## ANALISIS KONDUKTIVITAS PANAS PADA MATERIAL ALTERNATIF SEBAGAI INSULASI DINDING RUANG AKOMODASI KAPAL BERBASIS LIMBAH AMPAS TEBU DAN SERBUK KAYU
Aurista Miftahatul Ilmah * , Tristiandinda Permata,  Jailani
1 Teknik Bangunan Kapal, Politeknik Negeri Madura,Sampang, Madura, Indonesia
* e-mail: aurista.ilmah@gmail.com

## ABSTRAK
Ruang  akomodasi  pada  kapal  digunakan  sebagai  tempat  peristirahatan  bagi  crew  dan  sebagai  tempat  penyimpanan  barang  di  kapal sehingga  dibutuhkan  insulasi  disetiap  ruangan  untuk  menahan  rambatan  panas  pada  kapal.  Jenis  material  insulasi  pada  kapal  salah satunya adalah mineral wool yang bahan dasar pembuatannya adalah Polyurethane. Polyurethane merupakan busa plastik padat campuran polyol dan isocynate dan salah satu bahannya berbahan polimer dimana bisa diperoleh dari bahan alam yang mengandung banyak selulosa seperti ampas tebu dan serbuk kayu. penambahan serbuk kayu dan ampas tebu yang dapat dilakukan adalah 40% dari total volume bahan campuran.  Kemudian  dilakukan  pengujian  umtuk  mendapatkan  nilai  konduktivitas  termal  dari  masing-masing  campuran  serbuk  kayu, ampas tebu, dan polyurethane dengan berbagai variasi perbandingan takaran pada serbuk kayu, untuk selanjutnya dilakukan perhitungan beban  pendingin.  Hasil  pengujian  menunjukkan  nilai  konduktivitas  terbaik  adalah  pada  pencampuran  serbuk  kayu  0,2  gr  yaitu  2,65 w/mk yang dapat menahan laju panas sampai 311,59 KW.
Kata Kunci: Ampas tebu; Serbuk kayu; Komposit; Insulasi; Konduktivitas Termal.

## ABSTRACT
[Title : Thermal Conductivity Analysis of Alternative material as Insulation of Ship Accommodation Room based on Baggase and Sawdust ] T he accommodation room on the ship is used as a resting place for the crew and as a storage place for goods on the ship so insulation is needed in each room to withstand the heat propagation on the ship. One type of insulation material on a ship is mineral wool which is made from polyurethane. Polyurethane is a plastic foam that is a mixture of polyol and isocynate and one of the ingredients is polymer which can be obtained from natural materials that contain lots of cellulose such as bagasse and sawdust. the addition of sawdust and bagasse that can be done is 40% of the total volume of the mixture. Then it is carried out to get the thermal conductivity value of each mixture of sawdust, bagasse, and polyurethane with various dosing ratios on the sawdust, to further calculate the cooling load. The test results show the best conductivity value is the mixing of wood powder 0.2 gr which is 2.65 w / mk which can withstand the rate of heat up to 311.59 KW.
Keywords: Baggase; Sawdust; Composite; Insulation; Thermal Conductivity.

## PENDAHULUAN
Seiring  perkembangan  jaman  insulasi  banyak digunakan  sebagai  isolasi  (pembuat  kedap)  untuk berbagai tujuan salah satunya sebagai penahan panas pada  suatu  bangunan.Salah  satu  bangunan  yang memanfaatkan  insulasi  termal  adalah  kapal.  Salah satu  ruangan  di  kapal  yang  membutuhkan  insulasii adalah  ruang  akomodasi,  ruangan  ini  digunakan sebagai  tempat  penyimpanan  barang  yang  ada  dii kapal  sehingga  dibutuhkan  insulasi  untuk  menahan rambatan panas pada kapal tersebut.
Jenis  material  insulasi  yang  digunakan  pada  kapal salah  satunya  adalah  polyurethane.  Polyurethane merupakan jenis polimer yang terdiri dari campuran polyol  dan  isocyanate  yang  digunakan  dalam penyekat  panas  yang  membutuhkan  perlindungan terhadap  panas  langsung.  Salah  satu  bahan polyurethane  berbahan  polimer  dari  alam  yang banyak mengandung selulosa adalah ampas tebu dan serbuk kayu.
Ampas  tebu  adalah  suatu  residu  dari  proses penggilingan  tanaman  tebu  setelah  diekstrak  atau diambil  niranya  sehingga  tersisa  limbah  serat  dari
tanaman tebu itu sendiri. Tebu yang sudah diambil airnya  akan  menghasilkan  ampas  yang  dapat mengotori  lingkungan.  Banyak  orang  yang  tidak tahu  bahwasanya  ampas  tebu  memiliki  kandungan selulosa  52,7%,  hemiselulosa  20,0%,dan  lignin 24,2%.  Samsuri et  al .,(2007)  yang  dapat dimanfaatkan  sebagai  bahan  pendukung  sebuah campuran  material.  Seperti  halnya  ampas  tebu, serbuk  kayu  gergaji  merupakan  limbah  yang diperoleh  dari  industri-industri  kayu  yang  dapat mencemari  lingkungan,  serbuk  kayu  gergaji  juga mengandung selulosa yang bisa dimanfaatkan sebagai bahan  pendukung  seperti  pada  ampas  tebu. Kandungan  serbuk  kayu  gergaji  mempunyaii selulosa  sebesar  60%,  lignin  28%  dan  zat  lain (termasuk zat gula) 12%. Baharudin (2005).
Berdasarkan  hal-hal  di  atas  maka  perlu dilakukan    pengkajian  sejauh  mana  ampas  tebu  dan serbuk  kayu  dapat  dijadikan  sebagai  material alternatif.  Oleh  karena  itu  dibutuhkan  uji konduktifitas  termal  untuk  campuran  ampas  tebu, serbuk  gergaji,  dan polyurethane .  Dengan dilakukannya penelitian ini diharapkan limbah ampas tebu dan serbuk kayu dapat dijadikan sebagai bahan campuran insulator pada ruangan akomodasi kapal.

## METODE
Langkah  -  langkah  yang  digunakan  untuk menyelesaikan penelitian ini yaitu:
Gambar 1. Diagram AlirPenelitian
Gambar 2. Diagram AlirPenelitian (Lanjutan)
a. Pembuatan Komposit
Sebelum  melakukan  pembuatan  komposit, tahapan yang dilakukan dalam pelaksanaan penelitian ini adalah:
1. Perbandingan Ekspansi
Penentuan  perbandingan  mengembang (ekspansi)  berat  campuran  polyurethane  terhadap volume  dengan  membentuk  busa  padat  dengan mencampur  larutan  polyol  dan  isocynate  (1:1) seperti  yang  telah  dilakukan  oleh  Nasution  (2014). Untuk  membentuk  volume  1  ml  masing-masing larutan  ( Polyol dan Isocynite ),  dengan  berat  larutan polyol 1,4123 gram dan Isocynite 1,8598 gram pada total  berat  kedua  larutan  setelah  dicampur  3,2721 gram.  Kedua  larutan  kemudian  diaduk  merata  dan mengalami ekspansi maksimum selama 6’28’’ detik dengan  membentuk  volume  polyurethane  padat  14 cm 3 dengan berat 15,5902 gram. Ini berarti bahwa.
Larutan  campuran  mengalami  ekspansi  dengan volume  14  kali  dari  volume  larutan  awal  dan membentuk  0,2337  gr/cm 3 seperti  yang  dilakukan oleh  Nasution  (2014).    Penentuan  perbandingan pada  campuran  polyurethane  ini  mengacu  pada penelitian  sebelumnya  agar  lebih  fokus  pada pemilihan serat alam untuk material insulasi.
Identifikasi&Perumusan Masalah
StudiLiteratur
Persiapan Alat dan bahan: Bahan: ampas tebu, serbuk gergaji, poliuretan Perhitungan kebutuhan Spesimen Mulai A
Tidak Ya Hasil dan Pembahasan Penarikan Kesimpulan Pengujian Konduktivitas thermal A Selesai Pembuatan Spesimen berhasil?
2. Persiapan Serbuk Kayu dan, Ampas tebu
Ampas  tebu  yang  sudah  didapatkan kemudian  dikeringkan  dengan  cara  dijemur  secara alami menggunakan bantuan panas matahari. Ampas tebu  dijemur  pada  suhu  30 º C  selama  kurang  lebih 35  jam  agar  kering.  Ampas  tebu  yang  telah  kering kemudian  dipotong  kecil  dengan  panjang  5-10  mm untuk  selanjutnya  digiling  menjadi  serbuk  ampas tebu.
Serbuk  kayu  yang  sudah  didapatkan dikeringkan  terlebih  dahulu  dengan  cara  dijemur secara  alami  menggunakan  bantuan  panas  matahari sampai serbuk kayu benar-benar kering.
3. Perhitungan kebutuhan spesimen Pada  tahap  ini  dilakukan  perhitungan kebutuhan  spesimen  untuk  mengetahui  berapakah perbandingan  yang  tepat  untuk  memenuhi  volume dari spesimen yang akan di uji.
4.  Pembuatan Spesimen Pada variasi komposisi pembuatan spesimen  untuk    polyurethane  dan  ampas  tebu dibuat  tetap  ( Fixed )  sedangkan  untuk  serbuk  kayu divariasikan. Spesimen dengan komposit polyurethane  40%  atau  dengan  penambahan campuran serbuk kayu 60% atau lebih besar, larutan polyurethane  tidak  dapat  menyebar  merata keseluruh  bagian  sisi  dan  menembus  disela-sela ampas  tebu  dan  serbuk  kayu.  Sehingga  specimen tidak  sempurna,  dan  mudah  rusak  dikarenakan minimnya  bahan  pengikat(polyurethane).  Sehingga presentase  perbandingan  dari  spesimen  yang dilakukan  adalah  60%    polyurethane  dan  40% komposit.
b. Pengukuran Karakteristik Termal Properties Pengukuran kondukivitas
termal berdasarkan ASTM C177. Pengujian dilakukan pada spesimen  dengan  meletakkan  spesimen  diatas  plat panas  dan  dingin  yang  kemudian  diukur  dengan menggunakan  thermokopel  pada  kedua  sisi  bagian dalam  kedua  plat.  Pengukuran  konduktivitas dilakukan dengan menempelkan probe thermokopel pada  bagian  dalam  kedua  plat  dan  memasukkan probe thermokopel ke bagian tengah specimen yang diapit  oleh  kedua  plat  tersebut.  Pencatatan temperature  dilakukan  pada  menit  ke  150  secara seragam.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  diawali  dengan  pembuatan spesimen  uji  berbentuk  silinder  dengan    ukuran 40x50mm dan mempunyai volume 62,8cm 3 dengan melakukan  pencampuran  serbuk  kayu  dan  ampas
tebu  sebagai  komposit  pada  perbandingan  60% Polyurethane  dan  40%  komposit,  dimana  untuk komposisi  Polyurethane  dan  ampas  tebu  di  buat sama  setiap  spesimen,  sedangkan  ampas  tebu  di variasikan.  Untuk  pencampuran  50% Polyurethane dan  50%  komposit  atau  lebih  besar  tidak  dapat dilakukan karena kurangnya cairan Polyurethane yang menyebabkan  penggumpalan    pada  komposit sehingga tidak terjadi proses ekspansi sempurna.
Tabel 1. Kebutuhan spesimen dengan variasi: Spesim en Berat (ml) Berat serbuk Gergaji (gr) Berat ampas tebu (gr) PU A PU B PU A+ B
1 2 3 4 2,5 2,5 2,5
2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 5 5 5 5 0,2 0,4 0,6 0,8
0,4 0,4 0,4
0,4
Gambar 3. Pembuatan spesimen
Pengukuran  konduktifitas  termal  pada penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui kemampuan menghantarkan panas dari plat pemanas yang  bersumber  dari  arus  listrik  sebesar  5,53  watt pada temperatur ruangan 29 0 C. Berikut diperhatikan  hasil  dari  pengukuran  konduktifitas termal pada setiap spesimen komposit polyurethane-serbuk kayu-ampas tebu pada Tabel 2.
Tabel 2. Pengukuran Temperatur dan Konduktivitas Spesimen. sampel set poin termocontrol tegangan (V) Arus (I) Temperatur Tiap titik ( 0 C) Konduktivitas Termal (W/Mk) T1 T2 T3 T4
1 100 220 1.4 85 79.2 82.6 63 2.65 2 100 220 1.4 89 88 86.6 64.2 2.28 3 100 220 1.4 80.6 79.6 77.5 56 2.71 4 100 220 1.4 78.4 77.4 74 55.2 2.76
Berdasarkan hasil pengukuran yang didapat dari  uji  spesimen  tersebut.  Dilakukan  perhitungan konduktivitas termal seperti yang ditunjukkan pada Tabel  2.  Perbandingan  konduktivitas  termal  setiap
specimen  komposit polyurethane -  serbuk  kayu  - Ampas  tebu,  lebih  jelasnya  dapat  ditunjukkan  pada Gambar 4.
Gambar 4. konduktivitas termal setiap spesimen Secara rata- rata semakin tinggi prosentase penambahan  serbuk  kayu  pada  spesimen  komposit, maka  nilai  konduktifitas  thermalnya  semakin meningkat  kecuali  pada  spesimen  ke-2  nilai konduktifitas  menurun  karena  kurangnya  kalibrasi alat  yang  dilakukan  dan  pada  saat  pembuatan spesimen ke-2 pembuatan specimen kurang oprimal dan  tidak  memungkinkan  untuk  melakukan pengujian  lagi.  Sehingga  berdasarkan  penelitian sebelumnya  dan  hasil  percobaan  yang  telah dilakukan  dapat  disimpulkan  rata-rata    didapatkan nilai konduktivitas terendah adalah pada pencampuran serbuk kayu 0,2 gr yaitu 2,65 w/mk. Nilai  konduktivitas  dari  tiap  spesimen  tinggi diakibatkan  oleh  penggunaan  tembaga  sebagai penghantar panas yang mempunyai nilai konduktivitasnya tinggi yaitu 385 w/mk, sedangkan sesuai  dengan  aplikasi  untuk  insulasi  pada  kapal seharusnya  menggunakan  baja  karbon  yang mempunyai  nilai  konduktivitas  jauh  lebih  rendah dibandingkan tembaga yaitu 50w/mk. Hal tersebut dapat dilihat dari koefisien Konduktivitas pada tabel 3.  Kalibrasi  alat  uji  konduktivitas  thermal diperlukan  untuk  memastikan  keakuratan  hasil pengujian,  sehingga  tidak  terdapat  kesalahan  pada saat proses pengujian.
Tabel 3. konduktivitas termal ( J. P. Holman,2010)
Material Konduktivitas termal (W/M 0 C) Perak murni 410 Aluminium murni 202 Nekle murni 93 Besi Murni 73 Kayu 0.17 karet mentah 0.15 Arang kayu 0.084 Udara 0.024

## Perhitungan Beban
a. Beban panas Transmisi (Qtr)
Setelah  didapatkan  nilai  konduktivitas  thermal  ter- rendah  pada  percobaan  tersebut  yaitu  pada pencampuran  serbuk  kayu  0,2  gr  dengan  nilai konduktifitas  2,65  w/mk,  selanjutnya  dilakukan perhitungan  beban  pendingin  untuk  mengetahui beban  pendingin  yang  dapat  ditahan  oleh  insulasi tersebut ruangan kapten diruang akomodasi kapal. Berdasarkan
Indian  Standart  (First  Revision) 14754:2008 panas transmisi :
beban  transmisi (Heat  Transmission) diruang Akomodasi kapal:
∅ = ∆𝑇 𝐾𝑣𝐴𝑣 + (𝐾𝑔𝐴𝑔) ...................(1) ∅ = Transmission Load ∆𝑇 = Perbedaan tempertur luar dan dalam (K) K v = Koefisien transfer panas (W/m 2 k) A v =  Luasan  (m 2 )  tidak  termasuk  jendela (kaca+20mm) K g = Koefisien transfer panas (W/m 2 k) A v = Luasan jendela (m 2 ) (kaca +  20mm)
Terdapat bebarapa bagian dalam menghitung beban panan  transmisi  antara  lain:  depan  ,  belakang, kanan,  kiri.  Sehingga  untuk  perhitungan  transmisi dapatditunjukanpadaTabel 4.
Tabel 4. Beban Transmisi Setiap Ruang Akomodasi
Kapal No  Ruang akomodasi kapal BebanTransmisi 1 Bagian depan 39,6 watt 2 Bagian belakang 0,98 watt 3 Bagian kanan 8,153 watt 4 Bagian kiri 0,053 watt Q total 48,782 watt b. BebanPanas Orang (Qp)
Berdasarkan Indian  Standart    (First  Revision) 14754:2008 kalor  yg  dikeluarkan  orang terdapat  dua  jenis  yaitu sensible  heat dan latent heat, dan  untuk  nilai  besar  panas  dari  orang Berdasarkan Indian  Standart    (First Revision) 14754:2008 . yaitu 120 Watt atau 0,12 Kw.
c. BebanPanasLampu (Ql) Berdasarkan Indian  Standart    (First  Revision) 14754:2008 menjelaskan  bahwa  untuk  beban panas  pada  lampu  dapat  diabaikan  jika perhitungan  beban  panas  dilakukan  pada  siang hari,  dan  untuk  tugas  akhir  ini  perhitungan beban  yang  hitung  pada  kondisi  siang  hari
sehingga nilai beban panas akibat lampu adalah 0.
d. BebanPanasMatahari Berdasarkan Indian  Standart    (First  Revision) 14754:2008. Perhitungan panas matahari dapat dihitung dengan rumus:
∅ = 𝐴𝑣 𝑘 ∆𝑇𝑟 + 𝐴𝑔𝐺𝑠 ...................(2)
∅ = beban panas matahari. A v = Luasan yang dirambati panas (m 2 ).
K  =  koefisien  panas  berdasarkan  (5.2.3)  atau (5.2.4) untuk struktur kapal dalam permukaan A v. ∆𝑇𝑟 =    Temperatur  yang  lebih  dari  35 0 C  tidak termasuk jendela.
∆𝑇𝑟 = 12 K for vertical light surfaces.
A g = Luasan kaca yang terkena sinar matahari (m 2 ) G s = panas permukaan glass mengikuti:
G s = 240 W/m 2 untuk luasan kaca dengan interior Sehingga  berdasarkan  perhitungaan  menggunakan persamaan tersebut didapatkan seperti pada Tabel 5.
Tabel 5. Beban Panas Setiap Bagian Akomodasi Panas
No  BagianAkomodasiKapal Bebanpanas 1 Bagiansisibelakangkamar 155,7 kW 2 BagianSisidepankamar 155,7 kw
Total beban panas sinar matahari  311 kW
Berdasarkan  perhitungan  yang  telah  dilakukan maka  didapatkan  total  beban    pendingin  yang terdapat  dalam  ruang  tidur    captain  di  ruang akomodasi yaitu:
Qtotal = Qtr+Qp+Qi+ Qs = 0,048728 kw + 0,12 kw+ 0+ 311 kw = 311,59 kw
Berdasarkan  hasil  perhitungan  tersebut didapatkan  bahwa  komposit  dengan  PU  5  ml, Ampas  tebu  0,4  gr,  dan  serbuk  kayu  0,2  gr,  dapat menahan laju panas sampai 311,59 kw

## KESIMPULAN DAN SARAN
Nilai  konduktivitas  terendah  adalah  pada pencampuran  serbuk  kayu  0,2  gr  yaitu  2,65 w/mk.Berdasarkan  hasil  perhitungan  tersebut didapatkan  bahwa  komposit  dengan  PU  5  ml, Ampas  tebu  0,4  gr,  dan  serbuk  kayu  0,2  gr,  dapat menahan laju panas sampai 311,59 kw

## DAFTAR PUSTAKA
Armanto,  Yoga  Eka.  2019.  AnalisaKebutuhan Rockwool PadaInsulasiruangAkomodasi

## KM
Pangalengan.TugasAkhirPoliteknikPerkapa lanNegeri Surabaya.
ASTM C 1045 – 97 “ Standard Practice for Calculating Thermal Transmission Properties Under Steady - State Conditions”. Annual Book ASTM ASTM C 518 – 98 “ Standard Test Method for Steady- State Thermal Transmission Properties by Means of  the  Heat  Flow  Meter  Apparatus”.  Annual Book ASTM
Baharuddin, dkk. 2005. “Pemanfaatan Serbuk Kayu Jati (Tectona  grandis  L) Yang  Direndam Dalam  Air  Dingin  Sebagai  Media  Tumbuh Jamur Tiram (Pleorotus comunicipae) ” . Jurnal Perrenial: 2(1). 1-5. IS  14754:2008  “ Ships  and  marine  technology  –  Air- Conditioning and Ventilation of accommodation space  –  Design  conditions  and  basic  of calculations” Firt Revision
J.  P.  Holman.1997. PerpindahanKalor. Jakarta :Erlangga Arikunto, S. 1998. ProsedurPenelitian . Jakarta: RinnekaCipta
J P Holman. “Heat Transfer”. New York : McGraw- Hill Company (2010) Maiwita,Fitria.,Darvina.Yenni.,Yulkifli., 2014., ”Pengaruh  Variasi  Komposisi  Ampas  Tebu Dan  Serbuk  Gergaji  Pada  Papan  Partikel Terhadap  Konduktivitas  Termal”. PILLAR OF PHYSICS, Vol. 1. April 2014, 41-48 Nasution, P., Fitri, S, P., Semin. 2014. Karakteristik Sabut Kelapa Sebagai Insulator Palka Ikan, Berkala Perikanan Terubuk .Hal 82-92 ISSN 0126 – 426I.
Samsuri,  M.,  M.  Gozan,  R.  Mardias,  M.  Baiquni, H.  Hermansyah,  A.  Wijanarko,  B. Prasetya,  dan  M.  Nasikin.  2007. Pemanfaatan  selulosa  bagas  untuk  produksi etanol  melalui  saka-rifikasi  dan  fermentasi serentak  dengan  en-zim  xylanase .  Makara Teknologi 11(1): 17 − 24.
Yosephine,  Alita,  Gala,Victor,  Aning  Ayucitra1*,
Ery Susiany Retnoningtyas2.,2012 Pemanfaatan Ampas Tebu Dan Kulit Pisang Dalam  Pembuatan  Kertas  Serat  Campuran ., Jurnal Teknik Kimia Indonesia, Vol. 11, No. 2, 2012, 94-100.