Fortifikasi Likuida Tandan Kosong Sawit (Elaeis guinensis Jacq.) dengan Fenol Formaldehida dalam Pembuatan Papan Partikel

FORTIFIKASI LIKUIDA TANDAN KOSONG SAWIT (Elaeis
guinensis Jacq.) DENGAN FENOL FORMALDEHIDA DALAM
PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL

ADESNA FATRAWANA

DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul Fortifikasi
Likuida Tandan Kosong Sawit (Elaeis guinensis Jacq.) dengan Fenol
Formaldehida dalam Pembuatan Papan Partikel adalah benar-benar hasil karya
saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan
sebagai karya ilmiah pada Perguruan Tinggi manapun. Sumber informasi yang
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian
akhir skripsi.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2013

Adesna Fatrawana
NIM E24080070

ABSTRAK
ADESNA FATRAWANA. Fortifikasi Likuida Tandan Kosong Sawit (Elaeis
guinensis Jacq.) dengan Fenol Formaldehida dalam Pembuatan Papan Partikel.
Dibimbing oleh SURDIDING RUHENDI.
Kelapa sawit merupakan komoditas perkebunan terbesar di Indonesia.
Produk utama yang dihasilkan dari pengolahan kelapa sawit adalah minyak sawit
mentah dan minyak kernel. Pada proses pembuatan minyak sawit mentah
dihasilkan juga limbah berupa tandan kosong kelapa sawit yang berpotensi untuk
dijadikan perekat likuida karena mengandung lignoselulosa. Namun pada saat
perekat likuida ini diaplikasikan dalam pembuatan papan partikel, nilai sifat fisis
dan mekanis papan yang dihasilkan masih belum memenuhi standar JIS A
5908:2003. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan informasi mengenai
pengaruh kadar perekat dan fortifikasi perekat likuida dengan fenol formaldehida

pada kadar yang berbeda terhadap kualitas papan partikel termasuk sifat fisis
dan mekanis papan partikel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sifat fisis dan
mekanis papan partikel yang dihasilkan secara umum masih belum memenuhi
standar JIS A 5908:2003 namun hasil uji statistika menunjukkan bahwa
penambahan fortifier memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kualitas
papan partikel tanda kosong sawit .
Kata kunci: fortifikasi, likuida, papan partikel, tandan kosong sawit.

ABSTRACT
ADESNA FATRAWANA. Fortification of Palm Empty Fruit Bunch (Elaeis
guinensis Jacq.) Liquid Adhesive with Phenol Formaldehyde in Particle Board
Manufacturing. Supervised by SURDIDING RUHENDI.
Oil palm is the largest plantation commodity in Indonesia. The main product
of oil palm processing is crude palm oil and palm kernel oil. The procesing of oil
palm generated solid waste of empty fruit bunch that very potential as raw
material for liquid adhesive because it contains lignocellulose components .
However, when liquid adhesive was applicated in particle board manufacturing,
the physical and mechanical properties of board was still below JIS A 5908:2003
standard. The purpose of this research is to get information about effect of
adhesive level and fortification liquid adhesive with fenol formaldehyde in

different levels to particle board quality including physical and mechanical
properties of particle board. The research results show that physical and
mechanical properties of particle board is still not fulfill the standard of JIS A
5908:2003, however, statistical analysis shows that the addition of fortifier gave
significant influence to particle board quality.
Key words: adhesive liquid, fortification, palm empty fruit bunch, particle board.

FORTIFIKASI LIKUIDA TANDAN KOSONG SAWIT (Elaeis
guinensis Jacq.) DENGAN FENOL FORMALDEHIDA DALAM
PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL

ADESNA FATRAWANA

Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kehutanan pada
Departemen Hasil Hutan

DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2013

Judul Skripsi

Nama Mahasiswa
NRP
Program Studi

: Fortifikasi Likuida Tandan Kosong Sawit (Elaeis
guinensis Jacq.) dengan Fenol Formaldehida dalam
Pembuatan Papan Partikel
: Adesna Fatrawana
: E24080070
: Teknologi Hasil Hutan

Disetujui oleh

Prof. Dr. Ir. Surdiding Ruhendi, M.Sc
Dosen Pembimbing

Diketahui oleh

Prof. Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc
Ketua Departemen Hasil Hutan

Tanggal lulus :

PRAKATA

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan anugerahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan menyusun skripsi yang
berjudul Fortifikasi Likuida Tandan Kosong Sawit (Elaeis guinensis Jacq.) dengan
Fenol Formaldehida dalam Pembuatan Papan Partikel. Penelitian ini dilaksanakan
di Laboratorium Biokomposit, Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu,
dan Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu Departemen Hasil Hutan
Fakultas Kehutanan IPB, Laboratorium SEAFAST CENTER Institut Pertanian
Bogor, serta Laboratorium UPT Biomaterial Lempaga Ilmu Pengetahuan
Indonesia (LIPI) pada bulan Juli – September 2012. Penelitian ini dilakukan
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di
Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu dalam proses penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi
ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang konstruktif
sangat diharapkan demi kesempurnaan karya ini. Semoga karya ilmiah ini dapat
bermanfaat bagi penulis dan pihak-pihak yang membutuhkan.

Bogor, Maret 2013

Adesna Fatrawana

DAFTAR ISI

Halaman
DAFTAR ISI

vi

DAFTAR TABEL

vii

DAFTAR GAMBAR

vii

DAFTAR LAMPIRAN

vii

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

1

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA

3

Deskripsi Umum Kelapa Sawit

3

Sifat Fisis dan Mekanis serta Kandungan Kimia TKS

4

Potensi Kelapa Sawit dan Tandan Kosong Sawit

4

Perekat dan Fortifier

5

Perekat Fenol Formaldehida

5

Papan partikel

5

METODOLOGI

7

Alat

7

Bahan

7

Rancangan Percobaan

7

Prosedur Penelitian

8

Penyiapan Partikel TKS

8

Pembuatan Perekat Likuida

8

Penyiapan Perekat Campuran

8

Pembuatan Papan Partikel

8

Penyiapan Contoh Uji

9

Pengujian Sifat Fisis

9

Pengujian Sifat Mekanis

11

HASIL DAN PEMBAHASAN

14

Sifat Fisis

14

Kadar Air

14

Kerapatan

15

Daya Serap Air

15

Pengembangan Tebal

16

Sifat Mekanis

18

Modulus of Elasticity (MOE)

18

Modulus of Rupture (MOR)

19

Internal Bond (IB)

20

Kuat Pegang Sekrup

21

Perbandingan Kualitas Papan Partikel dengan Perekat Likuida
yang Difortifikasi dan Tanpa Fortifikasi

22

SIMPULAN DAN SARAN

23

Kesimpulan

23

Saran

23

DAFTAR PUSTAKA

24

LAMPIRAN

26

RIWAYAT HIDUP

33

DAFTAR TABEL
1
2

Kandungan kimiawi tandan kosong sawit
Perbandingan nilai sifat fisis dan mekanis papan partikel TKS
menggunakan perekat likuida yang difortifikasi dan tanpa fortifikasi

Halaman
4
22

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Pola pemotongan contoh uji
Pengujian MOE dan MOR
Contoh uji internal bond
Contoh uji kekuatan pegang sekrup
Diagram batang nilai kadar air papan partikel TKS
Diagram batang nilai kerapatan papan partikel TKS
Diagram batang nilai daya serap air papan partikel TKS
Diagram batang nilai pengembangan tebal papan partikel TKS
Diagram batang nilai MOE papan partikel TKS
Diagram batang nilai MOR papan partikel TKS
Diagram batang nilai internal bond papan partikel TKS
Diagram batang nila kuat pegang sekrup papan partikel TKS

Halaman
9
12
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Halaman
Hasil perhitungan kadar air dan kerapatan papan partikel
27
Hasil perhitungan daya serap air dan pengembangan tebal papan partikel 28
Hasil perhitungan nilai MOE dan MOR papan partikel
39
Hasil perhitungan nilai internal bond dan kuat pegeng sekrup papan
partikel
30
Analisis keragaman sifat fisis papan partikel
30
Analisis keragaman sifat mekanis papan partikel
31
Hasil uji Duncan kadar air papan partikel TKS pada tiap kadar
perekat
31
Hasil uji Duncan kadar air papan partikel TKS pada tiap kadar
fortifikasi
31
Hasil uji Duncan pengembangan tebal papan partikel TKS pada tiap
kadar fortifikasi
31
Hasi uji Duncan daya serap air papan partikel TKS pada tiap kadar
fortifikasi
31
Hasil uji Duncan MOE papan partikel TKS pada tiap kadar perekat
32
Hasil uji Duncan MOE papan partikel TKS pada tiap kadar fortifikasi
33
Hasil uji Duncan IB papan partikel TKS pada tiap kadar kadar
perekat
32
Hasil uji Duncan IB papan partikel TKS pada tiap kadar kadar
Fortifikasi
32

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kelapa sawit (Elaeis guinensis Jacq.) merupakan komoditas perkebunan
terbesar di Indonesia. Hingga tahun 2009, luas perkebunan kelapa sawit di
Indonesia mencapai 7,9 juta ha dengan rata-rata pertumbuhan per tahun sebesar
11,8%. Pada tahun 2011 mencapai 8,9 juta ha dan pada tahun 2012 luas
perkebunan sawit di Indonesia meningkat hingga mencapai 9,2 juta ha, dengan
komposisi kepemilikan sebesar 43% petani, 8,5% perkebunan besar negara dan
sisanya 48,5% perkebunan besar swasta. Sementara produksi minyak sawit
mentah atau biasa disebut crude palm oil (CPO) hingga tahun 2012 mencapai
angka 23.633.000 ton dengan rata-rata pertumbuhan 12% per tahun (Kementerian
Pertanian RI 2012). Hingga tahun 2011 tercatat ada 608 unit pabrik pengolahan
kelapa sawit yang tersebar di 22 Provinsi di Indonesia dengan kapasitas produksi
total mencapai 34.280 ton tbs/jam.
Produk utama yang dihasilkan dari pengolahan kelapa sawit adalah minyak
sawit mentah atau crude palm oil dan palm kernel oil. Selain itu, tanaman sawit
juga menghasilkan produk-produk sampingan seperti bahan makanan, bahan
tekstil, kosmetik dan bahan industri obat-obatan. Dalam kegiatan pengolahan
tandan buah segar (TBS) kelapa sawit menjadi minyak kelapa sawit, dihasilkan
limbah padat berupa tandan kosong sawit (TKS). Di Indonesia sekitar 5 juta ton
per tahun limbah biomassa dalam bentuk tandan kosong sawit dihasilkan dari
pabrik kelapa sawit (Ridlo 2001). Oleh karena itu dibutuhkan penelitian tentang
pemanfaatan limbah tandan kosong kelapa sawit untuk mengatasi persoalan
limbah tersebut. Menurut hasil penelitian Mahyudan (2000) tandan kosong sawit
memiliki kandungan selulosa sebesar 44,49%, hemiselulosa sebesar 27,01% dan
lignin sebesar 21%, sehingga TKS dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku
perekat likuida kayu dan bahan baku pembuatan papan partikel. Pemanfaatan
TKS sebagai bahan baku perekat likuida dan papan partikel dilakukan karena
potensinya sangat besar sebagai usaha untuk memanfaatkan limbah dari
pengolahan tanaman sawit.
Perumusan Masalah
Penelitian sebelumnya tentang kualitas papan partikel TKS dengan
menggunakan likuida TKS (Efendi 2006, Jatmiko 2006, dan Prasetyo 2008)
menyimpulkan bahwa fortifikasi perekat likuida dengan perekat sintetis dapat
meningkatkan kualitas papan partikel yang dihasilkan. Namun secara umum
kualitas papan partikel yang dihasilkan belum memenuhi standar JIS A 5908:
2003, seperti pada nilai MOE dan MOR. Keberadaan zat ekstraktif diduga
menjadi salah satu masalah yang menyebabkan terhambatnya proses perekatan
antara perekat dan sirekat sehingga kualitas papan partikel yang dihasilkan
menjadi rendah. Zat ekstraktif yang terdapat dalam TKS dapat mengurangi
kualitas perekat likuida yang dihasilkan. Oleh karena itu, pada penelitian ini
dilakukan perlakuan pendahuluan berupa perendaman partikel TKS baik untuk
bahan baku likuida maupun perekat dalam air panas sehingga zat ekstaktif dapat
dilarutkan. Perekat likuida kemudian difortifikasi dengan fenol formaldehida.

2

Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Mendapatkan informasi mengenai pengaruh kadar perekat dan fortifikasi
perekat likuida dengan fenol formaldehida pada kadar yang berbeda terhadap
kualitas papan partikel TKS
b. Mendapatkan nilai kualitas papan partikel TKS yang meliputi kadar air,
kerapatan, pengembangan tebal, MOE, MOR, internal bond dan kuat pegang
sekrup.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai
kualitas papan partikel TKS dengan fortifikasi fenol formaldehida pada kadar
yang berbeda sehingga dapat memberikan nilai tambah bagi kelapa sawit dan
mengatasi permasalahan limbah tandan kosong sawit.

3

TINJAUAN PUSTAKA
Deskripsi Umum Kelapa Sawit
Kelapa sawit adalah tanaman yang termasuk dalam kelas Monocotyledonae,
famili Aracaceae, subfamili Cocoideae, genus Elaesis, spesies Elaesis guinensis
Jacq. Bagian vegetatif kelapa sawit meliputi akar, batang, dan daun. Sistem
perakaran pada kelapa sawit merupakan sistem perakaran serabut. Menurut
Setyamidjaya (2006) yang diacu dalam Kausar (2012), zona perakaran kelapa
sawit terletak pada kedalaman 1,5 meter dengan jumlah perakaran terbesar berada
pada kedalaman 15 – 30 cm. Pada zona yang lebih dalam, perkembangan akar
kelapa sawit pada umumnya sangat sedikit. Walaupun demikian, karena sistem
perakaran kelapa sawit yang sangat rapat sehingga dapat membuat pohon kelapa
sawit dapat berdiri kokoh.
Akar kelapa sawit terdiri dari akar primer, sekunder, tersier dan kuartener.
Akar primer umumnya berdiameter 6 – 10 mm, keluar dari pangkal batang dan
menyebar secara horizontal dengan sudut yang beragam. Akar primer bercabang
yang kemudian menjadi akar sekunder dengan diameter 2 – 4 mm. Akar sekunder
bercabang yang kemudian menjadi akar tersier dengan diameter 0,7 – 1,2 mm dan
selanjutnya bercabang lagi membentuk akar kuartener dengan diameter 0,1 – 0,3
mm (Pahan 2006).
Menurut Pahan (2006), pertumbuhan batang kelapa sawit pada tahun
pertama dan kedua adalah pertumbuhan membesar. Hal ini terlihat dari bagian
pangkal yang membesar hingga mencapai diameter 60 cm. Setelah itu batang akan
mengecil, biasanya hanya berdiameter 40 cm, tetapi pertumbuhan tingginya akan
semakin cepat. Umumnya pertambahan tinggi batang kelapa sawit mencapai 3575 cm/tahun, bergantung pada keadaan lingkungan tumbuh dan keragaman
genetik.
Daun kelapa sawit bersirip genap dan bertulang sejajar. Pada pangkal
pelepah daun terdapat duri atau bulu-bulu halus hingga kasar. Panjang pelepah
kelapa sawit dapat mencapai 9 m, bergantung pada umur tanamannya. Jumlah
anak daun dalam satu pelepah berkisar antara 120 – 160 pasang. Jumlah pelepah
daun yang terbentuk selama satu tahun dapat mencapai 20 – 30 helai.
Pertumbuhan dan produksi kelapa sawit sangat dipengarui oleh beberapa
faktor antara lain iklim dan tanah. Kelapa sawit dapat tumbuh dengan baik pada
daerah tropika basah di sekitar 12°LU - 12°LS pada ketinggian 0 - 500 m dpl.
Curah hujan optimum yang diperlukan tanaman kelapa sawit adalah 2.000 - 2.500
mm/tahun dengan distribusi merata sepanjang tahun tanpa bulan kering yang
berkepanjangan, lama penyinaran optimum antara 5-7 jam/hari, suhu optimum
24 - 28°C, kelembaban optimum 80%, kecepatan angin 5 - 6 km/jam yang baik
untuk proses penyerbukan (Fauzi 2002).
Lebih lanjut Fauzi (2002) juga menyatakan bahwa sifat fisik tanah juga
sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produksi kelapa sawit. Kelapa
sawit dapat tumbuh di berbagai jenis tanah, seperti podsolik, latosol, hidromorfik
kelabu, alluvial atau regosol. Kelapa sawit tumbuh baik pada tanah yang gembur,
subur, drainase baik, permeabilitas sedang dan mempunyai solum dengan tebal
sekitar 80 cm. Sementara itu, topografi yang cukup baik untuk tanaman kelapa

4

sawit adalah areal dengan kemiringan 0 - 15°. Kelapa sawit dapat tumbuh optimal
pada pH tanah 5 - 5,5 dan kandungan hara yang tinggi dengan C/N mendekati 10
dimana C 1% dan N 0,1%.
Sifat Fisis dan Mekanis Kelapa Sawit serta Kandungan Kimia TKS
Berat jenis kayu kelapa sawit bervariasi antara 0,28 – 0,75 (Prayitno 1995
dalam Kausar 2012). Hal tersebut dikarenakan adanya variasi struktur dan
anatomi kayu yang cukup besar. Pada bagian pusat batang didominasi oleh
jaringan dasar parenkim, sedangkan pada bagian luar didominasi oleh jaringan
pembuluh yang berdinding tebal. Berdasarkan sifat mekanisnya, batang kelapa
sawit termasuk kelas awet V dan kelas kuat III – V. Sementara itu, tandan kosong
kelapa sawit disusun oleh komponen kimia utama selulosa, hemiselulosa, dan
lignin (Tabel 1).
Tabel 1 Kandungan kimiawi tandan kosong sawit
Komponen
Selulosa
Hemiselulosa
Lignin

A
40
21
24

% Kandungan
B
C
44,19
35,81
16,19
15,70
9,28
27,01

D
44,49
21
27,01

Keterangan :
A = Azemi et al. (1994) diacu dalam Fauzi Y (2002)
B = Trisyulianti (1996)
C = Pratiwi et al. (1998) diacu dalam Efendi (2006)
D = Mahyudan (2000)
Potensi Kelapa Sawit dan Tandan Kosong Sawit
Kelapa sawit (Elaeis guinensis Jacq.) merupakan komoditas perkebunan
terbesar di Indonesia. Pada tahun 2009, luas perkebunan kelapa sawit di Indonesia
mencapai 7,9 juta ha dan meningkat menjadi 8,1 juta ha pada tahun 2010, dengan
rata-rata pertumbuhan per tahun sebesar 11,8%. Sementara itu, pada tahun 2009
produksi minyak sawit mentah atau crude palm oil (CPO) mencapai angka
19.700.000 ton dengan rata-rata pertumbuhan 12% per tahun (Kementerian
Pertanian RI 2010).
Tandan sawit merupakan tempat melekatnya buah kelapa sawit. Buah
kelapa sawit yang telah dipanen dan kemudian diproses di pabrik menyisakan
limbah padat berupa tandan kosong sawit (TKS), sabut dan cangkang sawit.
Peningkatan produksi kelapa sawit setiap tahunnya akan meningkatkan jumlah
tandan kosong sawit sebagai limbahnya. Menurut Hartley (1970) yang diacu
dalam Prihantini (2008), tandan buah segar kelapa sawit menghasilkan 65-70%
buah dan 30 - 35% tandan kosong sawit. Sementara itu, Naibaho (1992) yang
diacu dalam Prihantini (2008) menyatakan bahwa tandan buah segar mengandung
62 - 70% buah dan 30 - 38% tandan kosong sawit.

5

Perekat dan Fortifier
Menurut Blomquist et al. (1997) yang diacu dalam Ruhendi (2007), perekat
adalah suatu bahan yang memilik kemampuan untuk merekatkan atau mengikat
dua benda melalui ikatan permukaan. Perekat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu
perekat alami dan perekat sintetis. Perekat alami adalah perekat yang
menggunakan bahan-bahan tumbuhan, albumin dan darah utuh serta berasal dari
material lain, sepert asphalt, shellac, rubber dan bahan anorganik lainnya.
Sedangkan perekat sintetis ialah perekat yang terbuat dari bahan-bahan kimia.
Perekat sintetis dibedakan menjadi dua jenis, yaitu perekat thermosetting
dan perekat thermoplastic. Perekat thermosetting adalah perekat yang mengalami
reaksi kimia dari pemanasan, katalis dan sinar ultraviolet serta tidak dapat kembali
ke bentuk semula. Contoh perekat thermosetting adalah urea formaldehida, fenol
formaldehida, melamin formaldehida dan resorsinol formaldehida.
Salah satu teknik perekatan alami adalah dengan menggunakan perekatan
likuida. Perekat likuida adalah hasil reaksi antara lignin pada serbuk bahan yang
digunakan dengan senyawa aromatic alcohol pada suhu tinggi sehingga diperoleh
suatu larutan yang dapat digunakan sebagai perekat (Ruhendi et al. 2000).
Fortifier adalah perekat non-base tetapi memiliki sifat-sifat yang lebih
unggul dibandingkan dengan perekat base. Fungsi dari fortifier adalah untuk
meningkatkan keawetan dan mutu dari sistem perekat. Penambahan fortifier
sebaiknya tidak terlalu banyak karena akan meningkatkan biaya perekat (Ruhendi
et al. 2007).
Perekat Fenol Formaldehida
Fenol formaldehida merupakan hasil kondensasi formaldehida dengan
monohidrik fenol, termasuk fenol itu sendiri, creosol dan xylenol. Menurut
Ruhendi et al. (2007), fenol formaldehida dapat dibagi menjadi dua kelas yaitu
resol yang bersifat thermosetting dan novolak yang bersifat thermoplastic.
Perbedaan kedua fenol formaldehida ini disebabkan oleh perbandingan molar
fenol dan formaldehida, serta katalis atau kondisi yang terjadi selama
berlangsungnya reaksi.
Kelebihan fenol formaldehida yaitu tahan terhadap perlakuan air,
kelembaban dan temperatur tinggi, tahan terhadap bakteri, jamur, rayap dan
mikroorganisme lain serta tahan terhadap bahan kimia seperti minyak, basa dan
bahan pengawet kayu. Kelemahan fenol formaldehida yaitu memberikan warna
gelap, kadar air kayu harus lebih rendah daripada perekat urea formaldehida atau
perekat lainnya serta memiliki garis rekat yang relatif tebal dan mudah patah
(Ruhendi et al. 2007).
Papan Partikel
Papan partikel adalah salah satu jenis produk komposit yang terbuat dari
partikel-partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan
perekat sintetis atau bahan pengikat lainnya kemudian dikempa panas (Maloney
1993).

6

Berdasarkan kerapatannya papan partikel dibedakan atas tiga golongan,
yaitu :
1. Low density particleboard adalah papan partikel yang memiliki kerapatan
kurang dari 0,4 g/cm3.
2. Medium density particleboard adalah papan partikel yang memiliki kerapatan
antara 0,4 – 0,8 g/cm3.
3. High density particleboard adalah papan partikelyang memiliki kerapatan di
atas 0,8 g/cm3(Maloney 1993).
Tipe-tipe papan partikel yang banyak digunakan memiliki perbedaan dalam
ukuran dan geometri partikel, jumlah perekat yang digunakan, cara pembuatan
dan kerapatan panel yang dihasilkan. Kualitas papan partikel merupakan fungsi
dari beberapa faktor yang berinteraksi dalam proses pembuatan papan partikel
tersebut. Sifat fisis dan mekanis papan partikel seperti kerapatan, modulus
elastisitas, modulus patah, keteguhan rekat internal serta pengembangan tebal
merupakan parameter yang cukup baik untuk menduga kualitas dari papan
partikel (Haygreen dan Bowyer 2007).

7

METODOLOGI
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah golok, willey mill, saringan
40-60 mesh, oven , desikator, timbangan, gelas ukur, gelas piala, erlenmeyer,
tabung reaksi, penangas air, pengaduk, pipet, corong, pH indikator, viscotester,
stirrer, stopwatch, alumunium foil, mesin kempa panas, cetakan papan, kaliper,
universal testing machine merk instron, sarung tangan dan masker.
Bahan
Bahan yang digunakan terdiri atas serbuk tandan kosong sawit sebanyak
27,42 kg, perekat fenol formaldehida sebanyak 1047,62 gram, fenol teknis
sebanyak 20,11 liter, H2SO4 98% sebanyak 1,0055 liter, NaOH 50% sebanyak
10,06 liter dan formalin sebanyak 1,90 liter
Rancangan Percobaan
Penelitian ini menggunakan rancangan percobaan acak lengkap (RAL)
faktorial 3x4 dengan dua kali ulangan. Faktor yang diteliti meliputi faktor A yaitu
kadar perekat yang terdiri atas kadar perekat 10% (A1), kadar perekat 15% (A2)
dan kadar perekat 20% (A3). Faktor B yaitu kadar fortifier yang terdiri atas
kadar fortifier 0% (B1), kadar fortifier 5% (B2), kadar fortifer 10% (B3) dan
kadar fortifier 15% (B4). Model statistika rancangan percobaan yang digunakan
adalah sebagai berikut:
Yijk = µ + αi + βj + (αβ)ij + εijk
Keterangan :
Yijk = nilai pengamatan pada kadar perekat ke-i dan kadar fortifier ke-j dan
ulangan ke-k.
µ

= nilai rataan umum

αi

= pengaruh kadar perekat pada taraf ke-i (10%, 15%, 20%)

βj

= pengaruh kadar fortifier pada taraf ke-j (0%, 5%, 10%, 15%)

(αβ)ij = pengaruh interaksi antara kadar perekat ke-i dan kadar fortifier ke-j
ijk

= galat dari kadar perekat ke-i, kadar fortifier ke-j dan ulangan ke-k

Data pada penelitian ini diolah menggunakan program SAS 9.1.3 portable
dan Microsoft Excel 2010. F hitung yang diperoleh dari ANOVA tersebut
dibandingkan dengan F tabel pada tingkat kepercayaan 95% dengan kaidah
keputusan sebagai berikut:
1.
Terima Ho
: apabila F hitung < F tabel, maka perlakuan tidak
memberi pengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%.

8

2.
Terima H1 : apabila F hitung > F tabel, maka perlakuan memberikan
pengaruh nyata atau sangat nyata pada selang kepercayaan 95%. Selanjutnya
dilakukan uji lanjut dengan menggunakan DMRT (Duncan Multiple Range Test).
Sifat-sifat papan partikel yang dihasilkan selanjutnya dibandingkan dengan
standar JIS A 5908 : 2003 untuk mengetahui kesesuaian kualitas papan partikel
dengan standar tersebut.
Prosedur Penelitian
Penyiapan Partikel TKS
Perlakuan pendahuluan terhadap bahan baku yaitu perendaman serbuk
tandan kosong sawit ukuran 40 – 60 mesh di dalam air panas. Perbandingan
serbuk dengan air panas yaitu 1:10 untuk bahan baku likuida, dan 1:12 untuk
bahan baku partikel. Perendaman panas dilakukan di atas kompor gas dengan
suhu ±100oC selama 6 jam, dan setelah itu serbuk dikeringkan hingga kadar air
5%.
Pembuatan Perekat Likuida
Perekat likuida TKS disiapkan dengan prosedur Kausar (2012). Perekat
likuida dibuat dengan menggunakan serbuk TKS yang direndam terlebih dahulu
dalam air panas selama 6 jam, dikeringkan kemudian dioven sampai kadar air
mencapai ±5%. Ke dalam serbuk ditambahkan larutan H2SO4 98% (5% dari berat
fenol) dan diaduk sampai merata selama 30 menit. Reaksi dilakukan pada suhu
kamar selama 24 jam, kemudian ditambahkan larutan fenol sebanyak lima kali
dari berat serbuk TKS dan diaduk sampai larutan menjadi homogen. Larutan
yang sudah homogen didinginkan dan ditambahkan NaOH 50% sampai pH 11,
dan ditambahkan larutan formaldehida 37% dengan perbandingan molar
fenol:formalin adalah 1:0,5. Larutan disaring dengan kain saring dan dipanaskan
dalam penangas air pada suhu 100oC selama dua jam sambil diaduk hingga
menjadi homogen. Perekat siap digunakan untuk pembuatan papan partikel.
Penyiapan Perekat Campuran
Perekat campuran yang digunakan adalah 10%, 15%, dan 20% dari berat
kering partikel, dengan 100 likuida tandan kosong sawit (binder) dengan 5, 10,
dan 15 bagian berat fortifikasi perekat fenol formaldehida. Perekat likuida cair
dituangkan ke dalam wadah, kemudian dimasukkan fenol formaldehida cair
sebagai fortifier ke dalam perekat, lalu diaduk hingga merata.
Pembuatan Papan Partikel
Papan Partikel yang dibuat berukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm dengan
kerapatan sasaran 0,7 g/cm3. Partikel TKS yang digunakan telah diberi perlakuan
perendaman air panas. Partikel TKS berukuran 40-60 mesh dikeringkan dengan
menggunakan oven hingga mencapai kadar air < 10%. Setelah itu, partikel
dicampurkan dengan perekat campuran dengan menggunakan blender, dan
dituangkan ke dalam cetakan papan. Lembaran papan dikempa dengan

9
menggunakan mesin kempa pada suhu 160oC selama 10 menit dengan tekanan
spesifik sebesar 26 kgf/cm2. Papan partikel kemudian di-conditioning.
Penyiapan Contoh Uji
Papan partikel TKS dipotong menjadi contoh uji untuk dilakukan pengujian
sifat fisis dan sifat mekanis. Pengujian mengacu pada standar JIS A 5908:2003.
Pola pemotongan contoh uji dapat dilihat pada Gambar 1.

*

*

c

*
b

30cm

*
a

d

e

*

30cm

Gambar 1 Pola pemotongan contoh uji.
Keterangan :
a) Contoh uji kerapatan dan kadar air berukuran (10x10) cm2
b) Contoh uji kuat pegang sekrup berukuran (5x10) cm2
c) Contoh uji keteguhan lentur dan keteguhan patah berukuran (5x20) cm2
d) Contoh uji keteguhan rekat internal berukuran (5x5) cm2
e) Contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air berukuran (5x5) cm2
*contoh uji cadangan
Pengujian Sifat Fisis
a). Kadar air
Contoh uji kering udara (BKU) berukuran (10x10) cm2 ditimbang,
kemudian dioven pada suhu 103±2oC selama 24 jam. Sampel kemudian
didinginkan dalam desikator selama 5-10 menit dan ditimbang. Sampel dioven
lagi selama ± 3 jam, lalu didinginkan dan ditimbang. Prosedur tersebut dilakukan
berulang hingga mencapai berat yang konstan yaitu berat kering oven (BKO).
Nilai kadar air papan partikel diperoleh dengan menggunakan rumus :
Kadar air (%) = (BA – BKO)/BKO x 100%

10
Keterangan :
BA

= berat awal (g)

BKO = Berat Kering Oven (g)
b). Kerapatan
Contoh uji kering udara berukuran (10x10) cm2 ditimbang beratnya dan
diukur volumenya. Nilai kerapatan papan partikel diperoleh dengan menggunakan
rumus :
Kerapatan (g/cm3) = Berat (g)/Volume(cm3)
c). Pengembangan Tebal
Contoh uji kering udara berukuran (5x5) cm2 diukur tebalnya pada setiap
sisi. Selanjutnya, contoh uji direndam dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam.
Setelah direndam, ketebalan sampel diukur kembali pada setiap sisi yang sama
dengan pengukuran sebelumnya. Nilai Pengembangan tebal papan partikel
diperoleh dengan menggunakan rumus :
Pengembangan tebal (%) = (D2 – D1)/D1 x 100%
Keterangan :
D1

= dimensi awal sebelum perendaman (cm)

D2

= dimensi sesudah perendaman (cm)

d). Daya Serap Air
Pengujian daya serap air dilakukan bersamaan dengan pengujian
pengembangan tebal. Contoh uji berukuran (5x5) cm2 ditimbang kemudian
direndam dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam. Setelah perendaman, contoh
uji ditimbang kembali. Nilai daya serap air diperoleh dengan menggunakan
rumus :
DSA (%) = (B2-B1)/B1 x 100%
Keterangan :
DSA = Daya serap air (%)
B1

= Berat awal (g)

B2

= Berat akhir (g)

11
Pengujian Sifat Mekanis
a). Keteguhan Lentur (MOE)
Pengujian MOE menggunakan alat universal testing machine (UTM) merk
Instron. Contoh uji ukuran (5x20) cm2 pada kondisi kering udara dibentangkan
dengan jarak sangga 15 cm. Pembebanan diberikan pada bagian tengah jarak
sangga dengan kecepatan pembebanan 10 mm/menit, dan beban yang mampu
ditahan contoh uji diukur sampai batas proporsi. Nilai MOE diperoleh dengan
rumus :
PL3
MOE =
4ybh 3
Keterangan :
MOE = Modulus of Elasticity (kg/cm2)
P

= perubahan beban yang digunakan (kg)

L

= jarak sangga (cm)

y

= perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm)

b

= lebar contoh uji (cm)

h

= tebal contoh uji (cm)

b). Keteguhan Patah (MOR)
Pengujian MOR dilakukan menggunakan alat universal testing machine
(UTM) merk Instron. Contoh uji kering udara berukuran (5x20) cm2
dibentangkan dengan jarak sangga 15 cm, dan diberi beban pada bagian tengah
sangga dengan kecepatan pembebanan 10 mm/menit. Pembebanan dilakukan
sampai contoh uji mengalami kerusakan (patah). Skema pengujian MOE dan
MOR disajikan pada Gambar 2. Nilai MOR diperoleh dengan menggunakan
rumus :
3PL
MOR =
2bh 3
Keterangan :
MOR = Modulus of Rupture (kg/cm2)
P

= berat beban sampai patah (kg)

b

= lebar contoh uji (cm)

h

= tebal contoh uji (cm)

12

P

L/2

L/2
L≥ 15cm

Keterangan :
P = Beban
L = Panjang Bentang
Gambar 2 Pengujian MOE dan MOR.

c). Keteguhan Rekat Internal
Contoh uji berukuran (5x5) cm2 direkatkan pada dua buah kayu dengan
menggunakan perekat epoxy (Gambar 3) dan dibiarkan mengering selama 24 jam.
Selanjutnya contoh uji ditempatkan pada mesin uji dan dilakukan penarikan tegak
lurus permukaan contoh uji pada kedua kayu hingga beban maksimum. Nilai
keteguhan rekat internal diperoleh dengan menggunakan rumus :
P
IB
=
A
Keterangan :
IB

= keteguhan rekat internal (kg/cm2)

P

= beban saat ikatan partikel lepas (kg)

A

= luas permukaan contoh uji (cm2)
5 cm

Blok

Contoh

Blok

Gambar 3 Contoh uji Internal bond.

13

d). Kuat Pegang sekrup
Pengujian kuat pegang sekrup dilakukan secara tegak lurus permukaan
papan partikel. Sekrup berdiameter 3,1 mm dimasukkan ke dalam contoh uji
pada kedua bagian ujung hingga kedalaman 8 mm (Gambar 4). Sekrup kemudian
ditarik hingga beban maksimum.

Gambar 4 Contoh uji kekuatan pegang sekrup.

14

HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis
Kadar Air

13,00
12,00
11,00
10,00
9,00
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00

JIS A 5908:2003

kadar air(%)

Berdasarkan data pengujian kadar air pada Lampiran 1, papan partikel yang
dihasilkan memiliki kadar air berkisar antara 5,12% hingga 7,93%. Kadar air
tertinggi dimiliki oleh papan partikel dengan kadar perekat 20% tanpa
penambahan fortifier. Kadar air terendah dimiliki oleh papan partikel dengan
kadar perekat 15% dengan penambahan fortifier 5%. Rataan total kadar air yang
diperoleh adalah sebesar 6,27%. Nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan
selengkapnya tersaji pada Gambar 5.

7,93
5,12

kontrol
5%
10%
15%

10%

15%

20%

kadar perekat

Gambar 5 Diagram batang nilai kadar air papan partikel TKS.
Nilai kadar air papan sudah memenuhi standar JIS A 5908-2003 yang
mensyaratkan nilai kadar air papan partikel berkisar antara 5% hingga 13%. Nilai
kadar air papan partikel yang fluktuatif diduga akibat kurang meratanya perekat
yang dicampurkan dengan partikel. Walaupun demikian berdasarkan rataan nilai
kadar air dari tiap kadar perekat menunjukkan bahwa semakin besar kadar perekat
maka nilai kadar air papan partikel cenderung menurun. Hal ini sejalan dengan
Bowyer et al. (2007) yang menyatakan bahwa kadar air papan partikel akan
semakin rendah dengan semakin banyaknya perekat yang digunakan, karena
kontak antar partikel semakin rapat sehingga air akan lebih sulit masuk ke dalam
papan.
Hasil analisis keragaman (Lampiran 5) dengan selang kepercayaan 95%
menunjukkan bahwa kadar perekat, kadar fortifikasi dan interaksi antar keduanya
memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai kadar air papan partikel.
Berdasarkan hasil uji lanjut Duncan kadar perekat 20% memberikan nilai kadar
air yang berbeda dengan kadar perekat 10% dan 15%, tetapi kadar perekat 10%
dan 15% memberikan nilai kadar air yang tidak berbeda nyata. Kadar fortifikasi
5% memberikan nilai kadar air yang berbeda dibanding dengan kadar fortifikasi

15
10% dan 15%, tetapi kadar fortifikasi 10% dan 15% memberikan nilai kadar air
yang tidak berbeda nyata.
Kerapatan

0,90

JIS A 5908:2003

Papan partikel yang dihasilkan memiliki kerapatan berkisar antara 0,55
g/cm3 hingga 0.79 g/cm3 dengan nilai rataan sebesar 0,72 g/cm3. Nilai kerapatan
papan tertinggi dimiliki oleh papan partikel dengan kadar perekat 15% dan kadar
fortifikasi 10%, sedangkan nilai kerapatan terendah papan dimiliki oleh papan
partikel dengan kadar perekat 15% dan kadar fortifikasi 15%. Nilai kerapatan
papan partikel yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 6 dan Lampiran 1.
0,79

kerapatan (g/cm3)

0,80
0,70
0,55

0,60
0,50

kontrol

0,40
0,30

5%

0,20

10%

0,10

15%

0,00
10%

15%

20%

kadar perekat

Gambar 6 Diagram batang nilai kerapatan papan partikel TKS.
Kerapatan target papan partikel yang dibuat yaitu sebesar 0,7 g/cm3. JIS
A5908-2003 mensyaratkan kerapatan papan partikel berkisar antara 0,4 g/cm3
hingga 0,9 g/cm3. Secara umum nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan
memenuhi standar walaupun nilainya beragam dan tidak seluruhnya memenuhi
kerapatan target.
Penyebaran partikel yang kurang seragam pada setiap bagian papan diduga
mempengaruhi kerapatan papan. Tsoumis (1991) menyatakan bahwa kerapatan
papan partikel jarang seragam di sepanjang ketebalannya. Jika dilihat berdasarkan
nilai rataan kerapatan papan pada tiap kadar perekat menunjukkan bahwa nilai
kerapatan cenderung meningkat seiring dengan semakin besarnya kadar perekat.
Hal ini disebabkan oleh kontak antar partikel akan semakin rapat dengan semakin
banyaknya perekat yang digunakan.
Hasil analisis keragaman (Lampiran 5) menunjukkan bahwa kadar perekat
dan kadar fortifikasi tidak berpengaruh nyata terhadap nilai kerapatan papan
partikel, sedangkan interaksi antar keduanya memberikan pengaruh yang nyata
terhadap nilai kerapatan papan partikel.
Daya Serap Air
Berdasarkan data daya serap air papan partikel yang diuji (Gambar 7 dan
Lampiran 2), papan partikel yang dihasilkan memiliki nilai daya serap air

16
berkisar antara 131,44% hingga 281,18% dengan nilai rataan 195,50%. Nilai daya
serap air tertinggi dimiliki oleh papan partikel dengan kadar air 10% dan tanpa
penambahan fortifier, sedangkan nilai daya serap air terendah dimiliki oleh papan
partikel dengan kadar perekat 20% dan kadar fortifier 15%.
300,00

281,18

Daya Serap Air (%)

250,00
200,00
kontrol
131,44

150,00

5%
100,00

10%
15%

50,00
0,00
10%

15%

20%

Kadar Perekat

Gambar 7 Diagram batang nilai daya serap air papan partikel TKS.
JIS A5908-2003 tidak mensyaratkan besarnya nilai daya serap air. Namun
daya serap air harus tetap diperhatikan karena berpengaruh terhadap kualitas
papan partikel. Hasil penelitian menunjukkan adanya pengaruh kadar perekat
terhadap nilai daya serap air. Semakin besar kadar perekat cenderung menurunkan
nilai daya serap air. Hal ini disebabkan oleh semakin banyak perekat yang
digunakan akan memperkuat ikatan antar partikel sehingga air menjadi lebih sulit
masuk ke dalam papan dan nilai daya serap airnya semakin kecil. Menurut
Bowyer et al. (2007), penyerapan air terjadi karena adanya gaya absorpsi yang
merupakan gaya tarik molekul air pada ikatan hidrogen yang terdapat dalam
selulosa, hemiselulosa dan lignin. Semakin tinggi kerapatan papan partikel, maka
ikatan antar partikel akan semakin kompak sehingga rongga udara dalam
lembaran papan akan semakin kecil yang menyebabkan air menjadi sulit masuk.
Hasil analisis keragaman (Lampiran 5) menunjukkan bahwa kadar perekat
dan interaksi antara kadar perekat dengan kadar fortifikasi tidak berpengaruh
nyata terhadap nilai daya serap air, sedangkan kadar fortifikasi berpengaruh nyata
terhadap nilai daya serap air. Berdasarkan hasil uji lanjut Duncan, kadar fortifikasi
0% (kontrol) memberikan nilai daya serap air yang berbeda dibandingkan dengan
kadar fortifikasi 5%, 10% dan 15%, sedangkan kadar fortifikasi 5%,10% dan 15%
memberikan nilai daya serap air yang tidak berbeda nyata.
Pengembangan Tebal
Pengujian pengembangan tebal dilakukan bersamaan dengan uji daya serap
air. Pengembangan tebal papan merupakan penambahan tebal papan partikel
akibat penyerapan air ke dalam papan. Papan partikel yang dihasilkan memiliki
nilai pengembangan tebal berkisar antara 61,33% hingga 204,61% dengan nilai

17

Pengembangan tebal (%)

rataan122,83% (Gambar 8 dan Lampiran 2). Nilai pengembangan tebal tertinggi
dimiliki oleh papan partikel dengan kadar perekat 10% dan kadar fortifikasi 5%,
sedangkan nilai pengembangan tebal terendah dimiliki oleh papan dengan kadar
perekat 10% dan kadar fortifikasi 10%.
220,00
200,00
180,00
160,00
140,00
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00

204,61

kontrol
5%
10%

61,33

15%
maksimum
(JIS A 5908:2003)
10%

15%
kadar perekat

20%

Gambar 8 Diagram batang nilai pengembangan tebal papan partikel TKS.
Nilai pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan belum memenuhi
standar JIS A5908-2003 yang mensyaratkan nilai pengembangan tebal maksimal
sebesar 12%. Faktor yang mempengaruhi nilai pengembangan tebal papan partikel
tandan kosong sawit diungkapkan oleh Subiyanto et al. (2005), bahwa
pengembangan tebal papan partikel yang dibuat dari serat alam misalnya TKS
dan serat lainnya kebanyakan tidak memenuhi standar, karena pada proses
pembuatan papan kemungkinan perekat hanya menempel pada permukaan serat,
dan tidak menembus ke dalam serat karena kerasnya permukaan serat. Oleh
karena itu pada saat direndam dengan air, air masih dapat masuk melalui ujungujung serat ke arah memanjang serat, sehingga nilai pengembangan tebalnya
menjadi tinggi. Untuk menanggulangi nilai pengembangan tebal yang tinggi,
papan dapat dilapisi veneer atau parafin untuk membuat air menjadi lebih sulit
masuk.
Hasil analisis keragaman (Lampiran 5) menyatakan bahwa kadar perekat
tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai pengembangan tebal,
sedangkan kadar fortifikasi dan interaksi antara kadar perekat dengan kadar
fortifikasi memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai pengembangan tebal
papan partikel. Berdasarkan hasil uji lanjut Duncan kadar fortifikasi 0% (kontrol)
dan kadar fortifikasi 5% memberikan nilai pengembangan tebal yang berbeda
dibanding kadar fortifikasi 10% dan 15%, sedangkan kadar fortifikasi 0%
(kontrol) dan kadar fortifikasi 5% memberikan nilai pengembangan tebal yang
tidak berbeda nyata. Begitu pula halnya dengan kadar fortifikasi 10% dan 15%.

18
Sifat mekanis
Modulus of Elasticity (MOE)

MOE (kg/cm2)

Modulus of elasticity (MOE) adalah salah satu parameter sifat mekanis
yang digunakan untuk menduga kekuatan mekanis papan partikel yang dihasilkan.
Data pada Gambar 9 dan Lampiran 3 menunjukkan papan partikel yang
dihasilkan memiliki nilai MOE berkisar antara 2787,5 kg/cm2 hingga 11955,7
kg/cm2. Papan partikel dengan kadar perekat 20% dan kadar fortifikasi 5%
memiliki nilai MOE tertinggi, sedangkan nilai MOE terendah dimiliki oleh papan
partikel dengan kadar perekat 10% tanpa penambahan fortifier. Nilai rataan total
MOE papan partikel yang dihasilkan adalah sebesar 6957,8 kg/cm2.
22000,0
20000,0
18000,0
16000,0
14000,0
12000,0
10000,0
8000,0
6000,0
4000,0
2000,0
0,0

minimum
(JIS A 5908:2003)

11955,7

kontrol
5%
10%
15%

2787,5

10%

15%

20%

kadar perekat

Gambar 9 Diagram batang nilai MOE papan partikel TKS.
Nilai MOE papan partikel yang dihasilkan belum memenuhi standar JIS A
5908:2003 yang mensyaratkan nilai MOE papan partikel minimum sebesar
20.400 kg/cm2. Hal ini diduga karena masih adanya zat ekstraktif dalam partikel
tandan kosong sawit. Ekstraktif dapat menghambat proses pematangan perekat
pada saat pengempaan. Partikel tandan kosong sawit memiliki kadar zat ekstraktif
yang cukup tinggi yaitu sebesar 14,96% (Suhartina 2012). Selain itu, kadar lignin
dari tandan kosong sawit relatif rendah yaitu sebesar 17,5%. Lignin berfungsi
untuk meningkatkan daya rekat antara partikel dengan perekat likuida sehingga
papan partikel yang dihasilkan memiliki daya rekat yang baik. Dari Gambar 9
dapat dilihat bahwa semakin tinggi kadar perekat dan kadar fortifikasi cenderung
meningkatkan nilai MOE papan partikel. Hal ini diduga karena semakin
meningkatnya daya rekat dari perekat campuran setelah diberi tambahan fortifier
berupa fenol formaldehida.
Hasil analisis keragaman (Lampiran 6) menunjukkan bahwa kadar perekat
dan kadar fortifikasi serta interaksi antar keduanya memberikan pengaruh yang
nyata terhadap nilai MOE papan partikel yang dihasilkan. Hasil uji lanjut Duncan
menunjukkan bahwa masing-masing kadar perekat menghasilkan papan partikel
dengan nilai MOE yang berbeda nyata. Papan partikel tanpa penambahan fortifier

19
memiliki nilai MOE yang berbeda nyata dengan papan partikel dengan
penambahan fortifier, sedangkan masing-masing kadar fortifikasi memberikan
nilai MOE yang tidak berbeda nyata.

Modulus of Rupture (MOR)
Nilai modulus patah (MOR) papan partikel yang dibuat dengan perbedaan
kadar perekat dan fortifier beragam bergantung pada persentasi penambahan
kedua faktor tersebut (Gambar 10 dan Lampiran 3). Nilai MOE papan partikel
yang dihasilkan berkisar antara 23,43 kg/cm2 hingga 79,03 kg/cm2, dengan nilai
rataan 47,69 kg/cm2 Nilai MOR tertinggi dimiliki oleh papan partikel pada kadar
perekat 20% dengan kadar fortifikasi 15%, sedangkan nilai MOR papan partikel
terendah dimiliki oleh papan partikel pada kadar perekat 10% tanpa penambahan
fortifikasi.
90,00
79,03
80,00

MOR (kg/cm2)

70,00

minimum
(JIS A 5908:2003)

60,00
50,00

kontrol

40,00

5%

30,00

23,43

10%

20,00

15%

10,00
0,00
10%

15%

20%

kadar perekat

Gambar 10 Diagram batang nilai MOR papan partikel TKS.
Standard JIS A 5908:2003 mensyaratkan nilai MOR papan partikel
minimum sebesar 82 kg/cm2, sehingga papan partikel yang dihasilkan belum
memenuhi syarat tersebut. Hal ini diduga akibat kandungan zat ekstraktif yang
terdapat pada papan partikel masih cukup tinggi. Zat ekstraktif berpengaruh
terhadap konsumsi perekat, laju pengumpanan perekat, laju pengerasan perekat
dan daya tahan papan partikel yang dihasilkan (Maloney 1993).
Nilai MOR papan partikel cenderung meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar perekat yang digunakan. Begitu pula halnya dengan kadar
fortifikasi, nilai MOR papan partikel yang dihasilkan cenderung berbanding lurus
dengan kadar fortifikasi yang digunakan. Hal ini diduga karena semakin
meningkatnya daya rekat perekat likuida setelah penambahan perekat fenol
formaldehida sebagai fortifier. Hasil analisis keragaman (Lampiran 6)
menunjukkan bahwa kadar perekat, kadar fortifikasi dan interaksi antara keduanya
tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai MOR papan partikel.

20

Internal Bond (IB)

internal bond (kg/cm2)

Kekuatan rekat internal (Internal Bond) merupakan parameter papan yang
dapat berpengaruh pada kualitas papan partikel. Internal bond dapat berpengaruh
pada sifat fisis papan (misalnya pengembangan tebal, daya serap air) dan sifat
mekanis papan (kekuatan papan), walaupun sifat bahan baku partikel juga bisa
menjadi faktor lainnya yang berpengaruh terhadap kualitas papan. Berdasarkan
hasil pengujian IB (Lampiran 4 dan Gambar 11), nilai IB papan partikel yang
dihasilkan berkisar antara 0,16 kg/cm2 hingga 1,56 kg/cm2 dengan nilai rataan
0,77 kg/cm2. Nilai IB tertinggi dimiliki oleh papan partikel dengan kadar perekat
20% dan kadar fortifikasi 15%, sedangkan nilai IB terendah dimiliki oleh papan
partikel pada kadar perekat 20% tanpa penambahan fortifier.
2,00
1,80
1,60
1,40
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00

1,56
minimum
(JIS A 5908:2003)
kontrol
5%
10%
15%

0,16

10%

15%

20%

kadar perekat

Gambar 11 Diagram batang nilai IB papan partikel TKS.
Nilai IB papan partikel yang dihasilkan secara umum belum memenuhi
standar JIS A 5908:2003 yang mensyaratkan nilai minimum IB papan partikel
adalah sebesar 1,5 kg/cm2. Hal ini diduga akibat adanya zat ekstraktif yang
menghambat proses pematangan perekat dan juga rendahnya kualitah perekat
likuida yang dihasilkan karena kadar lignin yang terkandung dalam TKS relatif
rendah. Hanya papan partikel pada kadar perekat 20% dengan kadar fortifikasi
15% yang memiliki nilai IB yang memenuhi standar JIS A 5908:2003.
Berdasarkan Gambar 11, nilai IB cenderung meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar perekat, dan begitu pula halnya dengan kadar fortifikasi.
Nilai IB cenderung berbanding lurus dengan kadar fortifikasi. Bowyer et al.
(2007) menyatakan bahwa keteguhan rekat akan semakin sempurna dengan
bertambahnya jumlah perekat yang digunakan pada proses pembuatan papan
partikel. Selain itu, ada kecenderungan papan partikel yang memiliki nilai IB lebih
tinggi akan memiliki nilai pengembangan tebal dan daya serap air lebih rendah.
Hasil analisis keragaman pada Lampiran 6 menunjukkan bahwa kadar
perekat dan kadar fortifikasi memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai IB
papan partikel, sedangkan interaksi antara kadar perekat dan kadar fortifikasi tidak
memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai IB. Hasil uji lanjut Duncan
menunjukkan bahwa kadar perekat 20% memberikan nilai IB yang berbeda nyata

21

dengan kadar perekat 10% dan 15%, sedangkan kadar perekat 10% dan 15%
memberikan nilai IB yang tidak berbeda nyata. Papan kontrol (tanpa penambahan
fortifier) memberikan nilai IB yang berbeda nyata dengan penggunaan fortifier.
Sedangkan masing-masing kadar fortifikasi memberikan nilai IB yang tidak
berbeda nyata.
Kuat Pegang Sekrup
Nilai kuat pegang sekrup papan partikel berkisar antara 16 kg hingga 47,71
kg dengan nilai rataan 30,63 kg (Gambar 12 dan Lampiran 4). Nilai kuat pegang
sekrup tertinggi dimiliki oleh papan partikel pada kadar perekat 20% dengan
kadar fortifikasi 15%, sedangkan nilai kuat pegang sekrup terendah dimiliki oleh
papan partikel pada kadar perekat 10% tanpa penambahan fortifier. Standard JIS
A 5908:2003 mensyaratkan nilai kuat pegang sekrup minimum untuk papan
partikel adalah sebesar 31 kg. Berdasarkan hal itu, belum semua papan partikel
yang dihasilkan memenuhi standard. Papan partikel yang telah memenuhi
standard JIS A 5908:2003 berdasarkan nilai kuat pegang sekrupnya yaitu papan
partikel dengan kadar perekat 10% dan kadar fortifikasi 10% serta 15%. Selain itu,
papan partikel dengan kadar perekat 15% dan kadar fortifikasi 5% serta papan
partikel pada kadar perekat 20% dengan kadar fortifikasi 5% dan 15%, juga telah
memenuhi standard JIS A 5908:2003.

kuat pegang sekrup (kg)

60,00
47,71

50,00
40,00

minimum
(JIS A 5908:2003)

30,00
20,00

16,00

kontrol
5%

10,00

10%
0,00
10%

15%

20%

15%

kadar perekat

Gambar 12 Diagram batang nilai kuat pegang sekrup papan partikel TKS.
Nilai kuat pegang sekrup cukup beragam pada tiap-tiap kadar perekat tetapi
cenderung meningkat dengan semakin tingginya kadar perekat. Hal ini diduga
karena kurang meratanya distribusi perekat pada proses pembuatan papan partikel
sehingga nilai kuat pegang sekrup yang dihasilkan beragam. Menurut Subiyanto
et al. (2004) semakin tinggi kadar perekat akan meningkatkan keteguhan
sekrupnya karena papan menjadi lebih solid, ruang antar partikel tertutupi oleh
perekat dan jarak antara partikel semakin pendek sehingga nilai keteguhan
sekrupnya akan semakin tinggi. Selain itu, nilai kuat pegang sekrup cenderung
meningkat seiring dengan semakin besarnya fortifier yang digunakan. Hal ini

22
diduga karena perekat campuran yang dihasilkan memiliki daya rekat yang lebih
kuat setelah diberi penambahan fortifier.
Hasil analisis keragaman pada Lampiran 6 menunjukkan bahwa kadar
perekat, kadar fortifikasi serta interaksi antara keduanya tidak memberikan
pengaruh yang nyata terhadap nilai kuat pegang sekrup papan partikel. Hal ini
berarti pada berbagai kadar perekat dan berbagai kadar fortifikasi memberikan
nilai kuat pegang sekrup yang tidak berbeda nyata.
Perbandingan Kualitas Antara Papan Partikel dengan Perekat Likuida yang
Difortifikasi dan Tanpa Fortifikasi.
Papan partikel yang dihasilkan memiliki kualitas yang berbeda antara papan
partikel dengan perekat likuida yang difortifikasi dan tanpa fortifikasi dari segi
sifat fisis dan mekanisnya. Perbandingan nilai sifat fisis dan mekanis papan
partikel yang dihasilkan tersaji pada Tabel 2.
Tabel 2 Perbandingan nilai sifat Fisis dan mekanis papan partikel TKS
menggunakan perekat likuida yang difortifikasi dan tanpa fortifikasi

No.
1

Tanpa
Fortifikasi
7.84 *)

Sifat
Kadar air (%)
3

*)

Dengan
Fortifikasi
5.75 *)

5 - 13

2

Kerapatan (g/cm )

0.72

3

Daya serap air (%)

260.64

173.21

-

4

Pengembangan tebal (%)

114.91

113.80

max 12

5

MOE (kg/cm2)

3434.01

8132.38

20400

55.48

82

0.96

1.5

33.78 *)

31

2

6

MOR (kg/cm )

24.31

7

IB (kg/cm2)

0.20

8
Kuat Pegang Sekrup (kg)
21.20
Keterangan : *) = Memenuhi Standar JIS A 5908:2003

0.72

*)

Standar

0.4 - 0.9

Berdasarkan data pada tabel di atas bahwa papan partikel dengan perekat
likuida yang difortifikasi memiliki kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan
papan partikel yang tanpa fortifikasi meskipun secara umum nilai sifat fisis dan
mekanis yang dihasilkan masih belum memenuhi standar JIS A 5908:2003. Hal
ini disebabkan meningkatnya kualitas perekat likuida setelah difortifikasi dengan
fenol formladehida. Perekat likuida tanpa fortifikasi memiliki nilai kadar padatan
sebesar 34,48% dan kekentalan sebesar 33 cps. Perekat campuran dengan
fortifikasi memiliki nilai kadar padatan sebesar 39,53% dan kekental