Pengaruh Perendaman Serutan Kayu Durian (Durio zibethinus) Dalam Larutan Asam Asetat dan Acetic Anhydride Terhadap Kualitas Papan Partikel

3

TINJAUAN PUSTAKA

Limbah Penggergajian
Secara umum yang disebut limbah adalah bahan sisa yang dihasilkan dari
suatu proses atau kegiatan, baik pada skala industri, pertambangan, rumah tangga,
dan sebagainya(Suharto, 2011). Berdasarkan wujudnya limbah di kelompokkan
menjadi tiga, yaitu a) limbah padat, merupakan jenis limbah yang berwujud padat,
seperti potongan kayu, sobekan kertas, kaca, plastik, logam,dan lain-lain; b)
limbah cair, merupakan jenis limbah yang berwujud cair, seperti sisa dari bahan
dari industri tekstil, sisa zat kimia dari pabrik, air dari industri pengolahan
makanan, rembesan AC,dan lain-lain; dan c) limbah gas, merupakan jenis limbah
yang berbentuk gas, seperti karbon dioksida (CO2), karbon monoksida (CO), HCl,
NO2, SO2, dan lain-lain (Yulipriyanto, 2010).
Limbah industri penggergajian kayu adalah sisa atau bagian kayu yang
dianggap tidak bernilai ekonomis lagi dalam suatu proses tertentu, tetapi mungkin
masih dapat dimanfaatkan pada proses yang berbeda. Seperti limbah-limbah pada
kegiatan penebangan, kulit kayu, serbuk gergaji, sebetan-sebetan kayu, sisa-sisa
potongan kayu, cacat-cacat pengeringan dan sebagainya (Wahyudi, 2013).
Menurut Purwanto et al, (1994) dalam Nuryawat et al, (2009) komposisi limbah

kayu pada industri penggergajian meliputi serbuk gergaji (10,6%), sabetan
(25,9%) dan potongan kecil (14,3%) dengan total limbah sebesar (50,8%) dari
jumlah bahan baku yang digunakan.
Menurut Wahyudi (2013)khusus di Indonesia jenis-jenis limbah yang
dihasilkan oleh industri penggergajian atau pengolahan kayu secara umum dapat
dikelompokkan menjadi :

Universitas Sumatera Utara

4

a) Kulit (bark) adalah limbah yang dihasilkan pada saat pengupasan kayu log,
sebelum memasuki mesin penggergaji utama (breakdown saw).
b) Sebetan (offcut/slab) adalah limbah yang dihasilkan dari proses pelurusan
(aligment) mesin gergaji utama dan gergaji ulang (resaw) untuk mendapatkan
ukuran sortimen yang dihasilkan. Limbah sebetan banyak dihasilkan dari
proses pembelahan dan pemotongan samping.
c) Serbuk (sawdust) adalah limbah yang dihasilkan dari bekas sayatan (kerf)
bilah gergaji, baik pada pembelahan dan pemotongan ujung dan samping.
d) Tatal kayu (shaving)adalah jenis limbah yang dihasilkan dari proses

penghalusan permukaan kayu gergajian.
e) Potongan ujung (cross cut) adalah limbah dari sisa-sisa pemotongan ujung
sortimen kayu gergajian.
Papan Partikel
Papan partikel merupakan istilah umum untuk panel yang dibuat dari
bahan berlignoselulosa (biasanya kayu), terutama dalam bentuk partikel atau
serpihan, yang membedakan dengan serat, yang digabung dengan perekat sintetik
atau perekat lain yang sesuai dan diikat bersama dalam panas dan tekanan pada
hot press dimana ikatan antar partikel diciptakan dengan penambahan perekat, dan
bahan lain yang mungkin ditambahkan selama proses pembutan untuk
memperbaiki sifat-sifat yang diinginkan (Maloney,1993).
Haygreen

dan

Bowyer

(1996),

menyatakan

bahwa

papan

partikelmerupakan produk panil yang dihasilkan dengan memanfaatkan partikelpartikelkayu dan sekaligus mengikatnya dengan suatu perekat. Tipe-tipe papan
partikelyang jumlahnya cukup banyak sangat berbeda dalam hal ukuran dan

Universitas Sumatera Utara

5

bentukpartikel,

jumlah

perekat

yang

digunakan,

dan

kerapatan

panil

yangdihasilkan. Sifat-sifat dan kegunaan potensial papan berbeda dengan peubahpeubah ini.
Berdasarkan kerapatannya, (Maloney, 1993) membagi papan partikel ke
dalam tiga golongan yaitu :
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.
Haygreen dan Bowyer (1996), menyatakan bahwa sifat bahan baku
kayusangat berpengaruh terhadap sifat papan partikelnya. Sifat kayu tersebut
antaralain jenis dan kerapatan kayu, bentuk dan ukuran bahan baku kayu,

penggunaankulit kayu, tipe, ukuran dan geometri partikel kayu, kadar air kayu,
dankandungan

ekstraktifnya.Kerapatan,

kadar

perekat,

geometri

partikel

merupakan ciri utama yang menentukan sifat MOE yang dihasilkan.MOR atau
keteguhan patah ditentukan dari beban maksimum yang mampu ditahan bahan per
satuan luas sampai bahan tersebut patah.
Serutan kayu dapat dimanfaatkan dan dikonversi menjadi papanpartikel
karena

memenuhi

persyaratan

sebagai

bahan

baku

papan

partikel.

Persyaratanpenting bahan baku untuk dapat digunakan dalam pembuatan papan
partikel adalah lebihdisukai jenis pohon berkerapatan rendah sampai sedang
karena semakin mudah dikempa,kontak antara permukaan partikel semakin

Universitas Sumatera Utara

6

sempurna dan panel yang dibentuk semakin padat,sehingga kekuatannya semakin
baik (Haygreen dan Bowyer, 1996).
Menurut

Maloney

(1993),

dibandingkan

dengan

kayu

asalnya

papanpartikel mempunyai beberapa kelebihan seperti:
a) Papan partikel bebas dari mata kayu, pecah dan retak.
b) Ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

c) Tebal dan kerapatannya seragam serta mudah dikerjakan.
d) Mempunyai sifat isotropis.
e) Sifat dan kualitasnya dapat diatur.
Persyaratan sifat fisis dan mekanis papan partikel yang harus dipenuhi
menurut Japanese Industrial Standard A 5908 : 2003 disajikan pada Tabel.1
Tabel 1 Standar Nilai JIS A 5908:2003 Papan Partikel
No

Parameter sifat fisis dan mekanis

Standar

1.

Kerapatan (g/cm³)

0,4 – 0,9

2.

Kadar air (%)

3.

Daya serap air (%)

4.

Pengembangan tebal (%)

Maks 12

5.

Modulus of Rupture (MOR) (kg/cm²)

Min 82

6.

Modulus of Elasticity(MOE) (kg/cm²)

Min 20400

7.

Internal Bond (kg/cm²)

5 – 13
-

Min 1.5

Perlakuan perendaman
Perlakuan pendahuluan merupakan suatu usaha untuk memperbaiki sifat
papan partikel melalui pemberian perlakuan tertentu sebelum diberi perlakuan
lebih lanjut. Perlakuan pendahuluan menyebabkan sifat papan partikel kayunya
berubah, misalnya keasamannya berubah, zat ekstraktifnya berkurang, atau
partikel kayunya lebih stabil terhadap pengaruh air. Dengan adanya perubahan

Universitas Sumatera Utara

7

sifat partikel kayu tersebut, maka papan partikel yang dihasilkan memiliki sifatsifat tertentu yang lebih baik (Hadi, 1991).
Perlakuan perendamaan partikel bambu dengan perlakuan asam asetat
menghasilkan papan berkadar air lebih rendah dibandingkan dengan papan tanpa
perlakuan perendaman. Perendaman partikel dalam asam asetat menyebabkan
sebagian

zat

ekstraktif

terlarut

serta

mendegradasi

polisakarida

amorf

(hemiselulosa) dan pati. Hal ini menyebabkan sifat higroskopis bambu menurun
karena hemiselulosa dan pati merupakan polihidroksi. Penurunan sifat higroskopis
menyebabkan kapasitas pengikatan air rendah sehingga kadar air menurun
(Endriadila, 2014).
Perendaman asam asetat melarutkan zat ekstraktif dalam bambu terutama
pati yang bersifat polihidroksi atau bersifat higroskopis. Akibat kehilangan zat
ekstraktif tersebut maka sifat higroskopis papan rendah, sehingga PT juga menjadi
rendah. Selain itu, kelarutan zat ekstraktif menyebabakan perekat lebih mudah
masuk kedalam rongga partikel sehingga papan yang dihasilkan lebih padat
Semakin tinggi konsentrasi larutan asam untuk perendaman partikel, PT papan
partikel semakin menurun. Hal ini sejalan dengan nilai DSA papan. Daya serap air
yang rendah menyebabkan lebih sedikitnya pengembangan tebal papan partikel.
Pengembangan tebal ada hubungannya dengan absorbsi air, karena semakin
banyak air yang diserap dan memasuki struktur serat maka semakin besar
perubahan dimensi yang dihasilkan(Murtianah, 2014).
Asam asetat (C2H4O2)

Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana,
setelah asam format. Larutan asam asetat dalam air merupakan sebuah asam

Universitas Sumatera Utara

8

lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H+ dan CH3COO-. Asam
asetat merupakan pereaksi kimia dan bahan baku industri yang penting. Asam
asetat murni (asam asetat glasial) adalah cairan higroskopis tak berwarna dan
memiliki titik beku 16.7°C.Asam asetat digunakan dalam produksi polimer seperti
polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam
asetat dan kain(Endriadila, 2014).
Atom hidrogen (H) pada gugus karboksil (−COOH) dalam asam
karboksilat seperti asam asetat dapat dilepaskan sebagai ion H+(proton), sehingga
memberikan sifat asam. Asam asetat adalah asam lemah monoprotik dengan nilai
pKa=4.8. Basa konjugasinya adalah asetat (CH3COO−). Sebuah larutan 1.0 M
asam asetat (kira-kira sama dengan konsentrasi pada cuka rumah) memiliki pH
sekitar 2.4 . Berikut akan ini adalah gambar dari reaksi asam asetat;

Gambar 1. Reaksi kimia asam asetat
(Murtianah, 2014).
Acetic anhydride(CH3CO)2O
Acetic anhydride(CH3CO)2O) merupakan larutan aktif, tidak berwarna,
serta memiliki bau yang tajam. Acetic anhydride merupakan suatu senyawa yang
memiliki kegunaan yang sangat bervariasi. Acetic anhydride digunakan dalam
pembuatan cellulose asetate, serat asetat, obat-obatan, aspirin, dan berperan
sebagai pelarut dalam penyiapan senyawa organik (Kurniawan, 2007).

Universitas Sumatera Utara

9

Senyawa ini tidak berwarna, dan berbau cuka karena reaksinya dengan
kelembapan di udara membentuk asam asetat. Penggunaan acetic anhydride pada
pembuatan hardboard dari sludge berfungsi untuk memekarkan selulosa sludge,
sehingga serat sludge lebih mudah dibentuk dan disatukan. Pemekaran selulosa
sludge juga dapat mendorong terjadinya ikatan antar serat-serat sludge
(Sanjaya, 2001).
Acetic anhydridedapat meningkatkan ketahanan terhadap jamur, serangga,
degradasi ultraviolet, stabilitas pada kondisi panas, stabilitas dimensi, kekakuan,
kekerasan, kesesuaian dengan bahan lain, dan penyerapan kelembaban. Proses
terjadinya asetilisasi pada serat kayu dapat dilihat pada reaksi di bawah ini:
Wood-OH
+ CH3C(=O)-O-C(=O)-CH3
→ Wood-O-C(=O)-CH3
+ CH3C(=O)Wood-OH
+ CH3C(=O)-O-C(=O)-CH3
→ Wood-O-C(=O)-CH3
+
OH
Gambar 2. Proses terjadinya asetilasi pada serat kayu
(Rowell, 1996).
Pengaruh buruk dari acetic anhydrideadalah dapat menyebabkan iritasi.
Acetic anhydridebersifat korosif dan mengiritasi mata, kulit, pernafasan sehingga
penggunaan acetic anhydridesangat dianjurkan untuk di tempat-tempat tertentu
yang jauh dari jangkauan. Proses pembuatan asetat selulosa, satu grup asetil dari
setiap molekul acetic anhydridebereaksi dengan selulosa dan grup asetil lainnya
diubah menjadi asam asetat yang dapat didaur kembali untuk menghasilkan lebih
banyak acetic anhydrideatau digunakan untuk menghasilkan asam asetat lainnya
(Sanjaya, 2001).

Universitas Sumatera Utara

10

Stabilitas dimensi
Sebagai salah satu produk komposit, papan partikel mempunyai
kelemahan stabilitas dimensi yang rendah. Pengembangan tebal papan partikel
sekitar 10-25% dari kondisi kering ke basah melebihi pengembangan kayu
utuhnya serta pengembangan liniernya sampai 0,35%. Pengembangan panjang
dan tebal papan partikel ini sangat besar berpengaruh pada pemakaian terutama
bila digunakan sebagai bahan bangunanan (Haygreen dan Bowyer, 1996).
Penambahan partikel kayu mangium pada proses pembuatan papan
partikel dari KBJ dapat memperbaiki kualitas papan partikel yang dihasilkan
terutama nilai MOE dan MOR papan. Semakin besar proporsi penambahan
partikel kayu menyebabkan peningkatan nilai MOE dan MOR papan yang
dihasilkan. Perlakuan perendaman partikel kayu mangium dalam larutan asam
asetat 1% menyebabkan penurunan sifat mekanis papan yang dihasilkan bila
dibandingkan dengan tanpa perendaman (Iswanto et al, 2012).
Perekat Urea Formaldehida (UF)

Perekat urea formaldehida merupakan hasil reaksi antara urea dan
formaldehida. Perekat ini dijual dalam bentuk cairan atau tepung yang berwarna
jernih sampai putih. Pengempaan dapat dilakukan secara dingin atau panas
(110-1200C). Untuk urea formaldehida yang berbentuk tepung perlu dilarutkan
dalam air dan di dalam campuran perekat biasanya diberikan bahan-bahan
tambahan atau ekstender. Pada saat ini perekat urea formaldehida paling umum
digunakan dalam proses perekatan baik dalam pembuatan kayu lapis (plywood),
maupun dalam pembutan papan partikel (Sutigno, 1992).

Universitas Sumatera Utara

11

Jenis urea formaldehyde (UF) dapat dikerjakan untuk proses perekatan
panas (±1000C ) atau dingin (±300C) . Proses panas lebih umum digunakan pada
pemakian non structural seperti industri kayu lapis, proses dingin lebih sesuai
untuk keperluan structural mengingat ketebalan atau dimensi elemen yang
direkatan. Penggunaan perekat jenis ini perlu control keasaman dan harus
ditambahkan bahan pengisi (filler) agar mengisi pori bahan yang direkat namun
ketebalan garis perekatan harus dikontrol untuk tidak lebih dari 0,1 mm agar
terhindar retak. Perekat UF juga mempunyai kelemahan terhadap air, suhu dan
kelemahan ekstrim sehingga lebih cocok digunakan untuk struktur terlindung,
(Prayitno, 1996).
Kelemahan utamanya adalah mudah terhidrolisis sehingga terjadi
kerusakan pada ikatan hidrogennya oleh kelembaban atau basa serta asam kuat
khususnya pada suhu sedang sampai tinggi. Kelebihannya adalah sifat ketahanan
yang baik terhadap air dingin, cukup tahan terhadap air panas tapi tidak tahan
terhadap air mendidih (Pizzi, 1983).

Universitas Sumatera Utara