Variasi Kadar Perekat Phenol Formaldehida Terhadap Kualitas Papan Partikel Dari Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti
iii
Lampiran 1. Perhitungan bahan baku papan partikel
Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 8%, 10%, 12%, 14%, dan 16% Ukuran sampel = 25 x 25 x 1 cm
Kerapatan target = 0,7 g/cm3
Solid content phenol formaldehida = 43%
A. Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 8%
∑ partikel =(25 x 25 x 1)x 0,7 x = 405,1 + 40,51 = 445,599 g (KA 0%)
KA 5% = 445,6 + 5% (445,6) = 467,88g (kebutuhan bahan baku akhir)
Kadar perekat = 8% x 467,88 = 37,43 g
Kadar perekat akhir = 37,43 x = 87,04 + (10% spilasi) = 95,74 g B. Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 10%
∑ partikel = (25 x 25 x 1) x 0,7 x = 397,727 + 39,77 = 437,497 g KA 5% = 437,497 + 5% (437,497) = 459,37 g
Kadar perekat = 10% x 459,37 = 45,937 g
Kadar perekat akhir = 45,937 x = 106,83 + 10,683 = 117,513 g C. Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 12%
∑ partikel = (25 x 25 x 1)x 0,7 x = 390,62 + 39,06 = 429,68 g KA 5% = 429,68 + 5% (429,68) = 451,164 g
Kadar perekat = 12% x 451,164 = 54,139 g
Kadar perekat akhir = 54,139 x = 125,904 + 12,59 = 138,494 g D. Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 14%
∑ partikel =( 25 x 25 x 1) x 0,7 x 383,771 + 38,37 = 422,141 g
KA 5% = 422,141 + 5% (422,141) = 443,24 g Kadar perekat = 14% x 443,24 = 62,053 g
(2)
Kadar perekat akhir = 62,053 x = 144,31 + 14,431 = 158,741 g E. Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 16%
∑ partikel =( 25 x 25 x 1) x 0,7 x = 377,155 + 37,715 = 414,87 g KA 5% = 414,87 + 5% (414,87) = 435,613 g
Kadar perekat = 16% x 435,613 = 69,69 g
(3)
iii
Lampiran 2. Rekapitulasi nilai kerapatan dan kadar air papan partikel
Kadar Perekat PF (%)
Ulangan P (cm) L (cm) T (cm) Volume (cm) BKU (g) BKO (g) KA (%) Kerapatan (g/cm3)
8 1 10,557 10,523 1,264 140,41 75,66 71,5 5,82 0,57 2 10,496 10,387 1,178 128,45 83 78,33 5,96 0,59 3 10,295 10,424 1,273 136,67 82,25 77,56 6,05 0,60
Rata-rata 5,94 0,59
10 1 10,341 10,407 1,287 138,51 79,53 76 4,64 0,57 2 10,304 10,435 1,242 133,59 87,78 83,74 4,82 0,60 3 10,533 10,866 1,271 145,56 90,73 86,85 4,47 0,59
Rata-rata 4,65 0,59
12 1 10,714 10,245 1,343 147,49 80,91 76,81 5,34 0,59 2 10,007 10,07 1,208 121,78 86,57 82,33 5,15 0,57 3 10,235 10,28 1,217 119,24 70 66,45 5,34 0,59
Rata-rata 5,28 0,59
14 1 9,862 10,403 1,171 120,17 72,65 69 5,29 0,60 2 10,085 10,103 11,73 119,54 74,75 71,2 4,99 0,63 3 10,263 10,419 1,24 132,62 80,3 76,59 4,84 0,61
Rata-rata 5,04 0,61
16 1 10,461 10,26 1,265 135,83 83,91 80,08 4,78 0,62 2 10,561 10,277 1,155 125,45 81 77,47 4,56 0,62 3 10,429 10,735 1,226 137,31 84,17 80,15 5,02 0,61
Rata-rata 4,78 0,62
Keterangan:
P : panjang contoh uji L : lebar contoh uji T : tebal contoh uji
BKU : berat kering udara contoh uji BKO : berat kering oven contoh uji KA : kadar air contoh uji
(4)
Lampiran 3. Rekapitulasi nilai daya serap air papan partikel
Kadar Perekat PF
(%)
Ulangan Berat Awal (g)
Berat Setelah Perendaman (g) 2 Jam 24 Jam
Daya Serap Air (%)
2 Jam 24 Jam 8 1 30,99 54,37 60 75,44 93,61
2 26,14 45,83 51,12 75,33 95,56 3 25,78 45,84 50,59 77,81 96,24
Rata-rata 76,19 95,14
10 1 23,49 39,74 43,48 69,18 85,10 2 17,42 29,91 39,89 71,7 83,15 3 18,8 31,37 34,85 66,86 85,37
Rata-rata 69,25 84,54
12 1 22,63 35,77 39,45 66,68 79,84 2 19,89 32,49 39,57 63,35 75,87 3 17,5 28,74 33,29 64,23 75,67
Rata-rata 64,75 77,13
14 1 18,97 31,08 36,68 63,84 59,27 2 18,55 28,2 30,13 52,02 67,2 3 22,2 36,55 35,12 64,64 60,81
Rata-rata 60,17 62,43
16 1 21,99 31,92 35,56 45,16 61,71 2 25,78 36,06 40,08 39,88 55,47 3 19,78 29,76 32,83 50,46 65,98
(5)
iii
Lampiran 4. Rekapitulasi hasil pengembangan tebal papan partikel
Kadar Perekat PF (%)
Ulangan Tebal sebelum perendaman
(g)
Tebal setelah Perendaman (g) 2 Jam 24 Jam
Pengembangan Tebal (%) 2 Jam 24 Jam 8 1 1,28 1,8 1,82 39,93 47,74
2 1,38 1,83 1,97 32,59 42,37 3 1,39 1,85 1,96 32,82 40,78
Rata-rata 35,11 43,63
10 1 1,2 1,46 1,48 21,94 23,55 2 1,3 1,6 1,66 23,06 28,21 3 1,26 1,56 1,65 24,28 31,43
Rata-rata 23,1 27,73
12 1 1,27 1,55 1,61 21,82 26,29 2 1,19 1,44 1,53 20,62 24,6 3 1,23 1,51 1,57 22,57 26,31
Rata-rata 21,67 25,73
14 1 1,19 1,36 1,39 14,71 20,37 2 1,19 1,37 1,55 15,51 20,82 3 1,22 1,45 1,51 19,08 23,87
Rata-rata 16,43 21,68
16 1 1,21 1,44 1,45 19,45 20,72 2 1,19 1,38 1,45 15,99 20,21 3 1,29 1,44 1,39 12,29 16,98
(6)
Lampiran 5. Rekapitulasi nilai internal bond papan partikel
Kadar Perekat PF
(%)
Ulangan P max (kg) P (cm) L (cm) A (cm) IB (kg/cm2)
8 1 50,63 5,35 5,77 30,87 1,64 2 34,48 5,09 5,72 29,08 1,19 3 35,33 5,24 5,58 29,26 1,21
Rata-rata 1,34
10 1 57,18 5,39 5,22 28,15 2,03 2 50,02 5,29 4,85 25,66 1,95 3 22,81 5,46 5,57 30,41 0,75
Rata-rata 1,57
12 1 34,21 5,19 5,12 26,53 1,29 2 31,08 5,1 5,04 25,74 1,21 3 82,56 5,12 5,33 27,26 3,03
Rata-rata 1,84
14 1 77,21 5,57 5,25 29,27 2,64 2 62,21 5,01 5,23 26,2 2,37 3 51,45 5,45 5,04 27,46 1,87
Rata-rata 2,29
16 1 91,22 5,17 5,76 29,75 3,07 2 61,85 5,53 5,57 30,79 2,01 3 31,16 5,59 5,03 28,08 1,11
Rata-rata 2,06
Keterangan:
P : panjang contoh uji L : lebar contoh uji
A : luas penampang contoh uji P Max : beban maksimum yang diberikan
(7)
iii
Lampiran 6. Rekapitulasi nilai MOE papan partikel
Kadar perekat PF (%)
Ulangan ΔP (kg) ΔY (kg) L (cm) b (cm) h (cm) MOE (kg/cm2)
8 1 1 0,01301 16 5,48 1,18 8692,646 2 1 0,00746 16 5,56 1,34 10161,93 3 1 0,0081 16 5,52 1,33 9753,602
Rata-rata 9536,06
10 1 1 0,01091 16 5,25 1,23 9712,052 2 1 0,0116 16 5,67 1,19 9249,817 3 1 0,01109 16 5,42 1,18 10455,78
Rata-rata 9805,88
12 1 1 0,01006 16 5,39 1,2 10792,96 2 1 0,0092 16 5,2 1,19 12660,05 3 1 0,01207 16 5,36 1,18 9666,836
Rata-rata 11039,95
14 1 1 0,00998 16 5,59 1,18 11291,07 2 1 0,01255 16 5,13 1,17 9848,013 3 1 0,00871 16 5,55 1,27 10365,42
Rata-rata 10501,50
16 1 1 0,00983 16 5,68 1,18 11283 2 1 0,0097 16 5,43 1,16 12560,59 3 1 0,01086 16 5,55 1,15 11242,69
Rata-rata 11695,42
Keterangan:
b : lebar contoh uji h : tebal contoh uji L : jarak sanggah
ΔP : beban sebelum batas proporsi ΔY : lenturan pada beban
(8)
Lampiran 7. Rekapitulasi nilai MOR papan partikel
Kadar perekat PF
(%)
Ulangan P max (kg) L (cm) b (cm) h (cm) MOR (kg/cm2)
8 1 27,98 16 5,48 1,18 87,67 2 38,53 16 5,31 1,27 108,06 3 41,96 16 5,52 1,33 103,32
Rata-rata 99,68
10 1 30,25 16 5,67 1,19 90,48 2 40,27 16 5,29 1,26 115,93 3 31,27 16 5,42 1,18 100,01
Rata-rata 102,14
12 1 37,71 16 5,48 1,26 103,38 3 31,14 16 5,39 1,2 95,49 5 39,66 16 5,36 1,18 127,84
Rata-rata 108,91
14 3 34,13 16 5,14 1,16 118,05 4 40,85 16 5,48 1,17 130,73 5 62,04 16 5,64 1,25 169,6
Rata-rata 139,46
16 1 48,95 16 5,79 1,18 145,68 2 44,37 16 5,43 1,16 146,57 3 41,21 16 5,55 1,15 135,35
Rata-rata 142,54
Keterangan:
b : lebar contoh uji h : tebal contoh uji L : jarak sanggah
P Max :beban maksimum yang diberikan MOR : keteguhan patah contoh uji
(9)
iii
Lampiran 8. Analisis keragaman kerapatan dan hasil uji duncan papan partikel
Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F Sig Kadar Perekat 0.003 4 0.001 5.299* 0.015 Galad 0.001 10 0.000
Total 0.004 14
* = Berpengaruh nyata
** = Sangat berpengaruh nyata
Kadar Perekat (%) N
Subset for alpha = 0,05 Notasi 1 2
12 3 0.5850 a
8 3 0.5877 a
10 3 0.5897 a
14 3 0.6118 b
16 3 0.6181 b
Sig. 0.644 0.512
Ket: Notasi yang sama artinya tidak berbeda nyata Notasi yang tidak sama artinya berbeda nyata
Lampiran 9. Analisis keragaman kadar air dan hasil uji duncan papan partikel
Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F Sig Kadar Perekat 3.129 4 0.782 24.167** 0.000 Galad 0.324 10 0.032
Total 3.453 14
* = Berpengaruh nyata
** = Sangat berpengaruh nyata
Kadar Perekat (%) N
Subset for alpha = 0,05 Notasi 1 2 3 4
10 3 4.6456 a
16 3 4.7850 4.7850 ab 14 3 5.0399 5.0399 bc
12 3 5.2767 c
8 3 5.9424 d Sig. 0.365 0.113 0.138 1.000
(10)
Lampiran 10. Analisis keragaman daya serap air 2 jam dan hasil uji duncan papan partikel
Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F Sig Kadar Perekat 1626.938 4 406.735 22.928** 0.000 Galad 177.396 10 17.740
Total 1804.334 14
* = Berpengaruh nyata
** = Sangat berpengaruh nyata
Kadar
perekat (%) N
Subset for alpha = 0,05
1 2 3 4
Notasi
16 3 45.1626 a
14 3 60.1663 b
12 3 64.7528 64.7528 bc 10 3 69.2464 69.2464 cd 8 3 76.1937 d Sig. 1.000 1.212 1.221 0.071
Ket: Notasi yang sama artinya tidak berbeda nyata Notasi yang tidak sama artinya berbeda nyata
Lampiran 11. Analisis keragaman daya serap air 24 jam dan hasil uji duncan papan partikel
Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F Sig Kadar Perekat 2544.325 4 636.081 58.376** 0.000 Galad 108.964 10 10.896
Total 2653.289 14
* = Berpengaruh nyata
** = Sangat berpengaruh nyata
Kadar perekat
(%) N
Subset for alpha = 0,05 Notasi 1 2 3 4
16 3 61.0517 a
14 3 62.4265 a
12 3 77.1262 b
10 3 84.5407 c 8
3 95.1369 d Sig. 0.621 1.000 1.000 1.000
Ket: Notasi yang sama artinya tidak berbeda nyata Notasi yang tidak sama artinya berbeda nyata
(11)
iii
Lampiran 12. Analisis keragaman pengembangan tebal 2 jam dan hasil uji duncan papan partikel
Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F sig Kadar Perekat 720.986 4 180.247 23.719** 0.000 Galad 75.993 10 7.599
Total 796.979 14
* = Berpengaruh nyata
** = Sangat berpengaruh nyata
Kadar Perekat (%) N
Subset for alpha = 0,05 Notasi 1 2 3
16 3 15.9120 a
14 3 16.4340 a
12 3 21.6702 b
10 3 23.0950 b
8 3 35.1136 c
Sig. 0.821 0.541 1.000
Ket: Notasi yang sama artinya tidak berbeda nyata Notasi yang tidak sama artinya berbeda nyata
Lampiran 13. Analisis keragaman pengembangan tebal 24 jam dan hasil uji duncan papan partikel
Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F sig Kadar Perekat 1092.559 4 273.140 36.195** 0.000 Galad 75.464 10 7.546
Total 1168.023 14
* = Berpengaruh nyata
** = Sangat berpengaruh nyata
Kadar perekat (%) N
Subset for alpha = 0,05 1 2 3 4
Notasi
16 3 19.3054 a
14 3 21.6848 21.6848 ab 10 3 25.7330 25.7330 bc
12 3 27.7284 c
8 3 43.6280 d
Sig. 0.314 0.101 0.395 1.000
Ket: Notasi yang sama artinya tidak berbeda nyata Notasi yang tidak sama artinya berbeda nyata
(12)
Lampiran 14. Analisis keragaman internal bond (IB) dan hasil uji duncan papan partikel
Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F sig Kadar Perekat 1.709 4 0.427 0.778tn 0.564 Galad 5.494 10 0.549
Total 7.203 14
* = Berpengaruh nyata
** = Sangat berpengaruh nyata tn = Tidak berpengaruh nyata
Lampiran 15. Analisis keragaman keteguhan lentur (MOE) dan hasil uji duncan papan partikel
Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F sig Kadar Perekat 9390953.362 4 2347738.341 2.713tn 0.091 Galad 8654497.408 10 865449.741
Total 1.805E7 14
* = Berpengaruh nyata
** = Sangat berpengaruh nyata tn = Tidak berpengaruh nyata
Lampiran 16. Analisis keragaman keteguhan patah (MOR) dan hasil uji duncan papan partikel
Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F sig Kadar Perekat 5192.275 4 1298.069 4.901* 0.019 Galad 2648.360 10 264.836
Total 7840.635 14
* = Berpengaruh nyata
** = Sangat berpengaruh nyata tn = Tidak berpengaruh nyata
Kadar Perekat (%) N
Subset for alpha = 0,05 Notasi 1 2
8 3 99.6871 a
10 3 1.0215E2 a
12 3 1.0891E2 a
14 3 1.3947E2 b
16 3 1.4254E2 b
Sig. 0.523 0.822
Ket: Notasi yang sama artinya tidak berbeda nyata Notasi yang tidak sama artinya berbeda nyata
(13)
iii
DAFTAR PUSTAKA
Achmadi, S.S. 1990. Kimia Kayu. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Bakar, E.S. 2003. Kayu Sawit Sebagai Substitusi Kayu dari Hutan Alam.
Prosiding. Forum Komunikasi Teknologi dan Industri Kayu. 1 Juli 2003. Bogor. 5-6
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2006. SNI 03-2105-2006. Papan Partikel. Badan Standardisasi Nasional Jakarta.
Endy, F. Diba, dan Muflihati. 2014. Sifat Fisik dan Mekanik Batang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq) Berdasarkan Pada Posisi Ketinggian Batang. Fakultas Kehutanan. Universitas Tanjungpura. Pontianak.
Haygreen, J.G. dan J.L. Bowyer. 1993. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Suatu Pengantar. Edisi Kedua. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Iskandar, M.I. dan A. Supriadi. 2012. Pengaruh Kadar Perekat Terhadap Sifat Papan Partikel Ampas Tebu. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 31 (1) : 19-26
Iskandar, M.I. dan A. Supriadi. 2015. Peningkatan Mutu Papan Partikel Melalui Peningkatan Kadar Perekat. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 33 (2) : 145-151.
Kementerian Kehutanan Indonesia. 2014. Statistik Kementerian Kehutanan. 2013. Kementerian Kehutanan Indonesia. Jakarta.
Kliwon, S. dan M.I. Iskandar. 2008. Teknologi Kayu Lapis dan Produk Sekundernya. Badan Penelitian dan Perkembangan Kehutanan. Departemen Kehutanan. Jakarta.
Lubis, M. J. 2009. Kualitas Papan Komposit Dari Limbah Batang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dan Polyethylene (PE) Daur Ulang Dengan Penambahan Maleic Anhydride (mah) dan Dicumyl Peroxide (DCP). Skrispi. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Maloney, T.M. 1993. Modern Particle Board an Dry Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman Inc. San Frasisco.
(14)
Martawijaya, A., I. Kartasujana, K. Kadir, dan S.A. Prawira. 2005. Atlas Kayu Indonesia. Jilid 1. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Departemen Kehutanan. Bogor.
Mawardi, I. 2009. Mutu Papan Partikel dari Kayu Kelapa Sawit (KKS) berbasis Perekat Polystyrene. Jurnal Teknik Mesin 11 (2)
Mustari, K. 2014. Racangan Percobaan Dengan SPSS. Penerbit Masagena. Universitas Hasanuddin. Makassar.
Nuryawan, A., A. Dalimunthe, dan R.N. Saragih. 2012. Sifat Fisik dan Kimia Ikatan Pembuluh Pada Batang Kelapa Sawit. Indonesian Journal of Forestry 1 (2) : 34-40
Pahan, I. 2008. Kelapa Sawit. Penebar Swadaya. Jakarta.
Pemerintah Provinsi Sumatera Utara. 2012. Perkebunan dan Kehutanan. Dinas Perkebunan Provinsi Sumatera Utara. Sumatera Utara. http://www.sumutprov.go.id/untuk-dunia-usaha/perkebunan-dan-kehutanan [20 November 2015]
Ruhendi, S., D.N. Koroh, F.A. Syamani, H. Yanti, Nurhaida, S. Saad, dan T. Sucipto. 2007. Analisis Perekatan Kayu. Fakultas Kehutanan.
Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Ruhendi, S. 2008. Kualitas Papan Partikel Kenaf Menggunakan Perekat Likuida dengan Fortifikasi Melamin Formaldehid. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan 1 (1) : 34-44
Ruhendi, S. dan T. Sucipto. 2013. Pengembangan Perekat Likuid dan Papan Partikel dari Limbah Tandan Kosong Sawit. Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia 18 (2) : 115-124
Sarumaha, P.S.B. 2008. Kualitas Komposit Plastik dari Limbah Serat Buah Sawit. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Setiawan, H.M. 2008. Pemanfaatan Limbah Cangkang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dan Plastik Daur Ulang Sebagai Papan
Komposit. Skrispi. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Sinulingga, 2009. Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok. Skripsi. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Sulastiningsih, I.M., Novitasari, dan A. Turoso. 2008. Pengaruh Kadar Perekat Terhadap Sifat Papan Partikel Bambu. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Bogor.
(15)
iii
Sutigno, P. 1994. Teknologi Papan Partikel. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan. Bogor.
Syakir, M., D. Allorerung, Z. Poeloengan, Syafaruddin, dan W. Rumini. 2010. Budidaya Kelapa Sawit. Pusat Penelitien dan Pengembangan Perkebunan. ASKA MEDIA. Bogor.
Vademikum Dipterocarpaceae. 2007. Pemanfaatan Hasil Hutan – Meranti Merah.
Wahyu, E. 2014. Inventarisasi Permudaan Meranti (Shorea spp.) Pada Arboretum Kawasan Universitas Riau Kota Pekanbaru Provinsi Riau. Departemen Kehutanan. Fakultas Pertanian. Universitas Riau. Riau.
(16)
METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari-Agustus 2015. Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Program Studi Kehutanan, Fakultas Petanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
B. Bahan dan Alat Penelitian 1. Bahan Penelitian
BKS yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari hasil penebangan tanaman kelapa sawit di daerah Tuntungan. Kayu meranti diperoleh dengan cara membeli dari toko kayu yang menjual kayu meranti. Perekat PF diperoleh dari Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
2. Alat Penelitian
Alat – alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin serut, serut manual, sprayer, kompresor, cetakan papan partikel, universal testing machine dan mesin kempa/hot press.
C. Metode
1. Persiapan partikel BKS dan serutan Meranti
Kelapa sawit ditebang kemudian kelapa sawit dibersihkan dari kotoran dan dipotong dengan ukuran 50x10x5 cm untuk mempermudah proses penyerutan.
(17)
23
Partikel BKS kemudian dikeringkan sampai kadar air 5%. Kayu meranti dibagi menjadi ukuran 30x10x1,5 cm dan diserut menggunakan serut manual hingga mendapatkan serutan kayu meranti.
2. Perhitungan Bahan Baku
Kebutuhan bahan baku papan partikel tergantung pada jumlah partikel dan jumlah perekat yang digunakan, ukuran papan serta kerapatan sasaran yang ditetapkan. Papan partikel yang dibuat berukuran 25 x 25 cm2 dengan tebal dan kerapatan sasaran masing – masing sebesar 1 cm dan 0,7 gr/cm3. Jumlah kebutuhan bahan baku yang digunakan dalam pembuatan papan partikel disajikan secara lengkap pada Tabel 1 dan data perhitungan bahan baku selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 1.
Tabel 1. Kebutuhan bahan baku papan partikel Kadar
perekat
Jumlah partikel (g) Jumlah perekat (g) 8%
10%
468 460
95,8 117,6 12%
14% 16%
452
444 436
138,5 158,8 178,3 3. Pencampuran Perekat
Partikel BKS dan serutan meranti masing-masing ditambahkan perekat PF dengan kadar 8, 10, 12, 14, 16 %. Setelah dicampur perekat, partikel BKS dan
serutan meranti kemudian disusun dengan komposisi dalam lapisan face : core : back adalah 1 : 2 : 1 dimana partikel BKS sebagai core dan serutan
(18)
4. Pembentukan Lembaran
Setelah tercampur dengan baik, campuran partikel BKS dan serutan meranti dengan perekat PF disusun kedalam cetakan kemudian ditekan hingga campuran partikel BKS dan serutan meranti menjadi padat.
5. Hotpress / Pengempaan Panas
Setelah lembaran papan partikel terbentuk, kemudian dilakukan pengempaan panas menggunakan mesin kempa dengan suhu 170oC, waktu 8 menit dan tekanan 30 kg/cm2.
6. Pengkondisian
Setelah dikempa panas, papan partikel dikeluarkan dari mesin kempa kemudian dilakukan pengkondisian selama 1 minggu terhadap lembaran papan partikel. Pengkondisian bertujuan untuk menghilangkan sisa-sisa stress papan partikel akibat pengempaan panas.
7. Pemotongan Contoh Uji
Pemotongan contoh uji dilakukan untuk mendapatkan ukuran specimen yang sesuai dengan SNI 03-2105-2006.
25 cm
25 cm
Gambar 1. Pola pemotongan untuk contoh uji fisis dan mekanis papan A
(19)
25
Keterangan :
A = contoh uji MOE & MOR (5 x 20) cm2 B = contoh uji kerapatan dan KA (10 x 10) cm2 C = contoh uji PT dan DSA (5 x 5) cm2
D = contoh uji IB (5 x 5) cm2
8. Pengujian Papan Partikel
Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel kombinasi partikel BKS dan serutan meranti yang dilakukan meliputi sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal) dan sifat mekanis (MOE, MOR dan IB) berdasarkan SNI 03-2105-2006 disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Standar Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel
No. Sifat Fisis dan Mekanis SNI 03-2105-2006 1 Kerapatan (gr/cm3) 0,4 - 0,9
2 Kadar Air (%) ≤14 3 Daya Serap Air (%) - 4 Pengembangan Tebal (%) 12 5 MOR (kg/cm2) 82 6 MOE (kg/cm2) 20.400 7 Internal Bond (kg/cm2) 1,5
Pengujian sifat fisis dan mekanis
Adapun pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel yang diuji, dilakukan sesuai dengan SNI 03-2105-2006.
a. Kerapatan
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume kering udara. Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm ditimbang beratnya, lalu diukur rata-rata panjang, lebar, dan tebalnya untuk menentukan volume contoh uji. Nilai kerapatan dapat dihitung dengan rumus :
(20)
Keterangan:
K = kerapatan (g/cm3)
M = berat contoh uji kering udara (g) V = volume contoh uji kering udara (cm3)
b. Kadar Air
Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm yang digunakan adalah bekas contoh uji kerapatan. Kadar air papan partikel dihitung berdasarkan berat awal (BA) dan berat kering oven (BKO). BKO diperoleh setelah contoh uji dioven selama 24 jam pada suhu (103±2oC). Penimbangan dilakukan sampai BKO nilainya konstan. Nilai kadar air dihitung berdasarkan rumus:
KA (%) = x100%
BKO BKO -BA
Keterangan:
KA = kadar air (%)
BA = berat awal contoh uji (g)
BKO = berat kering oven contoh uji setelah pengeringan (g) c. Daya Serap Air
Daya serap air dihitung dari berat sebelum (B1) dan berat sesudah (B2)
perendaman dalam air selama 2 jam dan 24 jam. Pengukuran berat dilakukan setelah perendaman selama 2 jam kemudian direndam lagi, setelah direndam selama 22 jam kemudian dilakukan pengukuran kedua. Nilai daya serap air dihitung dengan rumus :
DSA (%) = x100%
B B -B
1 1 2
Keterangan :
DSA = daya serap air (%)
B1 = berat contoh uji sebelum perendaman (g) B2 = berat contoh uji setelah perendaman (g)
(21)
27
d. Pengembangan Tebal
Pengembangan tebal dihitung atas tebal sebelum (T1) dan tebal sesudah perendaman (T2) dalam air selama 24 jam. Pengukuran tebal dilakukan setelah perendaman selama 2 jam kemudian direndam lagi, setelah direndam selama 22 jam kemudian dilakukan pengukuran kedua. Pengembangan tebal dihitung dengan rumus :
PT (%) = x100%
T T -T
1 1 2
Keterangan:
PT = pengembangan tebal (%)
T1 = tebal contoh uji sebelum perendaman (mm) T2 = tebal contoh uji setelah perendaman (mm) e. Keteguhan Rekat Internal (internal bond)
Contoh uji diukur dimensi panjang dan lebar untuk mendapatkan luas permukaan. Contoh uji keteguhan rekat internal berukuran 5 cm x 5 cm direkatkan pada dua blok besi dengan perekat epoxy dan dibiarkan mengering selama 24 jam dan. Kedua blok besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum menggunakan UTM. Cara pengujian keteguhan rekat internal dapat dilihat pada Gambar 2.
Arah beban
Balok besi Contoh uji
Arah beban
(22)
Nilai keteguhan rekat dihitung dengan rumus:
IB =
A P
Keterangan:
IB = keteguhan rekat internal (kg/cm2) P = beban maksimum (kg)
A = luas permukaan contoh uji (cm)
f. MOE (Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture)
Pengujian MOE dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan patah (MOR) dengan menggunakan Universal Testing Machine (UTM). Cara pengujian MOR dan MOE dapat dilihat pada Gambar 3.
P
L
Gambar 3. Cara pengujian MOR dan MOE Nilai MOE dan MOR dihitung dengan rumus :
MOE = 3
3 h b 4 L P Υ ∆ ∆
MOR = 2
h b 2 L Pmax 3 Keterangan :
MOE = modulus lentur (kg/cm2) MOR = modulus patah (kg/cm2) ΔP = selisih beban (kg) Pmax = beban maksimum (kg) L = jarak Sangga (cm)
ΔY = selisih lenturan pada beban (cm) b = lebar contoh uji (cm)
(23)
29
Analisis Data
Penelitian ini menggunakan analisis Rancangan Acak Lengkap (RAL) Non Faktorial. Perlakuan variasi kadar perekat terhadap papan partikel dengan kadar 8%, 10%, 12%, 14%, dan 16%, masing-masing dengan jumlah ulangan sebanyak tiga. Menurut Mustari (2014) model statistik linier dari rancangan percobaan ini dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:
Yij =
Keterangan:
Yij : Respon pengamatan pada pengaruh kadar perekat phenol formaldehid (PF) pada papan partikel taraf ke-i dan ulangan ke-j
: Nilai rata-rata umum
: Pengaruh perlakuan kadar perekat phenol formaldehida (PF) pada papan taraf ke-i
: Sisaan acak dari satuan percobaan ulangan ke-j yang dikenai perlakuan kadar perekat taraf ke-i
i : 8%, 10%, 12%, 14%, 16% j : 1, 2, 3
Adapun hipotesis yang digunakan adalah
Ho : Komposisi kadar perekat phenol formaldehida (PF) tidak berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel.
H1 : Komposisi kadar perekat phenol formaldehida (PF) berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel.
Analisis keragaman dilakukan untuk mengetahui pengaruh kadar perekat terhadap sifat fisis dan mekanis papan. Analisis keragaman tersebut menggunakan kriteria uji sebagai berikut:
a. Jika Fhitung < Ftabel maka Ho diterima atau kadar perekat tidak berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel.
b. Jika Fhitung > Ftabel maka Ho ditolak atau kadar perekat berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel.
(24)
Setelah data hasil pengujian untuk setiap respon yang diuji dianalisis, lalu dibandingkan dengan persyaratan SNI 03-2105-2006 dengan maksud untuk mengetahui apakah sifat-sifat papan yang dibuat memenuhi standar atau tidak. Selain itu, Apabila kadar perekat berpengaruh nyata terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel maka dilakukan uji lanjut yaitu uji wilayah berganda (Duncan Multi Range) dengan tingkat kepercayaan 95%.
(25)
Bagan alur penelitian papan partikel dari kombinasi partikel batang kelapa sawit dengan serutan meranti dapat dilihat pada Gambar 4.
Serutan mesin Serutan manual
Gambar 4. Bagan alur penelitian
Batang kelapa sawit
Pencampuran partikel batang kelapa sawit dan serutan meranti dengan beberapa
i i k (k d k 8% 10% 12% 14% 16%)
Pembentukan lembaran papan
Face : Core : Back = Serutan Meranti : Partikel batang kelapa sawit : Serutan Meranti Ukuran Lembaran = 25 cm x 25 cm x 1 cm3
Target Kerapatan = 0,7 g/cm3
Pengempaan dengan suhu 170oC dengan tekanan 30 kg/cm2 selama 8 menit
Pengkondisian selama 7 hari dan dilakukan pemotongan contoh uji
Pengujian kualitas berdasarkan standar SNI 03-2105-2006
Pengujian sifat fisis yaitu kerapatan, kadar air, daya serap air, dan
pengembangan tebal
Pengujian sifat mekanis yaitu keteguhan rekat internal, keteguhan patah (MOR) dan
keteguhan lentur (MOE) Kayu meranti
Partikel batang kelapa sawit
Pengeringan hingga kadar air 5%
Perhitungan proporsi partikel batang kelapa sawit dengan serutan meranti yaitu 50:50
(26)
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Sifat Fisis Papan Partikel A.1. Kerapatan
Nilai kerapatan papan partikel berkisar antara 0,59-0,62 g/cm3. Rata-rata nilai kerapatan papan partikel disajikan pada Gambar 5. Nilai kerapatan papan partikel tertinggi dihasilkan pada perlakuan kadar perekat PF 16% sebesar 0,62 g/cm3.
Gambar 5. Histogram rata-rata nilai kerapatan papan partikel
Maloney (1993) menyatakan bahwa terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kerapatan papan partikel diantaranya adalah jenis bahan yang digunakan, berat jenis bahan yang digunakan, ukuran partikel, proses pengeringan bahan baku, perekat yang digunakan, peralatan yang digunakan dan proses pengempaan. Gambar 5 menunjukkan bahwa nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan meningkat seiring dengan penambahan kadar perekat PF. Hal ini diduga karena semakin tinggi kadar perekat PF yang digunakan maka ikatan antar partikel semakin kuat dan penetrasi perekat
SNI 03-2105-2006 0,4-0,9 g/cm3
(27)
iii
kedalam pori-pori kayu semakin baik. Sulastiningsih et al. (2008) menyatakan bahwa semakin tinggi kadar perekat, maka semakin tinggi kerapatan papan partikel. Hal ini juga sesuai dengan pernyataan Maloney (1993) yang menyatakan peningkatkan kadar resin dalam pembuatan papan partikel merupakan cara yang paling mudah untuk meningkatkan sifat-sifat papan partikel.
Seluruh kerapatan yang dihasilkan masih berada dibawah target kerapatan sebesar 0,7 g/cm3. Hal ini karena adanya spring back yang mengakibatkan volume papan partikel meningkat sementara massanya tetap. Spring back merupakan usaha pembebasan dari tekanan yang dialami pada waktu pengempaan yang lebih besar sehingga tebal akhir papan yang diinginkan kurang terpenuhi (Nurwayan et al., 2008). Nilai rata-rata spring back papan partikel pada penelitian ini sebesar 23,46%. Rata-rata nilai spring back papan partikel disajikan pada Gambar 6.
(28)
Selain faktor spring back, nilai kerepatan papan yang dihasilkan juga dipengaruhi oleh kerapatan bahan baku yang digunakan dalam pembuatan papan. Semakin tinggi kerapatan bahan baku yang digunakan, maka semakin tinggi nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan. Bakar (2003) menyatakan kerapatan BKS berkisar antara 0,28-0,35 g/cm3.
Hasil sidik ragam menunjukkan faktor kadar perekat PF berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan partikel (Lampiran 8). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan kadar perekat PF 16% tidak berbeda nyata dengan kadar perekat 14%, namun berbeda nyata dengan kadar perekat lainnya. Seluruh nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan dalam penelitian ini telah memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai kerapatan 0,4-0,9 g/cm3.
A.2. Kadar Air (KA)
Nilai kadar air papan partikel berkisar antara 4,65-5,94%. Rata-rata kadar air papan partikel dapat dilihat pada Gambar 7. Nilai KA terbaik dihasilkan pada kadar perekat PF 10% yaitu 4,65%.
Gambar 7. Histogram rata-rata nilai kadar air papan partikel
SNI 03-2105-2006 KA maks. 14 %
(29)
iii
Kadar perekat diatas 8% menunjukkan nilai KA yang lebih rendah. Gambar 7 menunjukkan semakin tinggi kadar perekat, maka semakin rendah nilai KA papan partikel yang dihasilkan. Penambahan kadar perekat dapat meningkatkan ikatan antar partikel sehingga menurunkan nilai kadar air. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sulastiningsih et al. (2008) bahwa jumlah perekat yang banyak akan meningkatkan ikatan antar partikel sehingga papan partikel yang dibuat lebih tahan terhadap air dan lebih stabil. Pada penelitian Iskandar dan Supriadi (2012) juga meperlihatkan hal yang serupa, dimana penambahan kadar perekat menurunkan nilai KA papan partikel. Nilai KA menurun seiring penambahan kadar perekat.
Rendahnya nilai kadar air yang dihasilkan pada penelitian ini diduga akibat proses pengeringan partikel dan pengempaan panas papan. Bahan baku dioven hingga mencapai KA ≤ 5% dan saat dibentuk menjadi papan. Serta bahan baku kembali dikempa pada suhu 170oC selama 8 menit. Menurut Maloney (1993) variasi kadar air awal bahan baku menjadi bagian penting yang menentukan hasil akhir kadar air papan partikel.
Hasil sidik ragam KA papan partikel menunjukkan faktor kadar perekat memberikan pengaruh yang nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap KA papan partikel (Lampiran 9). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa kadar perekat 10% tidak berbeda nyata dengan kadar perekat 16%, namun berbeda nyata dengan kadar perekat lainnya. Seluruh nilai KA papan partikel yang dihasilkan dalam penelitian ini telah memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai KA maksimum 14 %.
(30)
A.3. Daya Serap Air (DSA)
Nilai DSA yang dihasilkan dari perendaman 2 jam sebesar 45,16-76,19% dan untuk perendaman 24 jam sebesar 61,05-95,14%. Nilai rata-rata DSA perendaman selama 2 jam dan 24 jam dapat dilihat pada Gambar 8. Nilai DSA terbaik dihasilkan pada kadar perekat 16% baik perendaman 2 jam maupun 24 jam yaitu 45,16% dan 61,05%.
Gambar 8. Histogram rata-rata nilai DSA pada perendaman 2 jam dan 24 jam
Gambar 8 menunjukkan peningkatan kadar perekat menurunkan nilai DSA papan partikel. Faktor perekat mempengaruhi penurunan nilai DSA. Ruhendi (2008) menyatakan bahwa dengan semakin bertambahnya jumlah perekat maka daya serap air semakin menurun. Hal ini mengindikasikan dengan semakin bertambahnya perekat maka partikel akan semakin terlapisi dengan baik oleh perekat, sehingga kontak antara partikel dan air menjadi lebih kecil. Sulastiningsih et al. (2008) serta Iskandar dan Supriadi (2015) menyatakan bahwa penambahan kadar perekat
(31)
iii
menurunkan nilai DSA papan partikel yang dihasilkan. Selain faktor perekat, nilai DSA juga berhubungan dengan nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan. Ruhendi et al. (2007) menyatakan bahwa penyerapan air papan partikel dipengaruhi oleh kerapatannya, papan yang berkerapatan tinggi memiliki ikatan antara molekul partikel dengan molekul perekat terbentuk sangat kuat sehingga molekul air sulit untuk mengisi rongga yang terdapat di dalam papan partikel karena sudah terisi oleh molekul perekat.
Hasil sidik ragam DSA papan partikel menunjukkan faktor kadar perekat memberikan pengaruh yang nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap DSA papan partikel perendaman 2 jam dan 24 jam (Lampiran 10 dan 11). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan pada perendaman 2 jam, kadar perekat 16% berbeda nyata dengan kadar perekat lainnya. Sedangkan untuk perendaman 24 jam kadar perekat 16% tidak berbeda nyata dengan kadar 14%, namun berbeda nyata dengan kadar perekat lain. Nilai DSA tidak disyaratkan didalam SNI 03-2105-2006, namun semakin rendah nilai DSA suatu papan partikel maka papan partikel akan semakin baik.
A.4. Pengembangan Tebal (PT)
Nilai PT pada perendaman selama 2 jam sebesar 15,91-35,11% dan perendaman 24 jam sebesar 19,31-43,63%. Rata-rata nilai PT papan partikel disajikan pada Gambar 9. Nilai PT terbaik untuk perendaman 2 dan 24 jam dihasilkan pada kada 16% yaitu 15,91% dan 19,31%.
(32)
Gambar 9. Histogram rata-rata nilai PT pada perendaman 2 jam dan 24 jam
Gambar 9 menunjukkan peningkatan kadar perekat menurunkan nilai PT papan partikel yang dihasilkan. Sutigno (1994) menyatakan bahwa kadar perekat berpengaruh terhadap pengembangan tebal papan partikel. Semakin tinggi kadar perekat, maka pengembangan tebal papan partikel semakin menurun. Sementara itu Haygreen dan Bowyer (1993) menyatakan bahwa semakin banyak perekat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel maka dimensi papan yang dihasilkan akan semakin stabil. Ruhendi dan Sucipto (2013) menyatakan bahwa terjadi penurunan nilai PT seiring dengan penambahan kadar perekat. Pengembangan tebal pada penelitian ini masih cukup tinggi, hal ini disebabkan oleh jenis partikel yang dipergunakan. Partikel sawit merupakan bahan lignoselulosa yang sangat higroskopis. Semakin banyak partikel, semakin tinggi kemungkinan air masuk ke rongga dan dinding sel partikel. Haygreen dan
(33)
iii
Bowyer (1993) menyatakan bahwa tingginya nilai kadar air disebabkan sifat papan partikel yang bersifat higroskopis karena mengandung lignin dan selulosa. Semua bahan yang mengandung lignin dan selulosa sangat mudah menyerap dan melepaskan air.
Hasil sidik ragam PT papan partikel menunjukkan faktor kadar perekat memberikan pengaruh yang nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap PT papan partikel perendaman 2 dan 24 jam (Lampiran 12 dan 13). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan baik perendaman 2 jam maupun 24 jam, kadar perekat 16% tidak berbeda nyata dengan kadar perekat 14% namun berbeda nyata dengan kadar perekat lainnya. Nilai PT perendaman 2 dan 24 jam yang dihasilkan tidak memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai PT maksimum 12%.
B. Sifat Mekanis Papan Partikel B.1. Internal Bond (IB)
Nilai IB papan partikel berkisar antara 1,34-2,3 kgf/cm2. Rata-rata nilai IB disajikan dalam Gambar 10. Nilai IB tertinggi dihasilkan pada kadar perekat PF 14% sebesar 2,3 kgf/cm2.
(34)
Gambar 10. Histogram rata-rata nilai IB papan partikel
Kadar perekat 8% masih belum memenuhi standar diduga karena rendahnya kadar perekat dibanding dengan kadar perekat lainnya. Pada Gambar 10 dapat dilihat bahwa seiring peningkatan kadar perekat cenderung meningkatkan nilai IB papan partikel. Salah satu faktor yang mempengaruhi nilai IB adalah kadar perekat. Haygreen dan Bowyer (1993) menyatakan bahwa kekuatan ikatan antara partikel-partikel, sifat ikatan internal akan semakin tinggi dengan penambahan jumlah perekat yang akan digunakan dalam pembuatan papan. Gambar 10 menunjukkan terjadi peningkatan nilai IB hingga kadar 14%, selanjutnya terjadi penurunan pada IB. Ini diduga karena perekat melewati batas optimum. Mawardi (2009) menyatakan bahwa perekat melewati batas optimum sehingga perekat terkonsentrasi pada satu daerah yang menyebabkan interface partikel dan perekat menjadi lemah. Selain itu komposisi partikel di dalam papan partikel menjadi semakin sedikit dan rongga banyak diisi oleh perekat.
(35)
iii
Hasil sidik ragam nilai IB menunjukkan bahwa variasi kadar perekat tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai IB papan partikel (Lampiran 14). Artinya faktor perlakuan beberapa variasi kadar perekat PF tidak menghasilkan perbedaan nilai IB papan partikel yang dihasilkan. Secara keseluruhan nilai IB yang dihasilkan memenuhi standar, hanya kadar perekat 8% saja yang tidak memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai IB minimum 1,5 kgf/cm2.
B.2. Modulus of Elasticity (MOE)
Nilai MOE papan partikel berkisar antara 9536,06-11695,42 kgf/cm2. Hasil rata-rata nilai MOE disajikan pada Gambar 11. Nilai MOE tertinggi dihasilkan pada kadar perekat 16% sebesar 11695,42 kgf/cm2.
(36)
Gambar 11 menunjukkan terjadi peningkatan nilai MOE seiring penambahan kadar perekat. Faktor yang mempengaruhi meningkatnya nilai MOE papan partikel adalah kadar perekat. Haygreen dan Bowyer (1993) menyatakan bahwa kandungan resin yang banyak dan penyebaran yang semakin merata akan meningkatkan kekuatan papan. Sulastiningsih et al. (2008) menyatakan bahwa kadar perekat berpengaruh terhadap nilai MOE papan partikel, dimana terjadi peningkatan nilai MOE seiring penambahan kadar perekat. Pada penelitian Ruhendi dan Sucipto (2013) juga menunjukkan terjadinya peningkatan nilai MOE seiring dengan penambahan kadar perekat.
Pada penelitian ini seluruh nilai MOE yang dihasilkan tidak memenuhi standar. Hal ini diduga karena nilai slenderness ratio (SR) partikel bahan baku yang diperoleh pada penelitian ini sebesar 149,66. Maloney (1993) menyatakan nilai SR minimum sebesar 150 akan menghasilkan kekuatan papan partikel yang tinggi. Nisbah SR ini menggambarkan orientasi partikel dan kekuatan papan partikel, partikel dengan SR yang tinggi akan lebih mudah diorientasikan sehingga kekuatan papan yang dihasilkan akan meningkat serta memerlukan sedikit perekat untuk mengikat partikel.
Hasil sidik ragam nilai MOE menunjukkan kadar perekat tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai MOE papan partikel (Lampiran 15). Seluruh nilai MOE yang dihasilkan tidak memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOE papan partikel minimum 20.400 kgf/cm2.
(37)
iii B.3. Modulus of Rupture (MOR)
Nilai MOR papan partikel berkisar antara 99,69-142,54 kgf/cm2. Hasil rata-rata nilai MOR disajikan dalam Gambar 12. Nilai MOR tertinggi dihasilkan pada kadar 16% yaitu 142,54 kgf/cm2.
Gambar 12. Histogram rata-rata nilai MOR papan partikel
Gambar 12 menunjukkan peningkatan nilai MOR seiring penambahan kadar perekat. Salah satu faktor yang mempengaruhi nilai MOR papan partikel ialah kadar perekat. Hal ini diduga dengan meningkatnya kadar perekat maka ikatan antar partikel akan semakin kuat dan semakin luas pula bidang papan partikel yang mengeras sehingga dapat meningkatkan nilai MOR papan partikel. Haygreen dan Bowyer (1993) menyatakan bahwa semakin banyak resin yang digunakan dalam suatu papan partikel, semakin kuat dan stabil dimensi papan tersebut. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan, maka semakin baik distribusi perekat pada bidang papan partikel. Ruhendi et al. (2007) menyatakan bahwa
(38)
semakin rata penyebaran perekat, maka semakin luas bidang yang mengeras sehingga akan meningkatkan kekuatan papan yang dihasilkan. Iskandar dan Supriadi (2012) menyatakan bahwa semakin tinggi kadar perekat, menyebabkan peningkatan nilai MOR papan partikel yang dihasilkan.
Hasil sidik ragam nilai MOR menunjukkan variasi kadar perekat memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai MOR (Lampiran 16). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa kadar perekat PF 16% tidak berbeda nyata dengan kadar 14%, namun berbeda nyata dengan kadar perekat lainnya. Seluruh nilai MOR yang dihasilkan memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOR papan partikel minimum 82 kgf/cm2.
C. Kualitas Papan Partikel
Kualiatas papan partikel diperoleh dengan cara membandingkan hasil penelitian dengan standar SNI 03-2105-2006 serta menentukan kadar perekat phenol formaldehida terbaik melalui skoring seperti pada Tabel 3.
Tabel 3. Rekapitulasi skoring kualitas sifat fisis dan mekanis papan partikel Sifat Fisis Dan Mekanis Papan
Partikel
8% 10% 12% 14% 16% Kerapatan
Nilai Rata-Rata 3 3 3 4 5 SNI 03-2105-2006 1 1 1 1 1 Kadar Air
Nilai Rata-Rata 1 5 2 3 4 SNI 03-2105-2006 1 1 1 1 1 Daya Serap Air
Nilai Rata-Rata 1 2 3 4 5 SNI 03-2105-2006 - - - - - Pengembangan Tebal 2 jam
Nilai Rata-Rata 1 2 3 4 5 SNI 03-2105-2006 0 0 0 0 0 Pengembangan Tebal 24 jam
Nilai Rata-rata 1 2 3 4 5
(39)
iii Internal Bond
Nilai Rata-Rata 1 2 3 5 4 SNI 03-2105-2006 0 1 1 1 1 MOE
Nilai Rata-Rata 1 2 4 3 5 SNI 03-2105-2006 0 0 0 0 0 MOR
Nilai Rata-Rata 1 2 3 4 5 SNI 03-2105-2006 1 1 1 1 1 Total Skor 13 24 28 35 42
Keterangan:
Skoring : 1 (sangat rendah), 2 (cukup rendah), 3 (rendah) , 4 (tinggi), 5 (sangat tinggi)
Standar SNI 03-2105-2006 : Memenuhi = 1, Tidak memenuhi = 0
Berdasarkan Tabel 3, hasil total skoring yang ditinjau dari nilai rata-rata sifat fisis dan mekanis yang dihasilkan papan partikel dan pencapaian standar SNI 03-2105-2006 memperlihatkan bahwa papan partikel dari campuran partikel BKS dan serutan meranti yang mendapatkan skor tertinggi yaitu kadar perekat 16% sehingga direkomendasikan sebagai kadar perekat Phenol Formaldehida (PF) terbaik.
(40)
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Variasi kadar perekat phenol formaldehida (PF) memberikan pengaruh yang nyata terhadap keseluruhan sifat fisis papan partikel, namun pada sifat mekanis kadar perekat hanya berpengaruh terhadap nilai MOR.
2. Kadar perekat PF 16% merupakan kadar perekat terbaik dalam penelitian ini yang diperoleh berdasarkan hasil skoring yang telah dilakukan.
Saran
Perlu dilakukan penelitian yang lebih lanjut untuk meningkatkan sifat fisis dan mekanis papan partikel dari limbah sawit seperti penambahan kadar perekat yang lebih tinggi dan mencampur sawit dengan bahan yang lebih baik. Sehingga dapat dihasilkan sifat fisis dan mekanis papan partikel yang memenuhi standar SNI 03-2105-2006.
(41)
16
TINJAUAN PUSTAKA
A. Kelapa sawit
Adapun taksonomi tanaman kelapa sawit menurut Syakir et al. (2010) adalah sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Monocotlyledonae
Ordo : Palmales
Famili : Palmae Sub famili : Cocoideae Genus : Elaeis
Spesies : Elaeis guineensis Jacq.
Nama Elaeis guineensis diberikan oleh Jacquin pada tahun 1763 berdasarkan pengamatan pohon-pohon kelapa sawit yang tumbuh di Martinique, kawasan Hindia Barat, Amerika Tengah. Kata Elaeis (Yunani) berarti minyak, sedangkan kata Guineensis dipilih berdasarkan keyakinan Jacquin bahwa kelapa sawit berasal dari Guinea (Pahan, 2008).
Menurut Endy et al. (2014) BKS mengandung kadar air berkisar 38,49-101,07%, berat jenis (BJ) berkisar 0,46-0,62 gr/cm3, MOR berkisar 108,2-354,47 kg/cm2 dan MOE berkisar 4456,77-10062,4 kg/cm2. Secara keseluruhan nilai BJ, MOR dan MOE tertinggi terdapat pada bagian pangkal BKS, sedangkan nilai BJ, MOR dan MOE terendah terdapat pada bagian ujung
(42)
BKS. Hal ini disebabkan karena pada bagian ujung tersusun atas jaringan yang masih muda, dimana secara fisiologis jaringan tersebut masih berfungsi aktif sehingga dinding selnya relatif tipis dibanding dengan dinding sel jaringan yang sudah tua, kandungan selulosa dan lignin jaringan ikatan pembuluh pada bagian pangkal lebih tinggi. Dengan kata lain bagian pangkal BKS sifat mekaniknya lebih baik dibandingkan dengan bagian tengah dan ujung BKS.
Menurut Nuryawan et al. (2012) kadar lignin kelapa sawit pada bagian pangkal BKS sebesar 23,20%. Sedangkan kadar lignin yang terdapat pada bagian tengah BKS adalah sebesar 21,82%. Untuk kadar lignin yang terdapat pada bagian ujung BKS adalah sebesar 21,57%. Jadi rata-rata keseluruhan kandungan kadar lignin yang terdapat pada BKS sebesar 22,20%. Ikatan pembuluh BKS dapat dikembangkan dan dimanfaatkan secara optimal. Berdasarkan penelitian yang dilakukan sifat fisis dan kimia ikatan pembuluh BKS mampu menjadi bahan alternatif sebagai pengganti bahan dasar kayu dalam pembuatan papan komposit.
B. Meranti
Menurut Wahyu (2014) adapun taksonomi kayu meranti dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom : Plantae
Subkingdom : Tracheobionta Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida
Ordo : Theales
Famili : Dipterocarpaceae Genus : Shorea
(43)
18
Spesies : Shorea sp.
Menurut Martawijaya et al. (2005) sifat fisis meranti seperti berat jenis sebesar 0,52 gr/cm3 dan termasuk kedalam kelas kuat kayu III-IV. Penyusutan kadar air arah radial 2,1% dan tangensial 3,5%. Sifat mekanis meranti seperti
tegangan batas proporsi sebesar 179 kg/cm2, tegangan pada batas patah 359 kg/cm2, MOE 66 kg/cm2, usaha sampai batas proporsi 0,3 kg/dm3 dan usaha
sampai batas patah 2,5 kg/dm3.
Menurut Vademikum Dipterocarpaceae (2007) kayu meranti memiliki ciri seperti kayu teras berwarna merah muda dengan tebal 2-8 cm. Tekstur kayu meranti tergolong kasar dengan arah serat berpadu, permukaan kayu licin dan mengkilap. Sifat fisis kayu meranti termasuk kedalam kayu kelas kuat III-IV. Kayu meranti memiliki kandungan selulosa sebesar 50,76%, lignin 30,60%, pentosan 12,74%, abu 0,68% dan silika 0,29%. Kayu meranti termasuk kedalam kayu dengan kelas awet III. Kayu meranti umumnya mempunyai saluran aksial yang biasanya tersusun dalam deretan tangensial yang kontinu, kadang-kadang terdapat deretan yang pendek, diameter saluran aksial umumnnya lebih kecil dari diameter pori, kecuali pada Shorea platycarpa yang keadaannya sebaliknya. Saluran radial terdapat pada Shorea leprosula, Shorea ovate dan Shorea teysmanniana, sedang pada Shorea parvifolia dan Shorea acuminate hanya terdapat secara sporadis.
C. Papan Partikel
Papan partikel adalah hasil pengempaan panas campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan perekat organik serta bahan lain. Pada papan partikel dilakukan pengujian kualitas berdasarkan sifat fisis dan mekanis
(44)
diantaranya adalah KA, kerapatan, DSA, PT, IB, MOE dan MOR (BSN, 2006). Sedangkan menurut Haygreen dan Bowyer (1993), papan partikel ialah produk panil yang dihasilkan dengan memanfaatkan partikel-partikel kayu dan sekaligus mengikatnya dengan satu perekat. Tipe-tipe papan partikel yang banyak itu sangat berbeda dalam hal ukuran dan bentuk partikel, jumlah resin (perekat) yang digunakan dan kerepatan panil yang dihasilkan. Ada tiga ciri utama papan yang menentukan sifat-sifatnya adalah sebagai berikut:
1. Spesies dan Bentuk Partikel
Sifat yang diinginkan dari partikel berbentuk serpih untuk kekuatan dan partikel-partikel halus untuk permukaan yang licin. Aspek terpenting bentuk partikel ialah panjang partikel dan nisbah tebal ke panjang.
2. Kerapatan Papan dan Profil Kerapatan
Semakin tinggi kerapatan menyeluruh papan dari suatu bahan baku tertentu, semakin tinggi kekuatannya. Tetapi, sifat-sifat papan lain seperti kestabilan dimensi mungkin terpengaruh jelek oleh naiknya kerapatan. Untuk memproduksi papan dengan keteguhan lengkung setinggi mungkin pada setiap kerapatan menyeluruh tertentu, papan dengan permukaan yang lebih rapat daripada intinya lebih disukai. Variasi kerapatan di seluruh tebal papan disebut profil kerapatan. 3. Kandungan Resin dan Penyebarannya
Semakin banyak resin digunakan dalam suatu papan, semakin kuat dan semakin stabil dimensi papannya. Namun, untuk alasan-alasan ekonomis tidak diinginkan untuk menggunakan jumlah resin yang lebih banyak daripada yang diperlukan untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan. Secara normal, kandungan resin papan berperekat urea bervariasi dari 6 sampai 10% atas dasar
(45)
20
berat resin padat. Papan fenol yang dapat dibuat dengan resin yang lebih sedikit. Pada papan biskit yang menggunakan resin fenol dalam bentuk tepung, kandungan resin mungkin serendah 2,5%. Tetapi, resin tepung jauh lebih mahal daripada tipe yang cair.
D. Perekat Phenol Formaldehida
Phenol formaldehida (PF) merupakan hasil kondensasi formaldehida dengan monohidrik phenol, termasuk phenol itu sendiri, creosol dan xylenol. Perekat PF dapat dibagi menjadi dua kelas yaitu resol yang bersifat thermosetting dan novolak yang bersifat thermoplastik. Perbedaan kedua ini disebabkan oleh perbandingan molar fenol dan formaldehida, serta katalis atau kondisi yang terjadi selama berlangsungnya reaksi. Kelebihan perekat PF yaitu tahan terhadap perlakuan air, tahan terhadap kelembaban dan temperature tinggi, tahan terhadap bakteri, jamur, rayap dan mikro-organisme serta tahan terhadap bahan kimia, seperti minyak, basa dan bahan pengawet kayu. Kelemahan perekat PF yaitu memberikan warna gelap, kadar air kayu harus lebih rendah daripada perekat urea formaldehida (UF) atau perekat lainnya serta garis perekatan yang relative tebal dan mudah patah (Ruhendi et al., 2007).
Perekat PF memiliki warna merah tua dengan keadaan encer. Perekat PF memiliki pH 10-11 dengan kekentalan 1-2 poise pada suhu 250C. Waktu yang dibutuhkan agar perekat PF menjadi kental berkisar 5-25 menit pada suhu 1350C, bahan yang tidak menguap sebesar 40-45%. Perekat PF larut dalam air 10 kali
pada suhu 250C dengan berat jenis perekat 1,170-1,190 (Kliwon dan Iskandar, 2008).
(46)
Menurut Achmadi (1990) perekat PF adalah jenis yang paling awet. Viskositas perekat PF cukup rendah yang memungkinkan penetrasi ke dalam pori-pori kayu dan berfungsi sebagai jankar mekanis dalam perekatan. Kekuatan dari perekat melebihi kekuatan kohesif kayu. Faktor-faktor tersebut memberikan sumbangan bagi kekuatan rekat pada kayu.
E. Variasi Kadar Perekat
Menurut Maloney (1993) jumlah perekat yang banyak akan meningkatkan ikatan antar partikel sehingga papan partikel yang dihasilkan lebih tahan terhadap air dan stabil. Hal ini sesuai dengan penelitian Iskandar dan Supriadi (2012) yang menggunakan kadar perekat 6%, 8% dan 10% bahwa peningkatan kadar perekat berpengaruh terhadap pengembangan tebal (PT), daya serap air (DSA), meningkatkan MOR dan MOE. Pada PT dan DSA, baik perendaman selama 2 jam maupun 24 jam, nilai PT dan DSA menurun seiring dengan penambahan kadar perekat. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan semakin rendah nilai PT dan DSA papan partikel.
Variasi kadar perekat berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel. Pada penelitian Sinulingga (2009) menunjukkan pengaruh signifikan dari variasi kadar perekat terhadap papan partikel. Pada penelitian ini diperoleh nilai KA sebesar 10,27-16,07%, nilai KA menurun seiring dengan penambahan kadar perekat, sebaliknya nilai MOR meningkat seiring dengan penambahan kadar perekat dengan nilai MOR sebesar 67,8-82,95 kg/cm2. Sedangkan nilai kerapatan papan partikel bervariasi antara 0,82-0,95 gr/cm3 dimana nilai kerapatan tertinggi diperoleh pada kadar perekat 10%.
(47)
12
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Luasan hutan Indonesia setiap tahun mengalami penurunan. Menurut Statistik Kementerian Kehutanan (2014) terjadi deforestasi pada kawasan hutan Indonesia dari tahun 2011 hingga 2012 sebesar 613.480,7 ha baik didalam maupun diluar kawasan hutan. Hal ini mengakibatkan pasokan kayu untuk bahan konstruksi bangunan, furniture dan produk-produk perkayuan lainnya menjadi berkurang. Untuk mengatasi masalah ini maka perlu dilakukan berbagai usaha, antara lain efisiensi pemanfaatan kayu serta mencari alternatif melalui pengembangan teknologi pengolahan kayu dan bahan berlignoselulosa lainnya, seperti kelapa sawit.
Provinsi Sumatera Utara merupakan provinsi dengan perkebunan kelapa sawit terluas ke 2. Menurut data Pemerintah Provinsi Sumatera Utara (2012) luasan areal sawit di Sumatera Utara seluas 1.076.017,72 ha. Luasan tersebut diperoleh dari perkebunan rakyat, PTPN, PBSN dan PBSA. Peremajaan tanaman sawit dilakukan setiap 25 tahun sekali, jika dalam 1 ha areal perkebunan kelapa sawit dapat dihasilkan 140 batang kelapa sawit, maka jumlah batang kelapa sawit yang ada di wilayah Sumatera Utara adalah 150.642.520 batang kelapa sawit (BKS).
Salah satu pemanfaatan batang kelapa sawit (BKS) adalah papan komposit. Menurut Maloney (1993) papan partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti papan partikel bebas mata kayu, pecah dan retak, ukuran dan
(48)
kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta mudah dikerjakan, memiliki sifat isotropis dan kualitasnya mudah diatur. Hampir seluruh bagian dari kelapa sawit dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan papan komposit plastik, diantaranya adalah BKS (Lubis, 2009), cangkang buah (Setiawan, 2008), serabut buah (Sarumaha, 2008), dan bagian lainnya. Bagian batang merupakan bagian yang berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan baku, batang memiliki volume yang paling besar dibandingkan dengan bagian lainnya.
Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas papan partikel adalah jenis dan kadar perekat. Jenis perekat yang biasa digunakan dalam pembuatan papan partikel salah satunya adalah phenol formaldehida (PF). Kelebihan PF yaitu tahan terhadap perlakuan air, tahan terhadap kelembaban dan temperature tinggi, tahan terhadap bakteri, jamur, rayap dan mikro-organisme serta tahan terhadap bahan kimia, seperti minyak, basa dan bahan pengawet kayu (Ruhendi et al., 2007).
Variasi kadar perekat juga menentukan kualitas papan partikel. Penelitian tentang variasi kadar perekat pada papan partikel, diantaranya adalah eceng gondok (Sinulingga, 2009) dan ampas tebu (Iskandar dan Supriadi, 2012). Hasil penelitian (Sinulingga, 2009) menunjukkan bahwa semakin meningkatnya kadar perekat dapat meningkatkan mutu dari papan partikel. Dimana dengan bertambahnya kadar perekat, maka hasil pengujian sifat fisis dan sifat mekanis dari papan partikel serat pendek enceng gondok juga semakin meningkat. Hasil penelitian (Iskandar dan Supriadi, 2013) menunjukkan bahwa peningkatan kadar perekat berpengaruh terhadap pengembangan tebal (PT), daya serap air (DSA), dan meningkatkan modulus patah (MOR), modulus elastisitas (MOE), tetapi tidak
(49)
14
mengakibatkan perubahan terhadap kerapatan, kadar air (KA) dan keteguhan rekat/internal bound (IB).
Penelitian variasi kadar perekat juga pernah dilakukan pada papan partikel campuran BKS dan mahoni, secara umum sifat fisis dan mekanis seperti kerapatan, KA, PT dan MOR telah memenuhi standar nasional Indonesia (SNI). Namun sifat mekanis seperti IB dan MOE masih belum memenuhi SNI. Adapun upaya lain yang dilakukan adalah mencampurkan BKS dengan kayu kuat lainnya seperti meranti. Meranti memiliki sifat fisis dan mekanis seperti kerapatan, KA, PT, DSA, IB, MOE, dan MOR yang lebih tinggi dibandingkan dengan BKS. Pencampuran BKS dengan meranti dimaksudkan untuk meningkatkan nilai fisis dan mekanis papan partikel dari BKS sehingga nilai gunanya meningkat.
Berdasarkan hal tersebut maka dilakukan penelitian dengan judul “Variasi Kadar Perekat Phenol Formaldehida Terhadap Kualitas Papan Partikel Dari Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti”.
B. Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Menganalisis pengaruh kadar perekat terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel yang terbuat dari campuran partikel BKS dan serutan meranti.
2. Mengetahui variasi kadar perekat terbaik untuk papan partikel yang terbuat dari campuran partikel BKS dan serutan meranti.
(50)
C. Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah memanfaatkan BKS yang selama ini keberadaannya dianggap sebagai limbah menjadi bahan baku papan partikel. BKS yang tersedia dapat digunakan sebagai bahan baku papan partikel sehingga dapat meningkatkan nilai guna dari BKS itu sendiri.
(51)
2
ABSTRACT
ANDRIAN TELAUMBANUA. Variations of Phenol Formaldehyde Adhesives Content towards the Quality of Particle Board Made from Particle Oil Palm and Shavings Meranti Mixtures. Supervised by RUDI HARTONO and APRI HERI ISWANTO.
Palm oil plant is an oil producer. During this time the use of palm oil is only focused on the fruit, while the remaining part of the oil as the trunk is often regarded as wastes. Therefore, it is necessary to study the oil palm trunk to increase the value of palm trunks. The purpose of this study was to evaluate the physical and mechanical properties that results from particle board particle that made from particle oil palm and shavings meranti with some variation of the phenol formaldehyde adhesives content. The variations of phenol formaldehyde content were 8%, 10%, 12%, 14% dan 16%. The dimension of particle board was 25x25x1 cm with density target is 0,7 g/cm3 using a pressure of 30 kg / cm2 for 8 minutes. The results will be compare with SNI 03-2105-2006. The results showed that density, moisture content, water absorption for 2 and 24 hours, thickness swelling for 2 and 24 hours, internal bound, modulus of elasticity and modulus of rupture were 0,59-0,62 g/cm3; 4,65-5,94%; 45,16-76,19% and 61,05-95,14%; 15,91-35,11% and 19,31-43,63%; 1,56-3,08 kg/cm2; 9536,06-11695,42 kg/cm2 and 118,58-151,92 kg/cm2. Physical properties (density, moisture content) has fulfilled SNI 03-2105-2006, while thickness swelling does not fulfill the standard. The entire value of IB and MOR testing have fulfilled the SNI 03-2105-2006, while the MOE not fulfill the standard. The best adhesives content from this study was 16%.
Keywords: particle board, palm oil particle, shavings meranti, adhesive content, phenol formaldehyde.
(52)
ABSTRAK
ANDRIAN TELAUMBANUA. Variasi Kadar Perekat Phenol Formaldehida Terhadap Kualitas Papan Partikel dari Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti. Dibimbing oleh RUDI HARTONO dan APRI HERI ISWANTO.
Tanaman kelapa sawit merupakan tanaman penghasil minyak. Selama ini pemanfaatan kelapa sawit hanya terfokus pada bagian buah, sedangkan sisa bagian dari sawit seperti batang seringkali dianggap sebagai limbah. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian terhadap batang kelapa sawit untuk meningkatkan nilai dari batang sawit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis yang dihasilkan dari papan partikel yang terbuat dari partikel batang kelapa sawit dan serutan meranti dengan beberapa variasi kadar perekat phenol formaldehida. Variasi kadar perekat yang digunakan yaitu 8%, 10%, 12%, 14% dan 16%. Papan partikel dibuat berukuran 25x25x1 cm dengan target kerapatan 0,7 gr/cm3 menggunakan tekanan 30 kg/cm2 selama 8 menit. Hasil penelitian akan dibandingkan dengan SNI 03-2105-2006. Hasil penelitian menunjukkan nilai kerapatan, kadar air, daya serap air 2 dan 24 jam, pengembangan tebal 2 dan 24 jam, keteguhan rekat internal, modulus elastis dan modulus patah berturut-turut ialah 0,59-0,62 g/cm3; 4,65-5,94%; 45,16-76,19% dan 61,05-95,14%; 15,91-35,11% dan 19,31-43,63%; 1,56-3,08 kg/cm2; 9536,06-11695,42 kg/cm2 dan 118,58-151,92 kg/cm2. Sifat fisis (kerapatan, kadar air) telah memenuhi SNI 03-2105-2006, sedangkan pengembangan tebal tidak memenuhi standar. Seluruh pengujian IB dan MOR telah memenuhi SNI 03-2105-2006, sedangkan MOE belum memenuhi standar. Kadar perekat terbaik dalam penelitian ini adalah kadar perekat PF 16%.
Kata kunci: papan partikel, partikel kelapa sawit, serutan meranti, kadar perekat, phenol formaldehida.
(53)
1
VARIASI KADAR PEREKAT PHENOL FORMALDEHIDA
TERHADAP KUALITAS PAPAN PARTIKEL DARI
CAMPURAN PARTIKEL KELAPA SAWIT DAN SERUTAN
MERANTI
SKRIPSI
ANDRIAN TELAUMBANUA 111201059/TEKNOLOGI HASIL HUTAN
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS KEHUTANAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
(54)
ABSTRACT
ANDRIAN TELAUMBANUA. Variations of Phenol Formaldehyde Adhesives Content towards the Quality of Particle Board Made from Particle Oil Palm and Shavings Meranti Mixtures. Supervised by RUDI HARTONO and APRI HERI ISWANTO.
Palm oil plant is an oil producer. During this time the use of palm oil is only focused on the fruit, while the remaining part of the oil as the trunk is often regarded as wastes. Therefore, it is necessary to study the oil palm trunk to increase the value of palm trunks. The purpose of this study was to evaluate the physical and mechanical properties that results from particle board particle that made from particle oil palm and shavings meranti with some variation of the phenol formaldehyde adhesives content. The variations of phenol formaldehyde content were 8%, 10%, 12%, 14% dan 16%. The dimension of particle board was 25x25x1 cm with density target is 0,7 g/cm3 using a pressure of 30 kg / cm2 for 8 minutes. The results will be compare with SNI 03-2105-2006. The results showed that density, moisture content, water absorption for 2 and 24 hours, thickness swelling for 2 and 24 hours, internal bound, modulus of elasticity and modulus of rupture were 0,59-0,62 g/cm3; 4,65-5,94%; 45,16-76,19% and 61,05-95,14%; 15,91-35,11% and 19,31-43,63%; 1,56-3,08 kg/cm2; 9536,06-11695,42 kg/cm2 and 118,58-151,92 kg/cm2. Physical properties (density, moisture content) has fulfilled SNI 03-2105-2006, while thickness swelling does not fulfill the standard. The entire value of IB and MOR testing have fulfilled the SNI 03-2105-2006, while the MOE not fulfill the standard. The best adhesives content from this study was 16%.
Keywords: particle board, palm oil particle, shavings meranti, adhesive content, phenol formaldehyde.
(55)
3
ABSTRAK
ANDRIAN TELAUMBANUA. Variasi Kadar Perekat Phenol Formaldehida Terhadap Kualitas Papan Partikel dari Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti. Dibimbing oleh RUDI HARTONO dan APRI HERI ISWANTO.
Tanaman kelapa sawit merupakan tanaman penghasil minyak. Selama ini pemanfaatan kelapa sawit hanya terfokus pada bagian buah, sedangkan sisa bagian dari sawit seperti batang seringkali dianggap sebagai limbah. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian terhadap batang kelapa sawit untuk meningkatkan nilai dari batang sawit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis yang dihasilkan dari papan partikel yang terbuat dari partikel batang kelapa sawit dan serutan meranti dengan beberapa variasi kadar perekat phenol formaldehida. Variasi kadar perekat yang digunakan yaitu 8%, 10%, 12%, 14% dan 16%. Papan partikel dibuat berukuran 25x25x1 cm dengan target kerapatan 0,7 gr/cm3 menggunakan tekanan 30 kg/cm2 selama 8 menit. Hasil penelitian akan dibandingkan dengan SNI 03-2105-2006. Hasil penelitian menunjukkan nilai kerapatan, kadar air, daya serap air 2 dan 24 jam, pengembangan tebal 2 dan 24 jam, keteguhan rekat internal, modulus elastis dan modulus patah berturut-turut ialah 0,59-0,62 g/cm3; 4,65-5,94%; 45,16-76,19% dan 61,05-95,14%; 15,91-35,11% dan 19,31-43,63%; 1,56-3,08 kg/cm2; 9536,06-11695,42 kg/cm2 dan 118,58-151,92 kg/cm2. Sifat fisis (kerapatan, kadar air) telah memenuhi SNI 03-2105-2006, sedangkan pengembangan tebal tidak memenuhi standar. Seluruh pengujian IB dan MOR telah memenuhi SNI 03-2105-2006, sedangkan MOE belum memenuhi standar. Kadar perekat terbaik dalam penelitian ini adalah kadar perekat PF 16%.
Kata kunci: papan partikel, partikel kelapa sawit, serutan meranti, kadar perekat, phenol formaldehida.
(56)
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 23 November 1993. Penulis merupakan anak ketiga dari pasangan Samaeli Telaumbanua dan Tineke Puspawati Linanda.
Penulis memulai pendidikan di SD Santo Thomas 1 Medan pada tahun 1999-2005, pendidikan tingkat Sekolah Menengah Pertama di SMP Santo Thomas 3 Medan pada tahun 2005-2008, pendidikan tingkat Sekolah Menengah Atas di SMA Sultan Iskandar Muda Medan pada tahun 2008-2011. Pada tahun 2011, penulis lulus di Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian USU melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih minat studi Teknologi Hasil Hutan.
Penulis telah mengikuti Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan di Taman Hutan Rakyat Bukit Barisan dan Hutan Pendidikan USU pada tahun 2013. Pada tahun 2015 penulis juga telah menyelesaikan Praktik Kerja Lapang (PKL) di KPH Pekalongan Timur. Pada awal tahun 2015 penulis melaksanakan penelitian dengan judul “Variasi Kadar Perekat Phenol Formaldehida terhadap Kualitas Papan Partikel dari Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti” di bawah bimbingan Dr. Rudi Hartono, S.Hut, M.Si dan Dr. Apri Heri Iswanto, S.Hut, M.Si.
(57)
5
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Variasi Kadar Perekat Phenol Formaldehida terhadap Kualitas Papan Partikel dari Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Program Studi Kehutanan, Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara.
Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh variasi kadar perekat phenol formaldehida, serta mengetahui kadar perekat terbaik terhadap kualitas papan partikel dari partikel kelapa sawit dan serutan meranti. Hasil penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan nilai tambah dari limbah batang kelapa sawit sehingga masyarakat dapat beralih dari pemanfaatan kayu dalam bentuk log.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. Rudi Hartono, S.Hut, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Dr. Apri Heri Iswanto, S.Hut, M.Si selaku anggota komisi pembimbing penulis yang dengan sabar dan tulus memberikan ilmu, masukan, bimbingan, serta arahan selama proses penulisan skripsi ini.
2. Keluarga tercinta, Ayahanda Samaeli Telaumbanua dan Ibunda Tineke Puspawati Linanda serta saudara-saudari penulis yang selalu memberikan dukungan, perhatian, doa, kasih sayang, serta pengorbanan baik moral maupun material kepada penulis.
(58)
3. Teman-teman satu perjuangan penelitian yaitu Evan Aritonang, Yeheskiel Simajuntak, Sabar Hutasoit, Fradika Siahaan, dan Shanty Sianturi atas suka duka yang telah terlalui selama penelitian serta teman-teman angkatan 2011 yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu.
Penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi mahasiswa kehutanan maupun masyarakat umum. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Juli 2016
(59)
7
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRACT ... i
ABSTRAK ... ii
RIWAYAT HIDUP ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... x
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 3
Manfaat Penelitian ... 3
TINJAUAN PUSTAKA Batang Kelapa Sawit ... 4
Meranti ... 5
Papan Partikel... 6
Perekat Phenol Formaldehida ... 8
Variasi Kadar Perekat ... 9
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat ... 10
Alat dan Bahan ... 10
Metode Penelitian ... 10
Persiapan partikel BKS dan serutan Meranti ... 10
Perhitungan bahan baku ... 11
Pencampuran Perekat ... 11
Pembentukan lembaran ... 11
Hotpress/Pengempaan panas ... 12
Pengkondisian ... 12
Pemotongan contoh uji ... 12
Pengujian papan partikel ... 13
Pengujian sifat fisis dan mekanis ... 13
Analisis data ... 16
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikel ... 19
Kerapatan ... 19
Kadar Air ... 21
(60)
Pengembangan Tebal ... 24
Sifat Mekanis Papan Partikel ... 26
Internal Bond (IB) ... 26
Modulus of Elasticity (MOE) ... 27
Modulus of Rupture (MOR) ... 29
Kualitas papan Partikel ... 30
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 32
Saran ... 32
DAFTAR PUSTAKA ... 33 LAMPIRAN
(61)
9
DAFTAR TABEL
No. Halaman 1. Kebutuhan bahan baku partikel ... 11 2. Standar Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel ... 13 3. Rekapitulasi skoring kualitas sifat fisis dan mekanis papan partikel ... 30
(62)
DAFTAR GAMBAR
No. Halaman
1. Pola pemotongan untuk uji fisis dan mekanis papan ... 12
2. Pengujian keteguhan rekat internal ... 15
3. Cara pengujian MOR dan MOE ... 16
4. Bagan alur penelitian... 18
5. Histogram rata-rata nilai kerapatan papan partikel ... 19
6. Histogram rata-rata nilai spring back papan partikel ... 20
7. Histogram rata-rata nilai kadar air papan partikel... 21
8. Histogram rata-rata nilai DSA pada perendaman 2 jam dan 24 jam... 23
9. Histogram rata-rata nilai PT pada perendaman 2 jam dan 24 jam ... 25
10. Histogram rata-rata nilai IB papan partikel ... 26
11. Histogram rata-rata nilai MOE papan partikel ... 28
(63)
11
DAFTAR LAMPIRAN
No. Halaman
1. Perhitungan bahan baku papan partikel ... 36
2. Rekapitulasi nilai kerapatan dan kadar air papan partikel ... 38
3. Rekapitulasi nilai daya serap air papan partikel ... 39
4. Rekapitulasi hasil pengembangan tebal papan partikel ... 40
5. Rekapitulasi nilai internal bond papan partikel ... 41
6. Rekapitulasi nilai MOE papan partikel ... 42
7. Rekapitulasi nilai MOR papan partikel ... 43
8. Analisis keragaman kerapatan dan hasil uji duncan papan partikel ... 44
9. Analisis keragaman kadar air dan hasil uji duncan papan partikel ... 44
10. Analisis keragaman daya serap air 2 jam dan hasil uji duncan papan partikel 45 11. Analisis keragaman daya serap air 24 jam dan hasil uji duncan papan partikel 45 12. Analisis keragaman pengembangan tebal 2 jam dan hasil uji duncan papan partikel... 46
13. Analisis keragaman pengembangan tebal 24 jam dan hasil uji duncan papan partikel... 46
14. Analisis keragaman internal bond (IB) dan hasil uji duncan papan partikel 47 15. Analisis keragaman keteguhan lentur (MOE) dan hasil uji duncan papan partikel... 47
16. Analisis keragaman keteguhan patah (MOR) dan hasil uji duncan papan partikel... 47
(1)
Simajuntak, Sabar Hutasoit, Fradika Siahaan, dan Shanty Sianturi atas suka duka yang telah terlalui selama penelitian serta teman-teman angkatan 2011 yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu.
Penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi mahasiswa kehutanan maupun masyarakat umum. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Juli 2016
(2)
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRACT ... i
ABSTRAK ... ii
RIWAYAT HIDUP ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... x
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 3
Manfaat Penelitian ... 3
TINJAUAN PUSTAKA Batang Kelapa Sawit ... 4
Meranti ... 5
Papan Partikel... 6
Perekat Phenol Formaldehida ... 8
Variasi Kadar Perekat ... 9
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat ... 10
Alat dan Bahan ... 10
Metode Penelitian ... 10
Persiapan partikel BKS dan serutan Meranti ... 10
Perhitungan bahan baku ... 11
Pencampuran Perekat ... 11
Pembentukan lembaran ... 11
Hotpress/Pengempaan panas ... 12
Pengkondisian ... 12
Pemotongan contoh uji ... 12
Pengujian papan partikel ... 13
(3)
Sifat Mekanis Papan Partikel ... 26
Internal Bond (IB) ... 26
Modulus of Elasticity (MOE) ... 27
Modulus of Rupture (MOR) ... 29
Kualitas papan Partikel ... 30
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 32
Saran ... 32
DAFTAR PUSTAKA ... 33
(4)
DAFTAR TABEL
No. Halaman 1. Kebutuhan bahan baku partikel ... 11 2. Standar Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel ... 13 3. Rekapitulasi skoring kualitas sifat fisis dan mekanis papan partikel ... 30
(5)
No. Halaman
1. Pola pemotongan untuk uji fisis dan mekanis papan ... 12
2. Pengujian keteguhan rekat internal ... 15
3. Cara pengujian MOR dan MOE ... 16
4. Bagan alur penelitian... 18
5. Histogram rata-rata nilai kerapatan papan partikel ... 19
6. Histogram rata-rata nilai spring back papan partikel ... 20
7. Histogram rata-rata nilai kadar air papan partikel... 21
8. Histogram rata-rata nilai DSA pada perendaman 2 jam dan 24 jam... 23
9. Histogram rata-rata nilai PT pada perendaman 2 jam dan 24 jam ... 25
10. Histogram rata-rata nilai IB papan partikel ... 26
11. Histogram rata-rata nilai MOE papan partikel ... 28
(6)
DAFTAR LAMPIRAN
No. Halaman
1. Perhitungan bahan baku papan partikel ... 36
2. Rekapitulasi nilai kerapatan dan kadar air papan partikel ... 38
3. Rekapitulasi nilai daya serap air papan partikel ... 39
4. Rekapitulasi hasil pengembangan tebal papan partikel ... 40
5. Rekapitulasi nilai internal bond papan partikel ... 41
6. Rekapitulasi nilai MOE papan partikel ... 42
7. Rekapitulasi nilai MOR papan partikel ... 43
8. Analisis keragaman kerapatan dan hasil uji duncan papan partikel ... 44
9. Analisis keragaman kadar air dan hasil uji duncan papan partikel ... 44
10. Analisis keragaman daya serap air 2 jam dan hasil uji duncan papan partikel 45 11. Analisis keragaman daya serap air 24 jam dan hasil uji duncan papan partikel 45 12. Analisis keragaman pengembangan tebal 2 jam dan hasil uji duncan papan partikel... 46
13. Analisis keragaman pengembangan tebal 24 jam dan hasil uji duncan papan partikel... 46
14. Analisis keragaman internal bond (IB) dan hasil uji duncan papan partikel 47 15. Analisis keragaman keteguhan lentur (MOE) dan hasil uji duncan papan partikel... 47
16. Analisis keragaman keteguhan patah (MOR) dan hasil uji duncan papan partikel... 47