Ahmad Firman Alghiffari_E2008

PENGARUH KADAR RESIN PEREKAT UREA FORMALDEHIDA TERHADAP SIFAT-SIFAT

PAPAN PARTIKEL DARI AMPAS TEBU

AHMAD FIRMAN ALGHIFFARI

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2008

PENGARUH KADAR RESIN PEREKAT UREA FORMALDEHIDA TERHADAP SIFAT-SIFAT

PAPAN PARTIKEL DARI AMPAS TEBU

AHMAD FIRMAN ALGHIFFARI E24103045

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Kehutanan

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2008

RINGKASAN

AHMAD FIRMAN ALGHIFFARI. Pengaruh Kadar Resin Perekat Urea Formaldehida terhadap Sifat-Sifat Papan Partikel dari Ampas Tebu. Dibimbing oleh BEDYAMAN TAMBUNAN dan M. I. ISKANDAR

Ampas tebu atau yang umum disebut bagasse diperoleh dari sisa pengolahan tebu (Saccharum officinarum) pada industri gula pasir. Berdasarkan komposisi kimianya, ampas tebu merupakan bahan berlignoselulosa yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku alternatif pengganti kayu dalam pembuatan papan partikel. Perekat merupakan salah satu faktor yang berperan penting dalam pembuatan papan partikel karena tipe dan sifat-sifat papan partikel yang dihasilkan sangat ditentukan oleh jenis dan komposisi perekat yang digunakan. Perekat yang paling banyak digunakan dalam pembuatan papan partikel adalah Urea Formaldehida (UF). Walker (2006) menerangkan bahwa perekat menduduki porsi terbesar dalam biaya pembuatan papan partikel, yaitu 30-34 % dari total biaya yang dikeluarkan. Oleh karena itu, kadar resin suatu perekat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel harus efisien akan tetapi sifat-sifat papan partikel yang dihasilkan terjamin kualitasnya.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kadar resin perekat UF terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel ampas tebu serta menentukan kadar resin yang optimal guna menghasilkan papan partikel yang memenuhi standar JIS A 5908-2003. Sifat fisis yang diuji meliputi kadar air, kerapatan, daya serap air, dan pengembangan tebal sedangkan sifat mekanis meliputi keteguhan lentur (MOE), keteguhan patah (MOR), keteguhan rekat (IB), dan kuat pegang sekrup.

Bahan baku yang digunakan adalah ampas tebu, sedangkan kadar resin perekat UF terdiri dari beberapa konsentrasi, yaitu: 6 %, 8 %, 10 %, 12 %, dan 14 %. Bahan tambahan yang digunakan terhadap perekat adalah emulsi parafin dengan konsentrasi sebesar 1 %. Tipe papan partikel yang dibuat adalah satu lapis (single layer particleboard). Kerapatan papan yang ditargetkan adalah 0,6 g/cm3 dengan ukuran papan 30 cm x 30 cm x 0,9 cm. Tekanan kempa yang digunakan sebesar 35 kg/cm2 dengan suhu 140 oC selama 10 menit. Analisis data yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL). Perlakuan terdiri dari 5 taraf dengan ulangan sebanyak 3 sehingga jumlah total percobaan adalah 15. Untuk mengetahui pengaruh dari perlakuan yang diberikan terhadap respon yang diuji, dilakukan analisis ragam (Analysis of Variance). Untuk mengetahui perlakuan yang berbeda nyata, dilakukan uji lanjut dengan uji wilayah berganda Duncan. Pengolahan data penelitian dilakukan dengan menggunakan software SAS versi 6.12.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa peningkatan kadar resin perekat UF cenderung meningkatkan sifat fisis dan mekanis papan partikel ampas tebu. Semakin tinggi kadar resin perekat UF maka nilai kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal semakin menurun, sedangkan nilai MOE, MOR, IB, dan kuat pegang sekrup semakin meningkat. Khusus untuk kerapatan, nilainya tidak dipengaruhi oleh peningkatan kadar resin perekat UF. Berdasarkan pengujian sifat-sifat papan partikel ampas tebu menurut standar JIS A 5908-2003, diketahui bahwa kadar resin perekat UF 12 % merupakan kadar resin yang optimal karena

sebagian besar sifat-sifat papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi standar tersebut. Nilai sifat-sifat papan partikel ampas tebu pada kadar resin perekat UF 12 % antara lain adalah: kerapatan sebesar 0,59 g/cm3; kadar air sebesar 6,16 %; MOR sebesar 131,21 kg/cm2; IB sebesar 2,50 kg/cm2; dan kuat pegang sekrup sebesar 39,87 kg.

Saran yang diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah perlu adanya penambahan waktu kempa agar sifat pengembangan tebal dan MOE dapat memenuhi standar JIS A 5908-2003, serta kerapatan papan yang dihasilkan dapat memenuhi target yang diharapkan.

Kata kunci: papan partikel, ampas tebu, kadar resin perekat UF.

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Kadar

Resin Perekat Urea Formaldehida terhadap Sifat-Sifat Papan Partikel dari

Ampas Tebu adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan

dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada

perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau

dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah

disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir

skripsi ini.

Bogor, April 2008

Ahmad Firman Alghiffari NRP E24103045

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Skripsi : Pengaruh Kadar Resin Perekat Urea Formaldehida terhadap Sifat-Sifat Papan Partikel dari Ampas Tebu

Nama : Ahmad Firman Alghiffari

NIM : E24103045

Menyetujui: Komisi Pembimbing

Ketua, Anggota,

Ir. Bedyaman Tambunan Ir. M. I. Iskandar, MM NIP. 130 350 067 NIP. 080 052 270

Mengetahui: Dekan Fakultas Kehutanan IPB,

Dr. Ir. Hendrayanto, M.Agr NIP. 131 578 788

Tanggal Lulus:

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala

nikmat, karunia, dan kuasa-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Dengan dukungan dari berbagai pihak, penulis akhirnya dapat menyelesaikan

skripsi yang berjudul Pengaruh Kadar Resin Perekat Urea Formaldehida

terhadap Sifat-Sifat Papan Partikel dari Ampas Tebu. Penyusunan skripsi

dilakukan atas dasar penelitian yang dilakukan selama 3 bulan yaitu dari bulan

Oktober 2007 hingga Desember 2007 di Laboratorium Produk Majemuk, Pusat

Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Departemen Kehutanan, Bogor.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Bedyaman Tambunan dan Ir. M. I. Iskandar, MM selaku dosen

pembimbing yang telah memberikan arahan dan bimbingan dalam penulisan

skripsi ini.

2. Bapak Dr. Ir. Endes Nurfilmarasa Dahlan, MS selaku dosen penguji dari

Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ibu Ir. Emi Karminarsih, MS

selaku dosen penguji dari Departemen Manajemen Hutan yang telah

memberikan masukan dan arahan kepada penulis.

3. PT. Paparti Pertama yang telah memberikan bantuan dalam pengadaan bahan

baku penelitian.

4. Bapak Ujang dan Kiki di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan

(Puslitbang), Bogor yang telah memberikan bantuan selama penelitian.

5. Keluarga tercinta (Ibu, bapak, dan adik) yang telah memberikan kasih sayang,

semangat dan doa kepada penulis.

6. Rekan-rekan sebimbingan (Safrika, Fardianto, dan Muhammad), kerabat

oto-oto (Adha, Sukma, Kurniawan, Syahbadan, dan Lukman), rekan-rekan

THH 40, dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

Akhir kata, semoga skripsi ini dapat memberikan ilmu pengetahuan yang

bermanfaat bagi kita semua.

Bogor, April 2008

Penulis

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kendal pada tanggal 20 Juli 1985, merupakan anak

pertama dari tiga bersaudara pasangan Mohamad Dukran dan Sri Udaningsih.

Jenjang pendidikan formal yang dilalui penulis adalah sekolah dasar di SD Negeri

1 Boja tahun 1991-1997, sekolah lanjutan tingkat pertama di SLTP Negeri 1 Boja

tahun 1997-2000 dan sekolah menengah umum di SMU Negeri 1 Boja tahun

2000-2003.

Pada tahun 2003, penulis diterima sebagai mahasiswa Program Studi

Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut

Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Pada

tahun 2004 penulis mengambil Sub-Program Studi Pengolahan Hasil Hutan dan

pada tahun 2005 memilih Bio-komposit sebagai bidang keahlian.

Dalam bidang akademik, penulis telah mengikuti beberapa praktek lapang,

antara lain adalah Praktek Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H) dan Praktek

Kerja Lapang (PKL). Kegiatan P3H dilaksanakan pada bulan Juli-Agustus 2006

di Getas, Baturaden, Cilacap, dan Pulau Nusakambangan sedangkan kegiatan

PKL dilaksanakan pada bulan Februari-April 2007 di PT. Paparti Pertama,

Sukabumi, Jawa Barat.

Selama menuntut ilmu di IPB, penulis pernah aktif di beberapa organisasi

kemahasiswaan diantaranya adalah sebagai anggota KOPMA IPB (2003-2004),

staf Human Resource Development AFSA LC IPB (2004-2005), staf Departemen

Bio-komposit Himasiltan (2005-2006), sekretaris umum RIMPALA (2005-2006),

dan Komisi Disiplin RIMPALA (2006-2007). Selain itu, penulis juga aktif di

organisasi mahasiswa daerah Kendal yaitu Himpunan Mahasiswa Kendal

(FOKMA-IPB) sebagai anggota (2003-2005) serta sebagai staf bidang minat dan

bakat (2005-2006). Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah

Inventarisasi Sumberdaya Hutan tahun ajaran 2005-2006.

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana kehutanan IPB,

penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Pengaruh Kadar Resin Perekat

Urea Formaldehida terhadap Sifat-Sifat Papan Partikel dari Ampas Tebu

di bawah bimbingan Ir. Bedyaman Tambunan dan Ir. M. I. Iskandar, MM.

DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI ....................................................................................................... i

DAFTAR TABEL ............................................................................................ iii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... v

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... vi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2 Tujuan ............................................................................................... 2

1.3 Hipotesis ............................................................................................ 2

1.4 Manfaat ............................................................................................ 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Papan Partikel .................................................................................. 3

2.2 Bagas Sebagai Bahan Baku Papan Partikel ...................................... 4

2.3. Proses Produksi Pembuatan Papan Partikel dari Bagas .................... 7

2.4 Sifat-Sifat Papan Komposit dari Bagas ........................................... 11

2.5 Perekat dan Pengaruh Kadar Resin Perekat terhadap Sifat-Sifat Papan Partikel ................................................................ 11

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ......................................................... 16

3.2 Alat dan Bahan Penelitian ............................................................... 16

3.3 Metode Kerja ................................................................................... 17

3.3.1 Tahapan Pembuatan Papan Partikel ...................................... 17

3.3.2 Pengujian Papan Partikel ...................................................... 19

3.3.2.1 Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel ........................ 20

3.3.2.2 Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel .................. 21

3.4 Analisis Data .................................................................................. 23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Fisis Papan Partikel Ampas Tebu ........................................... 26

4.1.1 Kerapatan .............................................................................. 26

4.1.2 Kadar Air ............................................................................... 27

ii

4.1.3 Daya Serap Air ...................................................................... 29

4.1.4 Pengembangan Tebal ............................................................ 32

4.2 Sifat Mekanis Papan Papan Partikel Ampas Tebu .......................... 36

4.2.1 Keteguhan Lentur (MOE) ..................................................... 36

4.2.2 Keteguhan Patah (MOR) ....................................................... 38

4.2.3 Keteguhan Rekat (IB) ............................................................ 40

4.2.4 Kuat Pegang Sekrup ............................................................... 42

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ................................................................................... 44

5.2 Saran .............................................................................................. 44

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 45

LAMPIRAN ...................................................................................................... 47

DAFTAR TABEL

No. Halaman

1. Sumber-sumber bio-based resources untuk papan komposit ..................... 4

2. Perbandingan ukuran serat antara bagas dengan kayu ................................ 6

3. Perbandingan komposisi kimia antara bagas dengan kayu ......................... 6

4. Sifat-sifat papan komposit dari bagas ....................................................... 11

5. Spesifikasi perekat urea formaldehida PT. ARUKI Surabaya .................. 16

6. Kebutuhan bahan baku pada berbagai kadar resin perekat UF dalam pembuatan papan partikel ampas tebu............................................... 17

7. Hasil analisis ragam .................................................................................. 24

8. Hasil analisis ragam kerapatan papan partikel ampas tebu ....................... 27

9. Hasil analisis ragam kadar air papan partikel ampas tebu ........................ 28

10. Hasil analisis ragam daya serap air papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 2 jam ................................................ 30

11. Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata daya serap air dengan lama perendaman 2 jam pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan ............................................................ 30

12. Hasil analisis ragam daya serap air papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 24 jam .............................................. 31

13. Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata daya serap air dengan lama perendaman 24 jam pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan ............................................................. 31

14. Hasil analisis ragam pengembangan tebal papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 2 jam ................................................ 33

15. Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata pengembangan tebal dengan lama perendaman 2 jam pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan ......................................................................... 34

16. Hasil analisis ragam pengembangan tebal papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 24 jam .............................................. 34

17. Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata pengembangan tebal dengan lama perendaman 24 jam pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan ......................................................................... 35

18. Hasil analisis ragam MOE papan partikel ampas tebu.............................. 36

19. Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata MOE pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan .......................................... 37

20. Hasil analisis ragam MOR papan partikel ampas tebu ............................. 38

iv

21. Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata MOR pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan .......................................... 39

22. Hasil analisis ragam IB papan partikel ampas tebu .................................. 40

23. Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata IB pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan .......................................... 41

24. Hasil analisis ragam kuat pegang sekrup papan partikel ampas tebu ....... 42

25. Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata kuat pegang sekrup pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan ................... 43

v

DAFTAR GAMBAR

No. Halaman

1. Penampang lintang sel bagian batang tebu ................................................. 5

2. Skema cara pembuatan papan partikel dari bagas ..................................... 10

3. Pengaruh peningkatan kadar resin terhadap keteguhan patah ................... 12

4. Pengaruh peningkatan kadar resin terhadap keteguhan rekat ................... 13

5. Pengaruh peningkatan kadar resin terhadap respon perendaman papan partikel dalam air selama 24 jam ....................................................... 13

6. Pola pemotongan contoh uji papan partikel .............................................. 19

7. Cara pembebanan dalam pengujian MOR dan MOE ................................ 22

8. Cara pengujian IB ..................................................................................... 23

9. Nilai rata-rata kerapatan papan partikel ampas tebu ................................. 26

10. Nilai rata-rata kadar air papan partikel ampas tebu .................................. 28

11. Nilai rata-rata daya serap air papan partikel ampas tebu .......................... 29

12. Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel ampas tebu ................ 32

13. Nilai rata-rata MOE papan partikel ampas tebu ........................................ 36

14. Nilai rata-rata MOR papan partikel ampas tebu ....................................... 38

15. Nilai rata-rata IB papan partikel ampas tebu............................................. 40

16. Nilai rata-rata kuat pegang sekrup papan partikel ampas tebu ................. 42

vi

DAFTAR LAMPIRAN

No. Halaman

1. Data hasil pengujian kerapatan papan partikel ampas tebu ......................... 47

2. Data hasil pengujian kadar air papan partikel ampas tebu ........................... 48

3. Data hasil pengujian daya serap air papan partikel ampas tebu ................... 49

4. Data hasil pengujian pengembangan tebal papan partikel ampas tebu ........ 50

5. Data hasil pengujian keteguhan lentur (MOE) dan keteguhan patah (MOR) papan partikel ampas tebu .............................................................. 51

6. Data hasil pengujian keteguhan rekat (IB) papan partikel ampas tebu ........ 52

7. Data hasil pengujian kuat pegang sekrup papan partikel ampas tebu .......... 53

8. Hasil analisis ragam sifat-sifat papan partikel ampas tebu .......................... 54

9. Hasil uji wilayah berganda Duncan ............................................................. 56

10. Kualitas papan partikel menurut standar JIS A 5908-2003 ......................... 61

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ampas tebu atau yang umum disebut bagasse diperoleh dari sisa pengolahan

tebu (Saccharum officinarum) pada industri gula pasir. Ampas tebu merupakan

salah satu limbah pertanian yang pemanfaatannya masih belum optimal. Ampas

tebu kering yang dihasilkan dari satu pabrik gula sebanyak 32 % dari berat tebu

yang digiling, sebanyak 60 % dari ampas tebu tersebut dimanfaatkan oleh pabrik

gula sebagai bahan bakar, bahan baku untuk kertas, dan industri jamur sedangkan

40 % dari ampas tebu tersebut belum dimanfaatkan (Subroto 2006). Berdasarkan

uraian tersebut, dapat diperkirakan bahwa dalam 100 ton tebu dihasilkan sekitar

32 ton ampas tebu. Sekitar 19,2 ton dari ampas tebu tersebut telah dimanfaatkan

sedangkan 12,8 ton belum dimanfaatkan.

Ampas tebu yang belum dimanfaatkan tersebut akan memberikan nilai

tambah bagi pabrik gula apabila diolah menjadi produk-produk lain yang

bermanfaat. Berdasarkan komposisi kimianya, ampas tebu memiliki kandungan

selulosa 32 %-48 %; pentosan 27 %-29 %; lignin 19 %-24 %; abu 1,5 %-5 %; dan

silika 0,7 %-3,5 % (Rowell et al. 1997) sehingga ampas tebu merupakan bahan

berlignoselulosa yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku alternatif pengganti

kayu dalam pembuatan papan partikel. Caesar dan Berns (1999) mengungkapkan

bahwa untuk memproduksi 1 ton papan partikel dibutuhkan 1,5 ton ampas tebu

kering sehingga diperkirakan dengan memanfaatkan 12,8 ton tersebut akan

dihasilkan 8,5 ton papan partikel.

Perekat merupakan salah satu faktor yang berperan penting dalam

pembuatan papan partikel karena tipe dan sifat-sifat papan partikel yang

dihasilkan sangat ditentukan oleh jenis dan komposisi perekat yang digunakan.

Perekat yang paling banyak digunakan dalam pembuatan papan partikel adalah

Urea Formaldehida (UF). Menurut Maloney (1993), kebutuhan resin perekat UF

untuk pembuatan papan partikel berkisar antara 6-10 % berdasarkan berat kering

tanur partikel sedangkan menurut Rowell et al. (1997), kadar resin yang umum

digunakan berkisar antara 4-15 % tetapi kebanyakan berkisar antara 6-9 %.

2

Peningkatan kadar resin dapat meningkatkan keteguhan patah dan keteguhan rekat

serta menurunkan ekspansi linier, daya absorbsi air, dan pengembangan tebal

papan partikel (Maloney 1993).

Peningkatan sifat-sifat papan partikel melalui peningkatan kadar resin perlu

dipertimbangkan bahwa cara yang dilakukan tersebut sesungguhnya melibatkan

faktor biaya. Walker (2006) menerangkan bahwa perekat menduduki porsi

terbesar dalam biaya pembuatan papan partikel yaitu 30-34 % dari total biaya

yang dikeluarkan. Oleh karena itu, kadar resin suatu perekat yang digunakan

dalam pembuatan papan partikel harus efisien akan tetapi sifat-sifat papan partikel

yang dihasilkan harus dapat terjamin kualitasnya. Berdasarkan uraian di atas,

maka dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh variabel kadar resin

perekat UF terhadap sifat-sifat papan partikel berbahan baku ampas tebu.

1.2 Tujuan

Tujuan dilakukannya penelitian ini antara lain adalah:

1. Mengetahui pengaruh kadar resin perekat UF terhadap sifat fisis dan mekanis

papan partikel ampas tebu dengan mengacu pada standar JIS A 5908-2003.

Sifat fisis yang diuji meliputi kerapatan, kadar air, daya serap air, dan

pengembangan tebal sedangkan sifat mekanis meliputi keteguhan lentur

(MOE), keteguhan patah (MOR), keteguhan rekat (IB), dan kuat pegang

sekrup.

2. Menentukan kadar resin perekat UF yang optimal guna menghasilkan

sifat-sifat papan partikel yang memenuhi standar JIS A 5908-2003.

1.3 Hipotesis

Semakin tinggi kadar resin perekat UF yang digunakan dalam pembuatan

papan partikel ampas tebu maka kualitas papan yang dihasilkan akan semakin

baik.

1.4 Manfaat

Membuka peluang dalam pemanfaatan ampas tebu untuk produksi papan

partikel dan sekaligus menjadikan ampas tebu sebagai bahan baku alternatif dalam

produksi panil berbasis partikel-partikel.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Papan Partikel

Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panil kayu

yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, yang

diikat dengan menggunakan perekat sintetis atau bahan pengikat lain dan dikempa

panas (Maloney 1993).

Papan partikel bukan hanya berasal dari kayu, akan tetapi apa saja yang

mengandung lignoselulosa termasuk sisa-sisa pertanian seperti merang, batang

padi atau sisa-sisa seperti rosela atau batang-batang bunga matahari. Di Eropa dan

Rusia dihasilkan papan partikel dari bunga matahari yang bermutu baik, bahkan

dari kulit atau sekam bunga matahari dapat pula dijadikan papan partikel yang

sangat baik untuk penggunaan inti dari perabot rumah tangga. Jadi, sebenarnya

banyak sekali bahan bukan kayu yang dapat dipergunakan sebagai bahan

campuran atau dibuat secara murni (Widarmana 1977).

Papan partikel merupakan salah satu jenis panil yang memiliki beberapa

kelebihan dibandingkan dengan panil lainnya dan bahan bakunya dapat berasal

dari berbagai macam bahan berlignoselulosa seperti kayu, jerami, dan lain

sebagainya. Ampas tebu (bagasse) merupakan limbah industri gula yang potensial

untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku papan partikel (Idris et al. 1994).

Menurut Haygreen dan Bowyer (1996), dalam pembuatan papan partikel

adalah mungkin untuk menggunakan selulosa serat tanaman bukan kayu sebagai

bahan baku papan partikel. Bambu, batang rami, tangkai bunga matahari, dan

bagasse (residu dari batang tebu) adalah diantara bahan-bahan yang dapat

digunakan untuk memproduksi papan yang dapat dipasarkan. Bagasse dan batang

rami digunakan di beberapa bagian dunia untuk produksi papan.

Menurut Rowell (1998), sumber-sumber nabati (bio-based resources)

mencakup semua sumber atau bahan yang berasal dari karbon, air, dan sinar

matahari seperti: kayu, tanaman pertanian dan residunya, rumput-rumputan, serta

semua bahan lain pembentuk tanaman. Bio-based resources ini termasuk

lignocellulose, agromass, biomass, dan photosynthetic mass sedangkan bio-based

4

resources yang berasal dari hewan seperti tulang, wol, protein, dan lemak tidak

termasuk ke dalam cakupan definisi ini. Adapun sumber-sumber besar untuk

bahan bio-based resources berasal dari kayu seperti kayu berdiameter kecil hasil

penjarangan, campuran jenis kayu, residu tanaman pertanian, produk hasil daur

ulang kertas bekas dan limbah kayu lainnya (logging industry), limbah

pengolahan sawit, sekam, dan ampas tebu. Sumber-sumber bio-based resources

untuk papan komposit disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1 Sumber-sumber bio-based resources untuk papan komposit

Sumber bio-based resources Volume (dry metric ton)

Kayu 1.750.000.000

Straw (jerami) 1.145.000.000

Stalks (batang, tangkai) 970.000.000

Sugar cane bagasse (ampas tebu) 75.000.000

Reeds (alang-alang) 30.000.000

Bamboo 30.000.000

Cotton staple (serabut kapas) 15.000.000

Core (jute, kenaf, hemp) 8.000.000

Papyrus 5.000.000

Sumber: Rowell (1998)

2.2 Bagas Sebagai Bahan Baku Papan Partikel

Ampas tebu atau lazimnya disebut bagasse, diperoleh sebagai sisa dari

pengolahan tebu (Saccharum officinarum) pada industri gula pasir yang banyak

terdapat di Indonesia. Ampas ini sebagian besar mengandung bahan-bahan

berlignoselulosa. Panjang seratnya antara 1,7-2 mm dengan diameter sekitar

20 mikron. Dengan demikian, ampas tebu ini dapat memenuhi persyaratan untuk

diolah menjadi papan-papan buatan (Subroto 2006).

Bagas merupakan serabut sisa dari batang tebu yang telah mengalami

penghancuran dan pengekstraksian sari patinya yang terdiri dari air, serat-serat,

dan zat-zat padat yang larut dalam jumlah yang sedikit. Komposisinya bervariasi

menurut jenis gulanya, pematangannya, metode pemanenannya, dan efisiensi

akhir dari penggilingan tanaman (Paturau 1982).

5

Bagas dapat diakses dengan mudah, tersedia di negara-negara tropis dan sub

tropis di dunia serta persediaannya lebih melimpah dibandingkan dengan kayu.

Meskipun sisa serat bagas biasanya dibakar di dalam ketel uap penggilingan untuk

produksi uap dan energi, bagas mempunyai nilai ekonomis yang lebih besar.

Keuntungan dari bagas adalah jarang bermasalah apabila digabungkan dengan

sekumpulan bahan berserat yang lain (Rowell et al. 1997).

Bagas berasal dari tanaman tebu yang secara fisik terdiri dari dua komposisi

jaringan sel yang dapat dibedakan bentuknya, yaitu :

(a) Fraksi serat yang terdiri dari sel yang mempunyai dinding agak tebal dan

relatif panjang, sebagian besar terdapat di sekeliling batang dan sejumlah kecil

terdapat di sekitar ikatan pembuluh serta yang tersebar di dalam batang.

Jaringan ini berfungsi sebagai penguat dan penegak batang.

(b) Fraksi empulur (pith) terdiri dari sel berdinding tipis, berasal dari jaringan

dasar atau parenkim yang dalam tanaman berfungsi sebagai tempat

penyimpanan gula (Paturau 1982). Penampang lintang sel bagian batang tebu

dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1 Penampang lintang sel bagian batang tebu (Paturau 1982).

Secara umum, serat bagas tergolong klasifikasi kelas menengah dalam hal

panjang dan rasio panjang terhadap lebar dibandingkan dengan kayu lunak dan

kayu keras. Keistimewaan ini memberikan keuntungan bagi bagas jika

6

dibandingkan dengan kayu keras. Perbandingan ukuran serat antara bagas dengan

kayu dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2 Perbandingan ukuran serat antara bagas dengan kayu

Panjang (mm) Lebar (mm) Panjang/Lebar

Kayu lunak 3,5 0,029 120

Kayu keras 1,3 0,023 56

Batang tebu:

- Serat

- Empulur

- vessel

1,5

0,3

1,0

0,021

0,060

0,111

70

5

9

Sumber: Japan Consulting Institute (1981) diacu dalam Sudirjo (1991)

Bagas mengandung air 48-52 %; gula rata-rata 3,3 %; dan serat rata-rata

47,7 %. Serat bagas tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar terdiri dari

selulosa, pentosan dan lignin (Subroto 2006). Menurut Sudirjo (1991), Jumlah

alpha selulosa di dalam bagas lebih sedikit dibandingkan di dalam kayu, akan

tetapi pentosan justru menempati bagian yang lebih luas dalam strukturnya.

Perbandingan komposisi kimia antara bagas dengan kayu dapat dilihat pada

Tabel 3.

Tabel 3 Perbandingan komposisi kimia antara bagas dengan kayu selulosa (%) Pentosan (%) Lignin (%) Abu (%)

Kayu lunak 49 11 27 0,3

Kayu keras 51 23 17 0,3

Bagas 33,6 29 18,5 2,3

Sumber: Japan Consulting Institute (1981) diacu dalam Sudirjo (1991)

Pith dan debu juga mengurangi sifat-sifat air karena lebih banyak air dan

memiliki aspek perbandingan yang rendah. Pith merupakan bahan penyerap air,

berat pith dapat bertambah tujuh kali lipat dari beratnya sendiri di dalam air

(Lengel 1999).

Ampas tebu yang digunakan sebagai bahan baku papan partikel sebaiknya

memiliki kadar air yang tidak lebih dari 20 %. Umumnya, ampas tebu digiling

dan disaring dalam dua tingkat yaitu sebelum masuk ruang penyimpanan dan

7

setelah dikeringkan sampai kadar air sekitar 4 % yang selanjutnya disaring untuk

pemisahan akhir pith (Paturau 1982).

2.3 Proses Produksi Pembuatan Papan Partikel dari Bagas

Menurut Rowell et al. (1997), tahapan-tahapan yang dilakukan dalam

pembuatan papan partikel dari bagas adalah sebagai berikut:

1. Persiapan partikel

Terdapat dua tipe partikel dasar, yaitu hammermill dan flake. Partikel tipe

hammermill sering kali berbentuk butiran kecil kasar atau kubus dan tidak

memiliki perbandingan panjang terhadap lebar. Untuk bahan non kayu, partikel

tipe flake adalah yang paling umum digunakan. Flake memiliki ukuran tebal

antara 0,2-0,4 mm; lebar antara 3-30 mm; dan panjang antara 10-60 mm.

Menurut Paturau (1982), salah satu tahap yang harus dijalani pada proses

pembuatan papan partikel dari bagas adalah tahap depithing (pembuangan pith)

yang mengandung sel parenkim sampai 30 %. Pith ini harus dibuang, karena:

a) Secara kimia lebih reaktif daripada serat selulosa.

b) Mengabsorpsi kotoran.

c) Menyulitkan proses pencucian, penyaringan, dan pemutihan dalam proses

pembuatan pulp.

Secara umum, metode pembuangan pith dapat dilakukan dengan 3 cara,

antara lain adalah sebagai berikut:

a) Metode pembuangan pith cara kering, secara mekanis terdiri proses

penggilingan bal bagas dan penyaringan untuk menghilangkan pith, kotoran

dan bahan asing. Sekitar dua per tiga pith hilang melalui proses ini tetapi

serabut kulit juga ikut hilang dalam jumlah yang cukup besar.

b) Metode pembuangan pith cara lembab, pada umumnya dilakukan secara

langsung oleh pabrik gula dalam proses penggilingan gula dengan kadar air

sekitar 50 %. Pith yang dihasilkan kemudian digunakan sebagai bahan bakar

di dalam ketel uap penggilingan. Cara lembab pada umumnya menghilangkan

sekitar dua per tiga pith.

c) Metode pembuangan pith cara basah biasanya dilakukan pada pabrik pulp dan

menghasilkan serat-serat kulit yang bermutu tinggi. Umumnya, metode ini

8

melibatkan penghancuran bagas secara menyeluruh di hydrapulper. Bagas

yang dihancurkan kemudian airnya dikeluarkan dan disaring untuk

dihilangkan pithnya (Rowell et al. 1997).

2. Pemisahan partikel

Partikel-partikel yang berukuran sangat kecil akan meningkatkan luas

permukaan lembaran sehingga meningkatkan konsumsi perekat. Partikel-partikel

yang berukuran besar dapat berpengaruh kurang baik terhadap mutu akhir produk

karena ikatan antar partikelnya kurang kuat. Metode pemisahan yang paling

umum dilakukan adalah dengan menggunakan saringan. Dalam pemisahan

tersebut, partikel diayak di atas saringan datar yang bergetar.

3. Pengeringan

Kadar air partikel yang keluar dari unit pengering biasanya berkisar antara

4-8 %. Metode yang umum digunakan dalam pengeringan partikel terdiri dari

rotary drying, disc drying, dan suspension drying.

Rotary dryer terdiri dari drum horisontal besar yang berputar, dimana

sumber panas berasal dari uap air atau pemanasan secara langsung dengan suhu

antara 100-200 oC. Rotary memutarkan drum tersebut untuk memindahkan

partikel dari dalam ke luar drum.

Disc dryer terdiri dari drum vertikal yang dilengkapi dengan batang

berbentuk vertikal yang menjulang dengan beberapa disc horizontal yang

memiliki penutup. Partikel berpindah dari atas ke bawah sedangkan udara

bersirkulasi dari bawah ke atas. Waktu pengeringan biasanya antara 15-45 menit

dengan suhu sekitar 100 oC.

Suspension dryer terdiri dari tabung vertikal, dimana partikel dimasukkan di

dalamnya. Partikel-partikel dipertahankan dalam suspensi melalui naiknya udara

sehingga pengeringan berlangsung dengan cepat. Partikel-partikel keluar dari

tabung dan dibawa keluar oleh aliran udara untuk disimpan sebagai partikel

kering. Suhu pengeringan bervariasi dari 90-180 oC. Suspension dryer memiliki

saluran pipa yang panjang dengan diameter sekitar 40 cm. Suhu yang digunakan

tergolong tinggi, yaitu sekitar 400 oC.

9

4. Pencampuran antara partikel dengan perekat

Kadar resin perekat yang umum digunakan berkisar antara 4-15 %

berdasarkan berat kering tanur partikel, tetapi kebanyakan berkisar antara 6-9 %.

Perekat yang digunakan biasanya memiliki solid content antara 50-60 %.

Disamping perekat, emulsi parafin ditambahkan untuk meningkatkan daya tahan

terhadap air. Jumlah parafin berkisar antara 0,3-1 % berdasarkan berat kering

tanur partikel.

5. Pembentukan lembaran

Pembentukan lembaran dipengaruhi oleh maju dan mundurnya pergerakan

belt atau pergerakan hopper feeder. Dalam sistem pembentukan lembaran,

partikel-partikel didistribusikan dalam satu atau beberapa lapisan pada traveling

cauls atau pada pergerakan belt. Ketebalan lembaran dikendalikan secara

volumetrik. Pada umumnya, lembaran dibentuk dengan menggunakan

single-opening platen press.

Setelah lembaran papan terbentuk, biasanya lembaran tersebut terlebih

dahulu di kempa awal sebelum dikempa panas. Pengempaan awal dilakukan untuk

mengurangi ketebalan lembaran dan membantu mengkonsolidasi lembaran

sebelum pengempaan panas.

6. Pengempaan panas

Suhu pengempaan panas biasanya berkisar antara 100-140 oC. Resin

berbahan dasar urea biasanya matang pada suhu antara 100-130 oC. Tekanan

kempa yang digunakan biasanya berkisar antara 14-35 kg/cm2 untuk papan

partikel berkerapatan sedang. Sebelum mengalami pengempaan panas, kadar air

lembaran biasanya berkisar antara 10-15 % kemudian kadar airnya berkurang dan

berkisar antara 5-12 %.

7. Tahap akhir penyelesaian papan

Setelah pengempaan, papan dipotong untuk mendapatkan panjang dan lebar

yang diinginkan dan untuk meratakan pinggir. Setelah pemotongan, papan

kemudian diampelas atau diserut untuk dikemas dan dikirim. Adapun skema cara

pembuatan papan partikel dari bagas dapat dilihat pada Gambar 2.

10

Gambar 2 Skema cara pembuatan papan partikel dari bagas (Paturau 1982).

Pengempaan ekstruksi

Penggilingan atau

penumpukan bagas

Depithing (Pembuangan pith) Pith

(Empulur)

Tungku pengolahan

Pengeringan partikel

Pemisahan partikel

Pencampuran partikel dengan

perekat Persiapan perekat

Pembentukan lembaran

Pengempaan awal

Pengempaan panas multi plat

Pengkondisian

Pemotongan dan pengampelasan

Papan partikel bagas

11

2.4 Sifat-Sifat Papan Komposit dari Bagas

Sifat-sifat papan komposit dari bagas menurut Rowell et al. (1997) dapat

dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4 Sifat-sifat papan komposit dari bagas

Tipe papan Kerapatan (kg/m3)

MOE (MPa)

MOR (MPa)

Daya serap air 24 jam

(%)

Pengembangan tebal 24 jam

(%)

Papan partikel 520630 1,4-2 16,7-25,5 - -

720 3,8 16,3 - -

Papan serat 300-750 - - - -

- - 58,5 11,3 -

810-850 - 22,6-26,5 14-15 8-10

Papan semen 560 - 2 - -

Papan komposit 900-1000 - 19,6-24,5 < 10 5

Sumber: Rowell et al. (1997)

2.5 Perekat dan Pengaruh Kadar Resin Perekat terhadap Sifat-Sifat Papan Partikel

Secara keseluruhan, sifat-sifat papan partikel hampir dipengaruhi oleh

perekat yang digunakan sehingga menjadikan perekat sebagai salah satu faktor

penting yang menentukan, baik dilihat dari faktor teknis maupun ekonomis

(Kollmann et al. 1975).

Meningkatkan kadar resin dalam pembuatan papan partikel merupakan cara

yang paling mudah untuk meningkatkan sifat-sifat papan partikel, akan tetapi

perlu dipertimbangkan bahwa peningkatan sifat-sifat papan partikel melalui

peningkatan kadar resin tersebut sesungguhnya melibatkan faktor biaya.

Penambahan kadar resin pada tingkat yang lebih tinggi tidak menunjukkan suatu

peningkatan kekuatan ikat yang signifikan karena untuk mencapai ikatan yang

kuat juga melibatkan ikatan serat yang ada dalam papan (Maloney 1993).

Semakin banyak resin yang digunakan dalam suatu papan, semakin kuat dan

semakin stabil dimensi papannya. Namun, untuk alasan-alasan ekonomis tidak

diinginkan untuk menggunakan jumlah resin yang lebih banyak daripada yang

12

diperlukan untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan (Haygreen & Bowyer

1996).

Banyaknya resin yang dibutuhkan untuk membuat papan partikel

berbeda-beda untuk setiap jenis perekat. Untuk resin urea formaldehida berkisar

antara 6-10 % berdasarkan berat kering tanur partikel, sedangkan untuk resin

fenol formaldehida berbentuk cair berkisar antara 5-7 % dan berbentuk powder

berkisar antara 1,5-5 % (Maloney 1993).

Menurut Maloney (1993), perekat UF mempunyai viskositas (25oC) sebesar

30 Cps; resin solid content 40-60 %; pH 7-8; dan berat jenis (25oC) sebesar

1,27-1,29. Haygreen dan Bowyer (1996) menerangkan bahwa perekat UF

mempunyai waktu pengerasan yang singkat dengan kempa panas 10 menit.

Secara normal, kandungan resin papan berperekat urea bervariasi dan biasanya

berkisar antara 6-10 % berdasarkan berat kering tanur partikel.

Dengan kenaikan resin, kebanyakan sifat kekuatan meningkat dengan laju

yang menurun, artinya semakin banyak resin yang ditambahkan, semakin kecil

peningkatannya. Sekali ditambahkan resin yang cukup untuk kekuatan partikel

untuk menjadi faktor pembatas kekuatan papan, kecil alasannya untuk menambah

lebih banyak lagi (Haygreen & Bowyer 1996).

Adapun pengaruh peningkatan kadar resin suatu perekat terhadap sifat-sifat

papan partikel dapat dilihat pada Gambar 3-5.

Gambar 3 Pengaruh peningkatan kadar resin terhadap keteguhan patah (Maloney 1993).

13

Gambar 4 Pengaruh peningkatan kadar resin terhadap keteguhan rekat

(Maloney 1993).

Gambar 5 Pengaruh peningkatan kadar resin terhadap respon perendaman

papan di dalam air selama 24 jam (Maloney 1993).

14

Papan partikel yang ditunjukkan oleh Gambar 3-5 memiliki kerapatan

sebesar 0,72 g/cm3. Dalam pembuatan papan partikel tersebut, juga ditambahkan

emulsi parafin sebesar 1 %. Berdasarkan Gambar 3-5 tersebut, terlihat bahwa

peningkatan kadar resin dapat meningkatkan keteguhan patah dan keteguhan rekat

serta menurunkan ekspansi linier, daya serap air, dan pengembangan tebal papan

partikel (Maloney 1993).

Hasil penelitian Zulfanifestri (1984), menunjukkan bahwa peningkatan

kadar perekat dari 6 ke 9 % dapat meningkatkan nilai keteguhan lentur (MOE),

keteguhan patah (MOR), dan keteguhan rekat (IB) serta menurunkan daya serap

air dan pengembangan tebal papan partikel dari kayu karet (Hevea brasiliensis).

Nilai MOE meningkat dari 4132,59 kg/cm2 menjadi 11908,36 kg/cm2; nilai MOR

meningkat dari 35,39 kg/cm2 menjadi 101,59 kg/cm2; nilai IB meningkat dari

4,32 kg/cm2 menjadi 5,93 kg/cm2; nilai daya serap air menurun dari 90,64 %

menjadi 69,11 %; dan nilai pengembangan tebal menurun dari 23,76 % menjadi

14,82 %.

Hasil penelitian Sukmayadi (1985) juga menunjukkan bahwa peningkatan

kadar perekat dari 10 %, 12 %, dan 14 % dapat meningkatkan nilai MOE, MOR,

dan IB serta menurunkan daya serap air dan pengembangan tebal papan partikel

dari kayu meranti merah (Shorea spec.) dan kayu ramin (Gonystylus bancanus).

Untuk papan partikel dari kayu meranti merah, nilai MOE meningkat dari

30583,38 kg/cm2 menjadi 44275,93 kg/cm2; nilai MOR meningkat dari

142,51 kg/cm2 menjadi 206,45 kg/cm2; nilai IB meningkat dari 1,57 kg/cm2

menjadi 2,30 kg/cm2; nilai daya serap air menurun dari 54,14 % menjadi

30,72 %; dan nilai pengembangan tebal menurun dari 11,01 % menjadi 5,23 %.

Untuk papan partikel dari kayu ramin, nilai MOE meningkat dari

27240,82 kg/cm2 menjadi 45636,55 kg/cm2; nilai MOR meningkat dari

126,93 kg/cm2 menjadi 212,65 kg/cm2; nilai IB meningkat dari 2,91 kg/cm2

menjadi 4,55 kg/cm2; nilai daya serap air menurun dari 67,35 % menjadi 50,14 %;

dan nilai pengembangan tebal menurun dari 13,62 % menjadi 8,68 %.

Perekat mengambil porsi terbesar dalam biaya produksi pembuatan papan

partikel. Dengan demikian, penggunaan perekat yang minimum dalam suatu

pabrik merupakan hal yang sangat penting. Di sisi lain efisiensi penggunaan

15

perekat akan mempengaruhi sifat fisis dan mekanis. Papan partikel yang

menggunakan perekat urea formaldehida dengan kadar resin 8 %, 10 %, dan 15 %

berdasarkan berat kering tanur partikel, sifat mekanis terbaiknya diperoleh pada

papan partikel dengan kadar resin 15 % (Kelly et al. 1977 diacu dalam Muharam

1995).

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Produk Majemuk, Pusat

Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Bogor dari

bulan Oktober 2007 hingga Desember 2007.

3.2 Alat dan Bahan Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari hammermill;

ember; oven; timbangan; mixer; pencetak lembaran ukuran (30x30) cm; plat besi

dengan ketebalan 0,9 cm; mesin kempa panas; kantong plastik; bak seng; kamera;

penggaris; alat tulis; kalkulator; caliper; alat penangas (waterbath); pengaduk

kaca; gelas ukur; lem epoxy; dan alat uji Universal Testing Machine (UTM).

Bahan baku yang digunakan terdiri dari ampas tebu, perekat Urea

Formaldehida (UF) cair, parafin, amoniak, stearic acid, dan air. Seluruh bahan

baku yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari KSO-PT. Rajawali

Paparti, Madiun, Jawa Timur. Perekat UF yang digunakan dalam penelitian ini

diproduksi oleh PT. Arjuna Utama Kimia (ARUKI) Surabaya. Spesifikasi perekat

UF yang digunakan dapat dilihat pada pada Tabel 5.

Tabel 5 Spesifikasi Perekat Urea Formaldehida PT. ARUKI Surabaya Spesifikasi Nilai Hasil Uji Laboratorium

Viskositas (poise)/30oC 0,80-3,00 0,85

pH 7,0-8,0 7,4

Resin solid content (%) 48,0-52,0 51

Berat jenis/30 oC 1,18-1,20 1,19

Formaldehida bebas (%) 1,0-1,4 1,1

Suhu pematangan (oC) > 35 oC 33

Sumber: PT. Arjuna Utama Kimia (2007)

17

3.3 Metode Kerja

3.3.1 Tahapan Pembuatan Papan Partikel

Tipe papan partikel yang dibuat adalah papan partikel satu lapis

(single layer particleboard) dengan target kerapatan 0,6 g/cm3. Ukuran papan

partikel yang dibuat adalah 30 cm x 30 cm x 0,9 cm. Adapun kebutuhan bahan

baku pada berbagai kadar resin perekat UF dalam pembuatan papan partikel

ampas tebu dapat dilihat pada pada Tabel 6.

Tabel 6 Kebutuhan bahan baku pada berbagai kadar resin perekat UF dalam pembuatan papan partikel ampas tebu

No Kadar resin perekat

UF (%)

Berat bahan baku (g)

Partikel ampas tebu Perekat UF Emulsi parafin

1 6 519,62 58,77 15,39

2 8 510,08 76,94 15,13

3 10 500,89 94,43 14,85

4 12 492,03 111,34 14,62

5 14 483,47 127,62 14,34

Tahapan yang dilakukan dalam pembuatan papan partikel ampas tebu adalah

sebagai berikut:

1. Persiapan partikel ampas tebu

1.1 Depithing (pembuangan pith) ampas tebu

Metode pembuangan pith dilakukan dengan cara kering. Tahapan yang

dilakukan adalah sebagai berikut:

a) Ampas tebu dijemur selama 1-2 minggu dengan tujuan untuk menurunkan

kadar airnya agar memudahkan dalam proses penggilingan. Kadar air awal

ampas tebu yang berasal dari pabrik gula berkisar antara 30-40 %. Setelah

proses penjemuran tersebut, kadar airnya menjadi berkisar antara 12-15 %.

b) Ampas tebu kemudian dimasukkan ke dalam unit mesin Dispresser. Di dalam

unit mesin ini, ampas tebu diputar oleh rotary screen kemudian digiling dan

disaring oleh hammermill agar pith terpisah dari serabut ampas tebu. Pith yang

terpisah dari serabut ampas tebu adalah serbuk yang lolos dari saringan

hammermill ukuran 70 mesh.

18

1.2 Pembuatan partikel

Pembuatan partikel dilakukan dengan menggunakan mesin penggiling

hammermill. Tipe partikel yang dihasilkan adalah hammermill-type particles.

Partikel yang digunakan adalah partikel-partikel yang lolos dari saringan

hammermill ukuran 6 mesh dan tertahan pada ukuran 20 mesh.

1.3 Pengeringan partikel

Partikel ampas tebu kemudian dimasukkan ke dalam bak seng untuk

dikeringkan dalam oven bersuhu 1032 oC selama 24 jam hingga mencapai

kadar air 2-4 %.

2. Pencampuran antara partikel dengan perekat (blending)

Sebelum proses pencampuran antara partikel ampas tebu dengan perekat,

terlebih dahulu perekat UF dicampur dengan emulsi parafin. Proses pencampuran

antara partikel ampas tebu dengan perekat dilakukan dengan cara memasukkan

partikel ke dalam ember kemudian perekat dituangkan ke dalam partikel secara

merata sambil diaduk dengan menggunakan mixer. Kadar resin perekat UF yang

digunakan adalah 6 %, 8 %, 10 %, 12 %, dan 14 % berdasarkan berat kering tanur

partikel. Kadar emulsi parafin yang ditambahkan adalah 1 % berdasarkan berat

kering tanur partikel.

3. Pembentukan lembaran (Mat forming)

Pembentukan lembaran dilakukan dengan menghamparkan partikel yang

sudah dicampur dengan perekat ke dalam pencetak lembaran papan.

4. Pengempaan (pressing)

Pengempaan dilakukan dalam 2 tahap, yaitu pengempaan awal (pre press)

dan pengempaan panas (hot press). Pengempaan awal dilakukan dengan cara

menginjak-injak lembaran papan yang berada di dalam pencetak lembaran papan

selama 1 menit. Pengempaan panas terhadap lembaran dilakukan dengan

menggunakan mesin kempa panas pada suhu 140 oC dengan tekanan 35 kg/cm2

selama 10 menit.

19

5. Pengkondisian (conditioning)

Pengkondisian dilakukan selama 14 hari pada suhu kamar dengan tujuan

untuk menyeragamkan kadar air lembaran papan partikel dan melepaskan

tegangan sisa yang terdapat dalam lembaran sebagai akibat pengempaan panas.

3.3.2 Pengujian Papan Partikel

Pengujian sifat fisis dan mekanis mengacu pada standar JIS A 5908-2003.

Pengujian sifat fisis yang meliputi kadar air, kerapatan, daya serap air, dan

pengembangan tebal sedangkan pengujian sifat mekanis meliputi keteguhan lentur

(MOE), keteguhan patah (MOR), keteguhan rekat (IB), dan kuat pegang sekrup.

Pola pemotongan contoh uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis disajikan

pada Gambar 6.

Gambar 6 Pola pemotongan contoh uji papan partikel.

Keterangan: A = contoh uji untuk kadar air dan kerapatan B = contoh uji untuk MOE dan MOR C = contoh uji untuk daya serap air dan pengembangan tebal

ABCDE

20cm

5

cm

15cm

10cm

30cm

30 cm

5cm

10 cm

5cm

5cm

20

D = contoh uji untuk IB E = contoh uji untuk kuat pegang sekrup

3.3.2.1 Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel

1. Kerapatan

Contoh uji berukuran (10x10) cm dalam keadaan kering udara ditimbang

beratnya, kemudian diukur panjang, lebar, dan tebal rata-rata untuk menghitung

volume contoh uji. Nilai kerapatan papan partikel dihitung dengan menggunakan

rumus sebagai berikut:

dimana : Kr = kerapatan (g/cm3) M = berat contoh uji kering udara (g) V = volume contoh uji kering udara (cm3)

2. Kadar Air

Contoh uji untuk kadar air sama dengan contoh uji yang digunakan untuk

menentukan kerapatan. Contoh uji berukuran (10x10) cm diukur berat awalnya

(BA) kemudian dikeringkan dalam oven bersuhu 1032 oC selama 24 jam sampai

beratnya konstan dan diukur beratnya (BB). Selanjutnya kadar air papan dihitung

dengan menggunakan rumus:

dimana : KA = kadar air (%) BA = berat awal contoh uji (g) BB = berat kering tanur contoh uji setelah pengeringan (g)

3. Daya Serap Air

Contoh uji berukuran (5x5) cm ditimbang berat awalnya (B1) kemudian

direndam dalam air dingin selama 24 jam, setelah itu ditimbang beratnya (B2).

VMKr =

%100xBB

BBBAKA =

21

Besarnya daya serap air papan dihitung berdasarkan rumus:

dimana : DS = daya serap air (%) B1 = berat contoh uji sebelum perendaman (g) B2 = berat contoh uji setelah perendaman (g)

4. Pengembangan Tebal

Contoh uji untuk pengembangan tebal sama dengan yang digunakan untuk

daya serap air. Contoh uji berukuran (5x5) cm dalam kondisi kering udara diukur

dimensi tebal (T1) pada keempat sisinya kemudian dirata-ratakan. Contoh uji

kemudian direndam dalam air dingin selama 24 jam, setelah itu diukur kembali

dimensi tebalnya (T2). Nilai pengembangan tebal dinyatakan dalam persen yang

dihitung dengan rumus:

dimana : S = pengembangan tebal (%) T1 = tebal contoh uji sebelum perendaman (mm) T2 = tebal contoh uji setelah perendaman (mm)

3.3.2.2 Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel

1. Keteguhan Patah (MOR)

Pengujian keteguhan patah dilakukan dengan menggunakan mesin uji

universal (Universal Testing Machine). Pola pembebanan dalam pengujian

disajikan pada Gambar 7. Contoh uji berukuran (5x20) cm pada kondisi kering

udara, lebar bentang 15 kali tebal nominal tetapi tidak kurang dari 15 cm. Nilai

MOR papan partikel dihitung dengan rumus:

%1001

12 xT

TTS =

223bhPLMOR=

%1001

12 xB

BBDS =

22

3

3

4 ybhPLMOE

=

dimana : MOR = modulus of rupture (kg/cm2) P = beban maksimum (kg) L = jarak sangga (cm) b = lebar contoh uji (cm) h = tebal contoh uji (cm)

Gambar 7 Cara pembebanan dalam pengujian MOR dan MOE.

2. Keteguhan Lentur (MOE)

Pengujian keteguhan lentur menggunakan contoh uji yang sama dengan

contoh uji pengujian keteguhan patah. Pada saat pengujian dicatat besarnya

defleksi yang terjadi setiap selang beban tertentu. Nilai MOE dihitung dengan

menggunakan rumus :

dimana : MOE = modulus of elasticity (kg/cm2) P = selisih beban (kg) L = jarak sangga (cm) y = perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm) b = lebar contoh uji (cm) h = tebal contoh uji (cm)

3. Keteguhan Rekat (IB)

Contoh uji berukuran (5x5) cm dilekatkan pada dua buah blok besi dengan

perekat epoxy (Gambar 8) dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kedua blok

besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum. Nilai IB

dihitung dengan menggunakan rumus:

P

23

dimana : IB = internal bond (kg/cm2) P = beban makimum (kg) A = luas penampang (cm2)

Gambar 8 Cara pengujian IB.

4. Kuat Pegang Sekrup (screw holding power)

Contoh uji berukuran (5x10) cm, sekrup yang digunakan memiliki diameter

2,7 mm dan panjang 16 mm dimasukkan hingga mencapai kedalaman 8 mm. Nilai

kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai

dalam kilogram.

3.4 Analisis Data

Penelitian ini merupakan percobaan satu faktor dalam Rancangan Acak

Lengkap (RAL). Perlakuan yang dilakukan berupa kadar resin perekat UF yang

terdiri dari 5 taraf yaitu 6 %, 8 %, 10 %, 12 %, dan 14 %. Ulangan yang dilakukan

pada masing-masing taraf sebanyak 3 sehingga jumlah total percobaan adalah 15.

Pengolahan data penelitian dilakukan dengan menggunakan software SAS versi

6.12.

Adapun model statistik linier dari rancangan percobaan ini dinyatakan dalam

persamaan sebagai berikut:

Yij = + i + ij

Bloklogam

Bloklogam

Contohuji

APIB =

24

Keterangan: Yij = respon pengamatan pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-j.

Respon pengamatan terdiri dari kerapatan, kadar air, daya serap air 2 jam dan 24 jam, pengembangan tebal 2 jam dan 24 jam, MOE, MOR, IB, dan kuat pegang sekrup.

= nilai rata-rata umum. i = pengaruh perlakuan ke-i, dimana i = 6 %, 8 %, 10 %, 12 %, dan 14 %. ij = pengaruh acak pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-j

Bentuk hipotesis yang diuji adalah sebagai berikut:

Ho : Perlakuan yang diberikan tidak berpengaruh terhadap sifat fisis dan

mekanis.

H1 : Perlakuan yang diberikan berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis.

Untuk mengetahui pengaruh dari perlakuan yang diberikan terhadap respon

yang diuji, dilakukan analisis ragam (Analysis of Variance). Hasil analisis ragam

disajikan pada Tabel 7.

Tabel 7 Hasil analisis ragam

Sumber Keragaman Derajat bebas (DB)

Jumlah kuadrat

(JK)

Kuadrat tengah (KT)

F-hitung

Perlakuan t-1 JKP KTP KTP/KTG

Galat t (r-1) JKG KTG

Total tr-1 JKT

Rumus perhitungan jumlah kuadrat dan kuadrat tengah adalah sebagai

berikut:

FK

JKT = Yij2 - FK

JKP = r Yi.2 - FK

JKG = JKT-JKP

KTP =

KTG =

keterangan: FK = faktor koreksi JKT = jumlah kuadrat total

trY 2

=

tr

_

1tJKP

)1( rtJKG

i=1

i=1

25

JKP = jumlah kuadrat perlakuan JKG = jumlah kuadrat galat KTP = kuadrat tengah perlakuan KTG = kuadrat tengah galat

Kriteria uji dalam analisis ragam adalah sebagai berikut:

a. Jika F hitung lebih kecil dari F tabel maka Ho diterima atau perlakuan yang

diberikan tidak memberikan pengaruh pada suatu selang kepercayaan tertentu.

b. Jika F hitung lebih besar dari F tabel maka Ho ditolak atau perlakuan yang

diberikan memberikan pengaruh pada suatu selang kepercayaan tertentu

Perlakuan yang dinyatakan berpengaruh terhadap respon dalam analisis

ragam kemudian diuji lanjut dengan menggunakan uji wilayah berganda Duncan

Multiple Range Test (DMRT). Nilai kritis Duncan dapat dihitung sebagai berikut:

Rp = r;p;dbg SY

SY =

dimana: r;p;dbg = nilai tabel Duncan pada taraf nyata , jarak peringkat dua perlakuan p, dan derajat bebas galat sebesar dbg

_

r

KTG

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Fisis Papan Partikel Ampas Tebu

4.1.1 Kerapatan

Data hasil pengujian kerapatan papan partikel ampas tebu secara lengkap

dapat dilihat pada Lampiran 1, sedangkan nilai rata-ratanya disajikan pada

Gambar 9.

Gambar 9 Nilai rata-rata kerapatan papan partikel ampas tebu.

Dari Gambar 9 terlihat bahwa peningkatan kadar resin perekat UF tidak

diikuti oleh peningkatan kerapatan papan partikel ampas tebu. Nilai kerapatan

yang bervariasi tersebut diduga disebabkan oleh tidak meratanya distribusi

partikel pada tahap pembuatan lembaran (mat forming) sehingga tekanan dan

panas yang diterima oleh lembaran pada saat proses pengempaan tidak sama.

Kondisi ini dapat menyebabkan kepadatan atau berat papan yang dihasilkan

berbeda-beda walaupun volumenya sama karena menurut Kelly (1977) diacu

dalam Muharam (1995) menerangkan bahwa faktor penting yang mempengaruhi

nilai kerapatan akhir papan partikel adalah kerapatan bahan baku dan banyaknya

bahan pada lembaran (kepadatan lembaran). Selain itu, dapat dipengaruhi pula

oleh kondisi proses produksi terutama proses pengempaan, pengeringan bahan

baku, kadar perekat, dan bahan tambahan lainnya.

27

Target kerapatan papan partikel ampas tebu dalam penelitian ini adalah

sebesar 0,6 g/cm3 sehingga seluruh papan yang dihasilkan tidak memenuhi

kerapatan yang ditargetkan. Hal ini diduga bahwa waktu kempa yang digunakan

masih kurang sehingga tekanan dan panas yang diberikan dalam proses

pengempaan tidak maksimal. Kurang maksimalnya tekanan dan panas kempa

membuat lembaran papan yang dihasilkan menjadi kurang kompak.

Untuk mengetahui pengaruh kadar resin perekat UF terhadap kerapatan

papan partikel ampas tebu, dilakukan analisis ragam dan hasilnya disajikan pada

Tabel 8.

Tabel 8 Hasil analisis ragam kerapatan papan partikel ampas tebu

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah F-hitung

F tabel

0,05 0,01

Perlakuan 4 0,00036 0,00009 0,59 tn 3,478 5,995

Galat 10 0,00153 0,00015 - - -

Total 14 0,00189 - - - -

Keterangan: tn = tidak nyata

Data pada Tabel 8 menunjukkan Fhitung < F(=5%) sehingga dapat diketahui

bahwa kadar resin perekat UF tidak berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan

partikel ampas tebu pada taraf nyata 5 %. Haygreen dan Bowyer (1996)

menyatakan bahwa dalam memproduksi papan partikel, kerapatan tinggi bukanlah

target utama melainkan bagaimana memproduksi panil dengan kerapatan serendah

mungkin tetapi kekuatannya memenuhi standar. Standar JIS A 5908-2003

mensyaratkan nilai kerapatan papan partikel berkisar antara 0,40-0,90 g/cm3.

Dengan demikian, seluruh nilai kerapatan papan partikel ampas tebu dari hasil

penelitian ini telah memenuhi standar tersebut.

4.1.2 Kadar Air

Data hasil pengujian kadar air papan partikel ampas tebu secara lengkap

dapat dilihat pada Lampiran 2, sedangkan nilai rata-ratanya disajikan pada

Gambar 10.

28

Gambar 10 Nilai rata-rata kadar air papan partikel ampas tebu.

Dari Gambar 10 terlihat bahwa kadar air papan partikel ampas tebu semakin

menurun dengan semakin meningkatnya kadar resin perekat UF. Hal ini

disebabkan karena dengan bertambahnya jumlah resin maka rongga-rongga yang

terdapat di antara partikel akan terisi oleh resin. Hal ini membuat kontak antar

partikel semakin rapat sehingga uap air akan menjadi sulit masuk ke dalam papan

partikel. Kadar air papan partikel bergantung pada kondisi udara di sekelilingnya

karena papan partikel terdiri dari bahan berlignoselulosa yang bersifat higroskopis

sehingga akan menyerap dan mengeluarkan uap air dari atau ke udara

sekelilingnya (Haygreen & Bowyer 1996).

Untuk mengetahui pengaruh kadar resin perekat UF terhadap kadar air,

dilakukan analisis ragam dan hasilnya disajikan pada Tabel 9.

Tabel 9 Hasil analisis ragam kadar air papan partikel ampas tebu

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah F-hitung

F tabel

0,05 0,01

Perlakuan 4 0,12 0,03 0,02 tn 3,478 5,995

Galat 10 16,24 1,62 - - -

Total 14 16,36 - - - -

Keterangan: tn = tidak nyata

Data pada Tabel 9 menunjukkan Fhitung < F(=5%) sehingga dapat diketahui

bahwa kadar resin perekat UF tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air papan

partikel ampas tebu pada taraf nyata 5 %. Nilai kadar air yang dipersyaratkan oleh

29

JIS A 5908-2003 adalah berkisar antara 5-13 % sehingga dapat diketahui bahwa

seluruh papan partikel ampas tebu dalam penelitian ini telah memenuhi standar

tersebut.

4.1.3 Daya Serap Air

Data hasil pengujian daya serap air air papan partikel ampas tebu secara

lengkap dapat dilihat pada Lampiran 3, sedangkan nilai rata-ratanya disajikan

pada Gambar 11.

Gambar 11 Nilai rata-rata daya serap air papan partikel ampas tebu.

Dari Gambar 11 terlihat bahwa nilai daya serap air, baik untuk lama

perendaman 2 jam dan 24 jam semakin menurun seiring dengan meningkatnya

kadar resin perekat UF. Hal ini dapat terjadi karena dengan semakin

bertambahnya resin membuat ruang kosong antar partikel dapat terisi oleh resin

sehingga lembaran papan menjadi lebih padat. Lembaran papan yang lebih padat

membuat air yang masuk ke dalam papan menjadi lebih sedikit. Tingginya nilai

daya serap air papan partikel ampas tebu diduga disebabkan oleh masih

banyaknya pith yang tidak ikut terbuang selama proses depithing. Menurut Lengel

(1999), pith merupakan bahan penyerap air dan beratnya dapat bertambah tujuh

kali lipat dari beratnya sendiri di dalam air.

Untuk mengetahui pengaruh kadar resin perekat UF terhadap daya serap air

papan partikel ampas tebu, dilakukan analisis ragam. Hasil analisis ragam daya

Lamaperendaman:

30

serap air papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 2 jam disajikan

pada Tabel 10.

Tabel 10 Hasil analisis ragam daya serap air papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 2 jam

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah F-hitung

F tabel

0,05 0,01

Perlakuan 4 4942,09 1235,52 18,01sn 3,478 5,995

Galat 10 685,87 68,59 - - -

Total 14 5627,96 - - - -

Keterangan: sn = sangat nyata

Dari data Tabel 10 menunjukkan Fhitung > F(=1%) sehingga dapat diketahui

bahwa kadar resin perekat UF berpengaruh sangat nyata terhadap daya serap air

papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 2 jam pada taraf nyata 1 %.

Untuk mengetahui kadar resin perekat UF yang berbeda nyata, dilakukan uji

wilayah berganda Duncan. Hasil uji tersebut disajikan pada Tabel 11.

Tabel 11 Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata daya serap air dengan lama perendaman 2 jam pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan

No Kadar resin perekat UF (%)

Nilai rata-rata daya serap air (%)

Hasil uji Duncan

1 6 118,01 A 2 8 81,20 B B 3 10 81,07 B B 4 12 70,36 B B 5 14 66,99 B

Keterangan: huruf yang sama pada kolom hasil uji Duncan menunjukkan nilai yang tidak berbeda nyata pada taraf nyata 5 %

Dari data Tabel 11 terlihat bahwa antara papan partikel ampas tebu dengan

kadar resin perekat UF 6 % dan 8 % menghasilkan nilai rata-rata daya serap air

yang berbeda nyata sedangkan antara 8 %-14 % tidak berbeda nyata. Dengan

demikian, papan partikel ampas tebu yang dihasilkan dengan kadar resin perekat

31

UF 8 % merupakan kadar resin yang optimal untuk respon daya serap air dengan

lama perendaman 2 jam.

Adapun hasil analisis ragam daya serap air papan partikel ampas tebu

dengan lama perendaman 24 jam tertera pada Tabel 12.

Tabel 12 Hasil analisis ragam daya serap air papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 24 jam

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah F-hitung

F tabel

0,05 0,01

Perlakuan 4 8180,31 2045,08 26,53 sn 3,478 5,995

Error 10 770,85 77,08 - - -

Total 14 8951,16 - - - -



bahwa kadar resin perekat UF berpengaruh sangat nyata terhadap daya serap air

papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 24 pada taraf nyata 1 %.

Untuk mengetahui kadar resin perekat UF yang berbeda nyata, dilakukan uji

wilayah berganda Duncan. Hasil uji tersebut disajikan pada Tabel 13.

Tabel 13 Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata daya serap air dengan lama perendaman 24 jam pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan


Nilai rata-rata daya serap air (%)

Hasil uji Duncan

1 6 152,24 A 2 8 103,51 B B 3 10 101,79 B B 4 12 91,11 B B 5 14 87,28 B

Keterangan: huruf yang sama pada kolom hasil uji Duncan menunjukkan nilai yang tidak berbeda nyata pada taraf nyata 5 %


kadar resin perekat UF 6 % dan 8 % menghasilkan nilai rata-rata daya serap air

32

yang berbeda nyata sedangkan antara 8 %-14 % tidak berbeda nyata. Secara

umum, dapat disimpulkan bahwa papan partikel ampas tebu yang dihasilkan

dengan kadar resin perekat UF 8 % merupakan kadar resin yang optimal untuk

respon daya serap air. Dimensi papan partikel kurang stabil karena lebih mudah

menyerap air dan akan menyebabkan terjadinya kembang susut pada produk yang

bersangkutan. Perubahan dimensi papan partikel dipengaruhi kerapatan papan

partikel, jenis dan kadar perekat, serta lilin (parafin) yang ditambahkan (Kollmann

et al. 1975).

Standar JIS A 5908-2003 tidak mensyaratkan nilai daya serap air papan

partikel, akan tetapi pengujian terhadap daya serap air perlu dilakukan untuk

mengetahui ketahanan papan partikel terhadap air jika diaplikasikan untuk

penggunaan eksterior (di luar ruangan) yang sangat erat berhubungan dengan

pengaruh cuaca seperti kelembaban dan hujan.

4.1.4 Pengembangan Tebal

Data hasil pengujian pengembangan tebal papan partikel ampas tebu secara


pada Gambar 12.

Gambar 12 Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel ampas tebu.

Dari Gambar 12 terlihat bahwa nilai pengembangan tebal, baik untuk lama

perendaman 2 jam dan 24 jam semakin menurun seiring dengan meningkatnya

kadar resin perekat UF. Hal ini dapat terjadi karena dengan semakin

Lamaperendaman:

33

bertambahnya resin membuat ruang lembaran papan menjadi lebih rapat sehingga

air yang masuk ke dalam papan menjadi lebih sedikit dan pengembangan tebalnya

semakin menurun. Haygreen dan Bowyer (1996) menerangkan bahwa semakin

banyak jumlah resin yang digunakan untuk membuat produk panil maka

pengembangan tebal semakin berkurang.

Untuk mengetahui pengaruh kadar resin perekat UF terhadap

pengembangan tebal dengan lama perendaman 2 jam dan 24 jam, dilakukan

analisis ragam. Hasil analisis ragam pengembangan tebal dengan lama

perendaman 2 jam disajikan pada Tabel 14.

Tabel 14 Hasil analisis ragam pengembangan tebal papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 2 jam

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah F-hitung

F tabel

0,05 0,01

Perlakuan 4 3503,54 875,88 5,40 n 3,478 5,995

Galat 10 1621,43 162,14 - - -

Total 14 5124,97 - - - -

Keterangan: n = nyata

Dari data pada Tabel 14 menunjukkan Fhitung > F(=5%) sehingga dapat

diketahui bahwa kadar resin perekat UF berpengaruh nyata terhadap

pengembangan tebal papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 2 jam

pada taraf nyata 5 %. Untuk mengetahui kadar resin perekat UF yang berbeda

nyata, dilakukan uji wilayah berganda Duncan. Hasil uji tersebut disajikan pada

Tabel 15.

34

Tabel 15 Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata pengembangan tebal dengan lama perendaman 2 jam pada berbagai kadar resin perekat

UF berdasarkan uji Duncan No Kadar resin perekat UF

(%) Nilai rata-rata pengembangan tebal

(%) Hasil uji Duncan

1 6 57,91 A 2 8 32,82 B B 3 10 23,16 B B 4 12 19,74 B B 5 14 14,85 B

Keterangan: huruf yang sama pada kolom hasil uji Duncan menunjukkan nilai yang tidak berbeda nyata pada taraf 5 %


kadar resin perekat UF 6 % dan 8 % menghasilkan nilai yang berbeda nyata

sedangkan antara 8 %-14 % tidak berbeda nyata. Dengan demikian, papan partikel

ampas tebu yang dihasilkan dengan kadar resin perekat UF 8 %, 10 %, 12 %, dan

14 % memiliki nilai yang sama untuk respon pengembangan tebal dengan lama

perendaman 2 jam. Adapun hasil analisis ragam pengembangan tebal papan

partikel ampas tebu dengan lama perendaman 24 jam disajikan pada Tabel 16.

Tabel 16 Hasil analisis ragam pengembangan tebal papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 24 jam

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah F-hitung

F tabel

0,05 0,01

Perlakuan 4 14120,13 3530,03 96,03 sn 3,478 5,995

Error 10 367,59 36,76 - - -

Total 14 14487,72 - - - -


Dari data pada Tabel 16 menunjukkan Fhitung > F(=1%) sehingga dapat

diketahui bahwa kadar resin perekat UF berpengaruh sangat nyata terhadap

pengembangan tebal papan partikel ampas tebu dengan lama perendaman 24 jam


35


Tabel 17.

Tabel 17 Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata pengembangan tebal dengan lama perendaman 24 jam pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan


Nilai rata-rata pengembangan tebal (%)

Hasil uji Duncan

1 6 88,76 A A 2 8 82,63 A 3 10 25,68 B B 4 12 24,15 B B 5 14 20,07 B



kadar resin perekat UF 6 % dan 8 % menghasilkan nilai yang tidak berbeda nyata,

sedangkan antara 8 % dengan 10 % berbeda nyata akan tetapi antara 10 %-14 %

tidak berbeda nyata. Dengan demikian, papan partikel ampas tebu yang dihasilkan

dengan kadar resin perekat UF 10 %, 12 %, dan 14 % memiliki nilai yang sama

untuk respon pengembangan tebal dengan lama perendaman 24 jam. Secara

umum, dari data di atas dapat disimpulkan bahwa peningkatan kadar resin perekat

UF pada tingkat 12 % dan 14 % tidak berbeda nyata dengan 10 % sehingga kadar

resin perekat UF 10 % merupakan kadar resin yang optimal untuk respon

pengembangan tebal papan partikel ampas tebu.

Standar JIS A 5908-2003 hanya mensyaratkan pengembangan tebal dengan

lama perendaman 24 jam yaitu maksimal sebesar 12 %. Dengan demikian, nilai

pengembangan tebal seluruh papan partikel ampas tebu dalam penelitian ini tidak

memenuhi standar tersebut. Hal ini diduga disebabkan oleh masih banyaknya pith

yang tidak ikut terbuang selama proses depithing. Pith merupakan bahan penyerap

air sehingga kandungan air dalam dinding sel semakin banyak yang berakibat

dinding sel akan semakin mengembang.

36

4.2 Sifat Mekanis Papan Partikel Ampas Tebu

4.2.1 Keteguhan Lentur (Modulus of Elasticity)

Data hasil pengujian keteguhan lentur (MOE) papan partikel ampas tebu

secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 5, sedangkan nilai rata-ratanya

disajikan pada Gambar 13.

Gambar 13 Nilai rata-rata MOE papan partikel ampas tebu.

Dari Gambar 13 terlihat bahwa dengan meningkatnya kadar resin perekat

UF maka nilai MOE papan partikel ampas tebu semakin meningkat. Hal ini

disebabkan karena semakin banyak jumlah resin yang ditambahkan maka ikatan

antar partikel dalam lembaran papan semakin kompak sehingga kekuatan papan

semakin tinggi. Untuk mengetahui pengaruh kadar resin perekat UF terhadap

MOE papan partikel ampas tebu, dilakukan analisis ragam dan hasilnya tertera

pada Tabel 18.

Tabel 18 Hasil analisis ragam MOE papan partikel ampas tebu

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah F-hitung

F tabel

0,05 0,01

Perlakuan 4 253524990,60 63381247,65 247,98 sn 3,478 5,995

Galat 10 2555877,09 255587,71 - - -

Total 14 256080867,69 - - - -



bahwa kadar resin perekat UF berpengaruh sangat nyata terhadap MOE papan

37

partikel ampas tebu pada taraf nyata 1 %. Untuk mengetahui kadar resin perekat

UF yang berbeda nyata, dilakukan uji wilayah berganda Duncan. Hasil uji tersebut


Tabel 19 Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata MOE pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan

No Kadar resin perekat UF (%) Nilai rata-rata MOE (kg/cm2) Hasil uji Duncan

1 14 15052,9 A A 2 12 14249,3 A 3 10 10976,0 B 4 8 6923,3 C 5 6 4429,3 D



kadar resin perekat UF 6 %-12 % menghasilkan nilai MOE yang berbeda nyata

sedangkan antara 12 % dengan 14 % tidak berbeda nyata. Dengan demikian,

dalam penelitian ini kadar resin perekat UF 12 % merupakan kadar resin yang

optimal karena dengan penambahan kadar resin 14 % tidak memberikan hasil

yang berbeda untuk respon MOE.

Standar JIS A 5908-2003 mensyaratkan nilai MOE untuk papan partikel

minimal adalah 20.400 kg/cm2 sehingga dapat diketahui bahwa nilai seluruh MOE

papan partikel dari penelitian ini tidak ada yang memenuhi standar tersebut. Hal

ini diduga bahwa selama proses depithing masih banyak pith yang belum terbuang

sehingga berpengaruh terhadap kekuatan papan yang dihasilkan yang membuat

rendahnya nilai MOE. Lengel (1999) menerangkan bahwa pith memiliki sifat

yang tidak memberikan kekuatan sehingga kualitas papan partikel ampas tebu

yang dihasilkan menjadi kurang baik dan memerlukan jumlah perekat yang

banyak.

38

4.2.2 Keteguhan Patah (Modulus of Rupture)

Data hasil pengujian keteguhan patah (MOR) papan partikel ampas tebu

secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 6, sedangkan nilai rata-ratanya

disajikan pada Gambar 14.

Gambar 14 Nilai rata-rata MOR papan partikel ampas tebu.


UF maka nilai MOR papan partikel ampas tebu juga semakin meningkat. Hal ini

disebabkan karena dengan semakin banyaknya jumlah resin maka ikatan antar

partikel dalam lembaran papan semakin kompak sehingga kekuatan papan

semakin tinggi. Untuk mengetahui pengaruh kadar resin perekat UF terhadap

MOR papan partikel ampas tebu, dilakukan analisis ragam. Hasil analisis ragam


Tabel 20 Hasil analisis ragam MOR papan partikel ampas tebu

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah F-hitung

F tabel

0,05 0,01

Perlakuan 4 23063,25 5765,81 49,46 sn 3,478 5,995

Error 10 1165,73 116,57 - - -

Total 14 24228,98 - - - -



bahwa kadar resin perekat UF berpengaruh sangat nyata terhadap MOR pada taraf

nyata 1 %. Untuk mengetahui kadar resin perekat UF yang berbeda nyata,

39

dilakukan uji wilayah berganda Duncan. Hasil uji tersebut disajikan pada

Tabel 21.

Tabel 21 Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata MOR pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan

No Kadar resin perekat UF (%) Nilai rata-rata MOR (kg/cm2) Hasil uji Duncan

1 14 143,987 A A 2 12 131,207 A 3 10 111,257 B 4 8 69,247 C 5 6 39,073 D



kadar resin perekat UF 6 %-12 % menghasilkan nilai MOR yang berbeda nyata

sedangkan antara 12 % dengan 14 % tidak berbeda nyata. Haygreen dan Bowyer

(1996) menerangkan bahwa dengan kenaikan resin, kebanyakan sifat kekuatan

meningkat dengan laju yang menurun, artinya semakin banyak resin yang

ditambahkan maka semakin kecil peningkatannya.

Standar JIS A 5908-2003 mensyaratkan nilai MOR untuk papan partikel

minimal adalah 82 kg/cm2. Dengan demikian hanya papan partikel ampas tebu

pada kadar resin perekat UF 10 %, 12 %, dan 14 % yang memenuhi standar

tersebut. Haygreen dan Bowyer (1996) menerangkan bahwa semakin banyak resin

yang digunakan maka sifat mekanis dan stabilitas dimensi papan partikel juga

semakin tinggi.

Dari data tersebut dapat diketahui bahwa kadar resin perekat UF 12 %

merupakan kadar resin yang optimal untuk respon MOR karena papan partikel

ampas tebu yang dihasilkan pada kadar resin ini telah memenuhi standar

JIS A 5908-2003 dan juga dengan penambahan kadar resin pada tingkat 14 %

memberikan hasil yang tidak berbeda nyata.

40

4.2.3 Keteguhan Rekat (Internal Bond)

Data hasil pengujian keteguhan rekat (IB) papan partikel ampas tebu secara


pada Gambar 15.

Gambar 15 Nilai rata-rata IB papan partikel ampas tebu.

Dari Gambar 15 terlihat bahwa dengan meningkatnya kadar resin maka IB

papan partikel yang dihasilkan semakin meningkat. Hal ini disebabkan karena

semakin banyak resin yang ditambahkan maka ikatan antar partikel dalam

lembaran papan semakin kompak sehingga keteguhan rekat papan semakin kuat.

Menurut Haygreen dan Bowyer (1996), sifat IB akan semakin sempurna dengan

bertambahnya jumlah perekat yang digunakan dalam proses pembuatan papan

partikel.

Untuk mengetahui pengaruh peningkatan kadar resin perekat UF terhadap

IB papan partikel ampas tebu, dilakukan analisis ragam dan hasilnya disajikan

pada Tabel 22.

Tabel 22 Hasil analisis ragam IB papan partikel ampas tebu

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah F-hitung

F tabel

0,05 0,01

Perlakuan 4 3,60 0,90 7,18 sn 3,478 5,995

Error 10 1,25 0,13 - - -

Total 14 4,85 - - - -


41

Dari data Tabel 22 menunjukkan nilai Fhitung > F(=1%) sehingga dapat

diketahui bahwa kadar resin perekat UF berpengaruh sangat nyata terhadap IB



Tabel 23.

Tabel 23 Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata IB pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan

No Kadar resin perekat UF (%) Nilai rata-rata IB (kg/cm2) Hasil uji Duncan

1 14 2,84 A A 2 12 2,50 A A 3 10 2,33 AB

B 4 8 1,77 BC C 5 6 1,49 C


Dari data Tabel 23 menunjukkan bahwa antara papan partikel ampas tebu

dengan kadar resin perekat UF 6 % dan 8 % tidak berbeda nyata, antara 8 %

dengan 10 % juga tidak berbeda nyata akan tetapi antara 6 % dengan 10 %

berbeda nyata. Papan partikel ampas tebu dengan kadar resin 10 % tidak berbeda

nyata dengan 12 % dan 14 % akan tetapi antara 8 % dengan 12 % dan 14 %

berbeda nyata sedangkan antara 12 % dengan 14 % tidak berbeda nyata.

Standar JIS A 5908-2003 mensyaratkan nilai IB sebesar 1,5 kg/cm2

sehingga dapat dilihat bahwa hanya papan partikel dengan kadar resin perekat UF

6 % yang tidak memenuhi standar tersebut. Dari data Tabel 23, dapat diketahui

bahwa kadar resin 10 % memberikan nilai yang optimal untuk respon IB karena

papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908-2003 dan juga

dengan peningkatan kadar resin pada tingkat 12 % dan 14 % tidak memberikan

nilai yang berbeda nyata.

42

4.2.4 Kuat Pegang Sekrup

Data hasil pengujian kuat pegang sekrup papan partikel ampas tebu secara


pada Gambar 16.

Gambar 16 Nilai rata-rata kuat pegang sekrup papan partikel ampas tebu.


UF maka nilai kuat pegang sekrup papan partikel ampas tebu semakin meningkat.

Hal ini disebabkan karena dengan semakin banyaknya jumlah resin maka kontak

antar partikel dalam lembaran papan semakin kompak sehingga kekuatan papan

dalam menahan sekrup semakin tinggi. Untuk mengetahui pengaruh kadar resin

perekat UF terhadap kuat pegang sekrup papan partikel ampas tebu, dilakukan

analisis ragam dan hasilnya disajikan pada Tabel 24.

Tabel 24 Hasil analisis ragam kuat pegang sekrup papan partikel ampas tebu

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah F-hitung

F tabel

0,05 0,01

Perlakuan 4 1314,73 328,68 9,59 sn 3,478 5,995

Error 10 342,83 34,28 - - -

Total 14 1657.56 - - - -


Data Tabel 24 menunjukkan nilai Fhitung > F(=1%) sehingga dapat diketahui

bahwa kadar resin perekat UF berpengaruh sangat nyata terhadap kuat pegang

sekrup pada taraf nyata 1 %. Untuk mengetahui kadar resin perekat UF yang

43

berbeda nyata, dilakukan uji wilayah berganda Duncan. Hasil uji tersebut


Tabel 25 Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata kuat pegang sekrup Pada berbagai kadar resin perekat UF berdasarkan uji Duncan


Nilai rata-rata kuat pegang sekrup (kg)

Hasil uji Duncan

1 14 41,47 A A 2 12 39,87 A 3 10 24,40 B

B 4 8 21,87 B B 5 6 19,33 B


Dari data Tabel 25 menunjukkan bahwa antara papan partikel ampas tebu

dengan kadar resin perekat UF 6 %-10 % menghasilkan nilai kuat pegang sekrup

yang tidak berbeda nyata sedangkan antara 10 % dengan 12 % berbeda nyata akan

tetapi antara 12 % dengan 14 % tidak berbeda nyata. Standar JIS A 5908-2003

mensyaratkan nilai kuat pegang sekrup sebesar 31 kg. Dari data tersebut dapat

dilihat bahwa hanya papan partikel ampas tebu dengan kadar resin perekat UF

12 % dan 14 % yang memenuhi standar tersebut. Dengan demikian, kadar resin

perekat UF 12 % merupakan kadar resin yang optimal untuk respon kuat pegang

sekrup karena nilai yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908-2003 dan

juga dengan penambahan kadar resin pada tingkat 14 % tidak memberikan nilai

yang berbeda nyata.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 K

Ahmad Firman Alghiffari_E2008

Documents

Transcript of Ahmad Firman Alghiffari_E2008