Studi Penggunaan Ampas Tebu Sebagai Material Inti (Core) Kapal F.R.P FRP
Oleh : Windu Setiawan NRP : 4104.100.046 4104 100 046
Latar Belakang • • • •
Kapal-kapal kecil, kapal ikan, speedboat berbahan dasar fiberglass Fiber sebagai serat penguat FRP Serat alam sebagai serat penguat Ampas tebu merupakan serat alam yang akan dilakukan penelitian pemanfaatannya pada kapal FRP : 1. 2.
Bahan kulit kapal Bahan isolator coolbox fish f
Tujuan • • • •
Serat ampas tebu (bagasse) sebagai pengganti fiberglass untuk material kulit kapal Menentukan komposisi serat ampas tebu sehingga didapat kekuatan bending dan tarik yang optimal M Mengetahui t h i pemanfaatan f t ampas ttebu b sebagai b i iisolator l t sistem it pendingin di i pada d kapal Menentukan biaya material berinti ampas tebu sebagai bahan alternatif
Batasan Masalah Kapal FRP yang ditinjau adalah sebagai berikut : • • • • • • •
Jenis i Length Over All (LOA) Length of Water Line (LWL) Breadth ((B)) Height (H) Draught (D) Top Speed (V)
= Speed S d boat b = 8.70 m = 8.0 m = 2.40 m = 1.10 m = 0.60 m = 35 knots
B d kapal Badan k l cepatt yang diti ditinjau j adalah d l h sebagai b i berikut b ik t : • • • •
Kulit sisi Kulit alas Geladak cuaca Sekat
Aturan klasifikasi adalah Biro Klasifikasi Kapal (BKI) Fiberglass 1996.
Aspek teknis yang ditinjau adalah sebagai berikut : • • • • • • •
Tidak membahas reaksi kimia yang terjadi pada proses pembuatan material. Tidak membahas ppersoalan teknik ppasca ppembuatan (p (perawatan dan reparasi) p ) Pengujian tarik dan tekuk. Pengujian thermal untuk mengetahui kemampuan ampas tebu sebagai bahan isolasi Serat ampas tebu sebagai bahan isolasi kotak pendingin . Dinding insulasi adalah datar tidak memperharikan lekukan, lekukan sudut atau sambungan Tidak menganalisa kandungan kimia yang terdapat dalam bahan isolasi
Aspek ekonomis yang ditinjau hanya pada biaya bahan baku alternatif • • •
Analisa ekonomis yang dilakukan hanyalah pada biaya material dan biaya pembuatan Tidak membahas biaya lain seperti biaya operasional, operasional jam orang, orang lamanya pembuatan dan biaya perawatan pasca pembuatan Harga material insulasi yang diperhitungkan adalah pada saat material tersebut didapat dari produsen
Tinjauan Pustaka • • •
Material Komposit Pembentuk Material Komposit Pemanfaatan Ampas Tebu – –
–
Di Mesir telah diadakan p penelitian bahwa ampas p tebu dapat p dimanfaatkan sebagai komponen penyusun dalam pembuatan keramik (Elkader, 1986). Ampas tebu sebagai campuran semen dengan perbandingan 1 semen: 12 ampas tebu berupa abu, dan ternyata memberi hasil yang lebih kuat, ringan dan tahan terhadap kondisi agresif , dan tentu saja membutuhkan biaya yang lebih ekonomis (Wahid). Panil gypsum,di mana ampas tebu dipakai sebagai bahan tambah mampu menghasilkan panil gypsum yang memiliki kuat lentur yang baik ( Sri Murni, 1998)
Ampas p tebu sebagai g bahan isolator coolbox • •
Konduktivitas thermal bahan isolasi Teori perpindahan panas – Konduksi – Konveksi – Radiasi
•
Beban pendingin pada coolbox – Beban produk beban kalor yang dilepaskan oleh produk selama proses pembekuan dan penyimpanan – Beban B b infiltrasi i filt i beban kalor yang ditimbulkan akibat adanya perembesan udara kedalam ruang pendingin akibat adanya celah-celah yang ada pada kotak pendingi dan beban kalor saat membuka atau menutup kotak atau ruang pendingin – Beban transmisi beban kalor yang diakibatkan oleh panas yang ditrasmisikan kedalam ruangan pendingin karena adanya perbedaan temperatur serta pengaruh dari penyinaran matahari – Beban pendingin total
Metode Penelitian • • • •
Pembuatan serat alam Pembuatan spesimen uji tarik, uji tekuk dan uji thermal Pengujin kekuatan dan konduktivitas thermal Pembuatan kotak pendingin ikan (Cool Box)
Analisa Teknis Depth
Width
Length
A
F
σ
(mm)
(mm)
(mm)
(mm2)
(N)
(Mpa)
No Uji
1
2.5
15
150
37.5
200
5.333333
2
2.5
15
150
37.5
250
6.666667
3
2.5
15
150
37.5
220
5.866667
4
2.5
15
150
37.5
250
6.666667
5
2.5
15
150
37.5
230
6.133333
6.133333
Persyaratan minimal yang diijinkan BKI Fiberglass adalah 10 Kg/mm2. Sedangkan komposit bagasse hanya 0.613 Kg/mm2
• Kuat tarik serat alam yang lain Laminate
Serat Bagasse Woven Roving 800
Kuat Tarik (Kg/mm2)
0.613 10.122
Serat Karung
1.978
Serat Enceng Gondok
0.204
Serat Abaka
1.667
Konduktivitas o du v s Thermal e Ampas p s Tebu ebu
((Btu/h.ft.F)
Kondu uktifitas Thermal
Grafik Konduktivitas Thermal Ampas Tebu 0 34 0.34 0.33 0.32 0.31 0.3 0 29 0.29 0.28 0.27
y = 0.724x
‐0.2045
2
R = 0.901
0
20
40
60
80
100
120
o
Temperatur ( C)
• • • • •
Pada suhu 50 0C konduktivitas thermal ampas tebu sebesar 0,328 Btu/ft.h. 0F Pada temperatur 75 0C dan 100 0C masing-masing 0,291dan 0,28 Btu/ft.h. 0F 0 2045 Pada grafik konduktifitas thermal ampas tebu didapat persamaan y = 0.724x-0.2045 Nilai konduktifitas thermal ampas tebu pada suhu 30 0C sebesar 0.361 Btu/ft.h. 0F Nilai konduktivitas thermal yang diijinkan untuk bahan isolasi antara 0,02 – 0,12 Btu/h.ft.0F
•
Perbandingan dengan serat lain
•
Beban pendingin terkecil adalah isolator stereofoam karena stereofoam memiliki nilai konduktivitas yang baik sehingga membutuhkan es yang tidak terlalu banyak y untuk mencapai p suhu terendah Ampas tebu membutuhkan jumlah es yang banyak karena ampas tebu masih belum memenuhi kriteria sebagai bahan isolator coolbox
•
Analisa Sistem Pendingin
Tempe eratur (C)
Dengan Pembebanan 40 30 20 10 0 0
1
2
3
4
5
6
7
Waktu (Jam )
• Es setelah 10 jam sebagian besar masih belum mencair. • Pada jam ke 7 baru mencapai suhu terendah yaitu 2 oC
8
9
10
Dengan Pembebanan Ikan 35 30
Te emperatur (C)
25 20 Is olator Stereofoam Is olator Bagas s e
15 10 5 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-5 Waktu (Jam)
•
Stereofoam sebagai bahan isolator membutuhkan waktu 2 jam untuk mendapatkan suhu 0 oC dan masih bisa turun sampai suhu terendahnya yaitu -1 oC.
•
Sedangkan ampas tebu sebagai isolator suhu terendah hanya 2 oC itu pun didapat setelah 7 jam lamanya.
Analisa ekonomis No
Luas
Biaya y Total
[m2]
[Rp]
Nama Bagian
1
Kulit Sisi
17,5
5.795.842
2
Kulit Alas yang Diperkuat
3,5
1.296.726
3
Geladak Cuaca
3
12 411 072 12.411.072
4
Sekat Tangki ceruk buritan dan sekat no. 2
4,1
2.753.146
5
Sekat no. 3
1
2.473.572
6
Sekat Tubrukan
3
2.628.464
24.998.822
Biaya material total untuk komponen badan kapal berinti bagasse adalah sebesar Rp. 24.998.822,- lebih mahal 269% atau 2,69 kali lipat lebih mahal daripada kapal yang dibuat dengan inti Klegecell yang hanya sebesar Rp. Rp 9.294.010,9 294 010
Pembuatan e bu coo coolbox bo • •
Biaya pembuatan coolbox isolator ampas tebu Perbandingan coolbox lain
•
Dari segi biaya material ampas tebu sebagai isolator memiliki pengeluaran biaya paling kecil yaitu Rp. 230.100,- lalu kemudian sekam dengan biaya Rp. 232.600,- dan kemudian bamboo dengan menghabiskan biaya Rp. 235.100,untuk pembuatan kotak pendingin
Kesimpulan •
Ampas tebu (bagasse) sebagai serat penguat mempunyai kekuatan tarik sebesar 0,613 Kg/mm2 atau hanya 6,13% dari syarat minimum yang diberikan BKI fiberglass. Dengan demikian ampas tebu tidak layak digunakan sebagai material inti kapal FRP. FRP
•
Biaya material kapal FRP sandwich berinti ampas tebu membutuhkan biaya sebesar Rp. 24.998.822,- lebih mahal 269% atau 2,69 kali lebih mahal daripada kapal yang dibuat dengan inti Klegecell Klegecell.
•
Nilai konduktifitas thermal ampas tebu sebesar 0.361 Btu/ft.h.oF. Sehingga bisa dikatakan bahan tersebut merupakan bahan isolasi yang belum bisa digunakan untuk lapisan isolasi pada coolbox coolbox.
•
Cool box isolator ampas tebu suhu terdinginnya hanya mampu pada 2 oC. Ikan yang disimpan dalam coolbox isolator ampas tebu selama 18 jam tidak mengalami pembusukan sehingga coolbox dengan isolator ampas tebu masih bisa digunakan sebagai tempat menyimpan ikan hasil tangkapan nelayan.
•
Biaya pembuatan coolbox dengan menggunakan isolator ampas tebu dengan ukuran 1.25 m3 adalah sebesar Rp. 230.100,- lebih murah dari bahan yang lain.
Selesai
Terima Kasih
