Kulit Buah Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) sebagai Salah Satu Bahan Baku Alternatif Pembuatan Papan Partikel

KULIT BUAH JARAK PAGAR (

Jatropha curcas

L.) SEBAGAI

SALAH SATU BAHAN BAKU ALTERNATIF PEMBUATAN

PAPAN PARTIKEL

ANA AGUSTINA

E24070067

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

INTRODUCTION: Jatropha (Jatropha curcas Linn) is not only well-known as a medicinal plant, but also it is a potential crop that can be used as an alternative fuel, called biodiesel. Related to the development of jatropha as a raw material of biofuel, it is important to pay more attention to the potential of utilization of by-product on the processing of Jatropha because it has potential to produce some beneficial products for the humans. The jatropha hulls are one of the by-products on the processing of making oil from jatropha, so it needs to be reprocessed into products that have value added. Jatropha hulls (Jatropha curcas Linn) is also one of the cellulosic materials that has potential as a raw material of particle board. The purpose of this study is to determine the physical and mechanical properties of the jatropha hulls particle board and the effect of the variation level of the adhesive agent to the quality of the particle board.

MATERIAL AND METHOD : The material that is used in this study are jatropha hulls and phenol formaldehyde (12%, 14% and 16%) whose density is 0.7 g/cm3. Urea formaldehyde adhesive (10%, 12% and 14%) was used in the preliminary study, and the standard JIS A 5908 (2003) was used as the standard of the test.

RESULT : The results showed that the particle board that used adhesive agent from phenol formaldehyde can improve the dimensional stability and mechanical properties of the board if it compared with particle board that is used urea formaldehyde as an adhesive agent. Based on the whole result of the test, both physical and mechanical properties of the jatropha hulls particle board have not been appropriate to be used as a construction material. Therefore, the properties of the particle board need to be improved. The increasing of the adhesive agent concentration in the particle board increased the mechanical properties of the particle board such as modulus of elasticity, modulus of rupture, internal bond and wood screw holding power, and decreased the physical properties of the particle board such as water content, water absorption power, and thickness expansion.

KEYWORDS : Jatropha hulls, particle board, urea formaldehyde, phenol formaldehyde, mechanical and physical properties.

1) Student of Forest Product Department, Faculty of Forestry, IPB. 2) Lecturer of Forest Product Department, Faculty of Forestry, IPB.

The Jatropha Hulls (Jatropha curcas L.) as an Alternative Raw Material of Particle Board

by

1)

Ana Agustina, 2) Dede Hermawan

RINGKASAN

Ana Agustina. E24070067. Kulit Buah Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) sebagai Salah Satu Bahan Baku Alternatif Pembuatan Papan Partikel. Dibimbing oleh Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc

Jarak pagar (Jatropha curcas Linn) selain dikenal oleh masyarakat sebagai tanaman obat ternyata juga merupakan tanaman potensial penghasil BBM alternatif pengganti solar, atau disebut biodiesel. Berkaitan dengan pengembangan jarak pagar sebagai bahan baku BBN (Bahan Bakar Nabati), maka potensi pemanfaatan hasil ikutan (by-product) pada pengolahan jarak pagar perlu mendapat perhatian karena berpotensi menghasilkan produk-produk yang bermanfaat bagi manusia. Kulit buah jarak pagar merupakan salah satu hasil ikutan (by-product) pada pengolahan jarak pagar yang tidak dimanfaatkan lagi dalam proses pengolahan minyak, sehingga perlu diolah lebih lanjut menjadi produk yang memiliki nilai guna. Kulit buah jarak pagar (Jatropha curcas Linn) merupakan salah satu bahan berlignoselulosa yang memiliki potensi sebagai bahan baku papan partikel.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis papan partikel kulit buah jarak pagar dan pengaruh perlakuan variasi kadar perekat terhadap kualitas papan partikel. Bahan yang digunakan adalah kulit buah jarak pagar, adapun jenis perekat yang digunakan adalah perekat phenol formaldehida (12%, 14% dan 16%) dengan kerapatan target adalah 0,7 g/cm3. Pada penelitian pendahuluan perekat yang digunakan adalah perekat urea formaldehida (10%, 12% dan 14%) dan Standar pengujian yang digunakan adalah standar JIS A 5908 (2003).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel yang menggunakan perekat phenol formaldehida mampu meningkatkan kestabilan dimensi dan sifat mekanis papan apabila dibandingkan dengan papan partikel yang menggunakan perekat urea formaldehida. Berdasarkan hasil pengujian secara keseluruhan, maka sifat fisis dan mekanis papan partikel kulit buah jarak pagar belum sesuai dalam pemanfaatannya sebagai bahan baku konstruksi. Sehingga masih perlu dilakukan upaya peningkatan sifat-sifat papan partikel tersebut. Semakin tinggi kadar perekat yang ditambahkan pada papan partikel maka sifat mekanis yaitu kekuatan lentur, keteguhan patah, keteguhan rekat dan kuat pegang sekrup akan semakin meningkat, sedangkan untuk sifat fisis kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal cenderung menurun.

Kata kunci : Kulit buah jarak pagar, papan partikel, urea formaldehida, phenol formaldehida, sifat fisis mekanis.

KULIT BUAH JARAK PAGAR (

Jatropha curcas

L.) SEBAGAI

SALAH SATU BAHAN BAKU ALTERNATIF PEMBUATAN

PAPAN PARTIKEL

ANA AGUSTINA

E24070067

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan

pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul : Kulit Buah Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) sebagai Salah Satu Bahan Baku Alternatif Pembuatan Papan Partikel

Nama : Ana Agustina NRP : E24070067

Menyetujui, Dosen Pembimbing

Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc NIP. 19630711 199103 1 002

Mengetahui,

Ketua Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor

Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc NIP. 19660212 199103 1 002

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Kulit Buah Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) sebagai Salah Satu Bahan Baku Alternatif

Pembuatan Papan Partikel” merupakan hasil karya tulis saya sendiri dengan bimbingan dan arahan dari dosen pembimbing Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc. Skripsi ini juga belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan di dalam teks tulisan ilmiah ini telah dicantumkan dalam Daftar Pustaka yang terdapat di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, September 2011 Ana Agustina E24070067

RIWAYAT HIDUP

Penulis adalah anak pertama dari empat bersaudara dari pasangan Zulkarnain dan Zuraida. Penulis dilahirkan di Badak Terkurung, Kabupaten Merangin Provinsi Jambi pada 30 Agustus 1990. Penulis menempuh pendidikan Sekolah Dasar di SDN 114 Bangko pada tahun 1995-2001, Pendidikan Lanjutan Tingkat Pertama di MTsN Bangko pada tahun 2001-2004, dan Pendidikan Lanjutan Tingkat Atas di SMAN 1 Merangin pada tahun 2004-2007. Pada tahun 2007, penulis melanjutkan pendidikan sarjana di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Beasiswa Utusan Daerah (BUD).

Selama perkuliahan, selain mengikuti kegiatan akademis penulis juga berpartisipasi dalam organisasi kemahasiswaan yaitu Dewan Perwakilan Mahasiswa (DPM) Fakultas Kehutanan di tahun 2008-2009. Selanjutnya, penulis mengikuti organisasi himpunan profesi mahasiswa (Himpro) DHH yang bernama Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) tahun 2009-2010 sebagai kepala divisi kesekretariatan. Penulis juga ikut aktif di organisasi ekstra kampus, yaitu Himpunan Mahasiswa Islam (HMI) dan Organisasi Mahasiswa Daerah Jambi (HIMAJA). Selain bergabung dengan organisasi-organisasi tersebut, penulis juga sering mengikuti berbagai bentuk kepanitiaan di antaranya kepanitiaan Workshop and Symposium on Biophysics and Medical Physics tahun 2007, kepanitiaan Pemilihan Raya KM IPB tahun 2008 dan 2009 serta kepanitiaan yang diadakan oleh Himasiltan.

Pada tahun 2011 penulis melaksanakan kegiatan praktek lapang di PT. Andatu Lestari Plywood, Lampung dengan topik Mempelajari Aspek Proses Produksi di PT. Andatu Lestari Plywood, Lampung. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melakukan penelitian dengan judul “Kulit Buah Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) sebagai Salah Satu Bahan Baku Alternatif Pembuatan Papan Partikel” dibawah bimbingan Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc.

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, karena atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Kulit Buah Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) sebagai Salah Satu Bahan Baku Alternatif Pembuatan Papan Partikel. Skripsi ini berhasil diselesaikan berkat bantuan dan kerjasama berbagai pihak yang telah banyak mendukung penulis selama masa perkuliahan hingga skripsi ini selesai. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih yang mendalam dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Kedua orang tua tercinta, mama dan papa yang senantiasa membimbing, memelihara dan menjaga penulis tanpa mengenal lelah dan menjadi motivasi terbesar penulis dalam melaksanakan seluruh kewajiban penulis. Adik-adikku tercinta (Mya, Fajar dan Faras) serta seluruh keluarga dan saudara yang telah memberi motivasi kepada penulis. Terima kasih untuk kasih sayang, doa, dukungan baik moral maupun material, kebersamaan dan semangat yang begitu berharga bagi penulis.

2. Pemerintah Provinsi Jambi, khususnya Dinas Pendidikan Provinsi Jambi beserta lembaga/instansi terkait lainnya yang selama 4 tahun telah membiayai penulis secara penuh untuk menuntut ilmu dan menjadi generasi penerus perjuangan pemerintah dan masyarakat Jambi di Institut Pertanian Bogor. 3. Bapak Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc selaku pembimbing yang memberikan

pengetahuan, kesabaran, nasehat, arahan dan motivasi dalam penulisan skripsi ini.

4. Bapak Ir. Siswoyo, M.Si selaku dosen penguji atas kesediaan, saran dan kritik yang membangun demi perbaikan karya ini.

5. Seluruh staff pengajar departemen Hasil Hutan dan Fakultas Kehutanan IPB yang telah memberikan banyak bekal ilmu yang sangat bermanfaat.

6. Laboran-laboran yang telah membantu selama penelitian, Pak Abdullah, Mas Ikin, Kak Mahdi, Pak Kadiman, Bu Esti dan Mas Irvan.

7. Sahabat karibku Yuhelmi yang senantiasa memberi nasehat, motivasi, canda, tawa, doa dan kebersamaannya selama ini.

8. Teman-teman seperjuangan di Beasiswa Utusan Daerah (BUD) Jambi, Novriyanti, Merita, Rahman, Marwa, Eko, Eki, Esi, Rima dan teman-teman lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Terima kasih atas perhatian, motivasi, bantuan dan dukungan hingga penulis meyelesaikan skripsi ini. 9. Teman-teman tercinta di Departemen Hasil Hutan angkatan 44, Wina, Ivana,

Januar, Reza, Dendi, Dina, Esi, Rima, Vita, Metya, Inggit, Nia dan seluruh teman-teman THH 44 yang tidak bisa disebutkan satu persatu atas dukungan dan doa yang tercurah untuk keberhasilan kita bersama. Terima kasih atas canda, tawa, suka dan dukanya selama ini. Semoga persahabatan dan persaudaraan ini dapat terus terjalin.

10. Keluarga besar Himpunan Mahasiswa Jambi (HIMAJA) demi hubungan kekeluargaan dan kebersamaan selama di IPB.

11. Kepada pihak-pihak yang belum disebutkan namanya, penulis mengucapkan terima kasih, semoga Allah SWT membalas semua kebaikan yang kalian berikan.

Bogor, September 2011

KATA PENGANTAR

Teriring salam dan doa serta rasa syukur yang mendalam senantiasa penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala nikmat, karunia dan rahmat-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Skripsi yang berjudul Kulit Buah Jarak Pagar sebagai Salah Satu Bahan Baku Alternatif Pembuatan Papan Partikel merupakan laporan akhir dari penelitian yang dilaksanakan pada bulan Januari-Juni 2011, disusun sebagai salah satu syarat dalam memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.

Banyak pihak yang telah membantu pelaksanaan penelitian hingga pada penulisan skripsi ini. Penulis pun menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dan keterbatasan dalam penulisan skripsi ini. Dengan demikian, tidak tertutup kemungkinan adanya harapan besar dari penulis atas kritik dan saran yang dapat disampaikan untuk pengembangan karya ilmiah ini. Semoga karya ini dapat bermanfaat dan dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya.

Bogor, September 2011

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... ii

DAFTAR TABEL ... iv

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR LAMPIRAN ... vii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penelitian ... 2

1.3 Hipotesis ... 2

1.4 Manfaat Penelitian ... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Jarak Pagar (Jatropha curcas Linn) ... 3

2.2 Papan Partikel... 7

2.3 Urea Formaldehida ... 11

2.4 Phenol Formaldehida ... 11

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat ... 13

3.2 Bahan dan Alat ... 13

3.3 Prosedur Penelitian... 13

3.3.1 Persiapan Bahan Baku... 13

3.3.2 Pencampuran Bahan ... 14

3.3.3 Pembuatan Lembaran Papan ... 14

3.3.4 Pengempaan ... 14

3.3.5 Pengkondisian Papan ... 15

3.3.6 Pemotongan Contoh Uji ... 15

3.3.7 Pengujian Papan Partikel... 16

1. Sifat Fisis ... 16

a. Kerapatan ... 16

b. Kadar Air ... 16

d. Pengembangan Tebal... 17

2. Sifat Mekanis ... 17

a. Kekuatan Lentur (MOE) ... 17

b. Keteguhan Pataha (MOR) ... 18

c. Keteguhan Rekat (Internal Bond) ... 18

d. Kuat Pegang Sekrup ... 19

3.3.8 Rancangan Percobaan dan Analisis Data ... 19

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Fisis Papan Partikel Kulit Buah Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) ... 21

4.1.1 Kerapatan ... 21

4.1.2 Kadar Air ... 23

4.1.3 Daya Serap Air ... 25

4.1.4 Pengembangan Tebal ... 28

4.2 Sifat Mekanis Papan Partikel Kulit Buah Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)... 30

4.2.1 Kekuatan Lentur (Modulus of Elasticity) ... 30

4.2.2 Keteguhan Patah (Modulus of Rupture) ... 32

4.2.3 Keteguhan Rekat (Internal Bond) ... 34

4.2.4 Kuat Pegang Sekrup ... 36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 39

5.2 Saran ... 39

DAFTAR PUSTAKA ... 40

DAFTAR TABEL

No. Halaman

1. Kadar air rata-rata pada bagian-bagian buah jarak pagar ... 7

2. Kandungan kimia kulit buah jarak pagar ... 7

3. Komposisi bahan kimia dari biji, kulit dan buah jarak pagar ... 7

4. Sifat fisis dan mekanis papan partikel (standar JIS A 5908 : 2003) ... 9

DAFTAR GAMBAR

No. Halaman

1. Tanaman jarak pagar (batang, daun dan buah) ... 4

2. Bentuk buah dan biji jarak pagar ... 5

3. Tanaman jarak kepyar (kaliki) (bentuk daun, buah dan biji) ... 6

4. Pola pemotongan contoh uji. ... 15

5. Pengujian MOE dan MOR ... 18

6. Pengujian internal bond ... 18

7. Pengujian kuat pegang sekrup ... 19

8. Nilai rata-rata kerapatan papan partikel (phenol formaldehida) ... 21

9. Nilai rata-rata kerapatan papan partikel (urea formaldehida) ... 22

10. Nilai rata-rata kadar air papan partikel (phenol formaldehida) ... 23

11. Nilai rata-rata kadar air papan partikel (urea formaldehida) ... 24

12. Nilai rata-rata daya serap air papan partikel (phenol formaldehida)... 25

13. Nilai rata-rata daya serap air papan partikel (urea formaldehida)... 26

14. Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel (phenol formaldehida) ... 28

15. Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel (urea formaldehida) ... 29

16. Nilai rata-rata kekuatan lentur (MOE) papan partikel (phenol formaldehida) ... 31

17. Nilai rata-rata kekuatan lentur (MOE) papan partikel (urea formaldehida) ... 31

18. Nilai rata-rata keteguhan patah (MOR) papan partikel (phenol formaldehida) ... 33

19. Nilai rata-rata keteguhan patah (MOR) papan partikel (urea formaldehida) ... 33

20. Nilai rata-rata keteguhan rekat (internal bond) papan partikel (phenol formaldehida) ... 35

21. Nilai rata-rata keteguhan rekat (internal bond) papan partikel (urea formaldehida) ... 35 22. Nilai rata-rata kuat pegang sekrup papan partikel (phenol

formaldehida) ... 37 23. Nilai rata-rata kuat pegang sekrup papan partikel (urea

DAFTAR L AMPI RAN

No Halaman

1. Dokumentasi penelitian ... 41

2. Nilai rata-rata sifat fisis dan mekanis papan partikel kulit buah jarak Pagar (Jatropha curcas L.) ... 42

3. Hasil perhitungan sifat fisis dan mekanis papan partikel ... 44

4. Hasil analisis keragaman sifat fisis dan mekanis papan partikel ... 51

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Jarak pagar (Jatropha curcas Linn) selain dikenal oleh masyarakat sebagai tanaman obat ternyata juga merupakan tanaman potensial penghasil BBM alternatif pengganti solar, atau disebut biodiesel yang merupakan salah satu jenis biofuel. Produktivitas tanaman jarak pagar bisa mencapai 3,5-4,5 kg biji per pohon per tahun, dengan tingkat populasi tanaman 2.500-3.300 pohon per hektar. Pemerintah melalui Tim Nasional Pengembangan BBN memprediksikan per hektar lahan dengan jarak tanam 2 x 2 m atau dengan populasi 2.500 pohon bisa memproduksi sekitar 6 ton biji jarak pagar (Priyanto 2007).

Keuntungan penggunaan minyak jarak adalah dapat menjaga kebersihan lingkungan. Emisi gas sulfur (SOx), nitrogen (NOx) dan karbon dari pembakaran

minyak jarak yang mencemari udara lebih kecil dibandingkan minyak solar dari bahan bakar fosil yang dapat menjadi salah satu faktor berkembangnya pemakaian terhadap minyak biodiesel dari jarak pagar ini semakin meningkat. Hal ini berarti hasil ikutan (by product) yang dihasilkan baik berupa sisa hasil pengolahan minyak maupun hasil ikutan pada saat panen (kulit buah) juga meningkat sehingga diperlukan usaha pemanfaatan hasil ikutan tersebut menjadi produk yang lebih tepat guna dan memiliki nilai ekonomi bagi masyarakat.

Berkaitan dengan pengembangan jarak pagar sebagai bahan baku BBN (Bahan Bakar Nabati), maka potensi pemanfaatan hasil ikutan (by product) pada pengolahan jarak pagar perlu mendapat perhatian karena berpotensi menghasilkan produk-produk yang bermanfaat bagi manusia.

Papan partikel merupakan suatu produk komposit yang dibuat dengan merekatkan partikel berupa potongan kayu kecil atau material lainnya yang mengandung lignoselulosa. Dengan semakin terbatasnya bahan baku kayu, maka pengembangan bahan baku papan partikel tidak sebatas pada kayu ataupun limbah kayu. Diperlukan pengembangan dalam pemanfaatan bahan berlignoselulosa lainnya terutama bahan-bahan yang dianggap limbah maupun hasil ikutan (by product) sebagai bahan baku papan partikel. Kulit buah jarak pagar (Jatropha

curcas Linn) merupakan salah satu bahan berlignoselulosa yang memiliki potensi sebagai bahan baku papan partikel. Proses pembuatan minyak mentah jarak pagar dilakukan dengan memisahkan bagian biji yang mengandung minyak dari kulit buah dan kulit biji (cangkang). Kulit buah jarak pagar tidak dimanfaatkan lagi dalam proses pengolahan minyak, sehingga perlu diolah lebih lanjut menjadi produk yang memiliki nilai guna dan mengurangi dampak yang diakibatkan oleh limbah bagi lingkungan.

1.2 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui sifat fisis dan mekanis papan partikel kulit buah jarak pagar. 2. Mengetahui pengaruh perlakuan variasi kadar perekat terhadap kualitas

papan partikel.

1.3 Hipotesis

Peningkatan penggunaan kadar perekat akan menyebabkan perbedaan kualitas papan partikel dari kulit buah jarak pagar tersebut.

1.4 Manfaat Penelitian

1. Mengembangkan produk-produk papan partikel dengan menggunakan limbah pertanian dan kehutanan yang belum dimanfaatkan secara optimal. 2. Sebagai salah satu alternatif solusi dalam penanganan hasil ikutan (by

product) kulit buah jarak pagar.

3. Menjadi dasar pengembangan dalam meningkatkan nilai tambah kulit buah jarak pagar yang memiliki potensi sebagai bahan baku untuk papan partikel dan dapat dikembangkan dalam skala besar.

4. Mengembangkan kreatifitas dan profesionalisme dalam menghadapi permasalahan dan memecahkan masalah.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Jarak Pagar (Jatropha curcas Linn)

Tanaman jarak pagar mempunyai nama latin Jatropha curcas (Linnaeus). Dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan, jarak pagar termasuk famili Euphorbiaceae. Tanaman ini merupakan tanaman semak atau pohon yang tahan terhadap kekeringan dan dapat tumbuh pada area dengan curah hujan rendah sampai tinggi (200-1.500 mm per tahun). Tanaman ini berasal dari Amerika Tengah dan saat ini banyak dibudidayakan di Amerika Selatan, Amerika Tengah, Asia Tenggara, India dan Afrika (Gubitz et al. 1999). Kedudukan tanaman jarak pagar diklasifikasikan sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Subkingdom : Tracheobionta (tumbuhan vascular) Superdivisio : Spermatophyta (tumbuhan berbiji) Divisio : Magnoliophyta (tumbuhan berbunga) Kelas : Magnoliopsida (Dicotyledonae) Subkelas : Rosidae

Ordo : Euphorbiales Famili : Euphorbiaceae Genus : Jatropha L

Species : Jatropha curcas L.

Secara ilmiah, jarak pagar memiliki nama Jatropha curcas Linn. Dalam bahasa Yunani latros berarti dokter, sedangkan trophe berarti makanan atau nutrisi. Dengan kata lain, Jatropha curcas berarti tanaman obat. Namun, tanaman ini juga dikenal sebagai penghasil minyak lampu (Prihanda &Hendroko 2006).

Jarak pagar memiliki beberapa varietas, yakni cape verde, nicaragua, ife-nigeria, dan nontoksik mexico (Priyanto 2007). Tanaman jarak pagar dapat tumbuh diberbagai dengan agroklimat yang beragam, dari daerah tropis yang sangat kering sampai subtropis lembab maupun daerah hutan basah. Tanaman ini tersebar di Amerika, Asia dan Afrika. Jarak pagar berupa pohon kecil atau perdu.

Tanaman ini dapat mencapai umur 50 tahun. Tinggi tanaman pada kondisi normal adalah 1,5-5 meter. Percabangannya tidak teratur, dengan ranting bulat dan tebal. Kulit batang berwarna keabu-abuan atau kemerah-merahan. Apabila ditoreh, batang mengeluarkan getah seperti lateks, berwarna putih atau kekuning-kuningan (Nurcholis & Sumarsih 2007).

Gambar 1 Tanaman jarak pagar (batang, daun dan buah).

Daun jarak pagar berupa daun tunggal, berwarna hijau muda sampai hijau tua, permukaan bawah lebih pucat dibandingkan bagian atasnya. Bentuk daun menjari (5-7 lekukan) dengan panjang dan lebar 6-15 cm yang tersusun secara selang-seling. Panjang tangkai daun sekitar 4-15 cm. Bunga berwarna kuning kehijauan, berupa bunga majemuk berbentuk malai. Berumah satu dan bunga uniseksual, kadang-kadang ditemukan bunga hermaprodit. Jumlah bunga betina 4-5 kali lebih banyak daripada bunga jantan. Bunga betina tersusun dalam rangakaian berbentuk cawan yang muncul di ujung batang. Proses penyerbukan biasanya dilakukan oleh kupu-kupu (Prihanda &Hendroko 2006).

Buah jarak pagar berbentuk bulat telur, berdiameter 2-4 cm, serta berwarna hijau ketika masih muda dan kuning jika masak. Buah jarak pagar terbagi menjadi tiga ruang yang masing-masing ruang berisi satu biji. Biji berbentuk bulat lonjong dengan warna cokelat kehitaman. Biji inilah yang banyak mengandung minyak dengan rendemen 25-30 %. Jika ditanam sebagai tanaman pagar dengan jarak tanam 20-40 cm serta pencahayaan matahari yang terbatas, produktivitas biji tanaman ini 1-2 kg per pohon per tahun. Namun, jika ditanam dengan pencahayaan, pengomposan dan pengairan yang baik, produktivitasnya

bisa mencapai 2-5 kg per pohon per tahun (Priyanto 2007). Biji berbentuk lonjong, berwarna cokelat kehitaman dengan ukuran panjang 2 cm, tebal 1 cm dan berat 0,4-0,6 gram/biji. Panen pertama bisa dilakukan pada saat tanaman sudah berumur 6-8 bulan setelah tanam dengan produktivitas 0,5-1,0 ton biji kering per hektar per tahun. Selanjuntnya akan meningkat secara bertahap dan akan stabil sekitar 5 ton pada tahun kelima setelah tanam (Prihanda &Hendroko 2006).

Gambar 2 Bentuk buah dan biji jarak pagar.

Menurut Sudradjat (2003) dalam Sudradjat et al. (2005), selain untuk tujuan konservasi, tanaman ini juga merupakan tanaman kehidupan karena hampir seluruh bagian tanamannya bermanfaat. Minyak biji dapat digunakan untuk biodiesel dan fitofarmaka. Kayunya dapat digunakan untuk kayu bakar, arang dan briket arang. Kayu tua dapat digunakan sebagai bahan baku pulp kertas dan papan serat. Bungkil biji dapat digunakan untuk makanan ternak dan biopestisida, daun dan getah dapat digunakan untuk bahan biopestisida dan serat buah dapat dibuat kompos. Dalam areal yang luas, tanaman jarak pagar menghasilkan nektar untuk lebah madu. Kayu jarak pagar berserat pendek, kayunya sangat ringan, dinding seratnya tipis dan bilangan runkel lebih kecil dari (<) 1. Sifat tersebut menunjukkan bahwa kayu jarak pagar dapat dipakai untuk membuat pulp kertas dengan kualitas medium. Sifat fisis mekanis kayu tersebut kurang lebih hampir sama dengan Acacia mangium (Sudradjat et al. 2007).

Jenis yang lain dari tanaman jarak adalah jarak kaliki atau jarak kepyar dengan nama ilmiah Ricinus communis L. Jarak kaliki lebih dulu dikenal di Indonesia, karena Indonesia memiliki satu pabrik yang mengelola minyak jarak

kaliki, yaitu PT Kimia Farma (Persero). Kaliki atau kepyar dibutuhkan sebagai bahan baku atau bahan tambahan industri cat vernis, kosmetika, plastik dan farmasi. Minyak jarak kaliki biasa digunakan sebagai pelumas. Jarak kaliki merupakan tanaman tahunan berumur pendek (bianual). Jarak kaliki hanya mampu berbuah satu tahun sekali, sedangkan jarak pagar mampu berbuah terus-menerus sepanjang tahun apabila agroklimatnya mendukung. Secara fisik, jarak pagar dan kaliki memiliki perbedaan pada daun, buah dan warna biji. Daun jarak kaliki berbentuk menjari, sedangkan jarak pagar berbentuk hati dengan ujung menjari pendek. Pada buah jarak kaliki berambut mirip dengan buah rambutan, sedangkan buah jarak pagar kulit buah halus. Warna biji pada jarak kaliki belang, sedangkan pada jarak pagar berwarna cokelat atau hitam (Prihanda &Hendroko 2006).

Gambar 3 Tanaman jarak kepyar (kaliki) (bentuk daun, buah dan biji). Menurut Sirisomboon et al. (2007), kulit buah jarak pagar memiliki kadar air rata-rata 88,95 %, inti biji memiliki kadar air 34,09 %, kulit biji memiliki kadar air 51,87 % dan keseluruhan buah jarak pagar memiliki 77,03 % yang terdapat pada Tabel 1. Kulit buah jarak pagar memiliki berat kering (dry matter) 89,8 % dengan kandungan kimia utama yang terdapat di dalam kulit buah jarak pagar yaitu karbon (46,05 %), protein (4,3-4,5 %), nitrogen (0,688 %), fosfor (145,983 mg/g) dengan C/N ratio 66,93. Konduktivitas listrik dari kulit buah jarak pagar adalah 7,5 yang menunjukkan indikasi konsentrasi garam tinggi. Demikian juga, pH kulit buah jarak pagar 8,1 dengan kadar protein terlarut 0,762 mg/g.

Seluruh kandungan kimia kulit buah jarak pagar tersaji di dalam Tabel 2 (Sharma et al. 2009).

Tabel 1 Kadar air rata-rata pada bagian-bagian buah jarak pagar

Bagian buah n Kadar air rata-rata (%)

Kulit buah (hull) 3 88,95 ± 0,54

Inti biji 3 34,09 ± 0,95

Kulit Biji 3 51,87 ± 1,10

Keseluruhan buah 3 77,03 ± 0,70

Sumber: Sirisomboon et al. (2007)

Tabel 2 Kandungan kimia kulit buah jarak pagar

Parameter Nilai

Dry matter (%) 89,8

Karbon (%) 46,05

Kadar protein (%) 4,3-4,5

Nitrogen (%) 0,688

C/N ratio 66,93

Kadar fosfor (mg/g) 145,983

pH 8,1

EC (Konduktivitas Listrik) 7,5

Protein terlarut (mg/g) 0,762

Total phenol terlarut 1,831

Sumber: Sharma et al. (2009)

Tabel 3 Komposisi bahan kimia dari biji, kulit dan buah jarak pagar

Unsur (100%) Biji Kulit Buah

Protein kasar 22,2-27,2 4,3-4,5 56,4-63,8

Lemak 56,8-58,4 0,5-1,4 1,0-1,5

Abu 3,6-3,8 2,8-6,1 9,6-10,4

Serat detergen netral 3,5-3,8 83,9-89,4 8,1-9,1

Serat detergen asam 0,0-0,2 45,1-47,5 0,1-0,4

Jumlah energy (MJ kg-1) 30,5-31,1 19,3-19,5 18,0-18,3 Sumber: Trabi (1998) dalam Gubitz et al. (1999)

Daun, ranting, batang, serta biji jarak mengandung berbagai macam senyawa kimia, beberapa diantaranya merupakan senyawa-senyawa aktif. Senyawa-senyawa kimia yang terisolasi dari bagian daun dan ranting jarak pagar meliputi siklik triterpene stigmasterol, kampesterol, β-sitosterol, 7-keto- β -sitosterol. Selain itu bagian daun dan ranting mengandung senyawa flavonoid (Naengchomnong et al. 1994 dalam Nurmillah 2009).

2.2 Papan Partikel

Papan Partikel adalah produk panel yang terbuat dari partikel-partikel kayu melalui proses pengempaan yang diikat dengan perekat (Bowyer et al.

2003). Papan partikel adalah salah satu jenis papan komposit yang dibuat dengan cara mencampurkan partikel kayu dengan perekat dan memberikan perlakuan pengempaan panas untuk menghasilkan produk (Suhasman 2008). Papan partikel merupakan salah satu jenis panil yang memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan panil lainnya dan bahan bakunya dapat berasal dari berbagai macam bahan berlignoselulosa seperti kayu, jerami, sekam padi, dan yang lainnya.

Tsoumis (1991) menyatakan berdasarkan morfologinya, partikel yang digunakan sebagai bahan baku dibedakan menjadi :

a. Flakes memiliki dimensi yang bervariasi dengan ketebalan antara 0,2-0,5 mm, panjang antara 10-50 mm, dan lebar antara 2,0-2,5 mm. Rasio antara panjang partikel dengan ketebalannya adalah 60-120 : 1 atau lebih tinggi. Flakes berukuran besar dan persegi dengan ukuran panjang dan lebar berturut-turut 50x50 mm2 – 70x70 mm2 dan tebal antara 0,6-0,8 mm disebut wafers. Partikel yang mirip dengan wafers tetapi lebih tipis dan kadang-kadang sedikit lebih panjang disebut strands.

b. Silvers berbentuk serpihan dengan tebal sampai 5 mm dan panjang sampai dengan 15 mm.

c. Fines berupa serbuk gergaji atau serbuk hasil pengamplasan

Menurut Maloney (1993), berdasarkan kerapatannya papan partikel dibagi menjadi tiga golongan diantaranya :

1. papan partikel berkerapatan rendah (low density particleboard) yaitu papan yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 g/cm3

2. papan partikel berkerapatan sedang (medium density particleboard) yaitu papan yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 g/cm3

3. papan partikel berkerapatan tinggi (high density particleboard) yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3

Papan partikel mempunyai kelemahan stabilitas dimensi yang rendah. Pengembangan tebal papan partikel sekitar 10-25% dari kondisi kering ke basah melebihi pengembangan kayu utuh serta pengembangan liniernya sampai 0,20%. Pengembangan tebal hanya sebagian yang dapat kembali, jadi jika papan partikel secara berulang-ulang berada pada kondisi basah kemudian dikeringkan lagi maka ketebalannya akan meningkat secara terus-menerus. Secara tetap, pengembangan

tebal yang terjadi pada komponen papan partikel yang tidak dapat dipulihkan kembali disebut irreversible swelling (Bowyer et al. 2003). Papan partikel yang telah dibuat kemudian dilakukan pengujian sesuai dengan Standar JIS A 5908 : 2003 yang disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4 Sifat fisis dan mekanis papan partikel (Standar JIS A 5908 : 2003)

Sifat Papan Partikel Persyaratan Nilai

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

Kadar Air (%) 5-13

Pengembangan tebal (%) Maks 12

MOR (N/mm2) Tipe 8

Tipe 13 Tipe 18

Min 8 13 18 MOE (N/mm2)

Tipe 8 Tipe 13 Tipe 18

Min 2000 2500 3000 Daya Pegang Sekrup (N)

Tipe 8 Tipe 13 Tipe 18

Min 300 400 500 Keteguhan Rekat Internal (N/mm2)

Tipe 8 Tipe 13 Tipe 18

Min 0,15 0,2 0,3 Sumber : JIS A 5908 : 2003

Keterangan :

Tipe 8 : base particleboard atau decorative particleboard dengan kuat lentur minimal 8,0 N/mm2 (82 kg/cm2)

Tipe 13 : base particleboard atau decorative particleboard dengan kuat lentur minimal 13,0 N/mm2(133 kg/cm2)

Tipe 18 : base particleboard atau decorative particleboard dengan kuat lentur minimal 18,0 N/mm2 (180 kg/cm2)

Faktor yang mempengaruhi kualitas papan partikel adalah sebagai berikut (Sutigno dalam Prasetyo 2006) :

1. Berat jenis kayu

Berat jenis papan partikel dibandingkan dengan berat jenis kayu harus lebih dari satu, biasanya sekitar 1,3 agar kualitas dari papan partikel tersebut baik. Hal ini dikarenakan pada kondisi tersebut, proses pengempaan berjalan dengan optimal sehingga kontak antar partikel baik.

Antara jenis partikel yang satu dengan yang lainnya, antara kayu dan bukan kayu akan menghasilkan kualitas papan partikel yang berbeda-beda.

3. Zat ekstraktif

Kandungan zat ekstraktif yang tinggi akan menghambat pengerasan zat perekat. Sehingga akan muncul pecah-pecah pada papan yang dipicu oleh tekanan ekstraktif yang mudah menguap pada proses pengempaan dan zat ekstraktif yang seperti itu akan mengganggu proses perekatan.

4. Campuran jenis partikel

Papan partikel yang dibuat dari satu jenis bahan baku akan memiliki kualitas struktural lebih baik dibandingkan dengan campuran jenis partikel.

5. Ukuran partikel

Papan partikel yang terbuat dari tatal akan lebih baik dari pada yang dibuat dari serbuk karena ukuran tatal lebih besar dari serbuk. Oleh karena itu, semakin besar ukuran partikel maka akan semakin baik kualitas struktural yang dimilikinya.

6. Kulit kayu

Kulit kayu akan mempengaruhi sifat papan partikel karena kulit kayu banyak mengandung zat ekstraktif sehingga akan mengganggu proses perekatan antar partikel. Banyaknya kulit kayu maksimal 10%.

7. Perekat

Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Namun, dapat terjadi penyimpangan, misalnya karena ada perbedaan dalam komposisi perekat dan terdapat banyak sifat papan partikel. Sebagai contoh, penggunaan perekat urea formaldehid dengan kadar formaldehidanya yang tinggi akan menghasilkan papan partikel yang memiliki keteguhan lentur dan keteguhan rekat internal yang baik akan tetapi emisi formaldehidanya sangat tinggi.

8. Pengolahan

Dalam pembuatan papan partikel, kadar air hamparan (campuran partikel dengan perekat) maksimum 10-14%. Jika terlalu tinggi, keteguhan lentur dan keteguhan rekat internal papan partikel tersebut akan menurun. Selain itu, tekanan

kempa dan suhu optimum yang digunakan juga dapat berpengaruh terhadap kualitas papan partikel.

2.3 Urea Formaldehida

Perekat sintetis merupakan faktor utama berkembangnya penggunaan proses kering dalam industri papan komposit. Terdapat tiga tipe perekat yang paling umum digunakan dalam industri, yaitu urea formaldehida (UF), phenol formaldehida (PF) dan melamin formaldehida (MF). Semua resin tersebut dapat mengeras secara cepat apabila terdapat katalis dengan menggunakan panas (thermosetting). Perekat jenis ini jika sudah mengeras tidak dapat melunak (bersifat irreversible). Penggunaan perekat phenol formaldehida (PF) selalu memiliki harga yang lebih mahal dibandingkan dengan perekat urea formaldehida (UF), hal ini sesuai dengan penggunaan papan yang menggunakan perekat phenol formaldehida (PF) untuk desain eksterior (Maloney 1993).

Menurut Ruhendi dan Hadi (1997) dalam Ruhendi et al. (2007), urea formaldehida merupakan hasil kondensasi dari urea dan formaldehida dengan perbandingan molar 1: (1,5-2). Perekat urea formaldehida merupakan hasil kondensasi dari urea dan formaldehida yang dihasilkan dari reaksi antara urea dan formaldehida dengan perbandingan tertentu (Kolmann et al. 1975). Perekat ini larut dalam air dan akan cepat mengeras dengan naiknya temperatur (95oC-130oC atau 200-260oF) dan atau turunnya pH.

Kelebihan dari urea formaldehida yaitu warnanya putih sehingga tidak memberikan warna gelap pada waktu penggunaannya, harga relatif murah dibandingkan dengan perekat sintetis lainnya serta tahan terhadap biodeteriorasi dan air dingin. Sedangkan kelemahannya yaitu kurang tahan terhadap pengaruh asam dan basa serta penggunaannya hanya terbatas untuk interior (Ruhendi et al. 2007), akan tetapi agar kualitas produk yang dihasilkan meningkat maka dapat dilakukan penambahan (10-20%) melamin formaldehida atau resolsinol formaldehida (Tsoumis 1991). Disamping itu, perekat urea formaldehida juga mempunyai karakteristik viskositas (25o

C) (Cps) sebesar 30%, resin solid content 40-60%, pH sekitar 7-8, dan berat jenis (25o

2.4 Phenol Formaldehida

Perekat phenol formaldehida adalah molekul berbobot rendah yang terbentuk dari phenol dan formaldehida, dan termasuk ke dalam perekat termoset. Beberapa sifat yang dimiliki oleh perekat termoset yaitu kekuatan kohesif dari termoset melebihi kekuatan tarik kayu, memiliki kepolaran cukup tinggi dan viskositas cukup rendah untuk berpenetrasi ke dalam pori-pori mikro dalam kayu yang secara mekanis bertindak sebagai jangkar. Gugus polar mampu membentuk ikatan hidrogen yang kuat dengan gugus hidroksil kayu. Jadi ada interaksi dwikutub yang kuat selain gaya sekunder (gaya van der walls). Ikatan kimia polimer dapat terbentuk melalui reaksi kimia antara gugus fungsi dalam kayu dan gugus fungsi dalam resin (Ahmadi 1990 dalam Sumardi 2000).

Perekat phenol formaldehida (PF) membutuhkan waktu pengerasan yang lebih lama dibandingkan perekat urea formaldehida (UF). Adanya katalis akan sangat mempengaruhi pengurangan waktu pengempaan secara signifikan pada perekat phenol formaldehida (PF). Phenol terdiri dari grup hidroksil yang diikat oleh senyawa aromatik (benzena). Perekat ini membutuhkan panas yang stabil dan membutuhkan suhu pengempaan yang tinggi yaitu berkisar antara 121-149oC (Maloney 1993).

Perekat phenol formaldehida (PF) untuk perekatan memiliki berat molekul yang cukup baik. Perekat ini tetap berada pada bagian permukaan partikel dan dapat tahan lama, keras dan tahan terhadap air. Menurut Sumardi (2000) resin phenol formaldehida dapat masuk dan mengembangkan dinding sel kayu, dan setelah dimatangkan dengan panas akan menghasilkan stabilitas dimensi yang tinggi. Polimerisasi resin ini dikendalikan dalam kondisi asam dan basa (pH) kondisi lainnya juga yang penting adalah nisbah molar phenol dan formaldehida.

Menurut Ruhendi et al. (2007), kelebihan phenol formaldehida yaitu tahan terhadap perlakuan air, tahan terhadap kelembaban dan temperatur tinggi, tahan terhadap bakteri, jamur, rayap dan mikroorganisme serta tahan terhadap bahan kimia, seperti minyak, basa dan bahan pengawet kayu. Kelemahan phenol formaldehida yaitu memberikan warna gelap, kadar air kayu harus lebih rendah daripada perekat urea formaldehida atau perekat lainnya serta garis perekatan yang relatif tebal dan mudah patah.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Biokomposit, Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu dan Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini berlangsung mulai dari bulan Januari 2011 sampai Juni 2011.

3.2 Bahan dan Alat

Penelitian ini menggunakan bahan baku berupa kulit buah jarak pagar yang diperoleh dari Badan Litbang Pertanian (Balai Pakuwon, Sukabumi). Sedangkan perekat phenol formaldehida (kadar perekat 12%, 14% dan 16%) diperoleh dari PT Palmolite Adhesive Industri. Kulit buah jarak pagar yang akan digunakan untuk pembuatan papan partikel yaitu sebanyak 20 kg dengan perekat phenol formaldehida sebanyak 2 kg.

Peralatan yang akan digunakan dalam pembuatan papan partikel meliputi ember plastik (wadah), oven, disk flaker, desikator, bak pencampur partikel dan perekat (blender), penyemprot perekat (spray gun), pencetak papan, plat aluminium, pengempa panas, dan alat pemotong.

Pada pengujian papan partikel akan menggunakan alat yang terdiri dari jangka sorong, kaliper, oven, desikator, timbangan elektrik, dan Universal Testing Mechine merk Instron.

3.3 Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :

3.3.1 Persiapan Bahan Baku

Kulit buah jarak pagar yang diperoleh dari limbah pengolahan biji jarak pagar kemudian digiling menggunakan disk flaker, selanjutnya bahan dimasukkan dalam oven dan dikeringkan hingga mencapai kadar air 3-6%.

3.3.2 Pencampuran Bahan

Partikel ditimbang sesuai dengan kebutuhan pada tiap papan dan dicampur dengan perekat. Proses pencampuran bahan-bahan tersebut dilakukan dengan menggunakan blender dan spray gun. Partikel dimasukkan ke dalam blender dan perekat dimasukkan ke dalam spray gun kemudian perekat tersebut disemprotkan ke dalam blender yang berputar. Adapun komposisi bahan papan partikel terdapat pada Tabel 5.

Tabel 5 Komposisi bahan papan partikel

Perlakuan Ulangan Kulit buah jarak pagar (g) Perekat (g)

PF 12% 1 418 109

PF 12% 2 418 109

PF 12% 3 418 109

PF 14% 1 411 126

PF 14% 2 411 126

PF 14% 3 411 126

PF 16% 1 404 140

PF 16% 2 404 140

PF 16% 3 404 140

3.3.3 Pembuatan Lembaran Papan

Pembentukan lembaran dilakukan dengan menghamparkan partikel yang sudah dicampur dengan perekat pada cetakan yang berukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm. Pada saat pembentukan lembaran diusahakan seluruh campuran partikel dan perekat tersebar merata agar dihasilkan kerapatan papan yang seragam. Adapun kerapatan target yang diinginkan adalah 0,7 g/cm3.

3.3.4 Pengempaan

Setelah papan lembaran terbentuk maka langkah selanjutnya adalah pengempaan dengan menggunakan mesin kempa panas pada suhu 130 °C dengan tekanan sebesar 25 kg/cm² selama 15 menit. Agar dihasilkan ketebalan papan yang sesuai dengan ketebalan target maka bagian sisi lembaran diberi ganjal berupa plat besi dengan ukuran ketebalan 1 cm. Pada penelitian pendahuluan perekat yang digunakan adalah perekat urea formaldehida, dengan kadar perekat 10%, 12% dan 14%. Pengempaan dilakukan pada suhu 110 oC, tekanan sebesar

25 kg/cm2 selama 10 menit. Hal ini sedikit berbeda mengingat terdapat perbedaan sifat antara urea formaldehida dan phenol formaldehida.

3.3.5 Pengkondisian Papan

Proses pengkondisian papan partikel akan dilakukan dengan menyusun lembaran-lembaran panel dalam tumpukan-tumpukan kecil menggunakan ganjal diantara lembaran tersebut agar sirkulasi udara lebih lancar. Pengkondisian akan dilakukan selama 14 hari pada suhu kamar untuk melepaskan tegangan sisa pada papan setelah melalui proses pengempaan dan mendapatkan kadar air yang seragam sebelum dilakukan pengujian.

3.3.6 Pemotongan Contoh Uji

Papan partikel yang telah mengalami conditioning kemudian dipotong sesuai dengan tujuan pengujian yang dilakukan. Ukuran contoh uji disesuaikan dengan standar pengujian JIS A5908-2003 tentang papan partikel. Adapun pola pemotongan contoh uji dapat dilihat pada Gambar 4.

a

`

b

d e

25 cm c

aa

Gambar 4 Pola pemotongan contoh uji. Keterangan :

a. contoh uji keteguhan elastis dan keteguhan patah berukuran (5x20) cm b. contoh uji keteguhan rekat internal berukuran (5x5) cm

c. contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air berukuran (5x5) cm d. contoh uji kuat pegang sekrup berukuran (5x10) cm

e. contoh uji kerapatan dan kadar air berukuran (10x10) cm

aa. contoh uji cadangan keteguhan elastisitas dan keteguhan patah berukuran (5x20) cm

3.3.7 Pengujian Papan Partikel

Keseluruhan proses pengujian dilakukan dengan membandingkan antara seluruh papan dari kulit buah jarak pagar dengan perekat phenol formaldehida.

1. Pengujian Sifat Fisis a. Kerapatan

Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm yang berada dalam kondisi kering udara ditimbang beratnya. kemudian lakukan pengukuran dimensi meliputi panjang, lebar, dan tebal untuk mengetahui volume contoh uji. Kerapatan papan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

Keterangan : ρ = kerapatan (g/cm3)

bb = berat contoh uji kering udara (g) v = volume (cm3)

b. Kadar Air

Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm ditmbang untuk mendapatkan berat awalnya, kemudian contoh uji dioven pada suhu 103 ± 2 °C selama 24 jam. Selanjutnya contoh uji dikeluarkan dari oven dan dimasukkan kedalam desikator selama 15 menit dan ditimbang. Pengulangan pengovenan dan penimbangan dilakukan setiap tiga jam sekali sampai beratnya konstan. Nilai kadar air dihitung dengan rumus berikut :

Keterangan : KA = kadar air (%)

BB = berat contoh uji kering udara (g) BKT = berat contoh uji kering tanur (g)

c. Daya Serap Air

Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm ditimbang berat awalnya (B1) kemudian direndam dalam air dingin selama 2 dan 24 jam, setelah itu ditimbang beratnya (B2). Besarnya daya serap air papan dihitung berdasarkan rumus:

Keterangan : DSA = Daya Serap Air (%)

B1 = berat contoh uji sebelum perendaman (g) B2 = berat contoh uji setelah perendaman (g)

d. Pengembangan Tebal

Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm dalam keadaan kering udara (KU) diukur dimensi tebalnya dan diukur pada tiap sudut kemudian dihitung rata– ratanya. Selanjutnya contoh uji direndam dalam air dingin selama 2 dan 24 jam dan dilakukan pengukuran dimensinya setelah perendaman. nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus :

Keterangan : PT = pengembangan tebal (%)

T1 = tebal contoh uji sebelum perendaman (cm) T2 = tebal contoh uji setelah perendaman (cm) 2. Pengujian Sifat Mekanis

a. Kekuatan Lentur (MOE)

Pengujian modulus lentur dilakukan dengan menggunakan mesin uji universal (Universal Testing Machine) merek Instron. Contoh uji berukuran 5x20 cm pada kondisi kering udara, lebar bentang 15 kali tebal tetapi tidak kurang dari 15 cm. Pada saat pengujian dicatat besarnya defleksi yang terjadi setiap selang beban tertentu dengan pemberian beban berada pada bagian tengah-tengah jarak sangga, yang dapat dilihat pada Gambar 5. Nilai modulus lentur (MOE) dihitung dengan mengguanakan rumus :

Keterangan : MOE = Modulus lentur (kg/cm2)

∆p = perubahan beban yang digunakan (kg) L = panjang bentang (cm)

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

h = tebal contoh uji (cm)

P (posisi dan arah pembebanan)

½ L ½ L

L

Gambar 5 Pengujian MOE dan MOR .

b. Keteguhan Patah (MOR)

Pengujian modulus patah menggunakan contoh uji yang sama dengan contoh uji pengujian modulus lentur. Contoh uji berukuran 5x20 cm pada kondisi kering udara, lebar bentang 15 kali tebal tetapi tidak kurang dari 15 cm. nilai MOR papan partikel dihitung dengan rumus:

Keterangan : MOR = modulus of rupture (kg/cm2) P = beban maksimum (kg) L = panjang bentang (cm) b = lebar contoh uji (cm) h = tebal contoh uji (cm)

c. Keteguhan Rekat (Internal Bond)

Contoh uji berukuran 5x5 cm diletakan pada dua buah balok besi dengan perekat epoxy dan dibiarkan mongering selama 24 jam. Kedua balok besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum, seperti dapat dilihat pada Gambar 6.

25 mm

sampel blok besi Gambar 6 Pengujian internal bond.

Nilai keteguhan rekat dihitung dengan menggunakan rumus :

Keterangan : IB = keteguhan rekat (kg/cm2) P = beban maksimum (kg) A = luas penampang (cm2)

d. Kuat Pegang Sekrup

Sekrup pada pengujian kuat pegang sekrup yang mengacu pada standar JIS, diletakkan di dua posisi pada contoh uji (Gambar 7) untuk satu contoh uji pada satu buah papan uji hingga kedalaman 8 mm. Selanjutnya, masing-masing sekrup ditarik secara vertikal sampai mencapai beban maksimum, seperti yang terlihat pada Gambar 4. Nilai yang digunakan adalah rata-rata dari kegiatan penarikan kuat pegang sekrup tersebut. Kecepatan pembebanan tarik adalah sebesar 2 mm/menit.

25 mm

50mm

100 mm

Gambar 7 Pengujian kuat pegang sekrup.

3.4 Rancangan Percobaan dan Analisis Data

Penelitian ini akan menggunakan sistem pengolahan data dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial, yang terdiri dari satu faktor yaitu variasi kadar perekat dengan tiga taraf perlakuan perekat 12%, 14% dan 16%, sehingga papan partikel yang akan dibuat sebanyak 9 papan. Menurut Hanafiah (2005), dalam percobaan yang dilakukan pada kondisi/lingkungan homogen (serba sama) seperti di laboratorium dan rumah kaca standar, atau di lapangan yang data hasil percobaannya diperkirakan bervariasi lebar seperti dalam penelitian fluktuasi erosi tanah (termasuk peubah-peubah terkait, misalnya kadar hara dan partikel terlarut), serta fluktuasi populasi mikrobia (fungi, bakteri dan lain-lain) yang tidak memerlukan galat (error) kecil,

maka rancangan yang sesuai adalah rancangan lingkungan homogen yang disebut Rancangan Acak Lengkap (RAL).

Pada Rancangan Acak Lengkap (RAL) ini, data hasil percobaan Y dinyatakan dalam model matematik :

Yij = µ + τi + εij

dimana : i = kadar perekat 12%, 14% dan 16% j = 1, 2, 3 (ulangan)

Yij = nilai pengamatan karena pengaruh faktor perbedaan kadar perekat

pada taraf ke-i dan ulangan pada taraf ke-j µ = rataan umum

τi = pengaruh perlakuan kadar perekat pada taraf ke-i

εij = pengaruh acak pada perlakuan kadar perekat taraf ke-i ulangan ke-j

Rancangan percobaan yang telah dibuat untuk papan partikel yang terdiri dari satu faktor dengan tiga taraf perlakuan. Selanjutnya, papan partikel tersebut diuji dan diperoleh data berupa data sifat fisis dan mekanis. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan Microsoft Excel 2007 dan SPSS 16.0 for Windows Evaluation Version, untuk mengetahui pengaruh perbedaan persentase kadar perekat yang diberikan terhadap sifat-sifat papan partikel dari kulit buah jarak pagar maka dilakukan analisis keragaman uji F. apabila berdasarkan hasil analisis data uji F menunjukkan nilai signifikan kurang dari 0,05 (selang kepercayaan 95%) maka data tersebut dinyatakan berbeda nyata (signifikan) dan selanjutnya dilakukan uji Duncan.

Selanjutnya untuk menentukan sifat papan terbaik pada perbedaan persentase kadar perekat di setiap papan partikel kulit buah jarak pagar, maka dibandingkan dengan standar JIS A 5908 (2003). Papan partikel yang menggunakan kadar perekat 12% dan 14% untuk mengetahui perbedaan antara perekat urea formaldehida dan phenol formaldehida maka dilakukan analisis perbandingan rata-rata (independent-samples t test) menggunakan aplikasi SPSS 16.0.

0,82 0,88 0,88

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

PF 12% PF 14% PF 16%

K

er

a

p

a

ta

n

(g

/cm

^

3

)

Kadar Perekat

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Fisis Papan Partikel Kulit Buah Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) 4.1.1 Kerapatan

Kerapatan didefinisikan sebagai massa atau berat per satuan volume, biasanya dinyatakan dalam kg/m3. Kerapatan menjadi salah satu faktor penting yang sangat mempengaruhi sifat-sifat papan yang dihasilkan dan menjadi dasar dalam penggunaan suatu produk (Bowyer et al. 2003). Nilai kerapatan rata-rata papan partikel disajikan dalam Gambar 8.

Gambar 8 Nilai rata-rata kerapatan papan partikel (phenol formaldehida). Pada Gambar diatas menunjukkan nilai rataan kerapatan papan partikel kulit buah jarak pagar berkisar antara 0,82-0,88 g/cm3. Nilai kerapatan tertinggi terdapat pada papan partikel yang menggunakan kadar perekat phenol formaldehida 14% dan 16% yaitu sebesar 0,88 g/cm3, sedangkan nilai kerapatan terendah terdapat papan partikel dengan kadar perekat phenol formaldehida 12% yaitu 0,82 g/cm3.

Pada penelitian pendahuluan, perekat yang digunakan adalah urea formaldehida dengan kadar 10%, 12% dan 14%. Nilai rataan papan partikel yang diperoleh berkisar antara 0,72-0,79 g/cm3 (Gambar 9), dengan nilai kerapatan tertinggi terdapat pada papan partikel yang menggunakan kadar perekat urea formaldehida 14% yaitu 0,79 g/cm3. Sedangkan untuk nilai rataan kerapatan

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

0,72 0,75

0,79

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

UF 10% UF 12% UF 14%

K

er

a

pa

ta

n

(g

/cm

^3

)

Kadar Perekat

terendah terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat urea formaldehida 10% yaitu 0,72 g/cm3.

Gambar 9 Nilai rata-rata kerapatan papan partikel (urea formaldehida). Untuk mengetahui pengaruh kadar perekat urea formaldehida dan phenol formaldehida terhadap kerapatan papan partikel kulit buah jarak pagar maka dilakukan analisis keragaman, hasilnya disajikan dalam Lampiran 4. Hasil analisis keragaman dengan uji F menunjukkan bahwa kadar perekat yang berbeda baik perekat phenol formaldehida maupun urea formaldehida tidak berpengaruh nyata (p > 0,05) terhadap nilai kerapatan, yang berarti diperoleh nilai rataan kerapatan seragam pada setiap papan dengan kadar perekat yang berbeda. Selanjutnya nilai rataan kerapatan papan partikel dengan kadar perekat 12% dan 14% (UF dan PF) dilakukan analisis perbandingan rata-rata uji-t dengan selang kepercayaan 95%. Berdasarkan hasil analisis, diketahui bahwa untuk setiap kadar perekat antara jenis perekat urea formaldehida dan phenol formaldehida memiliki nilai rata-rata kerapatan yang seragam.

Nilai kerapatan rata-rata yang diperoleh lebih besar dibandingkan kerapatan target 0,7 g/cm3. Lebih tingginya kerapatan papan yang dihasilkan dibanding kerapatan target diduga dipengaruhi oleh ketebalan papan partikel yang lebih kecil dibandingkan ketebalan target. Ketebalan target papan partikel yaitu 1 cm sedangkan ketebalan papan partikel yang dihasilkan kurang dari 1 cm. Selain itu, proses penaburan partikel yang kurang merata pada saat pembuatan lembaran juga mempengaruhi nilai kerapatan papan partikel.

1 0,8 0,6 0,4

0,2

13,97

12,93

10,73

0 5 10 15

PF 12% PF 14% PF 16%

Kadar Perekat

Ka

da

r Ai

r

(%

)

4.1.2 Kadar Air

Kadar air merupakan sifat fisis papan partikel yang menunjukkan banyaknya kandungan air dalam kayu atau produk kayu (Bowyer et al. 2003). Pengujian kadar air pada papan partikel bertujuan untuk mengetahui besarnya kadar air yang terdapat pada papan partikel kulit buah jarak pagar. Dari hasil pengujian diperoleh nilai rataan kadar air papan partikel berkisar antara 10,73-13,97 % (Gambar 10).

Gambar 10 Nilai rata-rata kadar air papan partikel (phenol formaldehida). Nilai kadar air tertinggi terdapat pada papan partikel yang menggunakan kadar perekat 12 % yaitu sebesar 13,97 %, sedangkan nilai kadar air terendah terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat 16 % yaitu sebesar 10,73 %. Nilai rata-rata kadar air papan partikel dengan perekat PF semakin menurun seiring dengan penambahan kadar perekat yang ditambahkan pada papan partikel. Demikian juga halnya untuk papan partikel dengan perekat UF, terjadi penurunan. Hal ini diduga erat kaitannya dengan kerapatan papan partikel yang cenderung semakin meningkat dari kadar perekat terkecil hingga yang tertinggi persentasenya. Penyimpangan yang terjadi pada papan dengan kadar perekat urea formaldehida 14% disebabkan oleh kurang meratanya partikel yang digunakan pada saat pembuatan papan.

Air yang terdapat di dalam papan partikel dapat bersumber dari partikel sebelum dicampur dengan perekat, cairan yang terkandung di dalam perekat dan hasil reaksi kondensasi pada saat perekat mengeras (Maloney 1993). Sehingga

16,30

13,11

16,03

0 5 10 15 20

UF 10% UF 12% UF 14%

Kadar Perekat

K

a

da

r

Air

(%)

penting dilakukan pengeringan partikel sebelum dicampurkan dengan perekat kemudian dikempa panas agar tidak terjadi blister pada saat proses pengempaan panas akibat kadar air yang terlalu tinggi.

Gambar 11 Nilai rata-rata kadar air papan partikel (urea formaldehida). Menurut Kollman et al. (1975) menyatakan bahwa papan partikel yang memiliki kerapatan yang tinggi, partikelnya akan semakin kompak dan padat sehingga tidak banyak terdapat rongga atau pori di antara jalinan partikel yang dapat diisi oleh air. Untuk mengetahui pengaruh kadar perekat terhadap kadar air papan partikel kulit buah jarak pagar maka dilakukan analisis keragaman dan hasilnya disajikan pada Lampiran 4.

Analisis keragaman dengan uji F menunjukkan bahwa kadar perekat yang berbeda tidak berpengaruh nyata terhadap nilai kadar air papan partikel, hal ini dapat dilihat dari hasil yang diperoleh hampir sama pada setiap kadar perekat yang berbeda. Papan partikel dengan kadar perekat 12% dan 14% untuk kadar air dilakukan analisis perbandingan rata-rata uji-t (Lampiran 5) dengan selang kepercayaan 95%. Berdasarkan hasil analisis, diperoleh untuk setiap kadar perekat antara jenis perekat urea formaldehida dan phenol formaldehida tidak berbeda nyata (tidak signifikan). JIS A 5908 (2003) mensyaratkan nilai kadar air papan partikel berkisar antara 5-13%. Dengan demikian nilai kadar air rata-rata papan partikel dari kulit buah jarak pagar yang memenuhi syarat standar JIS A 5908-2003 adalah papan partikel dengan kadar perekat phenol formaldehida 14% dan

41,35

29,47

25,75 72,38

66,91

58,14

0 20 40 60 80

PF 12% PF 14% PF 16%

Kadar Perekat

Day

a

Sera

p

Air

(%

)

2 jam 24 jam

16%. Sedangkan papan partikel dengan kadar perekat phenol formaldehida 12% dan perekat urea formaldehida berada di bawah standar JIS A 5908-2003.

4.1.3 Daya Serap Air

Daya serap air merupakan salah satu sifat fisis dari papan partikel yang menunjukkan kemampuan papan partikel dalam menyerap air (Ginting 2009). Dalam hal ini, pengujian dilakukan dengan perendaman contoh uji papan partikel di dalam air selama 2 dan 24 jam. Gambar 12 menunjukkan nilai rata-rata daya serap air papan partikel limbah kulit buah jarak pagar yang dihasilkan.

Gambar 12 Nilai rata-rata daya serap air papan partikel (phenol formaldehida). Pada Gambar 12 menunjukkan nilai rataan daya serap air selama 2 jam berkisar antara 25,75-41,35 %. Nilai daya serap air selama 2 jam tertinggi terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat 12 % yaitu sebesar 41,35 %, sedangkan nilai terendah terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat 16 % yaitu sebesar 25,75 %. Setiap penambahan kadar perekat yang digunakan terjadi penurunan nilai rataan daya serap air, menurut Bowyer et al. (2003) semakin banyak resin atau perekat yang digunakan dalam suatu papan, semakin kuat dan semakin stabil dimensi papannya.

114,27

102,03

47,02 133,06

76,77

0 20 40 60 80 100 120 140 160

UF 10% UF 12% UF 14%

Da

y

a

Sera

p Air

(

%)

Kadar Perekat

2 jam 24 jam

Gambar 13 Nilai rata-rata daya serap air papan partikel (urea formaldehida). Nilai rata-rata daya serap air papan partikel dengan perekat urea formaldehida berkisar antara 47,02-114,27%. Pada Gambar 13 dapat dilihat bahwa papan partikel dengan perekat urea formaldehida berlaku hal yang sama yaitu penurunan nilai rata-rata daya serap air setiap penambahan kadar perekat.

Untuk mengetahui pengaruh kadar perekat terhadap daya serap air selama 2 jam pada papan partikel kulit buah jarak pagar maka dilakukan analisis keragaman dan hasilnya disajikan pada Lampiran 4. Analisis keragaman dengan uji F menunjukkan bahwa kadar perekat yang berbeda berpengaruh sangat nyata terhadap nilai daya serap air selama 2 jam pada papan partikel dengan perekat urea formaldehida dan phenol formaldehida. Selanjutnya untuk melihat pengaruh kadar perekat yang berbeda nyata maka dilakukan uji Duncan. Hasil uji Duncan menunjukkan bahwa papan partikel yang menggunakan kadar perekat urea formaldehida 10 dan 12% tidak berbeda nyata, sedangkan kadar perekat urea formaldehida 14% berbeda nyata dengan kadar perekat 10 dan 12%. Hasil uji Duncan menunjukkan bahwa papan partikel yang menggunakan kadar perekat phenol formaldehida 16% dengan nilai daya serap air selama 2 jam terendah ternyata tidak berbeda nyata dengan papan partikel yang menggunakan kadar perekat 14%. Kadar perekat 12% berbeda nyata dengan kadar perekat 14% dan 16%. Selanjutnya dilakukan uji analisis perbandingan rata-rata (uji-t), hasil analisis menunjukkan bahwa nilai rata-rata daya serap air antara perekat phenol formaldehida signifikan lebih rendah dibandingkan nilai rata-rata daya serap air pada urea formaldehida pada kadar perekat 12%.

Nilai rata-rata daya serap air selama 24 jam (Gambar 12) papan partikel dengan perekat phenol formaldehida berkisar antara 58,14-72,38%. Nilai rata-rata terendah diperoleh pada papan partikel dengan kadar perekat 16% yaitu sebesar 58,14%, sedangkan nilai rataan tertinggi diperoleh pada papan partikel dengan kadar perekat 12% yaitu sebesar 72,38%. Sedangkan pada papan partikel dengan perekat urea formaldehida diperoleh nilai rataan daya serap air selama 24 jam berkisar antara 76,77-166,42%. Nilai daya serap air yang diperoleh pada papan partikel dengan perekat urea formaldehida jauh lebih besar persentasenya apabila dibandingkan dengan perekat phenol formaldehida.

Berdasarkan hasil analisis keragaman dengan uji F menunjukkan bahwa faktor kadar perekat yang berbeda berpengaruh sangat nyata terhadap daya serap air setelah perendaman selama 24 jam. Selanjutnya dilakukan uji Duncan, untuk perekat urea formaldehida kadar perekat 10% memiliki nilai yang ternyata berbeda nyata terhadap kadar perekat 12 dan 14%. Sedangkan kadar perekat 12% dan kadar perekat 14% tidak berbeda nyata. Papan partikel dengan perekat phenol formaldehida yang menggunakan kadar 16% berbeda nyata terhadap papan partikel yang menggunakan kadar perekat 12 dan 14%. Untuk mengetahui perbedaan antara kadar perekat 12 dan 14% pada perekat urea formaldehida dan phenol formaldehida signifikan atau tidak signifikan selanjutnya dilakukan analisis perbandingan rata-rata dengan uji-t. Berdasarkan hasil analisis data diperoleh nilai rata-rata daya serap air perendaman selama 24 jam dengan kadar perekat 12% berbeda nyata (signifikan) antara perekat urea formaldehida dan phenol formaldehida. Sedangkan pada nilai rata-rata daya serap air perendaman 24 jam dengan kadar perekat 14%, antara perekat urea formaldehida dan phenol formaldehida tidak berbeda nyata (tidak signifikan).

Masalah utama yang dihadapi papan partikel dari kulit buah jarak pagar adalah daya serap air yang relatif tinggi. Berdasarkan Sirisomboon et al. (2007) kadar air yang dimiliki kulit buah jarak pagar relatif tinggi yaitu 88,95 %. Sehingga mempengaruhi hasil pengujian daya serap air karena kemampuan kulit buah jarak pagar yang dapat menyerap air lebih banyak. Selain itu, kulit buah jarak pagar hampir memiliki sifat yang sama dengan kayu, yaitu bersifat higroskopis, mampu menyerap air dan melepaskan air sesuai dengan kadar air

25,35

22,83

18,52 33,31

44,15

36,35

0 10 20 30 40 50

PF 12% PF 14% PF 16%

Kadar Perekat

Pen

g

em

b

a

n

g

a

n

Te

b

a

l

(%

)

2 jam 24 jam

disekitarnya. Peningkatan kualitas daya serap air papan partikel dari kulit buah jarak pagar ini dapat dilakukan dengan pemberian parafin sebagai zat aditif yang mampu mengurangi daya serap air papan partikel, sehingga stabilitas dimensi papan partikel jauh lebih baik. Standar JIS A 5908 (2003) tidak mensyaratkan daya serap air papan partikel. Namun, daya serap air papan partikel berkaitan erat dengan pengembangan tebal papan partikel.

4.1.4 Pengembangan Tebal

Pengukuran pengembangan tebal dilakukan pada satu contoh uji yang sama dengan daya serap air. Pengukuran pengembangan tebal dimaksudkan untuk mengetahui perubahan tebal papan partikel akibat adanya sejumlah air yang masuk setelah papan direndam dalam periode waktu tertentu (2 dan 24 jam) (Ginting 2009). Selain itu, menurut Hindriani (2005) pengujian juga dimaksudkan untuk mengetahui kualitas perekat yang digunakan serta ketahanan produk tersebut terhadap kelembaban lingkungan. Gambar 14 memperlihatkan nilai rata-rata pengembangan tebal dengan perendaman selama 2 dan 24 jam pada papan partikel dari kulit buah jarak pagar.

Gambar 14 Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel (phenol formaldehida).

Hasil nilai rataan pengembangan tebal pada papan partikel dengan perekat phenol formaldehida dapat dilihat pada Gambar 14. Pengembangan tebal papan partikel selama 2 jam berkisar antara 18,52-25,35 %. Nilai pengembangan tebal

35,63 35,96

25,91 59,46

50,61

39,37

0 10 20 30 40 50 60 70

UF 10% UF 12% UF 14%

P

eng

em

ba

ng

a

n

T

eba

l

(%)

Kadar Perekat

2 jam 24 jam

terendah terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat PF 16 % yaitu sebesar 18,52 %, sedangkan nilai pengembangan tebal tertinggi terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat PF 12 % yaitu sebesar 25,35 %.

Gambar 15 Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel (urea formaldehida).

Pada Gambar 15 menunjukkan nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel dengan perekat urea formaldehida, yaitu berkisar antara 25,91-35,96%. Selanjutnya, dilakukan pengujian analisis keragaman dan hasilnya disajikan pada Lampiran 4.

Hasil analisis keragaman dengan uji F menunjukkan bahwa perbedaan kadar perekat baik pada urea formaldehida maupun phenol formaldehida tidak berpengaruh nyata terhadap nilai pengembangan tebal selama 2 jam. Nilai rataan pengembangan tebal selama 24 jam berkisar antara 33,31-44,15 %. Pengembangan tebal terendah terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat PF 12% yaitu sebesar 33,31 %, sedangkan nilai pengembangan tebal tertinggi terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat PF 14 % yaitu sebesar 44,15%. Selanjutnya, dilakukan analisis keragaman dengan uji F, hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa faktor kadar perekat yang berbeda berpengaruh sangat nyata terhadap pengembangan tebal dengan perendaman selama 24 jam pada kedua jenis perekat tersebut. Selanjutnya dilakukan uji lanjut Duncan, berdasarkan hasil uji Duncan diperoleh kadar perekat UF 10% berbeda nyata terhadap kadar 14%, sedangkan kadar perekat 12% tidak berbeda nyata baik terhadap kadar perekat 10% maupun 14%. Hasil uji Duncan pada perekat PF menunjukkan bahwa

perlakuan kadar perekat PF 14% berbeda nyata terhadap perlakuan kadar perekat PF 12% dan 16%. Terjadinya perbedaan yang nyata antara kadar perekat PF 14% dan 16% kemungkinan disebabkan oleh proses pencampuran bahan papan partikel yang kurang merata.

Analisis perbandingan rata-rata uji-t untuk nilai pengembangan tebal (24 jam) diperoleh bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara perekat urea formaldehida dan phenol formaldehida pada kadar perekat 12%. Papan yang menggunakan perekat phenol formaldehida memiliki nilai rata-rata pengembangan tebal yang signifikan lebih rendah dibandingkan dengan papan yang menggunakan perekat urea formaldehida. Pengembangan tebal papan partikel baik perendaman 2 jam maupun 24 jam cenderung menurun seiring dengan peningkatan kadar perekat yang digunakan. Hal ini diduga ada kaitannya dengan kerapatan papan tersebut yang relatif lebih tinggi seiring peningkatan persentase kadar perekat sehingga berpengaruh terhadap sifat penyerapan air dan pengembangan tebal papannya. Standar JIS A 5908 (2003) mensyaratkan pengembangan tebal dengan nilai maksimal 12 %. Dengan demikian, seluruh papan partikel yang dihasilkan berada di atas persyaratan JIS A 5908-2003.

4.2 Sifat Mekanis Papan Partikel Kulit Buah Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)

4.2.1 Kekuatan Lentur (Modulus of Elasticity)

Kekuatan lentur atau modulus of elasticity (MOE) menunjukkan perbandingan antara tegangan dan regangan di bawah batas elastis sehingga benda akan kembali ke bentuk semula apabila beban dilepaskan (Mardikanto et al. 2009). Modulus elastisitas adalah nilai indikator untuk kekakuan bahan (kayu), bukannya merupakan kekuatan kayu dan ini hanya berlaku sampai dengan batas proporsi saja. Nilai rata-rata kekuatan lentur dari papan partikel disajikan dalam Gambar 16.

4.031,87

5.663,39

5.341,38

0 2000 4000 6000

PF 12% PF 14% PF 16%

Kadar Perekat

M

O

E

(

k

g

/cm

^2

)

2.156,63

2.528,44

3.098,25

0 1000 2000 3000 4000

UF 10% UF 12% UF 14%

Kadar Perekat

MO

E

(

kg/c

m

^

2)

Gambar 16 Nilai rata-rata kekuatan lentur (MOE) papan partikel (phenol formaldehida).

Kekuatan lentur (MOE) papan partikel berkisar antara 4031,87-5663,39 kg/cm2. Nilai kekuatan lentur tertinggi terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat phenol formaldehida 14% yaitu 5663,39 kg/cm2, sedangkan nilai terendah terdapat pada papan partikel limbah kulit buah jarak pagar dengan kadar perekat phenol formaldehida 12% yaitu 4031,87 kg/cm2. Gambar 16 diatas menunjukkan terjadi peningkatan kekuatan lentur dengan semakin meningkatnya kadar perekat yang digunakan pada setiap papan partikel. Berdasarkan hasil analisis keragaman uji F menunjukkan bahwa perbedaan kadar perekat tidak berpengaruh nyata terhadap nilai rataan kekuatan lentur. Dengan kata lain, nilai rataan kekuatan lentur yang diperoleh pada setiap kadar perekat yang berbeda memiliki nilai yang sama secara uji statistik.

Gambar 17 Nilai rata-rata kekuatan lentur (MOE) papan partikel (urea formaldehida).

Kekuatan lentur (MOE) yang dihasilkan papan partikel dengan perekat urea formaldehida memiliki nilai rataan yang lebih kecil dibandingkan dengan perekat phenol formaldehida. Nilai rataannya berkisar antara 2156,63-3098,25 kg/cm2. Untuk mengetahui pengaruh perbedaan kadar perekat terhadap kekuatan lentur papan partikel maka dilakukan uji analisis keragaman. Hasil pengujian dapat dilihat dalam Lampiran 4. Hasil analisis menunjukkan bahwa perbedaan kadar perekat tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap sifat kekuatan lentur papan partikel. Dengan demikian semakin tinggi presentase penambahan kadar perekat pada papan partikel maka akan semakin meningkat kekuatan lentur papan partikel.

Berdasarkan hasil uji analisis perbandingan rata-rata menunjukkan bahwa nilai rata-rata MOE pada papan dengan perekat phenol formaldehida signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan papan yang menggunakan perekat urea formaldehida. Nilai MOE yang dihasilkan pada penelitian ini masih tergolong rendah, rendahnya nilai MOE papan partikel disebabkan oleh partikel kulit buah jarak pagar yang digunakan sebagai bahan baku merupakan material ringan dan lunak sehingga kekuatan papan partikel tergolong rendah.

Nilai kekuatan lentur (MOE) yang dihasilkan dalam penelitian ini belum sesuai untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku konstruksi, karena memiliki nilai MOE yang relatif lebih kecil dibandingkan standar untuk kayu konstruksi. JIS A 5908 (2003) mensyaratkan nilai MOE pada papan partikel minimal 20400 kg/cm2 sehingga nilai kekuatan lentur papan partikel limbah kulit buah jarak pagar berada di bawah standar JIS A 5908 (2003).

4.2.2 Keteguhan Patah (Modulus of Rupture)

Nilai keteguhan patah (MOR) merupakan nilai kekuatan lentur maksimum hingga material tersebut patah (Mardikanto et al. 2009). Dalam hal ini, papan partikel limbah kulit buah jarak pagar diberi beban hingga papan partikel tersebut mengalami kerusakan (patah). Hasil pengujian MOR papan partikel selanjutnya disajikan pada Gambar 18.

36,19

49,13

0 20 40

PF 12% PF 14% PF 16%

Kadar Perekat

M

O

R

(k

g

/cm

^

2

)

18,96

24,83

36,32

0 10 20 30 40

UF 10% UF 12% UF 14%

Kadar Perekat

M

O

R

(

k

g

/c

m

^2

)

Gambar 18 Nilai rata-rata keteguhan patah (MOR) papan partikel (phenol formaldehida).

Gambar 19 Nilai rata-rata keteguhan patah (MOR) papan partikel (urea formaldehida).

Nilai keteguhan patah (MOR) papan partikel berkisar antara 36,19-52,58 kg/cm2. Nilai MOR papan partikel tertinggi terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat phenol formaldehida 14% yaitu 52,58 kg/cm2, dan nilai terendah terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat phenol formladehida 12% yaitu 36,19 kg/cm2. Sedangkan nilai keteguhan patah (MOR) papan partikel berkisar antara 18,96-36,32 kg/cm2. Dari Gambar 18 dan 19 dapat diketahui bahwa semakin tinggi kadar perekat papan partikel maka akan semakin tinggi pula keteguhan patah yang dihasilkannya. Hal ini diduga karena perekat yang lebih banyak dapat menghasilkan ikatan antar partikel sehingga kekuatan yang dihasilkan menjadi lebih baik (Maloney 1993). Selanjutnya dilakukan uji analisis keragaman dan hasilnya disajikan dalam Lampiran 4.

Analisis keragaman dengan uji F menunjukkan bahwa kadar perekat yang berbeda tidak berpengaruh nyata terhadap nilai keteguhan patah papan partikel, hal ini dapat dilihat dari hasil yang diperoleh hampir sama pada setiap kadar

perekat yang berbeda. Berdasarkan hasil uji-t diketahui bahwa nilai rata-rata keteguhan patah pada papan partikel dengan kadar perekat urea formadehida dan phenol formaldehida berbeda secara statistik dimana nilai rataan papan dengan perekat phenol formaldehida signifikan lebih tinggi dibandingkan papan dengan perekat urea formaldehida. JIS A 5908 (2003) mensyaratkan nilai keteguhan patah (MOR) papan partikel pada Tipe 8 sebesar 82 kg/cm2. Nilai keteguhan patah yang diperoleh masih berada jauh dibawah standar minimum yang ditetapkan.

Nilai keteguhan patah papan partikel dengan kadar perekat phenol formaldehida 16% cenderung turun, sedangkan pada kadar perekat phenol formaldehida 14% cenderung naik. Hal ini diduga pada saat pembuatan papan, partikelnya kurang merata sehingga masih terdapat banyak rongga dan mempengaruhi nilai keteguhan papan partikel tersebut. Akan tetapi, mengingat hasil analisis uji F tidak terdapat perbedaan yang nyata antara kadar perekat yang berbeda tersebut sehingga tidak memberikan pengaruh terhadap hasil pengujian pada masing-masing papan.

Terdapat perbedaan yang signifikan antara nilai rataan yang diperoleh (MOE dan MOR) pada papan dengan perekat phenol formaldehida terhadap papan dengan perekat urea formaldehida. Hal ini sesuai dengan pernyataan Ruhendi et al. (2007) yang menyatakan bahwa perekat phenol formaldehida lebih tahan terhadap perlakuan air, tahan terhadap kelembaban dan temperatur tinggi, tahan terhadap bakteri, jamur serta tahan terhadap bahan kimia, seperti minyak, basa dan bahan pengawet kayu.

4.2.3 Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond)

keteguhan rekat internal (IB) menunjukkan kekuatan ikatan antar partikel dalam per satuan luas dalam setiap lembaran papan partikel. Sifat keteguhan rekat yang dihasilkan pada papan akan semakin sempurna dengan bertambahnya perekat yang digunakan dalam proses pembuatan papan partikel (Bowyer et al. 2003). Dengan demikian pengaruh terbesar dalam keteguhan rekat internal (IB) adalah jenis dan kadar perekat yang digunakan pada pembuatan papan partikel, selain itu bahan baku juga mempengaruhi keteguhan rekat internal (IB) papan partikel. Nilai keteguhan rekat internal (IB) rata-rata disajikan pada Gambar 20.

Independent Samples Test Levene's Test for Equality of Variance

s t-test for Equality of Means

F Sig. t df Sig. (2-tailed ) Mean Differenc e Std. Error Differenc e 95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper pengembangan_tebal_2_j am Equal variance s assume d .09 5 .77 3 .93

4 4 .403 3.07667 3.29239 -6.0644 6 12.2178 0 Equal variance s not assume d .93 4 3.97

8 .403 3.07667 3.29239 -6.0846 3 12.2379 7 Group Statistics

jenis_perekat N Mean Std. Deviation Std. Error Mean

pengembangan_tebal_24jam UF12% 3 50.6133 5.94535 3.43255

PF12% 3 33.3133 4.02082 2.32142

Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of Variance

s t-test for Equality of Means

F Sig. t df Sig. (2-tailed ) Mean Differenc e Std. Error Differenc e 95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper pengembangan_tebal_24j am Equal variance s assume d .51 7 .51 2 4.17

5 4 .014 17.30000 4.14384 5.7948 5 28.8051 5 Equal variance s not assume d 4.17 5 3.51

3 .018 17.30000 4.14384 5.1377

0

29.4623 0

Group Statistics

jenis_perekat N Mean Std. Deviation Std. Error Mean

pengembangan_tebal_24jam UF14% 3 39.3700 3.95151 2.28140

F Sig. t df Sig. (2-tailed )

Mean Differenc e

Std. Error Differenc e

Interval of the Difference Lower Upper pengembangan_tebal_24j

am

Equal variance s assume d

4.07 3

.11 4

-1.94 2

4 .124 -4.77667 2.45933

-11.6048 7

2.0515 3

Equal variance s not assume d

-1.94 2

2.63

2 .160 -4.77667 2.45933

-13.2610 9

3.7077 6

Group Statistics

jenis_perekat N Mean Std. Deviation Std. Error Mean

moe UF12% 3 2.5284E3 655.90318 378.68588

PF12% 3 4.0319E3 471.97781 272.49651

Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of

Variances t-test for Equality of Means

F Sig. t df

Sig. (2-tailed)

Mean Difference

Std. Error Difference

95% Confidence Interval of the Difference

Lower Upper

moe Equal variances assumed

.272 .629

-3.223 4 .032

-1503.42667 466.53761

-2798.74273

-208.11060 Equal

variances not assumed

-3.223 3.633 .037

-1503.42667 466.53761

-2851.96809

-154.88524

Group Statistics

jenis_perekat N Mean Std. Deviation Std. Error Mean

moe UF14% 3 3.0983E3 596.61772 344.45740

Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of

Variances t-test for Equality of Means

F Sig. t df

Sig. (2-tailed)

Mean Difference

Std. Error Difference

95% Confidence Interval of the Difference

Lower Upper

moe Equal variances assumed

2.499 .189

-3.465 4 .026

-2565.13667 740.34991

-4620.67754

-509.59580 Equal

variances not assumed

-3.465 3.027 .040

-2565.13667 740.34991

-4909.53239

-220.74094

Group Statistics

jenis_perekat N Mean Std. Deviation Std. Error Mean

mor UF12% 3 24.8267 11.79805 6.81161

PF12% 3 36.1900 5.23286 3.02119

Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of

Variances t-test for Equality of Means

F Sig. t df

Sig. (2-tailed)

Mean Difference

Std. Error Difference

95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper mor Equal

variances assumed

1.570 .278 _1.525 - 4 .202 -11.36333 7.45155 _32.05216 - 9.32549 Equal

variances not assumed

-1.525 2.758 .232 -11.36333 7.45155

-36.30164 13.57497

Group Statistics

jenis_perekat N Mean Std. Deviation Std. Error Mean

mor UF14% 3 36.3133 7.68724 4.43823

F Sig. t df tailed) Difference Difference Lower Upper mor Equal

variances assumed

.063 .814

-2.446 4 .071 -16.26667 6.65066

-34.73187 2.19854 Equal

variances not assumed

-2.446 3.953 .072 -16.26667 6.65066

-34.81923 2.28590

Group Statistics

jenis_perekat N Mean Std. Deviation Std. Error Mean

internal_bond UF12% 3 1.5300 .64552 .37269

PF12% 3 2.0333 .77835 .44938

Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of

Variances t-test for Equality of Means

F Sig. t df

Sig. (2-tailed)

Mean Difference

Std. Error Difference

95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper internal_bond Equal

variances assumed

.114 .753 _.862 - 4 .437 -.50333 .58382 _2.12427 -1.11761 Equal

variances not assumed

-.862 3.868 .439 -.50333 .58382

-2.14638 1.13971

Group Statistics

jenis_perekat N Mean Std. Deviation Std. Error Mean

internal_bond UF14% 3 2.9267 .48429 .27960

Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of

Variances t-test for Equality of Means

F Sig. t df

Sig. (2-tailed)

Mean Difference

Std. Error Difference

95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper internal_bond Equal

variances assumed

2.569 .184 .799 4 .469 .65333 .81731

-1.61587 2.92254 Equal

variances not assumed

.799 2.521 .492 .65333 .81731

-2.25089 3.55755

Group Statistics

jenis_perekat N Mean Std. Deviation Std. Error Mean

kuat_pegang_sekrup UF12% 3 13.2633 5.09575 2.94203

PF12% 3 13.7267 4.91627 2.83841

Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of Variance

s t-test for Equality of Means

F Sig. t df Sig. (2-tailed )

Mean Differenc e

Std. Error Differenc e

95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper kuat_pegang_sekru

p

Equal variance s assumed

.076 .796 -.11 3

4 .915 -.46333 4.08805

-11.8135 7

10.8869 0 Equal

variance s not assumed

-.11 3

3.99

5 .915 -.46333 4.08805

-11.8193 2

10.8926 5

Group Statistics

jenis_perekat N Mean Std. Deviation Std. Error Mean

kuat_pegang_sekrup UF14% 3 18.6167 3.56996 2.06112

F Sig. t df

tailed )

Differenc e

Differenc

e Lower Upper

kuat_pegang_sekru p

Equal variance s assumed

3.63 9

.12 9

-.53 9

4 .618 -2.94667 5.46615

-18.1231 3

12.2298 0 Equal

variance s not assumed

-.53 9

2.64

5 .632 -2.94667 5.46615

-21.7395 5

15.8462 2