skripsi me141501 perancangan cold storage pada …

i

SKRIPSI – ME141501

PERANCANGAN COLD STORAGE PADA PALKA KAPAL IKAN 30

GT DENGAN ISOLASI DARI BAHAN CAMPURAN HDPE DAN

SEKAM PADI

Sulfia Anizar A S NRP 04211440000059 Dosen Pembimbing Ir. Agoes Santoso, M.Sc. M.Phil

DEPARTEMEN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2018

i

SKRIPSI – ME 141501

PERANCANGAN COLD STORAGE PADA PALKA KAPAL IKAN 30 GT DENGAN ISOLASI DARI BAHAN CAMPURAN HDPE DAN SEKAM PADI Sulfia Anizar A S NRP 04211440000059

Dosen Pembimbing Ir. Agoes Santoso, M.Sc. M.Phil

DEPARTEMEN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2018

ii

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

iii

SKRIPSI – ME 141501

COLD STORAGE DESIGN AT FISHING VESSEL 30GT WITH ISOLATION OF MIXED MATERIALS HDPE AND RICE HUSK Sulfia Anizar A S NRP 04211440000059

Supervisors Ir. Agoes Santoso, M.Sc. M.Phil

DEPARTEMEN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2018

iv


vi


viii


ix

Perancangan Cold Storage Pada Palka Kapal Ikan 30 GT Dengan Isolasi Dari

Bahan Campuran HDPE dan Sekam Padi

Nama Mahasiswa : Sulfia Anizar A S

NRP : 04211440000059

Departemen : Teknik Sistem Perkapalan ITS

Dosen Pembimbing 1 : Ir. Agoes Santoso, M.Sc. M.Phil

Abstrak

Pada proses penangkapan ikan membutuhkan beberapa perlengkapan alat, hal yang

paling penting dalam penangkapan ikan adalah tempat dimana ikan itu akan ditampung.

Tempat penampungan ikan sementara pada kapal biasa disebut lubang palkah atau cold

storage. Bahan isolasi pada palka kapal ikan yang sering digunakan adalah polyurethane.

Namun biaya penggunaan dan pembuatan isolasi ini membutuhkan biaya yang mahal,

sehingga diperlukan alternatif baru untuk insulasi palka (cold storage) pada kapal ikan

yang lebih terjangkau dan mampu menahan suhu yang lebih lama pada cold storage. Dari

beberapa penelitian mengenai bahan alternatif untuk isolasi kapal perikanan tradisional

telah dilakukan. Untuk menindak lanjuti penelitian yang telah dikembangkan, maka

dilakukan pengembangan isolasi dengan perancangan cold storage pada kapal ikan 30

GT menggunakan bahan murni HDPE dengan campuran sekam padi. HDPE atau High

Density Polyethylene ini digunakan secara luas dalam pembuatan kemasan makanan, tas,

pipa plastik, dan insulasi kabel listrik. Polietilena ini termasuk jenis termoplastik yang

terbuat dari minyak bumi dengan densitas sebesar kurang lebih 0.94 gr/m3. Tugas akhir

pada perancangan isolasi untuk cold storage kapal ikan memiliki tujuan untuk

mengetahui kemampuan komposit campuran HDPE dan sekam padi melalui pengujian

konduktivitas termal dan massa jenis, mengetahui komposisi yang cocok untuk prototipe

dan melakukan perancangan melalui pembuatan prototipe isolasi pada cold storage. Dari

pengujian konduktivitas termal dan massa jenis didapatkan perbandingan terbaik pada

komposisi 50:50 dengan nilai sebesar 0.77 W/mK, sedangkan untuk massa jenis sebesar

0.69 gr/cm3. Pada percobaan prorotipe cold storage dilakukan dengan beban pendingin

es batu sebanyak 0,5 kg dan ikan laut jenis ekor kuning. Kotak prototipe mampu

mempertahankan suhu dibawah 10 oC selama 17 jam dan mampu menjaga suhu hingga

25 oC selama 24 jam dengan suhu lingkungan antara 25 – 31 oC. Biaya yang dikeluarkan

untuk pembuatan isolasi dari bahan campuran HDPE dan sekam padi sebanyak Rp

156.252.608,00.

Kata kunci : HDPE, Sekam Padi, Cold Storage, Konduktivitas Termal

x


xi

Cold Storage Design at Fishing Vessel 30GT With Isolation Of Mixed Materials

HDPE and Rice Husk

Name of Student : Sulfia Anizar A S

NRP : 04211440000059

Department : Marine Engineering

Supervisor 1 : Ir. Agoes Santoso, M.Sc. M.Phil

Abstract

In the process of fishing requires some equipment, the most important thing in fishing is

where the fish will be accommodated. Temporary fish shelters on boats are commonly

called cold storage. The insulation material on the cold storage of a fishing vessel that is

often used is polyurethane. However, the cost of using and making of this isolation is

expensive, so a new alternative to cold storage is needed on the more affordable fishing

vessels that can withstand longer temperatures in cold storage. From several studies on

alternative materials for traditional fishing vessel isolation has been done. To follow up

the research that has been developed, then carried out the development of insulation with

cold storage design on the 30 GT fishing vessels using pure HDPE with mixed rice husks.

HDPE or High Density Polyethylene is widely used in the manufacture of food

packaging, bags, plastic pipes, and electrical cable insulation. This polyethylene includes

a thermoplastic type made from petroleum with a density of approximately 0.94 g / m3.

The final project on isolation design for cold storage fishing vessels has the objective of

knowing the composite capability of mixed HDPE and rice husk through thermal

conductivity and density testing, knowing suitable compositions for prototype and

designing through the manufacture of isolation prototype in cold storage. From thermal

conductivity test and density, the best comparison of 50:50 composition with value of

0.77 W / mK was obtained, while for density was 0.69 gr / cm3. In the cold storage

prototype experiments carried out with ice cooling ice loads of 0.5 kg and yellow tail fish

species. The prototype box is able to maintain temperatures below 10 oC for 17 hours and

is able to keep temperatures up to 25 oC for 24 hours with an ambient temperature

between 25 - 31 oC. Costs incurred for the manufacture of insulation of mixed material

HDPE and rice husk as much as Rp 156.252.608,00.

Keywords : HDPE, Rice Husk, Cold Storage, Thermal Conductivity

xii


xiii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya, sehingga penulis mampu menyelesaikan

Tugas Akhir yang berjudul “Perancangan Cold Storage Pada Palka Kapal Ikan 30 GT

Dengan Isolasi Dari Bahan Campuran HDPE Dan Sekam Padi” dengan baik dan

tepat waktu. Dimana tugas akhir ini diajukan sebagai salah satu syarat kelulusan program

studi sarjana di Departemen Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan,

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Penulis menyadari, dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan

dan dukungan dari banyak pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan rasa

terimakasih yang mendalam kepada pihak-pihak di bawah ini :

1. Kedua orang tua penulis, Ibu Runtung Tri Karyani dan Bapak Sunyoto yang

terus memberikan doa, dukungan dan menjadi penyemangat penulis dalam

melakukan aktifitas selama perkuliahan dan penulisan tugas akhir ini.

2. Para saudara penulis, M. Rosi Saosa Abimanyu dan Rayhan Fabio Dhiya’ Ulhaq

yang memberikan semangat, hiburan dan warna baru serta semangat dalam

kehidupan penulis.

3. Bapak Ir. Agoes Santoso, M.Sc. M.Phil selaku dosen pembimbing penulis yang

senantiasa memberikan bimbingan, bantuan serta motivasi pada saat proses

penelitian dan pembelajaran baik di perkuliahan maupun diluar perkuliahan.

4. Bapak Raja Oloan Saut Gurning, ST., M.Sc., Ph.D selaku dosen wali penulis

yang selalu senantiasa mendidik dan memberikan bimbingan kepada penulis

selama masa perkuliahan yang berkaitan dengan sikap, kerja keras, sopan

santun, disiplin serta bertanggung jawab bagi penulis.

5. Bapak Dr. Eng. Badrus Zaman, ST., MT selaku kepala Departemen Teknik

Sistem Perkapalan yang sudah memberikan ilmu baik materi perkuliahan

maupun diluar perkuliahan yang dapat menjadi pembelajaran bagi penulis.

6. Seluruh dosen, tenaga kependidikan serta manajemen Departemen Teknik

Sistem Perkapalan FTK – ITS.

7. Keluarga kecil DENSUS 86 yang menjadi sahabat penulis dari awal masa

perkuliahan hingga saat ini yang selalu memberi hiburan dan kisah hidup baru

bagi penulis.

8. Sahabat Bidadari Surga : Ulfa Octa, Khoirun Nisa’ dan Elin Putri yang telah

menjadi sahabat terbaik di dunia bagi penulis dalam segala hal.

9. Kabinet HIMASISKAL ASIK 2016/2017 : Faishal Afif, Azizah, Dinar, Salsa,

Firman, Isom, Abyan, Syauqi, Akang Naufal, Barok, Rayka, Christopher,

Salvin, Rizal, Arif, Azis, Rivaldi, Joel, dan Bagus yang senantiasa memberi

semangat, motivasi, pengalaman baru dan warna warni kehidupan selama

dikampus

10. Badan Pengurus Harian HIMASISKAL ASIK 2016/2017 yang telah

memberikan romansa kekeluargaan didalam berorganisasi bagi penulis selama

perkuliahan.

xiv

11. Seluruh kawan-kawan pejuang akhir bidang MMS tercinta yaitu Ikbar, Dannet,

Pemal, Horas, Sabil dll yang selalu mewarnai kehidupan di semester akhir serta

telah memberikan dukungan secara mental dan fisik untuk bisa bersama-sama

menguatkan penulis dalam pengerjaan tugas akhir.

12. Seluruh kawan-kawan bidang MPP yaitu Linggar, Hanifan, Wafiq, Ipu dll yang

telah membantu dalam pengerjaan tugas akhir ini.

13. Kawan kepanitian GERIGI 2016 Kakak Pendamping Provinsi Sumatera Barat

yang telah memberikan semangat serta doa dalam pengerjaan tugas akhir ini.

14. Kawan seperjuangan angkatan MERCUSUAR ’14 tersayang yang turut

berjuang bersama untuk bisa menyelesaikan tugas akhir ini.

15. Kawan-kawan Rumpi Cantik : Nur Azizah, Dinar, Kirana, Puteri, Halimah,

Yuniar, dan Shanty yang selalu mewarnai hari-hari penulis dengan keceriaan

dan memberikan semangat tiada hentinya dikala sedih maupun senang dan

selalu menjadi penghibur dan menjadi tempat curhat penulis.

16. Tiga Serangkai tercinta : M. Syahirul Mubarok dan Raka Sukma sahabat penulis

yang selalu menjadi teman curhat, memberikan hiburan serta selalu tidak sedih

dan keberatan apabila direpotkan oleh penulis.

17. Perempuan-perempuan terbaik Superwoman angkatan 2014 yang menjadi

squad wanita terkuat diangkatan 2014.

18. Seluruh keluarga besar MERCUSUAR ’14 yang selalu mendukung dan

membantu selama perkuliahan di tahun pertama hingga tahun terakhir di

Departemen Teknik Sistem Perkapalan.

19. Seluruh kakak tingkat BISMARCK ’12 yang telah memberikan bimbingan dan

wawasan yang luas bagi penulis, kepada kakak tingkat BARAKUDA ’13

sebagai kaka tingkat terdekat yang sudah memberikan pengalaman

berorganisasi dan memberikan ilmu yang bermanfaat selama ini, serta Salvage

’15 dan Voyage ’16 sebagai adik tingkat yang selalu mensupport dan

mendoakan penulis dalam proses pengerjaan tugas akhir ini.

20. Kepada pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu, terima kasih atas segala

bantuan dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa penelitian yang dilakukan dalam tugas akhir ini jauh

dari sebuah kesempurnaan, oleh karena itu kritik dan saran sangat terbuka untuk

membangun dan kebaikan bersama kedepannya bagi penulis.

Akhir kata, penulis berharap semoga apa yang tertulis dalam tugas akhir ini dapat

memberikan manfaat bagi penulis khususnya maupun pembaca pada umumnya.

Surabaya, Juli 2018

Penulis

xv

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................ v LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................... vii KATA PENGANTAR .................................................................................................xiii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xvii DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xix BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1 1.2 Perumusan Masalah .......................................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah ............................................................................................... 2 1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 2 1.5 Manfaat ............................................................................................................. 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 3 2.1 Definisi Kapal Perikanan .................................................................................. 3 2.2 Ruang Palka ...................................................................................................... 4 2.3 Pengertian HDPE (High Density Polyethylene) ............................................... 6 2.4 Sekam Padi ....................................................................................................... 9 2.5 Xylene ............................................................................................................. 10 2.6 Perpindahan Kalor .......................................................................................... 12 2.7 Konduktivitas Termal ..................................................................................... 14 2.8 ASTM E1225 – 3 ............................................................................................ 15

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................... 19 3.1 Metodologi Penelitian ..................................................................................... 19 3.2 Perumusan Masalah ........................................................................................ 20 3.3 Studi Literatur ................................................................................................. 20 3.4 Pembuatan Spesimen ...................................................................................... 21 3.5 Pengujian Spesimen ........................................................................................ 21 3.6 Pembuatan Prototype ...................................................................................... 23 3.7 Pelaksanaan Percobaan ................................................................................... 24 3.8 Analisa dan Pembahasan ................................................................................ 24 3.9 Kesimpulan ..................................................................................................... 24

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ................................................................ 25 3.1 Spesimen Komposit ......................................................................................... 25 3.2 Pengujian Komposit ........................................................................................ 27 4.3 Pengujian Prototype Cold Storage ................................................................. 41 4.4 Perhitungan Matematis Distribusi Temperatur Prototype ............................... 45 4.5 Perhitungan Biaya ........................................................................................... 47

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 53 5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 53 5.2 Saran ................................................................................................................ 54

DAFTAR PUSTAKA................................................................................................... 55 LAMPIRAN 1

LAMPIRAN 2

BIODATA PENULIS

xvi


xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Biji Plastik Jenis High Density Poliethylene (HDPE)................................. 7 Gambar 2.2 Sekam Padi................................................................................................ 10 Gambar 2.3 Skema Pengujian ASTM E1225 – 3 ......................................................... 15 Gambar 2.4 Desain Alat Pengujian ............................................................................... 16 Gambar 3.1 Diagram Alur Pengerjaan Tugas Akhir .................................................... 19 Gambar 3.2 Lanjutan Diagram Alur Pengerjaan Tugas Akhir ..................................... 20 Gambar 3.3 Alat Pengujian Konduktivitas Termal ....................................................... 22 Gambar 3.4 Desain Protoype Cold Storage Pada Palka Kapal Ikan 30 GT ................. 23 Gambar 4.1 Spesimen Uji Konduktivitas Termal dan Massa Jenis. (a)Komposisi 50:50

(b)Komposisi 60:40 (c)Komposisi 70:30 .................................................. 26 Gambar 4.2 Perangkat Alat Pengujian Konduktivitas Termal ...................................... 28 Gambar 4.3 Grafik pengujian konduktivitas termal ..................................................... 38 Gambar 4.4 Spesimen Uji Massa Jenis ......................................................................... 39 Gambar 4.5 Grafik Hasil Perhitungan Massa Jenis ...................................................... 41 42 Gambar 4.6 Prototype Cold Storage ............................................................................. 42 Gambar 4.7 Grafik perbandingan pengujian prototype ................................................ 44 Gambar 4.8 Grafik Laju Perpindahan Kalor ................................................................. 46

xviii


xix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karateristik HDPE ........................................................................................... 8 Tabel 2.2 Perbandingan Tegangan dan Tarik NDU dan DU ........................................... 8 Tabel 2.3 Komposisi Sekam Padi .................................................................................... 9 Tabel 2.4 Properties dari xylene .................................................................................... 11 Tabel 2.5 Konduktivitas Termal Bahan ......................................................................... 14 Tabel 4.1 Kebutuhan Spesimen Uji Konduktivitas Termal dan Massa Jenis ................ 25 Tabel 4.2 Data Pengujian Konduktivitas Termal Spesimen 50:50 ................................ 28 Tabel 4.3 Data Pengujian Konduktivitas Termal Spesimen 60:40 ................................ 29 Tabel 4.4 Data Pengujian Konduktivitas Termal Spesimen 70:30 ................................ 29 Tabel 4.5 Konduktivitas Termal Spesimen 50 : 50 ....................................................... 32 Tabel 4.6 Konduktivitas Termal Spesimen 60:40 ......................................................... 34 Tabel 4.7 Konduktivitas Termal Spesimen 70 : 30 ....................................................... 37 Tabel 4.8 Konduktivitas Termal Setiap Spesimen ......................................................... 38 Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Massa Jenis ...................................................................... 40 Tabel 4.10 Pengukuran Temperatur Prototype isolasi Cold Storage ............................ 42 Tabel 4.11 Perhitungan Perpindahan Panas Pada Prototype ......................................... 45 Tabel 4.12 Ukuran Utama Kapal Purse Sein 30 GT ...................................................... 47 Tabel 4.13 Harga barang satuan di pasar ....................................................................... 47 Tabel 4.14 Perhitungan volume luar pada palkah 1 ....................................................... 48 Tabel 4.15 Perhitungan volume dalam pada palkah 1 ................................................... 48 Tabel 4.16 Kebutuhan Produksi Pada Palkah 1 ............................................................. 49 Tabel 4.17 Perhitungan Volume Luar Pada Palkah 2 .................................................... 49 Tabel 4.18 Perhitungan volume dalam pada palkah 2 ................................................... 50 Tabel 4.19 Kebutuhan produksi pada palkah 2.............................................................. 50 Tabel 4.20 Perhitungan Volume Luar Pada Palkah 3 .................................................... 51 Tabel 4.21 Perhitungan Volume Dalam Pada Palkah 3 ................................................. 51 Tabel 4.22 Kebutuhan Produksi Pada Palkah 3 ............................................................. 52 Tabel 4.23 Perhitungan Untuk Biaya Pekerja ................................................................ 52 Tabel 4.24 Total Biaya Pembuatan Insulasi .................................................................. 52

xx


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Hasil penangkapan ikan merupakan salah satu jenis pangan yang perlu mendapat

perhatian sekarang ini. Penggunaan isolator atau bahan penyekat panas dalam palka kapal

ikan sangat mempengaruhi kualitas dari ikan yang diangkut, hal ini karena isolator

mampu menjaga suhu pada ruang palka. Dalam proses penangkapan ikan, nelayan-

nelayan tradisional yang lama melautnya one day one fishing terkadang hanya membawa

es balok untuk mengawetkan ikan hasil tangkapan agar tetap segar saat tiba di darat atau

pelabuhan. Namun penggunaan es balok masih kurang efektif karena memiliki banyak

kelemahan, salah satunya adalah cepat mencair. Selain itu, penggunaan es balok

membutuhkan ruang yang cukup banyak, hal ini mempengaruhi penempatan hasil

tangkapan.

Ada beberapa cara agar es balok tidak mudah mencair, yaitu dengan cara

penggunaan isolasi pada palka kapal ikan tradisional. Penggunaan palka berinsulasi dapat

menghambat pencairan es balok selama proses penangkapan. Penggunaan insulasi dapat

mempertahankan jumlah es balok mencapai 20-30% bahkan dapat mencapai 50% saat

proses pendaratan dan pembongkaran. (Nasution,2014). Bahan isolasi pada kapal ikan

yang sering digunakan adalah polyurethane. Polyurethane merupakan bahan campuran

antara karet dan plastik yang memiliki keunggulan stabil dalam temperatur dingin dan

panas. Namun biaya penggunaan dan pembuatan insulasi ini membutuhkan biaya yang

mahal, sehingga diperlukan alternatif baru untuk insulasi palka (cold storage) pada kapal

ikan yang lebih terjangkau.

Beberapa penelitian mengenai bahan alternatif untuk insulasi kapal ikan

tradisional telah dilakukan. Dalam tugas akhir yang membahas tentang penggunaan

limbah serbuk kayu sebagai polyurethane pada insulasi palka kapal ikan tradisional

dengan komposisi 40 : 60 mampu mempertahan es balok hingga mencair pada jam ke-

34. Dalam tugas akhir yang membahas tentang penggunaan campuran sekam padi dengan

perekat semen putih dengan komposisi 1 : 1 masih belum mampu menyetarakan

konduktivitas thermal dari bahan styrofoam.

Dari beberapa pengembangan insulasi pada kapal ikan tradisional diperlukan

penelitian lebih lanjut untuk isolasi pada palka kapal ikan. Penggunaan HDPE ini sangat

aman untuk makanan karena memiliki standar food grade. Untuk menindak lanjuti

penelitian yang telah dikembangkan, maka penulis ingin mengembangkan isolasi dengan

perancangan cold storage pada kapal ikan 30 GT menggunakan bahan murni HDPE

dengan campuran sekam padi. Tugas akhir pada perancangan ini bertujuan untuk

mengukur ketebalan isolasi pada cold storage kapal ikan 30 GT bergantung pada lamanya

waktu berlayar dan mengetahui efektivitas dari penggunaan HDPE dan sekam padi

dengan bahan yang biasa digunakan pada cold storage. Dari penelitian ini penulis

berharap bahwa material HDPE dan sekam padi dapat menjadi bahan alternatif sebagai

isolasi cold storage pada kapal ikan.

2

1.2 Perumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ada tiga, yaitu :

1. Bagaimana kemampuan komposit campuran HDPE dan sekam padi melalui

pengujian?

2. Bagaimana perbandingan campuran HDPE dengan sekam padi yang optimal

sebagai isolasi cold storage pada palka kapal ikan 30GT?

3. Bagaimana perancangan cold storage pada palka kapal ikan 30 GT dengan

menggunakan isolasi dari bahan HDPE dengan sekam padi?

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dibuat agar lingkup penelitian ini lebih fokus, yaitu:

1. Dalam penelitian ini hanya berfokus pada pengujian konduktivitas termal dari

bahan biji plastik HDPE dengan sekam padi.

2. Data kapal dalam perancangan cold storage menggunakan kapal ikan 30 GT.

3. Dalam penelitian hanya berfokus pada pembuatan prototype.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui kemampuan komposit campuran HDPE dan sekam padi melalui

pengujian.

2. Mengetahui perbandingan campuran HDPE dengan sekam padi yang optimal

sebagai isolasi cold storage pada palka kapal ikan 30GT.

3. Membuat perancangan cold storage pada palka kapal ikan dengan

menggunakan isolasi dari bahan campuran HDPE dengan sekam padi.

1.5 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Dalam penelitian ini diharapkan penggunaan campuran bahan HDPE dengan

sekam padi dapat bermanfaat untuk nelayan tradisional sebagai isolator pada

cold storage di kapal ikan.

2. Sebagai inovasi dan bahan alternatif pendingin ikan yang efektif dikapal ikan

30 GT.

3. Mengurangi limbah sekam padi yang ada di masyarakat.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Kapal Perikanan

Kapal merupakan kendaraan untuk mengangkut barang dan penumpang pada

daerah yang memiliki wilayah perairan tertentu. Konstruksi kapal memiliki fungsi

tertentu bergantung pada tiga faktor utama, yaitu jenis (macam) kargo yang di bawa,

material pembuatan kapal, dan daerah operasi (pelayaran) kapal. Sesuai dalam pasal 1

undang-undang nomor 31 tahun 2004 tentang perikanan, menyatakan bahwa “kapal

perikanan adalah kapal, perahu, atau alat apung lain, yang di pergunakan untuk

melakukan penangkapan ikan, mendukung operasi penangkapan ikan, pembudidayaan

ikan, pengangkutan ikan, pelatihan perikanan,dan penelitian atau eksplorasi perikanan.”

Kapal pengangkut ikan adalah kapal yang secara khusus dipergunakan untuk mengangut

ikan, termasuk memuat, menampung, menyimpan, mendinginkan, atau mengawetkan

ikan. (Furkanudin, 2008)

Purse seine adalah alat yang digunakan untuk menangkap ikan pelagis yang

membentuk gerombolan. Ikan yang menjadi tujuan penangkapan dari purse seine adalah

ikan – ikan “pelagic shoaling species” yang berarti ikan – ikan tersebut haruslah

membentuk gerombolan, berada di dekat dengan permukaan air dan sangatlah diharapkan

pula gerombolan ikan tersebut tinggi, yang berarti jarak ikan dengan ikan lainnya

haruslah sedekat mungkin. Prinsip penangkapan ikan dengan purse seine adalah

melingkari gerombolan ikan dengan jaring, sehingga jaring tersebut membentuk dinding

vertical, dengan demikian gerakan ikan kearah horizontal dapat dihalangi. Setelah itu,

bagian bawah jaring dikerucutkan untuk mencegah ikan lari kebawah jaring.

Satuan armada penangkapan ikan adalah kelompok kapal perikanan yang

dipergunakan untuk menangkap ikan jenis pelagis yang bermigrasi dan dioperasikan

dalam satu kesatuan system operasi penangkapan atau dalam satu keatuan manajemen

usaha, yang terdiri dari kapal penangkap ikan, kapal pembantu penangkap ikan, dan kapal

pengangkut ikan, atau kelompok kapal pengangkut ikan dalam suatu manajemen usaha

penangkapan. (Wibawa, n.d.)

Kapal ikan dibagi berdasarkan alat tangkapnya, yaitu :

a. Kapal pukat hela

Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan pukat hela yang dilengkapi

dengan salah satu atau beberapa perlengkapan penangkapan ikan berupa

pangsi pukat, penggantung, tempat peluncur dan batang rentang.

b. Kapal pukat cincin

Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan pukat cincin yang dilengkapi


blok daya, derek tali kerut, sekoci kerja dan tempat peluncur.

c. Kapal penggaruk

Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap penggaruk yang

dilengkapi dengan salah satu atau beberapa perlengkapan penangkapan ikan

berupa pangsi penggaruk dan batang rentang.

4

d. Kapal jaring angkat

Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap jaring angkat yang


berupa pangsi jaring angkat, batang rentang depan dan belakang serta lampu

pengumpul ikan.

e. Kapal jaring insang

Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap jaring insang yang


berupa pangsi penggulung jaring.

f. Kapal pemasang perangkap

Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap perangkap yang


berupa pangsi penarik tali tangkap.

g. Kapal pancing (Rawai Tuna atau Longline)

Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan pancing yang dilengkapi


penarik/penggulung tali (line hauler), pengatur tali, pelempar tali, bangku

umpan, ban berjalan, bak umpan hidup atau mati dan alat penyemprot air.

2.2 Ruang Palka

Palka merupakan suatu ruangan didalam kapal yang memiliki fungsi sebagai

penyimpanan ikan sementara hasil tangkapan selama berlayar. Keuntungan terbesar dari

suatu operasi penangkapan ikan adalah dengan memperbanyak hasil tangkapan dan

memaksimalkan usaha mempertahankan tingkat dari kesegaran ikan sampai ke tangan

konsumen. Hal ini bertujuan agar mendapat harga jual yang tinggi per satuan berat ikan.

Bentuk palka secara umum dibedakan menjadi dua, yaitu berbentuk ruang empat persegi

dan berbentuk mengikuti bentuk badan kapal dibagian dasar dan atau sisi samping.

Persyaratan palka kapal ikan di bagi menjadi 4 bagian, antara lain sebagai berikut:

1. Persyaratan teknis, yang harus dipenuhi oleh palka adalah mampu

meminimalkan pengaruh panas yang masuk ke dalam palka. Panas yang masuk

ke dalam palka akan memperbesar beban pendinginan. Akibatnya, penurunan

suhu tubuh ikan menjadi lebih lama dan usaha menstabilkan suhu ruang

penyimpanan juga menjadi terganggu karena adanya fluktuasi.

2. Persyaratan ekonomis, ukuran ruang palka jangan terlalu luas, tetapi juga jangan

terlalu sempit. Luas palka harus disesuaikan dengan kemampuan kapal dalam

beroperasi dan menangkap ikan. Ruang yang terlalu luas dan tidak sesuai dengan

hasil tangkapan yang diperoleh akan menyebabkan banyak ruang yang kosong

tidak terisi. Semakin luas ruang palka maka panas juga semakin besar sehingga

media pendingin yang diperlukan lebih banyak. Dengan demikian, biaya

pendinginan menjadi lebih besar.

3. Persyaratan sanitasi dan higienis, palka ikan harus memiliki sistem sanitasi dan

higienis yang baik. Hal ini bertujuan agar palka dapat dibersihkan dengan mudah,

5

baik sebelum, maupun sesudah penyimpanan ikan. Palka yang kotor dapat

menjadi sumber bersarangnya bakteri dan mikroorganisme lain. Sementara ikan

merupakan bahan pangan yang sangat mudah terkontaminasi, terutama oleh

bakteri. Oleh karena itu, permukaan palka yang mungkin bersinggungan

langsung dengan ikan harus dibuat dari bahan-bahan yang kedap air, mudah

dibersihkan, dan mempunyai permukaan yang halus.

4. Persyaratan biologis, palka harus dibuat dengan drainase yang baik untuk

mengeluarkan air lelehan es, lendir, dan darah yang mungkin yang terkumpul di

dasar palka. Selama penyimpanan dalam palka, es yang digunakan dalam

penanganan ikan akan mencair dan air lelehan ini akan melarutkan kotoran-

kotoran dan darah ikan. Air lelehan tersebut, jika tidak dikeluarkan, akan

menggenangi dasar palka dan menjadi sumber pencemaran yang serius karena

dalam air tersebut banyak mengandung bakteri.

Penggunaan palka pada kapal ikan sudah semakin maju, salah satunya adalah

penggunaan palka yang diisolasi atau biasa disebut dengan cold storage. Pemakaian

palka berisolasi ini bertujuan untuk menekan sekecil mungkin penggunaan es balok

sehingga ruang untuk menampung ikan akan lebih banyak. Keuntungan dengan

penggunaan palka berisolasi yaitu pengurangan beban pengangkutan kapal ke tempat

penangkapan, pemanfaatan banyak ruang untuk keperluan yang lainnya, dan penguran

biaya dalam pendinginan ikan.

Palka berinsulasi adalah tempat atau wadah yang dibuat dengan lapisan

kekedapan yang dapat menghambat laju perpindahan panas untuk menjaga suhu didalam

wadah/tempat yang bersifat tetap (fixed) ataupun dapat dipindahkan (portable) dari dan

ke kapal perikanan yang bertujuan untuk mempertahankan kualitas hasil tangkapan.

(Hidayat, 2017). Manfaat dari penggunaan palka berinsulasi yaitu menghemat sistem

pendingin es dan mutu kesegaran ikan dapat dipertahankan, meningkatkan harga jual

ikan, waktu operasi penangkapan ikan lebih lama, memperkecil tingkat kerusakan ikan

hasil tangkapan, meningkatkan pendapatan nelayan. Tipe dan ukuran dari cold storage

ditentuka oleh kebutuhan pendingin atau beban yang harus dihitung berdasarkan produk

dan kebutuhan storage. Beban pendingin sangat sensitif terhadap produk yang akan di

pertahankan temperaturnya didalam storage. (Parenden, 2012).

Beberapa faktor yang menentukan beban pendingin adalah sebagai berikut :

1. Ukuran dari cold storage sendiri

2. Tipe dari produk yang akan didinginkan

3. Temperatur dari produk ketika dimasukan kedalam cold storage

4. Temperatur optimum storage yang dipakai untuk mendinginkan produk

5. Letak atau lokasi dari pada cold storage

6. Karakteristik peralatan pendingin

7. Penggunaan manajemen praktis untuk mengoperasikan cold storage

Beberapa bahan yang dapat digunakan sebagai bahan insulasi antara lain :

1. Udara tidak bergerak, udara diam yang mati terkurung di antara dinding rangkap

sejajar dan lembaran logam adalah bahan insulasi yang paling baik. Besarnya

6

arus panas total yang melintasi rongga udara itu adalah jumlah dari arus panas

oleh radiasi, konversi dan konduksi. Sekali terjadi arus konversi dan radiasi

panas udara akan berubah menjadi bahan insulasi yang jelek.

2. Gabus, merupakan bahan insulasi dalam bentuk butiran atau lembaran, berpori,

rongga udara terkurung dan halus. Bahan ini tidak tahan terhadap api dan

serangga.

3. Kayu, kayu yang kering adalah bahan insulasi yang baik tetapi apabila kayu ini

lembab akan menjadi konduktor. Kayu hanya efektif sebagai dinding palka,

sehingga perlu diisi dengan bahan insulasi jenis lain antara dua lapis dinding.

4. Fiberglass, adalah gelas atau kaca dalam bentuk serat fleksibel. Bersifat tahan

api, tahan panas, tidak berbau dan tahan terhadap serangga.

5. Mineralwool, adalah bahan yang berisi sel udara halus. Tahan tehadap api dan

dapat diperoleh dalam bentuk butiran dan lembaran. Dalam penggunaannya

perlu dilindungi dengan bahan kedap air.

6. Styrofoam, merupakan bahan yang memiliki konduktivitas yang sangat rendah,

ringan, tahan terhadap serangga, tidak mudah lapuk, tahan terhadap asam encer

dan alkali pekat, tidak tahan terhadap pelumas dan bensin, terbakar dengan

lambat dan mudah dikeringkan.

7. Foamglass, merupakan matrik gelas yang terkurung masa sel gas yang sangat

halus. Tahan terhadap api, tahan terhadap uap air dan tahan terhadap serangga

dan

8. Polyurethane, merupakan bahan yang memiliki permeabilitas yang baik, tahan

terhadap bahan kimia, pelumas dan pelarut, lazimnya bahan dapat terbakar, tetapi

dibuat tahan api, dapat dipasok dalam bentuk panel, dipasang di tempat,atau

disemprotkan.

2.3 Pengertian HDPE (High Density Polyethylene)

Polyethylene (PE) adalah salah satu bahan mentah yang terutama digunakan

untuk gas dan distribusi air diseluruh dunia. Sejak perkembangannya di tahun 1954

sampai sekarang, terjadi kemajuan besar pada keandalan material HDPE. Dari generasi

pertama PE 63 ketiga, PE 100 diperkenalkan ada tahun 1989 oleh Solvay Polyolefi

(sekarang Ineos Polyolefins), polietilena telah menjadi salah satu bahan baku yang

mendominasi untuk gas dan distribusi air. Karena bahan kimia yang memiliki tingkat

resistansi yang baik, dan juga merupakan bahn pilihan untuk banyak aplikasi industri.

HDPE (High Density Polyethylene) adalah material polietilena termoplastik berdensitas

tinggi (0,941 ≤ densitas < 0,965) yang merupakan gabungan dari carbon dengan

hydrogen atom dan membentuk suatu produk dengan berat molekul tinggi. (Wilogo,

2017).

High density polyethyelene adalah thermoplastik material yang terdiri dari atom

karbon dan hidrogen yang membentuk prduk berat molekul. HDPE memiliki kimia fisik

berupa gas metana yang diubah menjadi etilen, kemudian dengan adanya panas dan

tekanan menjadi polyethylene. Rantai polimer yang dimiliki 500.000 hingga 1.000.000

7

unit karon panjang. Molekul rantau pendek dan/atau panjang dengan polimer molekul

rantai utama, semakin panjang rantai utama maka semakin besar jumlah atom dan

mengakibatkan semakin besar berat molekulnya. Berat molekul dan jumlah cabang

menentukan banyaknya sifat mekanik dan kimia darii produk polietilena. HDPE adalah

bahan viskoelastik non-linear dengan sifat tergantung waktu. ASTM D 3350

mengklasifikasikan polietilena berdasarkan kepadatan sebagai berikut :

1. High-density polyethylene (0.941 < density < 0.965)

2. Low-density polyethylene (0.910 < density < 0.925)

3. Medium-density polyethylene (0.926 < density < 0.94)

Bahan PE yang masih jarang digunakan adalah homopolimer dengan densitas >

0.965 dan very low density polyethylene (VLDPE) dengan densitas < 0.910. Kekuatan

lentur dan kekuatan tarik meningkat sesuai dengan kepadatan bahan, yang akan

mengakibatkan meningkatnya kerapuhan dan menurunkan ketahanan retak. Laju alir

leleh merupakan parameter yang terkait dengan berat molekul rata-rata rantai resin

polimer melalui ukuran standar dibawah kondisi tekanan tertentu dan suhu dala jangka

waktu sepuluh menit. Semakin besar panjang molekul maka semakin besar pula berat

molekul. Ketika dilakukan pengujian konduksi dengan memberikan tekanan beban sesuai

standar yaitu 47.6 lb (21.6 kg) pada suhu 374oF (190oC), laju alir leleh yang dihasilkan

disebut Melt Index (MI). Dimana semakin besar visositas, semakin rendah nilai indeks

leburnya. Melt index (MI) yang lebih rendah memiliki kekuatan tarik yang lebih besar

dan ketahanan retak tegangan yang lebih besar, namun semakin rendah nilai MI maka

semakin besar energi yang dibutuhkan pada suhu untuk mengekstraksi resin polietilena.

PE memiliki modulus lentur, yaitu kekakuan material yang sebagian strukturnya atau

ketahanan elemen struktural dibawah penerapan beban. Semakin besar kekakuan lentur

semakin besar ketahanan lentur dan semakin besar tekanan lenturnya.

Gambar 2.1 Biji Plastik Jenis High Density Poliethylene (HDPE)

Sumber: http://gpsplastik.com

Biji plastik yang ditunjukkan pada Gambar 2.1 merupakan salah satu dari

berbagai jenis biji plastik high density poliethyelene. Menurut katalog perpipaan milik

PT. Langgeng Makmur Industri Tbk, bahan polietilena merupakan salah satu

pengembangan material thermo plastic yang memiliki sifat meleleh saat dipanaskan dan

http://gpsplastik.com/

8

akan mengeras apabila didinginkan. Selain itu bahan ini terbuat dari minyak bumi yang

didesain memiliki densitas atau massa jenis yang tinggi yaitu 0.94 gr/cm3. Artinya, ikatan

molekul pada material lebih kuat sehingga tak mudah rusak karena satu dan beberapa hal.

Hal ini membuat bahan HDPE memiliki standard food grade atau material dapat

digunakan untuk jaringan perpipaan air bersih layak minum.

Tabel 2.1 Karateristik HDPE

Sumber : Dahnia, 2003

Pada Tabel 2.1 merupakan deskripsi dari karakteristik HDPE menurut Dahnia,

dimana densitas HDPE pada suhu 200C sebesar 0.93 – 0.96, HDPE dapat melunak pada

suhu 123 – 1270C, titik lebur yang dimiliki HDPE sebesar 125 – 1350C, tidak memiliki

permeabilitas gas (kemampuan yang dimiliki pleh suatu zat untuk meloloskan sejumlah

partikel yang menembus atau melaluinya). Senyawa polietilen ini sudah digunakan

secara luas, misalnya dalam pembuatan kemasan makanan, tas, pipa plastik dan insulasi

kabel listrik. HDPE adalah jenis plastik yang memiliki sifat lebih kuat dan tahan terhadap

suhu yang tinggi, selain itu bahan ini juga dapat didaur ulang dan ramah lingkungan, hal

ini dikarenakan bahan HDPE memiliki urutan ke dua pada simbol daur ulang. Selain

memiliki densitas yang tinggi, tahan terhadap kimia, dan panas, plastik HDPE ini juga

memiliki ketahanan terhadap tegangan dan tarikan.

Tabel 2.2 Perbandingan Tegangan dan Tarik NDU dan DU

No.

Tegangan Tarik

HDPE [N/mm2]

Regangan Tarik

HDPE [%]

Perbedaan NDU dengan

DU Teg. & Reg. Tarik

NDU DU NDU DU Teg. Tarik

[N/mm2]

Reg. Tarik

[%]

1 21.4 14.5 3 3.3 6.9 0.3

2 21.4 13.8 5 6.6 7.6 1.6

3 22.7 14 6 3 8.7 3

4 21.4 15.8 3 3.3 5.6 0.3

5 20.2 13.2 2 5 6.9 3

6 22.7 13.8 6 3.3 9.6 2.7

7 21.4 13.8 4 3.3 8.9 0.7

Rerata 21.72 14.08 4.5 3.88 7.63 0.613 Sumber : Suyadi, 2009

No Deskripsi HDPE

1 Densitas pada suhu 200C

(g/cm2) 0,93 – 0,96

2 Suhu melunak (0C) 123 – 127

3 Titik melebur (0C) 125 – 135

4 Permeabilitas gas -

5 Nitrogen 3

6 Oksigen 11

7 Gas karbon 43

9

Pada tabel 2.2 merupakan hasil eksperimen dan uji ketahanan tegangan dan

tarikan yang dibedakan antara Non Daur Ulang (NDU) dengan Daur Ulang (DU) yang

menunjukkan bahwa plastik jenis HDPE ini mampu untuk menjadi bahan baku insulasi

cold storage palka kapal ikan. Ketahanan material yang dimiliki oleh plstik jenis

polietilen ini terhadap air dan berat jenisnya yang lebih ringan dari air membuat material

ini menjadi pilihan yang baik dalam pembuatan insulasi. Jenis plastik HDPE ini dapat

dibentuk dengan cetakan dan metode ekstrusi, dalam proses fabrikasi yaitu dengan cara

dilelehkan pada suhu diatas 100oC.

2.4 Sekam Padi

Sekam padi merupakan kulit dari bulir padi yang telah dipisahkan dari biji padi

berupa lembaran yang kering, kasar dan tidak dapat dimakan. Menurut Badan Pusat

Statistika (2015), Indonesia menghasilkan padi sebanyak 75 juta ton. Saat proses

penggilingan dihasilkan sekam sebanyak 20 – 30 %, dedak 8 – 12 % dan beras giling 52

% bobot awal gabah (Hsu dan Lum, 1980). Untuk saat ini penggunaan sekam padi hanya

sebatas sebagai sumber silika, penghasil pelarut berupa minyak, sebagai bahan bakar, dan

bahan pengampelas. Penggunaan sekam padi masih sangat terbatas karena bersifat

abrasif, nilai nutrisi rendah, dan kandungan abu yang tinggi, sehingga biasanya sekam

padi akan dibakar untuk dijadikan abu untuk mengurangi volumenya. Dari pembakaran

sekam padi ini akan menghasilkan pencemaran lingkungan, oleh karena itu perlu adanya

inovasi untuk mengurangi pembakaran sekam padi, namun tetap mempunyai nilai jual

yang tinggi.

Bagi Indonesia sebagai salah satu negara agraris penghasil beras, sekam padi

merupakan limbah sisa penggilingan padi yang jumlahnya sangat melimpah. Sekam padi

yang selama ini secara tradisional banyak dimanfaatkan pada pembuatan abu gosok, batu

bata serta pengeraman ayam, kini telah mampu menghasilkan ratusan megawatt listrik

dan komoditas silika atau karbon. (SOEMOWIDAGDO, 2009)

Tabel 2.3 Komposisi Sekam Padi

(Sumber : Houston, 1972)

No Komponen %Berat

1 H2O 2,4 – 11,35

2 Crude Protein 1,7 – 7,26

3 Crude Fat 0,38 – 2,98

4 Ekstrak Nitrogen Bebas 24,7 – 38-79

5 Crude Fiber 31,37 – 49,92

6 Abu 13,16 – 29,04

7 Pentosa 16,94 – 21,95

8 Selulosa 34,34 – 43,80

9 Lignin 21,40 – 46,97

10

Pada tabel 2.3 dijelaskan beberapa komposisi dari kandungan sekam padi

menurut Houston, diantaranya yaitu H2O, crude protein, crude fat, ekstrak nitrogen

bebas, crude fiber, abu, pentosa, selulosa, dan lignin. Sebagaimana tumbuh-tumbuhan

lain, sekam padi juga mempunyai kandungan silika yang tinggi. Konsentrasi silika dapat

ditemukan pada keadaan sekam padi atau tumbuhan kering, yang besarnya tergantung

dari jenis tanah tempat tumbuhan padi tumbuh, jenis tanaman dan juga tergantung dari

iklim dimana tumbuhan padi tumbuh. Konsentrasi silika pada sekam kering berkisar 21,

5 % dari berat, dan 12 % pada daun keringnya. (Wibowo, 2008)

Gambar 2.2 Sekam Padi

Sumber : interiordesignassist.wordpress.com

Pada gambar 2.2 merupakan bentuk dari sekam padi, sekam padi mempunyai

berat sekitar 20 % dari bagian kering yang keras dari padi, maka total jumlah silika dalam

sekam padi dapat mencapai 4 % dari total berat padi kering. Setiap tahunnya produksi

sekam padi dunia mencapai 80 juta ton, maka silika yang dihasilkan per tahunnya adalah

3,2 juta ton. Sekam padi memiliki karakteristik tidak mudah menyusut,tidak terpelintir,

bengkok, terbelah dan melengkung. Sekam padi juga kuat, kaku, lurus, ringan dan harga

yang terjangkau. Selain itu, sekam padi memiliki ukuran partikel yang lebih kecil, ukuran

stabil, memilliki permukaan yang kuat, tahan air dan tahan terhadap tekanan. Sekam padi

memiliki konduktivitas termal yang rendah, yaitu 0,034 sehingga bisa dijadikan sebagai

bahan isolasi yang baik. Sekam adi merupakan limbah hasil pertanian yang masih bisa

dimanfaatkan secara langsung. Baik dapat digunakan sebagai komponen bahan bangunan

rumah, peredam panas dan tempat penyimpanan, seperti untuk membuat meja, ceiling,

cold storage maupun fire wall (Wibowo, 2008). Dalam tugas akhir ini sekam padi akan

dihaluskan menjadi tepung sekam padi yang digunakan sebagai bahan komposit dari

plastik HDPE.

2.5 Xylene

Xylene adalah zat kimia yang memiliki rumus C6H4(CH3)2 yang memiliki nama

lain xylol dan dimetilbenzene. Xylene memiliki berat molekul 106,17 gram/mol dengan

komposisi karbon (C) sebesar 90,5% dan hydrogen (H) 9,5%. Xylene memiliki tiga

isomer yaitu ortho-xylene, meta-xylene dan para-xylene. Xylene merupakan cairan tidak

berwarna yang dihasilkan dari minyak bumi atau aspal cair dan sering digunakan sebagai

pelarut dalam industry. (G.A. Jacobson dan S. McLean, 2003).

https://interiordesignassist.wordpress.com/2015/03/28/wood-composites/

11

Xylene pada aspal cair pertama kali ditemukan pada pertengahan abad ke 19.

Nama dari xylene berasal dari bahasa latin “wood xulon” karena xylene dapat diperoleh

juga dari hasil destilasi kayu tanpa adanya oksigen. (Richard L.Myers, 2007). Xylene

merupakan hidrokarbon aromatic yang secara luas digunakan dalam industry dan

teknologi medis sebaga pelarut. (Langman JM, 1994). Properties dari xylene dapat dilihat

pada tabel 2.4.

Tabel 2.4 Properties dari xylene

Item Properties

Berat molekul (g) 106

Titik leleh -48°C

Titik didih 137 sampai 144°C

Densitas, g/cm3 Pada 20°C: 0,860

Keadaan fisik Cair

Warna Tidak berwarna

Bau Sweet

Solubility:

Air

Solven organic

Insoluble

Pada 25°C: 0,013 g/100 1 (130 ppm)

Larut dengan alcohol, eter, dan organik cair

lainnya

Tekanan uap Pada 7,5°C: 2,50 mm Hg

Pada 20°C: 6,16 mm Hg

Pada 21°C: 6,72 mm Hg

Konstanta hukum

Henry

Not Available

Plash point 0C (°F) 37,8 (100) tag open cup (Emission Inventory Branch, 1994)

Xylene teroksidasi dimana gugus methyl berubah menjadi gugus karbosilat.

Ortho-xylene akan membentuk phthalic acid sedangkan para-xylene akan membentuk

terephthalic acid. Terephthalic acid adalah salah satu bahan dalam pembuatan polyesters.

Terephthalic acid dapat bereaksi dengan ethylene glycol yang membentuk ester

polyethylene terephthalate (PET). Bahan PET merupakan bahan plastik yang digunakan

sebagai wadah makanan. Perkiraan penggunaan xylene diseluruh dunia mencapai 30 juta

ton pertahun. (Richard L.Mayers, 2007).

Beberapa lembaga internasional telah menentukan nilai ukuran toksisitas untuk

cairan kimia xylene. ACGIH mementukan nilai 100 ppm selama 8 jam untuk batas TWA

dan 150 ppm selama 15 menit untuk STEL. NIOSH menetapkan angka yang sama untuk

TWA yaitu 100 ppm atau sekiar 435 mg/m3 dan 150 ppm atau sekitar 655 mg/m3 untuk

STEL. OSHA menetapkan hal yang sama untuk TWA yaitu 100 ppm atau sekitar 435

mg/m3. Kementrian tenaga kerja menetapkan nila ambang batas sebesar 434 mg/m3

selama 8 jam. Nilai ambang batas adalah konsentrasi dari zat, uap, atau gas dalam udara

yang dapat dihirup selama 8 jam per hari selama 5 hari/minggu, tanpa menimbulkan

gangguan kesehatan yang berarti. (Soemanto Imamkhasani, 1990).

12

Xylene dapat masuk kedalam tubuh manusia dengan beberapa jalur, seperti oral,

inhalasi maupun dermal. Pemaparan melalui oral untuk kasus xylene sering terjadi

dikarenakan kurang higienis para pekerja setelah menggunakan atau setelah terpapar

xylene. Xylene memiliki karakteristik mudah menguap dan uap xylenen dapat terabsorbsi

dengan cepat melalui paru-paru. Pemaparan melalui inhalasi akan mengiritasi saluran

pernapasan , penggunaan xylene dengan dosis yang terlalu tinggi akan mengiritasi

hidung, tenggorokan hingga paru-paru. Pemaparan melalui dermal menyebabkan kulit

mengalami kerusakan berupa larutnya lemak oleh xylene, hal ini dikarenakan larutan

xylene mudah larut dalam lemak.

2.6 Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor atau heat transfer adalah ilmu yang mempelajari tentang

perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu diantara benda atau

material. Ilmu perpindahan kalor tidak hanya menjelaskan bagaimana energi kalor

berpindah dari satu benda ke benda lain, tetapi juga dapat meramalkan laju perpindahan

yang terjadi pada kondisi-kondisi tertentu. Ilmu perpindahan kalor melengkapi hukum

pertama termodinamika, yaitu dengan memberikan beberapa kaidah percobaan yang

dapat dimanfaatkan untuk menentukan perpindahan energi. Perpindahan kalor terjadi

ketika panas atau kalor bergerak yang mengakibatkan penukaran panas dan akan berhenti

ketika kedua media yang berinteraksi telah memiliki temperatur yang sama. Mekanisme

perpindahan kalor memiliki tiga cara perpindahan yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi

Apabila suatu benda terdapat gradien suhu maka akan terjadi perpindahan

energi dari bagian bersuhu tinggi ke bagian bersuhu rendah. Energy

berpindah secara konduksi atau hantaran dan laju perpindahan panas itu

berbanding dengan gradien suhu normal. Konduksi adalah perpindahan kalor

atau panas melalui perantara dimana zat perantara tidak ikut berpindah,

dengan arti lain yaitu perpindahan kalor pada suatu zat tanpa disertai dengan

perpindahan partikel-partikelnya. Perpindahan panas konduksi atau hantaran

adalah perpindahan energi dari bagian yang bersuhu tinggi ke bagian yang

bersuhu rendah didalam media diam (padat atau cair) dengan melintasi

media tersebut terdapat perbedaan temperatur atau temperatur gradien.

Kerugian energi yang diakibatkan oleh perpindahan panas konduksi melalui

dinding yang sebagai pemisah antara ruangan dengan udara luar. Untuk

mengetahui besarnya proses perpidahan kalor digunakan hukum Fourier

untuk menghitung besarnya energi yang dipindahkan persatuan waktu.

2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas melalui aliran di mana zat perantaranya

ikut berpindah. Jika partikel berpindah dan mengakibatkan kalor merambat,

maka terjadilah konveksi. Perpindahan kalor secara konveksi ini terjadi pada

zat cair dan gas. Kecepatan udara yang ditiupkan ke plat panas iniakan

mempengaruhi laju perpindahan kalor. Gradien suhu bergantung pada laju

fluida, kecepatan yang tinggi akan menyebabkan gradient suhu yang besar

pula dan gradient suhu bergantung dari medan aliran. Perpindahan kalor

konveksi bergantung kepasa viskositas fluida samping ketergantungannya

13

kepada sifat-sifat termal fluida. Hal ini dapat dimengerti karena viskositas

mempengaruhi profil kecepatan dan mempengaruhi laju perpindahan energi

didaerah dinding.

3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat perantar, terkadang disertai

cahaya. Radiasi dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam

bentuk partikel atau gelombang. Salah satu karakteristik radiasi adalah

memiliki panjang gelombang, yaitu jarak dari suatu puncak gelombang ke

puncak gelombang berikutnya.

Perpindahan kalor didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari suatu sistem

yang lain akibat adanya perbedaan temperatur antara kedua sistem tersebut. Besarnya

kalor yang diterima dengan cara konduksi dalam suatu bahan (Q) adalah:

Q = k . A . ΔT / x, (Watt) ……...(1)

Dimana:

k = konduktivitas termal bahan(W/cm°C), yaitu sifat bahan yang menunjukkan jumlah

kalor yang dapat mengalir melintasi satu satuan luas bahan.

A = luas penampang bahan(cm²), yaitu area yang dilewati oleh kalor yang harus diukur

tegak lurus dengan arah aliran kalor.

ΔT / x = adalah perbandingan perubahan suhu per satuan jarak (°C/cm) pada penampang

bahan, yaitu laju perubahan suhu T terhadap jarak x dalam arah aliran kalor.

Apabila diaplikasikan untuk sistem dalam palka (ruangan) seperti kapal, maka A

adalah luas permukaan total dari palka kapal, x adalah tebal dari bahan penyekat panas

palka, ΔT adalah beda temperatur antara temperatur dalam palka dan temperatur

sekitarnya, sedangkan k adalah tetapan konduktivitas panas dari bahan penyekat.

Menurut Nasution, 2014. Kalor yang dilepaskan pada saat es mencair didalam kotak

berinsulasi dengan laju perpindahan kalor adalah sebagai berikut :

Q = U . A . ΔT ……..(2)

Dan,

Q = m . c . ΔT

Q = m . 𝐿

ΔT

Q = ΔT

𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

Q = 1

𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (W/m2 oC)

Q = 1

(1

ℎ1𝐴)+(

𝑥1

𝑘1𝐴1)+(

𝑥2

𝑘2𝐴2)+(

1

ℎ2𝐴2)

Dimana :

Q = Laju perpindahan panas (kkl)

c = Kalor spesifik (es = 0.53 cal/kg oC dan air = 1 cal/kg oC)

h1 = Didalam palka berinsulasi (20 W/m2 oC)

h2 = Air dingin didalam palka (5 W/m2 oC)

14

2.7 Konduktivitas Termal

Indikator utama dalam menentukan kualitas bahan dari suatu insulasi adalah

dengan melakukan pengujian konduktivitas termal. Konduktivitas termal atau kehantaran

termal adalah seberapa cepat kalor mengalir dalam bahan tertentu. Konduktivitas termal

merupakan besaran yang menyatakan kemampuan suatu material dalam menghantarkan

suatu panas. Nilai konduktivitas termal suatu bahan tentunya berbeda-beda. Hubungan

nilai konduktivitas termal dengan kemampuan menghantarkan panas adalah sebanding.

Artinya semakin besar nilai konduktivitas termalnya, maka semakin besar kemampuan

dalam menghantarkan panas.

Pada umumnya konduktivitas termal sangat tergantung pada suhu. Energi kinetik

molekul ditunjukkan oleh suhunya, pada bagian bersuhu tinggi molekul-molekul

memiliki kecepatan yang lebih tinggi dari pada molekul yang berada pada suhu rendah.

Molekul-molekul selalu berada dalam gerakan rambang atau acak, saling bertumbukan

satu sama lain, dimana terjadi pertukaran energi dan momentum. Jika suatu molekul

bergerak dari daerah suhu tinggi kedaerah bersuhu rendah, maka molekul mengangkut

energi kinetik ke bagian sistem yang suhunya lebih rendah. Nilai konduktivitas

menunjukkan berapa cepat kalor mengalir dalam bahan tertentu. Semakin cepat molekul

maka semakin cepat pula mengangkut energi. Energi termal dihantarkan dalam zat padat

melalui getaran kisi (lattice vibration) atau dengan angkutan melalui elektron bebas.

Dalam konduktor listrik yang baik terdapat elektron bebas yang bergerak didalam

struktur kisi bahan-bahan, maka elektron dapat mengangkut muatan listrik dan dapat

puamembawa energi termal dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah.

Konduktivitas termal beberapa zat ditunjukkan dalam Tabel 2.5.

Tabel 2.5 Konduktivitas Termal Bahan

No Material Density

(kg/m³)

Konduktivitas termal

(W/m°C)

1 Wood soft 350 – 740 0.11 - 0.16

2 Wood hard 370 - 1100 0.11 – 0.255

3 Plywood 530 0.14

4 Aluminum alloy 2740 221

5 Mild steel 7800 45.3

6 Fiberglass reinforce

plastic

64 – 144 0.036

7 High tensile

polyethylene

- 0.5

8 Kulit baja kapal - 0.72

9 Rongga udara - 0.107

10 Styrofoam - 0.033

11 Plester beton - 0.72

12 Jenis kayu - 0.15

13 Serat material - 0.039

14 Lempengan gabus - 0.043

15 Polystyrene - 0.03

16 Polyurethane - 0.025

15

No Material Density

(kg/m³)

Konduktivitas termal

(W/m°C)

17 Plaster aspal gips - 0.056

18 Udara diam - 0.103

19 Serut gergajian - 0.065

20 Ampas Tebu - 0.046

21 Sabut Kelapa - 0.054

22 Sekam Padi - 0.034

23 Jerami - 0.08

2.8 ASTM E1225 – 3

ASTM E1225 – 3 merupakan standar yang digunakan untuk menentukan

konduktivitas termal pada keadaan steady state. Pengujian ini efektif digunakan pada

material yang memiliki konduktivitas termal rata-rata dengan rentang 0,2 < λ > 200 W/m

dengan rentang temperatur antara 90 sampai 1300 K. Apabila digunakan nilai diluar

rentang tersebut akan mengakibatkan penurunan akurasi pada penentuan nilai

konduktivitas thermal.

Pengujian ini dilakukan dengan cara memasukkan spesimen uji dibawah beban

antara dua spesimen dari bahan sifat termal yang diketahui. Gradien suhu terbentuk

ditumpukkan uji dan kehilangan panas diminimalkan dengan penggunaan longitudinal

yang memiliki gradien suhu yang hampir sama. Pada kondisi ekuilibrum, konduktivitas

termal berasal dari gradien suhu yang diukur pada masing-masing spesimen dan

konduktivitas termal bahan referensi.

Gambar 2.3 Skema Pengujian ASTM E1225 – 3

16

Dalam proses pengujian konduktivitas termal memiliki alat uji terdiri dari

berbagai komponen peralatan yang memiliki fungsi tersendiri yang disusun menjadi satu

sistem alat uji kondukivitas termal. Komponen tersebut meliputi spesimen uji, heater dan

panel box. Spesimen uji dikhususkan untuk mengukur konduktivitas termal material yang

padat dengan ketebalan berkisar 0.02 sampai 10 mm. Selain itu diperlukan sensor

temperatur jenis thermocouple jenis K yang mampu beroperasi pada rentang suhu 0-

1370oC. Penempatan thermocouple tersebut adalah enam buah pada parameter bar : hot

meter bar tiga buah (T1, T2, dan T3) dan cold meter bar tiga buah (T4, T5, dan T6), satu

buah pada sisi luar thermal jacket dan satu berfungsi sebagai kontrol suhu heater.

Gambar 2.4 Desain Alat Pengujian

Gambar 2.4 merupakan desain dari alat pengujian yang digunakan untuk

pengujian konduktivitas termal. Spesimen uji yang telah dijadi diletakkan pada alat uji

diantara cold meter bar dan hot meter bar, kemudian ditunggu beberapa jam sampai suhu

dalam keadaan steady. Setelah suhu berada pada keadaan steady, spesimen uji dapat

diukur nilai konduktivitas termalnya. Berikut adalah keterangan dari gambar 2.44 :

1. Tuas penekan

2. Base plat atas

3. Vertical rods

4. Load cell

5. Case pendingin

6. Base plat tengah

7. Linear bearing

9. Sampel uji

10. Hot meter-bar

11. Thermocouple

12. Set heater

13. Isolasi heater

14. Base plat bawah

15. Kaki-kaki

17

8. Cold meter-bar

18

“Halaman Ini Sengaja Dikosongkan”

19

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian adalah rangka dasar dalam membuat suatu penelitian

yang akan dibuat. Metodologi tersebut mencakup semua kegiatan yang akan

dilakukan untuk memecahkan masalah atau untuk melakukan proses dalam

menganalisa permasalahan yang ada pada tugas akhir. Adapun tahapan-tahapan dalam

pengerjaan bisa dilihat pada Gambar 5 dan Gambar 6.

Gambar 3.1 Diagram Alur Pengerjaan Tugas Akhir

Mulai

Perumusan Masalah

Studi Literatur

Pembuatan Spesimen

Hasil pengujian sesuai dengan

standar

A

Jurnal Paper Tugas Akhir

Sesuai

Tidak Sesuai

20

Gambar 3.2 Lanjutan Diagram Alur Pengerjaan Tugas Akhir

3.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah merupakan tahap awal dalam pelaksanaan skripsi. Tahap

ini merupakan tahap yang paling penting, dimana pada tahap inilah mengapa suatu

permasalahan yang ada harus dipecahkan sehingga layak untuk dijadikan bahan dalam

skripsi. Pencarian masalah dilakukan dengan cara menggali informasi mengenai

masalah yang terjadi pada saat ini. Dari tahap ini juga, tujuan mengapa skripsi ini

dikerjakan dapat diketahui. Dalam skripsi ini, masalah yang akan dibahas dan

dipecahkan adalah penggunaan palstik jenis HDPE dengan campuran sekam padi

untuk insulasi cold storage pada kapal ikan.

3.3 Studi Literatur

Setelah suatu permasalahan dalam tugas akhir ini telah diketahui, maka proses

selanjutnya adalah studi literatur. Pada tahap ini meliputi pencarian referensi

permasalahan-permasalahan yang ada beserta solusinya dan juga mempelajari kedua

hal tersebut untuk diimplementasikan pada tugas akhir ini, sehingga jelas apa saja

yang harus dilakukan agar permasalahan tersebut dapat terpecahkan. Studi literatur

dapat dilakukan dengan cara melalui paper, jurnal, tugas akhir, dan buku yang

berhubungan dengan permasalahan yang akan dipecahkan.

Pembuatan prototype cold storage

Percobaan

Analisa dan Pembahasan

Pembuatan Laporan & Kesimpulan

Selesai

A

21

3.4 Pembuatan Spesimen

Pada tahapan ini dilakukan proses perancangan untuk cold storage pada palka

kapal ikan 30 GT dengan pembuatan spesimen dari bahan campuran HDPE dan sekam

padi. Spesimen akan digunakan pada saat pengujian dan mendapatkan komposisi yang

paling baik antara campuran HDPE dan sekam padi. Pembuatan spesimen ini terdiri

dua pengujian yaitu pengujian konduktivitas termal dan pengujian massa jenis bahan.

3.4.1. Bahan dan Peralatan Dalam proses pembuatan spesimen terdapat bahan dan peralatan yang

digunakan dalam eksperimen, yaitu :

a. Biji plastik HDPE

b. Sekam padi

c. Xylene

d. Cetakan tabung dari bahan besi yang digunakan untuk pengujian

spesimen konduktivitas termal dan massa jenis

e. Oven

f. Aluminium foil

g. Gelas ukur

h. Timbangan digital

3.4.2. Pembuatan Spesimen Uji Konduktivitas Termal dan Massa Jenis Spesimen untuk pengujian konduktivitas termal bertujuan untuk

menentukan nilai konduktivitas termal bahan campuran HDPE dengan

sekam padi. Spesimen untuk pengujian massa jenis bertujuan untuk

mengetahui densitas dari bahan campuran HDPE dengan sekam padi.

Proses dalam pembuatan spesimen meliputi :

a. Sekam padi dihaluskan hingga menjadi serbuk sekam padi.

b. Biji plastik HDPE dan serbuk sekam padi diletakkan kedalam wadah

dan dicampur dengan larutan xylene dengan volume 50 – 90 ml.

Pelarut xylene berfungsi untuk mempercepat pelelehan plastik HDPE.

c. Biji plastik HDPE dan serbuk sekam padi yang telah dicampur dengan

xylene kemudian dipanaskan dengan suhu 1500C selama 45 menit

menggunakan oven.

d. Setelah dipanaskan, plastik HDPE dan serbuk sekam padi diaduk

hingga homogen. Kemudian dimasukkan kedalam cetakan berbentuk

tabung dan ditekan agar bentuk spesimen menjadi lebih rapi.

e. Dalam pencampuran serbuk sekam padi dan biji plastik HDPE

menggunakan perbandingan 30:70, 40:60, dan 50:50.

f. Spesimen yang telah jadi dijemur di ruangan terbuka selama 72 jam

untuk menghilangkan kandungan xylene pada material.

3.5 Pengujian Spesimen

Pengujian spesimen pada tahap ini meliputi pengujian konduktivitas termal

dan massa jenis. Pengujian konduktivitas termal dilakukan dengan menggunakan

metode steady state yang merujuk pada standar ASTM – E 1225.

22

3.5.1 Pengujian Konduktivitas Termal

Pengujian konduktivitas termal untuk spesimen dilaksanakan di

Laboratorium Rekayasa Termal, Departemen Teknik Mesin FTI – ITS.

Dalam proses pengujian konduktivitas termal spesimen uji diletakkan pada

mesin penguji, yaitu dengan mengapit kedua sisi atas dan bawah dari

spesimen dengan tembaga yang berbentuk tabung. Kemudian dibagian atas

spesimen dipanaskan oleh pemanas (heater) dengan menggunakan tembaga.

Alat pengujian tersebut dilapisi oleh bahan kapuk agar kalor yang

ditransferkan tidak terlalu banyak yang terbuang. Pada alat pengujian terdapat

kabel yang tersambung pada termokopel yang berfungsi sebagai pengukur

suhu yang ditransfer oleh pemanas.

Gambar 3.3 Alat Pengujian Konduktivitas Termal

Pada Gambar 3.3 merupakan alat yang digunakan dalam pengujian

konduktivitas termal. Dalam pengujian tersebut memiliki dua metode yaitu

pengukuran untuk konduktiviitas termal bahan konduktor dan pengukuran

konduktivitas termal bahan isolator. Dalam proses penagmbilan data

memerlukan waktu hingga 2,5 jam. Data konduktivitas termal bahan dapat

diambil ketika suhu dari spesimen telah konstan. Terdapat 5 titik suhu yang

diambil dalam proses pengujian yaitu T1, T2, T3 yang merupakan suhu dari

komposit spesimen atau isolator dan T4,T5 yang merupakan suhu dari bahan

konduktor.

3.5.2 Pengujian Massa Jenis

Pengujian massa jenis ini bertujuan untuk mengetahui berapa besar

densitas dari bahan campuran HDPE dan sekam padi. Pada proses pengujian

ini, komposit yang berbentuk tabung ditimbang menggunakan timbangan

digital. Setelah mengetahui berapa berat dari tiap spesimen, dihitung massa

jenis bahan menggunakan rumus massa jenis.

23

3.6 Pembuatan Prototype

Tahap ini merupakan proses perancangan prototype cold storage dengan

dimensi 24 cm x 24 cm x 24 cm dengan ketebalan setiap sisinya adalah 3 cm. Untuk

desain pembuatan prototype dapat dilihat pada Gambar 3.4. Dalam pembuatan

prototype memerlukan alat dan bahan sebagai berikut :

1. HDPE

2. Sekam padi yang sudah dihaluskan

3. Xylene

4. Oven

5. Aluminium foil

6. Cetakan berukuran 24 cm x 24 cm dengan ketebalan 3 cm untuk membentu

komposit bahan

Gambar 3.4 Desain Protoype Cold Storage Pada Palka Kapal Ikan 30 GT

Penentuan komposisi prototype ditentukan dari hasil dari pengujian konduktivitas

termal dan massa jenis spesimen. Setelah menemukan hasil dari pengujian, proses

selanjutnya adalah pembuatan prototype cold storage dengan dimensi yang telah

ditentukan. Proses pembuatan prototype meliputi :

1. Sekam padi dihaluskan hingga berbentuk serbuk.

2. HDPE dan serbuk sekam padi diletakkan kedalam wadah kemudian dicampur

dengan larutan kimia xylene. Komposisi dalam pencampuran ini adalah 50%:

50% berdasarkan volume cetakan, yaitu 50% HDPE dan 50% serbuk sekam

padi.

3. Campuran HDPE dan serbuk sekam padi kemudian dimasukkan kedalam

oven dan dilelehkan dengan suhu 1800C selama 2 jam.

4. Setelah proses pelelehan, campuran bahan kemudia ditekan selama 1 menit

untuk hasil yang rapi.

5. Kemudian bahan komposit dikeluarkan dan dipasang agar membentuk kotak.

24 cm

24

6. Setelah berbentuk kotak, campuran komposit dilapisi fiber agar tidak terjadi

kebocoran selama percobaan.

3.7 Pelaksanaan Percobaan

Dilakukan percobaan dari hasil desain dengan cara pembuatan prototype.

Percobaan dilakukan untuk mengetahui suhu terendah dan lama waktu yang dapat

dicapai dengan penggunaan cold storage serta kondisi ikan yang telah didinginkan.

Pada percobaan ini prototype dilapisi dengan fiber agar campuran HDPE dan sekam

padi tidak bercampur dengan ikan apabila es batu telah mencair dan merusak

kesegaran ikan yang disimpan. Temperatur dalam percobaan ini meliputi temperatur

lingkungan, temperatur prototype, temperatur ikan dan temperatur beban (es batu).

3.8 Analisa dan Pembahasan

Pada tahap ini dilakukan analisa terhadap data-data yang telah diperoleh.

Data-data yang diperoleh akan di analisa dan dibuat grafik perbandingan bahan isolasi

cold storage campuran HDPE dan sekam padi. Tahap ini dilakukan untuk mengetahui

apakah bahan campuran tersebut menghasilkan pendinginan lebih lama dan konstan

ataupun sebaliknya.

3.9 Kesimpulan

Pada tahap ini dilakukan kesimpulan dari perancangan cold storage pada kapal

ikan dengan isolasi dari bahan campuran HDPE dan sekam padi. Tujuan akhir dari

pengembangan ini yaitu untuk mengetahui tingkat efisien dan keuntungan dari

penggunaan isolasi dari bahan HDPE dengan sekam padi pada cold storage di kapal

ikan. Selain itu juga diharapkan bahan ini menjadi alternatif isolasi pada kapal ikan

dan membuat taraf hidup nelayan menjadi lebih baik.

25

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

3.1 Spesimen Komposit

Dalam pengujian insulasi cold storage kapal ikan diawali dengan pembuatan

spesimen komposit untuk pengujian konduktivitas termal dan massa jenis dengan

diameter 50 mm dan tinggi 50 mm dari bahan HDPE dan sekam padi dengan pelarut

menggunakan xylene. Pembuatan spesimen komposit terdiri dari tiga variasi, yaitu :

1. HDPE 50% dan sekam padi 50%



Dengan campuran xylene sebagai pelarut sebanyak 51-53 ml.

Tabel 4.1 Kebutuhan Spesimen Uji Konduktivitas Termal dan Massa Jenis

No HDPE Sekam

Padi

Berat

HDPE Sekam padi Xylene

1 50% 50% 38 gr 25 gr 51 ml

2 60% 40% 46 gr 20 gr 51 ml

3 70% 30% 42 gr 12 gr 53 ml

Dari Tabel 4.1 merupakan perbandingan komposisi dan kebutuhan bahan

dalam pembuatan spesimen uji. Proses pembuatan spesimen 1 dengan komposisi

50% HDPE dan 50% serbuk sekam padi dengan campuran 92,5 ml xylene masing-

masing bahan ditimbang dahulu menggunakan timbangan digital untuk menentukan

seberapa banyak bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan spesimen. Setelah

mengetahui seberapa banyak bahan yang dibutuhkan yaitu 38 gram HDPE dan 25

gram serbuk sekam padi, kemudian bahan tersebut dicampur menjadi satu dan

dimasukkan kedalam oven. Dalam proses pelelehan HDPE dan serbuk sekam padi

memerlukan waktu 45 menit dengan suhu 150oC. Setelah di oven, bahan diaduk

hingga homogen kemudian dimasukan kedalam cetakan yang berbentuk tabung dan

ditekan agar spesimen berbentuk presisi. Dalam proses pembuatan spesimen ini lebih

mudah karena perbandingannya yang seimbang, namun sekam padi yang memiliki

tekstur lembut kurang menyatu dengan HDPE. Untuk hasil dari proses pembuatan

spesimen dapat dilihat pada gambar 4.1 (a).

Spesimen ke 2 memiliki komposisi 60% HDPE, 40% serbuk sekam padi, dan

92,5 ml xylene sebagai pelarut. Proses pembuatan spesimen kedua ini hampir sama

dengan cara pembuatan pada spesimen pertama. Pada spesimen kedua diperlukan

HDPE sebanyak 46 gram dan serbuk sekam padi sebanyak 20 gram dengan larutan

xylene sebanyak 92,5 ml. Pelelehan HDPE dalam spesimen kedua lebih lama dari

spesimen pertama, yaitu selama 50 menit dengan suhu 150oC. Hal ini dikarenakan

bahan HDPE yang semakin banyak sehingga membutuhkan proses pelelehan yang

lama. Spesimen kedua memiliki tekstur yang lebih mudah merekat dibandingkan

dengan spesimen pertama karena kandungan HDPE yang lebih banyak dan juga lebih

cepat mengeras. Untuk hasil dari pembuatan spesimen ke dua dapat dilihat pada

26

gambar 4.1 (b). Spesimen ke tiga memiliki komposisi 70% HDPE, 30% serbuk

sekam padi dan 92,5 ml xylene sebagai pelarut. Langkah pembuatan spesimen ketiga

ini sama seperti pembuatan spesimen pertama dan kedua. Pada spesimen ketiga ini

diperlukan 42 gram HDPE, 12 gram serbuk sekam padi dan 92,5 ml pelarut xylene.

Dalam proses pelelehan HDPE pada spesimen ketiga ini membutuhkan waktu yang

lebih lama, yaitu 55 menit dengan suhu 150 oC. Pada spesimen ketiga ini memiliki

daya rekat lebih kuat karena kandungan HDPE sebanyak 70% dan menghasilkan

spesimen yang lebih kuat. Terjadi kendala dalam proses pembuatan, yaitu susahnya

spesimen keluar dari cetakan. Untuk hasil pembuatan spesimen ketiga dapat dilihat

pada gambar 4.1 (c).

Gambar 4.1 Spesimen Uji Konduktivitas Termal dan Massa Jenis. (a)Komposisi 50:50

(b)Komposisi 60:40 (c)Komposisi 70:30

Dari proses pembuatan spesimen pertama hingga ke tiga, pengujian spesimen uji

konduktivitas termal dan massa jenis dilakukan pada spesimen yang mengandung lebih

banyak HDPE dibanding dengan serbuk sekam padi. Pengujian konduktivitas termal

pada spesimen bertujuan untuk mengetahui nilai konduktivitas termal dari bahan.

Apabila nilai konduktivitas semakin tinggi maka kemampuan dalam menghantarkan

panas akan semakin besar. Dari hasil pengujian spesimen konduktivitas termal akan

diambil nilai yang paling rendah untuk pembuatan prototype cold storage. Pengujian

(b) (a)

(c)

27

massa jenis dilakukan dengan cara penimbangan bahan komposit dengan menggunakan

timbangan digital. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui berapa besar densitas dari

bahan komposit.

3.2 Pengujian Komposit

3.2.1 Pengujian Konduktivitas Termal Komposit

Pengujian konduktivitas termal berbahan campuran HDPE dan

sekam padi mengacu pada ASTME 1225-3. Pengujian bahan ini dilakukan

di Laboratorium Rekayasa Thermal, Departemen Teknik Mesin FTI – ITS

menggunakan metode steady state. Pada saat proses pengujian, spesimen

diapit oleh tembaga berbentuk tabung pada sisi atas dan akan dipanaskan

oleh pemanas. Alat pengujian untuk konduktivitas termal di lindungi oleh

kapuk yang bertujuan agar tidak terlalu banyak kalor yang terbuang. Nilai

konduktivitas termal akan menunjukkan kecepatan ketika terjadinya

perpindahan kalor dari tembaga atas ke spesimen dan diteruskan ke tembaga

bagian bawah. Pada pengujian, spesimen komposit diberi lubang kecil untuk

penempatan kabel T1,T2 dan T3 yang berjarak 10 mm. hal ini bertujuan

untuk mengetahui berapa besar suhu yang dimiliki oleh spesimen selama

pengujian. T4 dan T5 merupakan suhu tembaga yang digunakan apabila

terjadi error pada saat pengambilan data. Instalasi alat pengujian yang

digunakan terdiri dari berbagai komponen yang memiliki fungsi sendiri di

tiap bagiannya, kemudian disusun menjadi satu sistem alat uji konduktivitas

termal. Komponen peralatan dan penjelasannya sebagai berikut :

1. Spesimen uji, merupakan alat uji yang dikhususkan untuk mengukur

konduktivitas termal material padat dengan ketebalan antara 0.02

mm sampai 10 mm, spesimen pada pengujian ini menggunakan

ukuran dengan ketebalan 50 mm dan tinggi 50 mm.

2. Heater, dalam pengujian ini menggunakan jenis heater element

dengan daya 1000 W

3. Panel Box, didalamnya terdapat beberapa komponen yang memiliki

fungsi tersendiri. SSR berfungsi untuk mengubah daya untuk heater

dari listrik AC 220V menjadi daya DC 12 V dengan ampere 5 Ohm,

thermoset berfungsi sebagai saklar apabila suhu yang ada pada

heater telah mencapai suhu pengaturan.

Perangkat pengambilan data pada pengujian menggunakan computer untuk

mendapatkan keakuratan data, proses ini disebut dengan akuisisi data.

Perangkat yang digunakan sebagai pengolah akuisisi data sebagai berikut :

1. Sensor temperatur

Sensor temperatur yang digunakan adalah jenis thermocouple jenis

K yang mampu beroperasi pada rentang suhu 0 ~ 1370°C.

penempatan thermocouple tersebut adalah, enam buah pada meter

bar: hot meter bar tiga buah (T1, T2 dan T3) dan cold meter bar dua

buah (T4 dan T5), satu buah pada sisi luar thermal jacket, satu buat

sebagai kontrol suhu heater.

28

2. Analog to Digital Converter (ADC)

ADC yang digunakan pada proses pengujian ini menggunakan

advantech (ADAM 4018) dengan spesifikasi 6 differential dan 2

single-ended thermocouple input channel, resolution 16 bit, input

arus 4-20 mA, indikator LED, sampling rate 10 sample/second,

thermocouple jenis K.

Gambar 4.2 Perangkat Alat Pengujian Konduktivitas Termal

Gambar 4.2 merupakan perangkat yang digunakan dalam pengujian

konduktivitas termal spesimen dari bahan isolator non-logam. Dalam

pengujian konduktivitas termal didapat data sebagai berikut :

Tabel 4.2 Data Pengujian Konduktivitas Termal Spesimen 50:50

Pengambilan

ke - Volt Arus

T eks

(oC)

T1

(oC)

T2

(oC)

T3

(oC)

T4

(oC)

T5

(oC)

1 220 1.4 100 103.5 102.8 97.6 72.5 54

2 220 1.4 100 103.4 102.8 97.6 72.7 54.3

3 220 1.4 100 103.8 103 97.8 73.1 54.8

4 220 1.4 100 104 103.3 98.2 73.7 55.4

5 220 1.4 100 103.7 103.1 98.1 73.9 55.5

29


Pengambilan

ke - Volt Arus

T

eks

(oC)

T1

(oC)

T2

(oC)

T3

(oC)

T4

(oC)

T5

(oC)

1 220 1.4 100 99.7 99 93.2 68.8 63.3

2 220 1.4 100 99.7 99 93.2 68.8 63.3

3 220 1.4 100 99.9 99.3 93.7 69.4 63.9

4 220 1.4 100 100 99.2 93.8 69.6 64.2

5 220 1.4 100 99.7 99.1 93.6 69.6 64.1


Pengambi

lan ke - Volt Arus

T

eks

(oC)

T1

(oC)

T2

(oC)

T3

(oC)

T4

(oC)

T5

(oC)

1 220 1.4 100 103.3 102.5 99.7 77.9 63.1

2 220 1.4 100 103.6 102.8 99.8 78 63.2

3 220 1.4 100 104.2 103.5 100.6 78.7 63.7

4 220 1.4 100 104.3 103.6 100.7 79 64

5 220 1.4 100 104.3 103.6 100.7 79 64

Pada Tabel 4.2 merupakan data yang didapat pada saat pengujian

konduktivitas termal dari spesimen pertama dengan komposisi campuran

HDPE 50% dan sekam padi 50%. Tabel 4.3 merupakan data hasil pengujian

konduktivitas termal campuran bahan HDPE dan sekam padi dengan

komposisi perbandingan 60% : 40%. Tabel 4.4 merupakan data hasil

pengujian konduktivitas termal spesimen dengan perbandingan 70% HDPE

dan 30% sekam padi. Berdasarkan hasil pengambilan data terlihat bahwa

terjadi perbedaan temperatur pada plat pemanas, plat dingin dan temperatur

pada spesimen. Terjadi kenaikan suhu secara konstan pada setiap spesimen

Besarnya suhu yang didapat akan menunjukkan hasil pada saat perhitungan.

Dari data yang telah didapat dilakukan perhitungan untuk hasil dari

konduktivitas termal sebagai berikut :

1. Spesimen 50:50

Dalam perhitungan untuk spesimen 50:50 menggunakan rumus sebagai

berikut :

Area tembaga = 3.14 x (0.022)

= 0.001256 m2

Area spesimen = 3.14 x (0.0252)

= 0.001963 m2

Panjang tembaga = 0.09 m

Panjang spesimen = 0.01 m

30

No. Setting Thermostat (oC) K

1 75 396.892

2 100 395.316

3 125 393.872

4 150 392.564

Percobaan pertama

Kcu = (K3 – K2)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)

25 + K2

= (393.872−395.316)𝑥(103.15−100)

25 + 395.316

= 395.13

Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)

𝑙

= 395.13 𝑥 0.001256 𝑥 (103.5−102.8)

0.09

= 3.86

k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙

𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 3.86 𝑥 0.01

0.001963 𝑥 (97.6−72.5)

= 0.78

Percobaan kedua


25 + K2

= (393.872−395.316)𝑥(103.1−100)

25 + 395.316

= 395.14


𝑙

= 395.14 𝑥 0.001256 𝑥 (103.4−102.8)

0.09

= 3.31


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 3.31 𝑥 0.01

0.001963 𝑥 (97.6−72.7)

= 0.68

Percobaan ketiga


25 + K2

= (393.872−395.316)𝑥(103.4−100)

25 + 395.316

= 395.12

31


𝑙

= 395.12 𝑥 0.001256 𝑥 (103.8−103)

0.09

= 4.41


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 4.41 𝑥 0.01

0.001963 𝑥 (97.8−73.1)

= 0.91

Percobaan keempat


25 + K2

= (393.872−395.316)𝑥(103.65−100)

25 + 395.316

= 395.11


𝑙

= 395.11 𝑥 0.001256 𝑥 (104−103.3)

0.09

= 3.86


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 3.86 𝑥 0.01

0.001963 𝑥 (98.2−73.7)

= 0.80

Percobaan kelima


25 + K2

= (393.872−395.316)𝑥(103.4−100)

25 + 395.316

= 395.12


𝑙

= 395.12 𝑥 0.001256 𝑥 (103.7−103.1)

0.09

= 3.31


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 3.31 𝑥 0.01

0.001963 𝑥 (98.1−73.9)

= 0.70

32

Jadi, k = 𝑘1+𝑘2+𝑘3+𝑘4+𝑘5

5

K = 0.77

Tabel 4.5 Konduktivitas Termal Spesimen 50 : 50

Perco

baan

T

eks

(oC)

T1

(oC)

T2

(oC)

T3

(oC)

T4

(oC)

Q

cu K cu

k

(𝑊 𝑚. 𝑘⁄ )

1 100 103.5 102.8 97.6 72.5 3.86 395.

13 0.78

2 100 103.4 102.8 97.6 72.7 3.31 395.

14 0.68

3 100 103.8 103 97.8 73.1 4.41 395.

12 0.91

4 100 104 103.3 98.2 73.7 3.86 395.

11 0.80

5 100 103.7 103.1 98.1 73.9 3.31 395.

12 0.70

k 0.77

2. Spesimen 60:40

Dalam perhitungan untuk spesimen 60:40 menggunakan rumus

sebagai berikut :


= 0.001256 m2


= 0.001963 m2


Panjang spesimen = 0.01m


1 75 396.892

2 100 395.316

3 125 393.872

4 150 392.564

Percobaan pertama


25 + K2

= (395.316−396.892)𝑥(99.35−75)

25 + 395.316

= 393.78

33


𝑙

= 393.78 𝑥 0.001256 𝑥 (99.7−99)

0.09

= 3.85


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 3.85 𝑥 0.01

0.001963 𝑥 (93.2−68.8)

= 0.80

Percobaan kedua


25 + K2

= (395.316−396.892)𝑥(99.35−75)

25 + 395.316

= 393.78


𝑙

= 393.78 𝑥 0.001256 𝑥 (99.7−99)

0.09

= 3.85


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 3.85 𝑥 0.01

0.001963 𝑥 (93.3−68.8)

= 0.80

Percobaan ketiga


25 + K2

= (395.316−396.892)𝑥(99.6−75)

25 + 395.316

= 393.77


𝑙

= 393.77 𝑥 0.001256 𝑥 (99.9−99.3)

0.09

= 3.30


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 3.30 𝑥 0.01

0.001963 𝑥 (93.7−68.94)

= 0.69

34

Percobaan keempat


25 + K2

= (395.316−396.892)𝑥(99.6−75)

25 + 395.316

= 393.77


𝑙

= 393.77 𝑥 0.001256 𝑥 (100−99.2)

0.09

= 4.40


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 4.40 𝑥 0.01

0.001963 𝑥 (93.8−69.6)

= 0.93

Percobaan kelima


25 + K2

= (395.316−396.892)𝑥(99.4−75)

25 + 395.316

= 393.78


𝑙

= 393.78 𝑥 0.001256 𝑥 (99.7−99.1)

0.09

= 3.30


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 3.30 𝑥 0.01

0.001963 𝑥 (93.6−69.6)

= 0.70


5

K = 0.78

Tabel 4.6 Konduktivitas Termal Spesimen 60:40

Perco

baan

T

eks

(oC)

T1

(oC)

T2

(oC)

T3

(oC)

T4

(oC)

Q

cu K cu

k

(𝑊 𝑚. 𝑘⁄ )

1 100 99.7 99 93.2 68.8 3.85 393.

78 0.80

2 100 99.7 99 93.2 68.8 3.85 393.

78 0.80

35

3 100 99.9 99.3 93.7 69.4 3.30 393.

77 0.69

4 100 100 99.2 93.8 69.6 4.40 393.

77 0.93

5 100 99.7 99.1 93.6 69.6 3.30 393.

78 0.70

k 0.78

3. Spesimen 70:30

Dalam perhitungan untuk spesimen 60:40 menggunakan rumus sebagai

berikut :


= 0.001256 m2


= 0.001963 m2


Panjang spesimen = 0.009 m


1 75 396.892

2 100 395.316

3 125 393.872

4 150 392.564

1. Percobaan pertama


25 + K2

= (393.872−395.316)𝑥(102.9−100)

25 + 395.316

= 395.15


𝑙

= 395.15 𝑥 0.001256 𝑥 (103.3−102.5)

0.09

= 4.41


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 4.41 𝑥 0.009

0.001963 𝑥 (99.7−77.9)

= 0.93

2. Percobaan kedua


25 + K2

= (393.872−395.316)𝑥(1023.2−100)

25 + 395.316

36

= 395.13


𝑙

= 395.13 𝑥 0.001256 𝑥 (103.6−102.8)

0.09

= 4.41


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 4.41 𝑥 0.009

0.001963 𝑥 (99.8−78)

= 0.93

3. Percobaan ketiga


25 + K2

= (393.872−395.316)𝑥(103.85−100)

25 + 395.316

= 395.09


𝑙

= 395.09 𝑥 0.001256 𝑥 (104.2−103.5)

0.09

= 3.86


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 3.86 𝑥 0.009

0.001963 𝑥 (100.6−78.7)

= 0.81

4. Percobaan keempat


25 + K2

= (393.872−395.316)𝑥(103.95−100)

25 + 395.316

= 395.09


𝑙

= 395.15 𝑥 0.001256 𝑥 (104.3−103.6)

0.09

= 3.86


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 3.86 𝑥 0.009

0.001963 𝑥 (100.7−79)

= 0.82

37

5. Percobaan kelima


25 + K2

= (393.872−395.316)𝑥(103.95−100)

25 + 395.316

= 395.09


𝑙

= 395.15 𝑥 0.001256 𝑥 (104.3−103.6)

0.09

= 3.86


𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)

= 4.41 𝑥 0.009

0.001963 𝑥 (100.7−79)

= 0.82


5

K = 0.86

Tabel 4.7 Konduktivitas Termal Spesimen 70 : 30

Perco

baan

T

eks

(oC)

T1

(oC)

T2

(oC)

T3

(oC)

T4

(oC)

Q

cu K cu

k

(𝑊 𝑚. 𝑘⁄ )

1 100 103.3 102.5 99.7 77.9 4.41 393.

15 0.93

2 100 103.6 102.8 99.8 78 4.41 393.

13 0.93

3 100 104.2 103.5 100.

6 78.7 3.86

393.

09 0.81

4 100 104.3 103.6 100.

7 79 3.86

393.

09 0.82

5 100 104.3 103.6 100.

7 79 3.86

393.

09 0.82

k 0.86

Pengujian dilakukan dengan menggunakan tiga spesimen

campuran HDPE dan sekam padi dengan perbandingan 50:50, 60:40 dan

70:30. Dari perhitungan didapatkan hasil perhitungan yang tercantum pada

Tabel 4.8. Pada Tabel 4.8 dapat dilihat bahwa campuran antara HDPE dan

sekam padi dengan komposisi 50:50 memiliki konduktivitas termal sebesar

0.77, untuk komposisi campuran 60:40 memiliki konduktivitas termal

sebesar 0.78, dan untuk campuran dengan komposisi 70:30 memiliki

konduktivitas termal sebesar 0.86. Konduktivitas terendah dari tiga

spesimen lain didapatkan pada spesimen 50:50, hal ini dikarenakan sekam

38

padi memiliki kandungan isolator yang lebih baik dari pada HDPE sehingga

dengan semakin banyaknya sekam padi mampu menurunkan dan

menyeimbangkan nilai konduktivitas termal HDPE yang lebih tinggi.

Sedangkan pada campuran dengan komposisi 60:40 dan 70:30 memiliki

nilai konduktivitas termal tinggi dikarenakan kandungan HDPE yang lebih

banyak dibandingkan sekam padi.

Tabel 4.8 Konduktivitas Termal Setiap Spesimen

Variasi Spesimen Konduktivitas Termal

50 : 50 0.77

60 : 40 0.78

70 : 30 0.86

Gambar 4.3 Grafik pengujian konduktivitas termal

Dari grafik yang terdapat pada Gambar 4.3 dapat disimpulkan

bahwa nilai konduktivitas terendah terdapat pada campuran HDPE dan

sekam padi dengan komposisi 50:50. Hal ini karena banyaknya

kandungan sekam padi mampu memperkecil nilai konduktivitas pada

HDPE yang cenderung tinggi.

4.2.2. Perhitungan Massa Jenis Komposit

Pengujian massa jenis ini bertujuan untuk mengetahui berapa

besar densitas dari bahan campuran HDPE dan sekam padi. Pada proses

pengujian ini, komposit yang berbentuk tabung ditimbang menggunakan

timbangan digital. Setelah mengetahui berapa berat dari tiap spesimen,

dihitung massa jenis bahan menggunakan rumus massa jenis.

Perhitungan massa jenis komposit ini mengacu pada massa persatuan

0.77 0.78

0.86

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

Ko

nd

ukt

ivit

as T

erm

al

Spesimen

Grafik Pengujian Konduktivitas Termal

Spesimen 1

Spesimen 2

Spesimen 3

39

volume dimana banyaknya jumlah zat tidak akan berpengaruh dan tetap

sama. Terdapat 3 spesimen komposit untuk perhitungan massa jenis

yaitu bahan campuran HDPE dengan sekam padi sebanyak 50:50, 60:40

dan 70:30 yang memiliki dimensi dengan diameter 50 mm dan tinggi 50

mm. Proses perhitungan massa jenis dilakukan ketika spesimen telah

dijemur selama 72 jam untuk menghilangkan kandungan xylene.

(a) (b)

(c)

Gambar 4.4 Spesimen Uji Massa Jenis

Gambar 4.4 merupakan spesimen dengan bentuk tabung yang digunakan

untuk perhitungan massa jenis. Perhitungan massa jenis menggunakan

rumus sebagai berikut :

ρ = 𝑚

𝑣

Dimana :

ρ = massa jenis (gr/cm3)

m = massa (gr)

V = volume (cm3)

40

1. Spesimen 50:50

Mspesimen = 69 gram

Vspesimen = π x r2 x t

= 98.125 cm3

Maka, ρ = 𝑚

𝑣

= 69

98.125

= 0.70 gr/cm3

2. Spesimen 60:40

Mspesimen = 72 gram


= 98.125 cm3

Maka, ρ = 𝑚

𝑣

= 71

98.125

= 0.73 gr/cm3

3. Spesimen 70:30

Mspesimen = 80 gram


= 98.125 cm3

Maka, ρ = 𝑚

𝑣

= 63

98.125

= 0.82 gr/cm3

Dari perhitungan masing-masing spesimen didapatkan hasil sebagai

berikut :

Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Massa Jenis

Spesimen Massa (gr) Volume (cm3) ρ

50:50 69 98.125 0.70

60:40 72 98.125 0.73

70:30 80 98.125 0.82

41

Gambar 4.5 Grafik Hasil Perhitungan Massa Jenis

Pada Gambar 4.5 didapatkan hasil bahwa spesimen dengan komposisi

campuran HDPE dan sekam padi sebanyak 50:50 memiliki massa jenis

sebesar 0.70 gr/cm3, komposisi 60:40 memiliki massa jenis dengan nilai

0.73 gr/cm3, dan komposisi 70:30 memiliki nilai massa jenis sebesar

0.82 gr/cm3. Dari perhitungan yang telah dilakukan dapat disimpulkan

bahwa spesimen dengan komposisi campuran 50:50 memiliki nilai

massa jenis terendah.

4.3 Pengujian Prototype Cold Storage

Pengujian dilakukan dari hasil desain dan setelah pengujian spesimen komposit

dengan cara pembuatan prototype cold storage untuk palka kapal ikan 30GT. Percobaan

ini dilakukan untuk mengetahui suhu terendah dan lama waktu yang dapat dicapai dengan

penggunaan insulasi cold storage dari bahan campuran HDPE dan sekam padi serta

kondisi ikan yang telah didinginkan. Pada pengujian ini prototype menggunakan lapisan

fiber agar campuran HDPE dan sekam padi tidak bercampur dengan ikan apabila es batu

telah mencair dan merusak kesegaran ikan yang disimpan. Temperatur dalam percobaan

ini meliputi temperatur lingkungan, temperatur prototype, temperatur ikan dan

temperatur beban (es batu). Prototype cold storage memiliki ukuran 24 cm x 24 cm x 24

cm dengan ketebalan 3cm disetiap sisinya, dapat dilihat pada Gambar 4.6.

0.64

0.66

0.68

0.7

0.72

0.74

0.76

0.78

0.8

0.82

0.84

1 2 3

Grafik Perhitungan Massa Jenis

42

Gambar 4.6 Prototype Cold Storage

Komposisi yang digunakan untuk prototype isolasi cold storage ini adalah 50:50

antara HDPE dan sekam padi. Komposisi ini dipilih karena memiliki nilai konduktivitas

termal terendah dibanding dengan komposisi spesimen 60:40 dan 70:30 selain itu dengan

komposisi tersebut prototype akan lebih kuat karena memiliki ketahanan yang seimbang

antara HDPE dan sekam padi, serta memiliki nilai massa jenis terendah kedua. Proses

pembuatan kotak prototype isolasi cold storage ini memerlukan beberapa alat dan bahan,

diantaranya HDPE, sekam adi yang sudah dihaluskan, xylene, oven untuk melelehkan

HDPE, aluminium foil sebagai pelapis cetakan agar komposit tidak menempel pada

cetakan, dan cetakan berbentuk kotak dengan ukuran 24 cm x 24 cm dengan ketebalan 3

cm. Pengukuran temperatur menggunakan thermometer digital yang sensornya

diletakkan pada setiap titik T1, T2, T3 dan T4. Titik T1 merupakan temperatur dari es

batu atau beban pendingin, T2 merupakan temperatur pada ikan, T3 merupakan

temperatur dari kotak prototype dan T4 merupakan temperatur lingkungan. Beban

pendingin menggunakan cacahan es batu agar mempermudah dalam peletakkan dan

mempermudah dalam pengambilan data, jumlah yang digunakan adalah 0,5 kg es batu

cacah. Untuk ikan yang digunakan adalah ikan laut jenis ikan ekor kuning dengan berat

0,194 kg. Pengambilan data dalam pengujian ini dilakukan setiap 1 jam sekali selama 24

jam. Hasil dari pengukuran ditunjukkan pada Tabel 4.10.

Tabel 4.10 Pengukuran Temperatur Prototype isolasi Cold Storage

Waktu

(jam)

T1

(Temperatur

Es)

T2

(Temperatur

Ikan)

T3

(Temperatur HDPE

dan sekam padi)

T4

(Temperatur

Lingkungan)

0 0.1 0.7 5.4 31.2

1 -2 -1.7 2.2 30.2

2 -0.8 -1.6 2.9 29.5

3 0 -0.9 3.6 28.8

43

4 0.1 0 3.6 28.5

5 0.1 0 3.7 28

6 0.1 0 3.5 27.7

7 0.3 0 5.4 27.8

8 2 0 7.5 27.8

9 2.7 0.1 9.6 27.4

10 3.1 0.1 11.9 26.7

11 4.5 0.9 14.1 26.7

12 5.1 1 15.6 26.2

13 4.2 0.9 16.4 26.2

14 5.8 1.6 16.8 25.9

15 6.4 2.4 17.4 26.6

16 8.7 5.7 18.2 27.1

17 11.9 6.6 18.7 27

18 13 10 18.8 28.9

19 15 12.3 18.9 29.3

20 17.4 13.5 19.2 30.6

21 19 14.1 19.7 30.6

22 23.3 17.3 20.9 30.9

23 24.8 17.6 24.6 30.1

24 25.6 19 26.4 29.9

Selama 24 jam pengukuran dan pengamatan dengan temperatur lingkungan

berkisar antara 25 – 31 oC, beban es yang ada pada kotak prototype telah mencair.

Temperatur pada T1 yaitu es batu memiliki suhu terendah sebesar -2 oC dan suhu tertinggi

sebesar 25.6 oC. Temperatur yang ada pada T1 mampu menjaga suhu dengan baik karena

bisa mempertahankan suhu dengan konstan dan tidak terlalu cepat mencair dengan

rentang waktu 24 jam didalam kotak prototype. Temperatur T2 yaitu ikan memiliki suhu

terendah sebesar – 1.7 oC dan suhu tertinggi sebesar 19 oC. Temperatur T3 yaitu suhu

didalam kotak prototype memiliki suhu terendah sebesar 2.2 oC dan suhu tertinggi

sebesar 36.4 oC. Penggunaan insulasi dengan bahan komposit campuran HDPE dan

sekam padi mampu menahan suhu es batu dibawah 10 oC selama 16 jam dan mampu

mempertahan suhu ikan selama 18 jam dengan rentang suhu didalam prototype antara 2 oC hingga 18 oC. Temperatur yang ada pada insulasi mampu menjaga suhu dengan baik

karena bisa mempertahankan suhu dengan konstan dan tidak terlalu cepat mencair

dengan rentang waktu 24 jam didalam kotak prototype. Rata-rata kenaikan suhu antar

T1, T2, T3, dan T4 sebanyak 0.8 dan tertinggi 4.3 disetiap jamnya. Suhu yang ada pada

lingkungan sangat mempengaruhi suhu didalam kotak protype karena apabila suhu

lingkungan tinggi maka suhu yang ada didalam kotak pun juga akan bertambah tinggi

dan apabila suhu lingkungan rendah maka suhu yang ada pada kotak juga cenderung akan

menurun. Hal ini dibuktikan dengan percobaan yang telah dilakukan selama 24 jam pada

kotak prototype berbahan campuran HDPE dan sekam padi. Pada Gambar 4.7 dapat

dilihat grafik perbandingan hasil percobaan kotak prototype selama 24 jam.

44

Gambar 4.7 Grafik perbandingan pengujian prototype

Nilai konduktivitas pada komposit berbahan campuran HDPE dan sekam padi

sebesar 0.77, hal ini menyebabkan kurang optimalnya kotak prototype menjaga suhu

yang ada didalamnya. Apabila nilai konduktivitas semakin rendah maka akan semakin

baik dalam mempertahankan suhu yang ada didalamnya. Kurang optimalnya prototype

dalam menjaga suhu dikarenakan kurang tercampurnya antara bahan HDPE dan sekam

padi. Namun bahan HDPE ini memiliki kontruksi yang sangat kuat apabila digunakan

sebagai bahan insulasi pada kapal. Penyambungan komposit dapat mempengaruhi nilai

konduktivitas termal didalam kotak prototype. Penambahan fiber pada kotak prototype

membuat kotak semakin kedap dan bagus dalam pengujian karena fiber memiliki sifat

yang kuat dan kedap sehingga air yang ada dalam kotak tidak meluber keluar atau bocor

dan dapat menjaga suhu ruangan tetap dalam keadaan stabil.

Berbagai macam sifat karakteristik material insulasi yang baik yaitu mencakup

sifat kimia dan fisika yang pada umumnya dimiliki oleh material polyurethane. Hal inilah

yang membuat beberapa industri kapal perikanan memilih polyurethane sebagai material

insulasi pada palka. Keuntungan dalam penggunaan polyurethane sebagai palka yaitu

memiliki sifat konduktivitas termal yang lebih rendah dengan nilai k sebesar 0,023 serta

mudah dalam pemasangan. Insulasi pada palka kapal perikanan yang baik yaitu memiliki

kerapatan insulasi mencapai ρ ≥ 30kg/m3. Polyurethane merupakan salah satu material

insulasi berbentuk busa yang didalamnya terdapat kandungan gas. Gas merupakan

penghantar panas yang buruk, oleh sebab itu pemilihan material jenis ini dapat

memperlambat pencairan es batu yang digunakan pada palka kapal perikanan dan dapat

menjaga kualitas ikan tetap dalam keadaan segar.

Dari percobaan yang telah dilakukan menunjukkan bahwa bahan campuran

HDPE dan sekam padi tidak lebih bagus dari bahan isolasi palka kapal ikan yang telah

ada dikarenakan kandungan konduktivitas termal yang lebih tinggi dibanding dengan

polyurethane.

-5

10

25

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Tem

per

atu

r

Waktu (jam)

Data Temperatur Pengujian Prototype

T1

T2

T3

T4

45

4.4 Perhitungan Matematis Distribusi Temperatur Prototype

Perhitungan untuk menentukan perpindahan kalor pada es saat mencair didalam

prototype berinsulasi sebagai berikut :

Q = U . A . ΔT (kkal)

Dimana :

U = 1/Rtotal (W/m²°C)

U = 1

(1

ℎ1𝐴)+(

𝑥1

𝑘1𝐴1)+(

𝑥2

𝑘2𝐴2)+(

1

ℎ2𝐴2)

Dimana faktor koefisien perpindahan panas konveksi pada palka :

h1 (dalam palka berinsulasi) = 20 W/m²°C

h2 (air dingin dalam palka) = 5 W/m²°C

x1 (tebal dinding fiber) = 0.001 m

x2 (tebal dinding insulator) = 0.03 m

k1 (konduktivitas termal fiber) = 0.036

k2 (konduktivitas termal insulator) = 0.77

Maka untuk perhitungan adalah sebagai berikut :

U =1

(1

ℎ1𝐴)+(

𝑥1

𝑘1𝐴1)+(

𝑥2

𝑘2𝐴2)+(

1

ℎ2𝐴2)

U = 1

(1

20)+(

0.001

0.036)+(

0.03

0.77)+(

1

5)

= 3.15 W/m²°C

Perpindahan kalor pada 1 jam pertama

Dengan Tes = -2

Tlingkungan = 30.2

Q = 30.2−(−2)

3.15

= 30.83 Watt

Pada jam kedua dan seterusnya menggunakan perhitungan diatas. Perhitungan matematis

laju kalor dan hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 4.11.

Tabel 4.11 Perhitungan Perpindahan Panas Pada Prototype

Jam Ke - Temperatur

Q (Watt) Dalam (°C) Luar (°C)

1 -2 30.2 30.83

2 -0.8 29.5 29.75

3 0 28.8 28.80

4 0.1 28.5 28.47

5 0.1 28 27.97

6 0.1 27.7 27.67

7 0.3 27.8 27.70

46

8 2 27.8 27.17

9 2.7 27.4 26.54

10 3.1 26.7 25.72

11 4.5 26.7 25.27

12 5.1 26.2 24.58

13 4.2 26.2 24.87

14 5.8 25.9 24.06

15 6.4 26.6 24.57

16 8.7 27.1 24.34

17 11.9 27 23.23

18 13 28.9 24.78

19 15 29.3 24.55

20 17.4 30.6 25.09

21 19 30.6 24.58

22 23.3 30.9 23.52

23 24.8 30.1 22.24

24 25.6 29.9 21.79

Pada hasil pehitungan perpindahan kalor didalam palka berinsulasi dapat dilihat bahwa

pada beberapa jam awal pengukuran nilai laju panas cukup besar. Nilai laju panas dapat

bertahan sekitar 24 hingga 30 °C pada jam ke-16. Kemudian setelah 17 jam keatas nilai

laju perpindahan kalor berangsur-angsur turun. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8 Grafik Laju Perpindahan Kalor

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Tem

per

atu

r

Waktu (Jam)

Laju Perpindahan Kalor

Laju Perpindahan Kalor

47

4.5 Perhitungan Biaya

Dalam produksi suatu barang tentunya diperlukan sebuah proses yang panjang

dan terencana dengan baik agar suatu produk berkualitas. Proses pembuatan insulasi cold

storage pada kapal ikan membutuhkan estimasi harga agar tidak terjadi pembengkakan

yang berakibat pada mahalnya biaya pembuatan. Biaya merupakan pengeluaran

ekonomis yang diperlukan untuk perhitungan proses produksi. Biaya produksi

merupakan akumulasi dari semua biaya-biaya yang dibutuhkan dalam proses produksi

untuk menghasilkan suatu barang yang meliputi biaya bahan baku, biaya tenaga kerja

dan lain sebagainya. Hal ini perlu diperhitungkan untuk mendukung proses pengolahan

bahan baku menjadi produk insulasi cold storage yang siap digunakan oleh para nelayan.

Perhitungan biaya pada pembuatan insulasi pada cold storage kapal ikan 30 GT

menggunakan kapal ikan jenis purse sein dengan ukuran utama kapal pada Tabel 4.12.

Tabel 4.12 Ukuran Utama Kapal Purse Sein 30 GT

Panjang keseluruhan (LOA) 23 m

Panjang garis air (LWL) 21,5 m

Panjang antara dua garis tegak

(LBP)

19 m

Lebar moulded (BM) 5 m

Tinggi moulded (HM) 1,6 m

Sarat desain (T) 1,1 m

Gross tonage 30 GT

Mesin utama 170 HP

Kecepatan (Vs) 9 knots

ABK 12 orang

Kapasitas tangki BBM 2 ton

Kapasitas tangki air tawar 1 ton

Tabel 4.13 Harga barang satuan di pasar

Nama Barang Harga

HDPE Rp 100.000,00 /kg

Sekam padi Rp 4.000,00 /kg

Xylene Rp 40.000,00 /L

Fiber Rp 730.000,00

Resin Rp 219.000,00

Tabel 4.13 merupakan harga barang yang ada di pasaran. Hal pertama yang

dilakukan sebelum menghitung berapa biaya yang akan dikeluarkan adalah menghitung

dahulu berapa tebal insulasi pada kapal. Kapal ikan jenis purse sein 30GT ini memiliki 3

ruang palkah. Untuk perhitungan tiap palkah adalah sebagai berikut :

1. Palkah 1

Perhitungan ruang palkah untuk mengetahui berapa ketebalan insulasi

dilakukan dengan cara menghitung volume luar dan volume dalam ruang

48

palkah, kemudian volume luar dikurangi dengan volume dalam ruang

palkah, perhitungan volume ini menggunakan metode simpson.

Volume luar :

Tabel 4.14 Perhitungan volume luar pada palkah 1

No WL Luas

WL Fs A x Fs

0 0 1 0

1 4.7885 4 19.15

2 7.0673 2 14.13

3 7.6615 4 30.65

4 7.9056 2 15.81

5 8.0549 4 32.22

6 8.1425 1 8.14

Total 120.11

V = 1/3 x Σ x 0.16

= 1/3 x 120.11 x 0.16

= 6.41 m3

Volume dalam :

Tabel 4.15 Perhitungan volume dalam pada palkah 1

No WL Luas

WL Fs A x Fs

0 0 1 0

1 3.8787 4 15.51

2 5.7245 2 11.45

3 6.2058 4 24.82

4 6.4035 2 12.81

5 6.5245 4 26.10

6 6.5954 1 6.60

Total 97.29

V = 1/3 x Σ x 0.14

= 1/3 x 97.9 x 0.14

= 4.54 m3

Maka, Vinsulasi = Vluar – Vdalam

= 1.87 m3

49

Setelah mengetahui berapa volume pada ruang insulasi, langkah selanjutnya

adalah menentukan berapa biaya insulasi pada ruang palkah 1. Perhitungan

untuk mengetahui besarnya biaya terdapat pada Tabel 4.16.

Tabel 4.16 Kebutuhan Produksi Pada Palkah 1

Bahan Harga Kebutuhan Total

HDPE Rp 100.000,00 ρ x ½ V

561 x ½ x 1,87

523,32 m3

Rp 52.332.212,00

Sekam padi Rp 4.000,00 ρ x ½ V

70 x ½ 1,87

65,3 m3

Rp 261.195,00

Xylene Rp 40.000,00 50 L Rp 2.000.000,00

Fiber Rp 730.000,00 1,87 Rp 1.361.943,00

Resin Rp 219.000,00 1,87 Rp 408.583,00

Total Rp 56.363.933,00

2. Palkah 2

Perhitungan pada palkah 2 sama seperti dengan cara perhitungan pada palkah

1, yaitu dengan cara mengurangi volume luar dengan volume dalam untuk

mengetahui berapa volume pada insulasi. Setelah mengetahui berapa volume

yang ada ada di ruang insulasi barulah bisa dihitung berapa anggaran biaya

untuk insulasi pada palkah 2.

Volume luar :

Tabel 4.17 Perhitungan Volume Luar Pada Palkah 2

No WL Luas

WL Fs A x Fs

0 0 1 0.00

1 5.1183 4 20.47

2 7.5234 2 15.05

3 8.2705 4 33.08

4 8.5927 2 17.19

5 8.7889 4 35.16

6 8.9054 1 8.91

Total 129.85

V = 1/3 x Σ x 0.16

= 1/3 x 129.85 x 0.16

= 6.93 m3

50

Volume dalam :

Tabel 4.18 Perhitungan volume dalam pada palkah 2

No WL Luas

WL Fs A x Fs

0 0 1 0.00

1 4.1458 4 16.58

2 6.0939 2 12.19

3 6.6991 4 26.80

4 6.9601 2 13.92

5 7.119 4 28.48

6 7.2134 1 7.21

Total 105.18

V = 1/3 x Σ x 0.14

= 1/3 x 105.18 x 0.14

= 4.91 m3


= 2.02 m3

Setelah mengetahui berapa volume insulasi pada palkah ke 2, langkah

selanjutnya adalah menghitung berapa besar biaa yang dibutuhkan untuk

pembuatan insulasi. Perhitungan dan anggaran biaya dapat dilihat pada tabel

4.19.

Tabel 4.19 Kebutuhan produksi pada palkah 2


HDPE Rp 100.000,00 ρ x ½ V

561 x ½ x 2,02

565, 77 m3

Rp 56.576.513,00

Sekam

padi

Rp 4.000,00 ρ x ½ V

70 x ½ 2,02

70,59 m3

Rp 282.378,00

Xylene Rp 40.000,00 50 L Rp 2.000.000,00

Fiber Rp 730.000,00 2,02 Rp 1.472.401,00

Resin Rp 219.000,00 2,02 Rp 441.720,00

Total Rp 60.773.013,00

3. Palkah 3

Untuk perhitungan pada palkah 3 sama seperti dengan cara perhitungan pada

palkah 1 dan 2, yaitu dengan cara mengurangi volume luar dengan volume

dalam untuk mengetahui berapa volume pada insulasi. Setelah mengetahui

51

berapa volume yang ada ada di ruang insulasi barulah bisa dihitung berapa

anggaran biaya untuk insulasi pada palkah 3.

Volume luar :

Tabel 4.20 Perhitungan Volume Luar Pada Palkah 3

No WL Luas

WL Fs A x Fs

0 0 1 0.00

1 2.0336 4 8.13

2 3.1883 2 6.38

3 4.0794 4 16.32

4 4.712 2 9.42

5 5.1764 4 20.71

6 5.5649 1 5.56

Total 66.52

V = 1/3 x Σ x 0.16

= 1/3 x 66.52 x 0.16

= 3.55 m3

Volume dalam :

Tabel 4.21 Perhitungan Volume Dalam Pada Palkah 3

No WL Luas

WL Fs A x Fs

0 0 1 0.00

1 1.6462 4 6.58

2 2.5825 2 5.17

3 3.3043 4 13.22

4 3.8167 2 7.63

5 4.1929 4 16.77

6 4.5076 1 4.51

Total 53.88

V = 1/3 x Σ x 0.14

= 1/3 x 53.88 x 0.14

= 2.51 m3


= 1.03 m3

52

Dari perhitungan didapatkan 1,03 m3 untuk volume insulasi pada palkah 3.

Langkah selanjutnya adalah mengitung berapa biaya yang dikeluarkan saat

pembuatan insulasi. Perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.22.

Tabel 4.22 Kebutuhan Produksi Pada Palkah 3


HDPE Rp 100.000,00 ρ x ½ V

561 x ½ x 1,03

289.90 m3

Rp 28.990.161,00

Sekam

padi

Rp 4.000,00 ρ x ½ V

70 x ½ 1,03

36,17 m3

Rp 144.692,00

Xylene Rp 40.000,00 50 L Rp 2.000.000,00

Fiber Rp 730.000,00 1,03 Rp 754.468,00

Resin Rp 219.000,00 1,03 Rp 226.340,00

Total Rp 32.115.662,00

Selain melakukan perhitungan untuk biaya produksi, biaya untuk man power

atau tenaga pekerja juga perlu diperhitungkan. Untuk biaya man power dapat

dilihat pada Tabel 4.23.

Tabel 4.23 Perhitungan Untuk Biaya Pekerja

Hari Pekerja Gaji Perhari Total

7 5 Rp 200.000,00 Rp 7.000 000,00

Tabel 4.24 Total Biaya Pembuatan Insulasi

Insulasi Palkah 1

Rp 56.363.933,00

Insulasi Palkah 2 Rp 60.773.013,00

Insulasi Palkah 3 Rp 32.115.662,00

Man Power Rp 7.000 000,00

Total Biaya Rp 156.252.608,00

Pembuatan insulasi pada palkah 1 membutuhkan total biaya sekitar Rp

56.363.933,00, pada palkah 2 membutuhkan total biaya sekitar Rp

60.773.013,00, dan untuk pembuatan insulasi pada palkah 3 membutuhkan

biaya sekitar Rp 32.115.662,00. Total biaya kebutuhan untuk insulasi pada

kapal ikan 30 GT berbahan campuran HDPE dan sekam padi sebesar Rp

156.252.608,00. Sedangkan pada proses pembuatan insulasi palka kapal

ikan dengan bahan polyurethane hanya membutuhkan biaya sekitar Rp

13.406.000,00. Selain lebih murah dalam biaya pembuatan, proses

pembuatan dengan menggunakan polyurethane lebih cepat dibandingkan

dengan pembuatan campuran HDPE dan sekam padi.

53

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan dari hasil percobaan dan pengujian isolasi cold storage pada kapal

dengan bahan HDPE dan sekam padi yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkann

sebagai berikut :

1. Hasil pengujian konduktivitas termal dan massa jenis untuk insulasi cold

storage pada kapal ikan dengan bahan campuran HDPE dan sekam padi

didapatkan hasil seperti berikut :

a. Pada pengujian konduktivitas termal mendapatkan hasil bahwa

campuran HDPE dan sekam padi dengan komposisi 50:50 mampu

menghasilkan termal paling rendah diantara komposisi lainnya yaitu

sebesar 0.77 W/mK, sedangkan pada komposisi 60:40 mendapatkan

hasil sebesar 0.78 W/mk, dan pada komposisi 70:30 mendapatkan hasil

termal sebesar 0.86. Banyaknya jumlah HDPE pada setiap campuran

komposit mengakibatkan konduktivitas termal semakin tinggi.

b. Pengujian massa jenis menggunakan tiga spesimen komposit dengan

perbandingan campuran HDPE dan sekam padi sebanyak 50:50, 60:40,

dan 70:30. Campuran komposit dengan perbandingan 50:50

menghasilkan massa jenis paling ringan diantara yang lain yaitu sebesar

69 gr/cm3. Untuk komposisi 60:40 menghasilkan massa jenis sebesar 72

dan komposisi 70:30 gr/cm3 menghasilkan komposisi sebesar 80 gr/cm3.

Semakin banyaknya kandungan HDPE maka semakin berat massa jenis

pada spesimen. Hal ini dipengaruhi oleh massa jenis HDPE yang lebih

besar dibanding dengan massa jenis sekam padi.

2. Dari hasil pengujian konduktivitas termal dan massa jenis pada komposit

campuran HDPE dan sekam padi didapatkan hasil terbaik pada perbandingan

50:50 yang kemudian akan digunakan pada perancangan kotak prototype

cold storage.

3. Pada hasil percobaan prototype cold storage selama 24 jam hanya mampu

menahan suhu dibawah 10oC selama 16 jam dan temperatur semakin naik

tiap jamnya. Sehingga isolasi dengan bahan HDPE dan sekam padi kurang

baik dibandingkan dengan penggunaan polyurethane jika diaplikasikan

untuk cold storage kapal ikan. Hal ini dipengaruhi oleh nilai konduktivitas

termal pada komposit dengan komposisi 50:50 cukup tinggi yaitu 0,77

W/mK dan konduktivitas termal polyurethane hanya 0,23 W/mK.

54

4. Pembuatan isolasi cold storage kapal ikan 30GT dengan campuran HDPE di

sekam padi membutuhkan total biaya yang tinggi yaitu sekitar Rp

156.252.608,00 lebih mahal dibandingkan dengan polyurethane yang hanya

menghabiskan biaya sekitar Rp 13.406.000,00. Serta proses pembuatan

dengan bahan polyurethane lebih cepat.

5.2 Saran

Untuk menyempurnakan penelitian ini maka terdapat beberapa saran yang dapat

dilakukan pada penelitian selanjutnya, antara lain :

1. Penelitian selanjutnya sebaiknya ditambah dengan pengujian kelembapan

dan daya tahan komposit terhadap pelapukan dan waktu.

2. Untuk pembuatan komposit HDPE dan sekam padi dengan perbandingan

40 : 50.

3. Menggunakan bahan campuran lain agar nilai konduktivitas HDPE lebih

rendah.

55

DAFTAR PUSTAKA

Anon., 2015. Badan Pusat Statistika. s.l.:s.n.

BS, A. W., n.d. ANALISA DEVINISI KAPAL IKAN PURSE SEINE 109 GT KM.

SURYA REDJEKI. Jurnal Ilmiah Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro,

p. 1.

Djoko Tri Ismanto, T. F. N. d. A. B., 2013. Desain Sistem Pendingin Ruang Muat Kapal

Ikan Tradisional Menggunakan Es Kering dengan Penambahan Campuran Silika

Gel. JURNAL TEKNIK POMITS No. 2 ISSN: 2337-3539, Volume 2, p. 178.

Furkanudin, 2008. DESAIN PALKA KAPAL IKAN YANG EFISIEN GUNA

MELAYANI KEBUTUHAN PELAYARAN DI DAERAH ZONA EKONOMI

EKSKLUSIF. Jurnal Teknik Perkapalan Fakultas Teknik UNDIP, pp. 2,3.

Herman Afdul Ngazis, Kiryanto, Imam pujo M, 2016. PERANCANGAN KAPAL IKAN

MINI PURSE SINE DISPLACEMENT 15 TON TIPE MONOHULL

MENGGUNAKAN PIPA PVC. Jurnal Teknik Perkapalan No.1, Volume 4, p.

220.

Hidayat, M., 2017. PEMANFAATAN LIMBAH SERBUK KAYU SEBAGAI CAMPURAN

POLYURETHANE PADA INSULASI PALKA KAPAL IKAN TRADISIONAL,

Surabaya: Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK - ITS.

Holman, J., 1991. Perpindahan Kalor. 6 ed. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Mamat Riyadi1, Untung Budiarto1, Ari Wibawa Budi Santosa1, 2016. ANALISA

TEKNIS DAN EKONOMIS PENGGUNAAN SISTEM PENDINGIN

REFRIGERATED SEA WATER (RSW) PADA. Jurnal Teknik Perkapalan,

Volume 4. No 1, p. 105.

Mubarok, M. A., 2018. Pemanfaatan Limbah Plastik Jenis High Density Polyetylene

(Hdpe) Dan Sekam Padi Sebagai Bahan Insulasi Palka Kapal Ikan Tradisional,

Surabaya: Departemen Teknik Sistem Perkapalan.

Parenden, D., 2012. PERENCANAAN COLD STORAGE PADA RUANG PALKA

KAPAL IKAN ARUJAYA 30 GT. Jurnal Ilmiah Mustek Anim Ha No. 2 ISSN

2089-6697, Volume 1, p. 66.

SOEMOWIDAGDO, A. L., 2009. Sekam Padi Untuk Proses Pack Karburising Baja

Karbon Rendah. JURNAL ILMIAH SEMESTA TEKNIKA No.1, 55-66, Volume

12, p. 58.

56

Wibawa, A., n.d. ANALISA DEVINISI KAPAL IKAN PURSE SEINE 109 GT KM.

SURYA REDJEKI. Teknik Perkapalan, Fakultas Teknik, Universitas

Diponegoro, p. 1.

Wibowo, H., 2008. STUDI BANDING KONDUKTIFITAS PANAS ANTARA GABUS

(STYROFOAM) DENGAN SEKAM PADI. Yogyakarta, Seminar Nasional

Aplikasi Sains dan Teknologi 2008 – IST AKPRIND.

Wilogo, B. C., 2017. Analisa Penggunaan "High-Density Polyethylene" (HDPE) Pipe

Liner Pada Pipa Utama Seachest Di Kapal, Surabaya: s.n.

57

LAMPIRAN 1

Alat dan Bahan Pembuatan Komposit

58

“halaman ini sengaja dikosongkan”

59

HDPE

Serbuk Sekam Padi

Oven

60

Timbangan Digital

Xylene

Aluminium Foil

61

Tabung Ukur

Cetakan Tabung

Cetakan kotak untuk prototipe

62

Termometer Digital

Fiber

Es Batu

63

Ikan Ekor Kuning

Resin

Katalis

64

Kotak Prototipe Cold Storage

65

LAMPIRAN 2

Pembuatan Prototipe

66


67

Proses Penimbangan HDPE

Proses Penimbangan Sekam Padi yang Sudah di Haluskan

68

Mengukur Takaran Xylene

Pencampuran HDPE, Sekam Padi dan Xylene Untuk di Lelehkan

Proses Pencetakan Komposit

69

Proses Pelelehan Komposit

Hasil Cetakan Komposit

Prototipe Insulasi Yang Telah Jadi

70

Proses Pengujian Dengan Menggunakan Beban Es Batu dan Ikan

Proses Pengambilan Data

71

LAMPIRAN 3

Dokumen Pengujian

72


73

Dokumen Pengujian Konduktivitas Termal

74

Sertifikat Analisis HDPE

75

Desain Kapal Ikan 30 GT

76


77

BIODATA PENULIS

Penulis lahir di Madiun, Jawa Timur pada tanggal 22 Agustus

1996 dengan nama Sulfia Anizar Andari Sunya dan

merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Terlahir dari

pasangan suami istri, Sunyoto dan Runtung Tri Karyani.

Penulis menempuh jenjang mulai dari TK Yapita Surabaya,

Jawa Timur (2000-2002), SD Negeri 24 Keputih – Surabaya,

Jawa Timur (2002 – 2008), SMP Negeri 23 Surabaya, Jawa

Timur (2009 – 2011) dan SMA Negeri 1 Pilangkenceng –

Madiun, Jawa Timur (2012 – 2014). Setelah lulus dari bangku

Sekolah Menengah Atas (SMA), penulis diterima di

Departemen Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi

Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember melalui jalur

SBMPTN pada tahun 2014. Selama menempuh masa studi,

penulis aktif di berbagai kegiatan kepanitiaan dan organisasi. Diantaranya menjadi

Sekretaris Departemen Dalam Negeri MAHAKARYA HIMASISKAL FTK – ITS

2015/2016, panitia dari Marine Icon 2015 hingga 2017, Kakak Pendamping di GERIGI

ITS 2016, Sekretaris Kabinet HIMASISKAL FTK – ITS ASIK 2016/2018 dan anggota

dari Marine Machinery Fluid and System Laboratory Departemen Teknik Sistem

Perkapalan FTK – ITS. Selama masa perkuliahan, penulis juga pernah mengikuti

mengikuti PKM yang diselenggarakan oleh DIKTI dan menjadi Tim ABMAS hingga

didanai oleh pemerintah. Selain itu, penulis juga pada masa perkuliahan melakukan kerja

praktik di dua tempat yaitu di PT. Dok Perkapalan Surabaya dan PT. PAL INDONESIA.

skripsi me141501 perancangan cold storage pada …

Documents