Kualitas Papan Comply Dari Sludge Terasetilasi
KUALITAS PAPAN COMPLY DARI SLUDGE TERASETILASI
HASIL PENELITIAN
Oleh
Boy Torkis Simarmata
061203032/Teknologi Hasil Hutan
DEPARTEMEN KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2010
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
Nama
NIM
P. Studi
:
:
:
:
Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi
Boy Torkis Simarmata
061203032
Teknologi Hasil Hutan
Disetujui oleh:
Komisi Pembimbing
Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si
Ketua
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si
Anggota
Mengetahui:
Siti Latifah, S.Hut, M.Si, Ph.D
Ketua Departemen
Boy Torkis Simarmata. Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi.
Dibimbing
oleh
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
dan
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.
ABSTRAK
Penelitian pemanfaatan sludge sebagai bahan baku pembuatan papan
comply berguna untuk menciptakan nilai tambah dari sludge. Tujuan dari
penelitian ini adalah mengevaluasi sifat fisis, mekanis, dan keawetan papan
comply dari sludge terasetilasi dengan dosis asetat anhidrida 0%, 3%, 5% dan 7%
sebanyak 3 kali ulangan. Pembuatan papan comply dilakukan dengan
menggunakan proses kering. Setelah bahan baku dicampur perekat, dilakukan
pengempaan dengan menggunakan kempa panas dengan suhu 180±5oC dan
tekanan tetap 40 Pa selama 25 menit. Ukuran papan comply yang akan dibuat
yaitu 25 cm x 20 cm x 1 cm dengan kerapatan 0,8 g/cm3. Selanjutnya dilakukan
pengujian sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal)
dan mekanis (keteguhan lentur, keteguhan patah, keteguhan rekat, kuat pegang
sekrup) terhadap MDF yang dihasilkan yang mengacu pada JIS A 5905-2003 dan
pengujian keawetan mengacu pada SNI 01-7207-2006. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa seluruh sifat fisis papan comply memenuhi standar
sedangkan seluruh sifat mekanis papan comply tidak memenuhi standar JIS A
5905-2003. Berdasarkan SNI 01-7207-2006, papan comply termasuk dalam kelas
awet I yaitu sangat tahan terhadap rayap.
Kata kunci: sludge terasetilasi, papan comply, sifat fisis, sifat mekanis, dan
keawetan.
Boy Torkis Simarmata. The Quality of Comply Board Made of Acetylated
Sludge.
Supervised
by
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
and
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.
ABSTRACT
The research of using sludge as the raw material of making comply board
was useful to create additional value of sludge. The objective of the research was
to evaluate physical properties, mechanical properties and durability of MDF
from acetylated sludge in 4 levels of acetate anhydride (0%, 3%, 5% and 7%)
with 3 restats. The comply board was made using dry process. After materials
were mixed with the adhesives, they were pressed using hotpress with 180±5oC
temperature, 40 Pa fix pressure for 25 minutes. The size of the comply board
sample was 25 cm x 20 cm x 1 cm with 0,8 g/cm3 density. Then physical properties
(density, moisture content, water absorbtion, thickness swelling) evaluation and
mechanical (modulus of elasticity, modulus of rupture, internal bond, screw
holding power) evaluation were done according to JIS A 5905-2003 and
durability evaluating were done according to SNI 01-7207-2006. The result of the
research showed that all physical properties of comply board met the standard
otherwise all mechanical properties of comply board did not meet the standar of
JIS A 5905-2003. Based on SNI 01-7207-2006, the comply board is included to
First (I) Durability Class which is very resistant to termites.
Keywords: acetylated sludge, comply board, physical properties, mechanical
properties durability.
KUALITAS PAPAN COMPLY DARI SLUDGE TERASETILASI
HASIL PENELITIAN
Oleh
Boy Torkis Simarmata
061203032/Teknologi Hasil Hutan
DEPARTEMEN KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2010
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
Nama
NIM
P. Studi
:
:
:
:
Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi
Boy Torkis Simarmata
061203032
Teknologi Hasil Hutan
Disetujui oleh:
Komisi Pembimbing
Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si
Ketua
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si
Anggota
Mengetahui:
Siti Latifah, S.Hut, M.Si, Ph.D
Ketua Departemen
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pangururan Kabupaten Samosir Provinsi Sumatera
Utara pada tanggal 14 Januari 1989 dari Ayah Jamontang Simarmata dan Ibu
Thresyah Sinaga (Alm). Penulis adalah anak keempat dari enam bersaudara.
Abang bernama Romual Pangihutan Simarmata, kakak bernama Maria Merry
Simarmata dan Juliana Tiodora Simarmata serta adik bernama Gomgom
Simarmata dan Juniarta Eureka Simarmata.
Pendidikan formal yang telah ditempuh penulis yaitu pendidikan dasar di
SD Negri No.173742 Pangururan lulus tahun 2000, pendidikan lanjutan di SLTP
RK Serdang Murni Lubuk Pakam lulus tahun 2003, pendidikan menengah atas di
SMA Negeri 1 Lubuk Pakam lulus tahun 2006. Pada tahun 2006, penulus lulus
ujian Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada Program Studi
Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis melaksanakan Praktik Pengenalan
Pengolahan Hutan (P3H) di Hutan Alam Tangkahan dan Hutan Mangrove Pulau
Sembilan Kabupaten Langkat pada tahun 2008. Penulis melaksanakan Praktik
Kerja Lapang (PKL) di Perum Perhutani Unit I KPH Kedu Utara Magelang Jawa
Tengah tahun 2010. Penulis melaksanakan penelitian dengan judul ”Kualitas
Papan Comply dari Sludge Terasetilasi”, di bawah bimbingan Bapak Luthfi
Hakim, S.Hut, M.Si dan Ibu Evalina Herawati S.Hut, M.Si.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pangururan Kabupaten Samosir Provinsi Sumatera
Utara pada tanggal 14 Januari 1989 dari Ayah Jamontang Simarmata dan Ibu
Thresyah Sinaga (Alm). Penulis adalah anak keempat dari enam bersaudara.
Abang bernama Romual Pangihutan Simarmata, kakak bernama Maria Merry
Simarmata dan Juliana Tiodora Simarmata serta adik bernama Gomgom
Simarmata dan Juniarta Eureka Simarmata.
Pendidikan formal yang telah ditempuh penulis yaitu pendidikan dasar di
SD Negri No.173742 Pangururan lulus tahun 2000, pendidikan lanjutan di SLTP
RK Serdang Murni Lubuk Pakam lulus tahun 2003, pendidikan menengah atas di
SMA Negeri 1 Lubuk Pakam lulus tahun 2006. Pada tahun 2006, penulus lulus
ujian Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada Program Studi
Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis melaksanakan Praktik Pengenalan
Pengolahan Hutan (P3H) di Hutan Alam Tangkahan dan Hutan Mangrove Pulau
Sembilan Kabupaten Langkat pada tahun 2008. Penulis melaksanakan Praktik
Kerja Lapang (PKL) di Perum Perhutani Unit I KPH Kedu Utara Magelang Jawa
Tengah tahun 2010. Penulis melaksanakan penelitian dengan judul ”Kualitas
Papan Comply dari Sludge Terasetilasi”, di bawah bimbingan Bapak Luthfi
Hakim, S.Hut, M.Si dan Ibu Evalina Herawati S.Hut, M.Si.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala
berkat dan kasihNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi”. Penulisan skripsi ini
merupakan salah satu syarat untuk menjadi Sarjana Kehutanan.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada orang tua yang selalu
mendoakan, memberi dukungan, kasih sayang dan materi serta menginspirasi
penulis untuk tetap semangat dalam mewujudkan skripsi ini serta abang, kakak
dan adik yang selalu membantu, menemani, mendoakan dan memberi dorongan
dalam mengerjakan skripsi ini.
Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada komisi pembimbing skripsi
yaitu
Bapak
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
sebagai
ketua
dan
Ibu Evalina Herawati, S.Hut, M.Si sebagai anggota yang telah membimbing dan
memberi masukan-masukan serta saran dalam pembuatan skripsi selama ini.
Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam penulisan skripsi, oleh
karena itu penulis memohon maaf atas kekurangan tersebut. Penulis
mengharapkan agar skripsi ini dapat menjadi panduan belajar dan bacaan yang
bermanfaat bagi mahasiswa/i kehutanan secara khusus dan masyarakat secara
umum. Akhir kata penulis menyampaikan terima kasih.
Medan, Februari 2011
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ..................................................................................................... i
ABSTRACT .................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP ....................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ................................................................................... iv
DAFTAR ISI .................................................................................................. v
DAFTAR TABEL .......................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. ix
PENDAHULUAN
Latar Belakang ........................................................................................... 1
Tujuan......................................................................................................... 3
Manfaat ........................................................................................................ 3
TINJAUAN PUSTAKA
Sludge ..........................................................................................................
Asetat Anhidrida .........................................................................................
Perekat Isosianat ..........................................................................................
Vinir ............................................................................................................
Comply ........................................................................................................
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat ......................................................................................
Bahan dan Alat
Bahan .....................................................................................................
Alat .........................................................................................................
Metode Pelaksanaan
Persiapan bahan baku .............................................................................
Pembuatan papan comply .......................................................................
Pengujian ................................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis Comply
Kerapatan ................................................................................................
Kadar Air ................................................................................................
Daya Serap Air .......................................................................................
Pengembangan Tebal ..............................................................................
Sifat Mekanis Comply
Modulus of elasticity (MOE) dan modulus of rupture (MOR) ...............
Internal bond (IB) ...................................................................................
Kuat pegang sekrup (KPS) .....................................................................
Keawetan Papan Comply terhadap Rayap ...................................................
4
6
8
10
11
13
13
13
14
16
17
24
26
27
29
31
36
38
39
KUALITAS PAPAN COMPLY DARI SLUDGE TERASETILASI
HASIL PENELITIAN
Oleh
Boy Torkis Simarmata
061203032/Teknologi Hasil Hutan
DEPARTEMEN KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2010
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
Nama
NIM
P. Studi
:
:
:
:
Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi
Boy Torkis Simarmata
061203032
Teknologi Hasil Hutan
Disetujui oleh:
Komisi Pembimbing
Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si
Ketua
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si
Anggota
Mengetahui:
Siti Latifah, S.Hut, M.Si, Ph.D
Ketua Departemen
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pangururan Kabupaten Samosir Provinsi Sumatera
Utara pada tanggal 14 Januari 1989 dari Ayah Jamontang Simarmata dan Ibu
Thresyah Sinaga (Alm). Penulis adalah anak keempat dari enam bersaudara.
Abang bernama Romual Pangihutan Simarmata, kakak bernama Maria Merry
Simarmata dan Juliana Tiodora Simarmata serta adik bernama Gomgom
Simarmata dan Juniarta Eureka Simarmata.
Pendidikan formal yang telah ditempuh penulis yaitu pendidikan dasar di
SD Negri No.173742 Pangururan lulus tahun 2000, pendidikan lanjutan di SLTP
RK Serdang Murni Lubuk Pakam lulus tahun 2003, pendidikan menengah atas di
SMA Negeri 1 Lubuk Pakam lulus tahun 2006. Pada tahun 2006, penulus lulus
ujian Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada Program Studi
Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis melaksanakan Praktik Pengenalan
Pengolahan Hutan (P3H) di Hutan Alam Tangkahan dan Hutan Mangrove Pulau
Sembilan Kabupaten Langkat pada tahun 2008. Penulis melaksanakan Praktik
Kerja Lapang (PKL) di Perum Perhutani Unit I KPH Kedu Utara Magelang Jawa
Tengah tahun 2010. Penulis melaksanakan penelitian dengan judul ”Kualitas
Papan Comply dari Sludge Terasetilasi”, di bawah bimbingan Bapak Luthfi
Hakim, S.Hut, M.Si dan Ibu Evalina Herawati S.Hut, M.Si.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala
berkat dan kasihNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi”. Penulisan skripsi ini
merupakan salah satu syarat untuk menjadi Sarjana Kehutanan.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada orang tua yang selalu
mendoakan, memberi dukungan, kasih sayang dan materi serta menginspirasi
penulis untuk tetap semangat dalam mewujudkan skripsi ini serta abang, kakak
dan adik yang selalu membantu, menemani, mendoakan dan memberi dorongan
dalam mengerjakan skripsi ini.
Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada komisi pembimbing skripsi
yaitu
Bapak
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
sebagai
ketua
dan
Ibu Evalina Herawati, S.Hut, M.Si sebagai anggota yang telah membimbing dan
memberi masukan-masukan serta saran dalam pembuatan skripsi selama ini.
Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam penulisan skripsi, oleh
karena itu penulis memohon maaf atas kekurangan tersebut. Penulis
mengharapkan agar skripsi ini dapat menjadi panduan belajar dan bacaan yang
bermanfaat bagi mahasiswa/i kehutanan secara khusus dan masyarakat secara
umum. Akhir kata penulis menyampaikan terima kasih.
Medan, Februari 2011
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ..................................................................................................... i
ABSTRACT .................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP ....................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ................................................................................... iv
DAFTAR ISI .................................................................................................. v
DAFTAR TABEL .......................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. ix
PENDAHULUAN
Latar Belakang ........................................................................................... 1
Tujuan......................................................................................................... 3
Manfaat ........................................................................................................ 3
TINJAUAN PUSTAKA
Sludge ..........................................................................................................
Asetat Anhidrida .........................................................................................
Perekat Isosianat ..........................................................................................
Vinir ............................................................................................................
Comply ........................................................................................................
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat ......................................................................................
Bahan dan Alat
Bahan .....................................................................................................
Alat .........................................................................................................
Metode Pelaksanaan
Persiapan bahan baku .............................................................................
Pembuatan papan comply .......................................................................
Pengujian ................................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis Comply
Kerapatan ................................................................................................
Kadar Air ................................................................................................
Daya Serap Air .......................................................................................
Pengembangan Tebal ..............................................................................
Sifat Mekanis Comply
Modulus of elasticity (MOE) dan modulus of rupture (MOR) ...............
Internal bond (IB) ...................................................................................
Kuat pegang sekrup (KPS) .....................................................................
Keawetan Papan Comply terhadap Rayap ...................................................
4
6
8
10
11
13
13
13
14
16
17
24
26
27
29
31
36
38
39
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan.................................................................................................. 43
Saran ............................................................................................................ 43
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 44
LAMPIRAN .................................................................................................... 47
DAFTAR TABEL
No.
Halaman
1.
Nilai sifat fisis dan mekanis comply berbasis serat
dalam standar JIS A 5905-2003 .............................................................. 23
2.
Nilai rata-rata hasil pengujian sifat fisis comply ..................................... 24
3.
Nilai rata-rata hasil pengujian sifat mekanis comply .............................. 31
DAFTAR GAMBAR
No.
Halaman
1.
Pola pengambilan contoh uji pada masing-masing
papan comply .......................................................................................... 17
2.
Pengujian MOE dan MOR ...................................................................... 19
3.
Pengujian internal bond .......................................................................... 20
4.
Pengujian kuat pegang sekrup................................................................. 21
5.
Skema pembuatan papan comply ............................................................ 22
6.
Grafik rata-rata kerapatan papan comply ................................................ 24
7.
Grafik rata-rata kadar air papan comply .................................................. 27
8.
Grafik rata-rata daya serap air papan comply
setelah 2 jam dan 24 jam ......................................................................... 28
9.
Grafik rata-rata pengembangan tebal papan comply
setelah 2 jam dan 24 jam ......................................................................... 30
10. Grafik rata-rata MOE sejajar dan tegak lurus
serat vinir papan comply ......................................................................... 32
11. Grafik rata-rata MOR sejajar dan tegak lurus
serat vinir papan comply ......................................................................... 33
12. Grafik rata-rata internal bond papan comply .......................................... 36
13. Grafik rata-rata kuat pegang sekrup papan comply ................................. 38
14. Grafik tingkat mortalitas rayap pada papan comply................................ 41
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Halaman
1.
Perhitungan bahan baku sludge dengan perekat isosianat
dalam pembuatan comply ........................................................................ 47
2.
Data hasil pengukuran kadar air dan kerapatan comply .......................... 48
3.
Data hasil pengukuran daya serap air dan pengembalan
tebal comply ............................................................................................ 48
4.
Data hasil pengukuran MOE dan MOR comply sejajar
arah serat vinir......................................................................................... 49
5.
Data hasil pengukuran MOE dan MOR comply tegak lurus
arah serat vinir......................................................................................... 49
6.
Data hasil pengukuran internal bond comply ......................................... 50
7.
Data hasil pengukuran kuat pegang sekrup comply ................................ 50
8.
Data hasil pengukuran keawetan comply terhadap rayap ....................... 51
Boy Torkis Simarmata. Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi.
Dibimbing
oleh
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
dan
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.
ABSTRAK
Penelitian pemanfaatan sludge sebagai bahan baku pembuatan papan
comply berguna untuk menciptakan nilai tambah dari sludge. Tujuan dari
penelitian ini adalah mengevaluasi sifat fisis, mekanis, dan keawetan papan
comply dari sludge terasetilasi dengan dosis asetat anhidrida 0%, 3%, 5% dan 7%
sebanyak 3 kali ulangan. Pembuatan papan comply dilakukan dengan
menggunakan proses kering. Setelah bahan baku dicampur perekat, dilakukan
pengempaan dengan menggunakan kempa panas dengan suhu 180±5oC dan
tekanan tetap 40 Pa selama 25 menit. Ukuran papan comply yang akan dibuat
yaitu 25 cm x 20 cm x 1 cm dengan kerapatan 0,8 g/cm3. Selanjutnya dilakukan
pengujian sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal)
dan mekanis (keteguhan lentur, keteguhan patah, keteguhan rekat, kuat pegang
sekrup) terhadap MDF yang dihasilkan yang mengacu pada JIS A 5905-2003 dan
pengujian keawetan mengacu pada SNI 01-7207-2006. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa seluruh sifat fisis papan comply memenuhi standar
sedangkan seluruh sifat mekanis papan comply tidak memenuhi standar JIS A
5905-2003. Berdasarkan SNI 01-7207-2006, papan comply termasuk dalam kelas
awet I yaitu sangat tahan terhadap rayap.
Kata kunci: sludge terasetilasi, papan comply, sifat fisis, sifat mekanis, dan
keawetan.
Boy Torkis Simarmata. The Quality of Comply Board Made of Acetylated
Sludge.
Supervised
by
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
and
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.
ABSTRACT
The research of using sludge as the raw material of making comply board
was useful to create additional value of sludge. The objective of the research was
to evaluate physical properties, mechanical properties and durability of MDF
from acetylated sludge in 4 levels of acetate anhydride (0%, 3%, 5% and 7%)
with 3 restats. The comply board was made using dry process. After materials
were mixed with the adhesives, they were pressed using hotpress with 180±5oC
temperature, 40 Pa fix pressure for 25 minutes. The size of the comply board
sample was 25 cm x 20 cm x 1 cm with 0,8 g/cm3 density. Then physical properties
(density, moisture content, water absorbtion, thickness swelling) evaluation and
mechanical (modulus of elasticity, modulus of rupture, internal bond, screw
holding power) evaluation were done according to JIS A 5905-2003 and
durability evaluating were done according to SNI 01-7207-2006. The result of the
research showed that all physical properties of comply board met the standard
otherwise all mechanical properties of comply board did not meet the standar of
JIS A 5905-2003. Based on SNI 01-7207-2006, the comply board is included to
First (I) Durability Class which is very resistant to termites.
Keywords: acetylated sludge, comply board, physical properties, mechanical
properties durability.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Industri kertas merupakan salah satu jenis industri terbesar di dunia dengan
menghasilkan 178 juta ton pulp, 278 juta ton kertas dan karton, dan menghabiskan
670 juta ton kayu. Pertumbuhannya dalam dekade berikutnya diperkirakan antara
2% hingga 3,5% per tahun, sehingga membutuhkan kenaikan kayu log yang
dihasilkan dari lahan hutan seluas 1 sampai 2 juta hektar setiap tahun
(Lembaga Kajian Ekologi dan Konservasi Lahan Basah, 2002)
Limbah utama dari industri pulp dan kertas adalah sludge. Sludge adalah
larutan berbentuk lumpur yang terdiri dari serat-serat kayu berukuran kecil yang
tak layak mutu untuk dijadikan kertas bercampur dengan filler yaitu kalsium
karbonat (CaCO) dan air (H2O). Menurut Karcher dan Baser (2001), industri pulp
dan kertas di Amerika rata-rata menghasilkan kurang lebih 900 ton sludge per
hari. Sedangkan di Indonesia sendiri, PT. Pindo Deli Pulp & Paper salah satu
gambaran perusahaan pulp dan kertas di Indonesia menghasilkan 1000 sampai
1500 ton sludge per bulan (PT.Pindo Deli Pulp dan Paper, 2002). Angka ini
merupakan jumlah yang besar sehingga memerlukan cara penyaluran limbah yang
tepat agar tidak sampai mencemari lingkungan.
Sludge yang dihasilkan oleh industri pulp dan kertas merupakan serat-serat
kayu yang tidak layak secara kualitas baik dari segi dimensi yaitu memiliki
ukuran yang jauh lebih kecil dari serat yang layak untuk kertas maupun segi
kekuatan yaitu memiliki kelenturan dan kekuatan sobek dan tarik yang rendah.
Selain itu serat-serat sludge telah bercampur dengan kalsium karbonat (CaCO)
1
dan air. Hal inilah yang menyebabkan industri membuang sludge dan tidak
mempergunakannya lebih lanjut.
Sludge tersebut sebenarnya dapat ditingkatkan kualitasnya dengan
menggunakan modifikasi kimia yaitu dengan asetilasi untuk memperlebar bidang
permukaan serat serta meningkatkan kelenturan dan kekuatan sobek serat. Untuk
membersihkan serat-serat sludge yang telah tercampur dengan kalsium karbonat
maka dapat dilakukan pencucuian serat.
Biokomposit atau papan komposit memiliki berbagai defenisi di seluruh
dunia. Biokomposit dapat disebut dengan istilah wood-base fiber and particle
panel materials (panel-panel berbasis serat kayu dan partikel kayu) yang
didefenisikan sebagai sekumpulan material papan yang dihasilkan dari kayu atau
serat-serat atau partikel berlignoselulosa lainnya dimana binder dan materialmaterial
lainnya
dapat
ditambahkan
selama
proses
pengerjaan
untuk
meningkatkan karakteristik tertentu dari papan (Maloney, 1993).
Serat-serat sludge yang akan dijadikan papan serat tentu tidak
akan
memiliki kekuatan sebaik papan yang dibuat dari serat-serat kayu yang bukan
merupakan limbah. Karena itu papan serat dari limbah sludge dapat diberikan
vinir pada kedua permukaannya. Vinir merupakan lembaran tipis yang disayat
dari batang kayu bulat menjadi lembaran kayu. Pembuatan papan comply dari
sludge merupakan salah satu cara yang efektif untuk menyelesaikan kedua
masalah yaitu masalah kelangkaan kayu solid dan pengolahan limbah sludge yang
tepat. Dengan membuat papan comply dari sludge, maka peranan kayu solid dapat
diberikan alternatif dan limbah sludge yang pada awalnya mencemari lingkungan
menjadi lebih bernilai ekonomi. Hal inilah yang melatarbelakangi penelitian yang
berjudul Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik fisis (kerapatan,
kadar air, daya serap air, pengembangan tebal), mekanis (MOE, MOR, internal
bond, kuat pegang sekrup) dan keawetan comply dari sludge terasetilasi. Dengan
demikian akan dapat dilihat kelayakan papan comply dari sludge terasetilasi untuk
dijadikan alternatif penggunaan kayu solid.
Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai rekomendasi
bahwa sludge memiliki potensi untuk dikembangkan menjadi papan comply yang
dapat memberikan alternatif terhadap penggunaan kayu solid dan juga sebagai
bentuk kepedulian terhadap kelestarian lingkungan dan mengembangkan nilai
ekonomi sludge.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan dari bulan Juli – November 2009. Penelitian
dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan
Fakultas Pertanian dan Laboratorium Kimia Polimer Fakultas MIPA Universitas
Sumatera Utara serta Laboratorium Keteknikan Kayu Departemen Teknologi
Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan
Bahan baku utama yang digunakan pada penelitian ini adalah sludge yang
diperoleh dari industri pulp dan kertas PT. Pindo Deli Mandiri (PDM) Medan.
Sludge yang akan dijadikan papan comply akan diberikan perlakuan asetilasi yaitu
direndam dengan larutan asetat anhidrida ((CH3CO)2O) dengan tujuan untuk
memperlebar permukaan serat sludge. Papan comply yang akan dibuat terdiri dari
papan serat berkerapatan sedang pada bagian core (tengah) dan dilapasi vinir pada
kedua permukaannya sehingga dibutuhkan 24 lembar vinir berukuran 25 x 20 cm
dari kayu sengon dari PT. Sumalindo, Kalimantan Barat. Papan comply akan
direkat dengan perekat isosianat PI-120 dengan pengeras H3M.
Alat
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini yaitu karung/goni ukuran 30 kg
sebagai tempat sludge basah pada saat pengambilan bahan baku dari industri,
sludge yang diperoleh dari industri akan mengalami proses repulping dengan
menggunakan alat mixer berukuran besar dan ember besar sebagai tempat sludge
13
pada saat repulping. Kemudian dibutuhkan saringan 20 mesh untuk menyaring
sludge pada saat pencucian dan repulping. Plastik transparan ukuran 3 kg
diperlukan sebagai tempat sludge kering yang siap dikempa. Sludge kering yang
akan dikempa ditimbang menggunakan timbangan elektrik. Sebelum digunakan,
vinir dikeringkan dengan menggunakan oven.
Sludge dan vinir akan dikempa menjadi papan comply dengan menggunakan
kempa panas (hot press). Mistar atau penggaris diperlukan untuk mengukur
panjang dan lebar sampel pada saat pengujian papan comply. Papan comply yang
telah dibuat akan dipotong dengan band saw sesuai ukuran sampel untuk tiap
pengujian. Kaliper diperlukan untuk mengukur ketebalan sampel pada saat
pengujian papan comply. Untuk tujuan dokumentasi penelitian maka diperlukan
kamera digital.
Metode Pelaksanaan
Persiapan bahan baku
Kegiatan persiapan bahan baku dilakukan dalam 6 tahap yaitu pengadaan
bahan baku, pencucian dan repulping, penyaringan serat, pengeringan serat dan
vinir, perlakuan asetilasi dan pencampuran bahan baku dengan perekat. Tahapantahapan persiapan bahan baku yaitu sebagai berikut:
(1) Pengadaan bahan baku
Pengambilan sludge dilakukan di PT. PDM Medan. Jenis papan yang
akan dibuat adalah papan comply dimana bagian core (tengah) merupakan
papan serat berkerapatan sedang memerlukan bahan baku tidak begitu
banyak yaitu sekitar 400-450g serat sludge untuk pembuatan satu unit
papan comply. Sludge diperoleh dari kolam penampungan limbah yang
disedot dan diambil secara manual dari selting pond (kolam penampungan
sludge), kemudian dimasukkan ke dalam wadah-wadah atau kantong
plastik berukuran besar.
(2) Proses pencucian dan repulping
Sludge dimasukkan ke dalam alat mixer (pengaduk) dan ditambahkan air
sampai sludge tenggelam sepenuhnya. Kemudian diaduk selama 20-25
menit. Hal ini dilakukan untuk mencuci sludge agar serat-serat kayu
terpisah dari kandungan kalsium karbonat sehingga hanya serat sludge
yang diperoleh untuk dijadikan papan.
(3) Penyaringan serat
Serat sludge yang diperoleh kemudian disaring dengan menggunakan
saringan 40 mesh agar terpisah dari kalsium karbonat dan air.
Penyaringan serat memerlukan waktu yang cukup lama bahkan
penyaringan sludge merupakan tahap paling lama dalam persiapan bahan
baku.
(4) Pengeringan serat dan vinir
Setelah selesai disaring, serat dari sludge dikeringkan dengan metode
pengeringan udara hingga kadar air (KA) serat mencapai 8 – 10%.
Pengeringan dilakukan di dalam raungan tanpa sinar matahari langsung
agar serat tidak rusak. Vinir dikeringkan dengan menggunakan oven
dengan suhu 80oC selama 4 jam.
(5) Perlakuan asetilasi
Perlakuan asetilasi dilakukan dengan pemberian larutan asetat anhidrida.
Asetilasi dilakukan dengan merendam sludge dalam 3 wadah berisi
larutan asetat anhidrida dengan konsentrasi masing-masing 0%, 3%, 5%,
dan 7% selama 2 x 24 jam. Kemudian sludge dikeringkan kembali hingga
kondisi kering udara
(6) Pencampuran bahan baku dan perekat
Setelah sludge kering, dilakukan pencampuran sludge dengan perekat
isosianat sebanyak 10 persen dari berat papan. Pencampuran perekat
dilakukan dengan metode pengadukan.
Pembuatan papan serat
Pembuatan papan comply dilakukan dengan proses pengempaan dengan
menggunakan kempa panas (hot press). Vinir dioles perekat isosianat pada
permukaan yang akan direkat dan sludge diaduk dengan perekat isosianat pada
wadah solid. Vinir diletakkan pada kedua permukaan sludge yang telah
dibentuk/dicetak dan dikempa dengan suhu 180±5 oC dan tekanan tetap 40 Pa
selama 25 menit. Ukuran papan yang akan dibuat yaitu 25 x 20 x 1 cm dengan
kerapatan 0,8 gr/cm3. Kemudian dilakukan conditioning yaitu papan yang telah
dikeluarkan dari kempa panas, dibiarkan dalam plat selama kurang lebih 24 jam
agar papan serat yang dihasilkan benar-benar merekat. Kemudian papan comply
dikeluarkan dari plat dan dimasukkan ke dalam kantung plstik trasnparan untuk
mencegah penyerapan kelembaban yang dapat mempengaruhi karakteristik fisis
papan comply.
Pengujian
Pengujian dilakukan dengan menggunakan standar pengujian Japan
Industrial Standard (JIS) 5905-2003 untuk papan berbasis serat. Adapun
pembagian sampel untuk pengujian dapat dilihat pada gambar 1.
20 cm
Arah serat
5 cm
B1
vini
10 cm
A
25 cm
B2
C
5 cm
5 cm
D
E
5 cm
10 cm
5 cm
Gambar 1. Pola pengambilan contoh uji pada masing-masing papan comply
Keterangan gambar:
A
= Contoh uji kadar air dan kerapatan serta keawetan terhadap rayap
B1
= Contoh uji MOR dan MOE untuk comply searah serat vinir
B2
= Contoh uji MOR dan MOE untuk comply tegak lurus arah serat
vinir
C
= Contoh uji untuk daya serap air dan pengembangan tebal
D
= Contoh uji untuk IB
E
= Contoh uji untuk kuat pegang sekrup.
Setelah sampel dipotong sesuai dengan bagian-bagiannya, maka dilakukan
pengujian. Pengujian yang dilakukan pada papan serat comply meliputi pengujian
karakteristik fisis, mekanis dan keawetan, yaitu:
(1) Pengujian karakteristik fisis papan serat
a. Kerapatan
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume
kering udara dengan rumus:
Kerapatan (g/cm3)
=
b. Kadar Air (KA)
Kadar air papan serat dihitung berdasarkan berat awal (BA) dan berat
kering oven (BKO) selama 24 jam pada suhu 103±2oC. Nilai kadar air
dihitung berdasarkan rumus:
Kadar Air (%)
=
c. Daya Serap Air (DSA)
Daya serap air (DSA) papan serat dihitung berdasarkan berat sebelum
perendaman (B1) dan berat setelah perendaman (B2) dalam air selama 2
jam dan 24 jam dan dihitung dengan rumus:
DSA (%)
=
d. Pengembangan Tebal
Pengembangan tebal didasarkan pada tebal sebelum perendaman (T1) dan
tebal setelah perendaman (T2) selama 2 jam dan 24 jam dan dihitung
dengan rumus:
Pengembangan Tebal (%) =
(2) Pengujian sifat mekanis papan serat
a. MOE (Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture)
Pengujian MOE dan MOR adalah pengujian terhadap tingkat kekuatan
lentur dan kekuatan patah contoh uji papan comply yang dilakukan pada
sampel searah serat vinir (B1) dan tegak lurus serat vinir (B2). Pengujian
MOE dan MOR dilakukan secara bersamaan sehingga contoh ujinya sama.
Pengujian dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine
dengan jarak sangga 15 cm. Nilai MOE dan MOR dihitung dengan
menggunakan rumus:
MOE (Kg/cm2)
MOR (Kg/cm2)
=
=
P merupakan beban maksimum (Kg), L merupakan jarak sangga, Y
merupakan lenturan pada beban (cm), b merupakan lebar contoh uji dan d
merupakan tebal contoh uji.
Beban
2,5 cm
2,5 cm
Sampel uji
Jari-jari beban = ± 1 cm
L/2
L/2
L = ≥ 10 cm
Gambar 2. Pengujian MOE dan MOR
b. Internal Bond (IB)
Pengujian IB adalah pengujian kemampuan keteguhan rekat internal
contoh uji yang dilakukan dengan merekat kedua permukaan contoh uji
dengan dua buah blok besi dengan perekat epoxy dan dibiarkan mengering
selama 24 jam. Nilai keteguhan rekat internal (IB) merupakan
perbandingan antara beban maksimum (Pmax) P dengan luas permukaan (P)
contoh uji yang dihitung berdasarkan rumus:
IB (Kg/cm2)
=
P
Sampel uji
P
Gambar 3. Pengujian internal bond
c. Kuat pegang sekrup
Cara pengujian kuat pegang sekrup dilakukan dengan memasukkan sekrup
ke dalam contoh uji berukuran 5x10 cm hingga mencapai kedalaman 8 cm.
Sekrup yang digunakan berdiameter 2,7 mm dan panjang 16 mm. Nilai
kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang
dicapai dalam kilogram.
2,5 cm
2,5 cm
2,5 cm
2,5 cm
Posisi sekrup
2,5 cm
5 cm
2,5 cm
10 cm
Gambar 4. Pengujian kuat pegang sekrup
(3) Pengujian keawetan papan serat
Pengujian keawetan yang dilakukan adalah pengujian ketahanan kayu
terhadap serangan rayap (termites). Skala pengujian yang dilakukan adalah skala
laboratorium. Pengujian dilakukan dengan menggunakan sampel berukuran
1x1x1 cm dari setiap perlakuan dan ulangan. Sampel ditimbang (B0) lalu
dimasukkan ke dalam wadah plastik kecil dan diisi dengan 50 ekor rayap pekerja
dan dibiarkan selama 12 minggu di tempat gelap. Hal ini bersesuaian dengan
pernyataan Santoso dan Jasni (2003) yang menyatakan bahwa pada pengujian
keawetan terhadap rayap, ke dalam semprong kaca tersebut dimasukkan rayap
kayu kering (Cryptotermes cynocephalus Light.) sebanyak 50 ekor rayap pekerja
yang sehat dan aktif, kemudian contoh uji tersebut disimpan di tempat gelap
selama 12 minggu. Akan tetapi pada penelitian ini, sampel akan diumpankan
terhadap rayap Macrotermes spp. Sampel dibiarkan hingga seluruh rayap mati.
Kemudian sampel ditimbang kembali (B1) lalu dihitung pengurangan beratnya
dengan rumus:
Pengurangan berat (%) =
x100%
Setelah pengujian dilakukan, maka akan diperoleh data hasil pengujian.
Di bawah ini ditampilkan skema proses pengerjaan papan serat mulai dari
persiapan bahan baku hingga pengujian papan serat.
Pengambilan Bahan Baku
Pencucian dan Repulping
Penyaringan Sludge
Pengeringan Serat
Pengeringan Vinir
Perlakuan Asetilasi
Pengeringan Serat
Pencampuran dengan Perekat Isosianat
Pengempaan
Conditioning
Pengujian
Gambar 5. Skema pembuatan papan comply
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian yang dilakukan di laboratorium terhadap comply yang
dihasilkan menunjukkan hasil yang berbeda-beda baik pada sifat fisis, sifat
mekanis maupun keawetan compl terhadap rayap. Hasil pengujian sifat fisis dan
mekanis comply dibandingkan dengan JIS 5905-2003, sedangkan hasil pengujian
keawetan comply terhadap rayap dibandingkan dengan SNI 01-7207-2006. Nilai
standar JIS A 5905-2003 ditampilkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai sifat fisis dan mekanis comply berbasis serat dalam standar JIS A 59052003.
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Sifat Fisis Mekanis
Kerapatan (g/cm3)
Kadar Air (%)
Daya Serap air (%)
Pengembangan Tebal (%)
MOR (kgf/cm2)
MOE (kgf/cm2)
Internal Bond (kgf/cm2)
Kuat Pegang Sekrup (kgf)
JIS A 5905-2003
0,35-0,8
5-13
Tidak dipersyaratkan
≤ 17 %
Min 306
Min 25500
Min 5,1
Min 50,98
Sifat Fisis Comply
Pengujian sifat fisis papan comply yang dilakukan adalah pengujian
kerapatan, kadar air, daya serap air 2 jam dan 24 jam, serta pengembangan tebal 2
jam dan 24 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan pada
masing-masing sifat fisis papan yang dipengaruhi oleh faktor kadar asetat
anhidrida yang berbeda-beda dan pengaruhnya terhadap serat sludge. Tabel di
bawah ini menunjukkan nilai rata-rata hasil pengujian sifat fisis dari comply.
23
Tabel 2. Nilai rata-rata hasil pengujian sifat fisis comply
Kadar
Kerapatan
asetat KA (%)
(%)
anhidrida
0%
3,28
0,74
DSA (%)
PT (%)
2 jam
24 jam
2 jam
24 jam
34,33
48,42
4,77
5,84
3%
4,34
0,79
31,38
47,81
5,67
7,49
5%
3,53
0,74
31,57
53,60
4,89
6,51
7%
3,44
0,73
41,70
52,40
5,70
7,22
Kerapatan
Kerapatan menunjukkan perbandingan antara massa dengan volume papan
comply. Hasil pengujian terhadap sampel papan comply menunjukkan nilai
kerapatan papan comply yang dihasilkan berkisar antara 0,73 g/cm3 sampai
dengan 0,79 g/cm3. Hasil pengujian kerapatan papan comply selengkapnya
dicantumkan pada Lampiran 2 dan Lampiran 3 sedangkan grafik perbandingan
rata-rata kerapatan tiap sampel papan comply ditampilkan pada Gambar 6.
0,9
Kerapatan (g/cm3)
0,8
0,74
0,79
0,74
0,73
JIS 5905-2003
0,4 - 0,8 g/cm3
26
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0%
3%
5%
7%
Kadar Asetilasi
Gambar 6. Grafik rata-rata kerapatan papan comply
Hasil pengujian kerapatan menunjukkan bahwa sampel dengan kerapatan
terendah terdapat pada sampel dengan kadar asetilasi 7% sedangkan sampel
dengan kerapatan tertinggi yaitu sampel dengan kadar asetilasi 3%. Jika
diperhatikan maka terdapat peningkatan kerapatan dari sampel dengan kadar
asetilasi 0% ke sampel 3%, kemudian terjadi penurunan nilai kerapatan pada
sampel 5% dan semakin menurun pada sampel 7%. Peningkatan kerapatan comply
yang terjadi dari sampel dengan kadar asetilasi 0% ke sampel 3% menunjukkan
bahwa kadar asetilasi 3% dapat meningkatkan kerapatan comply akan tetapi tidak
mutlak berfungsi untuk meningkatkan kerapatan.
Akan tetapi penurunan nilai kerapatan dari sampel comply 3% ke sampel
comply 5% dan menurun ke sampel 7% disebabkan karena pemberian asetat
anhidrida yang berfungsi untuk memekarkan selulosa telah melebihi batas
sehingga serat sludge menjadi rapuh dan lemah sehingga kerapatan papan yang
dihasilkan menjadi rendah. Jika dibandingkan dengan hasil penelitian Siagian
(2010) yang juga menggunakan core berupa serat yaitu serat kertas bekas tanpa
perlakuan asetilasi menunjukkan kisaran kerapatan 0,55 – 0,58 kg/cm3. Hal ini
menunjukkan bahwa asetilasi dapat meningkatkan kerapatan papan comply yang
dihasilkan. Ini berarti bahwa jika kadar asetilasi semakin tinggi atau lebih dari
3%, maka asetilasi justru akan menurunkan kerapatan comply.
Jika dibandingkan dengan standar yang digunakan yaitu JIS 5905-2003,
maka papan kerapatan papan comply yang dihasilkan telah sesuai dengan
kerapatan yang disyaratkan yaitu 0,4 g/cm3 sampai 0,8 g/cm3. Bowyer et al.
(2003) menyatakan bahwa nilai kerapatan dipengaruhi oleh tebal dinding sel,
kadar air dan proses perekatan. Peningkatan kerapatan disebabkan terjadinya
pemadatan sirekat akibat pengempaan sewaktu pembuatan comply. Pada comply
yang dihasilkan peningkatan kerapatan yang terjadi juga disebabkan oleh
kandungan kalsium karbonat pada sludge yang menambah massa comply sehingga
kerapatannya meningkat. Selain itu, menurut Nuryawan et. al. (2008) menyatakan
bahwa faktor yang menyebabkan perbedaan kerapatan juga disebabkan oleh
adanya spring back atau usaha pembebasan dari tekanan yang dialami pada waktu
pengempaan.
Kadar air
Kadar air menunjukkan kandungan air dan atau uap air yang terkandung
dalam papan comply. Pengujian kadar air comply menunujukkan hasil kadar air
rata-rata dari masing-masing sampel berkisar antara 3,28% sampai dengan 4,34%
(Gambar 7). Kadar air yang paling tinggi ditunjukkan oleh sampel comply dengan
kadar asetat anhidrida 3% sebesar 4,34%. Nilai kadar air tersebut berada di bawah
standar JIS A 5905-2003 yang menetapkan sebesar 5% - 13%. Hal ini bersesuaian
dengan hasil penelitian Siagian (2010) yang melakukan penelitian terhadap papan
comply dengan variasi core yaitu partikel kayu dan serat limbah kertas bekas.
Hasil penelitian Siagian (2010) menunjukkan bahwa papan comply dengan core
serat lebih rendah dari papan comply dengan core partikel. Selain itu keberadaan
vinir pada bagian back dan surface juga menyebabkan air tidak mudah keluar
masuk ke dalam comply. Hal ini didukung oleh hasil penelitian Putra (2009) yang
menyatakan bahwa penambahan vinir pada lapisan back dan surface
menyebabkan kadar air comply semakin rendah akibat core yang berada di dalam
comply (inti) tidak bebas menyerap air akibat adanya ikatan core dengan back dan
surface berupa vinir.
14
Kadar Air (%)
12
10
JIS 5905-2003
8
5% 13%
6
4
4,34
3,28
3,53
3,44
5%
7%
2
0
0%
3%
Kadar Asetilasi
Gambar 7. Grafik rata-rata kadar air papan comply
Grafik menunjukkan bahwa terjadi peningkatan kadar air dari sampel
dengan kadar asetat anhidrida 0% ke sampel dengan kadar 3%. Akan tetapi
comply mengalami penurunan kadar air ke sampel dengan kadar 5% dan semakin
menurun ke kadar 7%. Ini
menunjukkan bahwa tidak ada peningkatan dan
penurunan kadar air yang signifikan yang disebabkan oleh perlakuan asetilasi.
Tsoumis (1991) menyatakan bahwa kadar air papan komposit dapat berubah-ubah
sesuai dengan kondisi lingkungan sekitarnya karena terbuat dari bahan
berlignoselulosa yang bersifat higroskopis, sehingga kadar air dapat berbeda
sesuai kondisi kelembaban sekitarnya.
Daya serap air
Daya serap air menunjukkan tingkat kemampuan papan comply dalam
menyerap air setelah direndam dalam air selama 2 jam dan 24 jam. Hasil rata-rata
pengujian daya serap air selama 2 jam sampel comply berkisar antara 31,38%
sampai dengan 41,70% (Gambar 8), sedangkan untuk pengujian daya serap air
selama 24 jam berkisar antara 47,81% sampai dengan 53,60% (Gambar 6).
Penyerapan air yang paling tinggi selama 2 jam ditunjukkan oleh sampel comply
dengan kadar asetat anhidrida 7% sebesar 41,70% sedangkan Penyerapan air yang
paling tinggi selama 24 jam ditunjukkan oleh sampel comply dengan kadar asetat
anhidrida 5% sebesar 53,60%.
60
53,60
Daya Serap Air (%)
50
48,42
52,40
47,81
41,70
40
34,33
31,38
31,57
30
DSA 2 Jam (%)
DSA 24 Jam (%)
20
10
0
0%
3%
5%
Kadar Asetilasi
7%
Gambar 8. Grafik rata-rata daya serap air papan comply setelah 2 jam dan 24
Berdasarkan hasil pengujian ini maka dapat dinyatakan bahwa daya serap
air dari papan comply tergolong tinggi. Hal ini didukung oleh Lee (2002) dimana
penelitiannya terhadap papan serat berbahan sludge memiliki daya serap air yang
tinggi hingga 71, 2%. Hasil penelitian Siagian (2010) juga menunjukkan bahwa
papan comply dengan core berupa serat kertas koran menunjukkan daya serap air
terbesar yaitu 127,21 %. Hal ini didukung oleh Subyakto dan Prasetya (1996)
yang menyatakan bahwa serat limbah kertas menghasilkan papan dengan daya
serap air lebih dari 50%.
Akan tetapi jika dibandingkan dengan hasil penelitian Putra (2009),
terdapat perbedaan dimana hasil penelitian Putra (2009) menunjukkan bahwa
keberadaan vinir pada bagian back dan surface dapat menurunkan daya serap air.
Perbedaan hasil penelitian ini dapat dijelaskan oleh literatur Taramian et. al.
(2004) yang menyatakan bahwa sludge memiliki kandungan material inorganik
seperti lumpur kaolin dan kalsium karbonat. Material inorganik tersebut tidak
dapat hilang seluruhnya dengan sekali pencucian saja. Hal tersebut menyebabkan
kalsium karbonat mengendap dan berbentuk seperti kapur. Endapan kalsium
karbonat tersebut yang menghambat proses perekatan antar serat, karena perekat
tidak seutuhnya merekat pada serat sehingga terdapat rongga-rongga antar serat,
sehingga air dapat meresap ke dalam papan dengan mudah. Sehingga meskipun
terdapat vinir pada back dan surface, kondisi core yang berongga menyebabkan
daya serap air tetap tinggi. Pengujian daya serap air tidak dipersayaratkan pada
standar JIS 5905-2003.
Pengembangan tebal
Pengembangan tebal menunjukkan nilai pengembangan dimensi papan
comply setelah direndam dalam air selama 2 jam dan 24 jam. Hasil pengujian
pengembangan tebal comply selama 2 jam berkisar antara 4,77% sampai dengan
5,70% (Gambar 9). Untuk pengujian pengembangan tebal selama 24 jam berkisar
antara 5,84% sampai dengan 7,49% (Gambar 9). Nilai pengembangan tebal
tertinggi pada perendaman selama 2 jam ditunjukkan pada sampel comply dengan
kadar asetilasi 7% yaitu 5,70% dan nilai pengembangan tebal tertinggi pada
perendaman selama 24 jam ditunjukkan oleh sampel comply dengan kadar
asetilasi 3% yaitu 7,49%. Berdasarkan hasil pengujian tersebut, sampel comply
yang diuji telah memenuhi standar JIS A 5905-2003 dengan nilai standar
pengembangan tebal ≤17%.
18
16
Pengembangan Tebal (cm)
14
JIS 5905-2003
≤ 17%
12
10
8
6
5,84
4,77
7,49
5,67
6,51
4,89
7,22
5,70
Peng. Tebal 2 Jam
(cm)
Peng. Tebal 24 Jam
(cm)
4
2
0
0%
3%
5%
7%
Kadar Asetilasi
Gambar 9.
Grafik rata-rata pengembangan tebal papan comply setelah 2
jam dan
24 jam
Secara keseluruhan nilai pengembangan tebal sampel comply mengalami
kenaikan yang tidak signifikan. Hasil penelitian Siagian (2010) yang meneliti
comply dengan variasi core menunjukkan bahwa comply dengan core serat
mengalami pengembangan tebal lebih tinggi daripada comply dengan core
partikel kayu karena serat memiliki lumen sehingga saat dilakukan perendaman
maka air masuk ke dalam lumen dan terjadi pengembangan tebal. Hasil penelitian
Siagian (2010) juga menunjukkan bahwa papan comply dengan core serat
mengalami pengembangan tebal yang tidak signifikan dan berbeda-beda sesuai
dengan jenis serat yang digunakan.
Berbeda dengan hasil penelitian Foloronso dan Anyata (2007) yang
menyatakan bahwa papan semen yang dihasilkan dari sludge menunjukkan nilai
sifat fisis yang signifikan yang melebihi kekuatan papan konvensional lainnya.
Hasil penelitian Foloronso dan Anyata (2007) menunjukkan bahwa nilai
pengembangan tebal papan yang dihasilkan yaitu 7,9%. Nilai pengembangan tebal
papan semen tersebut dipengaruhi oleh bahan yang dipadukan dengan sludge
yaitu semen yang cenderung menolak air, sehingga pengembangan tebalnya
sangat sedikit.
Sifat Mekanis Comply
Sifat mekanis yang diuji pada sampel comply yang dihasilkan yaitu
keteguhan lentur (Modulus
HASIL PENELITIAN
Oleh
Boy Torkis Simarmata
061203032/Teknologi Hasil Hutan
DEPARTEMEN KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2010
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
Nama
NIM
P. Studi
:
:
:
:
Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi
Boy Torkis Simarmata
061203032
Teknologi Hasil Hutan
Disetujui oleh:
Komisi Pembimbing
Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si
Ketua
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si
Anggota
Mengetahui:
Siti Latifah, S.Hut, M.Si, Ph.D
Ketua Departemen
Boy Torkis Simarmata. Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi.
Dibimbing
oleh
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
dan
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.
ABSTRAK
Penelitian pemanfaatan sludge sebagai bahan baku pembuatan papan
comply berguna untuk menciptakan nilai tambah dari sludge. Tujuan dari
penelitian ini adalah mengevaluasi sifat fisis, mekanis, dan keawetan papan
comply dari sludge terasetilasi dengan dosis asetat anhidrida 0%, 3%, 5% dan 7%
sebanyak 3 kali ulangan. Pembuatan papan comply dilakukan dengan
menggunakan proses kering. Setelah bahan baku dicampur perekat, dilakukan
pengempaan dengan menggunakan kempa panas dengan suhu 180±5oC dan
tekanan tetap 40 Pa selama 25 menit. Ukuran papan comply yang akan dibuat
yaitu 25 cm x 20 cm x 1 cm dengan kerapatan 0,8 g/cm3. Selanjutnya dilakukan
pengujian sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal)
dan mekanis (keteguhan lentur, keteguhan patah, keteguhan rekat, kuat pegang
sekrup) terhadap MDF yang dihasilkan yang mengacu pada JIS A 5905-2003 dan
pengujian keawetan mengacu pada SNI 01-7207-2006. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa seluruh sifat fisis papan comply memenuhi standar
sedangkan seluruh sifat mekanis papan comply tidak memenuhi standar JIS A
5905-2003. Berdasarkan SNI 01-7207-2006, papan comply termasuk dalam kelas
awet I yaitu sangat tahan terhadap rayap.
Kata kunci: sludge terasetilasi, papan comply, sifat fisis, sifat mekanis, dan
keawetan.
Boy Torkis Simarmata. The Quality of Comply Board Made of Acetylated
Sludge.
Supervised
by
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
and
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.
ABSTRACT
The research of using sludge as the raw material of making comply board
was useful to create additional value of sludge. The objective of the research was
to evaluate physical properties, mechanical properties and durability of MDF
from acetylated sludge in 4 levels of acetate anhydride (0%, 3%, 5% and 7%)
with 3 restats. The comply board was made using dry process. After materials
were mixed with the adhesives, they were pressed using hotpress with 180±5oC
temperature, 40 Pa fix pressure for 25 minutes. The size of the comply board
sample was 25 cm x 20 cm x 1 cm with 0,8 g/cm3 density. Then physical properties
(density, moisture content, water absorbtion, thickness swelling) evaluation and
mechanical (modulus of elasticity, modulus of rupture, internal bond, screw
holding power) evaluation were done according to JIS A 5905-2003 and
durability evaluating were done according to SNI 01-7207-2006. The result of the
research showed that all physical properties of comply board met the standard
otherwise all mechanical properties of comply board did not meet the standar of
JIS A 5905-2003. Based on SNI 01-7207-2006, the comply board is included to
First (I) Durability Class which is very resistant to termites.
Keywords: acetylated sludge, comply board, physical properties, mechanical
properties durability.
KUALITAS PAPAN COMPLY DARI SLUDGE TERASETILASI
HASIL PENELITIAN
Oleh
Boy Torkis Simarmata
061203032/Teknologi Hasil Hutan
DEPARTEMEN KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2010
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
Nama
NIM
P. Studi
:
:
:
:
Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi
Boy Torkis Simarmata
061203032
Teknologi Hasil Hutan
Disetujui oleh:
Komisi Pembimbing
Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si
Ketua
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si
Anggota
Mengetahui:
Siti Latifah, S.Hut, M.Si, Ph.D
Ketua Departemen
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pangururan Kabupaten Samosir Provinsi Sumatera
Utara pada tanggal 14 Januari 1989 dari Ayah Jamontang Simarmata dan Ibu
Thresyah Sinaga (Alm). Penulis adalah anak keempat dari enam bersaudara.
Abang bernama Romual Pangihutan Simarmata, kakak bernama Maria Merry
Simarmata dan Juliana Tiodora Simarmata serta adik bernama Gomgom
Simarmata dan Juniarta Eureka Simarmata.
Pendidikan formal yang telah ditempuh penulis yaitu pendidikan dasar di
SD Negri No.173742 Pangururan lulus tahun 2000, pendidikan lanjutan di SLTP
RK Serdang Murni Lubuk Pakam lulus tahun 2003, pendidikan menengah atas di
SMA Negeri 1 Lubuk Pakam lulus tahun 2006. Pada tahun 2006, penulus lulus
ujian Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada Program Studi
Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis melaksanakan Praktik Pengenalan
Pengolahan Hutan (P3H) di Hutan Alam Tangkahan dan Hutan Mangrove Pulau
Sembilan Kabupaten Langkat pada tahun 2008. Penulis melaksanakan Praktik
Kerja Lapang (PKL) di Perum Perhutani Unit I KPH Kedu Utara Magelang Jawa
Tengah tahun 2010. Penulis melaksanakan penelitian dengan judul ”Kualitas
Papan Comply dari Sludge Terasetilasi”, di bawah bimbingan Bapak Luthfi
Hakim, S.Hut, M.Si dan Ibu Evalina Herawati S.Hut, M.Si.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pangururan Kabupaten Samosir Provinsi Sumatera
Utara pada tanggal 14 Januari 1989 dari Ayah Jamontang Simarmata dan Ibu
Thresyah Sinaga (Alm). Penulis adalah anak keempat dari enam bersaudara.
Abang bernama Romual Pangihutan Simarmata, kakak bernama Maria Merry
Simarmata dan Juliana Tiodora Simarmata serta adik bernama Gomgom
Simarmata dan Juniarta Eureka Simarmata.
Pendidikan formal yang telah ditempuh penulis yaitu pendidikan dasar di
SD Negri No.173742 Pangururan lulus tahun 2000, pendidikan lanjutan di SLTP
RK Serdang Murni Lubuk Pakam lulus tahun 2003, pendidikan menengah atas di
SMA Negeri 1 Lubuk Pakam lulus tahun 2006. Pada tahun 2006, penulus lulus
ujian Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada Program Studi
Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis melaksanakan Praktik Pengenalan
Pengolahan Hutan (P3H) di Hutan Alam Tangkahan dan Hutan Mangrove Pulau
Sembilan Kabupaten Langkat pada tahun 2008. Penulis melaksanakan Praktik
Kerja Lapang (PKL) di Perum Perhutani Unit I KPH Kedu Utara Magelang Jawa
Tengah tahun 2010. Penulis melaksanakan penelitian dengan judul ”Kualitas
Papan Comply dari Sludge Terasetilasi”, di bawah bimbingan Bapak Luthfi
Hakim, S.Hut, M.Si dan Ibu Evalina Herawati S.Hut, M.Si.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala
berkat dan kasihNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi”. Penulisan skripsi ini
merupakan salah satu syarat untuk menjadi Sarjana Kehutanan.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada orang tua yang selalu
mendoakan, memberi dukungan, kasih sayang dan materi serta menginspirasi
penulis untuk tetap semangat dalam mewujudkan skripsi ini serta abang, kakak
dan adik yang selalu membantu, menemani, mendoakan dan memberi dorongan
dalam mengerjakan skripsi ini.
Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada komisi pembimbing skripsi
yaitu
Bapak
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
sebagai
ketua
dan
Ibu Evalina Herawati, S.Hut, M.Si sebagai anggota yang telah membimbing dan
memberi masukan-masukan serta saran dalam pembuatan skripsi selama ini.
Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam penulisan skripsi, oleh
karena itu penulis memohon maaf atas kekurangan tersebut. Penulis
mengharapkan agar skripsi ini dapat menjadi panduan belajar dan bacaan yang
bermanfaat bagi mahasiswa/i kehutanan secara khusus dan masyarakat secara
umum. Akhir kata penulis menyampaikan terima kasih.
Medan, Februari 2011
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ..................................................................................................... i
ABSTRACT .................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP ....................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ................................................................................... iv
DAFTAR ISI .................................................................................................. v
DAFTAR TABEL .......................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. ix
PENDAHULUAN
Latar Belakang ........................................................................................... 1
Tujuan......................................................................................................... 3
Manfaat ........................................................................................................ 3
TINJAUAN PUSTAKA
Sludge ..........................................................................................................
Asetat Anhidrida .........................................................................................
Perekat Isosianat ..........................................................................................
Vinir ............................................................................................................
Comply ........................................................................................................
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat ......................................................................................
Bahan dan Alat
Bahan .....................................................................................................
Alat .........................................................................................................
Metode Pelaksanaan
Persiapan bahan baku .............................................................................
Pembuatan papan comply .......................................................................
Pengujian ................................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis Comply
Kerapatan ................................................................................................
Kadar Air ................................................................................................
Daya Serap Air .......................................................................................
Pengembangan Tebal ..............................................................................
Sifat Mekanis Comply
Modulus of elasticity (MOE) dan modulus of rupture (MOR) ...............
Internal bond (IB) ...................................................................................
Kuat pegang sekrup (KPS) .....................................................................
Keawetan Papan Comply terhadap Rayap ...................................................
4
6
8
10
11
13
13
13
14
16
17
24
26
27
29
31
36
38
39
KUALITAS PAPAN COMPLY DARI SLUDGE TERASETILASI
HASIL PENELITIAN
Oleh
Boy Torkis Simarmata
061203032/Teknologi Hasil Hutan
DEPARTEMEN KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2010
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
Nama
NIM
P. Studi
:
:
:
:
Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi
Boy Torkis Simarmata
061203032
Teknologi Hasil Hutan
Disetujui oleh:
Komisi Pembimbing
Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si
Ketua
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si
Anggota
Mengetahui:
Siti Latifah, S.Hut, M.Si, Ph.D
Ketua Departemen
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pangururan Kabupaten Samosir Provinsi Sumatera
Utara pada tanggal 14 Januari 1989 dari Ayah Jamontang Simarmata dan Ibu
Thresyah Sinaga (Alm). Penulis adalah anak keempat dari enam bersaudara.
Abang bernama Romual Pangihutan Simarmata, kakak bernama Maria Merry
Simarmata dan Juliana Tiodora Simarmata serta adik bernama Gomgom
Simarmata dan Juniarta Eureka Simarmata.
Pendidikan formal yang telah ditempuh penulis yaitu pendidikan dasar di
SD Negri No.173742 Pangururan lulus tahun 2000, pendidikan lanjutan di SLTP
RK Serdang Murni Lubuk Pakam lulus tahun 2003, pendidikan menengah atas di
SMA Negeri 1 Lubuk Pakam lulus tahun 2006. Pada tahun 2006, penulus lulus
ujian Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada Program Studi
Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis melaksanakan Praktik Pengenalan
Pengolahan Hutan (P3H) di Hutan Alam Tangkahan dan Hutan Mangrove Pulau
Sembilan Kabupaten Langkat pada tahun 2008. Penulis melaksanakan Praktik
Kerja Lapang (PKL) di Perum Perhutani Unit I KPH Kedu Utara Magelang Jawa
Tengah tahun 2010. Penulis melaksanakan penelitian dengan judul ”Kualitas
Papan Comply dari Sludge Terasetilasi”, di bawah bimbingan Bapak Luthfi
Hakim, S.Hut, M.Si dan Ibu Evalina Herawati S.Hut, M.Si.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala
berkat dan kasihNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi”. Penulisan skripsi ini
merupakan salah satu syarat untuk menjadi Sarjana Kehutanan.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada orang tua yang selalu
mendoakan, memberi dukungan, kasih sayang dan materi serta menginspirasi
penulis untuk tetap semangat dalam mewujudkan skripsi ini serta abang, kakak
dan adik yang selalu membantu, menemani, mendoakan dan memberi dorongan
dalam mengerjakan skripsi ini.
Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada komisi pembimbing skripsi
yaitu
Bapak
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
sebagai
ketua
dan
Ibu Evalina Herawati, S.Hut, M.Si sebagai anggota yang telah membimbing dan
memberi masukan-masukan serta saran dalam pembuatan skripsi selama ini.
Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam penulisan skripsi, oleh
karena itu penulis memohon maaf atas kekurangan tersebut. Penulis
mengharapkan agar skripsi ini dapat menjadi panduan belajar dan bacaan yang
bermanfaat bagi mahasiswa/i kehutanan secara khusus dan masyarakat secara
umum. Akhir kata penulis menyampaikan terima kasih.
Medan, Februari 2011
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ..................................................................................................... i
ABSTRACT .................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP ....................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ................................................................................... iv
DAFTAR ISI .................................................................................................. v
DAFTAR TABEL .......................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. ix
PENDAHULUAN
Latar Belakang ........................................................................................... 1
Tujuan......................................................................................................... 3
Manfaat ........................................................................................................ 3
TINJAUAN PUSTAKA
Sludge ..........................................................................................................
Asetat Anhidrida .........................................................................................
Perekat Isosianat ..........................................................................................
Vinir ............................................................................................................
Comply ........................................................................................................
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat ......................................................................................
Bahan dan Alat
Bahan .....................................................................................................
Alat .........................................................................................................
Metode Pelaksanaan
Persiapan bahan baku .............................................................................
Pembuatan papan comply .......................................................................
Pengujian ................................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis Comply
Kerapatan ................................................................................................
Kadar Air ................................................................................................
Daya Serap Air .......................................................................................
Pengembangan Tebal ..............................................................................
Sifat Mekanis Comply
Modulus of elasticity (MOE) dan modulus of rupture (MOR) ...............
Internal bond (IB) ...................................................................................
Kuat pegang sekrup (KPS) .....................................................................
Keawetan Papan Comply terhadap Rayap ...................................................
4
6
8
10
11
13
13
13
14
16
17
24
26
27
29
31
36
38
39
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan.................................................................................................. 43
Saran ............................................................................................................ 43
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 44
LAMPIRAN .................................................................................................... 47
DAFTAR TABEL
No.
Halaman
1.
Nilai sifat fisis dan mekanis comply berbasis serat
dalam standar JIS A 5905-2003 .............................................................. 23
2.
Nilai rata-rata hasil pengujian sifat fisis comply ..................................... 24
3.
Nilai rata-rata hasil pengujian sifat mekanis comply .............................. 31
DAFTAR GAMBAR
No.
Halaman
1.
Pola pengambilan contoh uji pada masing-masing
papan comply .......................................................................................... 17
2.
Pengujian MOE dan MOR ...................................................................... 19
3.
Pengujian internal bond .......................................................................... 20
4.
Pengujian kuat pegang sekrup................................................................. 21
5.
Skema pembuatan papan comply ............................................................ 22
6.
Grafik rata-rata kerapatan papan comply ................................................ 24
7.
Grafik rata-rata kadar air papan comply .................................................. 27
8.
Grafik rata-rata daya serap air papan comply
setelah 2 jam dan 24 jam ......................................................................... 28
9.
Grafik rata-rata pengembangan tebal papan comply
setelah 2 jam dan 24 jam ......................................................................... 30
10. Grafik rata-rata MOE sejajar dan tegak lurus
serat vinir papan comply ......................................................................... 32
11. Grafik rata-rata MOR sejajar dan tegak lurus
serat vinir papan comply ......................................................................... 33
12. Grafik rata-rata internal bond papan comply .......................................... 36
13. Grafik rata-rata kuat pegang sekrup papan comply ................................. 38
14. Grafik tingkat mortalitas rayap pada papan comply................................ 41
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Halaman
1.
Perhitungan bahan baku sludge dengan perekat isosianat
dalam pembuatan comply ........................................................................ 47
2.
Data hasil pengukuran kadar air dan kerapatan comply .......................... 48
3.
Data hasil pengukuran daya serap air dan pengembalan
tebal comply ............................................................................................ 48
4.
Data hasil pengukuran MOE dan MOR comply sejajar
arah serat vinir......................................................................................... 49
5.
Data hasil pengukuran MOE dan MOR comply tegak lurus
arah serat vinir......................................................................................... 49
6.
Data hasil pengukuran internal bond comply ......................................... 50
7.
Data hasil pengukuran kuat pegang sekrup comply ................................ 50
8.
Data hasil pengukuran keawetan comply terhadap rayap ....................... 51
Boy Torkis Simarmata. Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi.
Dibimbing
oleh
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
dan
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.
ABSTRAK
Penelitian pemanfaatan sludge sebagai bahan baku pembuatan papan
comply berguna untuk menciptakan nilai tambah dari sludge. Tujuan dari
penelitian ini adalah mengevaluasi sifat fisis, mekanis, dan keawetan papan
comply dari sludge terasetilasi dengan dosis asetat anhidrida 0%, 3%, 5% dan 7%
sebanyak 3 kali ulangan. Pembuatan papan comply dilakukan dengan
menggunakan proses kering. Setelah bahan baku dicampur perekat, dilakukan
pengempaan dengan menggunakan kempa panas dengan suhu 180±5oC dan
tekanan tetap 40 Pa selama 25 menit. Ukuran papan comply yang akan dibuat
yaitu 25 cm x 20 cm x 1 cm dengan kerapatan 0,8 g/cm3. Selanjutnya dilakukan
pengujian sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal)
dan mekanis (keteguhan lentur, keteguhan patah, keteguhan rekat, kuat pegang
sekrup) terhadap MDF yang dihasilkan yang mengacu pada JIS A 5905-2003 dan
pengujian keawetan mengacu pada SNI 01-7207-2006. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa seluruh sifat fisis papan comply memenuhi standar
sedangkan seluruh sifat mekanis papan comply tidak memenuhi standar JIS A
5905-2003. Berdasarkan SNI 01-7207-2006, papan comply termasuk dalam kelas
awet I yaitu sangat tahan terhadap rayap.
Kata kunci: sludge terasetilasi, papan comply, sifat fisis, sifat mekanis, dan
keawetan.
Boy Torkis Simarmata. The Quality of Comply Board Made of Acetylated
Sludge.
Supervised
by
Luthfi
Hakim,
S.Hut,
M.Si
and
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.
ABSTRACT
The research of using sludge as the raw material of making comply board
was useful to create additional value of sludge. The objective of the research was
to evaluate physical properties, mechanical properties and durability of MDF
from acetylated sludge in 4 levels of acetate anhydride (0%, 3%, 5% and 7%)
with 3 restats. The comply board was made using dry process. After materials
were mixed with the adhesives, they were pressed using hotpress with 180±5oC
temperature, 40 Pa fix pressure for 25 minutes. The size of the comply board
sample was 25 cm x 20 cm x 1 cm with 0,8 g/cm3 density. Then physical properties
(density, moisture content, water absorbtion, thickness swelling) evaluation and
mechanical (modulus of elasticity, modulus of rupture, internal bond, screw
holding power) evaluation were done according to JIS A 5905-2003 and
durability evaluating were done according to SNI 01-7207-2006. The result of the
research showed that all physical properties of comply board met the standard
otherwise all mechanical properties of comply board did not meet the standar of
JIS A 5905-2003. Based on SNI 01-7207-2006, the comply board is included to
First (I) Durability Class which is very resistant to termites.
Keywords: acetylated sludge, comply board, physical properties, mechanical
properties durability.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Industri kertas merupakan salah satu jenis industri terbesar di dunia dengan
menghasilkan 178 juta ton pulp, 278 juta ton kertas dan karton, dan menghabiskan
670 juta ton kayu. Pertumbuhannya dalam dekade berikutnya diperkirakan antara
2% hingga 3,5% per tahun, sehingga membutuhkan kenaikan kayu log yang
dihasilkan dari lahan hutan seluas 1 sampai 2 juta hektar setiap tahun
(Lembaga Kajian Ekologi dan Konservasi Lahan Basah, 2002)
Limbah utama dari industri pulp dan kertas adalah sludge. Sludge adalah
larutan berbentuk lumpur yang terdiri dari serat-serat kayu berukuran kecil yang
tak layak mutu untuk dijadikan kertas bercampur dengan filler yaitu kalsium
karbonat (CaCO) dan air (H2O). Menurut Karcher dan Baser (2001), industri pulp
dan kertas di Amerika rata-rata menghasilkan kurang lebih 900 ton sludge per
hari. Sedangkan di Indonesia sendiri, PT. Pindo Deli Pulp & Paper salah satu
gambaran perusahaan pulp dan kertas di Indonesia menghasilkan 1000 sampai
1500 ton sludge per bulan (PT.Pindo Deli Pulp dan Paper, 2002). Angka ini
merupakan jumlah yang besar sehingga memerlukan cara penyaluran limbah yang
tepat agar tidak sampai mencemari lingkungan.
Sludge yang dihasilkan oleh industri pulp dan kertas merupakan serat-serat
kayu yang tidak layak secara kualitas baik dari segi dimensi yaitu memiliki
ukuran yang jauh lebih kecil dari serat yang layak untuk kertas maupun segi
kekuatan yaitu memiliki kelenturan dan kekuatan sobek dan tarik yang rendah.
Selain itu serat-serat sludge telah bercampur dengan kalsium karbonat (CaCO)
1
dan air. Hal inilah yang menyebabkan industri membuang sludge dan tidak
mempergunakannya lebih lanjut.
Sludge tersebut sebenarnya dapat ditingkatkan kualitasnya dengan
menggunakan modifikasi kimia yaitu dengan asetilasi untuk memperlebar bidang
permukaan serat serta meningkatkan kelenturan dan kekuatan sobek serat. Untuk
membersihkan serat-serat sludge yang telah tercampur dengan kalsium karbonat
maka dapat dilakukan pencucuian serat.
Biokomposit atau papan komposit memiliki berbagai defenisi di seluruh
dunia. Biokomposit dapat disebut dengan istilah wood-base fiber and particle
panel materials (panel-panel berbasis serat kayu dan partikel kayu) yang
didefenisikan sebagai sekumpulan material papan yang dihasilkan dari kayu atau
serat-serat atau partikel berlignoselulosa lainnya dimana binder dan materialmaterial
lainnya
dapat
ditambahkan
selama
proses
pengerjaan
untuk
meningkatkan karakteristik tertentu dari papan (Maloney, 1993).
Serat-serat sludge yang akan dijadikan papan serat tentu tidak
akan
memiliki kekuatan sebaik papan yang dibuat dari serat-serat kayu yang bukan
merupakan limbah. Karena itu papan serat dari limbah sludge dapat diberikan
vinir pada kedua permukaannya. Vinir merupakan lembaran tipis yang disayat
dari batang kayu bulat menjadi lembaran kayu. Pembuatan papan comply dari
sludge merupakan salah satu cara yang efektif untuk menyelesaikan kedua
masalah yaitu masalah kelangkaan kayu solid dan pengolahan limbah sludge yang
tepat. Dengan membuat papan comply dari sludge, maka peranan kayu solid dapat
diberikan alternatif dan limbah sludge yang pada awalnya mencemari lingkungan
menjadi lebih bernilai ekonomi. Hal inilah yang melatarbelakangi penelitian yang
berjudul Kualitas Papan Comply dari Sludge Terasetilasi.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik fisis (kerapatan,
kadar air, daya serap air, pengembangan tebal), mekanis (MOE, MOR, internal
bond, kuat pegang sekrup) dan keawetan comply dari sludge terasetilasi. Dengan
demikian akan dapat dilihat kelayakan papan comply dari sludge terasetilasi untuk
dijadikan alternatif penggunaan kayu solid.
Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai rekomendasi
bahwa sludge memiliki potensi untuk dikembangkan menjadi papan comply yang
dapat memberikan alternatif terhadap penggunaan kayu solid dan juga sebagai
bentuk kepedulian terhadap kelestarian lingkungan dan mengembangkan nilai
ekonomi sludge.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan dari bulan Juli – November 2009. Penelitian
dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan
Fakultas Pertanian dan Laboratorium Kimia Polimer Fakultas MIPA Universitas
Sumatera Utara serta Laboratorium Keteknikan Kayu Departemen Teknologi
Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan
Bahan baku utama yang digunakan pada penelitian ini adalah sludge yang
diperoleh dari industri pulp dan kertas PT. Pindo Deli Mandiri (PDM) Medan.
Sludge yang akan dijadikan papan comply akan diberikan perlakuan asetilasi yaitu
direndam dengan larutan asetat anhidrida ((CH3CO)2O) dengan tujuan untuk
memperlebar permukaan serat sludge. Papan comply yang akan dibuat terdiri dari
papan serat berkerapatan sedang pada bagian core (tengah) dan dilapasi vinir pada
kedua permukaannya sehingga dibutuhkan 24 lembar vinir berukuran 25 x 20 cm
dari kayu sengon dari PT. Sumalindo, Kalimantan Barat. Papan comply akan
direkat dengan perekat isosianat PI-120 dengan pengeras H3M.
Alat
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini yaitu karung/goni ukuran 30 kg
sebagai tempat sludge basah pada saat pengambilan bahan baku dari industri,
sludge yang diperoleh dari industri akan mengalami proses repulping dengan
menggunakan alat mixer berukuran besar dan ember besar sebagai tempat sludge
13
pada saat repulping. Kemudian dibutuhkan saringan 20 mesh untuk menyaring
sludge pada saat pencucian dan repulping. Plastik transparan ukuran 3 kg
diperlukan sebagai tempat sludge kering yang siap dikempa. Sludge kering yang
akan dikempa ditimbang menggunakan timbangan elektrik. Sebelum digunakan,
vinir dikeringkan dengan menggunakan oven.
Sludge dan vinir akan dikempa menjadi papan comply dengan menggunakan
kempa panas (hot press). Mistar atau penggaris diperlukan untuk mengukur
panjang dan lebar sampel pada saat pengujian papan comply. Papan comply yang
telah dibuat akan dipotong dengan band saw sesuai ukuran sampel untuk tiap
pengujian. Kaliper diperlukan untuk mengukur ketebalan sampel pada saat
pengujian papan comply. Untuk tujuan dokumentasi penelitian maka diperlukan
kamera digital.
Metode Pelaksanaan
Persiapan bahan baku
Kegiatan persiapan bahan baku dilakukan dalam 6 tahap yaitu pengadaan
bahan baku, pencucian dan repulping, penyaringan serat, pengeringan serat dan
vinir, perlakuan asetilasi dan pencampuran bahan baku dengan perekat. Tahapantahapan persiapan bahan baku yaitu sebagai berikut:
(1) Pengadaan bahan baku
Pengambilan sludge dilakukan di PT. PDM Medan. Jenis papan yang
akan dibuat adalah papan comply dimana bagian core (tengah) merupakan
papan serat berkerapatan sedang memerlukan bahan baku tidak begitu
banyak yaitu sekitar 400-450g serat sludge untuk pembuatan satu unit
papan comply. Sludge diperoleh dari kolam penampungan limbah yang
disedot dan diambil secara manual dari selting pond (kolam penampungan
sludge), kemudian dimasukkan ke dalam wadah-wadah atau kantong
plastik berukuran besar.
(2) Proses pencucian dan repulping
Sludge dimasukkan ke dalam alat mixer (pengaduk) dan ditambahkan air
sampai sludge tenggelam sepenuhnya. Kemudian diaduk selama 20-25
menit. Hal ini dilakukan untuk mencuci sludge agar serat-serat kayu
terpisah dari kandungan kalsium karbonat sehingga hanya serat sludge
yang diperoleh untuk dijadikan papan.
(3) Penyaringan serat
Serat sludge yang diperoleh kemudian disaring dengan menggunakan
saringan 40 mesh agar terpisah dari kalsium karbonat dan air.
Penyaringan serat memerlukan waktu yang cukup lama bahkan
penyaringan sludge merupakan tahap paling lama dalam persiapan bahan
baku.
(4) Pengeringan serat dan vinir
Setelah selesai disaring, serat dari sludge dikeringkan dengan metode
pengeringan udara hingga kadar air (KA) serat mencapai 8 – 10%.
Pengeringan dilakukan di dalam raungan tanpa sinar matahari langsung
agar serat tidak rusak. Vinir dikeringkan dengan menggunakan oven
dengan suhu 80oC selama 4 jam.
(5) Perlakuan asetilasi
Perlakuan asetilasi dilakukan dengan pemberian larutan asetat anhidrida.
Asetilasi dilakukan dengan merendam sludge dalam 3 wadah berisi
larutan asetat anhidrida dengan konsentrasi masing-masing 0%, 3%, 5%,
dan 7% selama 2 x 24 jam. Kemudian sludge dikeringkan kembali hingga
kondisi kering udara
(6) Pencampuran bahan baku dan perekat
Setelah sludge kering, dilakukan pencampuran sludge dengan perekat
isosianat sebanyak 10 persen dari berat papan. Pencampuran perekat
dilakukan dengan metode pengadukan.
Pembuatan papan serat
Pembuatan papan comply dilakukan dengan proses pengempaan dengan
menggunakan kempa panas (hot press). Vinir dioles perekat isosianat pada
permukaan yang akan direkat dan sludge diaduk dengan perekat isosianat pada
wadah solid. Vinir diletakkan pada kedua permukaan sludge yang telah
dibentuk/dicetak dan dikempa dengan suhu 180±5 oC dan tekanan tetap 40 Pa
selama 25 menit. Ukuran papan yang akan dibuat yaitu 25 x 20 x 1 cm dengan
kerapatan 0,8 gr/cm3. Kemudian dilakukan conditioning yaitu papan yang telah
dikeluarkan dari kempa panas, dibiarkan dalam plat selama kurang lebih 24 jam
agar papan serat yang dihasilkan benar-benar merekat. Kemudian papan comply
dikeluarkan dari plat dan dimasukkan ke dalam kantung plstik trasnparan untuk
mencegah penyerapan kelembaban yang dapat mempengaruhi karakteristik fisis
papan comply.
Pengujian
Pengujian dilakukan dengan menggunakan standar pengujian Japan
Industrial Standard (JIS) 5905-2003 untuk papan berbasis serat. Adapun
pembagian sampel untuk pengujian dapat dilihat pada gambar 1.
20 cm
Arah serat
5 cm
B1
vini
10 cm
A
25 cm
B2
C
5 cm
5 cm
D
E
5 cm
10 cm
5 cm
Gambar 1. Pola pengambilan contoh uji pada masing-masing papan comply
Keterangan gambar:
A
= Contoh uji kadar air dan kerapatan serta keawetan terhadap rayap
B1
= Contoh uji MOR dan MOE untuk comply searah serat vinir
B2
= Contoh uji MOR dan MOE untuk comply tegak lurus arah serat
vinir
C
= Contoh uji untuk daya serap air dan pengembangan tebal
D
= Contoh uji untuk IB
E
= Contoh uji untuk kuat pegang sekrup.
Setelah sampel dipotong sesuai dengan bagian-bagiannya, maka dilakukan
pengujian. Pengujian yang dilakukan pada papan serat comply meliputi pengujian
karakteristik fisis, mekanis dan keawetan, yaitu:
(1) Pengujian karakteristik fisis papan serat
a. Kerapatan
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume
kering udara dengan rumus:
Kerapatan (g/cm3)
=
b. Kadar Air (KA)
Kadar air papan serat dihitung berdasarkan berat awal (BA) dan berat
kering oven (BKO) selama 24 jam pada suhu 103±2oC. Nilai kadar air
dihitung berdasarkan rumus:
Kadar Air (%)
=
c. Daya Serap Air (DSA)
Daya serap air (DSA) papan serat dihitung berdasarkan berat sebelum
perendaman (B1) dan berat setelah perendaman (B2) dalam air selama 2
jam dan 24 jam dan dihitung dengan rumus:
DSA (%)
=
d. Pengembangan Tebal
Pengembangan tebal didasarkan pada tebal sebelum perendaman (T1) dan
tebal setelah perendaman (T2) selama 2 jam dan 24 jam dan dihitung
dengan rumus:
Pengembangan Tebal (%) =
(2) Pengujian sifat mekanis papan serat
a. MOE (Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture)
Pengujian MOE dan MOR adalah pengujian terhadap tingkat kekuatan
lentur dan kekuatan patah contoh uji papan comply yang dilakukan pada
sampel searah serat vinir (B1) dan tegak lurus serat vinir (B2). Pengujian
MOE dan MOR dilakukan secara bersamaan sehingga contoh ujinya sama.
Pengujian dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine
dengan jarak sangga 15 cm. Nilai MOE dan MOR dihitung dengan
menggunakan rumus:
MOE (Kg/cm2)
MOR (Kg/cm2)
=
=
P merupakan beban maksimum (Kg), L merupakan jarak sangga, Y
merupakan lenturan pada beban (cm), b merupakan lebar contoh uji dan d
merupakan tebal contoh uji.
Beban
2,5 cm
2,5 cm
Sampel uji
Jari-jari beban = ± 1 cm
L/2
L/2
L = ≥ 10 cm
Gambar 2. Pengujian MOE dan MOR
b. Internal Bond (IB)
Pengujian IB adalah pengujian kemampuan keteguhan rekat internal
contoh uji yang dilakukan dengan merekat kedua permukaan contoh uji
dengan dua buah blok besi dengan perekat epoxy dan dibiarkan mengering
selama 24 jam. Nilai keteguhan rekat internal (IB) merupakan
perbandingan antara beban maksimum (Pmax) P dengan luas permukaan (P)
contoh uji yang dihitung berdasarkan rumus:
IB (Kg/cm2)
=
P
Sampel uji
P
Gambar 3. Pengujian internal bond
c. Kuat pegang sekrup
Cara pengujian kuat pegang sekrup dilakukan dengan memasukkan sekrup
ke dalam contoh uji berukuran 5x10 cm hingga mencapai kedalaman 8 cm.
Sekrup yang digunakan berdiameter 2,7 mm dan panjang 16 mm. Nilai
kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang
dicapai dalam kilogram.
2,5 cm
2,5 cm
2,5 cm
2,5 cm
Posisi sekrup
2,5 cm
5 cm
2,5 cm
10 cm
Gambar 4. Pengujian kuat pegang sekrup
(3) Pengujian keawetan papan serat
Pengujian keawetan yang dilakukan adalah pengujian ketahanan kayu
terhadap serangan rayap (termites). Skala pengujian yang dilakukan adalah skala
laboratorium. Pengujian dilakukan dengan menggunakan sampel berukuran
1x1x1 cm dari setiap perlakuan dan ulangan. Sampel ditimbang (B0) lalu
dimasukkan ke dalam wadah plastik kecil dan diisi dengan 50 ekor rayap pekerja
dan dibiarkan selama 12 minggu di tempat gelap. Hal ini bersesuaian dengan
pernyataan Santoso dan Jasni (2003) yang menyatakan bahwa pada pengujian
keawetan terhadap rayap, ke dalam semprong kaca tersebut dimasukkan rayap
kayu kering (Cryptotermes cynocephalus Light.) sebanyak 50 ekor rayap pekerja
yang sehat dan aktif, kemudian contoh uji tersebut disimpan di tempat gelap
selama 12 minggu. Akan tetapi pada penelitian ini, sampel akan diumpankan
terhadap rayap Macrotermes spp. Sampel dibiarkan hingga seluruh rayap mati.
Kemudian sampel ditimbang kembali (B1) lalu dihitung pengurangan beratnya
dengan rumus:
Pengurangan berat (%) =
x100%
Setelah pengujian dilakukan, maka akan diperoleh data hasil pengujian.
Di bawah ini ditampilkan skema proses pengerjaan papan serat mulai dari
persiapan bahan baku hingga pengujian papan serat.
Pengambilan Bahan Baku
Pencucian dan Repulping
Penyaringan Sludge
Pengeringan Serat
Pengeringan Vinir
Perlakuan Asetilasi
Pengeringan Serat
Pencampuran dengan Perekat Isosianat
Pengempaan
Conditioning
Pengujian
Gambar 5. Skema pembuatan papan comply
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian yang dilakukan di laboratorium terhadap comply yang
dihasilkan menunjukkan hasil yang berbeda-beda baik pada sifat fisis, sifat
mekanis maupun keawetan compl terhadap rayap. Hasil pengujian sifat fisis dan
mekanis comply dibandingkan dengan JIS 5905-2003, sedangkan hasil pengujian
keawetan comply terhadap rayap dibandingkan dengan SNI 01-7207-2006. Nilai
standar JIS A 5905-2003 ditampilkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai sifat fisis dan mekanis comply berbasis serat dalam standar JIS A 59052003.
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Sifat Fisis Mekanis
Kerapatan (g/cm3)
Kadar Air (%)
Daya Serap air (%)
Pengembangan Tebal (%)
MOR (kgf/cm2)
MOE (kgf/cm2)
Internal Bond (kgf/cm2)
Kuat Pegang Sekrup (kgf)
JIS A 5905-2003
0,35-0,8
5-13
Tidak dipersyaratkan
≤ 17 %
Min 306
Min 25500
Min 5,1
Min 50,98
Sifat Fisis Comply
Pengujian sifat fisis papan comply yang dilakukan adalah pengujian
kerapatan, kadar air, daya serap air 2 jam dan 24 jam, serta pengembangan tebal 2
jam dan 24 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan pada
masing-masing sifat fisis papan yang dipengaruhi oleh faktor kadar asetat
anhidrida yang berbeda-beda dan pengaruhnya terhadap serat sludge. Tabel di
bawah ini menunjukkan nilai rata-rata hasil pengujian sifat fisis dari comply.
23
Tabel 2. Nilai rata-rata hasil pengujian sifat fisis comply
Kadar
Kerapatan
asetat KA (%)
(%)
anhidrida
0%
3,28
0,74
DSA (%)
PT (%)
2 jam
24 jam
2 jam
24 jam
34,33
48,42
4,77
5,84
3%
4,34
0,79
31,38
47,81
5,67
7,49
5%
3,53
0,74
31,57
53,60
4,89
6,51
7%
3,44
0,73
41,70
52,40
5,70
7,22
Kerapatan
Kerapatan menunjukkan perbandingan antara massa dengan volume papan
comply. Hasil pengujian terhadap sampel papan comply menunjukkan nilai
kerapatan papan comply yang dihasilkan berkisar antara 0,73 g/cm3 sampai
dengan 0,79 g/cm3. Hasil pengujian kerapatan papan comply selengkapnya
dicantumkan pada Lampiran 2 dan Lampiran 3 sedangkan grafik perbandingan
rata-rata kerapatan tiap sampel papan comply ditampilkan pada Gambar 6.
0,9
Kerapatan (g/cm3)
0,8
0,74
0,79
0,74
0,73
JIS 5905-2003
0,4 - 0,8 g/cm3
26
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0%
3%
5%
7%
Kadar Asetilasi
Gambar 6. Grafik rata-rata kerapatan papan comply
Hasil pengujian kerapatan menunjukkan bahwa sampel dengan kerapatan
terendah terdapat pada sampel dengan kadar asetilasi 7% sedangkan sampel
dengan kerapatan tertinggi yaitu sampel dengan kadar asetilasi 3%. Jika
diperhatikan maka terdapat peningkatan kerapatan dari sampel dengan kadar
asetilasi 0% ke sampel 3%, kemudian terjadi penurunan nilai kerapatan pada
sampel 5% dan semakin menurun pada sampel 7%. Peningkatan kerapatan comply
yang terjadi dari sampel dengan kadar asetilasi 0% ke sampel 3% menunjukkan
bahwa kadar asetilasi 3% dapat meningkatkan kerapatan comply akan tetapi tidak
mutlak berfungsi untuk meningkatkan kerapatan.
Akan tetapi penurunan nilai kerapatan dari sampel comply 3% ke sampel
comply 5% dan menurun ke sampel 7% disebabkan karena pemberian asetat
anhidrida yang berfungsi untuk memekarkan selulosa telah melebihi batas
sehingga serat sludge menjadi rapuh dan lemah sehingga kerapatan papan yang
dihasilkan menjadi rendah. Jika dibandingkan dengan hasil penelitian Siagian
(2010) yang juga menggunakan core berupa serat yaitu serat kertas bekas tanpa
perlakuan asetilasi menunjukkan kisaran kerapatan 0,55 – 0,58 kg/cm3. Hal ini
menunjukkan bahwa asetilasi dapat meningkatkan kerapatan papan comply yang
dihasilkan. Ini berarti bahwa jika kadar asetilasi semakin tinggi atau lebih dari
3%, maka asetilasi justru akan menurunkan kerapatan comply.
Jika dibandingkan dengan standar yang digunakan yaitu JIS 5905-2003,
maka papan kerapatan papan comply yang dihasilkan telah sesuai dengan
kerapatan yang disyaratkan yaitu 0,4 g/cm3 sampai 0,8 g/cm3. Bowyer et al.
(2003) menyatakan bahwa nilai kerapatan dipengaruhi oleh tebal dinding sel,
kadar air dan proses perekatan. Peningkatan kerapatan disebabkan terjadinya
pemadatan sirekat akibat pengempaan sewaktu pembuatan comply. Pada comply
yang dihasilkan peningkatan kerapatan yang terjadi juga disebabkan oleh
kandungan kalsium karbonat pada sludge yang menambah massa comply sehingga
kerapatannya meningkat. Selain itu, menurut Nuryawan et. al. (2008) menyatakan
bahwa faktor yang menyebabkan perbedaan kerapatan juga disebabkan oleh
adanya spring back atau usaha pembebasan dari tekanan yang dialami pada waktu
pengempaan.
Kadar air
Kadar air menunjukkan kandungan air dan atau uap air yang terkandung
dalam papan comply. Pengujian kadar air comply menunujukkan hasil kadar air
rata-rata dari masing-masing sampel berkisar antara 3,28% sampai dengan 4,34%
(Gambar 7). Kadar air yang paling tinggi ditunjukkan oleh sampel comply dengan
kadar asetat anhidrida 3% sebesar 4,34%. Nilai kadar air tersebut berada di bawah
standar JIS A 5905-2003 yang menetapkan sebesar 5% - 13%. Hal ini bersesuaian
dengan hasil penelitian Siagian (2010) yang melakukan penelitian terhadap papan
comply dengan variasi core yaitu partikel kayu dan serat limbah kertas bekas.
Hasil penelitian Siagian (2010) menunjukkan bahwa papan comply dengan core
serat lebih rendah dari papan comply dengan core partikel. Selain itu keberadaan
vinir pada bagian back dan surface juga menyebabkan air tidak mudah keluar
masuk ke dalam comply. Hal ini didukung oleh hasil penelitian Putra (2009) yang
menyatakan bahwa penambahan vinir pada lapisan back dan surface
menyebabkan kadar air comply semakin rendah akibat core yang berada di dalam
comply (inti) tidak bebas menyerap air akibat adanya ikatan core dengan back dan
surface berupa vinir.
14
Kadar Air (%)
12
10
JIS 5905-2003
8
5% 13%
6
4
4,34
3,28
3,53
3,44
5%
7%
2
0
0%
3%
Kadar Asetilasi
Gambar 7. Grafik rata-rata kadar air papan comply
Grafik menunjukkan bahwa terjadi peningkatan kadar air dari sampel
dengan kadar asetat anhidrida 0% ke sampel dengan kadar 3%. Akan tetapi
comply mengalami penurunan kadar air ke sampel dengan kadar 5% dan semakin
menurun ke kadar 7%. Ini
menunjukkan bahwa tidak ada peningkatan dan
penurunan kadar air yang signifikan yang disebabkan oleh perlakuan asetilasi.
Tsoumis (1991) menyatakan bahwa kadar air papan komposit dapat berubah-ubah
sesuai dengan kondisi lingkungan sekitarnya karena terbuat dari bahan
berlignoselulosa yang bersifat higroskopis, sehingga kadar air dapat berbeda
sesuai kondisi kelembaban sekitarnya.
Daya serap air
Daya serap air menunjukkan tingkat kemampuan papan comply dalam
menyerap air setelah direndam dalam air selama 2 jam dan 24 jam. Hasil rata-rata
pengujian daya serap air selama 2 jam sampel comply berkisar antara 31,38%
sampai dengan 41,70% (Gambar 8), sedangkan untuk pengujian daya serap air
selama 24 jam berkisar antara 47,81% sampai dengan 53,60% (Gambar 6).
Penyerapan air yang paling tinggi selama 2 jam ditunjukkan oleh sampel comply
dengan kadar asetat anhidrida 7% sebesar 41,70% sedangkan Penyerapan air yang
paling tinggi selama 24 jam ditunjukkan oleh sampel comply dengan kadar asetat
anhidrida 5% sebesar 53,60%.
60
53,60
Daya Serap Air (%)
50
48,42
52,40
47,81
41,70
40
34,33
31,38
31,57
30
DSA 2 Jam (%)
DSA 24 Jam (%)
20
10
0
0%
3%
5%
Kadar Asetilasi
7%
Gambar 8. Grafik rata-rata daya serap air papan comply setelah 2 jam dan 24
Berdasarkan hasil pengujian ini maka dapat dinyatakan bahwa daya serap
air dari papan comply tergolong tinggi. Hal ini didukung oleh Lee (2002) dimana
penelitiannya terhadap papan serat berbahan sludge memiliki daya serap air yang
tinggi hingga 71, 2%. Hasil penelitian Siagian (2010) juga menunjukkan bahwa
papan comply dengan core berupa serat kertas koran menunjukkan daya serap air
terbesar yaitu 127,21 %. Hal ini didukung oleh Subyakto dan Prasetya (1996)
yang menyatakan bahwa serat limbah kertas menghasilkan papan dengan daya
serap air lebih dari 50%.
Akan tetapi jika dibandingkan dengan hasil penelitian Putra (2009),
terdapat perbedaan dimana hasil penelitian Putra (2009) menunjukkan bahwa
keberadaan vinir pada bagian back dan surface dapat menurunkan daya serap air.
Perbedaan hasil penelitian ini dapat dijelaskan oleh literatur Taramian et. al.
(2004) yang menyatakan bahwa sludge memiliki kandungan material inorganik
seperti lumpur kaolin dan kalsium karbonat. Material inorganik tersebut tidak
dapat hilang seluruhnya dengan sekali pencucian saja. Hal tersebut menyebabkan
kalsium karbonat mengendap dan berbentuk seperti kapur. Endapan kalsium
karbonat tersebut yang menghambat proses perekatan antar serat, karena perekat
tidak seutuhnya merekat pada serat sehingga terdapat rongga-rongga antar serat,
sehingga air dapat meresap ke dalam papan dengan mudah. Sehingga meskipun
terdapat vinir pada back dan surface, kondisi core yang berongga menyebabkan
daya serap air tetap tinggi. Pengujian daya serap air tidak dipersayaratkan pada
standar JIS 5905-2003.
Pengembangan tebal
Pengembangan tebal menunjukkan nilai pengembangan dimensi papan
comply setelah direndam dalam air selama 2 jam dan 24 jam. Hasil pengujian
pengembangan tebal comply selama 2 jam berkisar antara 4,77% sampai dengan
5,70% (Gambar 9). Untuk pengujian pengembangan tebal selama 24 jam berkisar
antara 5,84% sampai dengan 7,49% (Gambar 9). Nilai pengembangan tebal
tertinggi pada perendaman selama 2 jam ditunjukkan pada sampel comply dengan
kadar asetilasi 7% yaitu 5,70% dan nilai pengembangan tebal tertinggi pada
perendaman selama 24 jam ditunjukkan oleh sampel comply dengan kadar
asetilasi 3% yaitu 7,49%. Berdasarkan hasil pengujian tersebut, sampel comply
yang diuji telah memenuhi standar JIS A 5905-2003 dengan nilai standar
pengembangan tebal ≤17%.
18
16
Pengembangan Tebal (cm)
14
JIS 5905-2003
≤ 17%
12
10
8
6
5,84
4,77
7,49
5,67
6,51
4,89
7,22
5,70
Peng. Tebal 2 Jam
(cm)
Peng. Tebal 24 Jam
(cm)
4
2
0
0%
3%
5%
7%
Kadar Asetilasi
Gambar 9.
Grafik rata-rata pengembangan tebal papan comply setelah 2
jam dan
24 jam
Secara keseluruhan nilai pengembangan tebal sampel comply mengalami
kenaikan yang tidak signifikan. Hasil penelitian Siagian (2010) yang meneliti
comply dengan variasi core menunjukkan bahwa comply dengan core serat
mengalami pengembangan tebal lebih tinggi daripada comply dengan core
partikel kayu karena serat memiliki lumen sehingga saat dilakukan perendaman
maka air masuk ke dalam lumen dan terjadi pengembangan tebal. Hasil penelitian
Siagian (2010) juga menunjukkan bahwa papan comply dengan core serat
mengalami pengembangan tebal yang tidak signifikan dan berbeda-beda sesuai
dengan jenis serat yang digunakan.
Berbeda dengan hasil penelitian Foloronso dan Anyata (2007) yang
menyatakan bahwa papan semen yang dihasilkan dari sludge menunjukkan nilai
sifat fisis yang signifikan yang melebihi kekuatan papan konvensional lainnya.
Hasil penelitian Foloronso dan Anyata (2007) menunjukkan bahwa nilai
pengembangan tebal papan yang dihasilkan yaitu 7,9%. Nilai pengembangan tebal
papan semen tersebut dipengaruhi oleh bahan yang dipadukan dengan sludge
yaitu semen yang cenderung menolak air, sehingga pengembangan tebalnya
sangat sedikit.
Sifat Mekanis Comply
Sifat mekanis yang diuji pada sampel comply yang dihasilkan yaitu
keteguhan lentur (Modulus