Studi Penggunaan Ampas Tebu Sebagai Material Inti (Core)

Kapal F R PKapal F.R.P

Oleh : Windu SetiawanNRP : 4104 100 046NRP : 4104.100.046

Latar BelakangLatar 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 penelitianAmpas tebu merupakan serat alam yang akan dilakukan penelitian

pemanfaatannya pada kapal FRP :1. Bahan kulit kapal2. Bahan isolator coolbox fishf

TujuanTujuan• 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 t h i f t t b b i i l t i t di i d• Mengetahui pemanfaatan ampas tebu sebagai isolator sistem pendingin pada kapal

• Menentukan biaya material berinti ampas tebu sebagai bahan alternatif

Batasan MasalahBatasan MasalahKapal FRP yang ditinjau adalah sebagai berikut :

i S d b• Jenis = Speed boat• Length Over All (LOA) = 8.70 m• Length of Water Line (LWL) = 8.0 m• Breadth (B) = 2.40 m( )• Height (H) = 1.10 m• Draught (D) = 0.60 m• Top Speed (V) = 35 knotsB d k l t diti j d l h b i b ik tBadan kapal cepat yang ditinjau adalah sebagai berikut :• Kulit sisi• Kulit alas• Geladak cuaca• SekatAturan klasifikasi adalah Biro Klasifikasi Kapal (BKI) Fiberglass 1996.

Aspek teknis yang ditinjau adalah sebagai berikut :Aspek teknis yang ditinjau adalah sebagai berikut :

• Tidak membahas reaksi kimia yang terjadi pada proses pembuatan material.• Tidak membahas persoalan teknik pasca pembuatan (perawatan dan reparasi)p p p (p 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 sudut atau sambungan• Dinding insulasi adalah datar tidak memperharikan 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 jam orang lamanyaTidak membahas biaya lain seperti biaya operasional, jam orang, lamanya pembuatan dan biaya perawatan pasca pembuatan

• Harga material insulasi yang diperhitungkan adalah pada saat material tersebut didapat dari produsen

Tinjauan PustakaTinjauan Pustaka• Material Komposit• Pembentuk Material Komposit• Pemanfaatan Ampas Tebu

– Di Mesir telah diadakan penelitian bahwa ampas tebu dapat dimanfaatkan p p psebagai 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 yangdan 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)1998)

Ampas tebu sebagai bahan isolator coolboxp g

• 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 penyimpananB b i filt i– Beban infiltrasi 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 transmisibeban kalor yang diakibatkan oleh panas yang ditrasmisikan kedalam ruangan pendingin karena adanya perbedaan temperatur serta pengaruh dari penyinaran matahari

– Beban pendingin total– Beban pendingin total

Metode PenelitianMetode Penelitian• Pembuatan serat alam• Pembuatan spesimen uji tarik, uji tekuk dan uji thermal• Pengujin kekuatan dan konduktivitas thermal• Pembuatan kotak pendingin ikan (Cool Box)Pembuatan kotak pendingin ikan (Cool Box)

Analisa TeknisAnalisa TeknisNo Uji

Depth Width Length A F σ

(mm) (mm) (mm) (mm2) (N) (Mpa)(mm) (mm) (mm) (mm ) (N) (Mpa)

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

Persyaratan minimal yang diijinkan BKI Fiberglass adalah 10 Kg/mm2

6.133333

Persyaratan minimal yang diijinkan BKI Fiberglass adalah 10 Kg/mm . Sedangkan komposit bagasse hanya 0.613 Kg/mm2

• Kuat tarik serat alam yang lainKuat tarik serat alam yang lain

Laminate Kuat Tarik (Kg/mm2)Laminate Kuat Tarik (Kg/mm2)

Serat Bagasse 0.613

Woven Roving 800 10.122

Serat Karung 1.978

Serat Enceng Gondok 0.204

Serat Abaka 1.667

Konduktivitas Thermal Ampas Tebuo du v s e p s ebu

Grafik Konduktivitas Thermal Ampas Tebu

0 34

y = 0.724x‐0.2045

R2 = 0.901

0 290.3

0.310.320.330.34

uktifitas Therm

al 

(Btu/h.ft.F)

0.270.280.29

0 20 40 60 80 100 120

Temperatur (oC)

Kondu (

• 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• Perbandingan dengan serat lain

• Beban pendingin terkecil adalah isolator stereofoam karena stereofoam memiliki nilai konduktivitas yang baik sehingga membutuhkan es yang tidak terlalu banyak untuk mencapai suhu terendahy p

• Ampas tebu membutuhkan jumlah es yang banyak karena ampas tebu masih belum memenuhi kriteria sebagai bahan isolator coolbox

Analisa Sistem PendinginAnalisa Sistem Pendingin

Dengan Pembebanan

20

30

40

erat

ur (C

)

0

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tem

pe

• Es setelah 10 jam sebagian besar masih belum mencair.

Waktu (Jam)

• Pada jam ke 7 baru mencapai suhu terendah yaitu 2 oC

Dengan Pembebanan Ikan

25

30

35

10

15

20

empe

ratu

r (C)

Isolator Stereofoam

Isolator Bagasse

0

5

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Te

• Stereofoam sebagai bahan isolator membutuhkan waktu 2 jam untuk

-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• Sedangkan ampas tebu sebagai isolator suhu terendah hanya 2 C itu pun didapat setelah 7 jam lamanya.

Analisa ekonomisAnalisa ekonomis

Luas Biaya TotalNo Nama Bagian

y

[m2] [Rp]

1 Kulit Sisi 17,5 5.795.842

2 Kulit Alas yang Diperkuat 3,5 1.296.726

3 Geladak Cuaca 3 12 411 0723 Geladak Cuaca 3 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 9 294 010yang dibuat dengan inti Klegecell yang hanya sebesar Rp. 9.294.010,-

Pembuatan coolboxe bu coo 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 FRPdigunakan sebagai material inti kapal 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 Klegecelldaripada kapal yang dibuat dengan inti 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 coolboxdigunakan untuk lapisan isolasi pada 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 tebumengalami 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• Biaya pembuatan coolbox dengan menggunakan isolator ampas tebu dengan ukuran 1.25 m3 adalah sebesar Rp. 230.100,- lebih murah dari bahan yang lain.

SelesaiSelesai

Terima KasihTerima Kasih