SELULOSA CROSS AND BEVAN TANGKAI ECENG GONDOK SEBAGAI BAHAN BAKU PAPAN PARTIKEL
PMI-1-10-1
SELULOSA CROSS AND BEVAN TANGKAI ECENG GONDOK
SEBAGAI BAHAN BAKU PAPAN PARTIKEL
Willy Saputra, Dedy Dwi Prasetyo
Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya
ABSTRAK
Eceng gondok termasuk tumbuhan air yang sangat berguna jika populasinya
dapat dikendalikan. Sebaliknya, eceng gondok juga dapat mengganggu
lingkungan dan aktivitas manusia jika populasinya tidak dapat dikendalikan.
Pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat memerlukan penanganan yang
serius. Kandungan selulosa Cross and Bevan eceng gondok sebesar 64,51% dari
berat total (Joedodibroto, 1983) memungkinkan eceng gondok dapat dipakai
sebagai bahan baku pembuatan papan partikel. Pemanfaatan eceng gondok
sebagai bahan baku pembuatan papan partikel merupakan salah satu alternatif
manfaat yang memberikan nilai tambah eceng gondok bagi masyarakat. Dengan
bertambahnya cara pemanfaatan eceng gondok maka populasinya diharapkan
dapat dikontrol, sehingga permasalahan yang timbul sebagaimana yang
dipaparkan sebelumnya dapat diatasi. Penlitian ini bertujuan untuk mengetahui
pengaruh komposisi resin dan ukuran partikel terhadap mutu papan berdasarkan
standar SII 1983 dan SNI 1996 pada pembuatan papan partikel dari selulosa
Cross and Bevan tangkai eceng gondok dan menganalisa prospek ekonominya.
Persiapan penelitian dimulai dengan mengeringkan batang batang eceng gondok,
memotongnya sepanjang 1 cm kemudian menggilingnya. Setelah itu dilakukan
pemisahan partikel yang berukuran lebih dari 20 mesh dankurang dari 20 mesh.
Selanjutnya mengoven partikel eceng gondok tersebut pada suhu 105 oC hingga
kadar airnya 2-8%. Tahap akhir dari persiapan bahan ini adalah mempersiapkan
perekat dengan campuran resin, air, kanji, dan hardener dengan perbandingan
100:80:50:6
Kata kunci:
PENDAHULUAN
Eceng gondok (Eichhornia crassipes) termasuk tumbuhan air yang
menyebar ke seluruh dunia dan tumbuh pada daerah dengan ketinggian berkisar
antara 0-1600 m di atas permukaan laut, pada iklim tropis dan sub tropis. Eceng
gondok termasuk tumbuhan air yang sangat berguna jika populasinya dapat
dikendalikan. Sebaliknya, eceng gondok juga dapat mengganggu lingkungan dan
aktivitas manusia jika populasinya tidak dapat dikendalikan. Eceng gondok sangat
sulit dikendalikan populasinya karena pertumbuhannya sangat cepat dan daya
tahan hidupnya
tinggi. Pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat
memerlukan penanganan yang serius. Pemberantasan secara mekanik, kimia, dan
biologi di beberapa negara tidak pernah memberikan hasil yang optimal. Bahkan
karena hal ini akan berdampak negatif (Amin dkk, 2002). Indonesia mempunyai
lebih dari satu juta hektar danau alami dan danau buatan. Banyak dari perairan
tersebut yang ditumbuhi eceng gondok sebagai gulma, terutama di Jawa,
PMI-1-10-2
Kalimantan, dan Sumatera. Bahkan Danau Sentani di Irian Jaya sebagian
permukaannya telah tertutup eceng gondok (Tjondronegoro dan Pantjawarni,
1999). Hal ini memerlukan penanganan yang serius agar populasi eceng gondok
dapat dikendalikan.
Meningkatnya jumlah penduduk menyebabkan kebutuhan kayu
meningkat. Kebutuhan kayu untuk industri perkayuan di Indonesia diperkirakan
sebesar 70 juta m3 per tahun dengan kenaikan rata-rata sebesar 14,2% pertahun.
Produksi kayu bulat diperkirakan hanya sebesar 25 juta m3 per tahun, dengan
demikian terjadi defisit sebesar 45 juta m3 (Priyono, 2001 dalam Setyawati,
2004). Hal ini menunjukkan bahwa daya dukung hutan sudah tidak dapat
memenuhi kebutuhan kayu. Keadaan ini diperparah oleh adanya konversi hutan
alam menjadi lahan pertanian, perladangan berpindah, kebakaran hutan, praktek
pemanenan yang tidak efisien dan pengembangan infrastruktur lain yang diikuti
oleh perambahan hutan. Kondisi ini menuntut penggunaan kayu secara efisien dan
bijaksana dan pengembangan produk-produk inovatif bahan lain pengganti kayu.
Salah satu upaya untuk meningkatkan efisiensi penggunaan kayu dapat
dilakukan dengan teknik laminasi. Dengan teknik laminasi, potongan-potongan
kayu atau bahan berligno-selulosa lainnya yang relatif kecil ukurannya dipadukan
untuk memperoleh lembaran papan kayu yang lebih luas sebelum digunakan
sebagai bahan konstruksi. Produk laminasi yang ada antara lain berupa papan
serat, papan partikel, kayu lapis, serta produk-produk perekatan lainnya (Fakhri,
2002).
Kandungan selulosa Cross and Bevan eceng gondok sebesar 64,51% dari
berat total (Joedodibroto, 1983) memungkinkan eceng gondok dapat dipakai
sebagai bahan baku pembuatan papan partikel. Kandungan ekstraktifnya rendah,
yaitu sekitar 6% dari berat total, sehingga tidak mengganggu perekatan.
Pemanfaatan eceng gondok sebagai bahan baku pembuatan papan partikel
merupakan salah satu alternatif manfaat yang memberikan nilai tambah eceng
gondok bagi masyarakat. Dengan bertambahnya cara pemanfaatan eceng gondok
maka populasinya diharapkan dapat dikontrol, sehingga permasalahan yang
timbul sebagaimana yang dipaparkan sebelumnya dapat diatasi.
Tujuan dari penlitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh komposisi
resin dan ukuran partikel terhadap mutu papan berdasarkan standar SII 1983 dan
SNI 1996 pada pembuatan papan partikel dari selulosa Cross and Bevan tangkai
eceng gondok dan menganalisa prospek ekonominya.
Eceng Gondok
Winarno (1993) menyebutkan bahwa dekomposisi kimiawi eceng gondok dari
berat total adalah 36,59 % bahan organik, 21,23% C organik, 0,28% N, 0,0011%
P, dan 0,016% K. Joedodibroto (1983) mengemukakan hasil analisis komponen
kimia eceng gondok yang tidak digiling ternyata mengandung kadar abu 12% dan
setelah digiling menjadi 5,77%. Kandungan zat ekstraktif juga mengalami
penurunan setelah digiling.
Tabel 1. Susunan Kimia Batang Eceng Gondok Dalam Keadaan Kering Tanur.
PMI-1-10-3
No
Analisa
1.
2.
3.
4.
5.
Abu
Silikat
Lignin
Pentosan
Selulosa Cross and Bevan
Eceng gondok
Sebelum digiling
Setelah digiling
(%)
(%)
12,00
5,77
5,56
0,65
7,69
8,93
15,61
18,14
64,51
72,63
Sumber : Joedodibroto, 1983
Papan Partikel
Papan partikel adalah papan komposit yang dibuat dari potongan-potongan kecil
kayu, termasuk serbuk gergaji atau bahan berligno-selulosa lain. Potonganpotongan tersebut direkatkan dengan perekat atau resin sintetis, kemudian ditekan
sehingga membentuk papan dengan disain dan ukuran tertentu (Salomba dan
Purwanto, 1995).
Geometri partikel, jumlah resin, densitas papan, dan proses pembuatan
dapat dimodifikasi untuk menghasilkan produk yang sesuai pemakaian dan
spesifikasi. Pada proses pembuatan, bahan aditif dapat ditambahkan agar papan
partikel mempunyai karakteristik yang lebih stabil, tahan api, tahan kelembaban
dan lebih kuat.
Papan partikel biasanya dibuat dari pohon jarum (konifera). Papan partikel
juga dapat dibuat dari serat selain kayu, misalnya ampas tebu, bambu, dan rami.
Menurut Kolman dan Cote (1975), papan partikel dapat digunakan untuk dinding,
lantai, platform rumah, almari atau perabot lainnya yang menggunakan papan
lebar.
Gambar 2.3. Papan Partikel
METODE PENELITIAN
Variabel Penelitian
Variabel Bebas terdiri dari
PMI-1-10-4
•
Komposisi resin : 20 % (a1), 30 % (a2), 40 % (a3) berat partikel
Ukuran partikel : > 20 mesh (b1) dan < 20 mesh (b2)
Variabel yang ditetapkan terdiri dari
¾ Komposisi bahan perekat : resin, air, kanji, dan hardener
dengan perbandingan 100:80:50:6
¾ Tekanan Kempa
: 60 kg/cm2
¾ Suhu pengovenan papan
: 110 oC
•
Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan adalah alat press hidrolik, cetakan, oven,
blender, dan ayakan berukuran 20 mesh. Bahan baku adalah eceng gondok yang
diperoleh dari sungai di daerah Gunung Sari, Surabaya. Bahan perekat yang
digunakan berupa resin urea formaldehid, diperoleh dari Intan Wijaya Chemical
Industries, Tangerang dengan merk dagang UFP 1001. Hardener menggunakan
ammonium sulfat, dan bahan pengisi menggunakan tepung kanji.
Prosedur Penelitian
Persiapan Bahan baku
Persiapan penelitian dimulai dengan mengeringkan batang batang eceng gondok,
memotongnya sepanjang 1 cm kemudian menggilingnya. Setelah itu dilakukan
pemisahan partikel yang berukuran lebih dari 20 mesh dankurang dari 20 mesh.
Selanjutnya mengoven partikel eceng gondok tersebut pada suhu 105 oC hingga
kadar airnya 2-8%. Tahap akhir dari persiapan bahan ini adalah mempersiapkan
perekat dengan campuran resin, air, kanji, dan hardener dengan perbandingan
100:80:50:6
Pembuatan Papan partikel
Pembuatan papan partikel dimulai dengan mencampur partikel eceng gondok
dengan perekat, sesuai variabel komposisi resin. Campuran yang telah dimasukan
ke dalam cetakan yang telah diolesi mirror glaze, dikempa dengan tekanan 60
kg/cm2 selama 30 menit. Memasukkan campuran ke dalam oven yang bersuhu
110oC selama 30 menit. Mendinginkan dan melepaskan papan partikel dari
cetakan.
Pengujian Papan Partikel
Pada pengujian papan, papan diuji kekuatan lentur, Kerapatan, dan uji tahan
kelembaban papan partikel berdasarkan standar SII 1983 dan SNI 1996.
HASIL DAN PMBAHASAN
Hasil Penelitian
Dari penelitian ini dihasilkan papan uji berbentuk silinder dan papan
berukuran 28 x 8 x 2,5 cm. Papan berbentuk silider digunakan untuk pengujian
PMI-1-10-5
kerapatan papan dan pengembangan volume papan dalam air sedangkan papan
berukuran 28 x 8 x 2,5 digunakan untuk pengujian kekuatan lentur.
Tabel 3.1. Hasil Pengujian
b1 ( > 20 mesh )
Memenuhi
standar
Ya
a1
20%
Resin
a2
30%
Resin
a3
40%
Resin
-kekuatan lentur = 75.6
kg/cm2
-kerapatan = 0,768 g/ml
-pengembangan volume 2
jam = 16,90 %
-pengembangan volume
24 jam = 22,69 %
-kekuatan lentur = 105,84
kg/cm2
-kerapatan = 0,802 g/ml
-pengembangan volume 2
jam = 10,36 %
-pengembangan volume
24 jam = 12,37 %
-kekuatan lentur = 158,76
kg/cm2
-kerapatan = 0,873 g/ml
-pengembangan volume 2
jam = 3,94 %
-pengembangan volume
24 jam = 7,41 %
b2 ( 20 mesh
20 mesh
20 mesh
15.00
20 mesh
20
SELULOSA CROSS AND BEVAN TANGKAI ECENG GONDOK
SEBAGAI BAHAN BAKU PAPAN PARTIKEL
Willy Saputra, Dedy Dwi Prasetyo
Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya
ABSTRAK
Eceng gondok termasuk tumbuhan air yang sangat berguna jika populasinya
dapat dikendalikan. Sebaliknya, eceng gondok juga dapat mengganggu
lingkungan dan aktivitas manusia jika populasinya tidak dapat dikendalikan.
Pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat memerlukan penanganan yang
serius. Kandungan selulosa Cross and Bevan eceng gondok sebesar 64,51% dari
berat total (Joedodibroto, 1983) memungkinkan eceng gondok dapat dipakai
sebagai bahan baku pembuatan papan partikel. Pemanfaatan eceng gondok
sebagai bahan baku pembuatan papan partikel merupakan salah satu alternatif
manfaat yang memberikan nilai tambah eceng gondok bagi masyarakat. Dengan
bertambahnya cara pemanfaatan eceng gondok maka populasinya diharapkan
dapat dikontrol, sehingga permasalahan yang timbul sebagaimana yang
dipaparkan sebelumnya dapat diatasi. Penlitian ini bertujuan untuk mengetahui
pengaruh komposisi resin dan ukuran partikel terhadap mutu papan berdasarkan
standar SII 1983 dan SNI 1996 pada pembuatan papan partikel dari selulosa
Cross and Bevan tangkai eceng gondok dan menganalisa prospek ekonominya.
Persiapan penelitian dimulai dengan mengeringkan batang batang eceng gondok,
memotongnya sepanjang 1 cm kemudian menggilingnya. Setelah itu dilakukan
pemisahan partikel yang berukuran lebih dari 20 mesh dankurang dari 20 mesh.
Selanjutnya mengoven partikel eceng gondok tersebut pada suhu 105 oC hingga
kadar airnya 2-8%. Tahap akhir dari persiapan bahan ini adalah mempersiapkan
perekat dengan campuran resin, air, kanji, dan hardener dengan perbandingan
100:80:50:6
Kata kunci:
PENDAHULUAN
Eceng gondok (Eichhornia crassipes) termasuk tumbuhan air yang
menyebar ke seluruh dunia dan tumbuh pada daerah dengan ketinggian berkisar
antara 0-1600 m di atas permukaan laut, pada iklim tropis dan sub tropis. Eceng
gondok termasuk tumbuhan air yang sangat berguna jika populasinya dapat
dikendalikan. Sebaliknya, eceng gondok juga dapat mengganggu lingkungan dan
aktivitas manusia jika populasinya tidak dapat dikendalikan. Eceng gondok sangat
sulit dikendalikan populasinya karena pertumbuhannya sangat cepat dan daya
tahan hidupnya
tinggi. Pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat
memerlukan penanganan yang serius. Pemberantasan secara mekanik, kimia, dan
biologi di beberapa negara tidak pernah memberikan hasil yang optimal. Bahkan
karena hal ini akan berdampak negatif (Amin dkk, 2002). Indonesia mempunyai
lebih dari satu juta hektar danau alami dan danau buatan. Banyak dari perairan
tersebut yang ditumbuhi eceng gondok sebagai gulma, terutama di Jawa,
PMI-1-10-2
Kalimantan, dan Sumatera. Bahkan Danau Sentani di Irian Jaya sebagian
permukaannya telah tertutup eceng gondok (Tjondronegoro dan Pantjawarni,
1999). Hal ini memerlukan penanganan yang serius agar populasi eceng gondok
dapat dikendalikan.
Meningkatnya jumlah penduduk menyebabkan kebutuhan kayu
meningkat. Kebutuhan kayu untuk industri perkayuan di Indonesia diperkirakan
sebesar 70 juta m3 per tahun dengan kenaikan rata-rata sebesar 14,2% pertahun.
Produksi kayu bulat diperkirakan hanya sebesar 25 juta m3 per tahun, dengan
demikian terjadi defisit sebesar 45 juta m3 (Priyono, 2001 dalam Setyawati,
2004). Hal ini menunjukkan bahwa daya dukung hutan sudah tidak dapat
memenuhi kebutuhan kayu. Keadaan ini diperparah oleh adanya konversi hutan
alam menjadi lahan pertanian, perladangan berpindah, kebakaran hutan, praktek
pemanenan yang tidak efisien dan pengembangan infrastruktur lain yang diikuti
oleh perambahan hutan. Kondisi ini menuntut penggunaan kayu secara efisien dan
bijaksana dan pengembangan produk-produk inovatif bahan lain pengganti kayu.
Salah satu upaya untuk meningkatkan efisiensi penggunaan kayu dapat
dilakukan dengan teknik laminasi. Dengan teknik laminasi, potongan-potongan
kayu atau bahan berligno-selulosa lainnya yang relatif kecil ukurannya dipadukan
untuk memperoleh lembaran papan kayu yang lebih luas sebelum digunakan
sebagai bahan konstruksi. Produk laminasi yang ada antara lain berupa papan
serat, papan partikel, kayu lapis, serta produk-produk perekatan lainnya (Fakhri,
2002).
Kandungan selulosa Cross and Bevan eceng gondok sebesar 64,51% dari
berat total (Joedodibroto, 1983) memungkinkan eceng gondok dapat dipakai
sebagai bahan baku pembuatan papan partikel. Kandungan ekstraktifnya rendah,
yaitu sekitar 6% dari berat total, sehingga tidak mengganggu perekatan.
Pemanfaatan eceng gondok sebagai bahan baku pembuatan papan partikel
merupakan salah satu alternatif manfaat yang memberikan nilai tambah eceng
gondok bagi masyarakat. Dengan bertambahnya cara pemanfaatan eceng gondok
maka populasinya diharapkan dapat dikontrol, sehingga permasalahan yang
timbul sebagaimana yang dipaparkan sebelumnya dapat diatasi.
Tujuan dari penlitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh komposisi
resin dan ukuran partikel terhadap mutu papan berdasarkan standar SII 1983 dan
SNI 1996 pada pembuatan papan partikel dari selulosa Cross and Bevan tangkai
eceng gondok dan menganalisa prospek ekonominya.
Eceng Gondok
Winarno (1993) menyebutkan bahwa dekomposisi kimiawi eceng gondok dari
berat total adalah 36,59 % bahan organik, 21,23% C organik, 0,28% N, 0,0011%
P, dan 0,016% K. Joedodibroto (1983) mengemukakan hasil analisis komponen
kimia eceng gondok yang tidak digiling ternyata mengandung kadar abu 12% dan
setelah digiling menjadi 5,77%. Kandungan zat ekstraktif juga mengalami
penurunan setelah digiling.
Tabel 1. Susunan Kimia Batang Eceng Gondok Dalam Keadaan Kering Tanur.
PMI-1-10-3
No
Analisa
1.
2.
3.
4.
5.
Abu
Silikat
Lignin
Pentosan
Selulosa Cross and Bevan
Eceng gondok
Sebelum digiling
Setelah digiling
(%)
(%)
12,00
5,77
5,56
0,65
7,69
8,93
15,61
18,14
64,51
72,63
Sumber : Joedodibroto, 1983
Papan Partikel
Papan partikel adalah papan komposit yang dibuat dari potongan-potongan kecil
kayu, termasuk serbuk gergaji atau bahan berligno-selulosa lain. Potonganpotongan tersebut direkatkan dengan perekat atau resin sintetis, kemudian ditekan
sehingga membentuk papan dengan disain dan ukuran tertentu (Salomba dan
Purwanto, 1995).
Geometri partikel, jumlah resin, densitas papan, dan proses pembuatan
dapat dimodifikasi untuk menghasilkan produk yang sesuai pemakaian dan
spesifikasi. Pada proses pembuatan, bahan aditif dapat ditambahkan agar papan
partikel mempunyai karakteristik yang lebih stabil, tahan api, tahan kelembaban
dan lebih kuat.
Papan partikel biasanya dibuat dari pohon jarum (konifera). Papan partikel
juga dapat dibuat dari serat selain kayu, misalnya ampas tebu, bambu, dan rami.
Menurut Kolman dan Cote (1975), papan partikel dapat digunakan untuk dinding,
lantai, platform rumah, almari atau perabot lainnya yang menggunakan papan
lebar.
Gambar 2.3. Papan Partikel
METODE PENELITIAN
Variabel Penelitian
Variabel Bebas terdiri dari
PMI-1-10-4
•
Komposisi resin : 20 % (a1), 30 % (a2), 40 % (a3) berat partikel
Ukuran partikel : > 20 mesh (b1) dan < 20 mesh (b2)
Variabel yang ditetapkan terdiri dari
¾ Komposisi bahan perekat : resin, air, kanji, dan hardener
dengan perbandingan 100:80:50:6
¾ Tekanan Kempa
: 60 kg/cm2
¾ Suhu pengovenan papan
: 110 oC
•
Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan adalah alat press hidrolik, cetakan, oven,
blender, dan ayakan berukuran 20 mesh. Bahan baku adalah eceng gondok yang
diperoleh dari sungai di daerah Gunung Sari, Surabaya. Bahan perekat yang
digunakan berupa resin urea formaldehid, diperoleh dari Intan Wijaya Chemical
Industries, Tangerang dengan merk dagang UFP 1001. Hardener menggunakan
ammonium sulfat, dan bahan pengisi menggunakan tepung kanji.
Prosedur Penelitian
Persiapan Bahan baku
Persiapan penelitian dimulai dengan mengeringkan batang batang eceng gondok,
memotongnya sepanjang 1 cm kemudian menggilingnya. Setelah itu dilakukan
pemisahan partikel yang berukuran lebih dari 20 mesh dankurang dari 20 mesh.
Selanjutnya mengoven partikel eceng gondok tersebut pada suhu 105 oC hingga
kadar airnya 2-8%. Tahap akhir dari persiapan bahan ini adalah mempersiapkan
perekat dengan campuran resin, air, kanji, dan hardener dengan perbandingan
100:80:50:6
Pembuatan Papan partikel
Pembuatan papan partikel dimulai dengan mencampur partikel eceng gondok
dengan perekat, sesuai variabel komposisi resin. Campuran yang telah dimasukan
ke dalam cetakan yang telah diolesi mirror glaze, dikempa dengan tekanan 60
kg/cm2 selama 30 menit. Memasukkan campuran ke dalam oven yang bersuhu
110oC selama 30 menit. Mendinginkan dan melepaskan papan partikel dari
cetakan.
Pengujian Papan Partikel
Pada pengujian papan, papan diuji kekuatan lentur, Kerapatan, dan uji tahan
kelembaban papan partikel berdasarkan standar SII 1983 dan SNI 1996.
HASIL DAN PMBAHASAN
Hasil Penelitian
Dari penelitian ini dihasilkan papan uji berbentuk silinder dan papan
berukuran 28 x 8 x 2,5 cm. Papan berbentuk silider digunakan untuk pengujian
PMI-1-10-5
kerapatan papan dan pengembangan volume papan dalam air sedangkan papan
berukuran 28 x 8 x 2,5 digunakan untuk pengujian kekuatan lentur.
Tabel 3.1. Hasil Pengujian
b1 ( > 20 mesh )
Memenuhi
standar
Ya
a1
20%
Resin
a2
30%
Resin
a3
40%
Resin
-kekuatan lentur = 75.6
kg/cm2
-kerapatan = 0,768 g/ml
-pengembangan volume 2
jam = 16,90 %
-pengembangan volume
24 jam = 22,69 %
-kekuatan lentur = 105,84
kg/cm2
-kerapatan = 0,802 g/ml
-pengembangan volume 2
jam = 10,36 %
-pengembangan volume
24 jam = 12,37 %
-kekuatan lentur = 158,76
kg/cm2
-kerapatan = 0,873 g/ml
-pengembangan volume 2
jam = 3,94 %
-pengembangan volume
24 jam = 7,41 %
b2 ( 20 mesh
20 mesh
20 mesh
15.00
20 mesh
20