Variasi Suhu dan Waktu Pengempaan terhadap Sifat Fisis, Mekanis dan Ketahanan Rayap Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit Dengan Perekat Phenol Formaldehida

(1)

VARIASI SUHU DAN WAKTU PENGEMPAAN TERHADAP

SIFAT FISIS, MEKANIS DAN KETAHANAN RAYAP PAPAN

PARTIKEL DARI LIMBAH BATANG KELAPA SAWIT

DENGAN PEREKAT PHENOL FORMALDEHIDA

SKRIPSI

Oleh

SYAHRONI HASAN SIREGAR 091201004

PROGRAM STUDI KEHUTANAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2013

(2)

VARIASI SUHU DAN WAKTU PENGEMPAAN TERHADAP

SIFAT FISIS, MEKANIS DAN KETAHANAN RAYAP PAPAN

PARTIKEL DARI LIMBAH BATANG KELAPA SAWIT

DENGAN PEREKAT PHENOL FORMALDEHIDA

SKRIPSI

Oleh

SYAHRONI HASAN SIREGAR 091201004

PROGRAM STUDI KEHUTANAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2013

(3)

VARIASI SUHU DAN WAKTU PENGEMPAAN TERHADAP

SIFAT FISIS, MEKANIS DAN KETAHANAN RAYAP PAPAN

PARTIKEL DARI LIMBAH BATANG KELAPA SAWIT

DENGAN PEREKAT PHENOL FORMALDEHIDA

SKRIPSI

Oleh :

SYAHRONI HASAN SIREGAR 091201004

Skripsi merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Pertanian

Universitas Sumatera Utara

PROGRAM STUDI KEHUTANAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2013

(4)

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Peneletian : Variasi Suhu dan Waktu Pengempaan terhadap Sifat Fisis, Mekanis dan Ketahanan Rayap Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit Dengan Perekat Phenol Formaldehida

Nama : Syahroni Hasan Siregar Nim : 091201004

Program Studi : Kehutanan

Disetujui oleh, Komisi Pembimbing :

Dr. Rudi Hartono, S.Hut., M.Si Tito Sucipto, S.Hut., M.Si

Ketua Anggota

Mengetahui,

Siti Latifah, S.Hut., M.Si, Ph. D Ketua Program Studi Kehutanan

(5)

ABSTRAK

SYAHRONI HASAN SIREGAR: Variasi Suhu dan Waktu terhadap Sifat Fisis, Mekanis dan Ketahan Rayap Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida. Di bawah bimbingan RUDI HARTONO dan TITO SUCIPTO.

Limbah batang kelapa sawit merupakan salah satu alternatif bahan baku pembuatan papan partikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan partikel dengan pengaruh suhu dan waktu pengempaan. Papan dibuat dengan ukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm dan kerapatan target adalah 0,70 g/cm3. Papan partikel ini menggunakan perekat phenol formaldehida 8 % dengan tekanan kempa 25 kg/cm2 dan menggunakan rancangan acak lengkap faktorial dengan 3 kali ulangan dan 2 faktor yaitu suhu pengempaan (160, 170 dan 180) oC dan waktu pengempaan (5, 7, 9 dan 11) menit. Pengujian papan partikel terdiri dari kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan lentur, keteguhan patah dan keteguhan rekat internal. Hasil pengujian dibandingkan dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) 03-2105-2006. Hasil penelitian menunjukkan nilai kerapatan, kadar air dan keteguhan rekat internal pada semua perlakuan memenuhi standar, sedangkan pada pengembangan tebal dan MOR tidak semua perlakuan yang memenuhi standar dan nilai MOE pada semua perlakuan tidak memenuhi standar. Kombinasi suhu dan waktu pengempaan yang optimal adalah pada perlakuan suhu pengempaan 180oC dengan waktu pengempaan 5, 7, 9 dan 11 menit.

Kata kunci : batang kelapa sawit, papan partikel, suhu dan waktu pengempaan, perekat phenol formaldehida

(6)

ABSTRACT

SYAHRONI HASAN SIREGAR: The variation of Temperature and Time Pressing of Physical, Mechanical and Toleration Termite Properties Particle Board from Waste Oil Palm Trunk with Phenol Formardehida Adhesive Supervised by RUDI HARTONO and TITO SUCIPTO.

The waste oil palm trunks is a alternative basic commodity manufacture particleboards. The purpose of this study was to evaluate the physical and mechanical properties with the influence temperature and pressing time. Boards were made with size 30 cm x 30 cm x 1 cm with density of 0,70 gr/cm3. Particleboards using phenol formaldehida adhesive 8%, press 25kg/cm2 and experiments were analyzed by factorial with completely randomized design in 3 temperatures (160, 170 and 180)ºC and 4 pressing times (5, 7, 9, and 11) minutes. Particleboard was tested for density, moisture content, water absorption, thickness swelling, modulus of rupture, compression strength parallel to the surface and internal bond. This result in comparison with SNI 03-2105-2006. Result showed that the value of density, moisture content and internal bond had completed the standard, while thickness swelling and MOR value on some treatment had met standard and the value of MOE did not complete the standard. Optimal condition was attained by combination of pressing temperature of 180ºC and pressing time of 5, 7, 9, 11 minute.

Key words: oil palm trunk, particleboard, temperature and pressing time, phenol formaldehida

(7)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Hasahatan Julu pada tanggal 17 September 1990 dari ayah Drs. Sofyan Adami Siregar dan ibu Siti Hajar Hasibuan. Penulis merupakan putra ke-empat dari lima bersaudara.

Penulis menyelesaikan Sekolah Dasar di SD N 145666 Hasahatan Julu tahun 2003, Sekolah Menengah Pertama (SMP) di SMP N 2 Sibuhuan 2006, dan Madarasyah Aliyah Negeri (MAN) di MAN Sibuhuan pada tahun 2009. Pada tahun 2009 penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara (USU) melalui jalur P Minat Prestasi (PMP). Penulis memilih Program Studi Kehutanan.

Selain mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam kegiatan eksrtakurikuler seperti anggota Tim Sepak Bola Universitas Sumatera Utara, kemudian anggota Himpunan Mahasiswa Silva (HIMAS) dan sebagai asisten praktikum Anatomi dan Identifikasi Kayu. Penulis mengikuti kegiatan Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan di Taman Hutan Raya dan Hutan Pendidikan Gunung Barus di Berastagi, Kabupaten Karo tahun 2011. Penulis juga melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Perum Perhutani Unit II, Jawa Timur dari tanggal 4 Februari sampai 3 Maret 2013. Pada akhir kuliah, penulis melaksanakan penelitian dengan judul Variasi Suhu dan Waktu Pengempaan terhadap Sifat Fisis, Mekanis dan Ketahanan Rayap Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida” di bawah bimbingan Dr. Rudi Hartono, S.Hut., M.Si dan Tito Sucipto, S.Hut., M.Si.

(8)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala berkat dan anugerahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan hasil penelitian ini. Hasil penelitian ini berjudul “Variasi Suhu dan Waktu Pengempaan terhadap Sifat Fisis, Mekanis dan Ketahanan Rayap Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida”.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada

1. Bapak Dr. Rudi Hartono, S.Hut,. M.Si dan Tito Sucipto, S.Hut., M.Si selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah memberi masukan dan saran dalam pembuatan hasil penelitian selama ini.

2. Bapak Apri Heri Iswanto, S.Hut., M.Si yang membantu penelitian ini sehingga terlaksana dengan baik.

3. Ayah dan Ibu tercinta (Sofyan Adami Siregar dan Siti Hajar Hasibuan) yang selalu memberi dukungan, doa dan kasih sayang serta memberi motivasi untuk tetap semangat dalam mewujudkan hasil penelitian ini.

4. Kakak dan adik tercinta (Anwar Hasan Siregar, Jahruddin Hasan Siregar, Mansur Hasan Siregar dan Rafidah Hasan Siregar) yang telah memberi motivasi dan semangat dalam penulisan laporan ini.

5. Teman-teman seperjuangan (Lasmaria Manik, Cut Yulia Magfirah, Guido Simbolon, Kaya Muda Lubis dan Riris Astrida Nababan).

6. Teman-teman satu angkatan THH 2009 (Ayu Rahayu Effendi Surbakti, Wilna Fikriyah Hasibuan, Ade Dwi Fonna Rizky, Hardiansyah E. Lubis, Rahmat Hidayat Daulay dan teman-teman lainnya).

(9)

Penulis mengharapkan agar hasil penelitian ini dapat menjadi panduan belajar dan bacaan yang bermanfaat bagi mahasiswa kehutanan secara khusus dan masyarakat secara umum. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.

Medan, September 2013

(10)

DAFTAR ISI

Hal.

ABSTRAK……… iv

KATA PENGANTAR……….. v

RIWAYAT HIIDUP.……… vi

DAFTAR ISI.……… vii

DAFTAR TABEL………. viii

DAFTAR GAMBA………... ix

DAFTAR LAMPIRAN………. x

PENDAHULUAN Latar Belakang……….. 1

Tujuan Penelitian……….. 3

Manfaat Penelitian……… 3

TINJAUAN PUSTAKA Batang Kelapa Sawit (BKS)……… 4

Perekat Phenol Formaldehida (PF)……….. 6

Papan Partikel……….. 7

Pengempaan………. 12

Rayap Tanah……… 14

METODOLOGI Waktu dan Lokasi Penelitian……….. 16

Alat dan Bahan………... 16

Prosedur Penelitian………. 17

Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel……….. 20

Kerapatan………... 20

Kadar air………. 20

Daya serap air………. 21

Pengembangan tebal... 21

Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel……… 21

Keteguhan Rekat Internal (IB)……….. 21

Keteguhan Lentur (Modulus Of Elasticity)……… 22

Modulus Patah (Modulus of Repture)……… 22

Pengujian Ketahanan Papan Partikel Terhadap Serangan Rayap Tanah….. 24

(11)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisis Papan Partikel……….. 26

Kerapatan……….. 26

Kadar Air………... 28

Daya Serap Air……….. 30

Pengembangan Tebal……….... 33

Sifat Mekanis Papan Partikel………... 35

Modulus of Elasticity (MOE)……… 36

Modulus of Rupture (MOR)……….. 37

Internal Bond (IB)………. 38

Uji Ketahanan Papan Partikel terhadap Serangan Rayap Tanah………... 40

Nilai Kualitas Papan Partikel……… 43

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan……….. 45

Saran……… 45

DAFTAR PUSTAKA……….. 46

(12)

DAFTAR TABEL

Hal.

1. Sifat-sifat dasar BKS……… 5

2. Penilaian serangan rayap berdasarkan visual grave yard test……… 25 3. Standar mutu sifat fisis dan mekanis papan partikel berdasarkan

SNI 03-2105-2006 ... 25 4. Hasil tingkat serangan rayap tanah terhadap papan partikel ... 42 5. Peringkat kualitas papan partikel dari limbah BKS dengan perekat PF ... 43

(13)

DAFTAR GAMBAR

Hal.

1. Pola pemotongan permukaan contoh uji untuk pengujian ...18

2. Bagan alir penelitian ...19

3. Pengujian keteguhan rekat internal ...22

4. Pengujian MOE dan MOR ...23

5. Grafik rata-rata kerapatan papan partikel...26

6. Grafik rata-rata kadar air papan partikel ...29

7. Grafik rata-rata daya serap air papan partikel ...31

8. Grafik rata-rata pengembangan tebal papan partikel ...33

9. Grafik rata-rata MOE papan partikel ...35

10. Grafik rata-rata MOR papan partikel ...37

11. Grafik rata-rata internal bond papan partikel ...38

12. Grafik rata-rata penurunan berat papan partikel ...40

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

Hal.

1. Pehitungan kebutuhan bahan baku papan partikel ...49

2. Nilai sifat fisis papan partikel ...49

3. Nilai sifat mekanis papan partikel ...50

4. Nilai penurunan berat papan partikel ...50

(15)

ABSTRAK

Kata kunci : batang kelapa sawit, papan partikel, suhu dan waktu pengempaan, perekat phenol formaldehida

(16)

ABSTRACT

Key words: oil palm trunk, particleboard, temperature and pressing time, phenol formaldehida

(17)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Peningkatan jumlah penduduk dan semakin maju peradaban manusia menyebabkan kebutuhan kayu baik untuk bahan bangunan maupun peralatan rumah tangga semakin meningkat. Sebaliknya kemampuan hutan dalam mensuplai kayu untuk kebutuhan manusia terus mengalami penurunan sehingga perlu dicari bahan baku alternatif pengganti kayu yang potensinya besar dan murah seperti batang kelapa sawit.

Potensi luas areal kelapa sawit di Indonesia pada tahun 2009 adalah 8,2 juta Ha (Departemen Pertanian, 2010). Tanaman sawit mempunyai masa produktif sampai dengan 25 tahun. Setelah itu, akan dilakukan peremajaan. Biasanya batang kelapa sawit (hasil peremajaan) hanya menjadi limbah tanpa dimanfaatkan dan dibakar atau dibiarkan melapuk di lapangan. Pembakaran, selain tidak menghasilkan apa-apa, juga akan menimbukan pencemaran udara yang dapat mengganggu lingkungan. Padahal potensi batang kelapa sawit sangat besar untuk dimanfaatkan sebagai pengganti kayu.

Mengingat potensinya yang sangat besar maka pemanfaatan batang kelapa sawit sebagai penghasil kayu tambahan (supplement) merupakan salah satu alternatif yang sangat menjanjikan. Namun batang kelapa sawit memiliki sejumlah kelemahan antara lain stabilitas dimensi kayu kelapa sawit tergolong rendah, kelas kuat III–V, kelas awet V dan sifat mekanis juga rendah (Bakar, 2003).

Kelemahan yang dimiliki oleh BKS menyebabkan BKS sulit di manfaatkan dalam bentuk utuh. Sehingga perlu alternatif pemanfaatan BKS, salah

(18)

satunya adalah menjadi produk papan partikel. Hal ini dimungkinkan, karena BKS mengandung bahan berlignoselulosa. Selain itu pada produk papan partikel tidak mensyaratkan kualitas bahan baku yang tinggi.

Pembuatan papan partikel dipengaruhi oleh jenis perekat seperti phenol formaldehida (PF). Perekat PF memiliki kelebihan yaitu sifat perekatan yang baik, sedangkan kelemahannya yaitu sumber bahan baku yang semakin berkurang serta menimbulkan emisi formaldehida terhadap lingkungan (Sucipto dkk. 2010). Selain itu, kualitas papan partikel juga dipengaruhi oleh suhu dan waktu pada saat pengempaan.

Faktor yang mempengaruhi kualitas perekat salah satunya adalah suhu dan lamanya waktu pengempaan. Menurut Yusuf (2000) jika suhu pengempaan di atas suhu optimum dengan waktu yang lama akan menyebabkan papan partikel yang dihasilkan terlalu matang (overmatured) sehingga bersifat getas dan menyebabkan ikatan antar partikel menjadi tidak normal. Pengempaan pada suhu di bawah suhu optimum dan waktu yang terlalu singkat maka akan menyebabkan perekat tidak matang. Pengempaan pada suhu optimum diharapkan menghasilkan kualitas rekatan yang baik, sehingga perlu dicari suhu dan waktu pengempaan optimum untuk perekat PF.

Berdasarkan hal tersebut maka dilakukan penelitian dengan judul “Pengaruh suhu dan waktu terhadap sifat fisis, mekanis dan ketahanan rayap papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat phenol formaldehida”. Papan partikel yang dihasilkan akan dibandingkan dengan SNI (Standar Nasional Indonesia). Uji fisis dan mekanis papan partikel berdasarkan

(19)

SNI 03-2105-2006 dan uji ketahanan serangan rayap berdasarkan SNI 01-7207-2006.

Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah :

1. Mengevaluasi pengaruh suhu dan waktu pengempaan terhadap sifat fisis papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat PF.

2. Mengevaluasi pengaruh suhu dan waktu pengempaan terhadap sifat mekanis papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat PF 3. Mengevaluasi tingkat serangan rayap tanah terhadap papan partikel.

4. Mengevaluasi suhu dan waktu pengempaan terbaik pada proses pembuatan papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan menggunakan perekat PF.

Manfaat Penelitian

1. Dapat memberikan alternatif penggunaan bahan baku pengganti kayu yang semakin berkurang ketersediaannya.

2. Dapat memberikan nilai tambah pemanfaatan batang kelapa sawit dalam industri kayu di Indonesia.

(20)

TINJAUAN PUSTAKA

Batang Kelapa Sawit (BKS)

Kelapa sawit (Elais guinensis Jacq) termasuk dalam famili arecaceae. Menurut sistem klasifikasinya, sawit termasuk dalam kingdom plantae, divisi spermatophyta, subdivisi angiospermae, kelas monocotyledonae, famili arecaceae, subfamili cocoideae, genus elaeis dan spesies Elaeis guineensis Jacq (Hadi, 2004).

Tanaman kelapa sawit diyakini dari Afrika Barat. Walaupun demikian tanaman kelapa sawit ternyata cocok dikembangkan di luar daerah asalnya, termasuk Indonesia. Tanaman sawit menghendaki keadaan topografi yang berbentuk datar, landai dengan ketinggian sampai sekitar 500 mdpl. Tanah yang permeabilitasnya baik dan pH antara 4-6. Curah hujan yang diperlukan berkisar 2.000-3.000 mm/tahun yang tersebar merata sepanjang tahun. Temperatur berkisar 20˚C -26˚C dan kelembaban udara antara 50%-90% dengan lama penyinaran (cahaya matahari) antara 5-7 jam setiap hari (Balfas, 2003).

Tanaman kelapa sawit merupakan tanaman monokotil, yaitu batangnya tidak mempunyai kambium dan umumya tidak bercabang. Batang kelapa sawit berbentuk silinder dengan diameter 45-60 cm. Tanaman yang masih muda, batangnya tidak terlihat karena terlindung oleh pelepah daun, tinggi batang bertambah 35-75 cm/tahun, tapi jika kondisi lingkungan yang sesuai maka pertambahan tinggi batang dapat mencapai 100 cm per tahun dan tinggi maksimum yang ditanam di perkebunan adalah 15-18 meter (Prayetno dan Darmoko, 1994).

(21)

Batang kelapa sawit memiliki variasi bentuk batang berupa tinggi dan diameter batang yang tidak jauh berbeda dengan kayu yang diperoleh dari tanaman monokotil lainnya. Bentuk batang sawit meruncing dari pangkal ke ujung batang. Penurunan diameter batang dari pangkal ke ujung terasa perlahan-lahan kecuali dari bagian pangkal sampai ketinggian 1 meter di atasnya (Prayitno dan Darnoko,1994).

Bahan baku pembuatan papan partikel dihasilkan dari BKS yaitu setelah umur 25 tahun. Struktur BKS mempunyai sifat yang berbeda antara bagian pangkal batang dan bagian ujung, bagian tengah batang, inti dan bagian tepinya. Sifat-sifat dasar dari BKS yaitu kadar airnya sangat bervariasi pada berbagai posisinya dalam batang. Kadar air batang dapat mencapai 100-500 %. Sifat lain adalah berat jenis yang juga berbeda pada setiap bagian batang. Secara rata-rata berat jenis BKS termasuk kelas kuat IV pada bagian tepi dan kelas kuat V pada bagian tengah dan pusat batang (Bakar, 2003). Sifat-sifat itu dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Sifat-sifat dasar BKS

Sifat-Sifat Penting Bagian Dalam Batang

Tepi Tengah Pusat

Berat Jenis 0,35 0,28 0,20

Kadar Air (%) 156 257 365

Kekuatan Lentur (kg/cm2) 29.996 11.421 6.980

Keteguhan Lentur (kg/cm2) 295 129 67

Susut Volume 26 39 48

Kelas Awet V V V

Kelas Kuat III-V V V

Komponen utama yang terkandung pada batang kelapa sawit adalah selululosa, lignin, air, pati dan abu. Kadar air dan pati yang tinggi menyebabkan

(22)

kestabilan dimensi kayu, sifat fisik, sifat mekanik rendah sehingga mudah patah, retak dan berjamur (Sjostrom, 1993).

Perekat phenol formaldehida (PF)

Phenol formaldehida (PF) merupakan hasil kondensasi dengan monohidrikphenol, termasuk phenol itu sendiri, creosol dan xylenol. Phenol formaldehida ini dapat dibagi menjadi dua kelas yaitu resol yang besifat thermoset dan novolak yang bersifat thermoplastik. Perbedaan kedua ini disebabkan oleh perbandingan molar phenol dan formaldehida, serta katalis atau kondisi yang terjadi selama berlangsungnya reaksi (Ruhendi dkk., 2007).

Kelebihan phenol formaldehida yaitu tahan terhadap perlakuan air, tahan terhadap kelembaban dan temperatur tinggi, tahan terhadap bakteri, jamur, rayap dan mikroorganisme serta tahan terhadap bahan kimia, seperti minyak, basa, dan pengawet kayu. Kelemahanya yaitu memberikan warna gelap, kadar air kayu harus lebih rendah dari pada kadar air kayu yang menggunakan perekat phenol formaldehida atau perekat lainnya serta garis perekatan yang relatif tebal dan mudah patah (Ruhendi dkk., 2007).

Resol terbentuk bila formaldehida terdapat pada jumlah yang berlebihan dibanding phenol yaitu 1,8-2,2. Dengan alkali kuat sebagai kualitasnya, seperti natrium hiroksida. Sedangkan novolak terbentuk bila phenol terdapat dalam jumlah yang lebih berbanding formaldehida yaitu 1 (0,8-1) dengan asam kuat sebagai katalisnya, seperti para-toluena, asam sulfonim, asam oksalat dan asam sulfat (Rehendi dkk., 2007).

Perekat phenol formaldehida mengeras lebih lambat dari perekat urea formaldehida, dan membutuhkan temperatur yang lebih tinggi, yaitu antara

(23)

121˚C-149˚C (250˚F-300˚F) untuk bagian tengah dan 204˚C (400˚F) untuk bagian permukaan lembaran. Perekat PF tahan terhadap air dingin dan air mendidih. Perekat PF memberikan pengikatan yang tahan terhadap iklim dan uap panas (Hadi, 1988).

Papan Partikel

Papan partikel merupakan salah satu produk biokomposit yang dihasilkan dari potongan kayu kecil (partikel) atau bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat dengan menggunakan perekat dan dibantu oleh faktor suhu, tekanan dan waktu kempa (Haygreen dan Bowyer, 1996). Bentuk partikel yang digunakan dalam pembuatan partikel dapat mermacam-macam seperti bentuk serbuk, serpih (flake), hasil ketaman (shaving), potongan kecil (chips), untai (strand), sliver dan wafer.

Menurut Haygreen dan Bowyer (1996), tipe partikel yang digunakan untuk bahan baku pembuatan papan partikel adalah :

a. Pasahan (shaving), partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu. b. Serpih (flake), partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan

sebelumnya yang dihasilkan dalam peralatan yang dikhususkan.

c. Biskit (wafer), serupa serpih dalam bentuknya tetapi lebih besar. Biasanya lebih dari 0,025 inci tebalnya dan lebih dari 1 inci panjangnya.

d. Tatal (chips), sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau yang besar atau pemukul, seperti dengan mesin pembuat tatal kayu pulp. e. Serbuk gergaji (sawdust), berupa serpih yang dihasilkan oleh pemotongan

(24)

f. Untaian (strand), pasahan panjang, tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar.

g. Kerat (silver), hampir persegi potongan melintangnya dengan panjang paling sedikit 4 kali ketebalannya.

h. Wol kayu (excelsior), keratin yang panjang, berombak, ramping juga digunakan sebagai kasuran pada pengepakan.

Maloney (1993) menyatakan bahwa dibandingkan dengan kayu asalnya, papan partikel mempunyai beberapa kelebihan diantaranya papan partikel bebas mata kayu, ukuran dan kerapatannya dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta mudah dikerjakan, mempunyai sifat isotropis, kemudian sifat dan kualitasnya dapat diatur. Papan partikel juga mempunyai beberapa kelemahan yaitu ketahanan yang rendah terhadap air yang menyebabkan papan partikel mudah menyerap air dan dalam keadaan basah sifat-sifat yang berhubungan dengan kekuatan menurun drastis.

Menurut Sutigno (1994) ada beberapa macam papan partikel yang dibedakan berdasarkan :

a. Bentuk

Papan partikel pada umumnya berbentuk datar dengan ukuran relatif panjang tipis sehingga disebut panel. Ada beberapa papan partikel yang tidak datar (papan partikel lengkung) dan mempunyai bentuk tertentu tergantung pada cetakan yang dipakai seperti bentuk kotak radio.

b. Pengempaan

Cara pengempaan dapat secara mendatar atau secara ekstrusi. Cara mendatar ada yang kontinyu dan tidak kontinyu. Cara kontinyu

(25)

berlangsung melalui ban baja yang menekan pada saat bergerak memutar. Cara tidak kontinyu pengempaan berlangsung pada lempeng yang bergerak vertikal dan banyaknya celah dapat satu atau lebih. Pada cara ekstrusi, pengempaan berlangsung kontinyudiantara dua lempeng statis. Penekanan dilakukan oleh semacam piston yang bergerak vertikal dan horizontal.

c. Kerapatan

Ada tiga kelompok kerapatan papan partikel, yaitu rendah, sedang dan tinggi. Terdapat perbedaan batas antara setiap kelompok tersebut, tergantung pada standar yang digunakan.

d. Kekuatan (Sifat Mekanis)

Pada prinsipnya sama seperti kerapatan, pembagian berdasarkan kekuatan pun ada yang rendah, sedang dan tinggi. Terdapat perbedaan batas antara setiap macam (tipe) tersebut, tergantung pada standar yang digunakan. e. Macam perekat

Macam perekat yang dipakai mempengaruhi ketahanan papan partikel terhadap pengaruh kelembaban, yang selanjutnya menentukan penggunaannya. Ada standar yang membedakan berdasarkan sifat perekatnya, yaitu interior dan eksterior. Ada standar yang memakai penggolongan berdasarkam macam perekat, yaitu Tipe U (urea formaldehyde atau yang setara), Tipe M (melamin urea formaldehyde atau yang setara) dan tipe P (phenol formaldehyde atau yang setara).

(26)

f. Susunan partikel

Pada saat membuat partikel dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu halus dan kasar. Pada saat membuat papan partikel kedua macam partikel tersebut dapat disusun tiga macam sehingga menghasilkan papan partikel yang berbedayaitu papan partikel homogeny (berlapis tunggal), papan partikel berlapis tiga dan papan partikel berlapis bertingkat.

g. Arah partikel

Pada saat membuat hamparan, penaburan partikel (yang sudah dicampur dengan perekat) dapat dilakukan secara acak (arah serat partikel tidak teratur) atau arah serat diatur, misalnya sejajar atau bersilangan tegak lurus. Untuk yang disebutkan terakhir dipakai partikel yang relatif panjang, biasanya berbentuk untai (strand) sehingga disebut papan untai terarah (oriented strand board atau OSB).

h. Penggunaan

Berdasarkan penggunaan yang berhubungan dengan beban, papan partikel dibedakan menjadi papan partikel penggunaan umum dan papan partikel struktural (memerlukan kekuatan yang lebih tinggi). Untuk membuat mebel, pengikat dinding dipakai papan partikel penggunaan umum. Untuk membuat komposisi dinding, peti kemas dipakai papan partikel struktural. i. Pengolahan

Ada dua macam papan partikel berdasarkan tingkat pengolahannya, yaitu pengolahan primer dan pengolahan sekunder. Papan partikel pengolahan primer adalah papan partikel yang dibuat melalui pembuatan partikel, pembentukan hamparan dan pengempaan yang menghasilkan papan

(27)

partikel. Papan partikel pengolahan sekunder adalah pengolahan lanjutan dari papan partikel pengolahan primer misalnya dilapisi vinir indah, dilapisi kertas aneka corak.

Menurut Haygreen dan Bowyer (1996), proses pembuatan papan partikel secara garis besar dapat dibagi dalam tahapan sebagai berikut:

1. Penerimaan dan penyimpanan bahan baku.

2. Proses pembuatan papan partikel kayu sesuai dengan tujuan produksi. 3. Penyaringan dan pengeringan partikel sampai mencapai kadar air 5-12%. 4. Pencampuran perekat dengan partikel sebanyak 6%-10% dari berat

partikel kering tanur .

5. Pembentukan lembaran di atas plat logam, kemudian ditekan (prakempa). 6. Pengempaan panas.

Suhu kempa sebaiknya tidak melebihi 170˚C karena dapat mengakibatkan kerusakan ikatan perekat dan partikel kayu. Semakin tinggi suhu kempa semakin cepat waktu pengempaan yang diperlukan. Lama pengempaan baervariasi antara 1-45 menit. Besarnya tekanan yang digunakan dalam pengempaan sangat tergantung pada ketebalan dan kerapatan papan partikel yang diharapkan.

7. Pengkondisian untuk penyeragaman kadar air untuk mencapai persentasi yang diinginkan.

8. Pemotongan keempat sisi papan menjadi ukuran yang diinginkan. 9. Finishing, untuk meningkatkan kegunaan papan partikel.

(28)

Pengempaan

Pengempaan bertujuan untuk membantu proses pengaliran perekat membentuk lapisan tipis, membantu proses pemindahan perekat agar dapat berpindah dari satu permukaan kepermukaan lain, membantu proses penembusan rongga sel kayu. Pengempaan produk perekatan bertujuan untuk menempelkan perekat lebih rapat sehingga garis perekat dapat terbentuk serata mungkin dengan ketebalan yang setipis mungkin. Pengempaan di dalam proses perekatan dibagi ke dalam dua tipe yaitu pengempaan dingin (repressing atau cold pressing) dan pengempaan panas (hot pressing) yang dijalankan dengan suhu dan tekanan tertentu (Sutigno, 1988).

Perekatan partikel terjadi pada saat proses pengempaan dan dipengaruhi oleh suhu, waktu dan tekanan pengempaan. Suhu pengempaan yang rendah perlu diimbangi dengan waktu yang lama. Suhu yang terlalu rendah ataupun terlalu tinggi akan mengurangi keteguhan rekatnya. Masa kempa perlu disesuaikan dengan perekat yang digunakan serta suhu pada proses pengempaan. Tekanan saat pengempaan biasanya berkisar 5-25 kg/cm2 (Sutigno, 1988). Suhu pada saat proses kempa berkisar antara 130-150oC dan besarnya tekanan antara 15-35 kg/cm2 (FAO, 1996).

Salah satu faktor yang perlu diperhatikan dalam pencapaian keberhasilan proses perekatan adalah waktu pengempaan. Waktu kempa tergantung dari beberapa faktor antara lain tipe atau jenis perekat yang dipergunakan. Prinsip yang dipakai untuk menentukan lama waktu pengempaan adalah perilaku jenis perekat dan kondisi adonan perekat yang dipakai sewaktu dikenai tekanan. Waktu

(29)

kempa juga dipengaruhi oleh ketebalan bahan yang direkat dan komposisi adonan atau larutan perekat (Ruhendi dkk., 2007).

Suhu pengempaan berhubungan dengan waktu pengempaan. Suhu yang tinggi diperlukan untuk mematangkan perekat dengan cepat tetapi kurang ekonomis karena diperlukan biaya yang tinggi untuk membawa suhu kempa ke suhu yang lebih tinggi dari suhu kamar. Suhu yang rendah dipakai untuk mematangkan perekat tetapi diperlukan waktu yang lebih lama. Hubungan antara biaya dan waktu pengempaan berarti membentuk kombinasi keduanya yang selanjutnya akan menentukan kapasitas pabrik berjalan untuk memproduksi produk perekatan (Ruhendi dkk., 2007).

Rayap Tanah

Rayap merupakan serangga sosial, dan terdapat pembagian kerja di antara kastanya. Hampir setiap jenis rayap mempunyai kasta reproduktif, kasta prajurit dan kasta pekerja yang mempunyai tugas yang sangat spesifik yaitu membangun sarang, mengumpulkan makanan dan memberi makan kasta reproduktif dan prajuritnya (Sigit dan Hadi, 2006).

Menurut Nandika dkk. (2003), rayap tanah memiliki ciri-ciri sebagai berikut: kepala berwarna kuning, antena, labrum, dan pronotum kuning pucat; antena terdiri dari 15 segmen, segmen kedua dan keempat sama panjangnya, mandibel berbentuk seperti arit dan melengkung diujungnya, batas antar sebelah dalam dari mandibel sama sekali rata; panjang kepala dengan mandibel 2,46-2,66 mm, panjang kepala tanpa mandibel 1,56-1,68 mm, lebar kepala 1,40-1,44 mm dengan lebar pronotum 1,00-1,03 mm dan panjangnya 0,56 mm, dengan panjang

(30)

badan 5,5-6,0 mm. Selain itu, bagian abdomen ditutupi dengan rambut yang menyerupai duri dan abdomen berwarna putih kekuningan.

Rayap selalu hidup dalam satu kelompok yang disebut koloni dengan pola hidup sosial. Satu koloni terbentuk dari sepasang laron (alates) betina dan jantan yang melakukan kopulasi dan mampu memperoleh habitat yang cocok yaitu bahan berselulosa untuk membentuk sarang utama. Koloni rayap dapat juga terbentuk dari fragmen koloni yang terpisah dari koloni utama karena sesuatu bencana yang menimpa koloni utama itu. Individu betina pertama yang dapat kita sebut ratu meletakkan beribu-ribu telur yang kemudian menetas dan berkembang menjadi individu-individu yang polimorfis (Tarumingkeng, 2001).

Rayap merupakan serangga kecil berwarna putih pemakan selulosa yang sangat berbahaya bagi bangunan yang dibangun dengan bahan-bahan yang mengandung selulosa seperti kayu dan produk turunan kayu (papan partikel, papan serat, plywood, blockboard dan laminated board). Rayap termasuk ke dalam ordo blatodea, mempunyai 7 (tujuh) family termitidae yang merupakan kelompok rayap tinggi. Rayap merupakan serangga pemakan kayu (Xylophagus) atau bahan-bahan yang mengandung selulosa. Rayap juga hidup berkoloni dan mempunyai sistem kasta dalam kehidupannya (Nandika dkk. 2003).

(31)

METODOLOGI

Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni 2012 sampai Maret 2013. Persiapan bahan baku dilakukan di Workshop Kehutanan, Fakultas Pertanian (FP), Universiats Sumatera Utara (USU), pengovenan partikel BKS dilakukan di Pusat Penelitian Kelapa Sawit Medan dan Laboratorium Ilmu Tanah, FP USU. Pembuatan papan partikel dan pengujian sifat mekanis dilaksanakan di Laboratorium Biokomposit dan Keteknikan Kayu, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Pengujian sifat fisis dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, FP USU. Uji ketahanan papan partikel terhadap rayap tanah dilaksanakan di Hutan Tri Darma USU.

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah chainsaw, ember besar, mesin serut, terpal, oven, plastik, timbangan ukuran 300 g dengan ketelitian 0,01, extruder, sprayer gun, alat pencetak lembaran ukuran 30 cm x 30 cm dengan tinggi 15 cm , kempa panas (hot press), gergaji, kalifer, micrometer skrup, UTM (Universal Testing Machine) merk Instron, alat tulis, kalkulator dan kamera digital. Bahan yang digunakan adalah batang kelapa sawit, perekat PF dalam bentuk cair.

Prosedur Penelitian 1. Penyiapan bahan baku

(32)

Persiapan bahan yang dilakukan adalah dengan memilih batang kelapa sawit yang tidak produktif dan dipotong dengan chainsaw. Batang kelapa sawit dipotong dan di belah menjadi balok dengan menggunakan chainsaw. Balok dari kelapa sawit di serut menjadi bentuk partikel. Partikel yang telah diserut dikeringkan sampai kadar airnya 5 %.

2. Pencampuran (blending)

Partikel dicampurkan dengan perekat PF dengan kadar perekatnya adalah 8%. Partikel dicampur dengan cara disemprotkan dengan menggunakan sprayer gun sesuai dengan kebutuhan setiap papan. Papan partikel yang akan dibuat adalah berkerapatan 0,7 dengan ukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm.

3. Pembentukan lembaran

Partikel yang telah dicampur dengan perekat dimasukkan ke dalam pencetakan lembaran. Pembentukan lembaran dilakukan dengan menggunakan alat pencetak lembaran ukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm.

4. Pengempaan panas (hot pressing)

Pengempaan dilakukan adalah kempa panas dengan suhu 160, 170, dan 180˚C dan waktu 5, 7, 9, dan 11 menit.

5. Pengkondisian (conditioning)

Papan yang baru dibentuk biasanya didinginkan terlebih dahulu sebelum ditumpuk. Penumpukan papan partikel pada kondisi panas akan menghambat proses pendinginannya dan memberikan efek negatif terhadap papan itu sendiri, seperti pewarnaan, terlepasnya partikel-partikel lapisan permukaan pada saat pengemplasan dan menurunkan kekuatan. Pengkondisian dilakukan untuk menyeragamkan kadar air dan menghilangkan tegangan sisa yang

(33)

terbentuk selama proses pengempaan panas selama 14 hari pada suhu kamar. Selain itu pengkondisian dimaksudkan agar kadar air papan komposit mencapai kesetimbangan.

6. Pemotongan Contoh Uji

Papan partikel yang telah mengalami conditioning kemudian dipotong sesuai dengan tujuan pengujian yang dilakukan. Ukuran contoh uji disesuaikan dengan standar pengujian SNI 03-2105-2006 tentang papan partikel. Pola pemotongan untuk pengujian seperti terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Pola pemotongan permukaan contoh uji untuk pengujian Keterangan

1. A = contoh uji MOE, MOR dan penurunan berat (20 cm x 5 cm) 2. B = contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air (5 cm x 5 cm) 3. C = contoh uji internal bond (5 cm x 5 cm)

4. D = contoh uji kerapatan dan kadar air (10 cm x 10 cm)

A

D

C

(34)

Proses secara singkat dapat di lihat pada gambar 2.

Gambar 2. Bagan alir penelitian

Pengujian kualitas

Pengkondisian selama 2 minggu Pembentukan lembaran papan

ρ = 0,7 g/cm3

dimensi = 30 cm x 30 cm x 1 cm Pencampuran dengan perekat PF

8 % (blending) Dikeringkan (KA 5 %)

Diserut Dibuat menjadi balok

Batang kelapa sawit

Pengujian sifat fisis dan mekanis SNI 03-2105-2006

Uji rayap SNI 01-7207-2006 Pengempaan (hot pressing) dengan tekanan 25 kgf/cm2

variasi suhu (160, 170, 180) oC dan waktu (5, 7, 9 dan 11) menit

(35)

Pengujian Sifat Fisis Papan partikel

Pengujian ini meliputi pengujian kerapatan papan partikel, kadar air papan partikel dan pengembangan tebal.

a. Kerapatan

Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm dalam keadaan kering udara ditimbang beratnya (M). Selanjutnya diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume contoh uji (V). Nilai kerapatan papan partikel dihitung dengan rumus:

ρ =

V M

Keterangan:

ρ = kerapatan (g/cm3)

M = berat contoh uji kering udara (g) V = volume contoh uji kering udara (cm3) b. Kadar air

Contoh uji yang digunakan adalah bekas contoh uji kerapatan dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm. Contoh uji ditimbang terlebih dahulu untuk memperoleh berat awal (BA), kemudian contoh uji dioven pada suhu 103 ± 2 oC. selama 24 jam. Contoh uji didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang untuk mengetahui berat kering tanurnya (BKO) Nilai kadar air dihitung menggunakan persamaan:

KA (%) =

BKO BKO BA−

(36)

Keterangan:

KA = kadar air (%) BA = berat awal (g)

BKO = berat kering tanur (g)

c. Daya Serap Air

Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm ditimbang berat awalnya (B1), kemudian contoh uji direndam dalam air dingin selama 24 jam dan ditiriskan lalu ditimbang berat akhirnya (B2). Nilai daya serap air dihitung dengan rumus:

DSA = 1

1 2

B B B −

x 100%

Keterangan:

DSA = daya serap air (%)

B1 = berat sebelum perendaman (g) B2 = berat setelah perendaman (g) d. Pengembangan tebal

Contoh uji sama dengan contoh uji daya serap air yang berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm. Perhitungan pengembangan tebal didasarkan pada selisih tebal sebelum (T1) dan setelah perendaman (T2) dengan air dingin selama 24 jam. Nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus:

TS (%) = 1

1 2

T T T −

x 100%

Keterangan:

TS = pengembangan tebal (%) T1 = berat sebelum perendaman (g) T2 = berat setelah perendaman (g)

(37)

Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel

a. Keteguhan rekat internal

Contoh uji ukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm direkatkan pada dua buah blok besi dengan perekat epoksi dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kedua blok besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum menggunakan UTM merk Instron. Cara pengujian dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Pengujian keteguhan rekat internal

Nilai keteguhan rekat internal atau Internal Bond (IB) dihitung dengan rumus berikut:

IB =

A Pmax

Keterangan :

IB = Internal Bond atau keteguhan rekat internal (kg/cm²), P = beban saat ikatan partikel lepas (kg)

A = luas permukaan contoh uji (cm2) b. Keteguhan Lentur (Modulus of Elasticity)

Pengujian Modulus of Elasticity (MOE) dilakukan bersama-sama dengan pengijuan MOR dengan pengujian 20 cm x 5 cm x 1 cm pada kondisi kering udara dibentangkan dengan pembebanan dilakukan di tengah-tengah jarak sangga. Kecepatan pembebanan sebesar 10 mm/menit yang selanjutnya diukur besarnya

Balok Besi

Contoh Uji

Balok Besi

(38)

beban yang dapat ditahan oleh contoh uji tersebut sampai batas proporsi. Pola pembebanan dalam pengujian disajikan pada Gambar 4.

Gambar 4. Pengujian MOE dan MOR

Keterangan:

P = beban maksimum (kg) L = jarak sangga (15 cm) h = tebal contoh uji (cm) b = lebar contoh uji ( cm)

Nilai MOE dihitung dengan rumus berikut:

MOE =

3 3

4 ybh PL

∆ ∆

Keterangan :

MOE = modulus of elasticity (kgf/cm2)

ΔP = perubahan beban yang digunakan (kg) L = panjang contoh uji (cm)

Δy = perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm) b = lebar contoh uji (cm)

h = tebal contoh uji (cm)

c. Modulus Patah (Modulus of Rupture)

Pengujian modulus patah menggunakan contoh uji yang sama dengan contoh uji pengujian modulus elastisitas. Contoh pengujian MOR dapat dilihat pada Gambar 3. Nilai MOR dihitung dengan rumus berikut:

(39)

MOR = ₂

2 3

bh PL

Keterangan :

MOR = modulus of rupture (kgf/cm2), P = beban maksimum (kgf)

L = panjang bentangan contoh uji (cm) b = lebar contoh uji (cm)

h = tebal contoh uji (cm)

Pengujian Ketahanan Papan Partikel Terhadap Rayap Tanah

Contoh uji penurunan berat papan partikel adalah 20 cm x 5 cm x 1 cm. Pengujian dilakukan untuk mengetahui sifat ketahanan papan partikel terhadap serangan rayap tanah. Pengujian dilakukan dengan cara grave yard test (uji kubur). Contoh uji sebelum diuji kubur dikeringkan dahulu dalam oven selama 24 jam pada suhu 103 ± 2 oC. Setelah dioven contoh uji ditimbang untuk mengetahui berat kering tanur awalnya (BKO1). Contoh uji kemudian dilakukan uji kubur selama 100 hari.

Penguburan dilakukan secara acak dan dibiarkan 5 cm dari bagian ujung papan partikel terlihat di atas permukaan tanah dan diberi tanda menggunakan seng. Jarak contoh uji penurunan berat papan patikel bekisar antara 5-30 cm. Setelah 100 hari, contoh uji diambil dan dibersihkan dari tanah. Kemudian dioven kembali dengan suhu 103 ± 2 oC selama 24 jam dan ditimbang beratnya (BKT2). Persentase penurunan berat contoh uji dihitung berdasarkan rumus:

P = 100%

1 2 1

x BKO

BKO BKO −

Keterangan:

P = penurunan berat (%)

BKO1 = berat kayu kering tanur sebelum diumpankan (g) BKO2 = berat kayu kering tanur setelah diumpankan (g).

(40)

Setelah dilakukan penurunan berat, maka dilihat derajat serangan rayap terhadap papan partikel, seperti disajikan pada Tabel 3.

Tabel 2. Penilaian serangan rayap berdasarkan visual grave yard test

No Penilaian Kualitatif Skor Tingkat serangan Kondisi contoh uji

1 A Utuh (tidak ada serangan gigitan) 0 2 B Serangan ringan (ada bekas gigitan

rayap) 1-20

3 C Serangan sedanga berupa

saluran-saluran yang tidak dalam dan melebar 21-40

4 D Serangan hebat berupa saluran-saluran

yang dalam dan lebar 41-60

5 E Serangan hancur (lebih dar i 50 % penampang melintang dimakan rayap) 61-80

Sumber : Somnuwat dkk. (1995)

Analisis Data

Analisis data dilakukan secara deskripsi, membandingkan data yang diperoleh dengan standard SNI 03-2105-2006 dan berdasarkan visual grave yard test untuk ketahanan rayap. Standard mutu sifat fisis dan mekanis papan partikel dengan perekat PF berdasarkan SNI 03-2105-2006 dapat di lihat pada tabel 3 dan uji ketahanan rayap di lihat pada tabel 2 diatas.

Tabel 3.Standar mutu sifat fisis dan mekanis papan partikel berdasarkan sni 03-2105-2006

No Sifat Fisis dan Mekanis SNI 03-2105-2006

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

2 Kadar air (%) ≤ 14

3 Daya serap air (%) -

4 Pengembangan tebal (%) ≤ 12

5 MOR (kg/cm2) ≥ 82

6 MOE (kg/cm2) ≥ 20.400

(41)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat-sifat papan partikel yang diukur meliputi sifat fisis, sifat mekanis dan ketahanan rayap terhadap papan partikel. Sifat fisis terdiri atas kerapatan, kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal. Sifat mekanis yaitu modulus patah (MOR), modulus elastisitas (MOE), keteguhan rekat internal.

Sifat Fisis Papan Partikel a. Kerapatan

Hasil pengujian kerapatan papan partikel menunjukkan bahwa nilai kerapatan papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat PF berkisar antara 0.63-0.77 g/cm³. Hasil rata-rata kerapatan papan partikel dapat dilihat pada Gambar 5 dan data selengkapnya dapat di lihat pada Lampiran 2.

Gambar 5. Grafik rata-rata kerapatan papan partikel

Berdasarkan Gambar 5 terlihat bahwa nilai kerapatan papan partikel paling tinggi adalah 0.77 g/cm³ diperoleh pada perlakuan suhu kempa 1700C dengan waktu 7 menit dan nilai kerapatan papan partikel paling rendah adalah 0.63 g/cm³

0, 63 0, 73 0, 72 0,

73 0,77

0, 67 0, 71 0, 65 0, 76 0, 72 0 ,7 0, 76 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90

160 170 180

K er apa ran ( g /cm ³)

Suhu Kempa(°C)

5 menit 7 menit 9 menit 11 menit SNI 03-2105 2006 : (ρ= 0.4-0.9)

g/cm3

(42)

pada suhu kempa 1600C dengan waktu 5 menit. Nilai kerapatan papan partikel dengan perbedaan suhu dan waktu kempa memenuhi standar SNI 03-2105-2006 mensyaratkan nilai kerapatan papan partikel berkisar antara 0.40-0.90 g/cm³.

Nilai kerapatan yang dihasilkan ada yang sesuai target dan ada yang tidak sesuai target. Target kerapatan papan partikel dari limbah batang kelapa sawit adalah 0.70 g/cm³. Nilai kerapatan yang bervariatif ini diduga oleh ukuran partikel yang digunakan tidak sama sehingga tidak merata penyebaran partikel pada tahap pembuatan lembaran (mat forming) saat proses pembuatan papan partikel. Distribusi partikel dalam lembaran papan yang tidak menyebar merata menyebabkan saat proses pengempaan, tekanan yang diterima pada tiap lembaran papan tidak sama. Hal ini dapat menyebabkan volume yang sama tetapi berat papan dapat berbeda.

Dari hasil penelitian yang dilakukan nilai kerapatan papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan menggunakan perekat PF terbaik dihasilkan pada suhu kempa 1700C dengan waktu 7 menit. Ini berarti bahwa suhu yang digunakan tidak terlalu tinggi dan terlalu rendah. Hal ini diduga disebabkan semakin tinggi suhu kempa yang diberikan pada kempa panas cenderung semakin meningkatkan kerapatan papan partikel yang dihasilkan. Pada temperatur rendah (160°C) dan waktu yang rendah (5 menit) proses pematangan perekat berjalan kurang sempurna sehingga proses perekatan kurang berjalan dengan baik. Pada saat tekanan dibuka papan partikel mengalami kembang balik yang lebih besar sehingga tebal akhir papan yang diinginkan kurang terpenuhi dan menyebabkan kerapatan papan partikel cenderung lebih rendah.

(43)

Sebaliknya pada temperatur yang tinggi (170°C dan 180°C) perekat akan matang secara sempurna sehingga proses perekatan berjalan dengan baik sehingga pada saat tekanan dibuka papan partikel yang dihasilkan mengalami kembang balik yang relatif kecil sehingga kerapatan papan partikel yang dihasilkan juga semakin tinggi. Hal ini sejalan dengan yang dikemukakan Chow dan Steiner (1979) bahwa naiknya temperatur tekan akan diikuti dengan naiknya kerapatan sampai batas tertentu.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan komposit yang dihasilkan termasuk dalam kategori papan partikel kerapatan sedang. Kategori ini disesuaikan dengan penggolongan FAO (1996) yang membagi papan partikel menjadi papan partikel berkerapatan rendah (di bawah 0.40 kg/cm³), papan partikel berkerapatan sedang (0.40-0.80 kg/cm³) dan berkerapatan tinggi (di atas 0.80 kg/cm³).

b. Kadar air

Hasil pengujian kadar air papan partikel menunjukkan bahwa nilai kadar air papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat PF berkisar antara 4.89–7.76 %. Rekapitulasi rata-rata nilai kadar air dapat di lihat pada Gambar 6 dan nilai selengkapnya dapat di lihat pada Lampiran 2.

(44)

Gambar 6. Grafik rata-rata kadar air papan partikel

Pada Gambar 6 terlihat bahwa kadar paling tinggi pada suhu kempa 160°C dengan kadar air 7.76 % dan paling rendah pada suhu 180°C dengan kadar air 4.89 %. Pada suhu kempa 170°C kadar air papan partikel nilai rata-ratanya tidak terlalu berbeda.

Berdasarkan SNI 03-2105-2006, nilai kadar air papan partikel dengan menggunakan variasi suhu dan waktu memenuhi standar yang mensyaratkan nilai kadar air papan partikelnya ≤ 14 %. Bahkan nilai yang dihasilkan masih jauh lebih kecil dari yang disyaratkan. Nilai kadar air yang dihasilkan hampir seragam, hal ini karena pada saat pengkondisian dilakukan penyesuaian kadar air papan yang pada akhirnya menyebabkan adanya keseragaman nilai kadar air.

Beberapa faktor yang mempengaruhi kadar air antara lain faktor suhu dan waktu pengempaan serta jenis perekat yang berpengaruh terhadap kadar air. Kecenderungan nilai kadar air yang dihasilkan semakin menurun dengan meningkatnya suhu. Pada suhu kempa 160°C kadar air papan partikel tinggi

7, 76 6, 08 5, 79 6, 39 5, 75 5, 68 5, 77 5, 46 6, 62 6, 24 5, 89 4, 89 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

160 170 180

ada

r a

(%)

Suhu Kempa (°C)

5 menit 7 menit 9 menit 11 menit SNI 03-2105 2006: (KA= Maks 14

(45)

dibandingkan pada suhu kempa 180°C kadar air papan partikel mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena peningkatan suhu pada kempa panas akan memepercepat penguapan air dari cetakan sehingga menghasilkan nilai kadar air yang rendah. Selain itu, semakin lama waktu pengempaan, maka kadar air yang dihasilkan semakin rendah (Roffi dkk., 2008).

Kadar air ini ditentukan oleh kadar air partikel sebelum kempa panas, jumlah air yang terkandung dalam perekat serta jumlah uap air yang keluar dari sistem perekat sewaktu memperoleh energi panas pada proses pengerasan yang berupa tekanan dan suhu pelat kempa panas. Kadar air papan partikel sebelum pengempaan dikondisikan kadar airnya sekitar 5%. Sehingga pada saat pembuatan papan partikel papan tidak mengembang.

Selain itu, nilai kadar air papan partikel dipengaruhi oleh kerapatan papan partikel. Kerapatan papan partikel pada suhu kempa 160°C rendah dan kadar air papan partikel mengalami peningkatan. Sedangkan pada suhu kempa 180°C kerapatan papan partikel tinggi tetapi kadar air papan partikel mengalami penurunan. Ruhendi dkk. (2007) mengemukakan bahwa kadar air papan komposit dipengaruhi oleh kerapatannya, papan dengan kerapatan tinggi memiliki ikatan antara molekul partikel dengan molekul perekat terbentuk dengan kuat sehingga molekul air sulit mengisi rongga yang terdapat dalam papan komposit karena telah terisi dengan molekul perekat.

(46)

c. Daya serap air

Hasil pengujian daya serap air papan partikel menunjukkan bahwa nilai daya serap air papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat PF berkisar antara 57.36–71.53%. Hasil rata-rata daya serap air papan partikel dapat dilihat pada Gambar 7 dan data selengkapnya dapat di lihat pada Lampiran 2.

Gambar 7. Grafik rata-rata daya serap air papan partikel

Pada Gambar 7 terlihat bahwa daya serap air paling tinggi pada suhu kempa 160°C dengan waktu 9 menit dan yang paling rendah pada suhu kempa 180°C dengan waktu 11 menit. Berdasarkan SNI 03-2105-2006 tidak mensyaratkan nilai daya serap air, akan tetapi uji daya serap air ini perlu dilakukan karena uji ini dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk menentukan penggunaan dari papan partikel ini, apakah layak digunakan pada eksterior atau hanya untuk interior. Berdasarkan hasil pengujian yang menunjukkan nilai daya serap air yang tinggi, maka papan partikel ini direkomendasikan untuk keperluan interior. 67, 15 61, 5 68, 34 63, 51 63, 68 65, 95 71, 53 65, 53 67, 65 65, 13 61, 05 57, 36 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

160 170 180

D ay a ser ap ai r ( % )

Suhu kempa(°C)

5 menit 7 menit 9 menit 11 menit waktu kempa

(47)

Daya serap air papan partikel yang diproleh nilainya sangat tinggi. Hal ini diduga oleh perekat yang digunakan yaitu perekat PF. Ruhendi dkk. (2007) mengatakan penggunaan perekat PF mempengaruhi tingginya daya serap air papan partikel ikatan yang dihasilkan tersebut tidak tahan air sehingga air mudah sekali merusak ikatan-ikatan antar perekat dan partikel.

Nilai daya serap air pada papan partikel yang dihasilkan cukup tinggi. Hal ini disebabkan karena tidak adanya keseragaman ukuran partikel bahan baku serbuk BKS sehingga pada saat pengempaan terdapat rongga antar partikel yang mengakibatkan proses masuknya air lebih cepat. Menurut Massijaya dkk. (1999) air yang masuk ke kedalam partikel kayu akan mengisi rongga antar partikel. Maharani dkk. (2001) air yang masuk tersebut akan mengubah dimensi papan menjadi lebih besar dan akhirnya mempengaruhi ikatan antar partikel dan ikatan partikel dengan perekat.

Selain itu, salah satu sifat bahan baku (serbuk BKS) sangat mudah menyerap air dan memiliki kandungan zat pati yang cukup tinggi, kandungan pati yang tinggi akan menyebabkan proses perekatan terhambat dan mempercepat proses masuknya air. Bakar (2003) menyatakan bahwa salah satu kelemahan dari kelapa sawit adalah bersifat higroskopis dengan stabilitas dimensi yang tidak stabil sehingga sangat mudah menyerap air dari lingkungan sekitarnya. Hasil analisa kimia menunjukkan bahwa kadar pati kelapa sawit termasuk tinggi yaitu 45%. Zat pati ini dapat menghambat proses perekatan pada pembuatan papan partikel, sehingga mempercepat proses masuknya air kedalam papan partikel.

(48)

d. Pengembangan tebal

Hasil pengujian pengembangan tebal partikel menunjukkan bahwa nilai pengembangan tebal papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat PF berkisar antara 7.03–13.28 %. Nilai pengembangan tebal papan partikel dengan menggunakan variasi suhu dan waktu disajikan pada Gambar 8 dan data hasil pengujian pengembangan tebal papan partikel disajikan pada Lampiran 2.

Gambar 8. Grafik rata-rata pengembangan tebal papan partikel

Pada Gambar 8 terlihat nilai pengembang tebal papan partikel yang paling tinggi pada suhu kempa 160°C dengan waktu 5 menit dan paling rendah pada suhu kempa 180°C dengan waktu 11 menit. Berdasarkan SNI 03-2105-2006 nilai pengembangan tebal yang disyaratkan maksimal 12 %. Semua papan yang memenuhi standar yang ditetapkan kecuali dengan perlakuan suhu kempa 160°C dengan waktu 5 menit dan selain itu, semua papan partikel memenuhi standar.

Berdasarkan grafik faktor perlakuan suhu kempa 160°C menunjukkan nilai pengembangan tebal tinggi dibandingkan dengan suhu kempa 170°C dan 180

13, 28 8,56 10,23 8. 90 11, 01 9, 33 11, 26 9, 75 8, 74 12, 0 0 8, 79 7, 03 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

160 170 180

P eng em ba ng an teba l ( % )

Suhu kempa(_°C)

5 menit 7 menit 9 menit 11 menit SNI 03-2105 2006 : (PT= Maks 12

(49)

°C. Pada faktor perlakuan suhu kempa 170°C dengan waktu 5 menit cenderung mengalami penurunan pengembangan tebal, kemudian pada waktu 7 menit, 9 menit dan 11 menit nilainya tidak merata atau naik turun seiring dengan pertambahan suhu kempa. Pada suhu kempa 180 0C dengan waktu 5 menit nilai pengembangan tebalnya lebih tinggi dibandingkan dengan waktu 7, 9 dan 11 menit. Hal ini menunjukkan terjadinya penurunan seiring dengan meningkatnya waktu kempa.

Gambar 8 menunjukkan bahwa nilai pengembangan tebal dengan variasi suhu dan waktu memiliki kecenderungan grafik menurun seiring dengan pertambahan waktu kempa. Waktu kempa yang semakin lama akan menghasilkan kadar air papan partikel yang lebih rendah. Hal ini sesuai dengan Rofii dkk. (2008) yang menyatakan faktor waktu pengempaan berpengaruh terhadap kadar air. Semakin lama waktu kempa, maka kadar air yang dihasilkan semakin rendah.

Pengembangan tebal papan partikel juga dipengaruhi oleh kerapatan papan partikel itu sendiri dan kerapatan kayu asalnya. Hal ini sesuai dengan pernyataan Siagian (1983) bahwa kerapatan papan partikel yang rendah akan memudahkan air masuk ke dalam celah-celah papan sehingga akan menambah pengembangan yang terjadi. Sedangkan proses pengempaan pada papan komposit yang berasal dari kayu asal berkerapatan rendah akan menyebabkan pengembangan tebal yang tinggi apabila papan tersebut direndam dalam air akibat dari internal stress yang ditimbulkannya.

Faktor lain yang mempengaruhi tingginya nilai pengembangan papan yang dihasilkan disebabkan oleh bahan baku yang digunakan yaitu serbuk kelapa sawit yang bersifat higroskopis sehingga penyerapan air tinggi sehingga mengakibatkan

(50)

pengembangan tebal yang cukup tinggi juga. Hal lain adalah perekat PF yang digunakan sifatnya tidak tahan air. Siagian (1983) menyatakan bahwa pengembangan tebal diduga ada hubungan dengan absorbsi air, karena semakin banyak air yang diabsorbsi dan memasuki struktur partikel maka semakin banyak pula perubahan dimensi yang dihasilkan, hal tersebut dibuktikan dengan besarnya nilai daya serap air yang tinggi.

Sifat Mekanis Papan Partikel

a. Modulus of Elasticity(MOE)

Hasil pengujian modulus of elasticity (MOE) papan partikel menunjukkan bahwa nilai MOE papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat PF berkisar antara 10595-19258 kg/cm². Hasil rata-rata MOE papan partikel dapat dilihat pada Gambar 9 dan data selengkapnya dapat di lihat pada Lampiran 3.

Gambar 9. Grafik rata-rata MOE papan partikel

19258 16503 ₁₅₄₉₉ 16739 15075 16967 17246 15485 12968 16023 10595 17370 0 5000 10000 15000 20000 25000

160 170 180

M O E ( kg /c m ²)

Suhu Kempa (°C)

5 menit 7 menit 9 menit 11 menit SNI 03-2105 2006 : (MOE= ≥ 20.400

kg/cm2₎

(51)

Pada Gambar 9 terlihat bahwa nilai MOE tertinggi diperoleh pada perlakuan suhu 160oC dengan waktu kempa 5 menit yaitu 19258 kg/cm². Nilai MOE terendah pada suhu 170oC dengan waktu 11 menit yaitu 10595 kg/cm2. Rata-rata nilai MOE ini menunjukan bahwa semua papan partikel yang dihasilkan tidak memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOE papan partikel yaitu ≤ 20.400 kg/cm². Hal ini diduga disebabkan oleh ukuran partikel kecil dengan dimensi yang tidak menentu atau ketebalan partikel yang bervariasi. Hal ini akan mengakibatkan penyebaran partikel-partikel dalam lembaran kurang merata pada saat proses mat formatting sehingga ikatan antar partikel yang dihasilkan tidak begitu kuat yang menyebabkan penurunan nilai MOE papan partikel tersebut.

Faktor lain yang mempengaruhi rendahnya nilai MOE papan partikel yang dihasilkan disebabkan oleh bentuk dari serbuk kelapa sawit yang mengandung pati yang dapat mengganggu perekatan dan mengakibatkan berkurangnya kekuatan papan. Rahayu (2001) menyatakan bahwa kadar pati yang terdapat pada batang kelapa sawit sangat menggangu pada saat perekatan. Oleh karena itu bila dalam pembuatan papan partikel, pati diikutsertakan maka akan menghasilkan kekuatan yang rendah dan memerlukan banyak perekat.

b. Modulus of Rupture (MOR)

Hasil pengujian modulus of rupture (MOR) papan partikel menunjukkan bahwa nilai MOE papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat PF relatif cukup seragam antara 57.67-135.55 kg/cm². Hasil rata-rata MOR papan partikel dapat dilihat pada Gambar 10 dan data selengkapnya dapat di lihat pada Lampiran 3.

(52)

Gambar 10. Grafik rata-rata MOR papan partikel

Pada Gambar 10 terlihat bahwa nilai MOR tertinggi diperoleh pada perlakuan suhu kempa 180 oC dengan waktu k 9 menit yaitu 135.55 kg/cm². Nilai MOR terendah pada suhu kempa 160 oC dengan waktu 11 menit yaitu 57.67 kg/cm2.

Gambar 10 memperlihatkan bahwa tidak semua papan partikel yang dihasilkan memenuhi standar yaitu SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOR papan partikel yaitu ≥ 82 kg/cm². Papan partikel yang tidak memenuhi syarat nilai MOR adalah pada perlakuan suhu kempa 160 oC dengan waktu 11 menit dan kombinasi perlakuan suhu kempa 170 oC dengan waktu 5, 9 dan 11 menit. Selain kombinasi perlakuan ini, papan yang dihasilkan memenuhi standar dan termasuk tipe 8 yaitu papan partikel biasa yang nilai keteguhan lentur ≥ 82 kg/cm². 98, 89 73, 89 99, 72 111, 86 120, 48 98, 22 106, 62 66, 52 135, 55 57, 67 74, 1 104, 46 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00

160 170 180

M O R ( kg /c m ²)

Suhu Kempa (°C)

5 menit 7 menit 9 menit 11 menit

SNI 03-2105-2006 : (MOR= ≥ 82

kg/cm2₎

(53)

Apabila di lahat pada gambar 10 nilai MOR masih tergolong rendah. Rendahnya nilai MOR diduga karena kurang meratanya partikel dalam pembuatan papan yang mengakibatkan masih terdapat rongga dalam papan.

Selain itu, ukuran serbuk yang digunakan tidak seragam dan tidak dilakukan perlakuan pendahuluan untuk menghilangkan pati yang terdapat pada serbuk. Pati yang terdapat pada serbuk BKS bersifat merugikan yang dapat mengganggu proses pencampuran perekat dengan serbuk, sehingga menurunkan nilai MORnya.

c. Internal Bond (IB)

Hasil pengujian internal bond (IB) papan partikel menunjukkan bahwa nilai IB papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat PF berkisar 1.61-3.81 kg/cm². Hasil rata-rata IB papan partikel dapat dilihat pada Gambar 11 dan data selengkapnya dapat di lihat pada Lampiran 3.

Gambar 11. Grafik rata-rata IB papan partikel

Pada Gambar 11 terlihat bahwa nilai IB tertinggi diperoleh pada perlakuan suhu kempa 160oC dengan waktu kempa 5 menit yaitu 3.81 kg/cm². Nilai MOR

3, 81 2 2, 14 3, 14 2, 21 2, 18 2, 23 2, 15 3 ,7 2,

63 _2,79

1, 61 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

160 170 180

(

kg/

²)

Suhu Kempah (°C)

5 menit 7 menit 9 menit 11 menit

SNI 03-2105 2006 : (IB = ≥ 1,5 kg/cm2₎

(54)

terendah pada suhu kempa 180oC dengan waktu 11 menit yaitu 1.61 kg/cm2. Nilai rata-rata ini menunjukan bahwa semua papan partikel yang dihasilkan memenuhi SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai IB papan partikel yaitu ≥ 1,5 kg/cm.

Berdasarkan Gambar 11 menunjukkan nilai IB papan partikel yang dihasilkan pada perlakuan suhu kempa 160oC cenderung mengalami penurunan. Pada umumnya, kenaikan suhu pengempaan dapat meningkatkan sifat-sifat papan yang dihasilkan. Namun, pada suhu yang terlalu tinggi sifat-sifat papan dapat menurun yang diakibatkan oleh terlalu tingginya kerusakan partikel selama proses pengempaan. Hal terlihat pada suhu (yang lebih rendah nilai IB dibandingkan 170°C, kecuali pada suhu kempa 180°C waktu 9 menit) mengalami penurunan IB. Menurut Widyorini dkk. (2005) mengatakan degradasi komponen kimia yang terlalu berlebihan dapat menyebabkan penurunan sifat papan tersebut.

Apabila suhu terlalu rendah, maka perekat menjadi kurang matang, namun apabila terlalu tinggi maka menyebabkan perekat menjadi “over mature” (terlalu matang) sehingga perekat menjadi regas. Sutigno (1988) yang mengatakan suhu yang terlalu rendah ataupun terlalu tinggi akan mengurangi keteguhan rekatnya. Masa kempa perlu disesuaikan dengan perekat yang digunakan serta suhu pada proses pengempaan.

Pengempaan panas sampai titik material lignoselulosa mempunyai efek menurunkan kekuatan serat. Oleh sebab itu, pemanasan dengan pengempaan sekaligus akan membuat lapisan serat menjadi menurun kekuatannya bila titik plastisitas terlampaui (Prayitno, 1995). Bila ini yang terjadi maka pemanasan menyebabkan komponen penyusun hemiselulosa menurun. Hal ini berhubungan langsung dengan berkurangnya kekuatan papan partikel yang dihasilkan. Dengan

(55)

demikian dapat dipahami bila makin lama pengempaan panas maka makin rendah kekuatan papan partikel. Sebaliknya bila pemanasan belum mencapai titik plastisitas kayu atau material lignoselulosa maka efek pemanasan tak begitu nyata.

Uji Ketahanan Papan Partikel Terhadap Serangan Rayap Tanah

Hasil pengujian penurunan berat papan partikel menunjukkan bahwa nilai penurunan berat papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat phenol PF berkisar antara 60.92–84.3%. Hasil rata-rata penurunan berat papan partikel dapat dilihat pada Gambar 12 dan data selengkapnya dapat di lihat pada Lampiran 3.

Gambar 12. Grafik rata-rata penurunan berat papan partikel

Pada Gambar 12 terlihat bahwa nilai penurunan berat tertinggi diperoleh pada perlakuan suhu kempa 180 oC dengan waktu kempa 9 menit yaitu 87.64 %. Nilai penurunan berat terendah pada suhu 180 kempa oC dengan waktu 7 menit yaitu 32.41%. 69, 7 57, 26 48, 58 75, 79 76, 39 32, 41 42, 64 60, 92 87, 64 77, 56 81, 36 85, 3 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00

160 170 180

P enur una n B er at ( % )

Suhu Kempa (_°C)

5 menit 7 menit 9 menit 11 menit waktu kempa

(56)

Kerapatan papan merupakan salah satu faktor yang dapat mempengaruhi aktifitas makan rayap. Nilai kerapatan papan partikel paling tinggi diperoleh pada suhu kempa 170oC dan waktu 7 menit, tetapi pada pengujian penurunan berat memiliki nilai ke 5 paling tinggi yaitu 63.39 %. Nilai kerapatan terendah diperoleh pada suhu kempa 160oC dan waktu 5 menit, tetapi pada pengujian penuran berat memiliki nilai cukup tinggi yaitu 69.70 %. Berdasarkan Suhasman dkk. (2007) papan dengan kerapatan yang tinggi cenderung lebih keras sehingga secara tidak langsung menjadi penghambat aktifitas makan rayap secara fisik. Perlakuan pengempaan pada suhu tinggi dalam pembuatan papan komposit akan meningkatkan kerapatan papan sehingga menjadi lebih keras dibandingkan dengan kayu solid dari jenis kayu yang sama.

Berdasarkan derajat serangan rayap semua papan partikel yang dihasilkan dikategorikan dengan tingkat serangan habis. Hal ini berarti bahwa papan tidak sesuai untuk penggunaan eksterior. Tingkat serangan rayap tanah terhadap papan partikel dapat dilihat pada Tabel 4.

(57)

Tabel 4. Hasil tingkat serangan rayap tanah terhadap papan partikel berdasarkan visual grave yard test.

Perlakuan

Kehilangan Berat (%) Tingkat Serangan Suhu (oC) Waktu (menit)

160 5 69,70 Serangan habis

7 75,79 Serangan habis

9 42,64 Serangan habis

11 77,56 Serangan habis

170 5 57,26 Serangan habis

7 76,39 Serangan habis

9 60,92 Serangan habis

11 81,36 Serangan habis

180 5 48,47 Serangan habis

7 32,33 Serangan habis

9 87,45 Serangan habis

11 79,30 Serangan habis

Dalam pengujian penurunan berat papan partikel, perlakuan awal tidak ditambahkan dengan bahan anti rayap. Akibatnya, serangan yang dihasilkan sangat tinggi, ini diduga karena BKS yang digunakan banyak mengandung selulosa yang merupakan makanan bagi rayap. Rayap Tanah memiliki kecepatan merusak yang luar biasa, tergantung besar koloninya. Mereka bisa menyerang seluruh bangunan dalam hitungan minggu, tergantung jenis dan besar koloninya.

(58)

Kualitas Papan Partikel

Berdasarkan hasil pengujian sifat fisis dan mekanis papan partkel didapatkan peringkat kualitas papan partikel seperti pada Tabel 5.

Tabel 5. Peringkat kualitas papan partikel dari limbah BKS dengan perekat PF Suhu

(oC)

Waktu (menit)

Kerapatan (g/cm³)

KA (%) DSAªª (%) PT (%) MOE (kg/cm²)

MOR (kg/cm²)

IB (kg/cm²) 160 5 0,63* 7,76* 67,15 13,28™ 19.258™ 98,89* 3,81*

7 0,73* 6,39* 63,51 8,90* 16.739™ 111,86* 3,14* 9 0,71* 5,77* 71,53 11,26* 17.246™ 106,62* 2,23* 11 0,72* 6,24* 65,13 12,00* 16.023™ 57,67™ 2,63* 170 5 0,73* 6,08* 61,5 8,56* 16.503™ 73,89™ 2,00* 7 0,77* 5,75* 63,68 11,01* 15.075™ 120,48* 2,21* 9 0,65* 5,46* 65,53 9,75* 15.485™ 66,52™ 2,15* 11 0,70* 5,89* 61,05 8,79* 10.595™ 74,10™ 2,79* 180 5 0,72* 5,79* 68,34 10,23* 15.499™ 99,72* 2,14* 7 0,67* 5,68* 65,95 9,33* 16.967™ 98,22* 2,18* 9 0,76* 6,62* 67,65 8,74* 12.968™ 135,55* 3,70* 11 0,76* 4,89* 57,36 7,03* 17.370™ 104,46* 1,61*

Keterangan :

* = memenuhi standard ™ = tidak memenuhi standard aa = tidak disyaratkan

KA = kadar air

PT = pengembangan tebal DSA = daya serap air MOE = modulus of elasticity MOR = modulus of ruture IB = internal bond

Tabel 5 menunjukkan bahwa papan partikel terbaik diperoleh pada perlakuan suhu 170 oC waktu 7 menit dan perlakuan suhu kempa 180 oC waktu 9 menit. Sedangkan papan partikel terburuk diperoleh pada perlakuan suhu 160 oC dengan waktu 3 menit dan 11 menit.

(59)

Berdasarkan Tabel 5 dapat disimpulkan bahwa papan partikel ini memiliki beberapa keunggulan diantaranya memiliki ketahanan terhadap cuaca yang cukup baik, nilai kadar air, MOR dan IB yang cukup baik. Sedangkan kekurangan yang masih terdapat pada papan partikel ini antara lain kekuatan mekanisnya rendah dan stabilitas dimensinya rendah.

(60)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Sifat fisis papan partikel dari limbah BKS dengan perekat PF menunjukkan bahwa kerapatan dan kadar air memenuhi standar yaitu SNI 03-2105-2006, sedangkan pengembangan tebal tidak semua memenuhi standar.

2. Sifat mekanis papan partikel dari limbah BKS dengan perekat PF menunjukkan bahwa MOR tidak semua memenuhi standar, semua IB memenuhi SNI 03-2105-2006, sedangkan MOE tidak memenuhi standar. 3. Nilai uji ketahanan serangan rayap tanah terhadap papan partkel dari limbah

BKS dengan perekat PF, tingkat serangannya sangat tinggi.

4. Papan partikel yang terbaik dan direkomendasikan dari penelitian ini adalah papan yang dihasilkan pada perlakuan suhu kempa 170 oC dan waktu 7 menit. Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai sifat-sifat papan partikel dari limbah BKS, yaitu penyeragaman ukuran partikel yang digunakan dan perendaman untuk menghilangkan pati. Juga penggunaan bahan tambahan untuk mengurangi daya serap air dan penggunaan bahan anti rayap.

(61)

DAFTAR PUSTAKA

Bakar, E. S. 2003. Kayu Sawit Sebagai Substitusi Kayu Dari Hutan Alam. Forum Komunikasi Dan Teknologi Dan Industry Kayu 2: 5-6. Bogor.

Balfas, J. 2003. Potensi Kayu Sawit Sebagai Alternatif Bahan Baku Industri Perkayuan.Makalah Seminar Nasional Himpunan Alumni-IPB volume 2/1/juli 2003. Bogor.

[BSN] Badan Nasional Indonesia. 2006. Mutu Papan Partikel . Standard Nasional Indonesia (SNI) 03-2105-2006. Badan Standarisasi Nasional.. Jakarta.

[BSN] Badan Standarisasi Nasional. 2006.Mutu Papan Partikel. Standard Nasional Indonesia (SNI) 01-7207-2006. Badan Standarisasi Nasional. Jakarta.

Chow, S.Z. dan P.R. Steiner. 1979. Comparison of Curing and Bonding Properties of Particleboard and Waferboard Type Phenolic Resin. Forest Product Jurnal Vol.29 No. 11.

Departemen Pertanian. 2010. Statistik Pertanian 2010. Jakarta

[FAO] Food and Agriculture Organization. 1996. Plywood and Other Wood Based Panels. Food and Agriculture Organization of the United Nation, Rome.

Hadi, M.M. 2004. Teknik Berkebun Kelapa Sawit. Adicita Karya Nusa. Yogyakarta.

Hadi, Y.S. 1988. Pengaruh Rendaman Panas Partikel Kayu Terhadap Dimensi Papan Partikel Meranti Merah. Bulletin Jurusan Teknik Hasil Hutan 1 : 16-23.

Haygreen J.G dan J.L Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Suatu Pengantar. Hadikusumo SA, Penerjemah; Prawirohatmodjo S, Editor. Terjemahan dari: Forest Product And Wood Science, An Introduction. Gajah Mada University Press.. Yogyakarta

(62)

Maharani, R., Yusliansyah dan A. Iskandar. 2001. Sifat Papan Partikel dari Jenis Kayu Hutan Sekunder dan Hutan Tanaman dengan Perekat Urea Formaldehida. Prosiding Seminar Nasional IV. MAPEKI : 136 – 140.

Maloney, T.M. 1993. Modern Particleboard and Dry Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman Publications. San Fransisco.

Massijaya, Y.M., Y.S. Hadi., B. Tambunan., E.S. Bakar, dan I. Sunarni.1999. Studi Pembuatan Papan Partikel dari Limbah Kayu dan Plastik Polystirena. Jurnal Teknologi Hasil Hutan Volume XII No. 299. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Nandika, D. Rismayadi Y. Dan Diba F. 2003. Rayap: Biologi dan pengendaliannya Muhammadiyah University Press. Surakarta

Prayitno, T. A. dan Darnoko. 1994. Karakteristik Papan Partikel dari Pohon Kelapa Sawit. Berita Pusat Penelitian Kelapa Sawit 2, Medan.

Prayitno, T.A. 1995. Bentuk Batang dan Sifat Fisika Kayu Kelapa Sawit. Buletin Fakultas Kehutanan UGM No 28. Yogyakarta.

Rahayu, I. S. 2001. Sifat Dasar Vascular Bundle dan Parenchyme Batang Kelapa Sawit dalam Kaitannya dengan Sifat Fisis, Mekanis serta Keawetan. Tesis. Fakultas Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor.

Rofii, M.N, H.B. Dwiatmoko dan Prayitno, T.A. 2008. Sifat Papan Komposit Kayu–Plastik dengan Variasi Dimensi dan Komposisi Partikel Kayu Suren (Toona sinensis (a.juss) roem) dan Plastik Polistiren. Prosiding Seminar Nasianal. Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI) Xl, Palangka Raya.

Ruhendi, S., Desy, N.K., Firda, A.S., Hikma, Y., Nurhaida., Sahriyanti, S., Tito, S.2007. Analisis Perekatan Kayu. Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Siagian, R.M. 1983. Pengaruh Suhu dan Tekanan Kempa Terhadap Sifat Papan Serat yang dibuat dari Limbah Industri Perkayuan. Laporan PPPHH, bogor.

(63)

Sjostrom, E. 1993. Wood Chemistry, Academic Press, Second Edition.

Sucipto, T., A.H, Iswanto, dan I. Azhar. 2010. Karakteristik Papan Partikel dari Limbah BKS dengan Menggunakan Tiga Jenis Perekat. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan. Vol. 3 No 2. Hal. 72-76.

Sutigno, P. 1994. Teknologi Papan Partikel Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan. Bogor.

Sutigno, P. 1988. Perekat dan Perekatan. Puslitbanghut. Depertemen Kehutanan. Bogor.

Suhasman., A.D. Yunianti., M.Y. Massijaya., Y.S. Hadi, 2007. Pengembangan Papan Komposit Berkualitas Tinggi dari Kayu Hutan Rakyat dan Limbah Kertas Kantong Semen. Laporan Penelitian Hibah Pekerti. Universitas Hasanuddin. Makassar.

Tarumingkeng, RC. 2001. Biologi dan Perilaku Rayap. Bunga Rampai Jejak Langkah Pengabdian. Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor

Widyorini, R. 2005. Pembuatan dan Sifat-Sifat Binderless Board dari Bahan Baku Non Kayu (Pengaruh Ekstraktif Terhadap Sifat Fisis Mekanis Binderlessboard). Seminar Mapeki XI. Palangkaraya.

Yusuf, A. 2000. Determinasi Suhu Kempa Optimum Papan Komposit Dari Kayu Dan Limbah Plastik. Skripsi Fakultas Kehutanan IPB Bogor.

(64)

LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan kebutuhan bahan baku papan partikel Ukuran papan : 30 cm x 30 cm x 1 cm

Kerapatan target : 0,70 g/cm3 Kadar perekat PF : 8 %

Jumlah partikel = 30 x 30 x 1 x 0,70 x

108 100

= 583,33 g Kebutuhan perekat =

108 8

x 30 x 30 x 1 x 0,70 = 46,66 g

Lampiran 2. Nilai sifat fisis papan partikel

Perlakuan Kerapatan (g/cm3) Kadar Air (%)

Suhu Waktu 1 2 3 rata-rata 1 2 3 rata-rata

160

3 0,65 0,71 0,53 0,63 7,50 7,41 8,39 7,76 5 0,69 0,68 0,82 0,73 6,21 6,41 6,57 6,39 7 0,69 0,74 0,72 0,71 5,74 5,82 5,76 5,77 9 0,75 0,67 0,75 0,72 6,06 6,10 6,56 6,24

170

3 0,68 0,72 0,84 0,73 5,83 5,94 6,47 6,08 5 0,85 0,74 0,72 0,77 5,65 5,62 5,98 5,75 7 0,65 0,66 0,65 0,65 5,39 5,32 5,68 5,46 9 0,69 0,72 0,70 0,70 6,24 5,71 5,74 5,89

180

3 0,73 0,70 0,73 0,72

5,82 5,69 5,87 5,79 5 0,70 0,63 0,69 0,67 5,40 5,69 5,97 5,68 7 0,74 0,84 0,70 0,76 9,86 4,66 5,35 6,62 9 0,75 0,77 0,76 0,76 4,41 4,84 5,42 4,89

(65)

Lampiran 3. Nilai sifat fisis papan partikel

Perlakuan Pengembangan Tebal (%) Daya Serap Air (%)

Suhu Waktu 1 2 3 rata-rata 1 2 3 rata-rata

160

3 13,89 14,73 11,22 13,28 57,85 69,58 74,04 67,15 5 7,22 9,39 10,11 8,90 63,30 63,14 64,09 63,51 7 7,36 13,98 12,45 11,26 84,00 82,29 48,31 71,53 9 12,22 10,21 13,64 12,00 57,19 61,93 76,28 65,13

170

3 8,59 7,43 9,68 8,56 52,79 69,72 62,01 61,50 5 17,68 10,00 6,52 11,01 69,23 58,96 62,85 63,68 7 11,11 9,89 8,25 9,75 70,55 64,11 61,93 65,53 9 11,11 7,00 8,28 8,79 53,85 65,99 63,32 61,05

180

3 8,02 12,89 9,79 11,23 76,02 81,43 47,59 68,38 5 9,47 7,07 11,46 9,33 68,12 74,12 55,63 65,95 7 8,19 8,15 9,90 8,74 67,32 60,34 75,30 67,65 9 7,05 7,42 6,63 7,03 54,04 58,38 59,66 57,36

Lampiran 4. Nilai sifat mekanis papan partikel

Perlakuan MOE (kg/cm2) MOR (kg/cm2)

Suhu (oC)

Waktu

(menit) 1 2 3 rata-rata 1 2 3 rata-rata

160

3 14.710 17.435 25.629 19.258 123,14 147,88 25,65 98,89 5 11.649 21.983 16.584 16.739 96,40 144,00 95,19 111,86 7 18.129 18.718 14.890 17.246 139,33 149,95 30,60 106,62 9 21.580 13.260 13.228 16.023 70,65 65,03 37,35 57,67

170

3 17.070 15.719 16.721 16503 56,82 61,44 103,42 73,89 5 17.189 13.536 14.501 15.075 122,02 103,97 135,47 120,48 7 17.876 16.965 11.614 15.485 60,13 92,51 46,92 66,52 9 10.498 8.572 12.715 10.595 52,00 114,60 55,71 74,10

180

3 12.702 16.707 17.089 15.499 101,91 140,88 56,37 99,72 5 14.674 12.050 24.179 16.967 83,50 110,78 100,39 98,22 7 14.293 12.749 11.863 12.968 157.70 156.43 92.53 135,55 9 16.609 18.166 17.335 17.370 116,47 101,46 95,46 104,46

(66)

Lampiran 5. Nilai sifat mekanis papan partikel

Perlakuan Internal bond (kg/cm2) Suhu

(oC)

Waktu

(menit) 1 2 3 rata-rata

160

3 4,97 2,71 3,76 3,81

5 3,91 2,96 2,56 3,14

7 1,90 1,40 3,41 2,23

9 1,96 2,80 3,15 2,63

170

3 1,79 2,35 1,86 2.00

5 2,67 2,00 1,98 2,21

7 2,29 2,05 2,11 2,15

9 3,35 3,49 1,55 2,79

180

3 2,14 1,47 2,83 2,14

5 2,35 2,20 2,01 2,18

7 3,49 3,68 3,94 3,70

9 1,25 1,73 1,85 1,61

Lampiran 6. Nilai penurunan berat papan partikel

Perlakuan Penurunan Berat (%)

Suhu (oC) Waktu (menit) 1 2 3 rata-rata

160

3 63,80 72,07 73,24 69,70 5 81,92 65,61 79,85 75,79 7 39,77 42,80 45,35 42,64 9 74,65 75,31 82,72 77,56

170

3 52,93 65,19 53,66 57,26 5 92,25 70,68 66,24 76,39 7 81,72 52,94 48,10 60,92 9 66,12 90,53 87,43 81,36

180

3 45,44 58,82 41,16 48,58 5 33,25 29,52 34,22 32,41 7 82,53 90,45 89,39 87,64 9 71,13 76,64 90,15 85,30

(67)

Lampiran 7. Dokumentasi penelitian

1. Limbah BKS 2. Pemotongan BKS

3. Pengeringan BKS dengan cara 4. Penyerutan BKS di jemur

5. Pengeringan BKS yang baru di serut 6. Serbuk BKS yang sudah kering

(68)

7. Besi pencetakt papan partikel (PP) 8. Kempa panas untuk pembuatan PP

9. Kompresor 10. Sprayer

11. Proses pencampuran perekat 12. Proses pembentuk papan partik dengan serbuk

(69)

13. Pembuatan papan partikel 14. Uji kubur papan partikel

15. Papan partikel yang diserang rayap 16. Pengukuran dimensi PP sesudah uji kubur

17. Perbandingan PP setiap perlakuan

(1)

LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan kebutuhan bahan baku papan partikel

Ukuran papan

: 30 cm x 30 cm x 1 cm

Kerapatan target

: 0,70 g/cm

Kadar perekat PF

: 8 %

Jumlah partikel

= 30 x 30 x 1 x 0,70 x

108 100

= 583,33 g

Kebutuhan perekat

=

108 8

x 30 x 30 x 1 x 0,70

= 46,66 g

Lampiran 2. Nilai

sifat fisis papan partikel

Perlakuan Kerapatan (g/cm3) Kadar Air (%)

Suhu Waktu 1 2 3 rata-rata 1 2 3 rata-rata

160

3 0,65 0,71 0,53 0,63 7,50 7,41 8,39 7,76 5 0,69 0,68 0,82 0,73 6,21 6,41 6,57 6,39 7 0,69 0,74 0,72 0,71 5,74 5,82 5,76 5,77 9 0,75 0,67 0,75 0,72 6,06 6,10 6,56 6,24

170

3 0,68 0,72 0,84 0,73 5,83 5,94 6,47 6,08 5 0,85 0,74 0,72 0,77 5,65 5,62 5,98 5,75 7 0,65 0,66 0,65 0,65 5,39 5,32 5,68 5,46 9 0,69 0,72 0,70 0,70 6,24 5,71 5,74 5,89

180

3 0,73 0,70 0,73 0,72

5,82 5,69 5,87 5,79 5 0,70 0,63 0,69 0,67 5,40 5,69 5,97 5,68 7 0,74 0,84 0,70 0,76 9,86 4,66 5,35 6,62 9 0,75 0,77 0,76 0,76 4,41 4,84 5,42 4,89

(2)

Lampiran 3. Nilai

sifat fisis papan partikel

Perlakuan Pengembangan Tebal (%) Daya Serap Air (%)

Suhu Waktu 1 2 3 rata-rata 1 2 3 rata-rata

160

3 13,89 14,73 11,22 13,28 57,85 69,58 74,04 67,15 5 7,22 9,39 10,11 8,90 63,30 63,14 64,09 63,51 7 7,36 13,98 12,45 11,26 84,00 82,29 48,31 71,53 9 12,22 10,21 13,64 12,00 57,19 61,93 76,28 65,13

170

3 8,59 7,43 9,68 8,56 52,79 69,72 62,01 61,50 5 17,68 10,00 6,52 11,01 69,23 58,96 62,85 63,68 7 11,11 9,89 8,25 9,75 70,55 64,11 61,93 65,53 9 11,11 7,00 8,28 8,79 53,85 65,99 63,32 61,05

180

3 8,02 12,89 9,79 11,23 76,02 81,43 47,59 68,38 5 9,47 7,07 11,46 9,33 68,12 74,12 55,63 65,95 7 8,19 8,15 9,90 8,74 67,32 60,34 75,30 67,65 9 7,05 7,42 6,63 7,03 54,04 58,38 59,66 57,36

Lampiran 4. Nilai

sifat mekanis papan partikel

Perlakuan MOE (kg/cm2) MOR (kg/cm2) Suhu

(oC)

Waktu

(menit) 1 2 3 rata-rata 1 2 3 rata-rata

160

170

180

(3)

Lampiran 5. Nilai

sifat mekanis papan partikel

Perlakuan Internal bond (kg/cm2) Suhu

(oC)

Waktu

(menit) 1 2 3 rata-rata

160

3 4,97 2,71 3,76 3,81 5 3,91 2,96 2,56 3,14 7 1,90 1,40 3,41 2,23 9 1,96 2,80 3,15 2,63

170

3 1,79 2,35 1,86 2.00 5 2,67 2,00 1,98 2,21 7 2,29 2,05 2,11 2,15 9 3,35 3,49 1,55 2,79

180

3 2,14 1,47 2,83 2,14 5 2,35 2,20 2,01 2,18 7 3,49 3,68 3,94 3,70 9 1,25 1,73 1,85 1,61

Lampiran 6. Nilai

penurunan berat papan partikel

Perlakuan Penurunan Berat (%)

Suhu (oC) Waktu (menit) 1 2 3 rata-rata

160

3 63,80 72,07 73,24 69,70 5 81,92 65,61 79,85 75,79 7 39,77 42,80 45,35 42,64 9 74,65 75,31 82,72 77,56

170

3 52,93 65,19 53,66 57,26 5 92,25 70,68 66,24 76,39 7 81,72 52,94 48,10 60,92 9 66,12 90,53 87,43 81,36

180

3 45,44 58,82 41,16 48,58 5 33,25 29,52 34,22 32,41 7 82,53 90,45 89,39 87,64 9 71,13 76,64 90,15 85,30