(development of wood liquid and particleboard from oil

Vol. 18 (2): 115124 Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia (JIPI), Agustus 2013

IS

LAMPIRAN

1

SN 0853 – 4217

Pengembangan Perekat Likuid dan Papan Partikel

dari Limbah Tandan Kosong Sawit

(Development of Wood Liquid and Particleboard from Oil Palm Empty Fruit Bunches)

Surdiding Ruhendi1*, Tito Sucipto2*

ABSTRAK

Tandan kosong sawit (TKS) merupakan salah satu sumber daya alam berlignoselulosa yang cukup potensial sebagai bahan baku perekat dan papan partikel. Tujuan penelitian ini adalah menetapkan mutu perekat likuid TKS, serta mengevaluasi pengaruh kadar perekat, kadar ekstensi perekat likuid TKS pada perekat melamin formaldehida (MF), kadar fortifikasi perekat resorsinol formaldehida (RF) pada likuid TKS dan kadar fortifikasi perekat MF pada likuid TKS terhadap mutu papan partikel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perekat likuid TKS yang dihasilkan adalah golongan perekat fenolik, bentuk cair dan bebas kotoran, warna cokelat kemerahan, pH 11, kekentalan 34 cps, kadar padatan 34%, dan waktu gelatinasi >60 menit. Sebagian sifat perekat likuid memenuhi SNI 06-4567-1998, yaitu bentuk, kenampakan, pH, dan waktu gelatinasi. Sifat fisis dan mekanis papan partikel untuk semua perlakuan kadar

perekat dan kadar ekstensi/fortifikasi adalah kerapatan 0,640,93 g/cm3, kadar air 612%, pengembangan tebal

13292%, daya serap air 39239%, modulus patah 16199 kg/cm2, modulus lentur 232119810 kg/cm2, keteguhan

rekat internal 0,167,19 kg, dan kuat pegang sekrup 1662 kg. Sebagian sifat fisis dan mekanis papan partikel memenuhi standar JIS A 5908-2003. Papan partikel yang menggunakan perekat MF tanpa ekstensi perekat likuid (kadar perekat 20%) adalah papan partikel dengan mutu terbaik. Perekat likuid TKS untuk papan partikel direkomendasikan menggunakan formulasi perekat likuid dengan fortifikasi 5% perekat MF (kadar perekat 15%) dan perekat MF dengan ekstensi 15% perekat likuid (kadar perekat 20%) untuk menghasilkan papan partikel yang baik.

Kata kunci: ekstensi, fortifikasi, papan partikel, perekat likuid, sifat fisis dan mekanis, tandan kosong sawit

ABSTRACT

Oil palm empty fruit bunches (EFB) is one of lignocellulosic natural resource, which is highly potential as adhesive and particleboard raw materials. The purpose of the study was determine wood liquid qualities, and to evaluate the effect of adhesive contents, wood liquid extension levels on melamine formaldehyde (MF) resin, and resorcinol formaldehyde (RF) fortification levels on wood liquid to particleboard quality. The results showed that the EFB wood liquid is considered as phenolic resin group, liquid form and free of dirt, reddish brown color, pH 11, 34 cps viscosity, solids content of 34.47%, and gelatine time >60 minutes. Some characteristics of wood liquid adhesives meet SNI 06-

4567-1998, namely the form, appearance, pH, and gelatine time. The physical and mechanical properties of particle

board for all treatments were 0.640.93 g/cm3 density, moisture content 612%, thickness swelling 13292%, water

absorption 39239%, modulus of rupture (MOR) 16199 kg/cm2, modulus of elasticity (MOE) 232119810 kg/cm2,

internal bonding 0.167.19 kg, and screw holding power 1662 kg. Some physical and mechanical properties of particle board meet the standard of JIS A 5908-2003. Particleboard using MF resin without wood liquid extension (adhesive content of 20%) was the best quality particleboard. Wood liquid for particleboard recommended using wood liquid fortified with 5% MF resin (adhesive content of 15%) and MF resin with 15% wood liquid extensions (adhesive content of 20%) produced good quality particleboard.

Keywords: empty fruit bunches, extention, fortification, particleboard, physical and mechanical properties, wood

liquid

PENDAHULUAN

Luas perkebunan kelapa sawit (Elaeis guineensis) di Indonesia meningkat dari tahun ke tahun. Tercatat tahun 2009 luas perkebunan kelapa sawit Indonesia mencapai 7,9 juta ha dengan rata-rata pertumbuhan per tahun 11,8%. Pada 2010, luas lahan perkebunan kelapa sawit 8,1 juta ha (Kementerian Pertanian RI

1

Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680.

2 Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Kampus USU, Medan 20131.

* Penulis korespondensi: E-mail: [email protected]

2010). Setyawati (1994) menyebutkan bahwa setiap hektar tanaman sawit mampu menghasilkan 20 ton tandan buah segar (TBS) per tahun untuk diolah menjadi minyak sawit yang menyisakan limbah TKS sebesar 4,42 ton (basah) atau 1,55 ton (kering). Jadi, dengan luas areal di Indonesia yang mencapai 8,1 juta ha, dapat menghasilkan limbah sebanyak 35 juta ton TKS basah atau 12 juta ton TKS kering.

Tandan kosong sawit (TKS) adalah limbah pengolahan minyak sawit yang merupakan sumber daya alam berlignoselulosa yang potensial sebagai bahan baku perekat dan papan partikel. TKS dapat dimanfaatkan sebagai perekat likuid melalui proses likuifikasi.

mailto:[email protected]

ISSN 0853 – 4217 JIPI, Vol. 18 (2): 115124 116

Pada penelitian ini dilakukan aplikasi perekat likuid TKS, perekat melamin formaldehida (MF) dengan fortifikasi likuid TKS, perekat likuid TKS dengan fortifikasi perekat resorsinol formaldehida (RF), dan perekat likuid TKS dengan fortifikasi perekat MF pada pembuatan papan partikel. Penelitian mengenai mutu papan partikel TKS dengan menggunakan likuid TKS sebagai perekat (binder) telah dilakukan oleh Efendi (2006), Jatmiko (2006), dan Prasetyo (2008), tetapi mutu papan partikel yang dihasilkan belum memenuhi JIS A 5908—2003, seperti pada nilai modulus elastisitas (MOE) dan modulus rekah (MOR). Perekat likuid TKS mungkin bukan pegikta (binder, komponen perekat utama) yang bermutu, tapi lebih cocok sebagai ekstender. Dengan demikian, pada penelitian ini perekat likuid tidak hanya dijadikan sebagai penguat (fortifier) untuk perekat RF dan MF, tetapi juga dijadikan sebagai ekstender untuk perekat MF.

Tujuan penelitian ini adalah menetapkan mutu perekat likuid TKS, serta mengevaluasi pengaruh kadar perekat, kadar ekstensi perekat likuid TKS pada perekat MF, pegaruh kadar fortifikasi perekat RF pada likuid TKS, dan pengaruh kadar penguat perekat MF likuid TKS pada mutu papan partikel.

METODE PENELITIAN

perekat likuid TKS disaring dan dipanaskan dalam

penangas air pada suhu 100 C.

Ketiga bahan perekat dibuat menjadi 9 formula perekat, yaitu (1) perekat MF diekstensi 0% perekat likuid TKS (MF + 0% LK); (2) perekat MF diekstensi 15% perekat likuid TKS (MF+15% LK); (3) perekat MF diekstensi 20% perekat likuid TKS (MF+20% LK); (4) perekat melamin formaldehida difortifikasi 25% perekat likuid TKS (MF+25% LK); (5) perekat likuid TKS difortifikasi 0% perekat RF (LK+0% RF); (6) perekat likuid TKS difortifikasi 5% perekat RF (LK+5% RF); (7) perekat likuid TKS difortifikasi 5% perekat MF (LK+5% MF); (8) perekat likuid TKS difortifikasi 10% perekat MF (LK+10% MF); dan (9) perekat likuid TKS difortifikasi 15% perekat MF (LK+15% MF).

Papan partikel TKS

Papan partikel yang dibuat berukuran 30 × 30 × 1 cm3 dengan kerapatan 0,6 g/cm3. Kadar perekat campuran yang digunakan adalah 10, 15, dan 20%. Urutan proses pembuatan papan partikel sesuai dengan Maloney (1993) dan Bowyer et al. (2007), yakni pencampuran bahan baku, pembentukan lembaran (mat forming), pengempaan pada suhu 120 C dengan tekanan 25 kgf/cm2 selama 10 menit, pengondisian (conditioning), dan pemotongan contoh uji.

Alat yang digunakan adalah willey mill, saringan

ukuran 2060 mesh, viscotester, mesin pres panas, dan universal testing machine. Bahan yang digunakan adalah tandan kosong sawit, perekat melamin formaldehida, dan perekat resorsinol formaldehida.

Perekat Likuid TKS

Bahan baku perekat likuid TKS adalah partikel TKS

ukuran 2060 mesh dan kadar air 5%. Partikel tersebut sudah diberi perlakuan pendahuluan untuk menurunkan kadar pati dan ekstraktifnya (Ruhendi & Sucipto 2007; Sucipto 2009) berupa perebusan dalam

air panas pada suhu 80100 C selama 6 jam dengan nisbah partikel:air panas 1:12. Pembuatan perekat likuid TKS mengacu ke metode Kausar (2012) atau modifikasi Pu et al. (1991) dan Yoshioka et al. (1992), yaitu partikel TKS sebanyak 750 g dimasukkan ke dalam wadah, ditambah H2SO4 sebanyak 34% dari tersebut diaduk hingga homogen, dan tambahkan selama 90 menit sambil diaduk rata. Determinasi mutu perekat mengacu pada SNI 06-4567-1998 mengenai fenol formaldehida cair untuk perekat kayu lapis, yaitu kenampakan, keasaman (pH), kekentalan (viskositas), kadar padatan, dan waktu gelatinasi bobot fenol (1.260 ml) dan diaduk merata selama 30 menit. Kemudian wadah tersebut ditutup dengan plastik bening dan diamkan selama 24 jam. Larutan fenol sebanyak 5× bobot partikel TKS (3.750 g) dimasukkan ke dalam wadah yang sudah berisi partikel TKS dan larutan H2SO4 teknis. NaOH 50% hingga pH larutan menjadi 11 (sebanyak 2.700 mL). Larutan formaldehida sebanyak 1.617 mL ditambahkan dengan nisbah molar fenol:formalin 1:0,5. Larutan

Papan partikel yang diuji adalah sifat fisis dan mekanis berdasarkan JIS A 5908-2003. Ukuran contoh ujinya adalah 10 × 10 cm (kerapatan dan kadar air), 5 × 5 cm (pengembangan tebal dan daya serap air), 5 × 20 cm (modulus rekah dan modulus elastisitas), 5 × 5 cm (keteguhan rekat internal), dan 5 × 10 cm (kuat pegang sekrup).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Ciri Mutu Perekat Likuid TKS

Perekat likuid TKS yang dihasilkan adalah golongan perekat fenolik yang berwujud cair dan bebas kotoran, warna cokelat kemerahan, pH 11, kekentalan 34 cps, kadar padatan 34,47%, dan waktu gelatinasi >60 menit. Perekat likuid yang memenuhi sifat perekat fenol formaldehida (PF) untuk kayu lapis (SNI 06-4567-1998) adalah bentuk (cair tanpa kotoran), kenampakan

(warna merah kehitaman), pH (1013), dan waktu gelatinasi (≥30 menit). Adapun sifat kekentalan

(130300 cps) dan kadar padatan (4045) tidak memenuhi SNI 06-4567-1998. Perekat likuid TKS yang dihasilkan tidak berbeda jauh dengan perekat likuid yang dihasilkan oleh Setiawan (2004), Masri (2005), Jatmiko (2006), Efendi (2006), Prasetyo (2008), Prihantini (2008), Silalahi (2012), dan Kausar (2012).

Ekstensi dan fortifikasi perekat MF dan RF pada perekat likuid TKS memengaruhi mutu perekat campuran. Ekstensi perekat likuid pada perekat MF akan menurunkan mutu perekat campuran karena mutu perekat MF yang tinggi ditambah dengan mutu perekat likuid yang lebih rendah, maka mutu perekat

ISSN 0853 – 4217 JIPI, Vol. 18 (2): 115124 117

campuran juga akan menurun. Ekstensi biasanya ditujukan untuk menurunkan biaya produksi perekat, sedangkan fortifikasi perekat MF atau RF pada perekat likuid akan meningkatkan mutu perekat campuran.

Sifat Mutu Papan Partikel

Sifat fisis dan mekanis papan partikel dibanding-

kan dengan dengan JIS A 5908-2003. Sifat fisis terdiri

atas kerapatan (KR), kadar air (KA), pengembangan tebal (PT), dan daya serap air (DSA). Adapun sifat mekanis terdiri atas modulus rekah (MOR), modulus elastisitas (MOE), keteguhan rekat internal (IB), dan kuat pegang sekrup (KPS).

Sebagian sifat fisis dan mekanis papan partikel memenuhi standar. Kerapatan, kadar air, dan kuat pegang sekrup papan partikel hampir semuanya memenuhi standar. Modulus rekah dan keteguhan rekat internal sebagian memenuhi standar. Pengem- bangan tebal dan modulus lentur tidak ada yang memenuhi standar. Data sifat fisis dan mekanis papan partikel dan perbandingannya dengan standar JIS A 5908-2003 secara lengkap disajikan pada Tabel 1.

Kerapatan (KR) Sifat fisis kerapatan papan partikel untuk semua

perlakuan kadar perekat dan kadar ekstensi maupun

kadar fortifikasi adalah 0,640,93 g/cm3 (Gambar 1). KR papan partikel terbesar dihasilkan dari perlakuan perekat likuid dengan fortifikasi 10% perekat MF (kadar perekat 20%), yaitu 0,93 g/cm3. KR papan partikel terkecil dihasilkan dari perlakuan perekat MF dengan ekstensi 15% perekat likuid dan perekat MF dengan ekstensi 25% perekat likuid (kadar perekat 10%), yaitu 0,64 g/cm3. KR semua papan partikel memenuhi standar JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan KR

papan partikel sebesar 0,40,9 g/cm3, kecuali papan partikel dengan perlakuan perekat likuid dengan fortifikasi 10% perekat MF (kadar perekat 20%).

Kadar perekat berbanding lurus dengan KR papan partikel. Semakin tinggi kadar perekat, semakin tinggi KR papan partikel yang dihasilkan. Ada kecenderungan ekstensi perekat likuid TKS pada perekat MF akan menurunkan KR dan fortifikasi perekat MF atau RF pada perekat likuid akan meningkatkan kerapatannya. Hal ini disebabkan oleh kadar padatan perekat MF atau RF lebih tinggi daripada kadar padatan perekat likuid TKS.

Tabel 1 Sifat fisis-mekanis papan partikel dengan perlakuan kadar perekat, serta kadar ekstender dan kadar penguat

Kadar perekat Perlakuan KR (g/cm3) KA (%) PT (%) DSA (%) MOR

(kg/cm2) MOE

(kg/cm2) IB (kg) KPS (kg)

MF+0%LK 0,73 8,37 40,72 73,87 95,15 9810,16 1,85 39,66

MF+15%LK 0,64 8,42 51,10 127,06 34,55 3577,77 1,38 37,23

MF+20%LK 0,69 7,63 63,48 152,31 53,65 5979,46 0,36 36,99

MF+25%LK 0,64 8,55 71,50 155,64 16,37 2320,68 0,19 31,07

10% LK+0%RF 0,70 7,78 146,90 239,02 23,43 2787,52 0,22 16,00

LK+5%RF 0,75 6,60 119,34 195,66 56,88 5901,62 0,28 30,67

LK+5%MF 0,88 10,81 219,73 210,32 34,35 3492,86 0,50 47,38

LK+10%MF 0,76 11,11 274,35 231,96 45,54 5694,66 0,71 21,25

LK+15%MF 0,83 10,57 282,83 194,52 44,91 5292,76 0,40 37,86

MF+0%LK 0,78 7,16 28,50 68,32 104,80 11454,52 3,46 41,03

MF+15%LK 0,68 7,47 42,58 104,22 62,74 7470,81 1,40 40,62

MF+20%LK 0,70 7,78 50,30 116,61 55,35 6675,12 0,72 39,87

MF+25%LK 0,72 7,23 57,95 121,81 59,81 6872,99 0,51 39,72

15% LK+0%RF 0,74 7,79 139,33 198,24 24,31 3338,36 0,21 24,66

LK+5%RF 0,77 5,82 47,70 127,82 83,49 8408,82 0,22 31,39

LK+5%MF 0,84 9,94 292,46 200,73 86,80 9131,09 1,33 40,73

LK+10%MF 0,81 10,19 279,01 205,69 88,43 9832,32 0,46 39,33

LK+15%MF 0,86 9,37 288,93 193,64 92,49 11251,60 0,44 40,22

MF+0%LK 0,79 7,36 12,58 38,89 198,90 19810,30 7,19 43,41

MF+15%LK 0,69 8,08 28,56 64,34 56,01 6645,22 1,56 42,58

MF+20%LK 0,71 7,30 35,88 71,19 64,36 8109,91 1,26 41,37

MF+25%LK 0,71 6,73 40,12 86,75 83,89 9998,00 0,98 40,28

20% LK+0%RF 0,73 7,93 108,73 203,68 25,19 4176,12 0,16 22,94

LK+5%RF 0,78 5,97 84,90 151,67 86,94 10608,56 0,36 35,40

LK+5%MF 0,84 9,43 263,90 195,88 81,37 10871,71 0,79 50,74

LK+10%MF 0,93 12,23 224,90 226,49 50,21 6256,65 0,34 62,12

LK+15%MF 0,86 11,44 284,25 191,28 53,50 7859,68 0,32 38,18

JIS A 5908-2003 0,40,9 513 ≤12 – ≥80 ≥20000 ≥1,5 ≥30

Keterangan: angka yang dicetak tebal = sifat fisis atau sifat mekanis papan partikel yang memenuhi JIS A 5908-2003.

ISSN 0853 – 4217 JIPI, Vol. 18 (2): 115124 118

1,00

0,80

0,60

0,73

0,64

0,69

0,64

0,70

0,75

0,88

0,76

0,83

0,78

0,68

0,70

0,72

0,74

0,77

0,84

0,81

0,86

0,79

0,69

0,71

0,71

0,78

0,73

0,84

0,93

0,86

0,40

0,20

0,00

10% 15%

Kadar ekstensi/fortifikasi dan kadar perekat

20%

Gambar 1 Kerapatan papan partikel dengan perlakuan kadar ekstensi/fortifikasi dan kadar perekat.

Viskositas perekat MF atau RF juga lebih kental daripada viskositas perekat likuid TKS.

Target KR papan partikel adalah 0,6 g/cm3. Hasil penelitian menunjukkan bahwa KR papan partikel yang dihasilkan tidak ada yang lebih kecil daripada 0,6 g/cm3, karena KP papan partikel berada pada kisaran

0,640,93 g/cm3. Target KR sebesar 0,6 g/cm3 berkaitan dengan tujuan penggunaan papan partikel sebagai papan partikel berkerapatan sedang (medium density particleboard) yang menurut klasifikasi FAO

adalah 0,40,8 g/cm3.

Kadar Air (KA)

Gambar 2 menunjukkan bahwa KA papan partikel untuk semua perlakuan kadar perekat dan kadar

ekstensi maupun kadar fortifikasi adalah 5,8212,23%. KA papan partikel terbesar dihasilkan dari perlakuan perekat likuid dengan fortifikasi 10% perekat MF (kadar perekat 20%), yaitu 12,23%. KA papan partikel terkecil dihasilkan dari perlakuan perekat likuid dengan fortifikasi 5% perekat RF (kadar perekat 15%), yaitu 5,82%. KA semua papan partikel memenuhi standar JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan kadar air papan

partikel sebesar 513%. Kadar perekat cenderung berbanding lurus dengan

KA papan partikel. Semakin tinggi kadar perekat, semakin tinggi KA papan partikel yang dihasilkan akan semakin tinggi. Hal ini berkaitan dengan kadar padatan perekat likuid TKS sebesar 34,47%, yang artinya perekat likuid terdiri atas 34,47% pengikat (komponen perekat utama) dan 65,53% pelarut air. Semakin tinggi kadar perekat berarti semakin banyak perekat yang ditambahkan sebagai bahan papan partikel dan semakin banyak air yang terkandung dalam papan partikel.

Fortifikasi perekat MF atau RF pada perekat likuid akan menurunkan KA papan partikel. Ekstensi perekat likuid TKS pada perekat MF akan meningkatkan KA papan partikel. Hal ini disebabkan kadar padatan perekat likuid TKS lebih rendah daripada kadar padatan perekat MF atau RF. Kadar padatan rendah, artinya perekat lebih banyak mengandung pelarut (air). Air dari perekat inilah yang akan mengisi sel-sel dalam partikel TKS sebagai bahan baku papan partikel. Pengkondisian atau penyimpanan papan partikel di udara terbuka dalam jangka waktu yang cukup lama akan menyebabkan KA papan partikel meningkat dan menyesuaikan dengan KA kesetimbangan atau kadar air lingkungan.

Pengembangan Tebal (PT)

Pengembangan tebal (PT) papan partikel terbesar dihasilkan dari perlakuan perekat likuid dengan fortifikasi 5% perekat MF (kadar perekat 15%), yaitu 292,46%. PT papan partikel terkecil dihasilkan dari perlakuan perekat MF tanpa ekstensi perekat likuid (kadar perekat 20%), yaitu 12,58%. PT papan partikel untuk semua perlakuan kadar perekat dan kadar

ekstensi maupun kadar fortifikasi adalah 12,58

292,46%, seperti disajikan pada Gambar 3. PT semua papan partikel tidak memenuhi standar JIS A 5908- 2003 yang mensyaratkan PT papan partikel ≤12%.

Ada kecenderungan kadar perekat berbanding terbalik dengan PT papan partikel. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan, semakin rendah PT papan partikel. Hal ini disebabkan semakin kecil kadar perekat, semakin banyak partikel yang digunakan sebagai bahan baku. Partikel TKS adalah bahan lignoselulosa yang sangat higroskopis. Semakin banyak partikel, semakin tinggi kemungkinan air masuk ke rongga dan dinding sel partikel.

Ke

rap

ata

n (

g/c

m3

)

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

ISSN 0853 – 4217 JIPI, Vol. 18 (2): 115124 119

14 11,11 12,23

12 10,81 10,57 10,19 11,44

10 8,37

8

6

4

2

0

8,42

7,63

8,55

7,78

6,60

7,16

7,47

7,78

7,23

7,79

5,82

9,94 9,37

7,36

8,08

7,30

6,73

7,93

5,97

9,43

10% 15%


20%

Gambar 2 Kadar air papan partikel dengan perlakuan kadar ekstensi/fortifikasi dan kadar perekat.

300

250

200

150

100

50

0


Gambar 3 Pengembangan tebal papan partikel dengan perlakuan kadar ekstensi/fortifikasi dan kadar perekat.

Sementara itu perekat yang bersifat hidrofobik akan menghalangi air untuk keluar-masuk papan partikel. Perekat MF dan perekat RF adalah tipe perekat termoset yang sifatnya mengeras saat dikempa panas dan tidak bisa kembali menjadi bentuk semula (Pizzi 1994). Perekat yang sudah mengeras akan berperan melapisi partikel dan menghalangi air untuk masuk ke dalam papan partikel.

Ekstensi likuid TKS pada perekat MF berbanding lurus dengan PT papan partikel. Semakin banyak ekstender yang ditambahkan, semakin tinggi PT papan partikel. Fortifikasi perekat MF atau RF pada perekat likuid akan menurunkan PT. Semakin banyak fortifier yang ditambahkan, semakin rendah PT papan partikel. Hal ini berkitan dengan perekat MF dan RF yang merupakan perekat sintetik tipe termoset yang

hidrofobik. Sifatnya mengeras saat dikempa panas dan tidak bisa kembali menjadi bentuk semula (Seller 2001). Ikatan yang kuat antara perekat dan partikel mengakibatkan partikel TKS tidak mudah menyerap air.

Daya Serap Air (DSA)

Daya serap air (DSA) papan partikel untuk semua perlakuan kadar perekat dan kadar ekstensi maupun

kadar fortifikasi adalah 38,89239,02% (Gambar 4). DSA papan partikel terbesar dihasilkan dari perlakuan perekat likuid tanpa fortifikasi perekat RF (kadar perekat 10%), yaitu 239,02%. DSA papan partikel terkecil dihasilkan dari perlakuan perekat MF tanpa ekstensi perekat likuid (kadar perekat 20%), yaitu 38,89%.

282,83 274, 35

292,46 279,01

288,93 263,90

284,25

219,73 224,90

146,90 119,34

51,10 71,50

139,33

50,30

40,72 63,48 42,58

28,50

57,95 47,70 35,88

108,73 84,90

28,56 40,12 12,58

10% 15% 20%

Ka

da

r air

(%

) P

en

gem

ba

ng

an t

eba

l (%

)

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

ISSN 0853 – 4217 JIPI, Vol. 18 (2): 115124 120

DSA semua papan partikel tidak bisa dibandingkan dengan standar karena standar JIS A 5908-2003 tidak mensyaratkan DSA sebagai kriteria mutu papan partikel. Kadar perekat cenderung berbanding terbalik dengan DSA papan partikel. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan, semakin rendah DSA papan partikel. Hal ini disebabkan semakin banyak perekat yang digunakan, maka perekat yang bersifat hidrofobik akan menghalangi air untuk keluar-masuk papan partikel. Perekat MF dan RF adalah tipe perekat termoset yang sifatnya mengeras saat dikempa panas dan tidak bisa kembali menjadi bentuk semula (cair).

Kadar ekstensi berbanding lurus dengan DSA papan partikel. Kadar fortifikasi perekat MF atau RF pada perekat likuid akan menurunkan pengembangan

tebal. Hal ini disebabkan perekat MF dan RF adalah perekat sintetis tipe termoset yang hidrofobik. Sifatnya mengeras saat dikempa panas dan tidak bisa kembali menjadi bentuk semula (cair). Sementara perekat likuid TKS adalah perekat alami yang tidak bersifat hidrofobik dengan kadar padatan yang lebih rendah.

Modulus Rekah (MOR)

Sifat mekanis modulus rekah (MOR) papan partikel untuk semua perlakuan kadar perekat dan kadar

ekstensi maupun kadar fortifikasi adalah 16,37198,90 kg/cm2, seperti disajikan pada Gambar 5. MOR papan partikel terbesar dihasilkan dari perlakuan perekat MF tanpa ekstensi perekat likuid (kadar perekat 20%), yaitu 198,90 kg/cm2. MOR papan partikel terkecil dihasilkan dari perlakuan

250 239,02 231,96

205,69

226,49

200

155,64

210,32 195,66 194,52 198,24 200,73 193,64

203,68 195,88 191,28

150

152,31

127,06 116,61

121,81 104,22

127,82

64,34

86,75

151,67

100

50

73,87 68,32 38,89

71,19

0

10% 15%


20%

Gambar 4 DSA papan partikel dengan perlakuan kadar ekstensi/fortifikasi dan kadar perekat.

200

180

160

140 120

104,80

88,43

198,90

100 80

95,15

56,88

44,91

62,74

59,81

86,80 83,49

92,49 83,89

64,36

86,94 81,37

53,50

60 53,65

34,55 40

23,43

45,54

34,35

55,35

24,31

56,01

25,19

50,21

16,37 20

0

10% 15% Kadar ekstensi/fortifikasi dan kadar

MO

R (

kg

/cm

2)

Daya

se

rap a

ir (

%)

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

ISSN 0853 – 4217 JIPI, Vol. 18 (2): 115124 120

partikel 20%

Gambar 5 MOR papan partikel dengan perlakuan kadar ekstensi/fortifikasi dan kadar perekat.

ISSN 0853 – 4217 JIPI, Vol. 18 (2): 115124 121

perekat MF dengan ekstensi 25% perekat likuid (kadar perekat 10%), yaitu 16,37 kg/cm2.

JIS A 5908-2003 mensyaratkan MOR papan partikel ≥80 kg/cm2. Jumlah papan partikel yang memenuhi standar hanya sekitar sepertiga, yaitu papan partikel dengan menggunakan perekat MF+0%LK (kadar perekat 10%); MF+0%LK, LK+5%RF, LK+5%MF, LK+10%MF, LK+15%MF (kadar perekat 15%); dan MF+0%LK, MF+25%LK, LK+5%RF, LK+5%MF (kadar perekat 20%). Sementara papan partikel dengan perlakuan kadar ekstensi/fortifikasi dan kadar perekat lainnya tidak memenuhi standar.

Kadar perekat berbanding lurus dengan MOR papan partikel. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan, semakin tinggi MOR papan partikel. Hal ini berkaitan dengan peran perekat sebagai backbone yang bertanggung jawab atas ikatan yang terjadi antara partikel TKS (Ruhendi et al. 2007). Namun, kadar perekat yang terlalu besar pada titik tertentu justru akan menurunkan sifat mekanis papan partikel.

Dari Gambar 5, terlihat bahwa kadar perekat 20% memberikan nilai MOR yang lebih baik untuk perlakuan ekstensi perekat likuid pada perekat MF dan fortifikasi perekat RF pada perekat likuid. Sebaliknya, kadar perekat 15% memberikan nilai MOR yang lebih baik untuk perlakuan fortifikasi perekat MF pada perekat likuid. Perekat yang terlalu banyak akan membuat ikatan antara perekat dan partikel tidak optimum.

Fortifikasi perekat RF pada perekat likuid akan meningkatkan MOR papan partikel. Akan tetapi penambahan ekstender likuid TKS pada perekat MF justru menurunkan MOR papan partikel. Hal ini disebabkan mutu perekat likuid yang lebih rendah daripada mutu perekat MF dan RF. MOR papan partikel yang menggunakan perekat MF tanpa ekstensi perekat likuid terlihat yang paling menonjol dibandingkan formula perekat lainnya.

20000

15000

10000

5000

Modulus Elastisitas (MOE)

Sifat mekanis modulus elastisitas (MOE) papan partikel untuk semua perlakuan kadar ekstensi/ fortifikasi dan kadar perekat relatif rendah. MOE semua papan partikel tidak memenuhi standar JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan MOE papan partikel ≥20.000 kg/cm2. Hanya papan partikel yang dihasilkan dari perlakuan perekat MF tanpa ekstensi perekat likuid (kadar perekat 20%) yang mendekati standar minimum JIS A 5908-2003, yaitu 19.810,30 kg/cm2.

Berdasarkan Gambar 6, dapat dilihat bahwa MOE papan partikel untuk semua perlakuan kadar perekat dan kadar ekstensi maupun kadar fortifikasi adalah

2.320,6819.810,30 kg/cm2. MOE papan partikel terbesar dihasilkan dari perlakuan perekat MF tanpa ekstensi perekat likuid (kadar perekat 20%), yaitu 19.810,30 kg/cm2. MOE papan partikel terkecil dihasilkan dari perlakuan perekat MF dengan ekstensi 25% perekat likuid (kadar perekat 10%), yaitu 2.320 kg/cm2.

Ada kecenderungan kadar perekat berbanding lurus dengan MOE papan partikel, kecuali perlakuan fortifikasi perekat RF pada perekat likuid dengan nilai MOE yang lebih baik pada kadar perekat 15%. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan, semakin tinggi MOE papan partikel. Semakin banyak perekat yang digunakan, semakin banyak ikatan yang terjadi di antara partikel TKS dan semakin luas bidang rekat. Namun, kadar perekat yang terlalu besar pada titik tertentu justru akan menurunkan MOE papan partikel, seperti pada perlakuan fortifikasi perekat MF pada perekat likuid.

Penambahan ekstender likuid TKS pada perekat MF akan menurunkan MOE papan partikel. Fortifikasi perekat RF pada perekat likuid akan meningkatkan MOR papan partikel. Hal ini disebabkan mutu perekat MF dan RF yang lebih tinggi daripada mutu perekat likuid TKS.

19810,30

0


Gambar 6 MOE papan partikel dengan perlakuan kadar ekstensi/fortifikasi dan kadar perekat.

9810,16 11454,52

7470,81 6872,99

11251,60 9131,09

9832,32

10871,71 9998,00

10608,56 7859,68

5979,46 5901,62 5694,66 8408,82 8109,91

5292,76 6675,12 6645,22 6256,65

3577,77 2787,52 3492,86

2320,68 3338,36

4176,12

10% 15% 20%

MO

E (

kg

/cm

2)

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

ISSN 0853 – 4217 JIPI, Vol. 18 (2): 115124 122

Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond; IB) Keteguhan rekat internal (IB) papan partikel untuk

semua perlakuan kadar perekat dan kadar ekstensi

maupun kadar fortifikasi adalah 0,167,19 kg (Gambar 7). IB papan partikel terbesar dihasilkan dari perlakuan perekat MF tanpa ekstensi perekat likuid (kadar perekat 20%), yaitu 7,19 kg. IB papan partikel terkecil dihasilkan dari perlakuan perekat likuid tanpa fortifikasi perekat RF (kadar perekat 20%), yaitu 0,16 kg.

Standar JIS A 5908-2003 mensyaratkan IB papan partikel ≥1,5 kg sehingga IB papan partikel yang memenuhi standar adalah papan partikel yang menggunakan perekat MF tanpa ekstensi perekat likuid (kadar perekat 10, 15, dan 20%), serta perekat MF dengan ekstensi 15% perekat likuid (kadar perekat 20%).

Kadar perekat berbanding lurus dengan IB papan partikel. Semakin tinggi kadar perekat, semakin tinggi IB. Semakin banyak perekat yang digunakan memungkinkan terjadinya ikatan yang optimum di antara partikel TKS sebagai penyusun utama papan partikel.

Namun, penambahan ekstender likuid TKS pada perekat MF menurunkan IB papan partikel. Kadar

ekstender berbanding terbalik dengan IB papan partikel. Semakin tinggi kadar ekstender, semakin

rendah IB. Hal ini disebabkan mutu perekat MF yang lebih baik daripada perekat likuid TKS. Semakin

banyak ekstendernya, semakin menurun mutu perekat campuran seiring dengan berkurangnya

komposisi perekat MF di dalam perekat campuran tersebut. Perekat MF tanpa ekstensi perekat likuid

menghasilkan papan partikel dengan IB yang tinggi, bahkan paling menonjol dibandingkan dengan papan partikel yang menggunakan formulasi perekat lainnya.

Fortifikasi perekat RF pada perekat likuid meningkatkan IB papan partikel. Sebaliknya, kadar

fortifikasi perekat MF pada perekat likuid cenderung

menurunkan IB papan partikel. Mutu perekat RF jauh lebih baik daripada mutu perekat likuid TKS. Sementara itu penggunaan MF sebagai pengikat (komponen perekat utama) menghasilkan papan dengan nilai IB lebih tinggi daripada penggunaan MF sebagai penguat. Artinya perekat likuid lebih cocok digunakan sebagai ekstender pada perekat MF untuk menghasilkan papan partikel dengan IB yang baik.

Kuat Pegang Sekrup (KPS)

Kuat pegang sekrup (KPS) papan partikel untuk semua perlakuan kadar perekat dan kadar ekstensi

maupun kadar fortifikasi adalah 16,0062,12 kg (Gambar 8). KPS papan partikel terbesar dihasilkan dari perlakuan perekat likuid dengan ekstensi 10% perekat MF (kadar perekat 20%), yaitu 62,12 kg. KPS papan partikel terkecil dihasilkan dari perlakuan perekat likuid tanpa fortifikasi perekat RF (kadar perekat 10%), yaitu 16,00 kg.

Standar JIS A 5908-2003 mensyaratkan KPS papan partikel sebesar ≥30 kg sehingga papan partikel untuk semua perlakuan kadar perekat dan kadar ekstensi maupun kadar fortifikasi memenuhi JIS A 5908-2003, kecuali papan partikel yang menggunakan perekat likuid tanpa fortifikasi perekat RF (kadar perekat 10, 15, dan 20%) dan perekat likuid dengan fortifikasi 10% perekat MF (kadar perekat 10%). Kadar perekat cenderung berbanding lurus dengan KPS papan partikel. Semakin tinggi kadar perekat, semakin tinggi KPS. Degan banyaknya perekat yang digunakan maka ikatan di antara partikel dengan perekat menjadi lebih optimum.

Kadar ekstensi berbanding terbalik dengan KPS papan partikel. Semakin banyak ekstender yang ditambahkan, semakin rendah KPS papan partikel. Sebaliknya, kadar fortifikasi berbanding lurus dengan KPS papan partikel. Hal ini disebabkan mutu perekat MF dan RF yang lebih baik daripada mutu perekat likuid TKS. Fortifier perekat MF atau RF akan

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Kadar ekstensi/fortifikikasi dan kadar perekat

Gambar 7 Internal bond papan partikel dengan perlakuan kadar ekstensi/fortifikasi dan kadar perekat.

7,19

3,46

1,85 1,38

0,36 0,22 0,71 1,40 1,33

0,19 0,28 0,50

1,561,26

0,98 0,79

0,40 0,72

0,51 0,21 0,22 0,46 0,44 0,36

0,16 0,34

0,32

10% 15% 20%

Inte

rnal bo

nd

(kg

)

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0%

RF

LK

+5%

RF

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0%

RF

LK

+5%

RF

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0%

RF

LK

+5%

RF

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

ISSN 0853 – 4217 JIPI, Vol. 18 (2): 115124 123

80

60

40

20

0


Gambar 8 Kuat pegang sekrup papan partikel dengan perlakuan kadar ekstensi/ fortifikasi dan kadar perekat.

meningkatkan mutu perekat campuran. Ekstender likuid pada perekat MF akan menurunkan mutu perekat campuran, tetapi di sisi lain akan menurunkan harga perekat campuran dan pemanfaatan limbah TKS yang selama ini belum digunakan secara optimum.

KESIMPULAN

Perekat likuid TKS yang dihasilkan adalah golongan perekat fenolik, berwujud cair dan bebas kotoran, warna cokelat kemerahan, pH 11, kekentalan 34 cps, kadar padatan 34,47%, dan waktu gelatinasi >60 menit. Sebagian ciri perekat likuid memenuhi SNI 06-4567-1998, yaitu wujud (cair tanpa kotoran),

kenampakan (warna merah kehitaman), pH (1013), dan waktu gelatinasi (≥30 menit). Ekstensi perekat likuid pada perekat MF akan menurunkan mutu perekat campuran, sedangkan fortifikasi perekat MF atau RF pada perekat likuid akan meningkatkan mutu perekat campuran.

Sifat fisis dan mekanis papan partikel untuk semua perlakuan kadar perekat dan kadar ekstensi/ fortifikasi

adalah KR 0,640,93 g/cm3, KA 612%, PT 13292%,

DSA 39239%, MOR 16199 kg/cm2, MOE

232119810 kg/cm2, IB 0,167,19 kg, dan KPS 1662

kg. Sebagian sifat fisis dan mekanis papan partikel

memenuhi JIS A 5908-2003. KA semua papan partikel memenuhi standar. KR dan KPS papan partikel hampir semuanya memenuhi standar. MOR dan IB papan partikel sebagian memenuhi standar. Pengembangan tebal dan MOE papan partikel tidak memenuhi standar.

Papan partikel yang menggunakan perekat MF tanpa ekstensi perekat likuid (kadar perekat 20%) adalah papan partikel dengan mutu terbaik. Perekat likuid TKS untuk papan partikel direkomendasikan menggunakan formula perekat likuid dengan fortifikasi

5% perekat MF (kadar perekat 15%) dan perekat MF dengan ekstensi 15% perekat likuid (kadar perekat 20%) untuk menghasilkan papan partikel yang baik.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih kami sampaikan kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan yang telah mendanai penelitian ini melalui skema Hibah Bersaing. Terima kasih juga kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat IPB sebagai pengelola hibah penelitian di lingkup IPB, serta mahasiswa Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB yang membantu pelaksanaan penelitian, yaitu Irfan Misbahudin Firmansyah, Yuliani, Melfi Dora Tarigan, dan Adesna Fatrawana.

DAFTAR PUSTAKA

Bowyer JL, Shmulsky R, Haygreen JG. 2007. Forest product and wood science: an introduction. Ed. Le-

5. Ames, Iowa (US): Iowa State University Pr.

[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1998. SNI 06- 4567-1998 tentang fenol formaldehida cair untuk perekat kayu lapis. Jakarta (ID): BSN.

Efendi M. 2006. Fortifikasi perekat likuid tandan kosong sawit dengan melamin formaldehida untuk perekat papan partikel. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Jatmiko A. 2006. Mutu papan partikel pada berbagai kadar perekat likuid tandan kosong kelapa sawit. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Kausar AW. 2012. Kualitas likuid tandan kosong sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dengan perlakuan

39,66 36,99 47,38 41,03 39,87 40,73

40,22 42,58 40,28

62,12

50,74

37,23 37,86 40,62 39,72 39,33 43,41 41,37 38,18

31,07 30,67 31,39 24,66

35,40

22,94 16,00

21,25

10% 15% 20%

Ku

at

peg

ang

se

kru

p (

kg

)

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

MF

+0%

LK

MF

+15

%L

K

MF

+20

%L

K

MF

+25

%L

K

LK

+0

%R

F

LK

+5

%R

F

LK

+5%

MF

LK

+10%

MF

LK

+15%

MF

138

perendaman n-heksana dan pemberian resorsinol. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Kementerian Pertanian RI. 2010. Luas dan produksi perkebunan kelapa sawit 2010. Jakarta (ID):

Kementrian Pertanian RI.

Maloney TM. 1993. Modern Particle board and Dry Process Fiberboard Manufacturing. Miller

Freeman Publications. San Fransisco (US).

Masri AY. 2005. Kualitas Perekat Likuida Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) pada Berbagai Ukuran Serbuk, Keasaman dan Rasio Molar Formaldehida dengan Phenol. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Pizzi A. 1994. Advance Wood Adhesive Technology.

Marcel Dekker, Inc. New York (US).

Prasetyo RA. 2008. Kualitas papan partikel dari tandan kosong sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dan likuidanya dengan modifikasi melamin formaldehida [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Prihantini AI. 2008. Kualitas likuida tandan kosong sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dengan perlakuan perendaman bahan baku dalam air panas. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Pu S, Yoshioka M, Tanihara Y, Shiraishi N. 1991. Liquefaction of Wood in Phenol and Its Application

to Adhesives. Kyoto University. Kyoto (JP).Ruhendi S, Koroh DN, Syamani FA, Yanti H, Nurhaida, Saad S, Sucipto T. 2007. Analisis Perekatan Kayu. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Ruhendi S, Sucipto T. 2007. Wettabilitas Tandan Kosong Sawit (TKS). Bogor (ID).

Sellers T. 2001. Wood Adhesive: Innovation and Application In North America. Forest

Product Journal. 51(6): 1222.

Setiawan CNB. 2004. Pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) sebagai bahan baku perekat likuida dan papan partikel berkerapatan sedang. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Setyawati BR. 1994. Kajian produksi aseton-butanol- etanol oleh Clostridium acetobutylicum dengan substrat hidrolisat tandan kosong kelapa sawit. [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Silalahi LB. 2012. Pererkat Likuida dari Limbah Sabut Pinang (Areca catechu Linn.). [Skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara.

Sucipto T. 2009. Karakterisasi Partikel dan Likuida Tandan Kosong Sawit. [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Yoshioka M, Aranishi Y, Shiraishi N. 1992. Liquefaction of Wood and Its Applications. Forest Research Institute Bulletin. New Zealand.

LAMPIRAN 2

139

Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan Vol. 9, No. 3, Hlm. 138 - 143, Juni 2013

ISSN 1412-5064 DOI: http://dx.doi.org/10.23955/rkl.v9i3.783

Pembuatan Papan Partikel (Particle Board) dari Tandan Kosong

Sawit dengan Perekat Kulit Akasia dan Gambir

Umi Fathanah*, Sofyana

Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Jln Tgk. Syech Abdurrauf No. 7, Darussalam, Banda Aceh, Provinsi Aceh, 23111

*E-mail: [email protected]

Abstrak

Kebutuhan kayu sebagai salah satu bahan baku dalam industri furniture terus meningkat. Salah satu upaya untuk mengurangi penggunaan kayu adalah dengan mengembangkan penelitian mengenai pembuatan desain komposit dari bahan yang mengandung selulosa menjadi papan partikel. Papan partikel merupakan salah satu bahan alternatif yang dapat digunakan sebagai pengganti kayu. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh komposisi campuran perekat alami (kulit kayu akasia dan gambir) dengan tandan kosong kelapa sawit terhadap sifat mekanik papan partikel. Karakterisasi papan partikel dilakukan dengan menggunakan pengujian mekanik (kuat tarik dan kuat tekan) dalam kondisi basah dan kering. Variasi komposisi perekat dan tandan kosong kelapa sawit yaitu 30 : 70, 40

: 60, 50 : 50, 60 : 40, 70 : 30. Proses pembuatan papan partikel dilakukan dengan mencampur tandan kosong kelapa sawit dan perekat dengan penambahan 2% paraformaldehid dan air sebanyak 10%. Selanjutnya, campuran dikompresi dengan menggunakan Hot Press pada temperatur 150°C dan tekanan 10 kg/cm2 selama 15 menit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi komposisi perekat (baik perekat dari kulit akasia atau gambir), papan partikel yang dihasilkan akan lebih baik. Dalam kondisi kering, nilai kuat tarik papan partikel dengan perekat kulit kayu akasia dan gambir masing-masing berkisar 84,2 - 104 kgf/cm2 dan 83,4 - 81,5 kgf/cm2. Sedangkan, nilai kuat tekan papan partikel dengan perekat kulit kayu akasia dan gambir masing-masing berkisar 6,8 - 10,5 kg/cm2 dan 6,3 - 9,3 kg/cm2. Nilai-nilai kuat tarik dan kuat tekan yang diperoleh dengan menggunakan perekat tandan kosong kelapa sawit ≥ 40:60, dan telah memenuhi standar SNI 03-2105-1996. Nilai kuat tarik dan kuat tekan papan partikel dalam kondisi basah, baik menggunakan perekat dari kulit kayu akasia atau gambir belum memenuhi standar SNI 03- 2105-1996.

Kata kunci: gambir, kekuatan tarik, kulit kayu akasia, papan partikel, tandan kosong kelapa sawit

Abstract

The need of wood as one of raw materials in furniture industry keeps increasing. One of efforts to reduce wood consumption is to develop research by creating composite design from material that contains sellulose to be particle board. Particle board is one of material alternatives that can be wood substitute. The objective of this research is to investigate the effect of natural-adhesive-mixture composition (acacia bark and gambier) with oil-palm-empty bunch toward mechanical property of particle board. Characterization of particle board is carried out by undertaking mechanical property testing (tensile strength and compressive strength) under wet and dry conditions. Composition variations of adhesive and oil-palm- empty bunch are 30 : 70; 40 : 60; 50 : 50; 60 : 40; 70 : 30. Making process of particle board is carried out by mixing oil-palm-empty bunch and adhesive with addition of 2% para- formaldehyde and water as much of 10%. Furthermore, the mixture is compressed by using Hot Press at temperature of 150oC and pressure of 10 kg/cm2 for 15 minutes. The research result indicates that the higher the adhesive composition (either adhesives of acacia bark or gambier), particle board resulted is better. In dry condition, values of the tensile strength of particle boards that have acacia bark adhesive and gambier adhesive have range of 84.2 - 104 kgf/cm2 and 83.4 - 81.5 kg/cm2, respectively. Whereas, values of compressive strength of particle boards that have adhesives of acacia bark and gambier are in the range of 6.8 - 10.5 kg/cm2 and 6.3 - 9.3 kg/cm2, respectively. The values of tensile strength and compressive strength are obtained on compositions of adhesive: oil-palm-empty bunch ≥ 40 : 60, and they have fulfilled satandard of SNI 03-2105-1996. The values of tensile strength and compressive strength of particle board in wet condition, either adhesives of acacia bark or gambier, have not fulfilled standard of SNI 03-2105-1996.

Keywords: acacia bark, empty-bunch-oil palm, gambier, particle board, tensile strength

http://dx.doi.org/10.23955/rkl.v9i3.783


139

1. Pendahuluan

Kebutuhan manusia terhadap kayu sebagai bahan bangunan atau furniture terus meningkat, seiring dengan meningkatnya pertambahan penduduk sementara ketersediaan kayu di hutan baik jumlah maupun kualitasnya semakin terbatas. Hal ini berpengaruh terhadap industri papan partikel yang semakin sulit mendapatkan kayu yang solid berkualitas baik. Salah satu alternatif menggantikan partikel kayu adalah Tandan Kosong Sawit (TKS). TKS merupakan salah satu limbah hasil perkebunan yang ketersediaannya berlimpah dan belum optimal dimanfaatkan. Uraian di atas menunjukan bahwa TKS memiliki potensi yang sangat besar untuk digunakan di bidang rekayasa, khususnya sebagai bahan baku pada pembuatan papan partikel, dengan memanfaatkan kulit kayu akasia dan gambir sebagai perekat (matriks).

Papan partikel umumnya berbentuk datar dengan ukuran relatif panjang, lebar, dan tipis sehingga disebut panel. Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) ukuran ideal partikel untuk papan partikel adalah 0,5 – 1 in dan tebal 0,010 - 0,015 in. Penggunaan papan partikel dari TKS lebih sesuai untuk bahan meubel dari pada untuk bahan bangunan karena keawetannya biasanya ditambahkan bahan pengawet yang jumlah- nya sekitar 0,5 persen dari berat papan partikel. Papan partikel dari serat TKS yang dicampurkan dengan perekat kemudian diproses, dimana ukuran dan kerapatan papan dapat disesuaikan dengan tujuan dan pemakaiannya (Admin, 2008).

Menurut Hermiati, dkk. (2003), TKS untuk berbagai macam produk papan partikel adalah kompatibilitas antara perekat dan serat pada waktu pembuatan produk serta timbulnya bau yang kurang sedap dari bahan setelah penyimpanan beberapa lama. Teknologi material komposit saat ini mengalami perkembangan untuk penggunaan bahan alam sebagai komponen pembentuk- nya, terutama penggunaan serat alam sebagai pengganti serat sintetis yang selama ini dipakai. Salah satu alasannya karena polusi yang disebabkan oleh material sintetis yang pada umumnya sulit didaur ulang. Dan juga serat alam memiliki ketersediaan yang melimpah dan pada umumnya ramah lingkungan karena dapat terutai atau biodegradable (Mulyadi, 2004).

Pada industri pulp atau bubur, pohon akasia menjadi andalan. Tanaman ini mempunyai keunggulan dibandingkan beberapa jenis

tanaman lain. Selain batang pohonnya cocok dijadikan bubur kertas, tanaman ini mempunyai kadar selulosa tinggi dan mampu tumbuh dengan cepat. Namun, industri pulp tidak mengambil seluruh bagian dari pohon akasia untuk dijadikan bubur kertas. Hal ini karena tidak semua bagian pohon akasia layak untuk dijadikan pulp salah satunya yaitu kulit akasia. Pada industri kertas kulit kayu akasia belum banyak dimanfaatkan, selama ini hanya dibiarkan menjadi limbah tak terurus. Hingga kini belum ada upaya pemanfaatan limbah kulit kayu untuk di daur ulang atau untuk keperluan lain (Admin, 2008).

Menurut Subiyakto dan Prasetya (2004) potensi yang biasa dimanfaatkan pada limbah pulp adalah polifenol alam, yaitu tanin yang terdapat pada serbuk kulit akasia. Menurut beberapa penelitian, tanin ini berguna dalam proses perekatan. Berdasarkan hasil ekstraksi kulit akasia, ternyata terdapat kadar tanin sebesar 40%. Tanin ini merupakan komponen zat organic derivate polimer glikosoda yang terdapat dalam bermacam-macam tumbuhan. Ekstrak tanin terdiri dari campuran senyawa polifenol yang sangat kompleks dan biasanya tergabung dengan karbohidrat rendah. Berdasarkan uji coba yang dilakukan, tanin ini dapat digunakan sebagai bahan perekat kayu lapis eksterior maupun interior, sehingga sangat berpotensi untuk dijadikan bahan perekat kayu (Subiyakto dan Prasetya, 2003).

Pemanfaatan bahan baku lokal yang berasal dari sumber daya alam sendiri sebagai bahan baku industri dalam negeri sangat penting dioptimalkan sehingga dapat mengurangi ketergantungan pada i mpor . Gambir merupakan produk dari tanaman gambir (Uncaria gambir Roxb) mengandung senyawa fungsional yang termasuk dalam golongan senyawa polifenol. Senyawa polifenol dalam gambir terutama adalah katekin. Bagian tanaman yang mempunyai nilai ekonomis dari komoditas gambir ini adalah getahnya yang diperoleh dari daun yang mengandung tanin, katekin, tanin kateku, fluoresin, kuersetin dan lilin. Namun yang paling banyak dimanfaatkan adalah katekin dan tanin (Heyne, 1987). Gambir adalah ekstrak air panas dari daun dan ranting tanaman gambir yang disedimen- tasikan kemudian dicetak dan dikeringkan. Hampir 95% produksi dibuat menjadi produk ini, yang dinamakan betel bite atau plan masala. Bentuk cetakan biasanya silinder, menyerupai gula merah, warnanya coklat kehitaman. Gambir (dalam perdagangan antar negara dikenal sebagai gambier)

140

biasanya dikirim dalam kemasan 50 kg. Nama lainnya adalah catechu, gutta gambir, catechu pallidum (pale catechu). Gambir dapat juga dijadikan sebagai bahan baku utama perekat kayu lapis dan papan partikel. Bila gambir yang diekspor tersebut digunakan sebagai bahan baku perekat kayu lapis di dalam negeri maka baru akan memenuhi kebutuhan tiga pabrik kayu lapis yang berkapasitas 5000 - 6000 m3/bulan. Hal ini masih kurang dibanding kebutuhan pabrik kayu lapis dan papan partikel yang ada di Pulau Sumatra.

Polifenol alami merupakan metabolit sekun- der tanaman tertentu, termasuk dalam suatu golongan tanin. Tanin adalah senyawa fenolik kompleks yang memiliki berat molekul 500 – 3000. Tanin ini dibagi menjadi dua kelompok atas dasar tipe struktur dan aktivitasnya terhadap senyawa hidrolitik terutama asam, tanin terkonden-sasi (condensed tannin) dan tanin yang dapat dihidrolisis (Hydrolyzable tannin) (Naczk dkk., 1994).

Beberapa penelitian tentang papan patikel telah dilakukan. Mawardi (2009) meneliti pemanfaatan KKS sebagai material papan partikel. Berdasarkan hasil penelitian, sifat fisik dan mekanik papan partikel dari tandan kosong sawit telah memenuhi SNI untuk penggunaan interior. Kasim dan Anwar (2007) berhasil memanfaatkan limbah TKS untuk dijadikan papan partikel dengan menggunakan gambir sebagai perekat. Namun hasil penelitian ini perlu beberapa penyempurnaan untuk mendapatkan hasil optimal sesuai mutu dan karakteristik yang diinginkan. Mutu papan partikel menurut Sugtino dan Paribroto (2001), meliputi beberapa hal seperti cacat, ukuran, sifat fisis, mekanis, dan kimia.

2. Metodologi 2.1. Alat dan Bahan

Penelitian dilakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara. Analisis produk dilakukan di Laboratorium MIPA Fisika dan Laboratorium Teknik Mesin Unsyiah. Alat yang digunakan berupa ball mill, timbangan digital, labu leher tiga, penangas, pengaduk, thermometer, hot press, mesin uji tarik, mesin uji tekan, cetakan uji tarik dan uji tekan. Sedangkan bahan yang digunakan adalah limbah tandan kosong sawit (TKS), kulit akasia, gambir, parafenol, paraformaldehid, dan air.

2.2. Pembuatan Papan Partikel

TKS dipotong menjadi kecil-kecil dengan ukuran 1 cm. Potongan ini masih mengandung kadar air 73%, minyak 9% dan kotoran-kotoran sehingga perlu dilakukan perebusan selama 2 jam. Proses perebusan sangat efektif dalam menurunkan kadar lemak yang terdapat pada serat TKS (Subiyakto dan Prasetya, 2003). Kemudian TKS dikeringkan di bawah sinar matahari untuk menurunkan kadar air hingga mencapai 10%. Sedangkan kulit akasia dan gambir masing-masing dibuat serbuk, kemudian diayak dengan ukuran 60 mesh. Selanjutnya dikeringkan dibawah sinar matahari untuk menurunkan kadar air hingga 3%. Serat TKS selanjutnya dicampur dengan perekat (kulit akasia atau gambir) dalam suatu wadah dengan perbandingan perekat dengan TKS adalah 30 : 70; 40 : 60; 50 : 50; 60 : 40; 70 : 30. Selanjutnya pada campuran ditambahkan air sebanyak 10% dan paraformaldehid sebanyak 2%. Kemudian campuran diaduk hingga perekat dan TKS tercampur rata.

Setelah perekat dan partikel serat TKS tercampur merata, dilanjutkan dengan proses pengepresan atau pengempaan. Proses pengepresan ini dilakukan dengan menggunakan hot press untuk mendapatkan lembaran papan yang padat dan kuat dengan temperatur pengempaan 150oC, tekanan 10 kg/cm2, dan waktu 15 menit. Papan partikel akan dibuat dengan panjang 120 mm, lebar 50 mm dan ketebalan 2 mm. Selanjutnya papan partikel yang telah dicetak didinginkan pada temperatur kamar.

2.3. Analisis Papan Partikel

Karakterisasi papan partikel dilakukan dengan melakukan uji tarik (kekuatan tarik) dan uji tekan (keteguhan tekan), pada keadaan kering dan basah. Untuk pengujian basah, sampel papan partikel direndam dalam air selama 1 jam sebelum dilakukan pengujian, sedangkan untuk pengujian kering, langsung dilakukan pengujian.

3. Hasil dan Pembahasan 3.1. Kuat Tarik pada Keadaan Kering

Pengaruh komposisi perekat (kulit akasia dan gambir) dengan TKS terhadap uji tarik papan partikel pada keadaan kering dapat dilihat pada Gambar 1. Tampak bahwa nilai kekuatan tarik meningkat dengan bertambahnya komposisi masing-masing perekat. Semakin tinggi rasio bahan perekat yang

141

digunakan maka semakin besar kerapatan papan partikel sehingga semakin meningkatkan nilai rekatnya.

Papan partikel dengan perekat kulit akasia memiliki nilai kekuatan tarik pada kisaran 84,2 - 104 kgf/cm2, sedangkan papan partikel dengan perekat gambir, nilai kekuatan tarik dicapai pada kisaran 83,4 - 81,5 kgf/cm2, dimana nilai kekuatan tarik yang dihasilkan sudah dapat memenuhi standar SNI 03-2105-1996 yang di isyarat- kan yaitu > 80 kgf/cm2. Hasil penelitian juga menunjukkan kecenderungan papan partikel menggunakan perekat kulit kayu akasia memiliki nilai kekuatan tarik yang lebih besar dibandingkan dengan perekat gambir. Hal ini disebabkan karena kandungan tanin pada kulit kayu akasia lebih besar dari tanin pada gambir (kandungan tanin pada kulit kayu akasia 48% dan tanin pada gambir 24,56%). Tanin mengandung senyawa fenol yang dapat membantu proses perekatan, sehingga kontak antar partikel menjadi lebih kuat, kompak, dan padat.

7

6

5

4

3

2

1

0

30:70 40:60 50:50 60:40 70:30

Rasio Perekat : TKS (%)

Gambar 1. Hubungan rasio bahan perekat (kulit akasia

atau gambir) dan TKS terhadap kekuatan tarik papan partikel pada keadaan kering

Papan partikel berperekat kulit akasia dan TKS dengan perbandingan 30 : 70, serta komposisi perekat gambir dan TKS dengan perbandingan 30 : 70 dan 40 : 60, nilai kekuatan tarik yang dihasilkan belum memenuhi standar SNI. Hal ini disebabkan karena pada campuran ini lebih banyak komposisi serat TKS daripada perekat. Perekat alami berupa kulit kayu akasia maupun gambir ini merupakan ekstender yaitu bahan yang memiliki kemampuan untuk merekat tetapi bukan base. Proporsi- nya lebih banyak dibandingkan dengan fillers dan terutama berfungsi untuk mengurangi biaya perekat (Ruhendi dkk., 2007). Menurut Subiyakto dan Prasetya (2004), nilai kekuatan tarik tidak banyak dipengaruhi

oleh perlakuan awal serat TKS. Pengaruh terbesar berasal dari adanya variasi komposisi perekat dan kerapatan papan partikel. Sehingga papan partikel dari TKS dengan kerapatan dan komposisi perekat terbesar akan memiliki kerekatan antar partikel yang lebih besar.

80

70

60

50

40

30

20

10

0

30:70 40:60 50:50 60:40 70:30


Gambar 2. Hubungan rasio bahan perekat (kulit akasia atau gambir) dan TKS terhadap kekuatan tarik papan partikel pada keadaan basah

3.2. Kuat Tarik pada Keadaan Basah

Uji tarik (kekuatan tarik) papan partikel dalam keadaan basah dilakukan dengan merendam papan partikel yang dihasilkan di dalam air selama 1 jam terlebih dahulu, sebelum dilakukan pengujian uji tarik papan partikel pada keadaan basah. Grafik hubungan papan partikel yang dibuat dari TKS dengan menggunakan perekat kulit akasia dan gambir terhadap kekuatan tarik papan partikel pada keadaan basah dapat dilihat pada Gambar 2. Terlihat bahwa semakin banyak rasio bahan perekat yang digunakan maka kekuatan tarik papan partikel pada keadaan basah semakin menurun. Hal ini disebabkan karena baik perekat kulit akasia dan gambir keduanya memiliki sifat hidrofilik yaitu mudah menyerap air. Sehingga pada saat perendaman papan partikel terjadi perenggangan akibat penyerapan air yang menyebabkan ikatan kuat antara partikel TKS menurun dan kerapatan papan partikel menjadi sangat kecil, sehingga air mudah masuk melalui ruang antar papan partikel. Jatmiko (2006) menyatakan bahwa terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya penyerapan air papan partikel yaitu adanya saluran kapiler yang menghubungkan antar ruang kosong, volume ruang kosong diantara papan partikel, dalamnya penetrasi perekat terhadap papan partikel dan luas permukaan partikel yang tidak ditutupi perekat. Penyerapan air dapat menurunkan stabilitas papan partikel yang dihasilkan.

Kulit Akasia

Gambir

Ke

teg

uh

an

Te

ka

n (

kg

f/cm

2)

Ke

teg

uh

an

Ta

rik (

kg

f/cm

2)

142

Nilai kekuatan tarik maksimum pada keadaan basah untuk papan partikel dengan perekat kulit kayu akasia mencapai 70 kgf/cm2. Sedangkan pada papan partikel berperekat gambir nilai kekuatan tarik maksimum yang diperoleh adalah 66 kgf/cm2. Nilai kekuatan tarik pada keadaan basah ini belum dapat memenuhi standar SNI 03- 2105-1996 yang disyaratkan yaitu minimal memiliki kekuatan tarik > 80 kgf/cm2.

3.3. Kekuatan Tekan Papan Partikel pada Keadaan Kering

Hubungan papan partikel pada keadaan kering terhadap kekuatan tekan dapat dilihat pada Gambar 3. Dapat dilihat bahwa nilai kekuatan tekan dari papan partikel semakin meningkat dengan bertambahnya komposisi perekat. Hal ini dapat dilihat dari hasil pengujian kekuatan tekan pada perbandingan komposisi kulit akasia dan TKS 30 : 70 adalah 2,8 kgf/cm2

yang terus meningkat hingga mencapai 10,5 kgf/cm2 pada perbandingan kulit akasia dengan TKS 70 : 30. Hal ini disebabkan karena semakin besar luas permukaan partikel dari perekat maka akan semakin besar kemungkinan terjadinya kontak antara partikel serat dan serat TKS, sehingga papan partikel yang dihasilkan akan semakin baik dengan penyebaran perekat merata.

Kekuatan tekan papan partikel dengan perekat gambir dan TKS juga berlaku sama seperti perbandingan komposisi perekat kulit akasia. Pada saat dilakukan pengujian dalam keadaan kering, nilai kekuatan tekan akan meningkat dengan bertambahnya komposisi perekat. Pada perbandingan komposisi perekat gambir dan TKS 30 : 70 nilai kekuatan tekan adalah 2,2 kgf/cm2 dan terus meningkat dengan bertambahnya komposisi perekat menjadi 9,3 kgf/cm2 pada perbandingan komposisi perekat gambir dengan TKS 70 : 30 .

Fenomena meningkatnya nilai kekuatan patah dengan bertambahnya komposisi perekat baik perekat kulit kayu akasia maupun gambir disebabkan karena adanya kandungan senyawa fenol yang terdapat dalam tanin yang dapat membantu proses perekatan sehingga ikatan di antara partikel semakin kuat untuk menahan beban yang diberikan sampai batas maksimum. Nilai kekuatan tekan yang dihasilkan untuk papan partikel dengan komposisi perekat kulit kayu akasia ≥ 40 mencapai kisaran 8,6 - 10,5 kgf/cm2, sedangkan untuk papan partikel dengan komposisi perekat gambir ≥ 40, nilai kekuatan tekan yang dihasilkan mencapai

kisaran 6,3 – 9,3 kgf/cm2. Nilai tersebut berada pada kisaran yang ditentukan oleh SNI 03-2105-1996 yaitu > 6 kgf/cm2.

12

10

8

Kulit Akasia 6

Gambir 4

2

0

30:70 40:60 50:50 60:40 70:30

Rasio Perekat: TKS (%)

Gambar 3. Hubungan rasio bahan perekat (kulit akasia atau gambir) dan TKS terhadap kekuatan tekan papan partikel pada keadaan kering

3.4. Kekuatan Tekan Papan Partikel pada Keadaan Basah

Sebelum dilakukan uji tekan (kekuatan tekan) pada keadaan basah, terlebih dahulu papan partikel direndam dalam air selama 1 jam. Hubungan perbandingan komposisi perekat kulit akasia atau gambir dan TKS terhadap uji tekan papan partikel pada keadaan basah dapat dilihat pada Gambar 4. Papan partikel yang dibuat dari TKS dengan menggunakan perekat kulit akasia atau gambir memberikan kecenderungan yang sama yaitu semakin bertambahnya komposisi perekat, maka nilai kekuatan tekan pada keadaan basah juga semakin meningkat. Nilai keteguhan patah optimum diperoleh pada papan partikel dengan komposisi seimbang yaitu perbandingan perekat dengan TKS sebesar 50 : 50, yaitu 6 kgf/cm2 untuk perekat kulit kayu akasia dan 5,4 kgf/cm2 untuk perekat gambir. Nilai kekuatan tekan mengalami penurunan pada komposisi perekat ≥ 60, baik untuk perekat kulit kayu akasia maupun gambir.

Penambahan kadar perekat berarti mengurangi jumlah partikel yang digunakan sehingga mengurangi luas dan volume partikel yang dapat ditutupi perekat. Semakin rapat dan semakin luasnya daerah kontak antar partikel membuat pemakaian perekat menjadi lebih efektif dan menghasilkan kekuatan tekan papan yang lebih baik. Sebaliknya jika perekat melebihi komposisi optimum, maka akan menyebabkan perekat terkonsentrasi pada satu daerah sehingga kekuatan tekan- nya menjadi menurun. Dari Gambar 4 dapat dilihat bahwa nilai kekuatan tekan pada keadaan basah, baik papan partikel berperekat kulit kayu akasia maupun gambir,

Kete

gu

ha

n T

eka

n (

kgf/

cm

2)

143

tidak ada yang memenuhi nilai standar yang disyaratkan SNI 03-2105-1996 yaitu > 6 kgf/cm2.

7

6

5

4

3

2

1

0

30:70 40:60 50:50 60:40 70:30


Gambar 4. Hubungan rasio bahan perekat (kulit akasia atau gambir) dan TKS terhadap kekuatan tekan papan partikel pada keadaan basah

4. Kesimpulan

Nilai kekuatan tekan papan partikel pada keadaan kering mengalami peningkatan dengan bertambahnya komposisi perekat, baik menggunakan perekat kulit kayu akasia maupun perekat gambir. Kulit kayu akasia maupun gambir memiliki tanin yang mengandung senyawa fenol yang berfungsi untuk membantu proses perekatan, sehingga kontak antar partikel menjadi lebih kuat, kompak, dan padat. Sifat hidrofilik kulit kayu akasia maupun gambir menyebabkan papan partikel mudah menyerap air, berakibat stabilitas dimensi papan partikel menurun. Pada keadaan basah jumlah yang melebihi komposisi optimum menyebabkan penurunan nilai keteguhan tarik dan kekuatan tekan pada papan partikel. Pada keadaan kering, nilai keteguhan tarik dan kekuatan tekan papan partikel dengan komposisi perekat kulit kayu akasia maupun gambir ≥ 40, telah memenuhi standar SNI 03-2105-1996, sedangkan dalam keadaan basah, nilai kekuatan tarik dan kekuatan tekan belum memenuhi standar SNI 03-2105-1996.

Daftar Pustaka

Brono, H. (2008) Memanfaatkan Akasia sebagai Perekat. UPT Balai Litbang Biomaterial-LIPI,

Bogor.

Haygreen, J. G., Bowyer J .L. (1989) Hasil Hutan

dan Ilmu Kayu, Gajah Mada University Press,

Yogyakarta.

Hermiati, E., Nurhayati, Suryanegara, L., Gopar, M. (2003) Reduction of dirts and

extractives contents of oil palm empty fruit bunch fiber by water treatment. Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis, 1, 57 – 65.

Heyne (1987) Tumbuhan berguna Indonesia,

Badan Litbang Kehutanan, Jakarta.

Jatmiko (2006) Pengaruh Jenis dan Kerapatan Kayu Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel. Skripsi, Fakultas Kehutanan IPB, Bogor.

Kasim, Anwar (2007) Influence of Temperature and

Pressing Time on Particle board Proscessing from Palm Oil Trunk (Elaeis Guineensis Jacq and Gambir (Uncaria Gambir Roxb) Adhesive on Particleboard Properties, Andalas

University, Padang.

Mawardi, I. (2009) Mutu papan partikel dari kayu

kelapa sawit (KKS) berbasis perekat polystyrene, Jurnal Teknik Mesin, 11(2), 91 – 96.

Mulyadi, D. (2004) Penggunaan Serat Rotan

Sebagai Penguat pada Komposit dengan Matriks Poliester. Departemen Teknik Mesin

FTI-ITB, Bogor.

Naczk, M., Nichols, T., Pink, D., Sosulski, F. (1994) Condensed tannins in canola hulls. J. Agric. Food Chem, 42, 2196 - 2200.

Ruhendi, S., Koroh, D. N., Syamani, F. A.,

Yanti, H., Nurhaida, Saad, S., Sucipto, T. (2007) Analisis Perekatan Kayu. Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian, Bogor.

Subiyakto, Prasetya, B. (2004) Pemanfaatan

Langsung Serbuk Kulit Kayu Akasia sebagai Perekat Papan Partikel. UPT Balai Penelitian

dan Pengembangan Biomaterial LIPI, Bogor.

Subiyakto, Prasetya, B. (2004) Pemanfaatan

Limbah Tandan Kosong dari Industri Pengolahan Kelapa Sawit untuk Papan Partikel dengan Perekat Penol Formaldehid. UPT Balai Biomaterial- LIPI, Bogor.

Sutigno, Paribroto (2001) Mutu Produk Papan

Partikel. Pusat Penelitian Pengembangan

Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan, Bogo

Ke

teg

uh

an

Te

ka

n (kg

f/cm

2)

1. Mahasiswa Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertaniaan Universitas Riau 2. Dosen Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertaniaan Universitas Riau 3. Dosen Jurusan Kehutanan Fakultas Pertaniaan Universitas Riau JOM FAPERTA Vol. 6 Edisi 1 Januari s/d Juni 2019

1

LAMPIRAN 3

KUALITAS PAPAN PARTIKEL DARI PELEPAH KELAPA SAWIT DENGAN PEREKAT DAMAR

QUALITY OF PARTICLE BOARD FROM PALM OIL MIDRIB BY USING RESIN ADHESIVE

Didik Agus Sulaiman1, Farida Hanum Hamzah2, Sonia Somadona3 1)

Mahasiswa

Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Riau 2)

Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Riau

3)Jurusan Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Riau

Email korespondensi: [email protected]

ABSTRAK

Pelepah kelapa sawit merupakan salah satu limbah perkebunan kelapa sawit yang berlimpah dan belum termanfaatkan dengan optimal. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan konsentrasi perekat damar terbaik pada pembuatan papan partikel pelepah kelapa sawit. Penelitian dilakukan secara eksperimen menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 5 perlakuan dan 3 kali ulangan. Perlakuan pelapah kelapa sawit dan perekat damar adalah 90% : 10%, 85% : 15%, 80% : 20%, 75% : 25%, dan 70% : 30%. Data yang diperoleh dianalisis secara statistik menggunakan Analysis of Varience (ANOVA) dan Duncan’s New Multiple Range Test (DNMRT) pada tingkat 5%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi pelepah kelapa sawit dan perekat damar berpengaruh nyata terhadap kadar air, daya serap air, perkembangan tebal, modulus elatisitas, dan modulus patah tetapi berpengaruh tidak nyata terhadap kerapatan. Perlakuan terbaik dalam penelitian ini adalah perlakuan P5 dengan kerapatan 0,80 g.cm-3, kadar air 9,11%, daya serap air 213,12%, pengembangan tebal 132,11%, modulus elatisitas 3.159,48 kgf.cm-2, dan modulus patah 19,17 kgf.cm-2.

Kata kunci: Papan partikel, pelepah kelapa sawit, perekat damar

ABSTRACT

Midrib of palm oil is one of palm oil plantation waste which is abundant and didn’t optimally utilized. This study aims to obtain the best resin adhesive concentration in making of particle board from palm oil midrib. The study was done experimentally using a completely randomized design (CRD) with 5 treatments and 3 replications. The treatments of palm oil midrib and resin adhesive were 90% :10%, 85%: 15%, 80%: 20%, 75%: 25%, and 70% : 30%. The Data obtained were analyzed statistically using Analysis of Varience (ANOVA) and Duncan's New Multiple Range Test (DNMRT) in the level of 5%. The results showed that the composition of palm oil midrib and resin adhesive significantly affected water content, water absorption, thick development, modulus of elasticity, and modulus of rupture but it didn't have significant effect on density.



2

The best treatment in this study was P5 treatment with density of 0,80 g.cm-3, water content of 9,11%, water absorption of 213,12%, thick development of 132,11%, modulus of elasticity of 3.159,48 kgf.cm-2, and modulus of rupture of 19,17 kgf.cm-2.

Keywords: Particle board, palm oil midrib, resin adhesive

PENDAHULUAN

Latar Belakang Tanaman kelapa sawit (Elais

guineensis Jacq.) merupakan salah satu tanaman perkebunan di Indonesia yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi. Penyebaran kelapa sawit di Indonesia berada pada pulau Sumatera, Kalimantan, Jawa, Sulawesi, Papua, dan beberapa pulau tertentu di Indonesia. Provinsi Riau merupakan salah satu daerah yang terletak di pulau Sumatera sebagai penghasil terbesar produksi perkebunan kelapa sawit. Menurut data dari Direktorat Jenderal Perkebunan (2018), menunjukkan bahwa Provinsi Riau pada tahun 2017 memiliki luas areal perkebunan kelapa sawit 2.493.176 ha dengan produksi tandan buah segar 8.721.148 ton. Perkebunan kelapa sawit yang begitu luas tentu akan menghasilkan limbah yang begitu banyak.

Limbah yang dihasilkan oleh perkebunan kelapa sawit salah satunya yaitu pelepah kelapa sawit. Pelepah kelapa sawit merupakan limbah padat perkebunan kelapa sawit yang dihasilkan dari sisa tanaman yang tertinggal pada saat pemanenan dan pemangkasan kelapa sawit. Pelepah kelapa sawit biasanya hanya ditumpuk disekitar pohon kelapa sawit sebagai pakan ternak dan pupuk kompos atau dibakar sehingga abunya dapat dimanfaatkan sebagai pupuk kalium. Secara

ekonomis pelepah kelapa sawit masih bisa dimanfaatkan untuk memproduksi bahan alternatif sebagai bahan baku salah satunya papan partikel karena mengandung serat berlignoselulosa cukup tinggi.

Papan partikel adalah salah satu jenis produk komposit yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan-bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan perekat sintetis atau bahan pengikat lain kemudian dikempa panas (Hesty, 2009). Papan parikel biasanya dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan meja, lemari, dinding dalam ruang, plafon, lantai dan lain- lain. Keuntungan dari penggunaan papan partikel yaitu sebagai bahan konstruksi yang cukup kuat, pengerjaannya mudah dan cepat, serta dapat menghasilkan bidang yang luas. Penelitian tentang papan partikel telah banyak dilakukan dengan menggunakan bahan berlignoselulosa lainnya seperti kulit durian, pelepah nipah, sekam padi, serat bambu, tandan kosong kelapa sawit, dan bahan mengandung lignoselulosa lainnya. Berdasarkan penelitian-penelitian tersebut, tidak menutup kemungkinan bahwa pelepah kelapa sawit juga dapat dijadikan sebagai bahan baku dalam pembuatan papan partikel.

Papan partikel membutuhkan bahan perekat supaya tidak mudah hancur dan jenis bahan perekat berpengaruh terhadap kualitas papan partikel yang dihasilkan. Perekat


3

yang umum digunakan dalam proses pembuatan papan partikel berupa perekat sintetis seperti urea formaldehyde, phenol formaldehyde, dan melamine formaldehyde. Penggunaan perekat sintetis tersebut dapat menghasilkan emisi formaldehida yang dapat mengganggu kesehatan manusia. Selain mengganggu kesehatan manusia, perekat sintetis juga memiliki harga jual yang cukup mahal. Hal ini menyebabkan perlunya perekat lain yang ketersediaannya melimpah, ramah lingkungan, tidak menganggu kesehatan dan memiliki harga jual yang murah serta dapat menghasilkan papan partikel dengan kualitas yang baik, salah satunya damar.

Damar merupakan getah yang berupa senyawa polisakarida yang dihasilkan oleh jenis-jenis tanamanan hutan. Damar dapat ditemukan dalam hutan yang menempel di pohon besar dan di dalam tanah. Memiliki potensi yang baik untuk digunakan sebagai perekat. Masyarakat biasanya menggunakan damar sebagai bahan untuk melapisi perahu nelayan yang bocor dan juga sebagai pengisi sambungan antar papan pada dinding perahu tradisional, selain memiliki daya rekat yang kuat bahan tersebut juga tahan terhadap gangguan rayap dan jamur (Sari, 2001). Menurut Pizzi et al. (2010), papan partikel yang menggunakan perekat berupa getah tumbuhan cenderung menunjukkan struktur yang lebih stabil.

Beberapa penelitian tentang papan partikel sebelumnya telah dilakukan yang menggunakan perekat damar antara lain Pratiwi (2015), pembuatan papan partikel

dari bambu dengan perekat resin damar 14%, suhu kempa 150°C selama 14 menit dengan tekanan 20 kgf.cm-2, dan ukuran partikel 14 mesh, hasil terbaik kerapatan 0,55 g.cm-3, kadar air 9,99%, daya serap air selama 24 jam 83,54%, pengembangan tebal selama 24 jam 17,96%, modulus elastisitas (MOE) 393,45 kgf.cm-2, modulus patah (MOR) 51,72 kgf.cm-2, dan internal bonding 0,90 kgf.cm-2. Selanjutnya Akram (2013), pembuatan papan partikel dari limbah kayu meranti menggunakan perekat damar 20%, suhu kempa 150°C selama 15 menit dengan tekanan 80 kg, dan ukuran partikel 0,315-5 mm, hasil terbaik kerapatan 0,989 g.cm-3, kadar air 42%, pengembangan tebal 27%, kekuatan tarik tertinggi 0,516 MPA, dan modulus elastisitas 1642 MPA. Berdasarkan hasil penelitian yang pernah dilakukan maka penulis tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul Kualitas Papan Partikel dari Pelepah Kelapa Sawit dengan Perekat Damar.

Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah

untuk mendapatkan konsentrasi perekat damar terbaik pada pembuatan papan partikel pelepah kelapa sawit.

METODOLOGI

Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Analisis Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Riau, Laboratorium Biokomposit, Workshop Pengerjaan Kayu, Laboratorium Sifat Dasar Kayu, dan Laboratorium Rekayasa


4

Desain Bangunan Kayu Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian berlangsung selama enam bulan yaitu dari bulan Juli hingga Desember 2018.

Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam

penelitian ini adalah pelepah kelapa sawit yang diambil dari kebun rakyat kelapa sawit di Desa Langsat Hulu Kecamatan Sentajo Raya Kabupaten Kuantan Singingi dan damar batu dari Desa Intan Jaya Kecamatan Kunto Darussalam Kabupaten Rokan Hulu.

Alat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel adalah mal pencetak atau bingkai dari besi berukuran 30 cm x 20 cm x 1 cm, ember, mikser, oven, desikator, timbangan analitik, kaliper atau jangka sorong, gergaji potong, parang, mesin hot press, mesin Universal Testing Machine (UTM) merk Chun Yen, kertas label, masker, alumunium foil, stopwatch, ayakan 12 mesh, alat dokumentasi, dan alat tulis.

Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen dengan menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan lima perlakuan dan tiga kali ulangan, sehingga diperoleh 15 unit percobaan. Adapun perlakuan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: P1 = 90% pelepah kelapa sawit :

10% perekat damar P2 = 85% pelepah kelapa sawit : 15%

perekat damar

P3 = 80% pelepah kelapa sawit : 20% perekat damar



Analisis Data Penelitian ini menggunakan

model rancangan acak lengkap (RAL). Data hasil penelitian yang diperoleh dianalisis secara statistik menggunakan sidik ragam analysis of variance (ANOVA), apabila didapatkan data Fhitung Ftabel maka dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%. Model matematis rancangan acak lengkap adalah sebagai berikut :

Yij = µ + τi + ∑ij

Keterangan : Yij : Nilai pengamatan perlakuan ke-i

dan ulangan ke-j

µ : Rata-rata nilai dari seluruh

perlakuan τi : Pengaruh perlakuan ke-i Σ ij : Pengaruh galat perlakuan ke-i dan

ulangan ke-j


Hasil analisis kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, modulus elastisitas (MOE), dan modulus patah (MOR) dapat dilihat pada tabel 1.


5

Tabel 1. Hasil analisis papan partikel pelepah kelapa sawit

Parameter SNI Perlakuan

P1 P2 P3 P4 P5

Kerapatan (g.cm-3)

0,4- 0,9

0,74a 0,76a 0,77a 0,78a 0,80a

Kadar air (%) ≤14 9,93a 9,48ab 9,32ab 9,14b 9,11b

Daya serap air (%)

- 283,56a 231,11b 228,89b 222,92b 213,12b

Pengembangan tebal (%)

≤12 183,25a 154,77b 137,63bc 136,03c 132,11c

MOE (kgf.cm-2) ≥20. 400 1.123,82a 1.697,18a 1.875,01a 2.066,37a 3.159,48b

MOR (kgf.cm-2) ≥31 11,18a 13,12ab 13,31ab 16,95bc 19,17c

Keterangan: Angka-angka yang diikuti dengan huruf kecil yang berbeda menunjukkan berbeda nyata menurut uji DNMRT pada taraf 5%.

Kerapatan Kerapatan merupakan

perbandingan antara berat dengan volume. Kerapatan papan partikel merupakan salah satu sifat fisis yang sangat berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis lainnya. Semakin tinggi kerapatan papan maka akan semakin tinggi sifat keteguhannya (Bowyer et al., 2003).

Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai kerapatan papan partikel setiap perlakuan berbeda tidak nyata, yang berarti diperoleh nilai kerapatan seragam pada setiap papan dengan konsentrasi perekat yang berbeda. Hal ini dikarenakan tekanan pada saat pengempaan yang seragam, sehingga setiap perlakuan pada papan partikel tidak ada perbedaannya. Hal ini sesuai dengan pernyataan Kelly (1977) dalam Wardani (2015), bahwa beberapa faktor yang mempengaruhi nilai kerapatan papan diantaranya adalah jenis kayu, tekanan kempa, jumlah partikel, jumlah perekat, dan aditif. Hal ini juga didukung oleh pernyataan Kusmayadi (2001), bahwa kerapatan papan partikel dipengaruhi oleh kerapatan bahan

baku dan besarnya tekanan kempa yang digunakan.

Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai rata-rata kerapatan papan partikel berkisar antara 0,74-0,80 g.cm-3. Nilai kerapatan terendah ditunjukkan oleh perlakuan P1 yaitu sebesar 0,74 g.cm-3 dan nilai kerapatan tertinggi ditunjukkan oleh perlakuan P5 yaitu sebesar 0,80 g.cm-3. Kenaikan nilai kerapatan disebabkan karena penambahan konsentrasi perekat yang digunakan setiap perlakuan semakin meningkat, sehingga semakin banyak konsentrasi perekat yang ditambahkan maka akan semakin tinggi nilai kerapatan yang terkandung dalam papan partikel. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Akram (2013), yang menyatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi perekat yang digunakan maka nilai kerapatan yang dihasilkan semakin tinggi.

Secara keseluruhan, nilai rata-rata kerapatan papan partikel tidak semuanya memenuhi target yang diinginkan yaitu 0,8 g.cm-3. Hal ini diduga karena akibat dari proses blending yang tidak sempurna dimana sebagian serbuk damar


6

mengumpul dibagian bawah partikel pelepah kelapa sawit dan penyebaran partikel yang tidak merata pada saat proses pembentukan papan dalam cetakan pada saat pengempaan, sehingga terjadi variasi kerapatan disetiap bagian papan maupun di antara papan yang dibuat. Hal ini sesuai dengan pernyataan Tsoumis (1991), bahwa kerapatan papan partikel jarang seragam di sepanjang ketebalannya. Hal ini juga didukung oleh pendapat Sutigno (1994), bahwa jumlah dan keadaan bahan pada lembaran bersama-sama dengan teknik pengempaan mempengaruhi kerapatan papan partikel.

Nilai rata-rata kerapatan pada penelitian ini lebih tinggi bila dibandingkan dengan nilai rata-rata kerapatan papan partikel dari bambu dengan perekat resin damar dalam penelitian Pratiwi (2015) yang berkisar antara 0,53-0,58 g.cm-3. Hal ini dikarenakan perbedaan bahan baku yang digunakan. Bambu memiliki kerapatan 0,41-0,65 g.cm-3 (Pratiwi, 2015). Berdasarkan hasil analisis kerapatan papan partikel semua perlakuan telah memenuhi SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan kerapatan papan partikel sebesar 0,40-0,90 g.cm-3.

Kadar air Kadar air adalah kandungan air

yang terdapat dalam bahan. Kadar air merupakan sifat fisis papan partikel yang menunjukan kandungan air papan partikel dalam keadaan kesetimbangan dengan lingkungan sekitarnya. Semakin tinggi kandungan air dalam suatu papan mengakibatkan papan partikel semakin mudah rusak. Hal ini menunjukkan bahwa kualitas papan partikel semakin rendah bila

kandungan air didalamnya tinggi. Umumnya kadar air papan partikel lebih rendah dari kadar air bahan baku yang digunakan. Hal ini disebabkan karena perlakuan panas yang diterima papan partikel pada saat pengempaan panas (Massijaya et al., 2005).

Tabel 1 menunjukkan bahwa rata-rata nilai kadar air papan partikel pelepah kelapa sawit berkisar antara 9,11-9,93%. Nilai kadar air tertinggi ditunjukkan oleh perlakuan P1 yaitu sebesar 9,93% dan nilai kadar air terendah ditunjukkan oleh perlakuan P5 yaitu sebesar 9,11%. Semakin banyak konsentrasi perekat damar yang ditambahkan pada partikel pelepah kelapa sawit maka kadar air dalam papan partikel akan semakin menurun. Hal ini terjadi karena semakin banyak konsentrasi perekat damar yang ditambahkan membuat ruang lembaran papan menjadi lebih rapat sehingga kemampuan papan partikel dalam menyerap uap air semakin rendah. Hal ini sesuai dengan pernyataan Anton (2012), bahwa pada konsentrasi perekat yang semakin tinggi maka papan partikel yang dihasilkan akan memiliki ikatan antar partikel yang lebih kuat, sehingga air akan lebih sulit masuk dan mempengaruhi kadar air papan partikel.

Hasil analisis menunjukkan bahwa nilai kadar air papan partikel masih relatif tinggi dari kadar air bahan baku yaitu sebesar 8%. Hal ini diduga karena penyerapan uap air pada saat pengkondisian menyebabkan kenaikan kadar air pada papan partikel, sehingga kadar air papan partikel yang dihasilkan melebihi kadar air bahan bakunya. Menurut Pratiwi (2015),


7

kecenderungan tingginya penyerapan uap air pada papan partikel saat pengkondisian disebabkan karena papan partikel yang konsentrasi perekat rendah akan memiliki rongga-rongga antar partikel yang lebih banyak dan hal ini akan meningkatkan penetrasi air ke dalam papan partikel.

Nilai rata-rata kadar air pada penelitian ini lebih rendah bila dibandingkan dengan nilai rata-rata kadar air papan partikel dari bambu dengan perekat resin damar dalam penelitian Pratiwi (2015) yang berkisar antara 9,52-10,20%. Hal ini dikarenakan perbedaan bahan baku yang digunakan. Bambu yang digunakan memiliki kadar air 12,16% (Pratiwi, 2015). Berdasarkan hasil analisis kadar air papan partikel semua perlakuan telah memenuhi SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan kadar air papan partikel sebesar maksimum 14%.

Daya Serap Air Daya serap air merupakan

kemampuan papan partikel dalam menyerap air setelah dilakukan perendaman. Pengujian daya serap air papan partikel dilakukan selama 24 jam. Pengujian ini penting dilakukan untuk mengetahui ketahanan papan terhadap air terutama jika penggunaannya untuk keperluan eksterior dimana papan mengalami kontak langsung dengan udara luar (Lestari dan Kartika, 2012).

Tabel 1 menunjukkan bahwa rata-rata nilai daya serap air papan partikel pelepah kelapa sawit berkisar antara 213,12-283,56%. Nilai daya serap air tertinggi ditunjukkan oleh perlakuan P1 yaitu sebesar 283,56% dan nilai daya serap

air terendah ditunjukkan oleh perlakuan P5 yaitu sebesar 213,12%. Semakin banyak konsentrasi perekat damar yang ditambahkan pada partikel pelepah kelapa sawit maka daya serap air dalam papan partikel akan semakin menurun. Hal ini terjadi karena semakin banyaknya konsentrasi perekat damar yang ditambahkan membuat ruang lembaran papan partikel menjadi lebih rapat sehingga air yang masuk ke dalam papan partikel menjadi lebih sedikit daya serap air semakin menurun. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Akram (2013), bahwa semakin banyak konsentrasi perekat damar yang diberikan pada papan partikel menjadikan kemampuan penyerapan air ke dalam papan partikel semakin kecil sehingga tidak terjadi perubahan dimensi yang drastis.

Hasil analisis menunjukkan bahwa nilai daya serap air papan partikel pelepah sawit masih relatif tinggi. Hal ini terjadi karena bahan baku yang digunakan merupakan bahan berlignoselulosa sehingga memiliki sifat higrokopis, dimana kandungan hemiselulosa pada bahan baku lebih besar dibandingkan selulosa dan lignin sehingga papan partikel ini sangat mudah menyerap air. Hal ini sesuai dengan pernyataan Rahman et al. (2012), bahwa sifat higroskopis hemiselulosa lebih tinggi dari pada selulosa dan lignin serta persentase grup –OH dalam struktur molekul selulosa dan hemiselulosa mempengaruhi respon terhadap sifat absorpsinya. Hal ini juga didukung oleh pendapat Pizzi (1989), bahwa tingginya daya serap air dapat disebabkan oleh beberapa faktor antara lain sifat bahan baku, proses pengempaan, dan bahan perekat.


8

Parameter kualitas daya serap air tidak ada standar mutu yang ditetapkan dalam SNI 03-2105-2006, akan tetapi apabila dilihat dari hasil uji pada Tabel 7, maka perlakuan P5 memiliki daya serap air paling baik diantara perlakuan yang lainnya. Papan partikel dengan kualitas yang baik adalah papan partikel yang memiliki daya serap air yang rendah karena besarnya jumlah air yang diserap dapat mengurangi kekuatan papan partikel saat digunakan.

Pengembangan Tebal Pengembangan tebal

merupakan perubahan dimensi papan dengan bertambahnya ketebalan dari papan tersebut. Pengembangan tebal adalah salah satu sifat fisis papan partikel nilai yang menunjukkan besarnya pertambahan tebal dari papan partikel. Pengembangan tebal ini menentukan suatu papan dapat digunakan untuk eksterior atau interior. Pengembangan tebal yang tinggi pada papan partikel tidak dapat digunakan untuk keperluan eksterior karena memiliki stabilitas dimensi produk yang rendah dan sifat mekanisnya akan rendah juga (Massijaya et al., 2000). Pengujian pengembangan tebal dilakukan dengan merendam papan partikel selama 24 jam di dalam air.

Tabel 1 menunjukkan bahwa rata-rata nilai pengembangan tebal papan partikel pelepah kelapa sawit berkisar antara 132,11-183,25%. Nilai pengembangan tebal tertinggi ditunjukkan oleh perlakuan P1 yaitu sebesar 183,25% dan nilai pengembangan tebal terendah ditunjukkan oleh perlakuan P5 yaitu sebesar 132,11%. Semakin banyak konsentrasi perekat damar yang ditambahkan pada partikel pelepah

kelapa sawit maka pengembangan tebal papan partikel akan semakin menurun. Hal ini terjadi karena semakin bertambahnya konsentrasi perekat damar membuat ruang lembaran papan partikel menjadi lebih rapat sehingga air yang masuk ke dalam papan menjadi lebih sedikit dan pengembangan tebalnya semakin menurun. Menurut Kusmayadi (2001), ikatan antar partikel terjalin lebih rapat dan kekompakan yang terbentuk lebih sempurna, sehingga papan partikel dengan konsentrasi perekat tinggi akan lebih sulit dimasuki air. Hal ini juga didukung oleh penelitian Akram (2013), bahwa semakin besar konsentrasi perekat damar yang diberikan maka akan semakin kecil air yang dapat diserap oleh papan partikel, hal tersebut disebabkan oleh sifat perekat damar yang memiliki sifat hidrofobik sehingga air tidak dapat memasuki celah dan pori-pori papan partikel itu sendiri.

Berdasarkan hasil analisis pengembangan tebal papan partikel semua perlakuan belum memenuhi SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan pengembangan tebal papan partikel sebesar maksimum 12%. Tingginya pengembangan tebal papan partikel disebabkan karena bahan baku yang digunakan merupakan bahan berlignoselulosa sehingga memiliki sifat higrokopis, dimana kandungan hemiselulosa pada bahan baku lebih besar dibandingkan selulosa dan lignin sehingga papan partikel ini sangat mudah menyerap air yang menyebabkan perubahan dimensi pada papan partikel. Hal ini sesuai pernyataan Rahman et al. (2012), bahwa sifat higroskopis hemiselulosa lebih tinggi dari pada selulosa dan


9

lignin serta persentase grup –OH dalam struktur molekul selulosa dan hemiselulosa mempengaruhi respon terhadap sifat absorpsinya. Hal tersebut membuat penyerapan air yang tinggi dan terjadi perubahan dimensi pada papan partikel.

Modulus Elastisitas (MOE) Modulus elastisitas atau Modulus

of Elasticity (MOE) merupakan ukuran ketahanan papan untuk mempertahankan bentuk yang berhubungan dengan kekakuan papan. Kekuatan elastisitas juga merupakan salah satu sifat mekanis papan yang menunjukkan ketahanan terhadap pembengkokan akibat adanya beban yang diberikan sebelum papan partikel tersebut patah, atau dengan kata lain sifat ini berhubungan langsung dengan nilai kekakuan papan (Haygreen dan Bowyer, 1996).

Tabel 1 menunjukkan bahwa rata-rata nilai MOE pada papan papan partikel pelepah kelapa sawit berkisar antara 1.123,82-3.159,48 kgf.cm-2. Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh perlakuan P5 yaitu sebesar 3.159,48 kgf.cm-2 dan nilai MOE terendah ditunjukkan oleh perlakuan P1 yaitu sebesar 1.123,82 kgf.cm-2. Semakin banyak konsentrasi perekat damar yang ditambahkan pada partikel pelepah kelapa sawit maka MOE dalam papan partikel akan semakin meningkat. Hal ini terjadi karena banyaknya konsentrasi perekat damar pada papan partikel membuat kekuatan ikatan antar partikel dan ikatan antar perekat yang mengikat permukaan partikel pelepah sawit menjadi lebih besar, sehingga banyaknya konsentrasi perekat damar pada papan partikel tersebut

mampu menghasilkan nilai MOE yang tinggi. Menurut Bowyer et al. (2003), semakin banyak konsentrasi perekat yang digunakan maka akan semakin tingggi sifat mekanis dan stabilitas papan partikel. Hal ini juga didukung oleh penelitian Akram (2013), bahwa semakin banyak konsentrasi perekat damar yang diberikan pada papan partikel menjadikan nilai modulus elastisitasnya semakin besar sehingga tidak terjadi perubahan dimensi yang drastis.

Nilai rata-rata MOE pada penelitian ini lebih tinggi bila dibandingkan dengan nilai rata-rata MOE papan partikel dari bambu dengan perekat resin damar dalam penelitian Pratiwi (2015), yang berkisar antara 152,65-393,45 kgf.cm-2. Hal ini dikarenakan perbedaan bahan baku yang digunakan. Bambu memiliki MOE sebesar 108.557,74 kgf.cm-2 (Ardianto, 1995). Berdasarkan hasil analisis MOE papan partikel semua perlakuan belum memenuhi SNI 03- 2105-2006 yang mensyaratkan MOE papan partikel sebesar minimum 20.400 kgf.cm-2. Papan partikel pada perlakuan P5 merupakan papan partikel yang mempunyai kualitas papan partikel terbaik karena mendekati standar yang ditetapkan dengan MOE sebesar 3.159,48 kgf.cm-2. Meskipun demikian hasil tersebut belum memenuhi standar yang ditentukan.

Modulus Patah (MOR) Modulus patah atau Modulus of

Rapture (MOR) merupakan kemampuan papan untuk menahan beban lentur hingga batas maksimum atau hingga sampel papan tersebut patah. Modulus patah papan partikel


10

merupakan sifat mekanis yang menunjukkan kekuatan dalam menahan beban yang bekerja terhadapnya. Semakin kuat nilai kekuatan patah maka papan semakin kuat dalam menahan bobot benda (Pratiwi, 2015).

Tabel 1 menunjukkan bahwa rata-rata nilai MOR pada papan papan partikel pelepah kelapa sawit berkisar antara 11,18-19,17 kgf.cm-2. Nilai MOR tertingi ditunjukkan oleh perlakuan P5 yaitu sebesar 19,17 kgf.cm-2 dan nilai MOR terendah ditunjukkan oleh perlakuan P1 yaitu sebesar 11,18 kgf.cm-

2. Semakin banyak konsentrasi perekat damar yang ditambahkan pada partikel pelepah kelapa sawit maka nilai MOR dalam papan partikel akan semakin meningkat. Hal ini terjadi karena banyaknya konsentrasi perekat damar pada papan partikel membuat kekuatan ikatan antar partikel pelepah kelapa sawit menjadi lebih besar dan ikatan antar perekat yang mengikat permukaan pertikel pelepah sawit menjadi lebih besar, sehingga banyaknya konsentrasi perekat damar pada papan partikel tersebut mampu menghasilkan nilai MOR yang tinggi. Menurut Kusmayadi (2001), jumlah perekat damar yang banyak menyebabkan perekat damar semakin banyak yang meleleh dan menyebar ke permukaan antar partikel, sehingga ikatan antar partikel dan perekat semakin tinggi yang membuat kekuatan papan partikel semakin meningkat. Hal ini juga didukung oleh pernyataan Nuryawan (2007), bahwa faktor yang mempengaruhi kekuatan patah papan partikel diantaranya adalah berat jenis kayu, geometri partikel, kadar

perekat, kadar air partikel, dan prosedur pengempaan.

Nilai rata-rata MOR pada penelitian ini lebih rendah bila dibandingkan dengan nilai rata-rata MOR papan partikel dari bambu dengan perekat resin damar dalam penelitian Pratiwi (2015), yang berkisar antara 17,77-51,72 kgf.cm-2. Hal ini dikarenakan perbedaan bahan baku yang digunakan. Bambu memiliki MOR sebesar 1.330,44 kgf.cm-2 (Ardianto, 1995). Berdasarkan hasil analisis MOR papan partikel semua perlakuan belum memenuhi SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan MOE papan partikel sebesar minimum 31 kgf.cm- 2. Papan partikel pada perlakuan P5

merupakan papan partikel yang

mempunyai kualitas papan partikel

terbaik karena mendekati standar yang

ditetapkan dengan MOR sebesar 19,17

kgf.cm-2. Meskipun demikian hasil

tersebut belum memenuhi standar yang

ditentukan.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

1. Konsentrasi perekat damar pada papan partikel berpengaruh nyata terhadap kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, modulus elastisitas (MOE), dan modulus patah (MOR), tetapi berpengaruh tidak nyata terhadap kerapatan.

2. Parameter kerapatan dan kadar air telah memenuhi standar yang ditetapakan SNI 03-2105-2006. Tetapi, pada parameter pengembangan tebal, modulus elastisitas (MOE), dan modulus


11

patah (MOR) belum memenuhi standar yang telah ditetapkan SNI.

3. Perlakuan terbaik pada penelitian ini terdapat pada perlakuan P5 dengan formulasi pelepah kelapa sawit dan perekat damar yaitu 70% : 30%. Papan partikel yang dihasilkan mengandung kerapatan 0,80 g.cm-3, kadar air 9,11%, daya serap air 213,12%, pengembangan tebal 132,11%, modulus elastisitas (MOE) 3.159,48 kgf.cm-2, dan modulus patah (MOR) 19,17 kgf.cm-2.

DAFTAR PUSTAKA

Akram. 2013. Pengembangan Papan Partikel dari Limbah Kayu Meranti Menggunakan Perekat Damar. Tesis. Universitas Syiah Kuala. Banda Aceh.

Anton, S. 2012. Pembuatan dan Uji Karakteristik Papan Partikel dari Serat Buah Bintaro (Cerbera manghas). Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Bowyer JL, Shmulsky, Haygreen JG. 2003. Forest Products and Wood Science - An Introduction, Fourth edition. Iowa State University Press. USA.

Direktorat Jenderal Perkebunan. 2017. Statistik Perkebunan Indonesia. Direktorat Jenderal Perkebunan Kementrian Pertanian. Jakarta.

Haygreen, J.G., dan J.L Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Suatu Pengantar. Hadikusumo SA, penerjemah:

Prawirohatmodjo S, editor. Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Terjemahan dari: Forest Product and Wood Science, and Introduction.

Kelly, MW. 1977. Critical literature review of relationship between processing parameters and physical properties of particle-board. USDA for. Serv. Gen. Tech. Rep. FPL-10. Madison(WI): USDA, Forest Service, Forest Product Laboratory.

Kusmayadi. 2001. Pengaruh rasio kompresi (Compaction Ratio) terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel beberapa jenis kayu. ITHH. 1(1) : 15-16.

Lestari, S dan I.A. Kartika. 2012. Pembuatan papan partikel dari ampas biji jarak pagar pada berbagai kondisi proses. JAII. 1(1) : 11-17.

Massijaya MY, S. Hadi, B. Tambunan, ES Bakar, WA Subari. 2000. Penggunaan Limbah Plastik Sebagai Komponen Bahan Baku Papan Partikel. Jurnal Teknologi Hasil Hutan. 13(2) : 18-24.

Massijaya MY, Yusuf SH, Marsiah H. 2005. Pemanfaatan limbah kayu dan karton sebagai bahan baku papan komposit. Laporan Lembaga Penelitian dan Pemberdayaan Masyarakat.

Nuryawan, A. 2007. Sifat Fisis dan Mekanis OSB dari Kayu Akasia, Ekaliptus, dan Gmelina Berdiameter Kecil. Tesis. Institut Pertanian Bogor. Bogor.


12

Pizzi, A. 1989. Wood Adhesives, Chemistry and Technology. Marcel Dekker New York.

Pizzi, A., A, Moubarik., A, Allal., F, Charrier., and B, Charrier. 2010. preparation and mechanical characterization of particle board made from maritime pine and glued with bio-adhesives based on comstarch and tannins. Moderas Ciemcia Y Technologia Journal. Vol. 12(3) : 189-197.

Pratiwi, D.F. 2015. Pembuatan Papan Partikel dari Bambu dengan Perekat Resin Damar. Skripsi. Institut Petanian Bogor. Bogor.

Rahman, K.S, D.M. Alam, N. Islam. 2012. Some physical and mechanical properties of bamboo mat-wood veneer plywood. J. Biological Sci. 1(2) : 61-64.

Sari, R.K. 2001. Isolasi dan Identifikasi Komponen Biokatif dari Damar Mata Kucing (Shorea javanica). Disertasi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Standar Nasional Indonesia. 2006. Mutu

Papan Partikel SNI 03-2105-2006. Badan Standarisasi Nasional. Jakarta.

Sutigno, P. 1994. Teknologi Papan Partikel. Puslitbanghut. Depertemen Kehutanan. Bogor.

Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood: Structure, Properties, Utilization. Van Nostrand Reinhold. New York.

INDONESIAN JOURNAL OF LABORATORY

ISSN 2655 4887 (Print),ISSN 2655 1624 (Online)

LAMPIRAN 4

Vol 2 (2) 2020, 1-9

Pemanfaatan Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit Sebagai Bahan Pengganti Alternatif Papan Partikel

Buwang Raharjo1

1Laboratorium Jurusan Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Bengkulu, email : [email protected]

Submisi : 16 Agustus 2019; Penerimaan : 10 Februari 2020

ABSTRAK

Industri sawit dalam kegiatan pengoperasiannya dapat menghasilkan limbah salah satunya adalah limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Tandan kosong kelapa sawit merupakan limbah padat yang berasal dari industri sawit.Tujuan penelitian ini adalah mengenalkan tandan kosong kelapa sawit sebagai bahan alternatif papan partikel. Penelitian ini menggunakan metode deskriptif. Metode deskriptif adalah metode yang digunakan untuk menjelaskan data yang diperoleh pada saat penelitian. Metode ini dimulai dari persiapan bahan baku, pembuatan papan partikel sebanyak 10 sampel terdiri dari 3 perlakuan (20%, 30% dan 50%), 3 ulangan, dan control, pengujian sampel berdasarkan SNI.03-2105-2006, hasil dari pengujian yang nilainya 0 maka tidak dapat diuji sehingga nilai dikeluarkan dan di deskripsikan penyebab hasil tersebut. Langkah kerja dimulai pada tahapan persiapan perekat, proses pencampuran partikel TKKS dengan perekat dan proses pembentukan lembaran papan partikel. Pembuatan papan partikel tandan kosong kelapa sawit dengan perekat Polyvinyl Acetate (PVAc) menunjukkan hasil yaitu sifat fisik uji pengembangan tebal tidak memenuhi standar SNI.03-2105-2006 yaitu maksimum 12%, uji kerapatan memenuhi standar SNI.03-2105-2006 yaitu 0,4 g/cm3 – 0,9 g/cm3

dan kadar air memenuhi standar SNI.03-2105-2006 yaitu <14%. Pada uji sifat mekanik keteguhan patah (Modulus Of Rapture) tidak memenuhi standar Nilai JIS A 5908-2003 yaitu minimum 82 kg/cm2 dan keteguhan lentur (Modulus of Elasticity) tidak memenuhi standar SNI.03-2105-2006 yaitu minimum 2.081,63 kg/cm2. Pelaksanaan penelitian beberapa uji sifat fisik telah memenuhi standar dan uji sifat mekanik tidak memenuhi standar, penggunaan tingkat konsentrasi perekat yang lebih tinggi akan membuat kualitas papan partikel kuat dan lebih baik.

Kata kunci: tandan kosong kelapa sawit; papan partikel; polyvinyl acetate (PVAc).

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Industri sawit dalam kegiatan

pengoperasiannya dapat menghasilkan

limbah salah satunya adalah limbah

tandan kosong kelapa sawit (TKKS).

Tandan kosong kelapa sawit merupakan

limbah padat yang berasal dari industri

sawit. Satu ton kelapa sawit

menghasilkan limbah berupa tandan

kosong kelapa sawit sebanyak 23% atau

230 kg (Haryanti dkk, 2014). TKKS

biasanya digunakan sebagai bahan


INDONESIAN JOURNAL OF LABORATORY


pakan ternak, pupuk organik, pulp dan

kertas, briket dan bahan baku

pembuatan papan partikel. Menurut

Purba (2018), syarat material papan

partikel bukan kayu, dapat dijadikan

sebagai bahan baku pembuatan

papan partikel dengan syarat yaitu

bahanmemiliki kandungan

lignoselulosa (kandungan lignin dan

selulosa). TKKS mengandung

selulosa (30-50%) dan lignin (13-30%)

(Mahmuda, 2016). Pembuatan papan

partikel biasanya


menggunakan perekat urea

formaldehida. Menurut Widyorini dkk.

(2012), penggunaan peerekat berbahan

formaldehida memiliki kandungan emisi

formaldehida cukup tinggi atau melebihi

standar yang sudah ditetapkan, sehingga

dapat mengganggu kesehatan dan

lingkungan. Oleh karena itu perlu

dilakukan inovasi dalam penggunaan

perekat. Salah satu perekat yang dapat

digunakan dan tidak mengandung emisi

formal dehida adalah Polyvinyl Acetate

(PVAc).

Polyvinyl Acetate (PVAc)

merupakan polimer yang mempunyai

sifat kerekatan yang sangat kuat

sehingga dapat digunakan sebagai

bahan dasar pembuatan lem. Kelebihan

dari PVAc memiliki sifat tidak berbau,

tidak mudah terbakar, dan lebih cepat

solid (Sriyanti dan Marlina, 2014). Hamdi

dan Arsad (2010), menyatakan bahwa

penggunaan Polyvinyl Acetate (PVAc)

pada papan partikel dari limbah

penggergajian kayu terap menunjukkan

hasil yaitu nilai kadar air, kerapatan,

pengembangan tebal, keteguhan patah

(MOR), dan keteguhan tarik memenuhi

Standar SNI 03-2105-2006, tetapi pada

MOE hasilnya tidak memenuhi standar

SNI 03-2105-2006. Penggunaan

Polyvinyl Acetate (PVAc) dapat

meningkatkan kualitas sifat fisik dan sifat

mekanik pada papan partikel.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah

mengenalkan tandan kosong kelapa

sawit sebagai bahan alternatif papan

partikel.

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilakukan di

Laboratorium Kehutanan Universitas

Bengkulu pada bulan Februari sampai

Maret 2019.

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan pada saat

penelitian adalah hot press hydrolic, blok

pencetak papan, grinder, alat pengaduk,

saringan 10 mesh, ember. Bahan yang

digunakan pada saat penelitian adalah

limbah tandan kosong kelapa sawit,

Polyvinyl Acetate (PVAc), aquades.

Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan

metode deskriptif. Metode deskriptif

adalah metode yang digunakan untuk

menjelaskan data yang diperoleh pada

saat penelitian. Penelitian ini dimulai dari

persiapan bahan baku, pembuatan

papan partikel sebanyak 10 sampel

terdiri dari 3 perlakuan (20%,30%, dan

50%), 3 ulangan, dan control, pengujian

sampel berdasarkan SNI.03-2105-2006,

hasil dari pengujian yang nilainya 0 maka

tidak dapat diuji sehingga nilai

dikeluarkan dan di deskripsikan

penyebab hasil tersebut.

Langkah Kerja

1.Persiapan perekat

Perekat yang digunakan dalam

kegiatan ini adalah Polyvinyl Acetate

(PVAc). Tahap berikutnya melakukan

penimbangan PVAc dengan konsentrasi

yaitu 20 % ,30%, dan 50 % dari berat

kering bahan baku (partikel TKKS),

selanjutnya pencampuran PVAc dan

aquades dengan konsestrasi 15 % dari

berat PVAc.

2. Proses pencampuran partikel TKKS

dengan perekat

Proses pencampuran partikel

TKKS dengan perekat yaitu partikel

TKKS dituangkan pada wadah / ember

yang telah disiapkan lalu perekat dituang

sedikit demi sedikit agar partikel tidak

menggumpal kemudian diaduk hingga

tercampur rata (Homogen) adonan

sampel terdiri dari 500 gram partikel

TKKS ukuran 10 mesh perekat


sesuai konsentrasi (20%, 30% dan 50%)

dan aquades 15 % dari berat PVAc.

3. Proses pembentukan lembaran

papan partikel

Papan partikel dicetak dengan

ukuran 30 cm x 30 cm x 2 cm pada mal

yang dilapisi alumium foil agar sampel

tidak lengket ketika melakukan kempa

panas. Kemudian Tahap berikutnya

melakukan proses kempa dingin selama

10 menit dengan cara menekan sampel

tujuan dari menekan sampel agar papan

padat dan dibiarkan selama 10 menit.

Selanjutnya melakukan proses kempa

panas, dengan menggunakan alat Hot

press hydrolic. Tekanan yang digunakan

pada proses kempa panas adalah 5,5 ton

dengan suhu 130o C selama 15 menit.

Tahap berikutnya memisahkan papan

partikel dari mal. Setelah papan partikel

dipisahkan dari mal lalu kering anginkan.

Tahap selanjutnya

pengkodisian papan partikel pada

Laboratorium Kehutanan Universitas

Bengkulu selama 7 hari. Pengkondisian

ini dengan meletakkan papan partikel

ditempat yang telah disiapkan dan papan

partikel disusun secara berurutan serta

dianginkan.


Pembuatan papan partikel tandan

kosong kelapa sawit dengan perekat

Polyvinyl Acetate (PVAc) menggunakan

metode deskriptif. Papan partikel dicetak

dengan ukuran panjang 30 cm, lebar 30

cm, dan tebal 1 cm. Papan partikel

tandan kelapa sawit dibuat dengan 3

komposisi konsentrasi perekat Polyvinyl

Acetate (PVAc) yaitu 20%, 30%, dan

50% dengan masing-masing ulangan

sebanyak 3 kali.

Pembuatan papan partikel tandan

kosong kelapa sawit terdapat beberapa

hal yang mengakibatkan kualitas papan

partikel belum memenuhi standar uji

yang ditetapkan pada SNI.03-2105-

2006. Kualitas papan partikel tandan

kosong kelapa sawit disajikan pada sub

bab selanjutnya. Persiapan bahan baku

papan partikel tandan kosong kelapa

sawit meliputi pengambilan bahan baku,

pencacahan bahan baku, pencucian

bahan baku, penjemuran bahan baku,

pemotongan bahan baku hingga panjang

partikel kurang lebih 1 cm, penggilingan

dan pengayakan. Selanjutnya proses

pencampuran yang dilakukan secara

manual dengan menggunakan tangan

dan sendok plastik penyebaran partikel

yang tidak merata akan menyebabkan

nilai hasil uji yang tidak standar. Lalu

pembentukan papan partikel dilakukan 2

tahap yaitu dengan kempa dingin dan

kempa panas. Proses kempa dingin

selama 10 menit dilakukan dengan

bantuan mesin kempa panas agar

seluruh bahan baku muat dalam mal.

Proses kempa panas merupakan salah

satu faktor yang mempengaruhi kualitas

papan partikel yang dihasilkan. Prosedur

pengempaan panas dan pengempaan

dingin telah dijelaskan bab sebelumnya.

Kemudian pengkondisian papan partikel

dilakukan dengan dikering anginkan

dengan bantuan kipas angin agar kadar

air sampel tetap (dalam kondisi berat

kering udara). Proses pengujian sampel

dilakukan sesuai dengan SNI.03-2105-

2006.

Sifat Fisik

Sifat fisik papan partikel yang diuji

berdasarkan standar SNI.03-2105-2006

berupa kerapatan, pengembangan tebal

dan kadar air. Sifat fisik papan partikel

adalah sifat yang dimiliki oleh papan

partikel tanpa adanya pengaruh beban

dari luar dan sifatnya tetap. Sifat ini

meliputi kerapatan, kadar air, berat jenis,

pengembangan tebal dan penyerapan air

(Surjokusumo, et al 1985, dalam

Sinulingga, 2009).


1. Pengembangan Tebal

Pengembangan tebal merupakan

sifat fisik yang menentukan kualitas baik

dan buruknya suatu papan partikel untuk

keperluan interior dan eksterior. Apabila

pengembangan tebal yang dihasilkan

tinggi, maka stabilitas dimensi produk

dalam penggunaan eksterior tidak dapat

digunakan (Hasni,2008). Pengujian

pengembangan tebal sampel uji

direndam selama 24 jam. Hasil

pengamatan uji pengembangan tebal

selengkapnya pada hasil ujinya disajikan

pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil Uji Pengembangan Tebal.

Konsentrasi

Perekat

Rata - Rata

Pengembangan

Tebal

Nilai

SNI.03-

2105-

2006

20 % 85.74 %

30 % 88.78 % Maks.

12% 50 % 43.74 %

Kontrol 163.50 %

Tabel 1 menujukkan hasil

pengembangan tertinggi yaitu pada

kontrol dengan nilai sebesar 163,50%

dan terendah pada rata-rata konsentrasi

50 % dengan nilai 43,74%. Berdasarkan

data, keseluruhan nilai rata-rata berbagai

konsentrasi perekat hasilnya tidak

memenuhi standar SNI.03-2105- 2006

yaitu maksimum 12%. Nilai

pengembangan tebal papan partikel dari

tandan kosong kelapa sawit tidak

memenuhi standar SNI.03-2105-2006

diduga disebabkan oleh daya absorbsi

bahan baku yang tinggi, konsentrasi

perekat yang digunakan, dan tidak

meratanya perekat yang tersebar pada

papan partikel sehingga

mengakibatkkan pori-pori papan partikel

tidak tertutup rata oleh perekat. Menurut

Cahyana dan Tri (2013), Perekat PVAc

mempunyai sifat gugus atom aktif

sehingga dapat mengikat bahan-bahan

lain dengan cara hydrogen bonding

maupun adsorpsi secara kimia.

Sehingga jika papan partikel yang

menggunakan perekat PVAc direndam,

maka PVAc akan terhidrolisa oleh air

sehingga ikatan antar partikel semakin

lemah sehingga dimensi papan lebih

mudah terdegradasi.

2. Kerapatan

Nilai kerapatan sampel uji papan

partikel yang dihasilkan yaitu berkisar

antara 0,50 g/cm3 sampai 0,75 g/cm3.

Nilai rata-rata kerapatan tertinggi

terdapat pada papan partkikel yang

berkonsentrasi 20% dan nilai rata-rata

yang terendah terdapat pada papan

partikel tanpa perekat. Secara

keseluruhan nilai kerapatan papan

partikel yang dihasilkan telah memenuhi

standar SNI.03-2105-2006 yang

mensyaratkan nilai kerapatannya adalah

0,4 g/cm3 sampai 0,9 g/cm3. Nilai rata-

rata hasil uji kerapatan selengkapnya

pada hasil ujinya disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Hasil Uji Kerapatan.

Konsentrasi

Perekat (%)

Rata - Rata

Kerapatan

(g/cm3)

Nilai

SNI.03-

2105-

2006

(g/cm3)

20 0,69

30 0,66 0,4 – 0,9

50 0,62

Kontrol 0,58

Berdasarkan nilai rata-rata

kerapatan terjadi penurunan nilai

kerapatan pada konsentrasi 30% dan

50%. Semakin banyak konsentrasi

perekat yang digunakan semakin tinggi

nilai kerapatannya. Nilai kerapatan pada

papan partikel sangat dipengaruhi oleh

bahan baku yang digunakan, semakin

rendah kerapatan bahan baku yang

digunakan maka kerapatan papan

partikel yang dihasilkan akan semakin

tinggi (Bowyer et al, 2003 dalam Anton,

2012). Nilai rata-rata hasil uji kerapatan

pada konsentrasi 30% dan 50% lebih


kecil dari konsentrasi 20% yaitu

disebabkan terjadinya pemadaman listrik

ketika kegaiatan pengempaan panas

berlangsung, tepatnya pada konsentrasi

perekat 30% U3 dan 50% U1. Hal

tersebut menyebabkan perekat dan

bahan baku papan partikel tidak matang

sempurna.

3. Kadar Air

Kadar air adalah banyaknya

jumlah air pada kayu atau produk kayu.

Menurut suryana (2005) kualitas kayu

yang baik yaitu kadar air yang terdapat

pada kayu sangat kecil, hasil ujinya

disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3. Hasil Uji Kadar Air.

Konsentrasi

Perekat

Rata -

Rata

Kadar Air

(%)

Nilai

SNI.03-

2105-

2006

20 % 12,02

30 % 11,63

<14%

50 % 9,14

Kontrol 11,05

Hasil pengujian rata-rata kadar air

tertinggi pada papan partkikel yaitu pada

konsentrasi perekat 20% dengan nilai

kadar air 12,02% dan yang terkecil pada

konsentrasi perekat 50% dengan nilai

kadar air 9,14%. Semua konsentrasi

perekat yang digunakan hasil ujinya

memenuhi standar SNI.03-2105-2006.

Hasil pengamatan pengujian kadar air

memperlihatkan hasil bahwa semakin

tinggi jumlah konsentrasi perekat yang

digunakan semakin rendah nilai kadar air

yang diperoleh. Menurut Anton (2012),

menyatakan semakin besar kadar

perekat yang digunakan maka semakin

kecil kadar air pada papan partikel.

Sutigno (1994), menyatakan bahwa

kadar air dipengaruhi oleh kerapatan

papan partikel, semakin besar

nilai kerapatan papan partikel maka

semakin kecil kadar air papan partikel.

3.2 Sifat Mekanik

Sifat mekanik kayu dipengaruhi

oleh kekuatan dalam menahan beban

dari luar. Sifat ini dipengaruhioleh

kelembaban, kerapatan, suhu dan

kerusakan kayu (Tsoumis 1991, dalam

Sinulingga, 2009). Sifat mekanik yang

diuji yaitu Keteguhan patah (Modulus Of

Rapture) dan keteguhan lentur (Modulus

Of Elasticity) dan prosedur pengujian dan

perbandingan hasil berdasarkan SNI.03-

2105-2006.

1. Keteguhan Patah (Modulus Of

Rapture)

Modulus of rapture (MOR) adalah

kemampuan papan dalam menahan

beban maksimum atau hingga sampel uji

papan mengalami patah. Parameter ini

penting diketahui karena penggunaan

papan partikel umumnya sebagai

material furniture selalu menuntut

pemakaian secara vertikal. Nilai hasil uji

Modulus of rapture (MOR) disajikan pada

Tabel 4.

Tabel 4. Hasil Uji Modulus Of Rapture

(MOR).

Konsentrasi

perekat

Nilai

MOR

(kg/cm2)

Nilai JIS

A 5908 -

2003

(dalam

Anton s,

2012)

(kg/cm2)

20 % U1 44,68

20 % U2 30,96

20 % U3 25,45

30 % U1 64,31

30 % U2 43,89 Minimum

82 30 % U3 0

50 % U1 13,83

50 % U2 47,62

50 % U3 37,77

Kontrol 0


Hasil Uji Modulus of Rapture

(MOR) pada Tabel 4 memberikan

informasi bahwa nilai MOR tertinggi

adalah 30% U1 dengan nilainya yaitu

64,31 kg/cm2 dan terendah adalah pada

30% U3 dan kontrol dengan nilainya

adalah 0 kg/cm2. Nilai 0 didapat, karena

pada saat dilakukan uji pada alat tidak

terjadi perlawanan dari sampel. Nilai

hasil uji Modulus of Rapture (MOR) yang

diperoleh seluruhnya tidak memenuhi

standar Nilai JIS A 5908-2003 (dalam

Anton, 2012) dengan nilai standar

minimum adalah 82 kg/cm2. Faktor yang

menyebabkan nilai Modulus of Rapture

(MOR) tidak memenuhi standar

kemungkinan disebabkan oleh kadar

perekat yang digunakan, tidak merata

perekat pada sampel, dan tidak

matangnya papan pada saat

pengempaan panas. Iskandar dan

Supriadi (2013), menyatakan bahwa jika

semakin tinggi kadar perekat maka

semakin besar nilai Modulus of Rapture

(MOR). Pada 30% U3 dan 50% U1 nilai

yang didapat kecil diakibatkan pada saat

pengempaan terjadi pergantian alat dan

terjadi pemadaman listrik selama kurang

lebih 5 jam. Pada konsentrasi 30% U3

proses pengempaan panas waktu telah

berjalan 1 jam kemudian listrik padam

dan pada 50% u1 proses pengempaan

telah berjalan 3 jam dam kemudian listrik

padam. Hal tersebut membuat sampel

tidak matang sempurna sehingga

mempengaruhi nilai uji.

Penilitian Siregar dkk. (2014),

menunjukkan hasil Pada nilai MOR yang

didapat tidak memenuhi standar yaitu

pada perlakuan suhu kempa 160°C

dengan waktu 5 menit dan suhu kempa

170°C pada waktu 5, 9 dan 11 menit.

Berdasarkan hasil penelitian yang

dilakukan sebelumnya pengaruh suhu

dan waktu memengaruhi nilai uji Modulus

of Rapture (MOR). Berdasarkan hasil uji

pada Tabel 6 perekat dengan

konsentrasi 50 % nilai

uji Modulus of Rapture (MOR) lebih kecil

dari perekat dengan konsentrasi 30%.

Hal tersebut disebabkan oleh pergantian

alat pengempaan yang digunakan, akan

tetapi tahap pelaksanaan seperti tekanan

kempa dan suhu sama dengan alat

sebelumnya.

2. Keteguhan Lentur (Modulus of

Elasticity)

Modulus Of Elasticity (MOE)

merupakan ukuran ketahanan papan

dalam memperatahankan bentuk yang

berhubungan dengan kekakuan papan.

Modulus elastisitas juga merupakan

kekuatan mekanis yang sangat penting

diketahui pada papan partikel. Menurut

Siagian dkk. (2017), modulus elastisitas

(E) merupakan pengukuran kemampuan

kayu untuk menahan perubahan bentuk

atau lentur yang terjadi sampai dengan

batas elastisnya. Semakin besar

bebannya, semakin tinggi tegangan yang

timbul dan semakin besar perubahan

bentuk yang terjadi sampai batas

elastis.Nilai modulus elastisitas didapat

dari kurva tegangan-regangan hasil uji

lentur papan, merupakan perbandingan

antara tegangan dengan regangan pada

daerah elastis bahan. Nilai hasil uji

Modulus of Elasticity (MOE) disajikan

pada Tabel 5.

Tabel 5. Hasil uji Modulus of Elasticity

(MOE).

Konsentrasi

perekat

Nilai MOE

(kg/cm2)

Nilai

SNI.03-

2105-2006

20 % U1 1.568,76

20 % U2 1.245,82

20 % U3 793,04

30 % U1 3.496,37

30 % U2 1.091,35 Min.

2.081,63

kg/cm2

30 % U3 0

50 % U1 264,00

50 % U2 2.075,03

50 % U3 1.161,64

Kontrol 0


Hasil uji yang didapat nilai

Modulus of Elasticity (MOE) tertinggi

pada konsentrasi perekat 30% U1

nilainya 3.496,37 kg/cm2 dan terendah

adalah pada konsentrasi 30% U3 dan

kontrol dengan nilainya 0 kg/cm2. Nilai 0

didapat, karena pada saat dilakukan uji

pada alat tidak terjadi perlawanan dari

sampel. Hanya konsentrasi perekat 30%

U1 hasilnya memenuhi standar SNI.03-

2105-2006. Faktor yang menyebabkan

nilai uji yang tidak memenuhi standar

adalah kemungkinan jumlah konsentrasi

perekat dan pengempaan. Faktor

pengempaan pada kegiatan ini yang

menyebabkan pada konsentrasi 30% U3

dan 50% U1 adalah terjadi pemadaman

listrik. Pemadaman listrik mempengaruhi

waktu dan suhu dalam pengempaan

sehingga papan tidak matang. Menurut

Sudiryanto (2015), dari hasil

penelitiannya menyatakan bahwa faktor

suhu pengempaan memberikan

pengaruh yang sangat nyata terhadap

MOE. Listrik yang pada menyebabkan

suhu pengempaan menjadi tidak

mencapai suhu pengempaan yaitu 130o

C sehingga papan tidak matang.

Selanjutnya pada konsentrasi 50% nilai

uji MOE yang didapat lebih kecil

dibandingkan dengan konsentrasi 30%

hal tersebut dikarenakan pergantian alat

pengempaan.

Pengamatan sampel setelah

dilakukannya uji MOE, terlihat sampel uji

mengalami kerusakan yaitu berupa

retakan. Retakan sampel uji MOE

tersebut memiliki tingkat kerusakan yang

dikategorikandalam 3 kelompok yaitu

kerusakan ringan, sedang dan parah.

Pengkategorian tingkat kerusakan

sampel uji ini berdasarkan pengamatan

dengan melihat kondisi retakan dan

patahannya tiap sampel. Kategori tingkat

kerusakan ringan, retakan dan patahan

pada sampel tidak terlihat dengan jelas.

selanjutnya pada lengkungan patahan

sampel tidak terlalu

melengkung. Retakan dan patahan pada

sampel tersebut sedikit terlihat tetapi

sampel tidak patah. Kategori parah,

retakan dan patahan pada sampel

terlihat sangat jelas dan lengkungan

patahannya menampilkan retakan yang

parah sehingga membuat sampel patah

dan putus. Selengkapnya pada kategori

parah tersebut terlihat sangat jelas

partikel-partikel tidak saling mengikat hal

tersebut dikarenakan sampel tidak

memiliki kandungan perekat.

Kategori tingkat kerusakan ringan

yaitu 30% U2, 50% U2, 20% U1, 20%

U2, dan 30% U1. Kategori dengan

kerusakan sedang yaitu 50% U1 dan

kategori tingkat kerusakan parah yaitu

kontrol. Berdasarkan pengkategorian

tingkat kerusakan, penggunaan perekat

PVAc terhadap papan partikel

mempunyai pengaruh terhadap sifat

mekanis walaupun tidak memenuhi

standar SNI.03-2105-2006. Pada

kerusakan sedang yaitu 50% U1 hal

tersebut disebabkan kemungkinan tidak

meratanya perekat pada papan partikel.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Kualitas sifat fisik berdasarkan

hasil uji pengembangan tebal tidak

memenuhi standar SNI.03-2105-2006.

Uji kerapatan memenuhi standar SNI.03-

2105-2006. Uji kadar air memenuhi

standar SNI.03-2105-2006. Selanjutnya

sifat mekanik berdasarkan hasil uji

keteguhan patah (Modulus of Rapture)

tidak memenuhi standar Nilai JIS A 5908

– 2003. Uji keteguhan lentur (Modulus of

Elasticity) yaitu hanya konsentrasi 30%

ulangan 1 memenuhi standar SNI.03-

2105-2006.

Saran

Berdasarkan hasil penelitian ini

disarankan untuk penelitian berikutnya

lebih meningkatkan konsentrasi perekat


yang lebih tinggi agar kualitas papan

partikel lebih kuat dan lebih baik.

UCAPAN TERIMA KASIH

Saya mengucapkan terima kasih

kepada Ketua Lab.Kehutanan dan

semua pihak yang telah memberikan

dukungan serta membantu dalam

penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Anton, S. 2012. Pembuatan dan Uji

Karakteristik Papan Partikel Dari

Serat Buah Bintaro (Cerbera

Manghas). Skripsi. Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan.

Fakultas Teknologi Pertanian.

Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Badan Standarisasi Nasional 2006. SNI

03-2105-2006 (Revisi SNI 03-

.2105-1996) : Mutu Papan Partikel.

BSN. Jakarta.

Cahyana, B. Tri. 2013. Papan Partikel

Dari Serbuk Kayu Dan Limbah

Penyulingan Kulit Kayu Gemor

(alseodaphne spp.). Balai Riset

dan Standardisasi Industri

Banjarbaru. Banjarbaru. Jurnal

Riset Industri Hasil Hutan. 5(2): 9-

20.

Hamdi, Saibatul dan Arsad, Effendi.

2010. Penggunaan Jenis Perekat

Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis

Papan Partikel. Jurnal Riset

Industri Hasil Hutan. 2(1): 17-20.

Haryanti, A. Norsamsi. Sholiha, PSF.

Putri, NP. 2014. Studi

Pemanfaatan Limbah Padat

Kelapa Sawit. Jurnal Konversi.

3(2).

Hasni, Rizka. 2008. Pembuatan Papan

Partikel Dari Limbah Plastik dan

Sekam. Skripsi. Departemen Hasil

Hutan. Fakultas Kehutanan.

Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Iskandar, I M., dan Supriadi, Achmad.

2013. Pengaruh kadar perekat

terhadap sifat papan partikel

ampas tebu (the effect of adhesive

content on properties bagasse of

particleboard). Jurnal Penelitian

Hasil Hutan. 31(1): 19-

26.

Mahmuda,Nurul. 2016. Hidrolisis Tandan

Kosong Kelapa Sawit (tkks) oleh

aspergillus sp. (vtm1) dan

pestalotiopsis sp. (vm9) Sebagai

Media Tumbuh pst

saccharomyces cerevisiae.

Skripsi. Jurusan Biologi Fakultas

Matematika Dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas

Jember. Jember.

Purba, AD. 2018. Sifat Fisis dan Mekanis

Papan Partikel Dari Beberapa

Bahan Berlignoselulosa Dengan

Perekat Isosianat. Skripsi.

Program Studi Teknologi Hasil

Hutan Fakultas Kehutanan

Universitas Sumatera Utara.

Sumatera Utara.

Siagian, Christin., Dapas, Servie.O.,

Pandaleke, Roni. 2017. Pengujian

Kuat Lentur Kayu Profil Tersusun

Bentuk Kotak. Jurusan Teknik

Sipil, Fakultas Teknik, Universitas

Sam Ratulangi. Jurnal Sipil Statik.

5(2).

Sinulingga, Hesty Rodhes. 2009.

Pengaruh Kadar Perekat Urea

Formaldehyde Pada Pembuatan

Papan Partikel Serat Pendek

Enceng Gondok. Skripsi.

Departemen Fisika. Fakultas

Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam. Universitas

Sumatera Utara. Medan.

Siregar, Syahroni Hasan., Hartono,

Rudi., Sucipto, Tito., & Iswanto,

Apri Heri. 2014. Variasi suhu dan

waktu pengempaan terhadap

kualitas papan partikel dari limbah

batang kelapa sawit dengan

perekat phenol formaldehida.

Program Studi Kehutanan,

Fakultas Pertanian, Universitas


Sumatera Utara. Peronema Forestry Science

Journal. 3(1).

Sriyanti, Ida., & Marlina, Leni. 2014. Pengaruh

Polyvinyl Acetate (Pvac) Terhadap Kuat Tekan

Material Nanokomposit Dari Tandan Kelapa

Sawit. Proram Studi Pendidikan Fisika FKIP

Unsri. Jurnal Inovasi dan Pembelajaran

Fisika.1(1).

Sudiryanto, Gun. 2015. Pengaruh Suhu dan Waktu

Pengempaan Terhadap Sifat Fisik Dan

Mekanik Papan Partikel Kayu Sengon

(paraserienthes falcataria (l) nielson).

Universitas Islam Nahdlatul Ulama Jepara.

Jurnal DISPROTEK. 6(1).

Suryana, Ase. 2005. Analisis Hubungan Kadar Air

Pada Kayu Dengan Tegangan Listriknya

Menggunakan Metode Resistansi Studi Kasus

Pada Kayu Mahoni.

Jurusan Teknik Informatika Universitas Widyatama.

Bandung. Prosiding Seminar Nasional Kopwil4, Vol. 1

,luni 2005. ISSN • 021 6-9681. halaman 281 s.d 236.

Sutigno. 1994. Mutu Papan Partikel. Pusat Penelitian

dan Pengembangan Hasil Hutan dan

Sosialisai Ekonomi Kehutanan, Bogor.

www.dephut.go.id/INFORMASI/se

tjen/PUSTANINFO/htm.

Widyorini, Ragil., Prayitno TA., Yudha, Setiawan BA., Wicaksono BH. 2012. Pengaruh Konsentrasi Asam Sitrat Dan Suhu Pengempaan Terhadap Kualitas Papan Partikel Dari Pelepah Nipah. Bagian Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Jurnal Ilmu Kehutanan.

https://jurnal.usu.ac.id/index.php/PFSJ/issue/view/428

http://www.dephut.go.id/INFORMASI/setjen/PUSTANINFO/htm

http://www.dephut.go.id/INFORMASI/setjen/PUSTANINFO/htm

(development of wood liquid and particleboard from oil

Documents