KOTAK PENYIMPAN DINGIN DARI PAPAN PARTIKEL PADI

Seminar Nasional Aplikasi Sains dan Teknologi 2008 – IST AKPRIND Yogyakarta

KOTAK PENYIMPAN DINGIN DARI PAPAN PARTIKEL PADI Ellyawan S. Arbintarso, Khairul Muhajir, dan Andhi Sujatmiko Jurusan Teknik Mesin, FTI, IST AKPRIND Yogyakarta Email: [email protected], [email protected], [email protected]

ABSTRACT The utilities of rice husk can be upgrade with became a particle board that can use as a substitute of multiplex board, and also as heat isolator. The thermal conductivities of rice husk particle board have been investigated and can be used as cold storage. The thermal conductivities value of cold storage has affected by composition of rice husk and resin, density particle board, and amount of thermal that was given. Rice husk boxes were observed the ability to protect outside heat and compared them to Styrofoam boxes. The averages of thermal conductivity of rice husk and Styrofoam have been 1.638 W/m°C and 3.036 W/m°C respectively. The ability of rice husk box kept a block of ice away from melting better than Styrofoam. Keywords: rice husk particle board, cold storage, thermal conductivity PENDAHULUAN Saat ini pemanfaatan sekam padi sebagai bahan teknik belum optimal dimanfaatkan dan dikelola dengan dengan baik. Sekam padi mempunyai kemampuan digunakan sebagai isolator panas salah satu diantaranya adalah pengawetan es terhadap lingkungan, agar panas dari lingkungan dicegah tidak masuk ke dalam es, yang dapat menyebabkan es cepat mencair. Banyaknya sekam padi yang dihasilkan dari proses penggilingan yang belum dimanfaatkan secara maksimal, sehingga memberi dampak pencemaran lingkungan, walaupuin dalam dasawarsa saat ini belum begitu berpengaruh terhadap kehidupan sehari-hari. Adanya potensi sekam padi yang memiliki ukuran partikel lebih kecil, memiliki sifat mekanis yang baik, elastis, ukuran stabil, memiliki permukaan yang kuat, tahan air dan tahan tekanan. Sifat ini memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku kayu dan juga sebagai bahan isolator. Sebelum penggunaan papan partikel sekam padi ini, diadakan berbagai proses pengujian diantaranya konduktivitas termal. Papan partikel sekam padi mempunyai konduktivitas termal yang rendah, sehingga dapat digunakan sebagai bahan isolator dan untuk berbagai keperluan yang lain. Untuk membuktikan kemampuan papan partikel padi sebagai kotak dingin, dilakukan serangkaian pengujian kondiktivitas termal dan dibandingkan dengan kotak dingin gabus (styrofoam) sebagai dasar pembanding. Kelemahan dari kotak pendingin gabus adalah tidak mampu menyangga beban sedang secara langsung. Pengujian konduktivitas termal disini, dilakukan dengan menggunakan modifikasi metode ASTM C177 (American Society For Testing and Materials) dimana metode ini menggunakan metode penyekat panas. Pengujian konduktifitas termal disini dengan benda uji berukuran 20x20 cm dengan tebal 1 cm, K= 0,0881 w/m.oC. Pada ketebalan 1,5 cm K= 0,123 w/m.oC dan 2 cm, K= 0,179 w/m.oC. Cara pengujian konduktifitas termal disini yaitu benda uji ditempatkan tengah-tengah kotak pengujian menempel pada plat aluminium, pengujian konduktivitas termal dilakukan dengan posisi vertikal, dengan pemberian sumber kalor berupa lampu pijar 80 watt dan element pemanas setrika 70 watt. Pembacaan temperatur diambil pada plat ( 9 titik ) dan benda uji ( 9 titik ). Pengujian konduktivitas termal papan partikel sekam padi dengan beberapa variasi ketebalan yang dilakukan oleh (Ikhsan, 2007), menghasilkan : a) pada kepadatan dengan tebal awal 3, 4, 5 dan 6 cm dipres pada masing-masing tebal dengan nilai terendah pada kepadatan 5-1, K= 0,0798 w/m.oC dan tertinggi pada kepadatan 3-1, K= 0,209 w/m.oC.b) pada kepadatan dengan tebal awal 4,5 cm, 7,5 cm dan 9 cm dipres pada masing-masing tebal menjadi 1,5 cm dengan nilai terendah pada kepadatan 4,5-1,5 K= 0,114 w/m.oC dan tertinggi pada kepadatan 7,5-1,5 K= 0,126 w/m.oC. c) pada kepadatan dengan tebal awal 12, 10, 8 dan 6 cm dipres pada masing-masing tebal menjadi 2 cm dengan nilai terendah pada kepadatan 8-2, K= 0,138 w/m.oC dan tertinggi pada kepadatan 12-2, K= 0,238 w/m.oC. d) pada kepadatan dengan tebal awal 12, 10, 8 dan 6 cm dipres pada masing-masing tebal menjadi 1 cm dengan nilai terendah pada kepadatan 5-1, K= 0,0798 w/m.oC dan tertinggi pada kepadatan 6-1, K= 0,0811 w/m.oC. Menurut Azhar (2007), perpindahan kalor yang paling tinggi pada pengambilan data konduktivitas termal terdapat pada papan partikel sekam padi pada kepadatan 3-1 dengan menggunakan sumber panas 70 watt yaitu sebesar 0,133 w/moC dan terendah pada kepadatan 6-1, K= 0,096 w/moC. Untuk perpindahan kalor terendah pada papan pertikel sekam padi pada sumber 104


kalor 80 watt dengan nilai tertinggi pada kepadatan 3-1, K= 0,103 w/moC dan terendah pada kepadatan 6-1, K= 0,082 w/moC. Jadi semakin tinggi sumber kalor yang digunakan pada papan partikel maka angka konduktivitas termalnya akan semakin rendah maka semakin baik pula untuk dijadikan bahan isolator. Kadarmanto (2005) mengemukakan bahwa perbedaan pengepresan atau ketebalan papan partikel sekam padi dari campuran sekam padi dan resin padi yang semakin banyak atau sedikit tidak secara otomatis mempengaruhi nilai kondukivitas termal yang cukup tinggi, pada papan partikel sekam padi dengan kepadatan yang lebih padat memiliki nilai konduktivitas termal yang lebih rendah, pada papan partikel sekam padi dengan kepadatan yang tidak begitu padat, nilai konduktivitas termalnya lebih tinggi. Beberapa cara pengukuran dan konduktivitas termal padatan umumnya menggunakan bentuk geometris sederhana. Fluks panas diukur dan dibuat agar perpindahan panas dari sampel ke lingkungan sekecil mungkin. Pada cara transient, diperlukan pengukuran suhu didalam padatan sehingga fungsi waktu. Cara ini tidak memerlukan pengukuran fluks panas. Energi thermal pada zat padat dihantarkan melalui dua mekanisme: a) 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 bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah, elektron ini disebut juga gas elektron. b) melalui getaran kisi (phonon), pada mekanisme ini energi berpindah sebagai energi getaran dalam struktur kisi bahan. Getaran kisi-kisi dalah gelombang tetap (standing waves) yang bergerak melalui material dengan kecepatan suara. Maka persamaan konduktivitas kalor dapat ditentukan sebagai berikut: k = kel + kph...................................................................................................(1) dengan: k = konduksi kalor kel = konduktivitas listrik kph = konduktivitas getaran kisi-kisi (phonon) Konduktivitas kalor yang teliti dari benda padat harus didapatkan melalui pengukuran langsung (Eksperimental). Hal ini mengingat banyaknya faktor yang susah diukur atau diperkirakan. 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. 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 kalor akan turun dengan naiknya porositas serta akan naik dengan bertambahnya kecepatan. Harga konduktivitas kalor material isolasi berkisar antara 0,034 – 0,21 W/m.oC (Kreith, 1976). Berdasarkan struktur fungsinya, isolasi kalor dapat digolongkan atas tiga (3) bagian yaitu: a) material berserat (fibrous materials), untuk menentukan konduktivitas kalor dari bahan dapat digunakan persamaan Schumeister, dimana pada bahan jenis ini dianggap merupakan campuran antara serat dan udara. Persamaan tersebut adalah:

k m = x (k1v1 + k 2 v 2 ) + y

k1 + k 2 ........................................................(2) k1 v1 + k 2 v 2

Dengan: k1,k2 v1,v2 x+y

= konduktiviats kalor dari udara dan serat = fraksi volume dari udara dan serat = 1 diasumsikan x = 1/3 dan y = 2/3, sedngakan untuk bahan kapas, wol dan rayon, diasumsikan x = 0,21 dan y = 0,79 Material berserat mempunyai karakteristik nilai konduktivitas yang menurun pada kerapatan yang rendah dan naik pada kerapatan yang tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa pengaruh perpindahan kalor secara konveksi sangat besar pada kerapatan rendah, seperti material berserat (asbestos wool, glass wool, slag wool dan bahan-bahan tumbuhan sebagai bahan baku), b) material berbentuk butiran (granular materials), pada bahan butiran dianggap merupakan campuran antara zat padat dan cairan yang terdapat pada rongga bahan, seperti gabus dan batu apung. Untuk aliran kalor yang sejajar dengan bahan butiran, memberikan harga yang paling besar pada nilai konduktivitas, dinyatakan dalam persamaan berikut: km = Konduktivitas cairan yang terdapat pada rongga. Pada arah aliran yang seri terdapat aliran kalor menghasilkan nilai yang minimum yaitu:

k

=

ks km .................................................................(3) f k m + (1 − f )k s 105


Sedangkan untuk susunan butiran secara umum, baik acak maupun gabungan dari seri dan sejajar dapat digunakan persamaan: (1− f ) f k = km k s ...........................................................................(4) c) material lembam (damp materials), pada material lembam ini biasanya mencakup material yang berbentuk sel yaitu seperti bahan plastik dan poliesterene. Konduktivitas kalor pada material ini merupakan gabungan antara proses konduksi dan difusi, yaitu: k = ka + kv...............................................................................(5)

kv =

Dair Rv T

⎛ p ⎜⎜ ⎝ p − pv

⎞ L dp ⎟⎟ ............................................................(6) ⎠ dx

dengan: ka kv

= Konduktivitas kalor udara = Konduktivitas kalor equivalent dari rongga lembab akibat perpindahan kalor latent. Dair = Koefisien difusi untuk uap air P = Tekanan udara pv = Tekanan parsial dari uap air Rv = Konstanta gas untuyk uap air X = Panjang koordinat Perpindahan panas secara konveksi adalah proses transportasi energi dengan kerja gabungan dari konduksi panas benda dan udara sekitarnya. Konveksi sangat penting sebagai mekanisme perpindahan energi antara permukaan benda padat dan cairan atau gas. Dalam perpindahan kalor konveksi pengaruh konduksi sangat besar, sehingga perhitungan konduksi secara menyeluruh dapat menggunakan hukum newton tentang pendinginan. Sehingga kerugian kalor dapat dihitung dengan persamaan : q = hA (Tω – T∞).............................................................................(7) Dengan : q = Laju perpindahan kalor (W/m) h = Koefesien perpindahan kalor TW = Suhu pada dinding (oC) T∞ = Suhu aliran bebas (oC) 2 A = Luas penampang benda (m ) Perpindahan panas secara radiasi adalah proses perpindahan panas melalui gelombang elektromagnet atau paket energi (photon) yang dapat di bawah sampai pada jarak yang sangat jauh tanpa memerlukan interaksi dengan medium (ini yang menyebabkan mengapa perpindahan panas radiasi sangat penting pada ruang vakum), disamping itu energi yang disalurkan sebanding dengan temperatur benda tersebut. Kedua hal ini yang membedakan anrata perpindahan panas konduksikonveksi dan radiasi. Ketergantungan dari perpindahan panas radiasi terhadap temperatur yang membedakannya konduksi-konveksi dapat dilihat dari persamaan dibawah ini : Konduksi q =

− kA

dt .........................................................................(8) dx

Konveksi q = hA (T – T∞) di mana T∞ = Temperatur referensi.......... (9) Radiasi q = є1σA1(T4 – T∞ )...........................................................(10) Dari persamaan diatas dapat kita lihat bahwa ketergantungan k dan h terhadap nilai temperatur tidak terlalu besar, berbeda dengan radiasi yang sangat tergantung dengan perubahan temperatur. Peristiwa perpindahan panas radiasi pada suhu tinggi dapat kita lihat pada aplikasi pembakaran (dapur tinggi, nosel roket, motor bakar). Radiasi elektromagnet terdiri atas beberapa jenis, dimana radiasi termal adalah salah satu jenis dari radiasi ini. Radiasi ini merambat dengan kecepatan cahaya (3 x 1010 m/s). Kecepatan ini sama dengan hasil perkalian antara panjang gelombang dengan frekuensi radiasi: C = λV..........................................................................................(11) Dengan: C = kecepatan cahaya (m/s) λ = panjang gelombang (μm) V = frekuensi (Hz) Seperti yang telah dibahas diatas bahwa radiasi termal adalah proses perpindahan panas melalui paket-paket energi yang disebut photon (kuantum), dimana menurut Postulat Plant setiap 4

kuantum mengandung energi sebesar: h = 6.625 x

10 −34 J s. 106


Setiap kuantum dapat dapat kita anggap sebagai suatu partikel yang mempunyai energi, massa dan momentum, seperti halnya molekul gas. Jadi pada hakekatnya, radiasi dapat digambarkan sebagai ”gas photon” yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Dengan menggunakan hubungan relastivistik antara massa dan energi dari ”partikel” tersebut: E = mc2 = hv ............................................................................ (12) m = hv/c2 .................................................................................. (13) Momentum = c (hv/c2) = hv/c ................................................... (14) Frekuensi dari cahaya tidak akan berubah pada saat cahaya tersebut memasuki suatu medium ke medium lain selama energinya tetap. Laju energi yang dipindahkan tergantung pada beberapa faktor yaitu: 1. Temperatur (permukaan yang mengemisi dan yang menerima radiasi) 2. Emisivitas (permukaan yang teradiasi) 3. Refleksi, absorpsi, dan transmisi. 4. Faktor pandang (view’s factor) antara permukaan yang mengemisi dan yang menerima radiasi (sudut pandang antara manusia terhadap sumber radiasi). Dalam pengujian konduktivitas termal disini, Untuk mengetahui kerugian kalor pada permukaan suatu medium, dipakai persamaan tentang keseimbangan energi pada sebuah permukaan seperti yang ditunjukkan pada gambar 1.

Fluid

Gambar 1: Keseimbangan energi untuk konservasi energi pada permukaan sebuah medium (Incropera, 1996 :19) Dalam kasus ini mengalami perubahan konservasi, meskipun tenaga (kalor) energi termal terdapat dibagian tengah. Proses ini tidak akan mempengaruhi kesimbangan energi pada batas permukaan. Selanjutnya perubahan konservasi ini ditahan dalam keadaan seimbang dan kondisi sementara. Ein – Eout = 0…………………..………………………(15) Dalam gambar 1 ditunjukkan bahwa ketiga istilah perpindahan panas pada permukaan batas. Dalam sebuah batas media, dimana konduksi berada ditengah dan sekitarnya sampai ke permukaan batas(q”cond), konveksi dari permukaan ke suatu fluida (q”conv), dan radiasi belum berubah dari permukaan ke suhu sekelliling (q”rad). Keseimbangan energi tersebut dapat ditulis sebagai berikut: " " " q cond – q conv – q rad = 0…………...............................…..(16) bila disusun ulang dan disubtitusikan dari persamaan 1, 5 dan 6

k

T1 − T2 = h (T2 − T∞ ) + εσ T24 − T∞4 ...............................(17) Δx

Maka subtitusi tersebut menghasilkan,

T1 = T2 +

(

[

)

)]

Δx × hA(T2 − T∞ ) + εσ T24 − T∞4 ..........................(18) k

(

Pada pengujian konduktivitas di dalam kotak, maka aliran kalor dapat ditulis sebagai berikut (dari persamaan 16) " " q cond – q conv = 0 bila disusun ulang dan disubtitusikan dari persamaan 1, dan 5

107


k

T1 − T2 = h (T2 − T∞ ) Δx

Maka subtitusi tersebut menghasilkan,

k = dengan, h =

hΔx(T2 − T∞ ) T1 − T2

q A(T1 − T∞ )

Dimana: Δx = Tebal dinding (m) T∞ = Temperatur udara bebas (°C) T2 = Temperatur akhir (°C) T1 = Temperatur awal (°C)

q = Laju aliran kalor (Watt) A = Luas permukaan (m2) h = Konveksi (W/m2°C) k = Konduktivitas termal (W/m°C)

Contoh perhitungan konduktivitas termal untuk kotak papan partikel sekam padi Temperatur rata-rata, T1 ≈ Tw = 62,14°C ; T2 = 30,54°C; T∞ = 63°C q = 100 Watt Dimensi kotak, Panjang (p) = 46 cm ≈ 0,46 m, Lebar(l)= 31,5 cm ≈ 0,315 m Tinggi (t) = 29 cm ≈ 0,29 m Dicari k, A = 2(p x l + p x t + l x t) = 2{(0,46 m x 0,315 m) +(0,46 m x 0,29 m) +(0,315 m x 0,29 m)} = 0,7393 m2 Maka, h

=

100 Watt

0,7393 m (62,14 − 63) C o

2

=

jadi nilai k,

=

k

100 Watt = 157,28 W / m 2 .o C 0,7393 m 2 × 0.86 o C

(

157,28 W / m 2 .o C × 0.01 m × 30,54 − 63o C

(62,14 − 30,54)

o

) = 51,05 = 1,638W / m. C o

31,16

C

Contoh perhitungan konduktivitas termal untuk kotak papan gabus (Styrofoam) Temperatur rata-rata, T1 ≈ Tw = 59,27°C; T2 = 31,69°C; T∞ = 59,67°C q = 100 Watt Dimensi kotak, Panjang (p) = 46 cm ≈ 0,46 m; Lebar(l)= 31,5 cm ≈ 0,315 m Tinggi (t) = 29 cm ≈ 0,29 m Dicari k, A = 2(p x l + p x t + l x t) = 2{(0,46 m x 0,315 m) +(0,46 m x 0,29 m) + (0,315 m x 0,29 m)} = 0,7393 m2 Maka, h

k

=

=

100 Watt

0,7393 m (59,27 − 59,67 ) C o

2

(

=

100 Watt = 338,16 W / m 2 .o C 0,7393 m 2 × 0.4 o C

)

338,16 W / m 2 .o C × 0.01 m × 31,69 − 59,67o C 94,617 = = 3,036W / m.o C o 31,16 (59,27 − 31,69) C

HASIL DAN PEMBAHASAN Data penelitian berupa temperatur yang diperoleh dengan melakukan pencatatan dengan termokopel termometer. Pencatatan temperatur dilakukan pada saat temperatur dalam keadaan seimbang (stady state) dari masing-masing ruangan pengujian yang diberi sumber kalor sebesar 100 watt dan yang tidak di beri sumber kalor. Pengujian konduktivitas termal komposit ini dilakukan dalam beberapa titik, yakni 9 titik pada ruangan yang diberi sumber panas dan merupakan T1 serta 9 titik pada ruangan tanpa sumber panas sebagai T2, untuk memberi perbandingan temperatur pada masing-masing titik, sehingga diharapkan hasil pengujian benar-benar dapat mewakili semua penyebaran suhu dalam ruangan pengujian. Syarat laju perpindahan panas karena adanya perbedaan temperatur dari temperatur yang tinggi mengalir ke temperatur yang rendah. Gambar 2 memperlihatkan nilai konduktivitas termal dari papan partikel sekam padi dan papan gabus dengan sumber kalor 100 watt, tebal 1 cm dari beberapa perbandingan campuran sekam padi dan resin (untuk papan partikel). Pengeperesan dengan ketebalan 1 cm, perbandingan campuran 5:1 memiliki nilai konduktivitas termalnya sebesar 0,0965 W/m.0C, 4:1 konduktivitas termal sebesar 108


0,0945 W/m.0C, 3:1 konduktivitas termal 0,1081 W/m.0C, 2:1 konduktivitas termal sebesar 0,1105 W/m.0C dan untuk papan gabus dengan tebal 1 cm memiliki nilai konduktivitas termalnya sebesar 0,1605 W/m.0C. Grafik diatas menunjukan bahwa nilai konduktivitas termal terbaik sebagai isolator adalah pada papan partikel sekam padi dengan perbandingan campuran sekam padi dan resin 4:1 dengan kerapatan pengeperesan atau tebal 1 cm dan nilai konduktivitas termal yang paling tinggi dari pada papan gabus.

Gambar 2: Konduktivitas termal papan partikel sekam padi dan papan gabus Gambar dibawah ini menunjukkan perbandingan nilai konduktivitas termal kotak papan partikel sekam padi dengan kotak papan gabus (Styrofoam) dengan sumber kalor 100 watt. Kotak gabus mempunyai konduktivitas termal lebih tinggi berarti mempunyai nilai isolator panas yang rendah dari kotak sekam padi.

Gambar 3: Konduktivitas termal kotak sekam padi dan kotak gabus Pada kotak partikel sekam padi dengan tebal pengeperesan 1 cm serta pemberian sumber kalor 100 watt pada perbandingan campuran sekam padi dan resin 5:1 memiliki nilai konduktivitas termal = 1,638 W/m.0C. Sedangkan pada kotak gabus dengan ketebalan 1 cm 3,036 W/m.0C. Jadi bahan terbaik sebagai kotak dingin ditunjukkan pada kotak papan partikel sekam padi. Gambar 4, menunjukkan perbandingan kemampuan antara kotak sekam, kotak gabus dan dengan udara luar (suhu luar) dalam mempertahankan temperatur yang mempengaruhi melelehnya es balok.

109


Gambar 4: Kemampuan kotak dingin menahan laju pencairan es. Pada gambar 4 terlihat bahwa kemampuan kotak gabus dalam mempertahankan suhu es sebesar 1000 gram menunjukkan penurunan seiring dengan kenaikan suhu lingkungan (sekitar) yaitu di jam pertama es yang tersisa 535 gram, dijam ke-2 menjadi 370 gram, dijam ke-3 menjadi 115 gram dan di jam ke-4 es yang tersisa tinggal 15 gram. Pada kotak sekam kemampuan menahan suhu es sebesar 1000 gram lebih baik daripada kotak gabus seperti terlihat pada grafik tersebut, yakni di jam pertama es yang tersisa 680 gram, dijam ke-2 menjadi 550 gram, dijam ke-3 menjadi 350 gram dan di jam ke-4 es yang tersisa tinggal 170 garm. Sedangkan es yang ditaruh diluar (udara bebas) pada jam ke-2 es mulai habis. Penyelesaian matematik dari persamaan kurva tersebut yang merupakan persamaan eksponensial. Bahwa perubahan berat (dm) terhadap perubahan waktu (dt) merupakan fungsi dari pengurangan berat awal (m) dan sifat bahan (k). Pendekatan persamaan matematik tersebut :

.......................................................... (19) Syarat batas untuk berat awal , mo = 1000 gr 1. Kotak sekam, pada to = 0, mo = 1000 gr, t1 = 120 , m1= 550 gr 2. Kotak gabus, pada to = 0, mo = 1000 gr, t1 = 120 , m1= 370 gr 3. udara terbuka, pada to = 0, mo = 1000 gr, t1 = 120 , m1= 70 gr Konstanta C pada persamaan 19 dengan syarat batas pertama pada to = 0, mo = 1000 gr adalah

.................................................. (20) Untuk nilai k ditentukan dengan syarat batas kedua berdasarkan data di atas. Dari persamaan 20, contoh untuk perhitungan kotak sekam:

550 = 1000e − k .120 k = 0,005 gr / mnt Berasarkan perhitungan penyelesaian persamaan matematik tersebut masing-masing kurva dengan garfik laju penurunan berat terhadap waktu adalah: −0 , 005 t 1. kotak sekam, m = m o e 2. kotak gabus, m = mo e

−0 , 008 t

3. udara terbuka, m = mo e

−0 , 022 t

Dari persamaan di atas menunjukan bahwa semakin besar nilai k maka semakin cepat pula laju penurunan berat terhadap waktu atau kemampuan bahan untuk mengisolasi suhu semakin berkurang.

110


Gambar 5: Prosentase selisih berat es antara di dalam kotak sekam dan kotak gabus Gambar 5 menunjukkan grafik yang secara signifikan memperlihatkan, semakin lama waktu kemampuan kotak gabus menahan temperatur dalam kotak sangat menurun dibandingkan dengan kotak sekam. KESIMPULAN Kotak sekam padi menunjukkan kemampuan lebih sebagai kotak pendingin dibandingkan dengan kotak gabus, kotak sekam padi mempunyai kemampuan isolator lebih dari 20% diawal dan meningkat sesuai dengan berjalannya waktu. Nilai konduktivitas termal kotak gabus berkisar dua kali lipat lebih besar daripada kotak sekam padi, berarti nilai isolator panasnya lebih rendah 50%, dan terbukti dengan prosentase selisih berat es yang mencair mencapai 90%. DAFTAR PUSTAKA Azhar, S. 2008. Pengaruh kepadatan terhadap angka konduktivitas termal papan partikel sekam padi dengan menggunakan metode ASTM, Skripsi, IST Akprind Yogyakarta (tidak dipublikasikan). Ikhsan, M., 2007, Pengaruh Kepadatan dan Ketebalan Terhadap Sifat Isolator Panas Papan Partikel Sekam Padi, Skripsi, IST Akprind Yogyakarta (tidak dipublikasikan). Incropera, F.P. & Dewitt, DP, 1990, Fundamental of Heat and Mass Transfers, John Willey & Sons, New York. Holman, J.P,1997, Perpindahan Kalor, Terjemahan E. Jasjfi, edisi 6, Erlangga, Jakarta. Kadarmanto, 2005, Konduktivitas Termal Papan Partikel Sekam Padi, Skripsi, IST Akprind Yogyakarta (tidak dipublikasikan). Kreith, F., 1976, Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas, edisi ketiga, (Alih Bahasa: A Prijono), Erlangga, Jakarta.

111

KOTAK PENYIMPAN DINGIN DARI PAPAN PARTIKEL PADI

Recommend Documents