Variasi Ketebalan Papan Dan Waktu Pengeringan Dengan Gelombang Mikro Terhadap Kualitas Kayu Durian (Durio ZIBETHINUS Murr.)

(1)

VARIASI KETEBALAN PAPAN DAN WAKTU

PENGERINGAN DENGAN GELOMBANG MIKRO

TERHADAP KUALITAS KAYU DURIAN

(Durio zibethinus

Murr.

)

SKRIPSI

DEDY MARITO PANDIANGAN 081203026

PROGRAM STUDI KEHUTANAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2014

(2)

ABSTRACT

DEDY Marito Pandiangan : Board Thickness Variation and Drying Time on the Quality of Micro wave Wood Durian ( Durio zibethinusi Murr .). RUDI HARTONO and guided by TITO SUCIPTO .

Durian wood is a type of timber from community forest are commonly used as a wood carpentry . The purpose of this study is to evaluate the physical and mechanical properties of wood durian after microwave heating with time and different thicknesses . Durian wood thickness variations were tested in this study was 2 cm , 4 cm and 6 cm and length of heating with microwaves is 0 minutes , 5 minutes , 10 minutes and 15 minutes as much as 3 replications . The results of measurements of physical properties based on the British Standard ( BS : 373 . 1957) suggests testing the water content ranges from 28.17 % -90.08 % , a density range of 0.53 g/cm3-0 , 0.82 g/cm3 , depreciation ranged from 2 , 27 % -6.95 % . In testing the mechanical properties of durian wood MOE values obtained ranged kg/cm3-84054 kg/cm3 64129 , MOR values ranged from 573.23 kg/cm3-709 , 03 kg/cm3 and value hit 240.83 kg/cm3-284 parallel fibers , 08 kg/cm3 . Microwave heat treatment on durian wood causes decreased water content and density of the wood , while the mechanical properties of thick wooden significantly affect MOR , and does not significantly affect the MOE and press the parallel fibers. Keywords : durian wood , drying , microwave , physical properties , mechanical properties

(3)

ABSTRAK

DEDY MARITO PANDIANGAN: Variasi Ketebalan Papan dan Waktu Pengeringan dengan gelombang Mikro Terhadap Kualitas Kayu Durian (Durio zibethinusi Murr.). Dibimbing oleh RUDI HARTONO dan TITO SUCIPTO.

Kayu durian merupakan jenis kayu dari hutan rakyat yang biasa digunakan sebagai bahan kayu pertukangan. Tujuan penelitian ini adalah mengevaluasi sifat fisis dan mekanis kayu durian setelah pemanasan gelombang mikro dengan waktu dan ketebalan yang berbeda. Variasi tebal kayu durian yang diuji pada penelitian ini adalah 2 cm, 4 cm dan 6 cm dan lama pemanasan dengan gelombang mikro adalah 0 menit, 5 menit, 10 menit dan 15 menit sebanyak 3 ulangan. Hasil pengukuran sifat fisis berdasarkan British Standard (BS : 373. 1957) menunjukkan pengujian kadar air berkisar 28,17%-90,08%, kerapatan berkisar 0,53 g/cm3–0,82 g/cm3, penyusutan berkisar 1,75%-6,95%. Pada pengujian sifat mekanis diperoleh nilai MOE kayu durian berkisar 64.129 kg/cm3–84.053 kg/cm3, nilai MOR berkisar 573,2 kg/cm3–744,16 kg/cm3 dan nilai tekan sejajar serat 240 kg/cm3–283,1 kg/cm3. Perlakuan pemanasan gelombang mikro dapat menyebabkan penurunan kadar air, tapi akan meningkatkan kerapatan kayu. Sedangkan nilai susut volume dan nilai mekanis kayu bervariasi.

(4)

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Parsingkaman pada tanggal 13 Mei 1990 dari Ayah Nelson Pandiangan dan Ibu Restiga Pardede. Penulis merupakan anak ketiga dari enam bersaudara.

Pada tahun 2002 penulis lulus dari SD Negeri 173148 Adiankoting, tahun 2005 penulis lulus dari SMP Negeri 2 Adiankoting. Pada tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Adiankoting dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Ujian Masuk Bersama (UMB). Penulis memilih Program Studi Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

Pada tahun 2010 penulis melakukan kegiatan Pengenalan Ekosistem Hutan (PEH) di Lau Kawar dan Deleng Lancuk. Tahun 2012 penulis melakukan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di KPH Garut Jawa Barat. Tahun 2013 penulis melakukan penelitian yang berjudul Variasi Ketebalan Papan dan Waktu Pengeringan dengan Gelombang Mikro terhadap Kualitas Kayu Durian (Durio zibethinus Murr.) dibawah bimbingan Dr. Rudi Hartono, S.Hut, M.Si dan Tito Sucipto, S.Hut, M.Si

(5)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan rahmatNya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Variasi Ketebalan Papan dan Waktu Pengeringan dengan Gelombang Mikro Terhadap Kualitas Kayu Durian (Durio zibethinusi Murr.)” dengan baik dan tepat waktu.

Kayu memang sangat mudah didapatkan dalam berbagai bentuk serta ukuran di kota besar maupun di daerah pedesaan. Akan tetapi, untuk mendapatkan jenis yang cocok dengan keinginan kita sudah semakin sulit karena sifat-sifat kayu yang ada sangat rendah. Dengan kemajuan teknologi, kesulitan mencari kayu yang memiliki sifat fisis atau mekanis yang bagus kini mulai dapat teratasi. Melalui gelombang mikro kayu dapat dikeringkan lebih cepat dan merata dengan sifat fisis dan mekanis yang cukup bagus.

Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada komisi pembimbing Bapak Dr. Rudi Hartono, S.Hut, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Tito Sucipto, S.Hut, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis mulai menetapkan judul, melakukan penelitian, sampai menyelesaikan hasil penelitian.

Terima kasih juga penulis ucapkan kepada yang tersayang Ayahanda Nelson Pandiangan, Ibunda Restiga Pardede, saudara-saudaraku Rezeki Pandiangan, S.T, Martamba Sihar Pandiangan, Julinando Pandiangan, Melvi Angelina Pandiangan dan Aldi Swandi Pandiangan atas seluruh doa, motivasi dan perhatiannya. Terima kasih juga kepada seluruh teman seperjuangan stambuk 2008 (Josua Aritonang, Hasudungan Maharaja, Enrico Sitompul dan Pardamean

(6)

Tampubolon) serta semua pihak yang telah membantu penulis baik secara moral, spiritual, dana dan materi dalam menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata semoga skripsi ini bermanfaat.

Medan, November 2013

(7)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRACT ... i

ABSTRAK ... ii

RIWAYAT HIDUP ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

DARTAR ISI ... vi

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR LAMPIRAN ... x

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Tujuan ... 3

TINJAUAN PUSTAKA Sifat Kayu Secara Umum ... 4

Sifat Fisik Kayu ... 6

Sifat Mekanik Kayu ... 7

Tanur Gelombang Mikro ... 9

1. Prinsip Pemanasan Tanur Gelombang Mikro ... 11

2. Pemanasan dengan Tanur Gelombang Mikro ... 12

3. Faktor yang Mempengaruhi Pemanasan Gelombang Mikro ... 13

a. Tipe Oven Gelombang Mikro ... 13

b. Sifat Materi terhadap Gelombang Mikro ... 14

4. Aplikasi Pemanasan Gelombang Mikro ... 15

Pengenalan Jenis Kayu Durian (Durio zibethinus Murr) ... 16

BAHAN DAN METODE Lokasi dan Waktu Penelitian ... 18

Bahan dan Alat ... 18

Prosedur Penelitian 1. Persiapan Bahan Baku ... 18

2. Pemanasan dengan Gelombang Mikro (Microwave) ... 19

3. Pemotongan Contoh Uji ... 20

4. Pengujian Sifat Fisis Mekanis ... 21

(8)

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sifat Fisis Kayu ... 26

1. Kadar Air ... 26

2. Kerapatan ... 30

3. Penyusutan kayu ... 32

4. Degradasi Kadar Air ... 34

B. Sifat Mekanik Kayu ... 33

1. Modulus of Elasticity (MOE) ... 36

2. Modulus of Rupture (MOR) ... 38

3. Keteguhan Tekan Sejajar Serat ... 40

Rekapitulasi kualitas kayu durian ... 42

KESIMPULAN DAN SARAN ... 44 DAFTAR PUSTAKA

(9)

DAFTAR TABEL

No Hal

1. Penurunan kadar air kayu durian ... 27 2. Perbandingan frekuensi pori, diameter pori dan tilosis kayu durian, terap

dan gmelina ... 28 3. Rekapitulasi nilai kualitas kayu durian ... 42

(10)

DAFTAR GAMBAR

No. Hal.

1. Alat tanur gelombang mikro ... 12

2. Kayu durian, (a) kayu durian berbentuk log, (b) pemotongan kayu durian, (c) contoh uji kayu durian ... 19

3. Pemanasan kayu durian dengan microwave ... 20

4. Pembagian contoh uji ... 20

5. Pemotongan untuk contoh uji degradasi KA ... 21

6. Pengujian contoh uji MOE dan MOR ... 23

7. Pengujian contoh uji keteguhan tekan sejajar serat ... 24

8. Nilai kadar air kayu durian. ... 26

9. Nilai kerapatan kayu durian ... 30

10. Nilai penyusutan volume kayu durian ... 32

11. Nilai degradasi kadar air kayu durian pada ketebalan dengan lama pemanasan 5 menit ... ……… 34

12. Nilai MOE kayu durian ... 36

13. Nilai MOR kayu durian ... 39

(11)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Hal.

1. Nilai KA, kerapatan, dan penyusutan volume kayu durian ... 48

2. Nilai degradasi kadar air kayu durian ... 50

3. Nilai MOE, MOR, dan tekan sejajar serat ... 52

4. Hasil analisis ragam kadar air kayu durian ... 54

5. Hasil analisis ragam kerapatan kayu durian ... 55

6. Hasil analisis ragam penyusutan volume kayu durian ... 56

7. Hasil analisis ragam MOE kayu durian ... 57

8. Hasil analisis ragam MOR kayu durian ... 57

9. Hasil analisis ragam tekan sejajar serat ... 57

10. Nilai degradasi kadar air kayu durian setelah pemanasan dengan gelombang mikro ... 58

(12)

ABSTRACT

DEDY Marito Pandiangan : Board Thickness Variation and Drying Time on the Quality of Micro wave Wood Durian ( Durio zibethinusi Murr .). RUDI HARTONO and guided by TITO SUCIPTO .

(13)

ABSTRAK

DEDY MARITO PANDIANGAN: Variasi Ketebalan Papan dan Waktu Pengeringan dengan gelombang Mikro Terhadap Kualitas Kayu Durian (Durio zibethinusi Murr.). Dibimbing oleh RUDI HARTONO dan TITO SUCIPTO.

(14)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kayu merupakan bahan baku yang banyak digunakan oleh manusia sejak dahulu sampai sekarang baik sebagai bahan bangunan (kontruksi), perabotan rumah tangga, mebel, maupun dalam penggunaan lainnya sejak berabad-abad lalu. Peranan kayu dalam kehidupan manusia semakin meningkat sejalan dengan perkembangan kesejahteraan manusia. Maka karena itu pengelolaan kayu harus dimanfaatkan sebaik-baiknya dan dapat dikembangkan untuk kesejahteraan manusia.

Jenis kayu dari hutan rakyat seperti durian (Durio zibethinus Murr.) sangat potensial untuk memenuhi kebutuhan masyarakat akan kayu. Kayu durian tergolong jenis kayu yang relatif ringan dan memiliki tingkat keawetan yang agak rendah. Permukaan kayu pada kayu durian memiliki sedikit perbedaan jika dibandingkan dengan jenis kayu lain. Kayu durian mudah dikeringkan, mudah dikerjakan serta memiliki sifat dekoratif yang baik. Namun dalam penggunaannya kayu durian terlebih dahulu dikeringkan untuk mencapai kadar air lingkungan tertentu atau kadar air yang sesuai dengan kondisi udara pada saat kayu tersebut ditempatkan.

Secara umum pengeringan kayu dapat dilakukan dengan beberapa metode. Pada dasarnya metode pengeringan terbagi atas dua golongan yaitu pengeringan kayu secara alami dan pengeringan kayu dengan kilang pengering. Metode pengeringan dengan kilang pengering terbagi lagi atas dua bagian yaitu pengeringan konvensional dan pengeringan dalam medan berfrekwensi tinggi

(15)

yang dikenal dengan penggunaan pemanasan dengan gelombang mikro (microwave).

Metode pengeringan kayu dengan menggunakan gelombang mikro (microwave) memiliki frekwensi yang tinggi mulai digunakan dalam pengeringan kayu. Waktu pengeringan dan biaya operasi yang diperlukan dalam pengeringan gelombang mikro dapat diturunkan hingga 1/3-1/5 dari biaya pengeringan udara panas secara konvensional. Pengeringan ini juga mampu mengeringkan berbagai jenis kayu dalam beberapa jam saja sampai kadar airnya 8%-10% (Sribuono, 2000). Pengeringan dengan gelombang mikro dapat dilakukan pada berbagai jenis kayu asal disesuaikan dengan sifat dan karakteristik kayu tersebut. Pemanfaatan energi gelombang mikro untukpengeringan kayu dapat dilakukan dalam waktu lebih cepat lagi jika tanur gelombang mikro dipasang pada frekuensi tertentu.

Teknologi pengeringan dengan menggunakan gelombang mikro merupakan terobosan baru dalam teknologi pengeringan kayu. Teknologi ini belum banyak digunakan untuk skala industri. Pengeringan ini dapat mengeringkan kayu dalam waktu yang singkat sehingga energi yang terpakai juga semakin sedikit. Peluang cacat akibat pengeringan juga dapat dikurangi.

Salah satu faktor yang mempengaruhi kecepatan pengeringan adalah tebal kayu. Semakin tebal papan maka kecepatan pengeringan kayu akan semakin menurun. Begitu juga dengan lama pemanasan mempengaruhi pengeringan. Semakin lama waktu pemanasan maka semakin kering kayu yang dipanaskan. Pada jenis kayu durian belum diketahui bagaimana pengaruh ketebalan dan lama pemanasan terhadap pengeringan kayu dengan menggunakan microwave. Oleh sebab itu, maka dilakukan penelitian yang berjudul “Variasi Ketebalan Papan dan

(16)

Waktu Pengeringan dengan Gelombang Mikro terhadap Kualitas Kayu Durian (Durio zibethinus Murr.)”.

Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengevaluasi sifat fisis kayu durian setelah pemanasan gelombang mikro dengan waktu dan ketebalan yang berbeda.

2. Mengevaluasi sifat mekanis durian setelah pemanasan gelombang mikro dengan waktu dan ketebalan yang berbeda.

(17)

TINJAUAN PUSTAKA

Ciri Umum Kayu

Mandang dan Pandit (1997) menjelaskan sifat-sifat umum kayu berikut: a. Warna dan Corak

Warna kayu berkisar dari hampir putih sampai hitam, ada yang polos dan ada pula yang terdiri atas dua macam warna atau lebih, sehingga tampak seperti ada coraknya. Corak yang ada pada suatu jenis kayu dapat ditimbulkan oleh perbedaan warna antara kayu awal dan kayu akhir dari lingkar tumbuh.

b. Tekstur

Tekstur kayu berkenaan dengan kualitas permukaan yang ditentukan oleh ukuran relatif sel penyusun. Tekstur suatu jenis kayu dikatakan halus jika sel-selnya, terutama pembuluh dan jari-jari, berukuran kecil-kecil. Tekstur suatu jenis kayu dikatakan kasar jika sel-selnya berukuran relatif besar.

c. Arah Serat

Arah serat pada sepotong kayu mudah ditetapkan berdasarkan arah sel-sel pembuluh yang pada permukaan kayu tampak seperti goresan-goresan. Kayu dikatakan berserat lurus jika pembuluh dan sel-sel aksial lainnya membentang searah dengan sumbu batang. Kayu dikatakan berserat melintang jika arah bentangan pembuluh membentuk sudut terhadap sumbu batang pohon.

d. Kilap

Suatu jenis kayu dikatakan menkilap jika permukaannya bersifat memantulkan cahaya. Ada jenis-jenis kayu yang kusam, ada yang agak mengkilap dan ada pula yang yang sangat mengkilap tanpa dipolitur.

(18)

e. Kesan raba

Kesan raba dinilai licin atau kesat dengan menggosok-gosokkan jari ke permukaan kayu. Biasanya kayu yang mempunyai tekstur yang halus serta berat jenis yang tinggi menimbulkan kesan raba yang licin.

f. Bau

Pada umumnya kayu mempunyai bau tertentu apalagi waktu masih segar. Bau harum merupakan ciri beberapa jenis kayu yang tergolong suku Lauraceae, Santalaceae dan Magnolioceae.

g. Kekerasan

Kekerasan dinilai sangat lunak, lunak, agak lunak, agak keras, keran dan sangat keras. Jenis-jenis kayu yang tergolong lunak adalah pulai dan jelutung. Sedangkan jenis-jenis yang tergolong sangat keran adalah ulin, lara dan sonokeling.

Kayu adalah bahan yang sangat kompleks, serbaguna pemakaiannya dan mempunyai sifat yang berbeda dengan yang lainnya. Penggunaan kayu tidak selalu memerlukan keahlian yang tinggi. Kayu banyak digunakan sebagai bahan bangunan, perabot, kerajinan patung, peti kemas, alat angkutan dan penggunaan lainnya dalam berbagai industri. Sebagai bahan bangunan, kayu salah satu produk yang paling sederhana, paling mudah digunakan, dapat dipotong dan dibentuk dengan mudah serta mudah dipasang. Kayu tersusun atas sel-sel kecil, masing-masing memiliki struktur lubang-lubang kecil, selaput dan dinding-dinding yang berlapis-lapis rumit. Kemudahan kayu untuk diubah menjadi suatu produk dan lama dipergunakan tergantung pada pengetahuan praktis dan strukturnya (Haygreen dan Bowyer, 2003).

(19)

Kayu dapat disebut sebagai polimer alami, mengingat 97-99% bobotnya sebagai polimer. Jaringan kayu merupakan bahan komposit yang dibangun dari berbagai polimer organik, yakni molekul yang terbuat dari ribuan sub unit atau monomer (Achmadi, 1990).

Kayu bersifat higroskopis yaitu kayu yang mengikat dan melepaskan air sesuai dengan temperatur dan kelembaban udara relatif sekitarnya. Kayu juga bersifat anisotropis yaitu kembang susut pada tiga arah sumbunya tidak sama besar (Kollman, et al, 1968).

Sifat fisikomekanik kayu ditentukan oleh tiga ciri yaitu (1) porositasnya atau proporsi volume rongga, yang dapat diperkirakan dengan mengukur kerapatannya; (2) oeganisasi struktur sel, yang meliputi struktur mikro dinding sel, variasi dan proporsi tipe-tipe sel, dan (3) kandungan air (Haygreen dan Bowyer, 2003).

Sifat Fisik Kayu

Menurut Kasmudjo (2010) yang termasuk pada sifat fisik kayu antara lain kadar air kayu, penyusutan dan perubahan dimensi kayu, berat jenis kayu, sifat termis kayu, sifat elektrisnya, sifat resonansi dan akustiknya, daya apung dan layang, sifat energi dan sebagainya. Beberapa sifat fisis kayu antara lain :

a. Kadar air kayu

Kadar air kayu merupakan banyaknya air yang terdapat dalam kayu, dinyatakan dalam persentase terhadap berat kering tanurnya. Kandungan air dalam kayu berupa air bebas yang terdapat di dalam pembuluh sel dan air ikatan yang terdapat di dalam dinding sel (Sribuono, 2000).

(20)

b. Perubahan dimensi kayu

Pengurangan kadar air kayu di bawah titik jenuh serat (kurang dari 25%) akan menyebabkan penyusutan dimensi kayu, sedang penambahan kadar air kayu akan menyebabkan pengembangan dimensi kayu. Penyusutan kayu umumnya sama dengan pengembangan dimensi kayu dan disebut dengan perubahan dimensi kayu. Penyusutan kayu lebih penting untuk diketahui karena dapat menyebabkan perubahan dimensi (ukuran) kayu. Penyusutan kayu (dimensi kayu) terjadi saat kondisi kayu di bawah titik jenuh serat, tetapi belum mencapai kadar air seimbang (antara 18-25%) (Kasmudjo, 2010).

c. Berat jenis kayu

Berat jenis kayu adalah perbandingan antara kerapatan kayu tersebut dengan kerapatan benda standar. Besarnya berat jenis pada tiap-tiap kayu berbeda-beda dan tergantung kandungan zat-zat dalam kayu, kandungan ekstraktif serta kandungan air kayu, disamping ukuran sel kayunya (Kasmudjo, 2010)

d. Kerapatan

Kerapatan adalah perbandingan antara massa atau berat benda terhadap volumenya. Pada suhu 40C, air mempunyai kerapatan sebesar 1 gram/cm3 dan

oleh karena itu air pada suhu tersebut dijadikan sebagai benda standar (Brown et al., 1949).

Sifat Mekanik Kayu a. Sifat kekakuan

(21)

Sifat kekakuan kayu adalah ukuran kemampuan kayu untuk mempertahankan bentuk aslinya akibat adanya beban yang cenderung mengubah bentuk dan ukuran benda. Setiap benda yang dibebani akan mengalami perubahan bentuk baik berupa beban tekan, tarik lentur maupun geser. Besar kecilnya perubahan bentuk akibat beban ini dipngaruhi sifat kekakuan benda yang bersangkutan. Semakin kaku kayu tersebut, maka semakin sulit pula kayu tadi untuk dirubah bentuknya, demikian pula sebaliknya. Sifat kekakuan ini biasanya disimbolkan dengan modulus of elasticity (MOE) (Mardikanto, dkk, 2011).

b. Sifat Keteguhan Patah

Sifat keteguhan patah sering pula disebut dengan modulus geser. Kekuatan geser kayu adalah ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya yang cenderung untuk menggeser satu bagian dengan bagian yang lainnya pada kayu yang sama. Dengan adanya beban ini akan timbul tegangan geser. Geseran yang terjadi dapat berupa geser sejajar serat (shear parallel/along to grain), geser tegak lurus serat (shear across the grain atau shear perpendicular to grain), geser miring serat (oblique shear), serta geser antar serat (rolling shear). Sifat keteguhan ini biasanya disimbolkan dengan modulus of rupture (MOR) (Tsoumis, 1991).

c. Kekuatan tekan

Pengujian tekan pada arah tegak lurus serat dapat berupa tekanan pada seluruh permukaan kayu atau tekanan pada sebagian permukaan kayu. Tekanan sejajar serat atau “endwise compression” banyak terjadi dalam praktek bila kayu dipakai untuk bangunan sebagai komponen untuk tiang, tunggul, kusen pintu dan

(22)

jendela serta bagian yang lainnya. Komponen bangunan semacam ini akan menerima beban yang cenderung mendesaknya atau memendekkannya pada arah memanjang atau sejajar serat. Pada kasus batang yang menerima beban tekan sejajar serat, dibedakan antara tiang yang panjang dan batang yang pendek (Mardikanto, dkk, 2011).

Tanur Gelombang Mikro (Micowave Oven)

Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik. Energi gelombang mikro merupakan radiasi non-ionisasi yang dapat menyebabkan pergerakan molekuler melalui migrasi ion dan rotasi dipol, tetapi tidak menyebabkan perubahan struktur molekuler (Buhler dkk, 2002 dalam Qadariyah dkk, 2009). Aplikasi gelombang mikro dibagi atas 3 kelompok, yaitu untuk pengukuran (misalnya radar, pengukuran dimensi, suhu, dan lain-lain), telekomunikasi, dan sebagai sumber energi. Berdasarkan ketetapan Federal communication Commission and International Radio Regulation di Genewa tahun 1959 maka frekwensi yang biasa digunakan untuk oven gelombang mikro domestik adalah v=2450 MHz (λ=12,2 cm) (Collin, 1988).

Tanur gelombang mikro (microwave oven) merupakan salah satu piranti dalam proses pengolahan pangan. Energi panas yang dihasilkan oleh tanur gelombang mikro memiliki berbagai keuntungan diantaranya daya penetrasi yang yang relatif tinggi, molekul-molekul air pada bahan dapat berfungsi sebagai penyerap energi serta energi yang dihasilkan lebih efektif (Rokwell, 1967 dalam Yudiana, 2000). Pada saat ini tanur gelombang mikro banyak digunakan dalam skala rumah tangga yaitu sebagai alat untuk memasak makanan. Namun penggunaan tanur gelombang mikro dalam skala industri perlu mendapat

(23)

perhatian lebih lanjut, terutama karena kemampuannya yang dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang banyak serta dapat menangani masalah-masalah yang timbul pada proses pengolahan yang tidak dapat diatasi oleh piranti konvensional.

Microwave atau gelombang mikro telah lama digunakan sebagai metode pemanasan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Rimawan (2001) bahwa energi gelombang mikro dapat mempercepat reduksi pasir besi. Kandungan konsentrat pada pasir besi tersebut meningkat seiring dengan bertambahnya waktu penyinaran gelombang mikro.

Pada sistem komunikasi gelombang mikro baik yang bersifat tetap maupun bergerak, gangguan terbesar adalah karena terjadinya fading dan multipath fading yang menyebabkan atau berpengaruh terhadap sinyal terima karena dapat memperkuat ataupun memperlemah level sinyal yang tergantung besar fasa dari resultan sinyal langsung dan tidak langsung. Pada komunikasi yang tetap dapat diatasi dengan penerimaan sistem sistem diversity, baik dengan space diversity atau frekuensi dibversity. Sedangkan pada komunikasi bergerak, karena banyak faktor yang berpengaruh yang menyangkut struktur dan topografi lingkungan sekeliling akan menciptakan efek-efek transmisi yang rumit pula. Salah satu pengaruhnya adalah terjadinya Dopler shift yang merupakan perubahan frekuensi atau pergeseran frekuensi yang disebabkan oleh gerakan MS (mobile station). Pergeseran frekuensi ini bergantung pada kecepatan dan arah gerak MS, yang akan menyebabkan modulasi frekuensi acak pada sinyal radio bergerak sehingga dapat menyebabkan menurunnya kualitas suara (Purbawanto, 2011).

Menurut Fuller (1990) dalam Yuniarti (2007), salah satu sifat dari gelombang mikro (microwave) adalah mudah diserap oleh molekul air atau

(24)

material yang mengandung air. Kayu dengan kandungan air cukup tinggi dapat menyerap gelombang mikro dalam jumlah besar sehingga akan timbul panas dan tekanan dalam kayu. Penggunaan gelombang mikro yang dikontrol dapat mengeringkan kayu dengan cepat dan seragam dibandingkan dengan cara konvensional (Saltiel et al.,1995 dalam Yuniarti, 2007). Panas yang ditimbulkan umumnya berasal dari dalam kayu sehingga ruangan tempat mengeringkan tidak perlu dipanaskan (Roussy dan Pearce, 1995 dalam Yuniarti, 2007). Kelemahannya, kayu dapat mengalami kerusaakan struktur apabila intensitas yang diberikan tinggi. Ini pernah terjadi pada penelitian pengolahan kayu dengan teknologi gelombang mikro menggunakan aplikator terowong (wave guide) yang tengah dikembangkan Australia. Agar pemanfaatan gelombang mikro dapat dilakukan secara efektif, pemahaman mengenai perubahan pada waktu yang diolah dengan gelombang ini perlu diketahui terlebih dahulu.

1. Prinsip Pemanasan Tanur Gelombang Mikro

Prinsip dasar dari pemanasan gelombang mikro yaitu adanya agitasi molekul-molekul polar atau ion-ion yang bergerak karena adanya gerakan medan magnetik atau elektrik. Dengan adanya gerakan medan tersebut, diantara partikel-partikel mencoba untuk berorientasi atau mensejajarkan dengan medan tersebut. Pergerakan partikel terbatas oleh adanya gaya pembatas (interaksi inter partikel dan ketahanan elektrik) yang menahan gerakan partikel dan membangkitkan gerakan acak menghasilkan panas (Taylor, 2005 dalam Cisadesi, 2007).

(25)

Gambar 1. Alat tanur gelombang mikro (microwave) merk Yamatsu

2. Pemanasan Dengan Tanur Gelombang Mikro

Ada tiga tipe dasar dari mekanisme pindah panas yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi adalah perpindahan panas dari suatu bagian benda ke bagian benda lainnya pada benda yang sama, atau dari satu benda ke benda lainnya dengan adanya kontak fisik. Konveksi adalah perpindahan panas dari satu titik ke titik lainnya dalam suatu fluida, gas, atau cairan melalui pergerakan campuran fluida yang memiliki perbedaan suhu dan identitas. Radiasi adalah pepindahan panas dari suatu benda ke benda lainnya, tanpa adanya kontak fisik, melalui gerakan gelombang (Parry dan Green, 1922 dalam Soesanto, 2006).

Menurut Decaurau (1985) dalam Sribuono (2000) pemanasan dengan gelombang mikro merupakan akibat dari interaksi kimia kandungan bahan dengan medan elektromagnetik. Gelombang mikro merupakan suatu frekuensi tinggi,

(26)

tidak berionisasi dan merupakan gelombang elektromagnetik, hampir sama dengan gelombang radio dan signal pengendali jarak jauh televisi. Pada kenyataannya merupakan gelombang radio yang sangat pendek yang dibatasi dengan dinding metal pada tanur menjadi suatu bentuk miniatur sistem pemancar dan pancaran magnet dari energi gelombang mikro yang diubah menjadi panas dalam bahan.

3. Faktor Yang Mempengaruhi Pemanasan Gelombang Mikro a. Tipe Oven Gelombang Mikro

Bagian dari oven gelombang mikro yang mempengaruhi reaksi pemanasan adalah ruangan tempat sampel pada oven gelombang mikro itu sendiri. Terdapat dua tipe dasar dari oven gelombang mikro, yaitu: single mode dan multi mode. Variasi dari pemanasan tempat sampel gelombang mikro mempengaruhi tipe dasar dari oven gelombang mikro tersebut, yang pada akhirnya mempengaruhi proses pemanasan dari reaksi kimia yang berlangsung. Tipe single mode menghasilkan gelombang berdiri di dalam ruangan oven, untuk itu dimensi dari ruangan tempat sampel harus dikontrol secara teliti untuk merespon secara sistematik panjang gelombang dari gelombang mikro tersebut. Kelebihan tipe ini adalah tingkat pemanasan dapat dikontrol dengan memposisikan sampel pada daerah yang paling baik intensitasnya, dengan catatan bahwa gangguan apapun (bahkan dari sampel) akan dapat mengganggu pola dari gelombang dan akan mempengaruhi keefektifan proses pemanasan tipe ini (Taylor, 2005 dalam Cisadesi, 2007).

Desain oven gelombang mikro tipe multi mode sangat menghindari terbentuknya gelombang berdiri. Tujuan pembuatannya terletak pada produksi

(27)

ketidakberaturan sebanyak-banyaknya di dalam ruangan oven. Keadaan yang dicapai seperti ini harus membentuk dimensi dari ruangan tempat sampel sedemikian rupa agar tidak terjadi gelombang penuh dalam ruangan oven. Kelebihan dari oven gelombang mikro tipe ini adalah posisi dan skala sampel dapat divariasikan. Tipe single mode dapat dimanfaatkan untuk meneliti keadaan reaksi secara spesifik, sedangkan tipe multi mode digunakan untuk percobaan dengan ukuran sampel bervariasi, tetapi dengan pengamatan yang tidak terlalu spesifik. Kedua tipe dari oven gelombang mikro ini dapat dimanfaatkan untuk kepentingan reaksi kimia yang spesifik untuk tujuan yang berbeda (Taylor, 2005 dalam Cisadesi, 2007).

b. Sifat Materi Terhadap Gelombang Mikro

Sifat material terhadap gelombang mikro berbeda-beda, tidak semua material cocok untuk digunakan dalam pemanasan gelombang mikro. Ada tiga material yang dibedakan menurut sifatnya terhadap gelombang mikro, yaitu:

1. Materi yang memantulkan radiasi, yaitu yang memiliki sifat konduktor sehingga tidak menyerap panas, contoh belerang.

2. Materi yang transparan terhadap radiasi atau hanya sedikit mengubah energi gelombang mikro menjadi energi panas, yaitu memiliki sifat isolator sehingga energi panas gelombang mikro diteruskan, contoh tembaga.

3. Materi yang menyerap radiasi atau merubah sebagian dari energi gelombang mikro menjadi energi panas, yaitu yang memiliki sifat dielektrik sehingga panas yang dihasilkan sangat bagus (Soesanto, 2006).

Walau belum diketahui secara jelas bagaimana tepatnya perilaku material dalam medan gelombang mikro, tetapi dapat diamati bahwa setiap material akan

(28)

menyerap, memantulkan atau bahkan meneruskan energi gelombang mikro. Hal ini dipengaruhi oleh komposisi kimia ataupun ukuran dan bentuk dari material secara fisik. Namun hanya materi yang dapat menyerap radiasi gelombang mikro yang relevan dengan aplikasi sintesis kimia. Materi yang dipakai sebagai wadah dalam pemanasan gelombang mikro harus terbuat dari bahan yang transparan terhadap radiasi gelombang mikro, sehingga energi dari gelombang mikro tidak terserap ke dalam wadah tetapi akan melewati dan langsung tertuju pada larutan reaksi (Soesanto, 2006).

4. Aplikasi Pemanasan Gelombang Mikro

Pemanasan gelombang mikro sekarang banyak diaplikasikan dalam reaksi kimia. Telah diketahui bahwa gelombang mikro banyak diaplikasikan dalam berbagai industri seperti bioteknologi, farmasi, plastik, kimia, dan lainnya. Bagaimanapun juga aplikasinya terbatas pada skala laboratorium dan belum diperluas dalam skala produksi. Beberapa aplikasi radiasi gelombang mikro pada reaksi kimia, antara lain : reaksi diels-alder,reaksi heck, reaksi suzuki, reaksi mannich, hidrolisis, dehidrasi, esterifikasi, reaksi sikloadisi, epoksidasi, reduksi, kondensasi, reaksi siklisasi, dan lainnya. Keuntungan utama dari penggunaan gelombang mikro dalam sintesis kimia organik adalah kecepatan reaksinya. Efek termal (pemanasan dielektrikum) akan dihasilkan oleh polarisasi dipol sebagai interaksi dipol-dipol antara molekul polar dengan medan magnet elektromagnetik (Taylor, 2005 dalam Cisadesi, 2007).

(29)

Pengenalan Jenis Kayu Durian (Durio zibethinus Murr.)

Klasifikasi Kayu Durian adalah sebagai berikut (Setiadi, 1999): Kingdom : Plantae (tumbuhan)

Divisi : Magnoliophyta (tumbuhan berbunga) Kelas : Magnoliopsida (berkeping dua/dikotil) Ordo : Malvales

Famili

Genus

Spesies : Durio zibethinus Murr

Nama botanis durian adalah Durio spp famili Bombacaceaea (terutama D. carinatus Mast., D. Oxleyanus Griff., D. Zibethinus Murr.). Nama daerahnya adalah duren, deureuyan, andurian, duriat, duriang, derian, duiang, duhuian, tuleno, turene. Sedangkan nama lain : durian (Philipina, Sabah, Inggris, Amerika Serikat, Perancis, Spanyol, Italia, Belanda, Jerman). Penyebaran kayu durian ini di seluruh Indonesia (Setiadi, 1999).

Menurut Mandang & Pandit (1997) ciri anatomi kayu durian adalah pembuluh atau pori baur, soliter dan berganda radial yang terdiri atas 2-3 pori, umumnya berukuran agak besar, frekuensinya sangat jarang atau jarang, kadang-kadang ada endapan berwarna putih, bidang perforasi sederhana. Parenkima terutama bertipe apotrakea baur, berupa garis-garis tangensial pendek diantara jari-jari atau ada yang bentuk jala. Jari-jari sangat sempit sampai lebar, letaknya jarang sampai agak jarang, ukurannya pendek sampai agak pendek.

Menurut Oey Djoen Seng (1990) dalam Kurnia (2009), sifat kayu durian termasuk kelas kuat II-III dengan berat jenis 0,57. Kayunya mudah digergaji meskipun permukaanya cenderung untuk berbulu, selain itu mudah dikupas untuk dibuat finir. Kayu durian cepat menjadi kering tanpa cacat, tetapi papan yang tipis

(30)

cenderung untuk menjadi cekung. Sedangkan kegunaan kayu ini adalah sebagai bangunan di bawah atap, rangka pintu dan jendela, perabot rumah tangga sederhana (termasuk lemari), lantai, dinding, sekat ruangan, kayu lapis, peti, sandal kayu, peti jenazah, dan bangunan kapal.

(31)

METODE PENELITIAN

Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini telah dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara serta Laboratorium Keteknikan Kayu, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini telah dilaksanakan mulai bulan Maret hingga Juli 2013.

Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu durian (Durio zibethinus Murr.). Kayu durian tersebut diambil dari Kecamatan Medan Permai, Sumatera Utara. Alat yang digunakan adalah mesin gergaji, mesin penyerut, pengampelas, kaliper, alat tulis, kalkulator, tanur gelombang mikro dengan merk Yamatsu input 220V-80 Hz 1200 W output 800W-2450MHz, oven, timbangan, desikator, dan alat uji sifat mekanis.

Prosedur Penelitian

1. Persiapan Bahan Baku

Kayu durian yang masih segar berupa log dipotong dengan ukuran (22,5x 5 x 2) cm, (22,5 x 5 x 4) cm dan (22,5 x 5 x 6) cm. Masing-masing contoh uji ketebalan kayu disediakan sebanyak 12 sampel. Jadi total contoh uji adalah sebanyak 36 sampel.

(32)

(a) (b)

(c)

Gambar 2. Gambar kayu durian, (a) kayu durian berbentuk log, (b) pemotongan kayu durian, (c) contoh uji kayu durian.

2. Pemanasan dengan Gelombang Mikro (Microwave)

Microwave yang digunakan sebagai alat pemanas pada penelitian ini bermerk Yamatsu. Pemanasan microwave dilakukan dengan 3 perlakuan yaitu 5 menit, 10 menit dan 15 menit. Untuk pembanding disediakan contoh uji yang tidak diberikan perlakuan pemanasan gelombang mikro. Pada pemanasan gelombang mikro, dengan waktu yang sama setiap contoh uji secara bersamaan dimasukkan ke dalam microwave. Intensitas pemanasan microwave yang digunakan adalah tingkat low.

(33)

Gambar 3. Pemanasan kayu durian dengan microwave

3. Pemotongan Contoh Uji

Setelah pemanasan dengan gelombang mikro contoh uji dipotong untuk pengujian sifat fisis daan mekanis dan degradasi kadar air. Pemotongan contoh uji dapat dilihat pada Gambar 4.

5 cm

22,5 cm

Gambar 4. Pembagian contoh uji Keterangan:

A : contoh uji kadar air dan kerapatan (2cm x 2 cm) B : contoh uji penyusutan volume (2 cm x 2 cm) C : contoh uji tekan sejajar serat (2 cm x 8 cm) D : contoh uji degradasi kadar air(2 cm x 4 cm) E : contoh uji MOR dan MOR (22,5 cm x 1,5 cm)

A B C D

(34)

Untuk pengujian sifat fisis yaitu contoh uji KA, kerapatan dan penyusutan volume berukuran (2 x 2 x 2) cm. Contoh uji untuk sifat mekanis antara lain MOE dan MOR dengan ukuran (22,5 x 2 x 1,5) cm dan contoh uji tekan sejajar serat (8 x 2 x 2) cm. Khusus untuk degradasi KA maka contohl uji dibuat dengan ukuran panjang 4 cm, lebar 2 cm dan ketebalan sesuai dengan tebal contoh uji. Contoh uji ini akan dipotong menjadi 5 bagian dengan tebalmasing-masing seperti terlihat pada Gambar 5.

2 cm

4 cm

Gambar 5. Pemotongan untuk contoh uji degradasi KA 4. Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis

Pengujian sifat fisis dan sifat mekanis kayu dibuat berdasarkan British Standar (BS : 373, 157).

Kadar Air

Sebagai berat awal contoh uji berukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm ditimbang terlebih dahulu (BA), selanjutnya dikeringkan dalam oven dengan suhu 103±20C

selama 24 jam. Setelah itu contoh uji dikondisikan sampai mencapai suhu kamar dalam desikator. Kemudian ditimbang kembali sampai diperoleh berat kering oven (BKO). Kadar air dapat dihitung dengan rumus :

pinggir tengah pusat tengah pinggir

(35)

Kerapatan

Pada pengujian kerapatan, contoh uji berukuran (2 x 2 x 2) cm ditimbang beratnya. Kemudian diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume contoh ujinya. Kerapatan kayu dapat dihitung dengan rumus :

Penyusutan Volume

Pada pengujian penyusutan volume, contoh uji berukuran (2 x 2 x 2) cm diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya sebagai volume awal. Selanjutnya contoh uji dikeringkan dalam oven dengan suhu 103±20C hingga konstan.

Kemudian diukur kembali rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume akhir. Penyusutan kayu dihitung dengan rumus :

Modulus Elasitisitas (MOE) dan Modulus Patah (MOR)

Nilai modulus elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) diperoleh dari pengujian lentur statis. Contoh uji berukuran (22,5 x 2 x 1,5) cm diletakkan pada jarak sangga (span) berukuran 20 cm. Defleksi yang terjadi akibat pembebanan dibaca pada defleknometer. Pembacaan dilakukan setiap selisih beban 5 kg. Untuk mendapatkan nilai MOR pengujian lentur statis terdahulu dilanjutkan sampai contoh uji mengalami kerusakan dan patah.

(36)

1,5cm

2 cm

L= 20cm

Gambar 6. Pengujian contoh uji MOE dan MOR

Besarnya nilai MOE dan MOR dihitung dengan menggunakan rumus berbagai berikut:

Keterangan :

MOE = modulus elastisitas (kg/cm2 MOR = modulus patah (kg/cm

)

∆P = selisih beban (kg) ) L = jarak sangga (20cm) ∆Y = selisih defleksi (cm) b = lebar penampang (cm) h = tinggi penampang (cm) P = beban maksimum (kg)

Keteguhan Tekan Sejajar Serat

Pada pengujian keteguhan tekan sejajar serat maksimum, contoh uji berukuran (2 x 2 x 8) cm diletakkan sedemikian rupa sehingga arah serat sejajar dengan arah pembebanan. Pada pengujian ini salah satu ujung contoh uji diberikan beban (P) secara perlahan-lahan dan diteruskan sampai contoh uji mengalami kerusakan (Gambar 7).

(37)

8 cm

B 2 cm

Gambar 7. Pengujian contoh uji keteguhan tekan sejajar serat

Besarnya keteguhan tekan sejajar serat maksimum dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Luas penampang balok dapat dihitung dengan cara :

5. Analisis data

Hasil penelitian diolah menggunakan rancangan acak lengkap dengan model percobaan faktorial. Sebagai variabel bebas faktor A adalah tebal kayu yang terdiri atas tiga taraf dan faktor B adalah lama pemanasan contoh uji ke dalam oven gelombang mikro yang terdiri atas empat taraf yaitu 0 menit, 5 menit, 10 menit, dan 15 menit.

(38)

Model umum rancangan acak lengkap adalah sebagai berikut : Yijk = µ + αi +βj + (αβ)ij + εijk

Dimana :

Yijk = nilai pengaruh faktor tebal kayu taraf ke-i dan faktor waktu pemanasan taraf ke-j pada ulangan ke-k

µ = nilai rata-rata pengamatan

αi = pengaruh faktor tebal kayu taraf ke-i

βj = pengaruh faktor waktu pemanasan taraf ke-j

(αβ)ij = pengaruh interaksi faktor tebal kayu taraf ke-i dan faktor waktu pemanasan taraf ke-j

Εijk = nilai kesalahan percobaan Adapun hipotesis penelitian ini yaitu : 1. Faktor ketebalan kayu yaitu :

H0 : Faktor ketebalan kayu tidak berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis kayu tersebut.

H1 : Faktor ketebalan kayu berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis kayu

2. Faktor lama pemanasan yaitu :

Ho : Pemanasan kayu dengan tanur gelombang mikro tidak berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis kayu tersebut.

H1 : Pemanasan kayu dengan tanur gelombang mikro berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis kayu tersebut.

3. Faktor interaksi ketebalan kayu dan lama pemanasan yaitu :

Ho : Faktor interaksi ketebalan kayu dan lama pemanasan tidak berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis kayu tersebut.

H1 : Faktor interaksi ketebalan kayu dan lama pemanasan berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis kayu tersebut.

Pengaruh pemanasan tanur gelombang mikro terhadap sifat fisis dan mekanis kayu tersebut dapat diketahui dengan melakukan analisis keragaman dengan kriteria uji jika F hitung ≤ F tabel maka Ho diterima dan jika F hitung > F tabel maka Ho ditolak. Taraf perlakuan mana yang berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis kayu tersebut dapat diketahui dengan melakukan Uji Beda Jarak Nyata Duncan.

(39)

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sifat Fisis Kayu 1. Kadar Air

Kadar air kayu durian yang dihasilkan berkisar antara 28,17-90,08 %. Rekapitulasi nilai rata-rata kadar air dapat dilihat pada Gambar 8 dan data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 1.

Gambar 8. Nilai Kadar Air Kayu Durian

Berdasarkan Gambar 8 terlihat kecenderungan bahwa semakin lama waktu pemanasan dengan gelombang mikro maka semakin rendah kadar air yang dihasilkan. Hal ini terjadi karena semakin lama waktu pemanasan maka air akan semakin banyak keluar dari dalam kayu. Selain itu, terlihat juga bahwa semakin tipis kayu yang dipanaskan, maka akan menghasilkan kadar air yang semakin rendah. Hal ini disebabkan contoh uji yang tipis menyimpan air yang lebih sedikit. Sehingga waktu yang dibutuhkan juga sedikit untuk mengeluarkan air dari dalam kayu.

Kadar air tertinggi dihasilkan oleh contoh uji kontrol tebal 6 cm dengan kadar air 90,08 %. Contoh uji ini tidak mengalami pemanasan gelombang mikro

(40)

ataupun pengeringan sehingga kandungan air di dalam kayu tetap. Sedangkan nilai KA terendah dihasilkan pada contoh uji dengan lama pemanasan 15 menit dan tebal 2 cm dengan kadar air 28,17%. Contoh uji ini lebih tipis dan mendapat waktu pengeringan lebih lama sehingga air dalam kayu lebih mudah keluar.

Prinsip kerja microwave adalah mengeringkan kayu secara merata pada seluruh bagian kayu. Penurunan kadar air kayu durian dengan pemanasan gelombang mikro dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Penurunan kadar air kayu durian

Penurunan KA

Tebal kayu Pemanasan 5 menit Pemanasan 10 menit Pemanasan 15 menit

2 cm 19,09% 26,06% 37,64%

4 cm 8,01% 11,10% 18,29%

6 cm 10,94% 13,36% 28,63%

Ketebalan kayu yang lebih besar akan menghasilkan kadar air yang lebih besar, dan jika dikeringkan akan membutuhkan waktu yang lebih lama untuk menurunkan kadar airnya. Pada Tabel 1 dapat dilihat bahwa tebal kayu 2 cm dengan lama pemanasan 5 menit mengalami penurunan kadar air sebesar 19,09 %, akan tetapi pada tebal kayu 6 cm dengan lama pemanasan yang sama penurunan kadar airnya menurun menjadi 10,94%. Ini diakibatkan karena semakin tebal kayu maka dinding sel yang dilalui air kayu semakin panjang dan air semakin lama untuk keluar dari dalam kayu. Massa air dan uap air bergerak di dalam kayu melalui sel-sel kapiler dan rongga mikro. Struktur noktah dan tebal dinding sel mempengaruhi pergerakan air melalui dinding sel. Jika noktah cukup permeabel, air dan uap air dapat mudah melaluinya (Budianto, 1996).

Lama pemanasan mempengaruhi kadar air kayu. Semakin lama pemanasan yang dilakukan maka semakin banyak air yang keluar dari dalam

(41)

kayu. Akibatnya kadar air kayu akan semakin kecil. Namun dalam penelitian ini, lama pemanasan relatif singkat sehingga air yang keluar masih sedikit. Besar kandungan air kayu durian masih tinggi. Dinding sel kayu tetap penuh kandungan air sedangkan rongga sel sebagian berkurang kandungan airnya. Apabila kayu dikeringkan sampai pada tingkat bahwa semua air dalam rongga sel keluar, air mulai meninggalkan dinding sel (Haygreen dan Bowyer, 1996). Oleh sebab itu semakin lama kayu dikeringkan maka kadar air kayu akan semakin kecil.

Jika dibandingkan dengan penelitian Hartono et al (2009) pada kayu gmelina dan terap dengan tebal kayu 2 cm yaitu pemanasan menggunakan gelombang mikro selama 10 menit, kadar air yang dihasilkan kayu gmelina menurun sebesar 41,345 % dan kayu terap sebesar 55,512%. Sedangkan kayu durian dengan tebal kayu 2 cm pada penelitian ini kadar air yang dihasilkan menurun sebesar 26,06%.

Rendahnya kadar air kayu durian dibandingkan kayu gmelina dan kayu terap disebabkan oleh variasi dari struktur anatomi kayu seperti frekuensi dan diameter pori serta keberadaan tilosis pada kayu. Perbandingan frekuensi dan diameter pori serta keberadaan tilosis dapat pada Tabel 2.

Tabel 2. Perbandingan frekuensi pori, diameter pori dan tilosis kayu durian, terap dan gmelina

Jenis Variabel Durian(1) Terap(2) Gmelina(1)

Diameter pori (µm) 100-150 180,6 100-200

Frekuensi pori (sel per µm )(2) 2-10 3-6 2-10

Keberadaan tilosis(1) Banyak Sedikit Sangat banyak

Sumber : 1. Mandang dan Pandit (1997) : 2. Wahyudi et al (1995)

Tilosis merupakan gelembung mengkilap yang menyumbat pembuluh. Semakin besar tilosis yang terdapat dalam kayu maka semakin sulit air untuk

(42)

keluar. Sedangkan semakin besar pori-pori kayu maka semakin mudah untuk air dalam kayu untuk keluar (Mandang dan Pandit, 1997).

Hasil sidik ragam (Lampiran 4) terlihat bahwa lama pemanasan dan tebal kayu berpengaruh nyata terhadap nilai kadar air kayu. Sedangkan faktor interaksi lama pemanasan dengan tebal kayu tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air kayu. Uji lanjut Duncan lama pemanasan (Lampiran 4) menunjukkan pemanasan 15 menit berbeda dengan perlakuan lainnya dan menghasilkan kadar air yang paling rendah. Semakin rendah kadar air maka mutu kayu yang dihasilkan semakin baik walaupun dalam penelitian ini kadar air yang dihasilkan masih jauh di atas titik jenuh serat.

Penurunan kadar air disebabkan lama pemanasan yang mengakibatkan air yang terdapat dalam kayu keluar. Semakin lama pemanasan maka semakin banyak air yang keluar dari dalam kayu. Pada penelitian Abdika et al (2008) juga menghasilkan bahwa pengeringan contoh uji dengan menggunakan oven microwave 800 watt membutuhkan waktu 56 menit (kayu mangium) untuk menurunkan kadar air dari 60% sampai 14% dan pada kayu nangka membutuhkan waktu 49 menit untuk menurunkan kadar air 44% sampai 14%. Ini berarti semakin lama pemanasan yang dilakukan maka kadar air kayu akan semakin kecil.

Faktor tebal kayu juga dapat mempengaruhi kadar air. Kadar air akan semakin rendah apabila kayu semakin tipis dan air akan semakin mudah untuk keluar. Dalam penelitian Mitha (2010) juga mengemukakan bahwa ketebalan sortimen kayu yang dikeringkan memegang peranan penting. Waktu pengeringan yang dibutuhkan bergantung pada ketebalan sortimen. Selain itu Budianto (1996)

(43)

juga menerangkan mekanisme keluarnya air dalam kayu dipengaruhi oleh tebal kayu.

Kadar air pada penelitian ini masih belum memenuhi yang diharapkan karena kadar airnya belum sampai pada kadar air kesetimbangan. Pengeringan kayu durian dengan menggunakan microwave sampai dengan 15 menit belum mampu menurunkan kadar air sampai dengan kadar air kesetimbangan.

2. Kerapatan

Kerapatan suatu kayu didefenisikan sebagai perbandingan antara massa kayu dengan volume kayu tersebut. Kerapatan yang diperoleh dari penelitian ini berkisar antara 0,53-0,82 gr/cm3. Rekapitulasi nilai dapat dilihat dari Gambar 9

dan data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 1.

Gambar 9. Nilai Kerapatan Kayu Durian

Berdasarkan Gambar 9 terlihat kecenderungan bahwa semakin tipis kayu yang dipanaskan, maka akan menghasilkan kerapatan yang semakin rendah. Hal ini diakibatkan karena semakin tipis kayu maka kadar airnya semakin rendah sehingga kerapatannya semakin kecil (Yuniarti, K. 2008). Akan tetapi lama pemanasan tidak menghasilkan kecenderungan dan pengaruh terhadap kerapatan

(44)

kayu durian. Hal ini diduga diakibatkan karena penurunan massa kayu pada saat pemanasan tidak sebanding dengan penurunan volumenya.

Nilai kerapatan yang paling tinggi diperoleh contoh uji lama pemanasan 15 menit dengan tebal kayu 6 cm yaitu 0,82 gr/cm3.Sedangkan nilai kerapatan paling

rendah diperoleh contoh uji kontrol dengan tebal kayu 2 cm yaitu sebesar 0,53 gr/cm3

Hasil sidik ragam (Lampiran 5) menunjukkan bahwa lama pemanasan dan tebal kayu berpengaruh nyata terhadap nilai kerapatan kayu. Begitu juga dengan interaksi lama pemanasan dengan tebal kayu berpengaruh nyata terhadap nilai kerapatan kayu. Uji lanjut Duncan interaksi lama pemanasan dengan tebal kayu (Lampiran 5) menunjukkan pemanasan 15 menit dengan tebal kayu 6 cm berbeda dengan perlakuan lainnya dan menghasilkan kerapatan yang cukup tinggi.

Lama pemanasan dapat mempengaruhi kerapatan kayu. Ketika semakin lama pemanasan dilakukan maka semakin banyak air yang keluar dari dalam kayu. Akibatnya kerapatan akan semakin meningkat. Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa kerapatan atau berat jenis suatu contoh uji akan meningkat jika kandungan airnya berkurang. Pada Gambar 9 dapat dilihat bahwa nilai kerapatan kayu durian pada lama pemanasan 10 menit menurun dan kemudian pada lama pemanasan 15 menit meningkat. Diduga hal ini terjadi karena penurunan massa contoh uji pemanasan 10 menit tidak sebanding dengan penurunan volumenya.

Faktor tebal kayu juga dapat mempengaruhi kerapatan. Semakin tebal kayu, maka semakin banyak air yang dikandungnya sehingga massa kayu akan semakin tinggi. Semakin tinggi massa kayu maka kerapatan kayu juga akan

(45)

semakin tinggi. Haygreen dan Bowyer (1996) menjelaskan bahwa kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan per satuan volume. Mitha (2010) dalam penelitiannya juga mengemukakan bahwa ketebalan sortimen kayu yang dikeringkan memegang peranan penting dalam kerapatan kayu. Sebaliknya kerapatan akan semakin rendah jika massanya semakin rendah. Semakin berkurangnya massa kayu dan air yang menguap dari dalam kayu yang disebabkan oleh pemanasan yang diberikan pada kayu. Kayu yang lebih tipis akan semakin mudah bagi gelombang mikro untuk menembus ke bagian dalam kayu, dan air dalam kayu akan semakin cepat untuk menguap ke udara. Maka dengan demikian massa kayu akan semakin rendah. Menurut Sugiyanto (2003) penurunan kerapatan diduga akibat hilangnya massa kayu.

3. Penyusutan Volume Kayu

Nilai rata-rata penyusutan volume kayu durian pada penelitian ini berkisar antara 1,75 - 6,95%. Rekapitulasi nilai rata-rata penyusutan volume dapat dilihat pada Gambar 10 dan data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 1.

(46)

Berdasarkan Gambar 10 setelah pemanasan gelombang mikro 5 menit terlihat kecenderungan semakin lama waktu pemanasan dengan gelombang mikro maka semakin tinggi penyusutan volume yang dihasilkan. Hal ini terjadi karena semakin lama pemanasan yang dilakukan maka semakin banyak air yang keluar dari dalam kayu. Tebal kayu tidak menentukan kecenderungan naik atau turunnya penyusutan volume kayu.

Pada Gambar 10 terlihat bahwa nilai penyusutan volume yang tertinggi dihasilkan oleh contoh uji kontrol tebal 6 cm yaitu sebesar 6,95%. Diduga ini terjadi karena contoh uji tidak mendapat perlakuan pengeringan dan air masih berada di dalam kayu sehingga ketika mendapat pengeringan hingga kering tanur banyak air yang keluar dari dalam kayu. Nilai penyusutan volume terendah dihasilkan pada contoh uji lama pemanasan 5 menit dan ketebalan 6 cm dengan nilai penyusutan volume 1,75%. Pada contoh uji ini mengalami pemanasan dengan gelombang mikro selama 5 menit, sehingga kadar air yang keluar tidak terlalu besar. Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) penyusutan suatu papan dapat berlangsung sebelum kandungan air rata-rata jatuh di bawah titik jenuh serat. Sedangkan kadar air pada penelitian ini berada di atas titik jenuh sertat. Ini mengakibatkan penyusutan menurun dari contoh uji kontrol.

Hasil sidik ragam (Lampiran 6) terlihat bahwa lama pemanasan berpengaruh nyata terhadap susut volume kayu. Sedangkan tebal kayu dan interaksi antara lama pemanasan dan tebal kayu tidak berpengaruh nyata terhadap susut volume kayu. Uji lanjut Duncan faktor lama pemanasan (Lampiran 6) menunjukkan pemanasan 15 menit berbeda dengan perlakuan lainnya dan menghasilkan penyusutan volume yang paling kecil.

(47)

Penyusutan kayu pada lama pemanasan 5 menit menurun selanjutnya meningkat sampai lama pemanasan 15 menit. Haygreen dan Bowyer (2003) menyatakan bahwa besarnya penyusutan kayu terjadi apabila suatu contoh uji dikeringkan bervariasi tergantung pada ukuran dan bentuk potongannya. Biasanya kayu yang tebal mampu menyimpan lebih banyak air dan mengalami penyusutan yang tinggi jika dikeringkan dalam waktu yang relatif lama juga. Budianto (2000) menjelaskan bahwa besarnya penyusutan umumnya sebanding dengan banyaknya air yang dikeluarkan dari dinding sel.

Degradasi Kadar Air

Degradasi kadar air kayu merupakan perubahan kadar air akibat perlakuan yang diberikan pada suatu kayu tersebut. Nilai degradasi kadar air dari variasi waktu pengeringan dengan gelombang mikro dan tebal kayu kayu berkisar antara 17,42-87,74%. Nilai rata-rata degradasi kayu dapat dilihat pada Gambar 11 sementara data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2.

Gambar 11. Nilai degradasi kadar air kayu durian dengan lama pemanasan 5 menit

Pada Gambar 11 dapat dilihat bahwa setiap lapisan kayu memiliki kadar air yang berbeda. Pada bagian pusat kayu memiliki kadar air yang lebih tinggi

(48)

dibandingkan bagian yang lainnya. Hal ini terjadi karena bagian pusat kayu lebih sedikit mengeluarkan air pada saat pemanasan dengan gelombang mikro, karena air pada kayu terlebih dahulu keluar pada bagian tepinya. Sucipto (2009) menyatakan bahwa air pada kayu yang dikeringkan akan bergerak dari dalam kayu ke bagian permukaan sebagai cairan atau uap melalui saluran dalam struktur selular kayu, dinding sel kayu dan rongga sel atau saluran kecil yang menghubungkan rongga sel yang berdekatan. Dalam hal ini sebelum air dalam kayu bergerak keluar, terlebih dahulu air yang di permukaan kayu mengering.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa keseluruhan contoh uji yang dipanaskan dengan gelombang mikro menunjukkan grafik yang relatif sama dengan Gambar 11 seperti disajikan pada Lampiran 10. Kadar air pada setiap bagian kayu tidak berdeda jauh. Ini diakibatkan karena aplikasi pemanasan yang diakibatkan gelombang mikro merata pada setiap bagian kayu sampai ke dalam. Abdika (2007) dalam penelitiannya menyatakan bahwa pemanasan kayu dengan gelombang mikro merata pada setiap kayu, karena gelombang mikro dapat menembus rongga sel dan dinding sel kayu.

Degradasi kadar air kayu durian secara keseluruhan lebih rendah dibandingkan kadar air kayunya. Ini diakibatkan karena contoh uji degradasi kadar air kayu durian sebelum dipanaskan terlebih dahulu dipotong menjadi 5 bagian dan proporsi contoh uji menjadi lebih kecil. Sehingga pada saat dipanaskan ke dalam oven air dalam kayu akan lebih mudah untuk keluar karena ukuran kayunya sudah menjadi lebih kecil.

Mekanisme keluarnya air dari dalam kayu dipengaruhi oleh tebal kayu. Kayu yang tebalnya 6 cm menghasilkan degradasi kadar air yang lebih tinggi

(49)

dibandingkan dengan tebal 2 cm dan 4 cm. Hal ini diakibatkan karena kayu yang tebalnya 6 cm memiliki kadar air yang lebih tinggi dan air lebih sulit untuk keluar dari dalam kayu ketika dipanaskan.

Secara umum gelombang mikro menembus kayu kemudian menguapkan dan mengeluarkan air. Yuniarti (2007) menerangkan, bahwa gelombang mikro yang dipancarkan terhadap kayu akan berinteraksi dengan molekul air yang terdapat dalam kayu sedemikian rupa sehingga menghasilkan panas dalam sel-sel kayu. Penyebaran kadar air cukup merata sepanjang bagian papan kayu.

B. Sifat Mekanis Kayu

1. Modulus of Elasticity (MOE)

Menurut Haygreen, Bowyer and Schmulsky (2003) keteguhan lentur statik merupakan tegangan maksimum dari kayu untuk menerima sejumlah beban tanpa terjadi perubahan bentuk yang tetap. Nilai rata-rata MOE kayu durian pada penelitian ini berkisar antara 64.129-84.053 kg/cm2. Rekapitulasi nilai MOE kayu

durian dapat dilihat pada Gambar 12 dan data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 3.

(50)

Berdasarkan Gambar 12, tebal kayu 2 cm terlihat kecenderungan bahwa semakin lama pemanasan dengan microwave maka akan semakin tinggi nilai MOE kayu, akan tetapi pada tebal 4 cm dan 6 cm tidak terlihat kecenderungan tersebut. Begitu juga dengan tebal kayu tidak menghasilkan kecenderungan kenaikan nilai MOE kayu. Nilai MOE tertinggi dihasilkan oleh contoh uji dengan pemanasan 15 menit dan tebal kayu 2 cm sebesar 84.053 kg/cm2. Nilai MOE

terendah dihasilkan pada contoh uji dengan pemanasan 10 menit dan tebal 4 cm sebesar 64.129 kg/cm2

Nilai MOE kayu akan semakin meningkat dengan semakin lamanya pemanasan dalam microwave. Pemanasan ini akan mengeluarkan air yang ada di dalam kayu, sehingga kadar air di dalam kayu akan semakin rendah. Semakin lama pemanasan yang dilakukan maka kerapatan akan semakin tinggi. Menurut Sadiyo dan Surjokusumo (2003), kerapatan berkolerasi positif sangat erat dengan kekuatan kayu, semakin tinggi kerapatan maka kekuatan kayu akan semakin tinggi. Saat jumlah air dalam kayu menurun, kekuatan kayu bertambah. Pertambahan ini disebabkan oleh perubahan dalam dinding sel yang menjadi padat.

Hartono et al (2009) dalam penelitiannya mengemukakan bahwa pemanasan gelombang mikro terhadap kayu gmelina dan terap mampu meningkatkan nilai MOE yang dihasilkan. Begitu juga dengan penelitian Sribuono (2000) yang mengemukakan bahwa pemanasan gelombang mikro terhadap kayu sengon dan kecapi mampu meningkatkan nilai MOE yang dihasilkan.

(51)

Tebal kayu dapat mempengaruhi nilai MOR. Ketika kayu lebih tebal dan belum dikeringkan maka nilai MOR kayu akan rendah. Namun saat kayu dikeringkan maka air keluar dari dinding sel. Molekul-molekul akan saling mendekat dan terikat menjadi kuat. Maka kekuatan kayu akan bertambah.

Hasil sidik ragam (Lampiran 7) menunjukkan bahwa faktor lama pemanasan dan tebal kayu tidak berpengaruh nyata terhadap MOE kayu durian. Begitu juga dengan interaksi antara lama pemanasan dengan tebal kayu tidak berpengaruh nyata terhadap MOE kayu durian. Walau perlakuan lama pemanasan dan tebal kayu yang diberikan tidak berpengaruh nyata, namun terjadi peningkatan terhadap nilai MOE yang dihasilkan. Peningkatan nilai MOE ini diduga karena terjadinya penurunan kadar air dari papan yang dikeringkan. Hal ini sesuai dengan pendapat Sadiyo dan Surjokusumo (2003) yang mengatakan saat air dikeluarkan dari dinding sel, molekul-molekul berantai panjang bergerak saling mendekat dan menjadi terikat lebih kuat. Demikian juga Tsuomis (1991) yang menyatakan bahwa kadar air mempengaruhi sifat mekanis kayu. Saat kadar air turun, kekuatan kayu bertambah. Pertambahan ini disebabkan oleh perubahan dalam dinding sel yang menjadi padat.

2. Modulus of Rupture (MOR)

Keteguhan patah (MOR) dinyatakan dalam besarnya tegangan per satuan luas. Nilai rata-rata MOR kayu durian pada penelitian ini berkisar antara 573,2-744,16 kg/cm2. Rekapitulasi nilai MOR kayu durian dapat dilihat pada Gambar 13

(52)

Gambar 13. Nilai MOR Kayu Durian

Berdasarkan Gambar 13 pada tebal 2 cm terlihat kecenderungan bahwa semakin tebal kayu yang dipanaskan maka akan menghasilkan MOR yang semakin tinggi. Akan tetapi pada tebal 4 dan 6 cm tidak menghasilkan kecenderungan terhadap nilai MOR. Begitu juga dengan lama pemanasan tidak menghasilkan kecenderungan terhadap nilai MOR kayu durian. Pada Gambar 13 terlihat bahwa nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh contoh uji dengan pemanasan 15 menit dan tebal kayu 2 cm yaitu 744,16 kg/cm2. Sedangkan nilai MOR

terendah dihasilkan pada contoh uji kontrol dan tebal kayu 2 cm yaitu 573,2 kg/cm2

MOR akan semakin meningkat dengan semakin lamanya pemanasan dengan microwave. Pemanasan ini akan mengeluarkan air yang ada di dalam kayu, sehingga kadar air di dalam kayu akan semakin rendah. Menurut Ginting (2006) saat kayu dipanaskan unit struktur kayu akan saling mendekat dan kekuatan tarik antar rantai molekul menjadi lebih kuat sehingga kekuatan kayu akan semakin meningkat. Karlinasari et al (2011) juga menyatakan bahwa sifat

(53)

mekanis kayu banyak dipengaruhi oleh kadar air kayu. Kayu bersifat higroskopis, maka kadar air kayu kering udara bervariasi, tergantung kelembaban udara di sekitar kayu tersebut.

Tebal kayu juga dapat mempengaruhi nilai MOR. Ketika kayu lebih tebal dan belum dikeringkan maka nilai MOR akan rendah. Namun saat kayu dikeringkan dan menyusut air keluar dari dinding sel, molekul-molekul bergerak saling mendekat dan menjadi terikat lebih kuat (Sadiyo dan Surjokusumo, 2003).

Hasil sidik ragam (Lampiran 8) terlihat bahwa tebal kayu dan lama pemanasan tidak berpengaruh nyata. Begitu juga dengan interaksi antara tebal kayu dengan lama pemanasan tidak berpengaruh nyata terhadap nilai MOR. Walau perlakuan lama pemanasan dan tebal kayu yang diberikan tidak berpengaruh nyata, namun terjadi peningkatan terhadap nilai MOR yang dihasilkan. Peningkatan nilai MOR ini diduga karena terjadinya penurunan kadar air dari kayu yang dikeringkan. Kandungan air merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kekuatan kayu, yaitu pada saat kayu mengering sebagian besar kekuatan dan sifat-sifat elastis kayu bertambah besar (Haygreen, Bowyer and Schmulsky 2003).

Keteguhan Tekan Sejajar Serat

Keteguhan tekan suatu jenis kayu adalah kekuatan kayu untuk menahan muatan jika kayu itu dipergunakan untuk tujuan tertentu. Nilai rata-rata tekan sejajar serat kayu durian pada penelitian ini berkisar antara 240-286 kg/cm2.

Rekapitulasi nilai keteguhan tekan sejajar serat kayu durian dapat dilihat pada Gambar 14 dan data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 3.

(54)

Gambar 14. Nilai Keteguhan Tekan Sejajar Serat Kayu Durian

Pada Gambar 14 tebal kayu 6 cm dapat dilihat kecenderungan semakin lama pemanasan yang diberikan maka semakin menurun keteguhan tekan sejajar serat yang dihasilkan. Sedangkan pada tebal 2 dan 4 cm tidak menghasilkan kecenderungan keteguhan tekan sejajar serat.

Nilai keteguhan tekan sejajar serat tertinggi terdapat pada kayu kontrol dengan tebal kayu 6 cm yaitu sebesar 286 kg/cm2. Sedangkan nilai terendah

terdapat pada lama pemanasan 15 menit dengan tebal kayu 6 cm yaitu sebesar 240 kg/cm2

Faktor yang mempengaruhi keteguhan tekan sejajar serat adalah lama pemanasan pada kayu. Semakin lama pemanasan dilakukan maka maka akan semakin banyak air yang dikeluarkan sehingga kerapatan kayu juga akan semakin meningkat. Sadiyo dan Surjokusumo (2003) menjelaskan bahwa kerapatan kayu berkolerasi positif sangat erat dengan kekuatan kayu. Semakin tinggi kerapatan . Nilai keteguhan tekan sejajar serat sangat bervariasi dan belum maksimal. Diduga ini terjadi karena kadar air kayu masih jauh berada di atas titik jenuh serat (25-30%).

(55)

maka tekan sejajar serat kayu akan semakin tinggi. Berbeda dengan penelitian ini yang menghasilkan semakin lama pemanasan maka tekan sejajar serat semakin rendah. Hal ini diakibatkan karena nilai kadar air kayu yang dihasilkan masih jauh di atas titik jenuh serat (25-30%).

Tebal kayu juga mempengaruhi nilai keteguhan tekan sejajar serat. Kayu yang tebal akan memiliki kadar air yang tinggi. Saat jumlah air dalam kayu menurun, kekuatan kayu akan bertambah. Ini diduga disebabkan oleh perubahan dalam dinding sel yang menjadi padat. Semakin rendah kadar air maka keteguhan tekan sejajar serat akan semakin tinggi.

Hasil sidik ragam (Lampiran 9) menunjukkan bahwa faktor lama pemanasan dan tebal kayu tidak berpengaruh nyata terhadap nilai keteguhan tekan sejajar serat kayu. Begitu juga dengan interaksi lama pemanasan dan tebal kayu tidak berpengaruh nyata terhadap nilai keteguhan tekan sejajar serat kayu.

Rekapitulasi Kualitas Kayu Durian

Berdasarkan hasil pengujian sifat fisis dan mekanis kayu durian diperoleh data yang disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3. Rekapitulasi kualitas kayu durian setelah mengalami pemanasan gelombang mikro Lama pemanasan Tebal kayu KA (%) Kerapatan (gr/cm3 Susut volume (%) )

Degradasi KA MOE

(kg/cm2

MOR (kg/cm

) 2

Tekan sejajar serat )

1 2 3 4 5

0 menit 2 cm 65,81 0,53 5,07 19,9 24,55 25,54 22,41 19,44 75473 573,2 281,1 4 cm 79,74 0,63 6,2 59,43 67,29 69,93 66,8 63,4 71212 666,1 253,3 6 cm 90,08 0,73 6,95 64,14 79,82 87,74 76,98 68,76 71303 694,8 286,0

5 menit 2 cm 46,72 0,64 2,36 19,61 20,88 21,99 20,86 17,44 84054 660,6 269,2 4 cm 71,73 0,75 2,56 52,33 64,73 77,7 70,16 68,21 77220 614 282,3 6 cm 79,14 0,75 1,75 72,62 84,65 87,02 82,07 79,64 69145 676,1 276,7

10 menit 2 cm 39,75 0,63 4,18 18,53 18,72 21,39 18,13 17,42 77513 712,9 278,2 4 cm 68,64 0,67 2,92 66,29 67,44 72,83 78,36 65,82 64129 635,7 240,8

(56)

6 cm 76,71 070 3,14 67,81 72,21 82,24 76,81 58,51 64872 709,0 271,9

15 menit 2 cm 28,17 0,70 4,69 17,26 17,99 19,37 18,13 16,65 76965 744,2 283,1 4 cm 50,04 0,76 5,00 48,69 57,78 62,83 57,16 47,58 64754 674,6 281,3 6 cm 61,45 0,82 3,53 65,94 72,14 73,78 83,54 70,91 65496 678,7 240

Berdasarkan Tabel 3 dapat disimpulkan bahwa contoh uji mendapat perlakuan lama pemanasan 15 menit merupakan yang terbaik karena banyaknya air yang keluar dari dalam kayu. Kayu yang tidak mengalami perlakuan pemanasan dengan microwave memiliki nilai kadar air yang tinggi sehingga kurang baik. Nilai kadar air kayu durian belum mencapai kadar air kering udara. Nilai kerapatan kayu durian yang terbaik dihasilkan pada lama pemanasan 15 menit karena kadar air kayu lebih sedikit. Pemanasan dengan gelombang mikro akan mempengaruhi sifat mekanis kayu durian. Akan tetapi akan menghasilkan sifat mekanis kayu sangat bervariasi.

(57)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Perlakuan pemanasan gelombang mikro pada kayu durian menyebabkan menurunnya kadar air dan meningkatkan kerapatan kayu. Akan tetapi penyusutan volume menjadi bervariasi.

2. Perlakuan pemanasan gelombang mikro pada kayu akan nilai sifat mekanis kayu sangat bervariasi.

Saran

Pada penelitian yang selanjutnya disarankan untuk menggunakan waktu pemanasan yang lebih lama untuk mencapai kadar air kayu yang siap pakai yaitu kadar air udara.

(58)

DAFTAR PUSTAKA

Abdika, Arya. 2007. Sifat Fisis, Mekanis dan Keterwatetan Beberapa Jenis Kayu yang Dikeringkan Dengan Oven Microwave. Skripsi

Achmadi, S. 1990. Kimia Kayu. Pusat Antar Universitas Ilmu Hayat, Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Awoyemi, L. 2001. Controlled Microwave Modification for Improved Timber Quality., PhD Thesis. School of Forestry, ILFR of Melbourne. Melbourne. Brown, H.P., A.J. Panshin dan C.C Forsaith. 1952. Textbook of Wood Technology.

Vol. II. McGraw-Hill BookCompany, Inc.

Budianto, A. D. 1996. Sistem Pengeringan Kayu. Kasinius. Semarang.

Cisadesi, R. 2007. Pembuatan Vanilin Semi Sintetik Dari Isoeugenol Minyak Cengkeh Dengan Pemanasan Gelombang Mikro. Skripsi

Collin, R.E. 1988. Foundation for Microwave Engineering. International Student Edition. McGraw-hill Kogakusha, Ltd.

Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Institut Petranian Bogor. Bogor.

Haekal, C. 2010. Informasi Tentang Kayu Durian. maret 2013.

Haygreen dan Bowyer. 1996. Forest Products and Wood Science.Blackwell. Haygreen, J.G.,J.L. Bowyer. And Schmulsky. R. 2003. Forest Products and Wood

Science and Introduction 4th ed. Iowa State Press A Blackwell Publ. Amerika serikat.

Kasmudjo. 2010. Teknologi Hasil Hutan. Cetakan ke 1. Cakrawala Media. Yogyakarta.

Kementrian Kehutanan. 2012. Statistik Kehutanan Indonesia (Forestry Statistics

of Indonesia) 2011.

Kollmann, F.P.P., W.A.Cote. 1968. Principle of Wood Science And Technology. New York.

Krisdianto dan Didik, A. S. 2004. Peningkatan Permeabilitas Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.) Akibat Pemanasan Dengan Microwave Prosiding Seminar Nasional MAPEKI VII, Makassar.

(59)

Kurnia, A. 2009. Sifat Keterawetan dan Keawetan Kayu Durian, Limus, dan Duku Terhadap Rayap Kayu Kering, Rayap Tanah, dan Jamur Pelapuk. Skripsi

Mandang, Y.I dan Pandit, K.N. 1997. Pedoman Identifikasi Jenis Kayu di Lapangan. Yayasan PROSEA Bogor. Bogor.

Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Mardikanto, dkk. 2011. Sifat Mekanis Kayu. Cetakan pertama. IPB Press. Bogor. Mitha, F.S. 2011. Pengaruh Jenis Kayu dan Bagian Batang Terhadap Sifat

Pengeringan Tiga Jenis Jayu Perdagangan Indonesia. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Oey Djoen Seng. 1964. Berat Jenis Kayu-kayu Indonesia dan Pengertian Berat Jenis untuk Keperluan Praktek. Lembaga Penelitian Hasil Hutan. Bogor. Panshin A.J, et al. 1952. Textbook of Wood Technolgy. Mcgraw-Hill book

Company, INC. Toronto. New York.

Purbawanto, S. 2011. Pengaruh Fading Pada Sistem Komunikasi Gelombang Mikro Tetap dan Bergerak. Jurnal Jurusan Teknik Elektro Vol. 3 No.1 Fakultas Teknik. UNNES.

Rimawan, A. P. 2001. Pengaruh Variasi Komposisi Campuran (Pasir Besi, Batubara, dan CaO) Serta Lama Penyinaran Gelombang Mikro Pada Reduksi Besi Oksida. Jurnal Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakkultas Teknologi Industri Institut Sepuluh Nopember. Surabaya.

Setiadi. 1999. Bertanam Durian. Penebar Swadaya. Jakarta.

Soesanto, H. 2006. Pembuatan Isoeugenol Dari Eugenol Menggunakan Pemanasan Gelombang Mikro. Skripsi

Sribuono, H. 2000. Pengaruh Pemanasan Gelombang Mikro Terhadap Sifat Fisis Mekanis Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria) dan kayu kecapi (Sandoricum koetjape).

Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Skripsi

Sucipto, T. 2009. Pengeringan Kayu Secara Umum. Karya Tulis. Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Medan.

Jurusan Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Sugyanto, K. 2003. Modification of Oil Palm Stem Properties Using Microwave Tecnology. Msc, Thesis. School of Forestry, ILFR, University of Melboure. Melboure.

(60)

Taylor, M. 2005. Development in Microwave Chemistry. Evalueserve. United Kingdom.

Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood; Structure, Properties, Utilization. Van Nostrand Reinhold, New York.

Schizophyllum commune Fr. Skripsi

Yuniarti, K. 2008. Kajian Pengaruh Penggunaan Gelombang Mikro (Microwave) Terhadap Sifat Anatomi, Sifat Fisik-mekanik dan Pengolahan Primer Kayu (Pengeringan dan Pengawetan). Seminar Nasional MAPEKI VII, Pontianak.

Jurusan Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor.

(61)

LAMPIRAN

Lampiran 1. Kadar air, kerapatan dan penyusutan kayu durian (Durio zibethinus Murr.) setelah diberi perlakuan pemanasan gelombang mikro (Microwave).

lama pemanasan

tebal

kayu ulangan KA Kerapatan penyusutan volume

1 2 3 4 5 6

0 menit 1 64.78 0.51 6.33

2 cm 2 60.06 0.56 3.29

3 72.58 0.52 5.60

rata-rata 65.81 0.53 5.07

1 84.16 0.67 4.11

4 cm 2 79.71 0.64 8.01

3 75.33 0.58 6.48

rata-rata 79.73 0.63 6.20

1 92.47 0.74 5.45

6 cm 2 85.08 0.73 8.02

3 92.71 0.71 7.37

rata-rata 90.09 0.73 6.95

5 menit 1 40.56 0.64 1.62

2 cm 2 40.55 0.64 3.19

3 59.06 0.65 2.26

rata-rata 46.72 0.64 2.36

1 74.36 0.70 2.40

4 cm 2 80.06 0.84 3.70

3 60.78 0.72 1.58

rata-rata 71.73 0.75 2.56

1 81.42 0.75 1.76

6 cm 2 86.78 0.77 1.29

3 69.23 0.73 2.19

rata-rata 79.14 0.75 1.75

10 menit 1 34.91 0.62 4.84

2 cm 2 30.12 0.67 3.16

3 54.23 0.61 4.53

(62)

1 65.33 0.64 3.36

4 cm 2 73.52 0.68 1.23

3 67.07 0.70 4.17

rata-rata 68.64 0.67 2.92

1 2 3 4 5 6

1 75.45 0.68 3.61

6 cm 2 80.82 0.74 2.10

3 73.87 0.69 3.72

rata-rata 76.71 0.70 3.14

15 menit 1 27.28 0.71 4.21

2 cm 2 28.23 0.68 5.16

3 29.01 0.72 4.70

rata-rata 28.17 0.70 4.69

1 45.90 0.75 3.80

4 cm 2 54.38 0.76 5.44

3 49.83 0.77 5.75

rata-rata 50.04 0.76 5.00

1 61.51 0.83 3.19

6 cm 2 59.63 0.82 3.28

3 63.21 0.80 4.12

(63)

Lampiran 2. Degradasi kadar air kayu durian (Durio zibethinus) setelah diberi perlakuan pemanasan gelombang mikro (Microwave). Lama

Pemanasan

Tebal

Kayu Ulangan

Degradasi

1 2 3 4 5 6 7 8

Pinggir tengah pusat tengah pinggir

0 menit 1 18,18 19,17 20,86 20,88 18,42

2 cm 2 19,48 18,29 22,89 18,56 19,69

3 22,03 36,19 32,88 27,78 20,22

Rata-rata 19,90 24,55 25,54 22,41 19,44

1 58,04 64,4 83 77,43 77,55

4 cm 2 47,15 53,31 55,17 57,58 53,41

3 73,1 84,15 71,61 65,4 59,25

Rata-rata 59,43 67,29 69,93 66,80 63,40

1 86,14 77,59 63,78 74,08 85,3

6 cm 2 83,94 76,57 76,79 81,51 79,03

3 72,37 38,26 30,09 45,34 98,88

Rata-rata 80,82 64,14 56,89 66,98 87,74

5 menit 1 18,42 17,65 16,47 17,59 18,18

2 cm 2 17,43 20 15,38 21,55 19,67

3 22,99 25 22,12 23,73 15,38

Rata-rata 19,61 20,88 17,99 20,96 17,74

1 65,18 66,53 79,33 92,38 86,8

4 cm 2 45,9 78,03 73,91 82,14 77,05

3 45,9 49,64 57,25 58,58 52,77

Rata-rata 52,33 64,73 70,16 77,70 72,21

1 68,9 75 85,32 97,03 93,72

6 cm 2 89,76 89,51 88,57 70,09 67,99

3 59,21 74,42 87,18 79,09 92,23

Rata-rata 72,62 79,64 87,02 82,07 84,65

10 menit 1 18,6 19,27 18,33 17,19 19,63

2 cm 2 19,3 17,05 16,04 25,23 24,07

3 17,7 18,28 19,75 17,98 19,23

Rata-rata 18,53 18,20 18,04 20,13 20,98

1 70,16 80,56 73,39 69,39 48,05

4 cm 2 69,45 88,89 53,45 84,93 68,65

(64)

Rata-rata 67,44 82,83 66,29 74,08 55,82

1 2 3 4 5 6 7 8

1 90,34 86,41 86,84 58,19 61,99

6 cm 2 60,45 82,4 65,55 65,69 54,43

3 65,84 77,9 51,05 33,63 29,11

Rata-rata 72,21 82,24 67,81 52,50 48,51

15 menit 1 23,53 20,93 18,56 18,8 16,79

2 cm 2 18,37 20,29 18,12 17,65 15,18

3 16,22 16,9 17,28 18,33 17,98

Rata-rata 19,37 19,37 17,99 18,26 16,65

1 47,44 54,24 57,14 52,73 45,95

4 cm 2 42,01 65,2 74,11 79,24 63,02

3 50,62 53,91 42,23 39,5 33,77

Rata-rata 46,69 57,78 57,83 57,16 47,58

1 79,29 70,81 68,77 61,26 58,31

6 cm 2 61,63 59,8 74,37 96,17 99,29

3 56,89 47,66 40,5 58,92 55,13

(65)

Lampiran 3. MOE, MOR dan tekan sejajar serat kayu durian (Durio zibethinus Murr,) setelah diberi perlakuan pemanasan gelombang mikro (Microwave).

lama pemanasan

tebal

kayu Ulangan MOE MOR

tekan sejajar

1 2 3 4 5 6

0 menit 1 82000 603.7 251.2

2 cm 2 54462 421.9 357.2

3 89957 694.1 234.9

rata-rata 75473 573.2 281.1

1 68925 675.7 323.9

4 cm 2 74986 675.3 234.7

3 69724 647.3 201.4

rata-rata 71212 666.1 253.3

1 54775 556.6 279.0

6 cm 2 79793 743.6 258.3

3 79340 784.1 320.8

rata-rata 71303 694.8 286.0

5 menit 1 57616 537.9 274.9

2 cm 2 92674 800.9 319.8

3 80603 643.1 213.0

rata-rata 76964 660.6 269.2

1 58503 583.0 269.3

4 cm 2 64856 621.9 279.8

3 70901 637.0 297.9

rata-rata 64753 614.0 282.3

1 65340 681.0 272.7

6 cm 2 68650 708.8 261.5

3 62496 638.7 295.9

rata-rata 65495 676.1 276.7

10 menit 1 80246 695.7 244.0

2 cm 2 90241 810.0 241.9

3 62049 633.1 348.6

rata-rata 77512 712.9 278.2

1 60823 562.3 263.0

4 cm 2 69904 647.9 236.9

(66)

rata-rata 64129 635.7 240.8

1 2 3 4 5 6

1 55608 658.0 281.0

6 cm 2 71856 748.8 255.5

3 67153 720.3 279.3

rata-rata 64872 709.0 271.9

15 menit 1 93007 835.0 288.4

2 cm 2 100161 846.7 316.7

3 58992 550.7 244.2

rata-rata 84053 744.2 283.1

1 85396 710.4 337.8

4 cm 2 71709 663.9 248.4

3 74554 649.5 257.8

rata-rata 77220 674.6 281.3

1 65401 654.2 307.0

6 cm 2 66489 615.0 268.9

3 75543 767.0 144.1

(1)

Lampiran 4. Hasil analisa sidik ragam kadar air kayu setelah pemanasan

dengan gelombang mikro

(Microwave)

Sumber Db Jumlah kuadrat nilai Nilai Sig.

Keragaman kuadrat tengah F

Lama pemanasan 3 4696,267 1565,422 31,931 0,000*

Tebal 2 6386,562 3193,281 65,136 0,000*

Lama pemanasan dengan

tebal 6 217,415 36,236 0,739 0,623

Galad

24 1176,599 49,025

Total 36 156117,837

* berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% tn tidak nyata

Uji lanjut duncan pengaruh lama pemanasan terhadap kadar air

Lama pemanasan

N

subset

1

2

3 Pemanasan 15 menit

Pemanasan 10 menit

Pemanasan 5 menit

Pemanasan 0 menit

Sig.

9 46,555

1,000

61,702

65,865

1,000

78,543

1,000

Uji lanjut duncan pengaruh tebal kayu terhadap kadar air

Tebal Kayu

N

Subset

1

2

3 Tebal 2 cm

Tebal 4 cm

Tebal 6 cm

Sig.

12 41,113

1,000

67,536

1,000

76,849

1,000

(2)

Lampiran 5.

Hasil analisa sidik ragam kerapatan kayu setelah pemanasan dengan gelombang mikro (Microwave)

Sumber Db jumlah kuadrat nilai nilai sig.

Keragaman kuadrat Tengah F

lama pemanasan 3 0,87 0,29 26,75 0,00*

Tebal 2 0,91 0,45 42,02 0,00*

lama pemanasan

dengan tebal 6 0,17 0,03 2,677 0,039*

Galad 24 0,26 0,01

Total 36 17540

* berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95%

Uji lanjut duncan pengaruh lama pemanasan terhadap kerapatan

Lama pemanasan

N

subset

1

2

3

4 Pemanasan 15 menit

Pemanasan 10 menit

Pemanasan 5 menit

Pemanasan 0 menit

Sig.

9 0,6289

1,000

0,67

1,000

0,7156

1,000

0,76

1,000

Hasil uji duncan pengaruh tebal kayu terhadap kerapatan

Tebal Kayu

N

Subset

1

2

3 Tebal 2 cm

Tebal 4 cm

Tebal 6 cm

Sig.

12 0,6275

1,000

0,7042

1,000

0,7492

1,000

(3)

Uji lanjut duncan pengaruh interaksi lama pemanasan dengan tebal kayu

terhadap kerapatan

Lampiran 6. Hasil analisa sidik ragam susut volume kayu setelah pemanasan dengan gelombang mikro (Microwave)

Sumber Db jumlah kuadrat nilai nilai sig.

Keragaman kuadrat Tengah F

lama pemanasan 3 71,717 23,906 18,335 0,00*

Tebal 2 0,681 0,341 0,261 0,772

lama pemanasan dengan tebal

6 12,017 2,003 1,536 0,209

Galad

24 31,291 1,304

Total 36 699,89

* berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% tn tidak nyata

Uji lanjut duncan pengaruh lama pemanasan terhadap susut volume kayu

Lama pemanasan

N

subset

1

2

3 Pemanasan 15 menit

Pemanasan 10 menit

Pemanasan 5 menit

Pemanasan 0 menit

Sig.

9 2,22

1,000

3,41

4,40

0,078

6,07

1,000

Interaksi

N

Subset

1

2

3

4

5 Pemanasan 0 menit, tebal 2 cm

Pemanasan 0 menit, tebal 4 cm

Pemanasan 10 menit, tebal 2 cm

Pemanasan 5 menit, tebal 2 cm

Pemanasan 10 menit, tebal 4 cm

Pemanasan 10 menit, tebal 6 cm

Pemanasan 15 menit, tebal 2 cm

Pemanasan 0 menit, tebal 6 cm

Pemanasan 5 menit, tebal 6 cm

Pemanasan 5 menit, tebal 4 cm

Pemanasan 15 menit, tebal 4 cm

Pemanasan 15 menit, tebal 6 cm

Sig.

3 0,533

1,000

0,63

0,64

0,67

0,152

0,67

0,70

0,72

0,08

0,70

0,72

0,75

0,76

0,07

0,81

1,00

(4)

Lampiran 7. Hasil analisa sidik ragam MOE setelah pemanasan dengan

gelombang mikro (

Microwave)

Sumber Db jumlah kuadrat nilai nilai sig.

Keragaman kuadrat Tengah F

lama pemanasan 3 378149930 126049976 0,843 0,484tn

Tebal 2 813385798 406692899 2,72 0,086

lama pemanasan dengan tebal

6 176986284 29497714 0,197 0,974 Galad

24 3588436602 149518191

Total 36 190774280218

* berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95%

Lampiran 8. Hasil analisa sidik ragam MOR setelah pemanasan dengan gelombang mikro (Microwave)

Sumber Db jumlah kuadrat nilai nilai sig.

Keragaman kuadrat Tengah F

lama pemanasan 3 19191,92 6397,31 0,739 0,539tn

Tebal 2 10760,52 5380,26 0,621 0,546

lama pemanasan*tebal

6 40230,83 6705,13 0,774 0,598 Galad

24 207875,18 8661,46

Total 36 16438458,46

* berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95%

Lampiran 9. Hasil analisa sidik ragam keteguhan tekan sejajar serat setelah pemanasan dengan gelombang mikro (Microwave)

Sumber Db jumlah kuadrat nilai nilai sig.

Keragaman kuadrat Tengah F

lama pemanasan 3 833,54 277,84 0,118 0,948tn

Tebal 2 1134,57 567,28 0,242 0,787

lama pemanasan dengan tebal

6 6958,15 1159,69 0,494 0807

Galad

24 56363,97 2348,49

Total 36 2696336,45

(5)

Lampiran 10. Nilai degradasi kadar air kayu durian setelah pemanasan dengan gelombang mikro

Nilai degradasi kadar air kayu durian dengan lama pemanasan 0 menit

(6)

Nilai degradasi kadar air kayu durian dengan lama pemanasan 10 menit