SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL DARI BEBERAPA …

SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL DARI

BEBERAPA BAHAN BERLIGNOSELULOSA DENGAN

PEREKAT MELAMIN FORMALDEHIDA

SKRIPSI

ASELA ASTERIA BR BUKIT

121201095/ TEKNOLOGI HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2017

Universitas Sumatera Utara

SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL DARI

BEBERAPA BAHAN BERLIGNOSELULOSA DENGAN

PEREKAT MELAMIN FORMALDEHIDA

SKRIPSI

ASELA ASTERIA BR BUKIT

121201095/ TEKNOLOGI HASIL HUTAN

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh

gelar sarjana di Fakultas Kehutanan


FAKULTAS KEHUTANAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2017


i

ABSTRAK

ASELA ASTERIA BR BUKIT : Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari

Beberapa Bahan Berlignoselulosa dengan Perekat Melamin Formaldehida.

Dibawah bimbingan IRAWATI AZHAR DAN APRI HERI ISWANTO.

Pemanfaatan bahan berlignoselulosa bukan kayu hingga saat ini terbatas sebagai

pupuk organik, bahan bakar, dan pakan ternak. Salah satu cara memanfaatkan bahan

lignoselulosa bukan kayu dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan papan partikel.

Tujuan penelitian ini adalah menganalisis sifat fisis dan mekanis papan partikel dari

beberapa bahan berlignoselulosa. Bahan berlignoslulosa yang digunakan adalah ampas

tebu, tongkol jagung, kulit durian, sabut kelapa dan sekam padi. Pada penelitian ini

partikel di oven hingga mencapai kadar air 5% pada suhu 103oC dan disaring dengan

ukuran 10 mesh dan tertahan di 20 mesh. Kadar perekat melamin formaldehida yang

digunakan sebesar 10%. Pengempaan panas dilakukan pada suhu 140oC selama 10 menit

dengan tekanan 30 kg/cm3. Papan dibuat berukuran 25x25 cm

2 dengan target ketebalan

dan kerapatan masing-masing sebesar 1 cm dan 0.80 g/cm3. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa nilai pengembangan tebal, modulus of elasticity (MOE) dan modulus

of rupture (MOR) belum memenuhi standar JIS A 5980 (2003).

Kata kunci : Lignoselulosa bukan kayu, papan partikel, melamin formaldehida


ii

ABSTRACT

ASELA ASTERIA BR BUKIT: Physical Mechanical Properties Particle Board some of

Lignoselulose Materials using Melamine Formaldehyde Adhesives. Under supervised

IRAWATI AZHAR and APRI HERI ISWANTO.

Utilization of lignoselulose non wood until now is limited to organic manure, fuel,

and animal feed. One way to utilize lignoselulose non wood can be used as raw material

for manufacture of particleboard. The purpose of this research was to analyze physical

mechanical properties particle board some of lignoselulose materials. Lignoselulose

materials used are bagasse, corn cob, durian skin, coconut fiber, and rice husk. In this

research, particles are dried until it reaches 5% moisture content, and filtered by sieve

size of 10 mesh and resistance 20 mesh. Hot pressing was conducted at 140oC

temperature of for 10 minutes at a pressure of 30 kg/cm3. The size of boards 25x25 cm2,

thickness and density target were 1 cm, and 0.80 g/cm3. The results showed that the

thickness swelling, modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR) had not

met the JIS A 5980 (2003).

Keywords: lignoselulose non wood, particle board, melamine formaldehyde.


iii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kabanjahe pada tanggal 12 Januari 1994 dari Bapak

Tenggan Bukit dan Ibu Nyoreken Br Tarigan, SH. Penulis merupakan anak ketiga dari

tiga orang bersaudara.

Penulis lulus pendidikan di SD Santo Xaverius 2 Kabanjahe pada tahun 2006,

lulus pendidikan di SMP Santo Xaverius 1 Kabanjahe pada tahun 2009, dan lulus

pendidikan di SMA Negeri 2 Kabanjahe pada tahun 2012. Pada tahun 2012 penulis

melanjutkan kuliah di program studi Kehutanan, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera

Utara (USU) Medan melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri

(SNMPTN) reguler.

Penulis mengikuti kegiatan P2EH (Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan) di

Pulau Sembilan Kecamatan Pangkalan Susu, Kabupaten Langkat, Sumatera

Utara pada tahun 2013. Pada tahun 2016 penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan

(PKL) di Sinarmas Forestry PT Wirakarya Sakti, Jambi.


iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan

baik. Skripsi ini berjudul “Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Dari Beberapa

Bahan Berlignoselulosa dengan Perekat Melamin Formaldehida”.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua penulis Bapak Tenggan Bukit, Ibu Nyoreken Br Tarigan, SH, kedua

saudara penulis Abetondana Bukit, ST dan Benny S Putra Bukit, S.Kom.

2. Ibu Irawati Azhar, S.Hut, M.Si dan Bapak Dr. Apri Heri Iswanto, S.Hut, M.Si. selaku

ketua dan komisi pembimbing yang telah membimbing, memberi masukan dan saran

dalam penyusunan skripsi ini.

3. Bapak Dr. Bejo Slamet, S.Hut, M.Si dan Ibu Dr. Arida Susilowati S.Hut, M.Si selaku

dosen penguji skripsi ini.

4. Teman-teman terkasih Kehutanan D 2012 dan Teknologi Hasil Hutan 2012 yang tidak

dapat penulis sebutkan satu persatu.

5. Adam DA Simanjuntak dan Mhd Taris Ritonga yang telah memberi semnagat dari

awal hingga akhir penyelesaian skripsi ini.

Penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan

ilmu pengetahuan khususnya ilmu kehutanan. Akhir kata penulis mengucapkkan terima

kasih.

Medan, September 2017

Penulis


v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ................................................................................................................... i

ABSTRACT .................................................................................................................. ii

RIWAYAT HIDUP...................................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ................................................................................................. iv

DAFTAR ISI................................................................................................................ v

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ vii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ ix

PENDAHULUAN

Latar belakang .............................................................................................................. 1

Tujuan .......................................................................................................................... 2

Manfaat ........................................................................................................................ 3

Hipotesis ...................................................................................................................... 3

TINJAUAN PUSTAKA

Papan Partikel .............................................................................................................. 4

Melamin Formaldehida ................................................................................................ 5

Ampas Tebu ................................................................................................................. 7

Tongkol Jagung ............................................................................................................ 8

Kulit Durian ................................................................................................................. 8

Sabut Kelapa ................................................................................................................ 9

Sekam Padi .................................................................................................................. 10

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................................................... 11

Alat dan Bahan ............................................................................................................. 11

Prosedur Penelitian ...................................................................................................... 11

Persiapan Bahan Baku ................................................................................................. 11

Proses Pembuatan Papan .............................................................................................. 12

Pengkondisian .............................................................................................................. 12

Pemotongan Contoh Uji ............................................................................................... 12

Pengujian Contoh Uji ................................................................................................... 13

Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel ................................................................. 13

Kerapatan....................................................................................... 13

Kadar Air ....................................................................................... 14

Daya Serap Air .............................................................................. 14

Pengembangan Tebal ..................................................................... 14

Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel .......................................................... 15

Modulus of elasticity (MOE) ......................................................... 15

Modulus of rupture (MOR) ............................................................ 15


vi

Internal bond (IB) .......................................................................... 16

Analisis Data ................................................................................................................ 16

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisis Papan Partikel ............................................................................................. 18

Kerapatan ........................................................................................................ 18

Kadar Air ......................................................................................................... 20

Daya Serap Air ................................................................................................ 21

Pengembangan Tebal ...................................................................................... 23

Sifat Mekanis Papan Partikel ....................................................................................... 26

Modulus of elasticity (MOE) ........................................................................... 26

Modulus of rupture (MOR) ............................................................................. 27

Internal bond (IB) ........................................................................................... 29

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan ..................................................................................................... 31

Saran ............................................................................................................... 31

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


vii

DAFTAR TABEL

No. Halaman

1. Standart JIS A 5908 (2003) pada pengujian papan partikel ...................................... 13

2. Sidik ragam (anova) kerapatan papan partikel .......................................................... 19

3. Sidik ragam (anova) kadar air papan partikel ........................................................... 21

4. Sidik ragam (anova) daya serap air (2 jam) papan partikel ....................................... 22

5. Sidik ragam (anova) daya serap air (24 jam) papan partikel ..................................... 23

6. Sidik ragam (anova) pengembangan tebal (2 jam) papan partikel ........................... 25

7. Sidik ragam (anova) pengembangan tebal (24 jam) papan partikel .......................... 25

8. Sidik ragam (anova) MOE papan partikel ................................................................ 27

9. Sidik ragam (anova) MOR papan partikel ................................................................ 28

10. Sidik ragam (anova) IB papan partikel ..................................................................... 29


viii

DAFTAR GAMBAR

No. Halaman

1. Pola pemotongan contoh uji ..................................................................................... 12

2. Nilai kerapatan papan partikel .................................................................................. 18

3. Nilai kadar air papan partikel ................................................................................... 20

4. Nilai daya serap air papan partikel ............................................................................ 21

5. Nilai pengembangan tebal papan partikel ................................................................. 23

6. Nilai Modulus of Elasticity (MOE) papan partikel.................................................... 26

7. Nilai Modulus of Rupture (MOR) papan partikel ..................................................... 27

8. Nilai Internal Bond (IB) papan partikel .................................................................... 29


ix

DAFTAR LAMPIRAN

No. Halaman

1. Kebutuhan Bahan Baku Pembuatan Papan Partikel .................................................. 35

2. Dokumentasi Penelitian ............................................................................................ 36


1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kebutuhan kayu oleh manusia untuk konstruksi, bangunan atau furniture

terus mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya pertambahan jumlah

penduduk. Sementara itu, ketersediaan kayu sebagai bahan baku terus menurun.

Wulandari (2013) menyatakan bahwa kayu menjadi pilihan utama bagi

masyarakat karena memiliki beberapa keunggulan salah satunya adalah kayu

mudah dibentuk, mudah dalam pengerjaannya dan memiliki dekoratif serat yang

indah. Kelemahan dari kayu adalah mudah diserang oleh serangga perusak kayu

karena mengandung lignin dan selulosa, sehingga pemakaian kayu tidak

bisa digunakan dalam jangka lama. Berdasarkan Kementerian Lingkungan Hidup

dan Kehutanan (2015) produksi kayu bulat dari hutan alam pada tahun

2015 mencapai 5,84 juta m3/tahun, sedangkan produksi kayu bulat dari hutan

tanaman mencapai 29,47 juta m3/tahun, sementara kebutuhan kayu bulat

mencapai 42,78 juta m3/tahun. Untuk mengatasi masalah ini dilakukan alternatif

melalui pengembangan teknologi pengolahan kayu dan pemanfaatan bahan

berlignoselulosa bukan kayu.

Teknologi pengolahan kayu yang saat ini terus berkembang adalah

pembuatan papan partikel. Maloney (1993) menyatakan bahwa papan partikel

merupakan papan komposit atau panel kayu yang terbuat dari partikel-partikel

kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan perekat sintetis atau

perekat lainnya serta di kempa dengan kempa panas.

Papan partikel dapat diproduksi dari serbuk kayu, limbah pertanian atau

bahan berlignoselulosa lainnya. Beberapa bahan berlignoselulosa yang dapat


http://www.menlhk.go.id/index.php

http://www.menlhk.go.id/index.php

2

digunakan sebagai alternatif bahan baku papan partikel antara lain ampas tebu

mengandung 32-48% selulosa dan 19-24% lignin (Iskandar, 2010). Tongkol

jagung mengandung 26,81% selulosa dan 15,52% lignin (Septiningrum, 2011).

Kulit durian mengandung 50-60% selulosa dan 5% lignin (Hatta, 2007). Sabut

kelapa mengandung 21,07% selulosa dan 29,23% lignin (Tyas, 2000). Sekam padi

mengandung 34,34% selulosa dan 21,40% lignin (Fauziah et al., 2014). Selama

ini pemanfaatan bahan berlignoselulosa digunakan sebagai pupuk organik, bahan

bakar, pakan ternak, atau dibuang begitu saja sehingga menjadi limbah dan belum

dimanfaatkan secara optimal. Salah satu cara memanfaatkan bahan lignoselulosa

bukan kayu dengan mengunakannya menjadi bahan baku dalam pembuatan papan

partikel, sehingga dapat menjadi alternatif penggunaan bahan baku pengganti

kayu yang semakin berkurang ketersediannya.

Melamin formaldehida digunakan untuk perekat eksterior dan semi eksterior

kayu lapis dan papan partikel. Kelebihan perekat melamin formaldehida daya

tahan air dan cuaca yang baik (Pizzi, 1994). Perekat melamin formaldehida

memiliki beberapa kelebihan, yaitu tahan terhadap serangan mikroorganisme,

tahan terhadap air dingin, dan tahan terhadap air mendidih serta cuaca. Perekat

melamin formaldehida memiliki beberapa kelemahan, yaitu waktu penyimpanan

perekat relatif tidak tahan lama dibandingkan perekat lainnya dan harganya relatif

mahal (Ruhendi et al., 2007).

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah menganalisis sifat fisis dan mekanis papan

partikel dari beberapa bahan berlignoselulosa.


3

Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai

pemanfaatan limbah lignoselulosa sehingga dapat dijadikkan referensi untuk

meningkatkan nilai manfaat dari limbah lignoselulosa khususnya pada industri

papan komposit.

Hipotesis

Hipotesis penelitian ini adalah variasi bahan berlignoselulosa dengan

perekat melamin formaldehida berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan

partikel yang dihasilkan.


4

TINJAUAN PUSTAKA

Papan Partikel

Papan partikel adalah papan yang dibuat dari partikel kayu yang

digabungkan menggunakan perekat dan diberi tekanan dingin dan panas. Tekanan

dingin berfungsi untuk memberikan waktu perekat masuk ke dalam pori-pori

papan partikel. Sedangkan tekanan panas berfungsi untuk mematangkan perekat

setelah proses tekanan dingin sehingga ikatan antar partikel menjadi lebih kompak

dan kuat. Dalam pembuatan papan partikel hal yang perlu diperhatikan adalah

bentuk dan ukuran partikel, berat jenis, kadar air dan zat ekstraktif. Semakin

seragam ukuran partikel maka papan partikel yang dihasilkan akan semakin stabil

karena jumlah perekat yang masuk kedalam pori-pori partikel sama. Berat jenis

bahan yang ringan mempermudah perekat masuk kedalam pori-pori papan

partikel. Kadar air bahan baku yang ideal sebelum dicampur perekat dibawah 5%

atau tergantung jenis bahan bakunya (semakin rendah berat jenis akan semakin

mudah terjadinya penurunan kadar air) (Wulandari, 2013).

Bowyer et al. (2003) menyebutkan beberapa tipe-tipe utama partikel kayu

yang digunakan sebagai bahan pengisi untuk pembuatan papan partikel yaitu:

a. Pasahan, yaitu partikel kayu berdimensi yang tidak menentu yang dihasilkan

apabila mengentam lebar atau mengentam sisi ketebalan kayu, bervariasi

ketebalannya dan sering tergulung.

b. Serpih, yaitu partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan sebelumnya

yang dihasilkan dari peralatan yang telah dikhususkan.

c. Biskit, yaitu partikel yang berbentuk serpihan namun lebih besar ukurannya.


5

d. Tatal, yaitu bentuk kepingan yang dipotong dari suatu balok dengan memakai

pisau yang besar atau pemukul, seperti mesin pembuatan tatal kayu pulp.

e. Serbuk gergaji, merupakan partikel kayu halus yang dihasilkan dari

pemotongan oleh gergaji kayu.

f. Untaian, merupakan pasahan dalam bentuk panjang dan pipih dengan

permukaan yang sejajar.

g. Kerat, yaitu potongan potongan melintang dalam bentuk persegi dengan

panjang paling sedikit empat kali ketebalannya.

Papan partikel mempunyai kelebihan dibandingkan kayu, antara lain papan

partikel bebas dari mata kayu, pecah, retak, ukuran dan kerapatan papan partikel

dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta mudah

dikerjakan, serta sifat dan kualitasnya dapat diatur. Kelemahan papan partikel

adalah besarnya tingkat pengembangan tebal. Berdasarkan kerapatannya papan

partikel ke dalam tiga golongan yaitu :

1. Papan partikel berkerapatan rendah (Low Density Particleboard), yaitu papan

partikel yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 g/cm3.

2. Papan partikel berkerapatan sedang (Medium Density Particleboard), yaitu

papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 g/cm3.

3. Papan partikel berkerapatan tinggi (High Density Particleboard), yaitu papan

partikel yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3.

(Maloney, 1993).

Melamin Formaldehida (MF)

Melamin adalah bahan kimia berupa kristal berwarna putih yang

kelarutannya sangat rendah dalam air, alkohol atau pelarut umum lainnya. Tetapi


6

melamin ini dapat larut dalam formalin yang dihangatkan dan membentuk polimer

yang bersifat resin dengan cara dipanaskan dan kondisinya agak basa. Perekat

melamin formaldehida merupakan salah satu perekat sintetis yang berwarna putih

dan memiliki tingkat kelarutan yang rendah di dalam air dan alkohol.

Perekat melamin formaldehida dihasilkan dari reaksi antara melamine dan

formaldehyde dengan perbandingan molekul antara 1:2,5-3,5 pada pH 8-9

(Ruhendi et al., 2007).

Melamin formaldehida dapat dikempa panas dengan suhu 120–140°C tanpa

hardeners dengan waktu relatif singkat dan hasil memuaskan. Pada umumnya

kempa panas yang diberikan adalah sekitar 100°C dengan penambahan hardeners

berupa asam atau garam amonium dari asam kuat. Melamin formaldehida dapat

mengeras pada suhu yang lebih rendah daripada urea formaldehida (UF) dengan

cara menurunkan pH-nya, tetapi hasil garis rekatnya kurang memuaskan, dimana

kohesi dan adhesinya rendah (Ruhendi et al., 2007 dalam Amelia, 2009).

Penggunaan suhu kempa optimum dalam proses pengempaan papan partikel

merupakan salah satu kunci kualitas papan partikel yang dihasilkan. Pengempaan

papan partikel di atas suhu optimum menyebabkan papan partikel yang dihasilkan

over matured sehingga bersifat getas dan menyebabkan ikatan antar partikel

menjadi tidak normal. Sebaliknya apabila pengempaan pada suhu dibawah suhu

optimum menyebabkan perekat tidak matang serta kemungkinan partikel yang

digunakan belum melekat satu sama lain. Pengempaan pada suhu optimum

diharapkan menghasilkan kualitas rekatan yang baik antara partikel partikel kayu.

Pada umumnya semakin besar tekanan kempa semakin padat lembaran papan

yang dihasilkan (Ruhendi et al., 2007 dalam Kusumah, 2005).


7

A m p a s T e b u ( Bagasse )

Ampas tebu (bagasse) diperoleh dari sisa pengolahan tebu

(Saccharum officinarum) pada industri gula pasir. Ampas tebu mengandung

selulosa 32-48%, lignin 1-24%, abu 1,5-5% dan serat 47,7%. Dari proses

pengolahan tebu menjadi gula, dihasilkan limbah ampas tebu sekitar 32% dari

berat tebu yang digiling. Sebanyak 60% ampas tebu dimanfaatkan sebagai bahan

bakar, dan sisanya sebanyak 40% belum dimanfaatkan (Iskandar, 2012).

Bagasse dapat diakses dengan mudah, tersedia di negara-negara tropis dan

subtropis di dunia serta persediaannya lebih melimpah dibandingkan dengan kayu.

Berdasarkan data statistik tahun 2015, produksi gula tebu di Indonesia sebesar

2,84 juta ton, dengan rata-rata produksi gula tebu perbulan sebesar 237,48 ton.

Sisa serat bagasse biasanya dibakar di dalam ketel uap penggilingan untuk

produksi uap dan energi, bagasse mempunyai nilai ekonomis yang lebih besar.

Keuntungan dari bagasse adalah jarang bermasalah apabila digabungkan dengan

sekumpulan bahan berserat yang lain (Rowell, 2005).

Sumber serat alam yang berpotensi untuk dijadikan komposit adalah ampas

tebu. Tanaman tebu umumnya menghasilkan 24-36% ampas tebu tergantung pada

kondisi dan jenisnya. Berlimpahnya bahan limbah ini dapat dimanfaatkan menjadi

produk komposit sehingga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi dan dapat

mengurangi ketergantungan pada kayu hasil hutan. Serat bagasse tergolong

klasifikasi kelas menengah dalam hal panjang dan rasio lebar dibandingkan

dengan kayu lunak dan kayu keras. Keistimewaan ini memberikan keuntungan

bagi bagasse jika dibandingkan dengan kayu keras. Bedasarkan Sudirjo (1991)

perbandingan ukuran serat antara bagasse dengan kayu dimana panjang serat kayu


8

lunak 3,5 mm dengan lebar 0,029 mm, kayu keras 1,3 mm dengan lebar 0,023

mm, bagasse memiliki panjang serat 1,5 mm dengan lebar 0,111 mm.

Tongkol Jagung

Jagung merupakan tanaman semusim yang hidup sekitar 80-150 hari.

Produksi jagung tahun 2015 sebanyak 20,67 juta ton dan setiap tahun mengalami

kenaikan sebanyak 1,66 juta ton (Badan Pusat Statistika, 2015). Seiring dengan

semakin meningkatnya produksi jagung, maka limbah hasil pengolahan jagung

juga akan semakin meningkat. Limbah yang dihasilkan diantaranya adalah

tongkol jagung. Tongkol jagung yaitu bagian dari buah jagung yang sudah tidak

mengandung biji. Sebagian besar masyarakat hanya menganggap tongkol jagung

sebagai sampah atau sebagai pakan ternak yang tidak memiliki nilai tambah.

Tingginya kandungan serat kasar dan kadar lignin mengakibatkan konsumsinya

oleh ternak terbatas sehingga perlu adanya alternatif lain dalam pengolahannya.

Tongkol jagung mengandung hemiselulosa 30,91%, selulosa 26,81%, lignin

15,52%, karbon 39,80%, nitrogen 2,12%, kadar air 8,38%. Berlimpahnya bahan

limbah ini dapat dimanfaatkan menjadi bahan baku pembuatan papan partikel

(Septiningrum, 2011).

Kulit Durian

Durian (Durio zibethinus Murray) merupakan salah satu tanaman asli Asia

Tenggara yang beriklim tropis basah seperti Indonesia, Thailand dan Malaysia.

Produksi buah durian di Indonesia pada tahun 2015 mencapai 1,020 juta ton dan

di Sumatera Utara mencapai 63,548 ton (Badan Pusat Statistik, 2015). Bagian

buah durian yang dapat dimakan tergolong rendah yaitu 20,92% dan 79,08%


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tanaman_semusim&action=edit

9

merupakan kulit dan biji durian. Kulit durian sekitar 60-75% merupakan limbah

komoditi pertanian tidak memiliki nilai ekonomi dan mengandung unsur

lingnoselulosa yang berpotensi sebagai bahan baku dalam pembuatan papan

partikel (Siregar et al., 2014).

Kulit durian mengandung selulosa yang tinggi (50-60%) dan kandungan

lignin (5%) serta kandungan pati yang rendah (5%). Limbah kulit durian

mengandung sel serabut dengan dimensi yang panjang dan dinding serabut yang

tebal sehingga dapat berikatan dengan baik apabila diberi bahan perekat sintesis

atau bahan perekat mineral (Hatta, 2007).

Sabut Kelapa

Kelapa (Cocos nucifera) merupakan tanaman serbaguna yang mempunyai

nilai ekonomi tinggi karena hampir seluruh bagian dari pohon, akar, batang,

daun dan buahnya dapat dimanfaatkan. Bedasarkan data Direktorat Jenderal

Perkebunan Indonesia (2015) luas areal perkebunan kelapa di Indonesia mencapai

total produksi 3.176 juta ton. Tinggi tanaman ini dapat mencapai 20 sampai

25 meter, dan bisa hidup 80 hingga 100 tahun (Yulvianti et al., 2015).

Serat kelapa diperoleh dari bagian terluar buah kelapa (sabut kelapa) dari

pohon kelapa (Cocos nucifera). Limbah sabut kelapa yang dapat dihasilkan dari

total produksi kelapa sebanyak 3,176 juta ton adalah sekitar 1,4 juta ton. Setiap

satu butir kelapa dapa diperoleh sekitar 0,4 kg sabut yang mengandung sekitar

30% serat. Potensi sabut kelapa yang sangat besar ini harus dimanfaatkan

seoptimal mungkin. Salah satu pemanfaatannya adalah untuk bahan pembuatan

papan partikel. Sabut kelapa tidak berbau, ringan, tebal, kuat dan memiliki

ketahanan terhadap abrasi. Sabut kelapa merupakan bahan berlignoselulosa yang


10

mengandung 8,50% hemiselulosa, sebesar 21,07% selulosa, 29,23% lignin,

14,25% pectin, dan 26,0% air, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku

papan partikel (Tyas, 2000)

Sekam Padi

Produksi padi Indonesia pada tahun 2015 sebanyak 75,55 juta ton

(Badan Pusat Statistika, 2015). Sekam padi merupakan produk samping hasil

penggilingan padi yang digunakan sebagai bahan bakar atau dibuang begitu saja

Penanganan sekam padi yang tidak tepat akan menimbulkan pencemaran

lingkungan. Abu sekam padi yang dihasilkan dari pembakaran padi sekitar 20%.

Untuk mengurangi dampak terhadap lingkungan, diperlukan alternatif lain untuk

memanfaatkan sekam padi. Salah satu solusi yang dilakukan yaitu dengan

pemanfaatan sekam padi menjadi bahan baku dalam pembuatan papan partikel.

Penggilingan padi menghasilkan 72% beras, 5% dedak, dan 20-22% sekam.

Sekam padi mengandung 78-80% bahan organik yang mudah menguap yaitu

lignin, selulosa, dan gula. Sekam padi mengandung kadar air 9,02%,

lemak 1,18%, serat kasar 35,68%, abu 20%, lignin 21,40%, seluosa 34,34%, dan

serat 31,37% sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan papan

partikel. Pengunaan sekam padi menjadi papan partikel diharapkan dapat

bermanfaat untuk memenuhi kebutuhan papan, serta mengurangi dampak

pencemaran lingkungan (Fauziah et al., 2014).


11

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli–Desember 2016. Penelitian ini

dilakukan di Workshop Program Studi Kehutanan, Fakultas Kehutanan,

Universitas Sumatera Utara untuk menghasilkan papan partikel dari ampas tebu,

tongkol jagung, kulit durian, sabut kelapa dan sekam padi. Pengujian sifat fisis

dan mekanis dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Fakultas

Kehutanan, Universitas Sumatera Utara.

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah spray gun, cetakan papan

berukuran 25 x 25 x 1 cm, mesin kempa panas, oven, caliper digital, timbangan

digital, Universal Testing Mechine (UTM) dan moisture meter, mesin chipper.

Bahan yang digunakan adalah ampas tebu, tongkol jagung, kulit durian, sabut

kelapa dan sekam padi. Perekat yang digunakan yaitu Melamin Formaldehida.

Prosedur Penelitian

1. Persiapan Bahan Baku

Bahan baku papan partikel dari ampas tebu, tongkol jagung, kulit durian,

sabut kelapa dan sekam padi masing-masing dibersihkan dan dikering udarakan.

Setelah kering udara dilakukan pencacahan dengan mesin chipper. Bahan yang

telah menjadi partikel kemudian di oven hingga mencapai kadar air 5% pada suhu

103oC dan disaring dengan ukuran 10 mesh dan tertahan di 20 mesh.


12

2. Proses Pembuatan Papan

Pembuatan papan partikel dari beberapa bahan berlignoselulosa dibuat

masing-masing sebanyak 3 ulangan yang dicampur dengan perekat melamin

formaldehida 10%. Pencampuran bahan dilakukan dengan menggunakan

sprayer untuk membantu meratakan perekat keseluruh bahan baku. Papan

yang telah tercampur dengan perekat dicetak dengan ukuran 25 x 25 cm,

kemudian dikempa panas pada suhu 140oC, selama 10 menit, tekanan 30 kg/cm².

Ruhendi et al. (2007) menyatakan bahwa melamin formaldehida dapat dikempa

panas dengan suhu 120°C–140°C tanpa hardeners dengan waktu relatif singkat

dan hasil memuaskan.

3. Pengkondisian

Pengkondisian dilakukan selama 1 minggu pada suhu ruang ruang.

Pengkondisian bertujuan untuk menyeimbangkan kadar air dan melepas tegangan

pada setiap lembaran papan setelah pengempaan.

4. Pemotongan Contoh Uji

Setelah melalui tahap pengkondisian, dilakukan pemotongan sesuai pola

yang mengacu pada standar JIS A 5908 (2003). Pemotongan contoh uji dilakukan

untuk pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel sesuai dengan Gambar 1.

Gambar 1. Pola pemotongan contoh uji

B

C

D


13

Keterangan gambar :

A = contoh uji modulus of elasticity dan modulus of rupture (5 x 20 cm)

B = contoh uji kerapatan dan kadar air (10 x 10 cm)

C = contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air (5 x 5 cm)

D = contoh uji internal bond (5 x 5 cm)

5. Pengujian Contoh Uji

Pengujian sifat fisis dan mekanis mengacu pada standart

JIS A 5908 (2003). Parameter pengujian papan partikel terdiri dari kerapatan,

kadar air (KA), daya serap air (DSA), pengembangan tebal (PT), Modulus of

Elasticity (MOE), Modulus of Rupture (MOR), dan Internal Bond (IB).

Tabel 1. Standart JIS A 5908 (2003) pada pengujian papan partikel No. Parameter Sifat Fisis Mekanis Standart JIS A 5908 (2003)

1 Kerapatan (gram/cm3) 0,40-0,90

2 Kadar Air (%) 5-13

3 Daya Serap Air (%) -

4 Pengembangan Tebal (%) Maksimal 12

5 MOE (kgf/cm2) Minimal 20400

6 MOR (kgf/cm2) Minimal 82

7 Internal Bond (kgf/cm2) Minimal 1,5

Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel

Kerapatan

Contoh uji kerapatan berukuran 10 x 10 cm bedasarkan berat dan volume

kering udara. Berat ditimbang (B), kemudian diukur dimensi panjang, lebar, dan

tebalnya untuk menentukan volume (V). Kerapatan papan partikel dihitung

menggunakan rumus:

Keterangan:

ρ = kerapatan (gram/cm3)

B = berat kering udara contoh uji (gram)

V = volume kering udara contoh uji (cm3)


14

Kadar Air (KA)

Contoh uji kadar air berukuran 10 x 10 cm dihitung bedasarkan berat awal

dan berat akhir setelah pengovenan pada suhu 103 ± 2oC selama 24 jam. Kadar air

papan partikel dihitung menggunakan rumus:

BA - BKO

KA (%) = x 100

BKO

Keterangan:

KA = kadar air (%)

BA = berat awal contoh uji (gram)

BKO = berat kering oven contoh uji (gram)

Daya Serap Air (DSA)

Contoh uji daya serap air berukuran 5 x 5 cm dihitung bedasarkan selisih

berat sebelum perendaman (B0) dan sesudah perendaman (B1) selama 2 jam dan

24 jam. Daya serap air papan partikel dihitung menggunakan rumus:

B1 – B0

DSA (%) = x 100

B0

Keterangan:

DSA = daya serap air (%)

B0 = berat contoh uji sebelum perendaman (gram)

B1 = berat contoh uji setelah perendaman (gram)

Pengembangan Tebal (PT)

Contoh uji pengembangan tebal berukuran 5 x 5 cm dihitung bedasarkan

penambahan tebal sebelum dan sesudah perendaman dalam air selama 2 jam dan

24 jam. Contoh uji dalam kondisi kering udara diukur rata-rata dimensi tebal pada

4 titik pengukuran (T0) dan diukur kembali rata-rata dimensi tebal setelah

perendaman pada 4 titik pengukuran (T1). Nilai pengembangan tebal papan

partikel dihitung menggunakan rumus:


15

T1-T0

PT (%) = x 100

T0

Keterangan:

PT = pengembangan tebal (%)

T0 = tebal contoh uji sebelum perendaman (gram)

T1 = tebal contoh uji setelah perendaman (gram)

Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel

Modulus of elasticity (MOE)

Pengujian modulus of elasticity (modulus elastisitas) dilakukan bersama-

sama dengan pengujian modulus patah dengan contoh uji yang sama. Pada saat

pengujian dicatat besarnya defleksi yang terjadi pada setiap perubahan beban

tertentu. Nilai MOE dihitung menggunakan rumus:

PL3

MOE =

4Y bh3

Keterangan:

MOE = modulus of elasticity (kgf/cm2)

P = beban maksimum (kgf)

L = jarak sangga (cm)

Y = perubahan defleksi pada setiap perubahan beban (cm)

b = lebar contoh uji (cm)

h = tebal contoh uji (cm)

Modulus of rupture (MOR)

Modulus of rupture (modulus patah) adalah sifat mekanis papan yang

menunjukkan kekuatan dalam menahan beban. Pengujian modulus patah

dilakukan menggunakan mesin uji Universal Testing Machine (UTM). Contoh uji

papan partikel ini berukuran 20 x 5 cm. Nilai MOR dihitung menggunakan rumus:

3PL

MOR = 2bh

2


16

Keterangan:

MOR = modulus of rupture (kgf/cm2)


b = lebar contoh uji (cm)

h = tebal contoh uji (cm)

L = jarak sangga (cm)

Internal bond (IB)

Pengujian Internal bond (keteguhan rekat) dilakukan dengan menggunakan

contoh uji 5 x 5 cm. Contoh uji diukur dimensi panjang dan lebar untuk

mendapatkan luas penampang (A). Kemudian contoh uji dilekatkan pada dua blok

besi dengan perekat epoksi dan dibiarkan kering selama 24 jam. Setelah itu kedua

blok besi tersebut ditarik tegak lurus permukan sampai beban maksimum.

Keteguhan rekat dihitung menggunakan rumus:

Keterangan:

IB = keteguhan rekat (kgf/cm2)


A = luas permukaan contoh uji (cm2)

6. Analisis Data

Penelitian ini menggunakan analisis data Rancangan Acak Lengkap (RAL).

Perlakuan pada penelitian ini berupa penggunaan bahan berlignoselulosa ampas

tebu, tongkol jagung, kulit durian, sabut kelapa dan sekam padi dengan

menggunakan perekat melamin formaldehida sebanyak tiga ulangan. Model

statistik linear dari rancangan percobaan ini dinyatakan dalam persamaan sebagai

berikut:

Yij = µ + ∑ij


17

Keterangan:

Yij = Respon pengamatan pada beberapa bahan lignoselulosa ampas tebu,

tongkol jagung, kulit durian, sabut kelapa dan sekam padi dengan perekat

metil formaldehida terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel, jenis

ke-i ulangan ke-j.

µ = Nilai rata-rata umum.

= Pengaruh perbedaaan bahan baku partikel ke-i.

∑ij = Pengaruh galat (kesalahan) dari percobaan perbedaan bahan baku ke-i

ulangan ke - j.

Untuk melihat adanya pengaruh perlakuan perbedaan bahan baku terhadap

respon sifat fisis dan mekanis papan partikel maka dilakukan analisis keragaman

dengan menggunakan uji F pada tingkat kepercayaan 95% (nyata). Kriteria uji

yang digunakan adalah jika Fhitung lebih kecil atau sama dengan Ftabel maka

perlakuan tidak berpengaruh nyata dan jika Fhitung lebih besar dari Ftabel maka

perlakuan berpengaruh nyata.

Apabila Fhitung berpengaruh nyata, maka dilakukan uji lanjut dengan

menggunakan uji DMRT (Duncan Multiple Range Test) untuk mengetahui

faktor-faktor yang berpengaruh nyata antar perlakuan dengan memberi notasi atau

lambang pada nilai rata-rata. Selanjutnya menyusun nilai rata-rata perlakuan dari

yang terkecil hingga yang terbesar. Dimana notasi “a” untuk nilai rata-rata

perlakuan terkecil pertama hingga nilai rata-rata berikutnya yang memiliki nilai

yang kurang dari atau sama. Notasi “b” untuk nilai perlakuan terkecil kedua

hingga nilai rata-rata berikutnya yang memiliki nilai yang kurang dari atau sama.

Notasi “c” untuk nilai perlakuan terkecil ketiga hingga nilai rata-rata berikutnya

yang memiliki nilai yang kurang dari atau sama, dan seterusnya. Pemberian

lambang dengan huruf kecil dengan ketentuan bahwa dua nilai tengah yang tidak

berbeda nyata diberi lambang dengan huruf yang sama.


18

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kerapatan

Nilai rata-rata hasil pengujian kerapatan papan partikel disajikan pada

Gambar 2.

Gambar 2. Nilai Kerapatan Papan Partikel

Nilai rata-rata kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara

0,59-0,66 g/cm3. Nilai kerapatan tertinggi terdapat pada papan partikel kulit

durian sebesar 0,66 g/cm3, sedangkan nilai kerapatan terendah terdapat pada

papan partikel sekam padi sebesar 0,59 g/cm3. Nilai kerapatan papan partikel

yang dihasilkan tidak memenuhi target kerapatan yang ingin dicapai sebesar

0,80 g/cm3. Secara keseluruhan nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan

telah memenuhi standart JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai kerapatan

papan partikel berkisar 0,40-0,90 g/cm3.

Nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan lebih rendah dari target yang

ingin dicapai. Hal ini diduga karena adanya partikel yang terbuang selama proses

pembuatan papan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Bufalino et al. (2012)

0,64 b 0,60 a

0,66 c 0,63 b 0,59 a

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

Ampas

Tebu

Tongkol

Jagung

Kulit

Durian

Sabut

Kelapa

Sekam

Padi

Ker

ap

ata

n (

g/c

m3)

Papan Partikel

JIS A 5908 (2003)

(0,40-0,90 g/cm3)


19

menyatakan bahwa rendahnya nilai kerapatan papan partikel dikarenakan adanya

sejumlah partikel yang terbuang selama proses pembuatan papan. Selain itu, pada

saat pengempaan terjadi penyebaran partikel ke arah samping dan pergeseran plat

besi sehingga papan partikel yang dihasilkan memiliki luasan yang lebih besar

dan kerapatanya menjadi lebih rendah. Maloney (1993) menyatakan bahwa

kerapatan akhir papan partikel dipengaruhi oleh kondisi proses produksi terutama

proses pengempaan, pengeringan bahan baku, kadar perekat, dan bahan tambahan

lainnya. Menurut Maloney (1993) papan partikel yang dihasilkan dalam penelitian

ini merupakan papan partikel berkerapatan sedang yaitu papan partikel yang

mempunyai kerapatan antara 0,40-0,80 g/cm3.

Gambar 2 menunjukan bahwa kerapatan papan partikel kulit durian

memiliki kerapatan tertinggi dibandingkan dengan kerapatan papan partikel

lainnya. Hatta (2007) menyatakan bahwa kulit durian mengandung sel serabut

dengan dimensi yang panjang, dinding serabut yang tebal dan berat jenis partikel

yang rendah sehingga dapat berikatan dengan baik apabila diberi bahan perekat

sintesis atau bahan perekat mineral. Bowyer et al. (2003) menyatakan bahwa nilai

kerapatan papan partikel sangat dipengaruhi oleh bahan baku yang digunakan

dimana semakin rendah kerapatan bahan baku yang digunakan maka kerapatan

papan yang dihasilkan akan semakin tinggi.

Tabel 2. Sidik ragam (anova) kerapatan papan partikel Sumber Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Tengah Fhitung Ftabel

Perlakuan 4 0,02 18,00* 3,48

Galat 10 0,00 Total 14

Keterangan: * = nyata pada selang kepercayaan 95%

Hasil sidik ragam pada Tabel 2 menunjukkan bahwa perbedaan bahan baku

papan partikel berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan yang dihasilkan.


20

Bedasarkan uji lanjut DMRT menunjukkan papan partikel kulit durian berbeda

nyata dengan papan partikel tongkol jagung, sekam padi, ampas tebu dan sabut

kelapa.

Kadar Air

Nilai rata-rata hasil pengujian kadar air papan partikel disajikan pada

Gambar 3.

Gambar 3. Nilai Kadar Air Papan Partikel

Nilai rata-rata kadar air papan partikel yang dihasilkan berkisar antara

7,69%-8,21%. Nilai kadar air tertinggi terdapat pada papan partikel sabut kelapa

sebesar 8,21%, sedangkan nilai kadar air terendah terdapat pada papan partikel

sekam padi sebesar 7,69%. Secara keseluruhan nilai kadar air papan partikel yang

dihasilkan telah memenuhi standart JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan nilai

kadar air papan partikel berkisar 5%-13%.

Kadar air papan partikel pada umumnya lebih rendah dari kadar air bahan

bakunya. Menurut Nuryawan (2008) kondisi tersebut diakibatkan oleh proses

pengempaan panas pada saat pembuatan papan. Akan tetapi, pada penelitian ini

kadar air papan partikel yang dihasilkan lebih tinggi dari kadar air bahan baku

7.97 7.70 7.92 8.21 7.69

0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.00

10.0011.0012.0013.00

Ampas

Tebu

Tongkol

Jagung

Kulit

Durian

Sabut

Kelapa

Sekam

Padi

KA

(%

)

JIS A 5908

(2003) (5-13%)

Papan Partikel


21

(5% menjadi ±7-8%). Hal ini diduga karena pada saat pengkondisian kadar air

papan partikel dipengaruhi oleh kondisi udara disekitarnya dan bahan baku yang

berlignoselulosa bersifat higroskopis dapat menyerap atau melepaskan air. Hal ini

sesuai dengan pernyataan Bowyer et al. (2003) menyatakan bahwa nilai kadar air

papan partikel dapat berubah sesuai kondisi udara disekitarnya, karena bahan baku

papan partikel adalah bahan-bahan yang mengandung lignoselulosa yang bersifat

higroskopis.

Hasil sidik ragam yang telah dilakukan diketahui bahwa perbedaan bahan

baku papan partikel tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air papan yang

dihasilkan. Hasil sidik ragam kadar air dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Sidik ragam (anova) kadar air papan partikel Sumber Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Tengah Fhitung Ftabel

Perlakuan 4 1,40 1,00 tn 3,48


Keterangan: tn = tidak nyata pada selang kepercayaan 95%

Daya Serap Air

Nilai rata-rata hasil pengujian daya serap air papan partikel disajikan pada

Gambar 4.

Gambar 4. Nilai Daya Serap Air Papan Partikel

52,77 a 60,13 a 70,25 a 90,79 b 90,24 b

77,26 a 81,10 ab 89,82 bc

99,16 c 97,44 d

0

20

40

60

80

100

120

Ampas

Tebu

Tongkol

Jagung

Kulit

Durian

Sabut

Kelapa

Sekam

Padi

DSA 2 Jam

DSA 24 Jam

DS

A (%

)

Papan Partikel


22

Nilai rata-rata daya serap air papan partikel yang dihasilkan

dengan perendaman 2 jam berkisar antara 52,77%-90,79%, sedangkan dengan

perendaman 24 jam berkisar antara 77,26%-99,16%. Nilai daya serap air tertinggi

dengan perendaman 2 dan 24 jam terdapat pada papan partikel sabut kelapa,

sedangkan nilai daya serap air terendah terdapat pada papan partikel ampas tebu.

Standart JIS A 5908 (2003) tidak menyaratkan nilai daya serap air.

Nilai daya serap air berbanding lurus dengan lamanya perendaman, semakin

lama papan direndam maka air yang masuk kedalam papan akan semakin banyak.

Menurut Subiyanto (2003), banyaknya air yang masuk kedalam papan didasarkan

pada kondisi papan, jenis air, metode masuknya air dan durasi pemasukan air.

Gambar 4 menunjukkan bahwa nilai daya serap air papan partikel sabut

kelapa yang dihasilkan baik perendaman 2 jam dan 24 jam lebih tinggi

dibandingkan papan partikel dengan bahan lainnya. Tyas (2000) menyatakan

bahwa tingginya nilai daya serap air sabut kelapa disebabkan karena adanya

ikatan hidrogen yang terdapat dalam selulosa, hemiselulosa dan lignin pada sabut

kelapa, sehingga air yang masuk kedalam papan semakin banyak. Sabut kelapa

disusun dari jaringan dasar seperti gabus yang memiliki kemampuan mengikat air

yang tinggi 8-9 kali.

Tabel 4. Sidik ragam (anova) daya serap air (2 jam) papan partikel Sumber Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Tengah Fhitung Ftabel

Perlakuan 4 898,083 57,098* 3,48




papan partikel berpengaruh nyata terhadap daya serap air papan selama 2 jam.

Bedasarkan uji lanjut DMRT menunjukkan papan partikel dengan bahan baku


23

sekam padi memiliki pengaruh tidak berbeda nyata dengan papan partikel sabut

kelapa tetapi berbeda nyata dengan bahan papan partikel ampas tebu, tongkol

jagung, dan kulit durian.

Tabel 5. Sidik ragam (anova) daya serap air (24 jam) papan partikel Sumber Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Tengah Fhitung Ftabel

Perlakuan 4 820,416 28,380* 3,48



Hasil sidik ragam pada Tabel 5 menunjukkan bahwa perbedaan bahan

baku papan partikel berpengaruh nyata terhadap daya serap air papan selama

24 jam. Bedasarkan uji lanjut DMRT menunjukkan papan partikel dengan bahan

baku sekam padi berbeda nyata dengan papan partikel ampas tebu, tongkol

jagung, kulit durian dan sabut kelapa.

Pengembangan Tebal

Nilai rata-rata hasil pengujian pengembangan tebal papan partikel disajikan

pada Gambar 5.

Gambar 5. Nilai Pengembangan Tebal Papan Partikel

Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan dengan

perendaman 2 jam berkisar antara 6,81-13,51%, sedangkan dengan perendaman

6,81 a 8,51 b 8,80 b 13,51 c 12,90 d

12,56 a

17,20 b

24,24 c

34,90 d

30,69 e

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Ampas

Tebu

Tongkol

Jagung

Kulit

Durian

Sabut

Kelapa

Sekam

Padi

PT 2 Jam

PT 24 Jam

Papan Partikel

Pen

gem

ban

gan

Teb

al

(%

)

JIS A 5908

(2003) (< 12%)


24

24 jam berkisar antara 12,56-34,90%. Nilai pengembangan tebal tertinggi dengan

perendaman 2 jam dan 24 jam terdapat pada papan partikel sabut kelapa,

sedangkan nilai pengembangan tebal terendah terdapat pada papan partikel

ampas tebu. Nilai pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan melebihi

standart JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai pengembangan tebal yaitu

maksimal 12%.

Tingginya nilai pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan diduga

karena tingkat absorpsi air oleh bahan baku yang tinggi. Nilai pengembangan

tebal berkaitan dengan penyerapan air oleh papan partikel, semakin banyak air

yang diserap dan memasuki struktur papan partikel maka akan melemahkan ikatan

antar partikel dan membuat papan partikel mengembang. Setiawan (2008)

mengemukakan bahwa pengembangan tebal ada hubungannya dengan absorpsi

air, karena semakin banyak air yang diserap dan memasuki struktur partikel maka

semakin besar perubahan dimensi yang dihasilkan, hal ini dibuktikan dengan

tingginya nilai daya serap air yang dihasilkan.

Nilai daya serap air papan partikel dan pengembangan tebal papan partikel

yang dihasilkan berbanding lurus. Subiyanto (2003) menyatakan bahwa semakin

tinggi daya serap air maka semakin tinggi pengembangan tebal dan sebaliknya

semakin rendah daya serap air maka semakin rendah pengembangan tebalnya.

Pengembangan tebal menentukan suatu papan dapat digunakan untuk

eksterior atau interior. Melamin formaldehida digunakan untuk perekat eksterior

dan semi eksterior kayu lapis dan papan partikel. Papan partikel yang dihasilkan

tidak cocok untuk penggunaan eksterior karena sifat papan yang cepat

mengembang atau stabilitas dimensinya rendah. Hal ini diduga karena pada saat


25

pengkondisian papan partikel mengalami spring back sehingga tebal akhir

papan melebihi 1 cm dari tebal yang ditargetkan. Hadi (1998) menyatakan spring

back merupakan penambahan tebal papan partikel setelah proses siklis yang

terjadi karena adanya usaha dari papan partikel tersebut untuk membebaskan

tegangan yang tersisa di dalamnya pada waktu pengempaan panas pada saat

pembuatan papan. Massijaya et al. (2000) menyatakan bahwa pengembangan

tebal yang tinggi tidak dapat digunakan untuk keperluan eksterior karena memiliki

stabilitas dimensi produk yang rendah dan sifat mekanisnya juga rendah.

Tabel 6. Sidik ragam (anova) pengembangan tebal (2 jam) papan partikel

Sumber Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Tengah Fhitung Ftabel

Perlakuan 4 25,915 63,647* 3,48




papan partikel berpengaruh nyata terhadap pengembangan tebal papan selama 2

jam. Bedasarkan uji lanjut DMRT menunjukkan papan partikel bahan baku ampas

tebu berbeda nyata dengan papan partikel dari bahan baku tongkol jagung, kulit

duriam sabut kelapa dan sekam padi.

Tabel 7. Sidik ragam (anova) pengembangan tebal (24 jam) papan partikel

Sumber Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Tengah Fhitung Ftabel

Perlakuan 4 245,645 43,590* 3,48




papan partikel berpengaruh nyata terhadap pengembangan tebal papan selama 24

jam. Bedasarkan uji lanjut DMRT menunjukkan papan partikel dengan bahan

baku yang berbeda menunjukkan pengembangan tebal yang saling berbeda nyata.


26

Modulus of Elasticity (MOE)

Nilai rata-rata hasil pengujian Modulus of Elasticity (MOE) papan partikel

disajikan pada Gambar 6.

Gambar 6. Nilai MOE Papan Partikel

Nilai rata-rata Modulus of Elasticity (MOE) papan partikel dari beberapa

bahan berlignoselulosa yang dihasilkan berkisar antara 2794,11-3940,61 kgf/cm2.

Nilai MOE tertinggi terdapat pada papan partikel ampas tebu sebesar

3940,61 kgf/cm2, sedangkan nilai MOE terendah terdapat pada papan partikel

tongkol jagung sebesar 2794,11 kgf/cm2.

Nilai rata-rata Modulus of Elasticity (MOE) papan partikel yang dihasilkan

tidak memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai MOE papan

partikel minimal 20400 kgf/cm². Hal ini terkait dengan nilai selenderness rasio

(SR) yaitu perbandingan antara panjang dan tebal partikel yang optimal untuk

menghasilkan papan partikel dengan sifat fisis dan mekanis terbaik. Maloney

(1993) menyatakan bahwa nilai ideal SR untuk partikel sebesar 150 dalam bentuk

flake. Sementara ukuran partikel papan yang digunakan dalam penelitian ini

adalah 10 mesh tertahan di 20 mesh dalam bentuk serbuk. Partikel dengan nilai

3940.61 2794.11 2866.38 2916.22 3292.44 0.00

5000.00

10000.00

15000.00

20000.00

25000.00

Ampas

Tebu

Tongkol

Jagung

Kulit

Durian

Sabut

Kelapa

Sekam

Padi

MO

E (

kgf/

cm2)

Papan Partikel

JIS A 5908 (2003)

( > 20400 kgf/cm2 )


27

SR yang tinggi akan lebih mudah diorientasikan sehingga terjadi peningkatan

kekuatan papan dan memerlukan lebih sedikit perekat dalam setiap luasan

permukaan kontak untuk mengikat partikel. Bowyer et al. (2003) menyatakan

bahwa nilai MOE dipengaruhi oleh kandungan dan jenis bahan perekat yang

digunakan, kerapatan papan, daya ikat perekat, dan geometri partikel.

Hasil sidik ragam yang telah dilakukan diketahui bahwa perbedaan bahan

baku papan partikel tidak berpengaruh nyata terhadap nilai MOE papan yang

dihasilkan. Hasil sidik ragam MOE dapat dilihat pada Tabel 8.

Tabel 8. Sidik ragam (anova) MOE papan partikel Sumber Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Tengah Fhitung Ftabel

Perlakuan 4 679793,806 1,235tn 3,48

Galat 10 550596,877 Total 14


Modulus of Rupture (MOR)

Nilai rata-rata hasil pengujian Modulus of Rupture (MOR) papan partikel

disajikan pada Gambar 7.

Gambar 7. Nilai MOR Papan Partikel

Nilai rata-rata Modulus of Rupture (MOR) papan partikel dari beberapa

bahan berlignoelulosa yang dihasilkan berkisar antara 40,24-56,58 kgf/cm2. Nilai

56.35 40.24 43.82 44.09 43.94 0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

Ampas

Tebu

Tongkol

Jagung

Kulit

Durian

Sabut

Kelapa

Sekam

Padi

MO

R (k

gf/

cm2)

MO

R (k

gf/

cm2)

Papan Partikel

JIS A 5908 (2003)

( > 82kgf/cm2 )


28

MOR tertinggi terdapat pada papan partikel ampas tebu sebesar 56,58 kgf/cm2,

sedangkan nilai MOR terendah terdapat pada papan partikel tongkol jagung

sebesar 40,24 kgf/cm2.

Nilai rata-rata Modulus of Rupture (MOR) papan partikel yang dihasilkan

tidak memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai keteguhan

patah papan partikel minimal 82 kg/cm². Hal ini diduga karena kerapatan papan

partikel yang dihasilkan masih rendah dan belum mencapai target yang ingin

dicapai. Semakin tinggi kerapatan papan partikel yang dihasilkan maka sifat

keteguhan papan partikel juga akan semakin tinggi (Bowyer et al., 2003).

Nuryawan (2007) menyatakan bahwa partikel yang tidak saling mengisi dan tidak

saling mengikat antara satu partikel dengan partikel lainnya menyebabkan nilai

kerapatan rendah, sehingga kekuatan patah papan juga rendah.

Bedasarkan hasil sidik ragam yang telah dilakukan diketahui bahwa

perbedaan bahan baku papan partikel tidak berpengaruh nyata terhadap nilai MOR

papan yang dihasilkan. Hasil sidik ragam MOR dapat dilihat pada Tabel 8.

Tabel 8. Sidik ragam (anova) MOR papan partikel Sumber Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Tengah Fhitung Ftabel

Perlakuan 4 114,273 2,729tn 3,48



Internal Bond (IB)

Nilai rata-rata hasil pengujian Internal Bond (IB) partikel disajikan pada

Gambar 8.


29

Gambar 8. Nilai Internal Bond (IB) Papan Partikel

Nilai rata-rata Internal Bond (IB) papan partikel yang dihasilkan berkisar

antara 1,63-3,55 kgf/cm2. Nilai IB tertinggi terdapat pada papan partikel ampas

tebu sebesar 3,55 kgf/cm2, sedangkan nilai IB terendah terdapat pada papan

partikel sekam padi sebesar 1,63 kgf/cm2.

Nilai keteguhan rekat internal papan partikel yang dihasilkan telah

memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai IB papan partikel

minimal 1,5 kg/cm². Keteguhan rekat suatu papan berbanding lurus dengan nilai

pengembangan tebal yang dihasilkan. Nilai IB berdasarkan kekuatan ikatan

partikel dengan bantuan perekat pada saat proses pencampuran bahan. Hal ini

sesuai dengan pernyataan Bowyer et al. (2003) bahwa keteguhan rekat

mengindikasikan kekuatan antar partikel dan merupakan pengujian penting untuk

pengendalian kualitas karena menunjukkan kemampuan pencampuran perekat,

pembentukan lembaran dan proses pengempaan.

Tabel 9. Sidik ragam (anova) IB papan partikel Sumber Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Tengah Fhitung Ftabel

Perlakuan 4 1,804 3,935* 3,48



3,55 b

1,83 a 2,03 a 1,91 a

1,63 a

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

Ampas

Tebu

Tongkol

Jagung

Kulit

Durian

Sabut

Kelapa

Sekam

Padi

IB (k

gf/

cm2)

Papan Partikel

JIS A 5908 (2003)

( > 1,5 kgf/cm2 )


30

Hasil sidik ragam IB papan pada penelitian menunjukkan bahwa perbedaan

bahan baku papan partikel berpengaruh nyata terhadap nilai IB papan. Bedasarkan

uji lanjut DMRT menunjukkan papan partikel bahan baku ampas tebu berbeda

nyata dengan papan partikel tongkol jagung, kulit durian, sabut kelapa dan sekam

padi.


31

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Sifat fisis papan partikel dari beberapa bahan berlignoselulosa dengan

menggunakan perekat melamin formaldehida 10% untuk parameter kerapatan dan

kadar air telah memenuhi standar JIS A 5980 (2003), sedangkan pengembangan

tebal tidak memenuhi standart. Sifat mekanis papan partikel untuk parameter

MOE dan MOR belum memenuhi standart JIS A 5980 (2003), sedangkan untuk

nilai IB, papan partikel telah memenuhi standar JIS A 5980 (2003).

Nilai kerapatan, daya serap air, pengembangan tebal dan internal bond

berpengaruh nyata terhadap papan partikel. Nilai kadar air, MOE, MOR belum

berpengaruh nyata tehadap papan partikel.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk meningkatkan nilai kekuatan

papan partikel dengan cara pemberian perlakuan terhadap bahan baku.

Memberikan perlakuan diharapkan dapat meningkatkan sifat fisis dan mekanis

papan partikel.


32

DAFTAR PUSTAKA

Amelia, Siska. 2009. Pengaruh Perendaman Panas dan Dingin Sabut Kelapa

Terhadap Kualitas Papan Partikel yang Dihasilkannya. Skripsi. Departemen

Hasil Hutan Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Badan Pusat Statistika. 2015. Data BPS https://www.bps.go.id/brs/view/id/2015.

[1 Oktober 2016].

Bowyer JL, Shmulsky, Haygreen JG. 2003. Forest Products and Wood Science -

An Introduction, Fourth Edition. Iowa State University Press.

Bufalino, L., Albino, V.C.S., VA de Sa, Correa, A.A.R., Mendes, L.M. AND

Almemeida NA. 2012. Particleboards Made from Australian Red Cedar:

Proccesing Variables and Evaluation of Mixed-Species. J. Tropical Forest

Science, 24 (2), pp. 162 Fore.

Direktorat Jenderal Perkebunan. 2012. Data Lima Tahun Subsektor Perkebunan

(2008-2012)//www.deptan.gi.id. [1 Oktober 2016].

Fauziah, Dwiria Wahyuni, Boni P. Lapanporo. 2014. Analisis Sifat Fisis dan

Mekanik Papan Partikel Berbahan Dasar Sekam Padi. Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Tanjung Pura. Positron Vol. IV,

Nomor 2 Hal. 60-63.

Hadi, Y.S. 1998. Pengaruh Rendaman Panas Papan Partikel Kayu Terhadap

Stabilitas Dimensi Papan Partikel Meranti Merah. Buletin Jurusan

Teknologi Hasil Hutan, Teknologi : II(1).

Hatta, Violet Hj. 2007. Manfaat Kulit Durian Selezat Buahnya. Jurusan Teknik

Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan Universitas Lampung. Lampung.

Iskandar, M.I, Ahmad Supriadi. 2012. Pengaruh Kadar Perekat Terhadap Sifat

Papan Partikel Ampas Tebu (The Effect of Adhesive Content on Properties

Baggasse of Particleboard). Jurnal Penelitian Hasil Hutan Vol.31 No. 1,

Maret 2013: 19-26 ISSN: 0216-4329 Terakreditasi No.: 443/AU2/P2MI-

LIPI/08/2012.

JIS (Japanese Industrial Standart). 2003. JIS A 5908. Particleboard. Japanese

Standart Association Particleboard. Japan.

Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan. 2015. Data Statistik

www.menlhk.go.id. [1 Oktober 2016].

Kusumah SS. 2005. Analisis Kelayakan Teknis Papan Komposit dari Limbah

Kayu dan Karton Gelombang. Skripsi. Fakultas Kehutanan. Institut

Pertanian Bogor. Bogor.


33

Maloney TM. 1993. Modern Particleboard and Dry-Process Fiberboard

Manufacturing. Miller Freeman Inc. California.

Massijaya MY. S. Hadi, B Tambunan, ES Bakar, WA Subari. 2008. Penggunaan

Limbah Plastik Sebagai Komponen Bahan Baku Papan Partikel. Jurnal

Teknologi Hasil Hutan. XIII (2): 18-24.

Nuryawan, Arif. 2007. Sifat Fisis dan Mekanis OSB dari Kayu Akasia, Ekaliptus,

dan Gmelina Berdiameter Kecil. Tesis. Program Pascasarjana, Institut

Pertanian Bogor. Bogor.

Pizzi A. 1983. Wood Adhesive, Chemistry and Technology. National Timber

Research Institute Council for Science and Industrial Research. Pretoria

South Africa.

Ruhendi S. DN Koroh, FA Syamani, H Yanti, Nurhaida, S Saad dan T Sucipto.

2007. Analisis Perekat Kayu. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.

Bogor.

Rowell RM. 2005. Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites. CRC

Press. USA.

Septiningrum, Krisna, dan Apriana, Chandra. 2011. Produksi Xilanase dari

Tongkol Jagung dengan Sistem Bioproses menggunakan Bacillus circulans

untuk Pra-Pemutihan Pulp (Production of Xylanase from Corncob by

Bioprocess System Using Bacillus circulans for Pre-Bleaching Pulp).

Bandung: Balai Besar Pulp dan Kertas, Kementerian Perindustrian

Indonesia. Vol. V, No. 1 Hal. 87-97.

Setiawan B. 2008. Kualitas Papan Partikel Sekam Padi. Skripsi. Departemen Hasil

Hutan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Siregar, L.A., Rona J Nainggolan, Mimi Nurminah. 2014. Pengaruh Lama

Ekstraksi Terhadap Mutu Pektin Dari Kulit Durian (Effect Of Extractiontime

On The Quality Of Durian Peel Pectin). Ilmu dan Teknologi Pangan

Fakultas Pertanian USU. Jurnal Rekayasa Pangan Vol.2 No.3 Th. 2014.

Subiyanto, B., Raskita, S., dan Efendy, H. 2003. Pemanfaatan Serbuk Sabut

Kelapa sebagai Bahan Penyerap Air dan Oli Berupa Panel Papan Partikel.

Jurnal Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis Vol. 1.

Sudirjo, ST. 1991. Wood Pulp Refining, Bagasse Newsprint, Lignin Utilization

And Cellulose Derivatives. Proceedings of symposium at The Third UNIDO

Technical Workshop. Bandung.

Tyas, SIS. 2000. Studi Netralisasi Limbah Serbuk Sabut Kelapa (Cocopeat)

Sebagai Media Tanam. Skripsi. Fakultas Peternakan. Institut Pertanian

Bogor. Bogor.


34

Wulandari, F.T. 2013. Produk Papan Komposit Dengan Pemanfaatan Limbah Non

Kayu. Prodi Kehutanaan Faperta UNSRAM. ISSN No. 1978-3787, Volume

7, No. 6, 2013. Makassar.

Yulvianti, M., Widya Ernayati, Tarsono, M.Alfian. 2015. Ampas Kelapa Sebagai

Bahan Baku Tepung Kelapa Tinggi Serat Dengan Metode Freeze Drying.

Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng

Tirtayasa. Jurnal Integrasi Proses Vol. 5, No. 2 (Juni 2015) 101 – 107.


35

LAMPIRAN

Lampiran 1. Kebutuhan Bahan Baku Pembuatan Papan Partikel

Diketahui: Kadar Perekat = 10%

Kadar Air = 5%

Solid Content = 55

Target Kerapatan = 0,8 gr/cm3

Ukuran Cetakan = 25 cm x 25 cm

Kadar Perekat = 10%

Bahan Baku Partikel = (25 x 25 cm) (0,8 gr/cm3) (100/110)

= 625 x 0,8 x 0,90

= 454 gr + (454 x 5%)

= 477 gr

Perekat = (25 x 25 cm) (0,8 gr/cm3) (10%)

= 50 gr

= 50 x (100/55)

= 90,90 gr


36

Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian

Pengeringan bahan baku

pada partikel kulit durian

Pengukuran kadar air pada

partikel tongkol jagung

Pencampuran Perekat Dengan

Bahan Baku

Pencetakan papan pada partikel ampas tebu

Proses pembentukan papan pada partikel

sabut kelapa

Pencetakan papan pada partikel tongkol jagung


37

Pencetakan papan pada partikel

kulit durian


sabut kelapa

Proses pengempaan papan

partikel

Pola pemotongan contoh uji pada

papan partikel ampas tebu


sekam padi

Hasil perendaman 24 jam papan

partikel


Documents

SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL DARI BEBERAPA …