maka  nilai  konduktivitas  termalnya  semakin besar. Maka daya hantar panas menjadi lebih besar.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  diperoleh  nilai konduktivitas termal papan partikel dengan perbandingan  komposisi  ampas  tebu  dan  serbuk gergaji  100%:0    yaitu  sebesar  0,08  W/m ,  75%: 25%  yaitu  0,11  W/m ,  dan  50%:50%    yaitu  0,14
W/m .  Nilai  konduktivitas  termal  terkecil  pada papan  partikel  adalah          0,08  W/m dengan perbandingan  komposisi  ampas  tebu  dan  serbuk gergaji  100%:0%.  Sedangkan  nilai  konduktivitas termal  terbesar  pada  papan  partikel  adalah  0,14 W/m dengan perbandingan komposisi ampas tebu dan serbuk gergaji 50%:50%. Berdasarkan data yang diperoleh  dapat  disimpulkan  bahwa,  semakin  kecil komposisi  ampas  tebu  maka  nilai  konduktivitas termalnya  makin  besar.  Sehingga  pemberian  serbuk gergaji  membuat  kualitas  papan  partikel  sebagai isolator  panas  semakin  buruk.  Papan  partikel  yang baik sebagai isolator panas memiliki  nilai konduktivitas  termal  terendah,  yaitu  pada  papan partikel tanpa campuran serbuk gergaji.

## DAFTAR RUJUKAN
[1]Hizbullah,malik.2008. Potensi  Energy  Ampas Tebu .  (di  akses  pada  tanggal  25  Januari 2013)
[2]Husin,  A.A.,  2002,  ” Pemanfaatan  Limbah  Untuk
Bahan Bangunan ”, Pengembangan
Pemanfaatan  Limbah  Pertambangan  dan Industri  untuk  Bahan  Bangunan,  Pusat
Penelitian  dan  Pengembangan  Pemukiman Bandung, Modul 1-3,hal 6-7.
[3]Wibowo,  Hari,  dkk.  2008. Pengaruh  Ketebalan dan  Kepadatan  Terhadap  Sifat  Isolator Panas  Papan  Partikel  dari  Sekam  Padi. Jurnal  Teknik  Mesin,  Fakultas  Teknik Industri, IST AKPRIND Yogyakarta (Diakses pada tanggal 5 Januari 2013)
[4]Krisna  M..2009. Pemanfaatan  Ampa  Tebu Sebagai  Bahan  Baku  Dalam  Pembuatan Papan Partikel [skripsi]. Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
[5]Febrianto,  Fauzi.  2003. Teknologi  Produksi Recycle  Komposit  Bermutu  Tinggi  dari Limbah  Kayu  dan  Plastik . Lembaga
Penelitian Institut Pertanian Bogor
[6]Tuzzuhrah  Arsyad,  Fathima.  2009. Pengaruh Proporsi Campuran Serbuk Kayu Gergajian  Dan  Ampas  Tebu  Terhadap Kualitas Papan Partikel Yang Dihasilkannya [Skripsi] . Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. [7]Maloney. 1993. Papan Partikel .
http///www.google.com.id.  (Diakses  pada tanggal 29 Desember 2011)
[8]Sugeng  dan  Prayitno  T.A.  2002. Pengaruh Jumlah  Urea  Formaldehida  dan  Parafin Terhadap  Sifat  Papan  Partikel  Kayu Mangium (Acacia Mangium Wild) [Skripsi]. Jurusan  Teknologi  Hasil  Hutan  Fakultas Kehutanan Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.
[9]Penebar  swadaya.2000. Pembudidayan  Tebu  di Lahan  Sawah  dan  Tegalan .  Penebar swadaya : Jakarta.
[10]Apri H.I.2009. Papan Partikel Ampas Tebu [skripsi]. Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara : Medan
[11]Setyawati D. 2003. Komposit serbuk kayu plastik daur ulang: Teknologi alternative pemanfaatan limbah kayu dan plastik .
[12]Eko, 2007. Limbah dari Industri Kayu. http://www.tentangkayu.com/2007/12/limba h-dari-industri-kayu.html  (diakses  Tanggal 20 juli 2013).
[13]Supriyono,  Agus.  1993. Pengukuran  Panas Jenis, Konduktivitas Panas Buah Bengkuang Dalam Rangka Penentuan Nilai Difusivitas panas [Skripsi]. Institut
Pertanian Bogor. Bogor. 3-8, 20, 21, 23, 26-
30
[14]Harmanto.1989. Dasar-Dasar  Termodinamika Teknik . Depertemen Pendidikan dan Kebudayaan,Direktorat  Jendral  Pendidikan
Tinggi: Jakarta.
[15]Haugh D.Young & Roger A. 2001. Fisika Untuk Universitas,  Edisi  Kesepuluh  Jilid  1 . Jakarta: Erlangga
[16]J. P. Holman.1997. Perpindahan Kalor. Jakarta : Erlangga
[17]Anonim.1987. Thermal Conductivity Apparatus, Instruction  Manual  and  Experiment  Guide for  the  Pasco  Scientific  Model  TD-8561 . PASCO scientific
[18]Hidayat,Syarif.  2000. Pusat  Pengembangan Bahan Ajar . UMB
[19[Haygreen JG dan Bowyer JL. 1989. Hasil Hutan dan  Ilmu  Kayu .  Terjemahan.  GadjahMada University Press: Yogyakarta.
[20]Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika 1 .
Erlangga:Jakarta.
[21]Kreith,  F.,  1976, Prinsip-Prinsip  Perpindahan Panas ,  edisi  ketiga,  (Alih  Bahasa:  A Prijono), Erlangga:Jakarta.
[22]Arbintarso,Ellyawan  S,  dkk.  2008. Kotak Penyimpanan  Dingin  dari  Papan  Partikel
Sekam Padi. Jurnal Teknik Mesin, Fakultas Teknik Industri, IST AKPRIND Yogyakarta (Diakses pada tanggal 21 Maret
2012 ).
[23]Asyhari,Muhammad.2012. Isolator dan
semikonduktor .  GadjahMada  University Press:  Yogyakarta.  (Di  akses  tanggal  21 Maret 2013)
[24]Wibowo FXN. 1998. Laporan Studi :
Peningkatan  Kandungan  SiO2  Abu  Ampas
Tebu dan Efeknya pada Kuat Desak Beton . Fak. Teknik UAJY