Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida
PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN KADAR PEREKAT
TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL
DARI LIMBAH BATANG KELAPA SAWIT
DENGAN PEREKAT PHENOL FORMALDEHIDA
SKRIPSI Oleh: Lateranita Sembiring
081203040
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
LEMBAR PENGESAHAN
Judul penelitian : Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida
Nama : Lateranita Sembiring NIM : 081203040 Program Studi : Kehutanan
Disetujui oleh: Komisi Pembimbing
Tito Sucipto, S.Hut., M.Si Dr. Rudi Hartono, S.Hut., M.Si Ketua Anggota
Mengetahui, Siti Latifah, S.Hut., M.Si, Ph.D
Ketua Program Studi Kehutanan
ABSTRACT LATERANITA SEMBIRING: The Influence of Particle Size and Adhesive Content
on Physical and Mechanical Properties of Particleboard Made of Residu Oil
Palm Trunks Using Phenol Formaldehida Adhesive. Supervised by TITO
SUCIPTO and RUDI HARTONO.The waste oil palm trunks is a alternative basic commodity manufacture
particleboards. The purpose of this study was to evaluate the physical and
mechanical properties with the influence particle size and adhesive content of
phenol formaldehida, get the optimal size and adhesive content of particleboard
made of residu oil palm trunks. Board were made with size 25 cm x 25 cm x 1 cm2
with density of 0,7 gr/cm . Particleboard using phenol formaldehida adhesive,
2
press 25 kg/cm for 10 minute and experiments were analyzed by factorial with
completely randomized design in 3 particle size (20,35 and 50 mesh) and 3
adhesive content (6, 8 and 10%). Particleboard was tested for density, moitusture content, water absorption, thickness swelling, internal bond, modulus of elasticityand modulus of repture. Result showed that adhesive content, particle size and
interaction adhesive content and particle size have significant influence to the
density, moisture content, thickness swelling, water absorbtion, and internal bond.3 The result of the research so that density value about 0,57-0,64 gr/cm , moisture
content about 10,45-11,91%, water absorption about 42,86-112,45%, thickness
2
swelling about 2,84-17,49%, internal bond about 0,90-4,24 kg/cm , modulus of
2 repture about 24,93-67,58 kgf/cm , modulus of elasticity about 1602,76-2231,90
2 kgf/cm . Density, moisture content and thickness swelling had filled SNI 03-2105- 2006, water absorbtion, modulus of repture and modulus of elasticity hasn’t filled the standard. Optimal condition was attained by combination of particle size of 35
3
mesh and adhesive content 8%., were the density was 0,63 g/cm , moisture
content was 11,38%, water absorption 61,69%, thickness swelling was 6,26%,
2
2 modulus of rupture was 67,58 kg/cm , modulus of elasticity was 2062,60 kg/cm
2 and internal bond was 3,07 kg/cm .
Keyword: oil palm trunk, particleboard, particle size and adhesive content.
ABSTRAK
LATERANITA SEMBIRING: Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida. Di bawah bimbingan TITO SUCIPTO dan RUDI HARTONO.
Limbah batang kelapa sawit merupakan salah satu alternatif bahan baku pembuatan papan partikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan variasi ukuran partikel dan kadar perekat phenol formaldehida, mendapatkan ukuran dan kadar perekat yang optimal untuk papan partikel dari limbah batang kelapa sawit. Papan partikel yang dibuat berukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm dengan target kerapatan 0,7
3
gr/cm . Papan partikel menggunakan perekat phenol formaldehida dengan suhu
2
pengempaan 150
C, tekanan kempa 25 kg/cm selama 10 menit dan menggunakan rancangan acak lengkap faktorial dengan 3 kali ulangan dan 2 faktor yaitu ukuran partikel (20,35 dan 50 mesh) dan kadar perekat (6, 8 dan 10%). Pengujian papan partikel terdiri atas kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan rekat internal, keteguhan lentur dan keteguhan patah. Hasil penelitian menunjukkan kadar perekat, ukuran partikel, dan interaksi antara ukuran partikel dan kadar perekat berpengaruh nyata terhadap kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, daya serap air dan internal bond. Hasil penelitian
3
menunjukkan nilai kerapatan berkisar 0,57-0,64 gr/cm , kadar air berkisar 10,45-11,91%, daya serap air berkisar 42,86-112,45%, pengembangan tebal
2
berkisar 2,84-17,49%, internal bond berkisar 0,90-4,24 kg/cm , modulus patah
2
berkisar 24,93-67,58 kgf/cm , modulus elastisitas berkisar 1602,76-2231,90
2
kgf/cm . Nilai kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal telah memenuhi SNI 03-2105-2006, pengembangan tebal, modulus patah, dan modulus elastisitas belum memenuhi standar. Kombinasi ukuran partikel dan kadar perekat yang optimal adalah pada perlakuan ukuran partikel 35 mesh dengan kadar perekat 8%
3
yang memiliki nilai kerapatan 0,63 g/cm , kadar air 11,38%, daya serap air
2
61,69%, pengembangan tebal 6,26%, keteguhan patah 67,58 kg/cm , keteguhan
2
2 lentur 2062,60 kg/cm dan keteguhan rekat internal 3,07 kg/cm .
Kata kunci: limbah batang kelapa sawit, papan partikel, ukuran partikel dan kadar perekat.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kota Kabanjahe pada 13 Juni 1990 dari Ayah Jaman Sembiring (almarhum) dan Ibu Jendakita Br Sinulingga. Penulis merupakan anak kelima dari lima bersaudara.
Tahun 2002 penulis lulus pendidikan di SD Negeri No 040467 Desa Lingga, Kabupaten Karo dan pada tahun 2005 penulis lulus SMP Swasta Maria Goretti Kabanjahe. Pada tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Kabanjahe dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih minat Teknologi Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian.
Selain perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Sylva (HIMAS), pengurus di Unit Kegiatan Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa Kristen Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara (UKM KMK FP USU), anggota Ikatan Mahasiswa Karo “Mbuah Page” Fakultas Pertanian (IMKA FP).
Penulis pernah menjadi asisten praktikum papan serat dan papan partikel, asisten praktikum teknologi serat dan komposit. Penulis melaksanakan Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan (PEH) di Lau Kawar dan Deleng Lancuk. Penulis melakukan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di HTI PT. Finnantara Intiga Area Sintang Kalimantan Barat dari tanggal 18 April sampai dengan 18 Juni 2012. Penulis melaksanakan penelitian dengan judul “ Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida”, di bawah bimbingan Tito Sucipto, S.Hut., M.Si dan Dr. Rudi Hartono, S.Hut., M.Si.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan hasil penelitian ini.
Adapun judul penelitian ini adalah “ Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida”. Papan partikel dibuat dari limbah batang kelapa sawit dengan tujuan untuk mengurangi penggunaan kayu di hutan alam dan memanfaatkan limbah batang kelapa sawit yang belum dimanfaatkan secara optimal.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ayahanda alm. Jaman Sembiring dan Ibunda Jendakita Br. Sinulingga, atas kesabaran, doa, cinta dan kasih sayang yang menjadi motivasi terbesar bagi penulis selama melakukan penelitian.
2. Bapak Tito Sucipto, S.Hut, M.Si selaku Ketua Komisi Pembimbing dan Bapak Dr. Rudi Hartono, S.Hut, M.Si selaku Anggota Komisi Pembimbing yang telah banyak memberikan masukan, arahan dan bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan hasil penelitian ini.
3. Bapak Apri Heri Iswanto, S.Hut, M.Si yang telah membantu penulis untuk pengujian sifat mekanis di Laboratorium Keteknikan Kayu, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
4. Ibu Siti Latifah, S.Hut, M.Si, P.hD dan Bapak Luthfi Hakim S.Hut, M.Si, selaku ketua dan sekretaris program studi Kehutanan FP USU.
5. Abang dan kakak Luter Sembiring, Ratmita Br Sinulingga, Lius Sembiring, Rosita Br Ginting, Lasrin Sembiring, Lili Suryani Br Ginting, Livianto Arizona Sembiring, dan Karolina Br Sinulingga yang selalu memberi dukungan dan doa kepada penulis.
6. Keponakan-keponakanku Wandy Feber Ando Sembiring, Regina Fransiska Br Sembiring, Elyaster Br Sembiring, Milgin Sakti Edy Nisura Sembiring, Glory Harry Pranata Sembiring, Christmas Sendylona Sembiring, Aaron Benzema Sembiring, dan Liona Avuliza Br Sembiring buat dukungan dan doanya.
7. Teman – teman seperjuangan Friska Simatupang, Ruth All Yen Tobing, Lensi Mian Sinaga, S.Hut, Ori Yani Yunilda Siregar, S.Hut, Janner Wiliam Ginting, Zainal Abidin Syah Polem, Christine Anastasia Tarigan, Hadyan Tamam Ahta Daulay.
8. Buat teman-teman kos Grace Ginting, Olivia Ginting, Rolis Saragih, Iren Ginting dan Devita Simarmata yang telah menjadi menjadi keluarga bagi penulis selama mengikuti perkuliahan.
9. Xaverius Ginting buat kesabaran, motivasi, dan doa selama penulis melakukan penelitian.
10. Teman-teman dari UKM KMK FP USU, IMKA “Mbuah Page” FP, HIMAS USU, THH 2008 dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Semoga hasil penelitian ini memberikan manfaat bagi para pembaca.. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Juli 2013 Penulis
DAFTAR ISI
Hal.ABSTRACT ........................................................................................................... iv ABSTRAK ............................................................................................................. v RIWAYAT HIDUP ................................................................................................ vi KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii DAFTAR ISI .......................................................................................................... x DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv PENDAHULUAN
Latar Belakang .............................................................................................. 1 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 3 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 4 Hipotesis Penelitian ...................................................................................... 4
TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Kelapa Sawit ................................................................................. 5 Sifat Fisis dan Mekanis Batang Kelapa Sawit ............................................. 6 Perekat Phenol Formaldehida (PF) ............................................................... 8 Papan Partikel ............................................................................................... 9 Ukuran Partikel ............................................................................................ 14 Kadar Perekat............................................................................................... 15
METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................................... 16 Bahan dan Alat ............................................................................................ 16 Prosedur Penelitian ...................................................................................... 16 Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel ............................................................ 20 Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel ...................................................... 21 Analisis Data ................................................................................................ 24
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikel ............................................................................. 26 Sifat Mekanis Papan Partikel ....................................................................... 36 Rekapitulasi Kualitas Papan Partikel ........................................................... 41
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan .................................................................................................. 43 Saran ............................................................................................................ 43
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 44 LAMPIRAN .......................................................................................................... 46
DAFTAR TABEL
Hal 1. Sifat-sifat dasar batang kelapa sawit .............................................................. 7 2.
Perbandingan sifat batang batang sawit dengan beberapa jenis kayu ............ 7 3. Sifat fisis dan mekanis papan partikel berdasarkan SNI 03-2105-2006 ....... 24 4. Peringkat kualitas papan partikel dari limbah BKS dengan perekat PF ....... 39
DAFTAR GAMBAR
Hal
1. Pembagian contoh uji papan partikel ........................................................... 18
2. Bagan alir penelitian .................................................................................... 19
3. Pengujian keteguhan rekat internal .............................................................. 22
4. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE) ............. 23
5. Nilai rata-rata kerapatan papan partikel dari limbah BKS........................... 26
6. Nilai rata-rata kadar air papan partikel dari limbah BKS ............................ 28
7. Nilai rata – rata daya serap air papan partikel dari limbah BKS ................. 30
8. Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel dari limbah BKS ......... 32
9. Nilai rata – rata pengujian IB papan partikel dari limbah BKS ................... 34 10.
Nilai rata-rata MOR papan partikel dari limbah BKS ................................. 36 11. Nilai rata – rata pengujian MOE papan partikel dari limbah BKS .............. 37