Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehida terhadap Kualitas Papan Partikel Kulit Buah Markisa(Passiflora edulis)
TINJAUAN PUSTAKA
Bahan Baku Kulit Buah Markisa (KBM)
Markisa berasal dari daerah tropis dan sub tropis di Amerika. Markisa
(Portugis: maracuja; Spanyol: maracuya) tergolong ke dalam genus Passiflora.
Di Indonesia terdapat dua jenis markisa yaitu markisa ungu (passiflora edulis)
dan markisa kuning (passiflora flavicarva) tumbuh di dataran rendah. Di
Sumatera Barat sering disebut markisa manis(passiflora edulis forma
flavicarva). Klasifikasi markisa sebagai berikut: Kingdom: Plantae; Divisio:
Magnoliophyta;
Kelas:
Magnoliopsida;
Ordo:
Malpighiales;
Family:
Passifloraceae; Genus: Passiflora; Spesies: Passiflora edulis (Wikipedia,
2008).
Melimpahnya
limbah
kulit
buah
markisa
selama
ini
belum
termanfaatkan dan akan membutuhkan biaya untuk penanganannya. Menurut
BKPM Povinsi Sumatera Utara (2009) menyatakan bahwa Sumatera Utara
merupakan salah satu daerah sentra produksi markisa (Passifloraedulis Sims)
di Indonesia.Industri pengolahan buah markisa menjadi produk minuman (sari
markisa) menawarkan produk limbah berupa kulit buah markisa yang sangat
potensial untuk digunakan sebagai pakan ruminansia, seperti kambing.
Produksi limbah kulit buah markisa sebanyak 2,5–4 ton per hari.
Menurut Tangdilintin et al (1994) menyatakan bahwa kulit buah markisa
memiliki serat kasar 38,89%.
Kulit buah markisa termasuk kategori limbah
pertanian/ holtikultura yang dapat digunakan sebagai bahan baku pakan yang
dapat memberikan nilai tambah bagi produsen, dan dapat mengurangi masalah
pencemaran lingkungan. Kulit buah markisa ini mempunyai kandungan protein
Universitas Sumatera Utara
kasar 7,32%, kandungan anti nutrisi tannin (1,85%) dan
kandungan lignin
31,79%.
Papan Partikel
Menurut Maloney (1993) papan partikel merupakan salah satu jenis
produk komposit atau panel kayu terbuat dari partikel- partikel kayu atau bahanbahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan perekat atau bahan pengikat
lainnya kemudian dikempa panas. Berdasarkan kerapatannya papan partikel
dibagi ke dalam tiga golongan :
a)
Papan partikel berkerapatan rendah (low density particleboard), yaitu papan
partikel yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,59 g/cm3.
b) Papan partikel berkerapatan sedang (medium density particleboard), yaitu
papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,59-0,8 g/cm3.
c)
Papan partikel berkerapatan tinggi (high density particleboard), yaitu papan
partikel yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3.
Berdasarkan Haygreen dan Bowyer (1996), salah satu tipe partikel yang
digunakan untuk bahan baku pembuatan papan partikel adalah pasahan (shaving)
yang merupakan partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan
apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu. Dalam penelitian ini
jenis partikel yang digunakan adalah pasahan (shaving) campuran yang diambil
dari industri penggergajian untuk penggunaan mebel.
Maloney (1993) menyatakan bahwa dibandingkan kayu asalnya, papan
partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti :
a)
Papan partikel bebas mata kayu, pecah dan retak
b) Ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan
Universitas Sumatera Utara
c)
Tebal dan kerapatan papan partikel seragam serta mudah dikerjakan
d) Mempunyai sifat isotropis
e)
Sifat dan kualitasnya dapat diatur.
Papan partikel mempunyai kelemahan stabilitas dimensi yang rendah.
Pengembangan tebal papan partikel sekitar 10-25% dari kondisi kering ke basah
melebihi pengembangan kayu alami, serta pengembangan linearnya sampai
0,35%. Pengembangan panjang dan tebal papan partikel sangat besar pengaruhnya
pada
pemakaian
terutama
bila
digunakan
sebagai
bahan
bangunan
(Haygreen dan Bowyer, 1996).
Sifat bahan baku kayu sangat berpengaruh terhadap sifat papan
partikelnya. Sifat kayu tersebut antara lain jenis dan kerapatan kayu, penggunaan
kulit kayu, bentuk dan ukuran bahan baku, penggunaan kulit kayu, tipe, ukuran
dan geometri partikel kayu, kadar air kayu, dan kandungan ekstraktifnya
(Haygreen dan Bowyer, 1996). Sutigno (2004) menyatakan bahwa jumlah dan
keadaan bahan pada hamparan bersama-sama dengan teknik pengempaan
mempengaruhi kerapatan papan partikel. Jenis bahan baku juga akan
mempengaruhi seberapa besar kualitas papan yang akan dihasilkan.
Spesifikasi sifat-sifat fisis dan mekanis menurut standar JIS A 5908
(2003) untuk papan partikel disajukan pada Tabel 1.
Tabel 1. Sifat fisis papan partikel menurut standar JIS A 5908 (2003)
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
Parameter Sifat Fisis Mekanis
Kerapatan (g/cm3)
Kadar air (%)
Daya serap air (%)
Pengembangan tebal (%)
MOR (kg/cm2)
MOE (kg/cm2)
Internal Bond (kg/cm2)
Kuat pegang sekrup (kg)
Standar JIS A 5908 (2003)
0,4 – 0,9
5 – 13
Maks 12
Min 82
Min 20400
Min 1,5
Min 31
Universitas Sumatera Utara
Perekat Urea Formaldehida (UF)
Dalam pembuatan papan partikel, perekat merupakan salah satu bagian
yang terpenting.Perekat yang digunakan disesuaikan dengan kegunaan papan
partikel.Perekat Penol Formaldehida digunakan untuk bagian eksterior
sedangkan Urea Formaldehida digunakan untuk bagian interior.Menurut Pizzi
(1983) dalam Iswanto (2007), perekat Urea Formaldehida (UF) merupakan
hasil reaksi polimer kondensasi dari formaldehid dengan urea.Keuntungan dari
perekat UF antara lain larut air, keras, tidak mudah terbakar, sifat panasnya
baik, tidak berwarna ketika mengeras serta harganya murah.
Kelebihan dari perekat UF adalah harganya lebih murah, waktu untuk
pengempaan perekat UF cepat bereaksi menggunakan kempa panas, dan perekat
UF mudah digunakan dalam penggunaannya.Sedangkan kelemahan dari perekat
UF adalah tidak cocok digunakan untuk keperluan kepentingan eksterior
(Maloney, 1993).
Urea Formaldehida (UF) merupakan jenis perekat yang paling banyak
digunakan pada pembuatan papan partikel dan produk panel lainnya. Hal ini
karena harganya yang lebih murah, juga memiliki sifat pengerasan yang lebih
cepat dibandingkan Fenol Formaldehida pada suhu yang sama. Penggunaan UF
memiliki dampak yaitu terjadinya emisi formaldehida, adanya emisi formaldehida
menyebabkan pencemaran pada udara, mulai dari bau yang kurang enak sampai
terjadinya gangguan kesehatan (Sutigno, 2004).
Kadar Perekat Urea Formaldehida
Semakin banyak resin digunakan dalam suatu papan, semakin kuat dan
semakin stabil dimensi papannya. Namun, untuk alasan- alasan ekonomis tidak
Universitas Sumatera Utara
diinginkan untuk menggunakan jumlah resin yang lebih banyak daripada yang
diperlukan untuk memperoleh sifat-sifat yang diiginkan. Secara normal,
kandungan resin papan berperekat urea bervariasi dari 6 sampai 10% atas dasar
berat resin padat (Haygreen dan Bowyer, 1996).
Pada penelitian tersebut digunakan perekat Urea Formaldehida (UF)
dengan kadar perekat 6%, 8% dan 10%. Hasil penelitian menunjukkan masih
banyak sifat-sifat papan partikel dari ampas tebu baik sifat fisis maupun mekanis
yang belum memenuhi persyaratan sesuai dengan standar yang digunakan.
Beberapa sifat fisis papan partikel ampas tebu yang telah memenuhi persyaratan
Standar Nasional Indonesia (SNI), Standar Jepang (JIS) dan Standar FAO adalah
kerapatan dan kadar air baik secara parsial maupun keseluruhan. Evaluasi
terhadap penelitian terdahulu menunjukkan faktor kandungan perekat sebagai
faktor penting penentu keteguhan papan partikel, sehingga dalam penelitian ini
dilakukan penyempurnaan dengan menaikkan kadar perekat UF yang digunakan
menjadi 12% dan 14% (Iskandar dan Supriadi, 2015)
Sifat-sifat UF yang lain adalah mengeras pada suhu relatif rendah (115oC127oC), tahan kelembaban, berwarna terang, murah, tidak tahan pada suhu serta
kondisi ekstrim serta umur penyimpanan pendek. Perekat ini juga tahan terhadap
pelarut organik, jamur dan rayap tetapi tidak tahan terhadap basa dan asam kuat.
Menurut Maloney (1993) perekat ini mempunyai karakteristik viskositas (25oC)
(Cps) sebesar 30%, resin solid content 40-60%, pH sekitar 7-8, berat jenis (25oC)
adalah 1,27-1,29.
Universitas Sumatera Utara
Bahan Baku Kulit Buah Markisa (KBM)
Markisa berasal dari daerah tropis dan sub tropis di Amerika. Markisa
(Portugis: maracuja; Spanyol: maracuya) tergolong ke dalam genus Passiflora.
Di Indonesia terdapat dua jenis markisa yaitu markisa ungu (passiflora edulis)
dan markisa kuning (passiflora flavicarva) tumbuh di dataran rendah. Di
Sumatera Barat sering disebut markisa manis(passiflora edulis forma
flavicarva). Klasifikasi markisa sebagai berikut: Kingdom: Plantae; Divisio:
Magnoliophyta;
Kelas:
Magnoliopsida;
Ordo:
Malpighiales;
Family:
Passifloraceae; Genus: Passiflora; Spesies: Passiflora edulis (Wikipedia,
2008).
Melimpahnya
limbah
kulit
buah
markisa
selama
ini
belum
termanfaatkan dan akan membutuhkan biaya untuk penanganannya. Menurut
BKPM Povinsi Sumatera Utara (2009) menyatakan bahwa Sumatera Utara
merupakan salah satu daerah sentra produksi markisa (Passifloraedulis Sims)
di Indonesia.Industri pengolahan buah markisa menjadi produk minuman (sari
markisa) menawarkan produk limbah berupa kulit buah markisa yang sangat
potensial untuk digunakan sebagai pakan ruminansia, seperti kambing.
Produksi limbah kulit buah markisa sebanyak 2,5–4 ton per hari.
Menurut Tangdilintin et al (1994) menyatakan bahwa kulit buah markisa
memiliki serat kasar 38,89%.
Kulit buah markisa termasuk kategori limbah
pertanian/ holtikultura yang dapat digunakan sebagai bahan baku pakan yang
dapat memberikan nilai tambah bagi produsen, dan dapat mengurangi masalah
pencemaran lingkungan. Kulit buah markisa ini mempunyai kandungan protein
Universitas Sumatera Utara
kasar 7,32%, kandungan anti nutrisi tannin (1,85%) dan
kandungan lignin
31,79%.
Papan Partikel
Menurut Maloney (1993) papan partikel merupakan salah satu jenis
produk komposit atau panel kayu terbuat dari partikel- partikel kayu atau bahanbahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan perekat atau bahan pengikat
lainnya kemudian dikempa panas. Berdasarkan kerapatannya papan partikel
dibagi ke dalam tiga golongan :
a)
Papan partikel berkerapatan rendah (low density particleboard), yaitu papan
partikel yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,59 g/cm3.
b) Papan partikel berkerapatan sedang (medium density particleboard), yaitu
papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,59-0,8 g/cm3.
c)
Papan partikel berkerapatan tinggi (high density particleboard), yaitu papan
partikel yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3.
Berdasarkan Haygreen dan Bowyer (1996), salah satu tipe partikel yang
digunakan untuk bahan baku pembuatan papan partikel adalah pasahan (shaving)
yang merupakan partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan
apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu. Dalam penelitian ini
jenis partikel yang digunakan adalah pasahan (shaving) campuran yang diambil
dari industri penggergajian untuk penggunaan mebel.
Maloney (1993) menyatakan bahwa dibandingkan kayu asalnya, papan
partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti :
a)
Papan partikel bebas mata kayu, pecah dan retak
b) Ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan
Universitas Sumatera Utara
c)
Tebal dan kerapatan papan partikel seragam serta mudah dikerjakan
d) Mempunyai sifat isotropis
e)
Sifat dan kualitasnya dapat diatur.
Papan partikel mempunyai kelemahan stabilitas dimensi yang rendah.
Pengembangan tebal papan partikel sekitar 10-25% dari kondisi kering ke basah
melebihi pengembangan kayu alami, serta pengembangan linearnya sampai
0,35%. Pengembangan panjang dan tebal papan partikel sangat besar pengaruhnya
pada
pemakaian
terutama
bila
digunakan
sebagai
bahan
bangunan
(Haygreen dan Bowyer, 1996).
Sifat bahan baku kayu sangat berpengaruh terhadap sifat papan
partikelnya. Sifat kayu tersebut antara lain jenis dan kerapatan kayu, penggunaan
kulit kayu, bentuk dan ukuran bahan baku, penggunaan kulit kayu, tipe, ukuran
dan geometri partikel kayu, kadar air kayu, dan kandungan ekstraktifnya
(Haygreen dan Bowyer, 1996). Sutigno (2004) menyatakan bahwa jumlah dan
keadaan bahan pada hamparan bersama-sama dengan teknik pengempaan
mempengaruhi kerapatan papan partikel. Jenis bahan baku juga akan
mempengaruhi seberapa besar kualitas papan yang akan dihasilkan.
Spesifikasi sifat-sifat fisis dan mekanis menurut standar JIS A 5908
(2003) untuk papan partikel disajukan pada Tabel 1.
Tabel 1. Sifat fisis papan partikel menurut standar JIS A 5908 (2003)
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
Parameter Sifat Fisis Mekanis
Kerapatan (g/cm3)
Kadar air (%)
Daya serap air (%)
Pengembangan tebal (%)
MOR (kg/cm2)
MOE (kg/cm2)
Internal Bond (kg/cm2)
Kuat pegang sekrup (kg)
Standar JIS A 5908 (2003)
0,4 – 0,9
5 – 13
Maks 12
Min 82
Min 20400
Min 1,5
Min 31
Universitas Sumatera Utara
Perekat Urea Formaldehida (UF)
Dalam pembuatan papan partikel, perekat merupakan salah satu bagian
yang terpenting.Perekat yang digunakan disesuaikan dengan kegunaan papan
partikel.Perekat Penol Formaldehida digunakan untuk bagian eksterior
sedangkan Urea Formaldehida digunakan untuk bagian interior.Menurut Pizzi
(1983) dalam Iswanto (2007), perekat Urea Formaldehida (UF) merupakan
hasil reaksi polimer kondensasi dari formaldehid dengan urea.Keuntungan dari
perekat UF antara lain larut air, keras, tidak mudah terbakar, sifat panasnya
baik, tidak berwarna ketika mengeras serta harganya murah.
Kelebihan dari perekat UF adalah harganya lebih murah, waktu untuk
pengempaan perekat UF cepat bereaksi menggunakan kempa panas, dan perekat
UF mudah digunakan dalam penggunaannya.Sedangkan kelemahan dari perekat
UF adalah tidak cocok digunakan untuk keperluan kepentingan eksterior
(Maloney, 1993).
Urea Formaldehida (UF) merupakan jenis perekat yang paling banyak
digunakan pada pembuatan papan partikel dan produk panel lainnya. Hal ini
karena harganya yang lebih murah, juga memiliki sifat pengerasan yang lebih
cepat dibandingkan Fenol Formaldehida pada suhu yang sama. Penggunaan UF
memiliki dampak yaitu terjadinya emisi formaldehida, adanya emisi formaldehida
menyebabkan pencemaran pada udara, mulai dari bau yang kurang enak sampai
terjadinya gangguan kesehatan (Sutigno, 2004).
Kadar Perekat Urea Formaldehida
Semakin banyak resin digunakan dalam suatu papan, semakin kuat dan
semakin stabil dimensi papannya. Namun, untuk alasan- alasan ekonomis tidak
Universitas Sumatera Utara
diinginkan untuk menggunakan jumlah resin yang lebih banyak daripada yang
diperlukan untuk memperoleh sifat-sifat yang diiginkan. Secara normal,
kandungan resin papan berperekat urea bervariasi dari 6 sampai 10% atas dasar
berat resin padat (Haygreen dan Bowyer, 1996).
Pada penelitian tersebut digunakan perekat Urea Formaldehida (UF)
dengan kadar perekat 6%, 8% dan 10%. Hasil penelitian menunjukkan masih
banyak sifat-sifat papan partikel dari ampas tebu baik sifat fisis maupun mekanis
yang belum memenuhi persyaratan sesuai dengan standar yang digunakan.
Beberapa sifat fisis papan partikel ampas tebu yang telah memenuhi persyaratan
Standar Nasional Indonesia (SNI), Standar Jepang (JIS) dan Standar FAO adalah
kerapatan dan kadar air baik secara parsial maupun keseluruhan. Evaluasi
terhadap penelitian terdahulu menunjukkan faktor kandungan perekat sebagai
faktor penting penentu keteguhan papan partikel, sehingga dalam penelitian ini
dilakukan penyempurnaan dengan menaikkan kadar perekat UF yang digunakan
menjadi 12% dan 14% (Iskandar dan Supriadi, 2015)
Sifat-sifat UF yang lain adalah mengeras pada suhu relatif rendah (115oC127oC), tahan kelembaban, berwarna terang, murah, tidak tahan pada suhu serta
kondisi ekstrim serta umur penyimpanan pendek. Perekat ini juga tahan terhadap
pelarut organik, jamur dan rayap tetapi tidak tahan terhadap basa dan asam kuat.
Menurut Maloney (1993) perekat ini mempunyai karakteristik viskositas (25oC)
(Cps) sebesar 30%, resin solid content 40-60%, pH sekitar 7-8, berat jenis (25oC)
adalah 1,27-1,29.
Universitas Sumatera Utara