Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    1/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    1

    PEMANFAATAN AMPAS TEBU SEBAGAI

    BAHAN BAKU DALAM PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL 

    SKRIPSI

    Oleh :

    KRISNA MARGARETTA MALAU

    DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN

    FAKULTAS PERTANIAN

    UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

    2009

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    2/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    2

    PEMANFAATAN AMPAS TEBU SEBAGAI

    BAHAN BAKU DALAM PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL 

    SKRIPSI

    Oleh :

    KRISNA MARGARETTA MALAU

    040308040/ TEKNIK PERTANIAN

    Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh

    gelar sarjana di Fakultas Pertanian

    Universitas Sumatera Utara

    Disetujui Oleh :

    Komisi Pembimbing

    (Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si) (Taufik Rizaldi, STP, MP)

    Ketua Anggota

    DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN

    FAKULTAS PERTANIAN

    UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

    2009

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    3/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    3

    KATA PENGANTAR

    Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah

    memberikan berkat dan kesempatan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi

    ini.

    Adapun judul skripsi ini adalah “Pemanfaatan Ampas Tebu sebagai

    Bahan Baku dalam Pembuatan Papan Partikel”. Penulisan skripsi ini

     bertujuan sebagai bahan dasar penyusunan tugas akhir untuk meraih gelar Sarjana

    Teknologi Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan.

    Penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Ir. Saipul Bahri Daulay,

    M.Si selaku ketua komisi pembimbing beserta Bapak Taufik Rizaldi STP, MP

    selaku anggota komisi yang telah memberikan bimbingan untuk dapat

    menyelesaikan skripsi ini.

    Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu

     penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk perbaikan

    selanjutnya.

    Akhir kata penulis meminta maaf atas segala kekurangan yang ada.

    Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat.

    Medan. Juli 2009

    Penulis

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    4/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    4

    DAFTAR ISI

    Hal

    KATA PENGANTAR ................................................................................... i 

    DAFTAR TABEL ........................................................................................ iv 

    DAFTARGAMBAR...................................................................................... v 

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

    PENDAHULUAN ......................................................................................... 1

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

    Tujuan Penelitian ............................................................................................ 2

    Kegunaan Penelitian ....................................................................................... 3

    TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ 4 Tebu ............................................................................................................... 4

    Botani Tebu ........................................................................................... 4

    Ampas Tebu ........................................................................................... 5

    Kandungan Tebu .................................................................................... 5

    Perekat Urea Formaldehyde (UF) ................................................................... 6

    Parafin (Wax) .................................................................................................. 8

    Papan Partikel ................................................................................................. 8

    Pengertian Papan Partikel ....................................................................... 8

    Bahan Baku Papan Partikel .................................................................... 10

    Sifat dan Kegunaan Papan Partikel ......................................................... 11

    Mutu Papan Partikel ............................................................................... 13Proses Pembuatan Papan Partikel ........................................................... 14

    Proses Pencampuran .......................................................................... 14

    Pengempaan ...................................................................................... 15

    Pengkondisian ................................................................................... 15

    Pemotongan Contoh Uji .................................................................... 15

    Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel .............................. 16

    Standar Pengujian Sifat-Sifat Papan Partikel ...................................... 17

    METODOLOGI PENELITIAN ................................................................... 18 

    Lokasi dan Waktu Penelitian .......................................................................... 18

    Alat dan Bahan ............................................................................................... 18Metode Penelitian ........................................................................................... 20

    Prosedur Penelitian ......................................................................................... 21

    Persiapan Bahan Baku ............................................................................ 21

    Pembuatan Papan Partikel ...................................................................... 22

    Pengkondisian ........................................................................................ 23

    Pengujian Papan Partikel ........................................................................ 23

    Parameter ........................................................................................................ 24

    Sifat Fisis Papan Partikel ........................................................................ 24Sifat Mekanis Papan Partikel .................................................................. 25

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    5/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    5

    HASIL DAN PEMBAHASAN...................................................................... 28 

    Sifat Fisis ........................................................................................................ 28

    Kerapatan Papan Partikel ....................................................................... 28

    Kadar Air Papan Partikel ....................................................................... 30Daya Serap Air Papan Partikel ............................................................... 31

    Pengembangan Tebal Papan Partikel ...................................................... 32

    Sifat Mekanis .................................................................................................. 34

     Modulus of   Rupture (MOR) Papan Partikel ............................................ 35

     Modulus of Elasticity (MOE) Papan Partikel .......................................... 36

     Internal Bond   (IB)Papan Partikel .......................................................... 37

    Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel ....................................................... 38

    Analisa Data Lanjutan Sifat Fisis .................................................................... 40

    Kadar Air Papan Partikel ....................................................................... 40

    Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 40

    Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 40Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 40

    Kerapatan Papan Partikel ....................................................................... 41Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 41

    Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 42Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 42

    Daya Serap Air Papan Partikel ............................................................... 42Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 42

    Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 43Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 45

    Pengembangan Tebal Papan Partikel ...................................................... 45Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 45

    Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 45Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 46

    Analisa Data Lanjutan Sifat Mekanis .............................................................. 47

     Modulus of Rapture (MOR) Papan ........................................................ 47

    Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 47

    Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 48

    Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 48

     Modulus of   Elasticity (MOE) Papan Partikel .......................................... 50

    Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 50

    Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 50Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 51

     Internal  Bond  (IB) Papan Partikel .......................................................... 51

    Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 51

    Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 52

    Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 53

    Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel ....................................................... 53

    Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 53

    Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 54

    Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 54

    KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 55 

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    6/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    6

    DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 57 

    LAMPIRAN .................................................................................................. 59

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    7/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    7

    DAFTAR TABEL

    Hal

    1. Komponen Kimia Beberapa Serat Penting ................................................... 5

    2. Sifat Mekanis Beberapa Serat Penting ......................................................... 6

    3. Ukuran dan Jumlah Contoh Uji Papan Partikel ............................................ 16

    4. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dengan Berbagai Standar ................ 17

    5. Komposisi Bahan Papan Partikel ................................................................. 22

    6. Rekapitulasi Data Sifat Fisis Papan Partikel ................................................ 28

    7. Rataan Kerapatan Papan Partikel ................................................................. 28

    8. Rataan Kadar Air Papan Partikel ................................................................. 30

    9. Rataan Daya Serap Air Papan Partikel ........................................................ 31

    10. Rataan Pengembangan Tebal Papan Partikel ............................................. 33

    11. Data Sifat Mekanis Papan Partikel ............................................................ 3412. Rataan MOR Papan Partikel ...................................................................... 35

    13. Rataan MOE Papan Partikel ...................................................................... 36

    14. Rataan Internal  Bond  Papan Partikel ......................................................... 38

    15. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Interaksi Beda Kadar Perekat dan Kadar

    Parafin Terhadap Kadar Air Rata-rata (%) ............................................... 40

    16. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Perekat terhadap Daya Serap

    Air Rata-rata (%) ...................................................................................... 42

    17. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Parafin terhadap Daya Serap

    Air Rata-rata (%) ...................................................................................... 44

    18. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin

    terhadap Pengembangan Tebal Rata-rata (%) ............................................ 4519. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Perekat Terhadap MOR

    Rata-rata (kg/cm3) ..................................................................................... 47

    20. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Interaksi Beda Kadar Perekat dan kadar

    Parafin terhadap MOR Rata-rata (kg/cm3) ................................................ 49

    21. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Parafin terhadap MOE Rata-

    rata (kg/cm3) ............................................................................................. 50

    22. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Parafin terhadap IB Rata-rata

    (kg) ........................................................................................................... 52

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    8/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    8

    DAFTAR GAMBAR

    Hal

    1. Pola Pemotongan Contoh Uji Papan Patikel ................................................ 15

    2. Proses Pembuatan dan Pengujian Papan Partikel ......................................... 82

    3. Pola Pembentukan Uji MOR ....................................................................... 26

    4. Grafik Kerapatan Papan Partikel ................................................................. 29

    5. Grafik Kadar Air Papan Partikel .................................................................. 31

    6. Grafik Daya Serap Air Papan Partikel ......................................................... 32

    7. Grafik Pengembangan Tebal Papan Partikel ................................................ 33

    8. Grafik MOR Papan Partikel ........................................................................ 36

    9. Grafik MOE Papan Partikel......................................................................... 37

    10. Grafik IB Papan Partikel ........................................................................... 3811. Grafik Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel................................................ 39

    12. Hubungan Interaksi Perlakuan dengan Kadar Air Papan Partikel ............... 41

    13. Hubungan Beda Kadar Perekat dengan Daya Serap Air Papan Partikel ..... 43

    14. Hubungan Beda Kadar Parafin dengan Daya Serap Air Papan Partikel ...... 44

    15. Hubungan Beda Kadar Parafin dengan Pengembangan Tebal

    Papan Partikel ........................................................................................... 46

    16. Hubungan Beda Kadar Perekat dengan MOR Papan Partikel ..................... 48

    17. Hubungan Interaksi Perlakuan dengan MOR Papan Partikel ...................... 49

    18. Hubungan Beda Kadar Parafin dengan MOE Papan Partikel ..................... 51

    19. Hubungan Beda Kadar Parafin dengan Internal Bond Papan Partikel ......... 53

    20. Ampas Tebu (bagase) ................................................................................ 7621. Urea Formaldehyde (UF) .......................................................................... 76

    22. Perekat Urea Formaldehyde dan Parafin (Wax) ......................................... 76

    23. Oven ......................................................................................................... 77

    24. Timbangan ............................................................................................... 77

    25. Cetakan Bahan .......................................................................................... 77

    26. Aluminium Foil......................................................................................... 77

    27. Mixer ........................................................................................................ 78

    28. Jangka Sorong, Lem Besi dan Sekrup........................................................ 78

    29. Mesin Kempa (Hot Press) ......................................................................... 78

    30. Universal Testing Machine (UTM) Lohmann ............................................ 78

    31. Proses Pengempaan Papan Partikel............................................................ 7932. Proses Pengkondisian Papan Partikel......................................................... 79

    33. Proses Pengujian Internal Bond dan Kuat Pegang Sekrup .......................... 79

    34. Papan Partikel Ampas Tebu ...................................................................... 80

    35. Potongan Papan Partikel ............................................................................ 80

    36.Pemberian Kode Potongan Papan Partikel .................................................. 80

    37. Proses Pemotongan Papan Partikel ............................................................ 81

    38. Proses Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel ......................................... 81

    39. Proses Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel ............................................... 81

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    9/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    9

    DAFTAR LAMPIRAN

    Hal

    1. Rekapitulasi Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel .................................... 592. Data Kerapatan Papan Partikel .................................................................... 60

    3. Data Kadar Air Papan Partikel .................................................................... 614. Data Daya Serap Air Papan Partikel ............................................................ 62

    5. Data Pengembangan Tebal Papan Partike .................................................... 636. Data Modulus of Rapture (MOR) Papan Partikel ......................................... 64

    7. Data Modulus of Elasticity (MOE) Papan Partikel ...................................... 65

    8. Data Internal Bond Papan Partikel ............................................................... 66

    9. Data Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel .................................................... 6710. Data Pengamatan Kadar Air Papan Partikel ............................................... 68

    11. Data Pengamatan Kerapatan Papan Partikel .............................................. 69

    12. Data Pengamatan Daya Serap Air Papan Partikel ...................................... 70 

    13. Data Pengamatan Pengembangan Tebal Papan Partikel ............................. 71

    14. Data Pengamatan MOR Papan Partikel ..................................................... 72

    15. Data Pengamatan MOE Papan Partikel ...................................................... 73

    16. Data Pengamatan Internal Bond Papan Partikel ......................................... 74

    17. Data Pengamatan Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel ............................... 75

    18. Gambar Bahan-bahan Papan Partikel......................................................... 76

    19. Gambar Alat-alat Pembuatan Papan Partikel ............................................. 77

    20. Gambar Proses Pembuatan Papan Partikel ................................................. 7921. Flowchart Proses Pembuatan Papan Partikel.............................................. 82

    22. Instruksi Kerja Alat UTM Lohmann .......................................................... 83

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    10/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    10

    ABSTRAK

    Telah dibuat produk baru papan dari limbah industri gula berupa ampas

    tebu/ bagase dengan menggunakan perekat Urea Formaldehyde  (UF). Papan

    dikempa dengan tekanan 25 kg/cm2  pada suhu 1400 C. Kadar Perekat yang

    digunakan adalah 10% dan 12% dengan penambahan parafin cair (wax)

    divariasikan 0%, 1% dan 2 % dari berat kering partikel. Papan partikel yang

    dihasilkan kemudian diuji sifat fisis dan mekanisnya menurut standar JIS A 5908-

    2003. Kerapatan, kadar air dan daya serap air memenuhi standar JIS A 5908-2003,

    sedangkan nilai sifat mekanik yang memenuhi standar yaitu : keteguhan rekat dan

    keteguhan patah.

    Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengaruh kadar perekat sangat nyata

    terhadap uji daya serap air dan keteguhan patah. Sedangkan pengaruh kadar

     parafin sangat nyata terhadap uji daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan

    elastisitas dan keteguhan rekat. Interaksi kadar perekat dan parafin berpengaruh

    sangat nyata terhadap kadar air dan pengaruh nyata terhadap keteguhan patah

     papan partikel.

    Kata kunci : Papan partikel, perekat Urea Formaldehida (UF), parafin cair, sifat

    fisis dan sifat mekanis.

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    11/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    11

     ABSTRACT

     A new panel product from sugar waste industry like as bagasee has made

    using adhesives Urea Formaldehyde (UF). The boards were pressed at amount of

     pressure 25 kg/cm2  and at temperature of 140

    0. Levels of adhesives used were

    10% and 12% of dry-weight particles and additive liquid wax were varied at 0%,

    1% and 2 % of dry-weight. The physical and mechanical properties of the boards

    were tested in accordance with JIS A 5908-2003 standard. The density value,

    moisture content and water absorption were met with the JIS A 5908-2003

    standard, while value of the mechanical properties i.e internal bond and modulus

    of elasticity.

     Results showed that effects of level of adhesives were very significant to

    the density value and modulus of rupture tested. While effects of levels of liquid

    wax were very significant to the moisture content, thickness swelling , modulus of

    elasticity and internal bond tested. The effects of interaction of the levels of

    adhesives and liquid wax were very significant to the moisture content and

    significant to the modulus of rupture tested.

    Key words : Particle board, adhesives Urea Formaldehyde (UF),liquid wax,

     physical properties and mechanical propertie

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    12/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    12

    PENDAHULUAN

    Latar Belakang 

    Tebu (Saccharum officinarum) merupakan tanaman perkebunan semusim

    yang mempunyai sifat tersendiri, sebab didalamnya terdapat zat gula. Tebu

    ditanam untuk diambil batangnya sebagai bahan baku gula. Tebu merupakan

     bahan dasar untuk berbagai produk makanan dan hidangan.

    Selama ini pemanfaatan tebu masih terbatas pada industri pengolahan

    gula, dengan hanya mengambil airnya. Pasar internasional mengindikasikan tebu

    merupakan komoditi yang cukup prospektif. Beberapa Produk Derivat Tebu

    (PDT) seperti ethanol, ragi roti, wafer pucuk tebu, papan partikel, papan serat,

     pulp dan kertas mempunyai peluang pasar yang cukup terbuka, baik di pasar

    domestik maupun internasional.

    Ampas tebu merupakan hasil samping dari proses ekstraksi cairan tebu.

    Ampasnya sekitar 35-40% dari berat tebu yang digiling hanya dimanfaatkan

    sebagai bahan bakar industri bahkan dibuang sehingga akan menjadi limbah.

    Pemanfaatan ampas tebu belum dioptimalkan mengingat potensi tebu yang cukup

     besar, padahal ampas tebu dapat memberikan nilai yang lebih besar.

    Papan partikel adalah suatu produk komposit yang dibuat dengan

    merekatkan partikel berupa potongan kayu yang kecil atau material lain yang

    mengandung lignoselulosa. Tebu merupakan salah satu komoditi pertanian yang

    mengandung unsur lignoselulosa sehingga merupakan bahan baku potensial dalam

     pembuatan papan partikel.

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    13/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    13

    Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panel

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

    lainnya, yang diikat dengan perekat atau bahan pengikat lainnya kemudian

    dikempa panas. Dengan kata lain bahwa semua bahan berlignoselulosa dapat

    dipergunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan papan partikel.

    Salah satu ruang lingkup teknologi pertanian adalah bidang teknik

     pengolahan hasil pertanian. Dalam hal ini pengolahan limbah pertanian berupa

    ampas/bagase tebu. Teknologi pembuatan papan partikel dari ampas tebu

    merupakan teknologi pemanfaatan ampas tebu sehingga mendapatkan produk

    yang bernilai guna serta mengurangi dampak yang diakibatkan oleh limbah bagi

    lingkungan.

    Dari uraian diatas mendorong penulis untuk melaksanakan penelitian

    dengan judul “Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku dalam Pembuatan

    Papan Partikel”.

    Tujuan Penelitian

    Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh

    ampas tebu dalam pembuatan papan partikel dan pengaruh perlakuan variasi

    kadar perekat dan variasi kadar parafin cair (wax) serta interaksinya dalam

     pembuatan papan partikel ampas tebu.

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    14/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    14

    Kegunaan Penelitian

    1. 

    Penulis, sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat

    untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Teknik Pertanian

    Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera

    Utara.

    2.  Mahasiswa, sebagai bahan informasi bagi yang ingin mengembangkan

     penelitian ini.

    3. 

    Masyarakat, sebagai bahan informasi bagi yang membutuhkan atau akan

    menggunakan penelitian ini.

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    15/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    15

    TINJAUAN PUSTAKA

    Tebu (Saccharum officinarum) 

    Botani tebu (Saccharum officinarum)

    Klasifikasi botani tanaman tebu adalah sebagai berikut (Slamet, 2004) :

    Divisi : Spermatophyta

    Sub Divisi : Angiospermae

    Kelas : Monokotyledone

    Keluarga : Poaceae

    Genus : Saccharum

    Spesies : Saccharum officinarum 

    Tanaman tebu mempunyai sosok yang tinggi kurus, tidak bercabang dan

    tumbuh tegak. Tanaman yang tumbuh baik tinggi batangnya dapat mencapai 3-5

    meter atau lebih. Termasuk dalam jenis rumput-rumputan bertahunan, besar,

    tinggi sistem perakaran besar, menjalar, batang kokoh, dan terbagi ke dalam ruas-

    ruas; ruas beragam panjangnya 10-30 cm, menggembung, menggelendong atau

    menyilindris. Pada batangnya terdapat lapisan lilin yang berwarna putih keabu-

    abuan, daun berpangkal pada buku batang dengan kedudukan yang berseling

    (Penebar Swadaya, 2000).

    Tebu dapat hidup dengan baik pada ketinggian tempat 5.500 meter diatas

     permukaan laut (mdpl), pada daerah beriklim panas dan lembab dengan

    kelembaban > 70%, hujan yang merata setelah tanaman berumur 8 bulan dan suhu

    udara berkisar antara 28-340C (Slamet, 2004).

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    16/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    16

    Ampas Tebu (Bagase)

    Ampas tebu (bagase) adalah bahan sisa berserat dari batang tebu yang

    telah mengalami ekstraksi niranya dan banyak mengandung parenkim serta tidak

    tahan disimpan karena mudah terserang jamur. Serat sisa dan ampas tebu

    kebanyakan digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi yang

    diperlukan untuk pembuatan gula. Padahal ampas tebu selain dimanfaatkan

    sebagai bahan bakar pabrik, dapat juga sebagai bahan baku untuk serat dan

     partikel untuk papan, plastik dan kertas serta media untuk budidaya jamur atau

    dikomposisikan untuk pupuk (Slamet, 2004)

    Ampas tebu merupakan hasil samping dari proses ekstraksi cairan tebu.

    Dari satu pabrik dapat dihasilkan sekitar 35-40% dari berat tebu yang digiling

    (Penebar Swadaya, 2000). Menurut Penebar Swadaya (2000) tanaman tebu

    umumnya menghasilkan 24-36% bagase tergantung pada kondisi dan macamnya.

    Bagase mengandung air 48-52%, gula 2,5-6% dan serat 44-48%.

    Kandungan Tebu

    Komponen kimia serat sabut tebu dan beberapa serat penting lainnya

    dapat dilihat pada Tabel 1.

    Tabel 1. Komponen Kimia Beberapa Serat PentingSerat Lignin

    (%)Selulosa

    (%)Hemiselulosa

    (%)

    Tandan sawit 19 65 -Mesocarp sawit 11 60 -

    Sabut tebu 40-50 32-43 0,15-0,25

    Pisang 5 63-64 19

    Sasal 10-14 66-72 12

    Daun nanas 12,7 81,5 -

    Sumber : Kliwon (2002)

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    17/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    17

    Bila tebu dipotong akan terlihat serat jaringan pembuluh (Vascular  

    bundle) dan sel parenkim serta terdapat cairan yang mengandung gula. Serat dan

    kulit batang sekitar 12,5 % dari berat tebu. Dari satu pabrik dapat dihasilkan

    ampas tebu sekitar 35-40% dari berat tebu yang digiling (Penebar Swadaya,

    2000).

    Sifat Mekanis Ampas Tebu

    Sifat mekanis serat sabut tebu dan beberapa serat penting lainnya dapat

    ditunjukkan pada Tabel 2.

    Tabel 2. Sifat Mekanis Beberapa Serat Penting

    Serat Kekuatan tarik Pemanjangan Kekerasan

    (Mpa) (%) (Mpa)

    Tandan sawit 248 14 2000

    Mesocarp sawit 80 17 500

    Sabut tebu 140 25 3200

    Pisang 540 3 816

    Sasal 580 4,3 1200

    Daun nanas 640 2,4 970

    Sumber : Kliwon (2002)

    Perekat Urea Formaldehyde (UF)

    Perekatan partikel pada umumnya dilakukan dengan menggunakan perekat

    Urea Formaldehyde  (UF) untuk penggunaan bagian dalam (interior) seperti

    mebel, lantai, dinding penyekat dan Phenol Formaldehyde  (PF) diarahkan untuk

     papan partikel struktural (Tsoumis, 1991).

    Menurut Sutigno (1988) sifat-sifat perekat Urea Formaldehyde  adalah

     berwarna putih pada kemasan dan berwarna transparan jika sudah direkat

    sehingga tidak mempengaruhi warna papan dengan kekentalan 25 centipoise,

    harga lebih murah daripada PF, tidak mudah terbakar, mempunyai sifat panas

    yang baik dan mudah beradaptasi selama pengkondisian.

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    18/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    18

    Kebutuhan perekat UF untuk pembuatan papan partikel berkisar 6-10%.

    Pematangan terjadi ketika ada peningkatan pada viskositas perekat yang diikuti

    dengan gelatinasi dan selanjutnya terbentuk pedatan yang kaku pada perekat UF,

    suhu inti pada lembaran papan partikel sekitar 100 0C (212 0F) untuk pematangan

    akhir. Temperatur permukaan jauh lebih tinggi tergantung suhu plat pengempaan.

    Kunci utama pengempaan yang cepat adalah meningkatkan suhu inti (Maloney,

    1977).

    Perekat Urea  Formaldehyde  adalah resin yang paling umum digunakan

    untuk pembuatan papan partikel di Eropa dan Amerika Serikat. Biaya yang relatif

    rendah dan siklus pematangan yang pendek adalah dua keuntungan perekat ini

    (Haygreen dan Bowyer, 1989). Menurut Koch (1972), perekat Urea 

    Formaldehyde banyak digunakan untuk penggunaan interior karena : (i) warnanya

    terang, (ii) harganya murah, (iii) dapat digunakan dengan cepat pada suhu

    dibawah 260oF atau 126,67

    oC.

    Menurut Rayner (1951) perekat Urea Formaldehyde adalah perekat yang

     banyak digunakan di hampir semua industri kayu. Perekat ini berbahan dasar urea

    dan formaldehida. Urea adalah bahan padat tidak berwarna yang berasal dari

    reaksi amonia dengan karbondioksida, sedangkan formaldehida adalah gas dari

    metil alkohol

    Kelemahan perekat Urea  Formaldehyde  ini sebagai perekat yang hanya

    dapat digunakan untuk kebutuhan interior, dimana tidak dituntut daya tahan yang

    tinggi terhadap air dan kelembaban (Maloney, 1977). Pizzi (1983) mengemukakan

     bahwa hal tersebut disebabkan mudahnya Urea  Formaldehyde  mengalami

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    19/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    19

    kerusakan ikatan hidrogen karena pengaruh kelembaban dan asam khususnya

     pada suhu sedang dan suhu tinggi. Dalam air dingin laju kerusakan struktur resin

    sangat lambat tapi pada suhu di atas 40o

    C kerusakan dipercepat dan di atas 60o

    C

     prosesnya sangat cepat.

    Parafin (Wax)

    Wax  atau lilin adalah salah satu jenis aditif yang ditambahkan pada

    campuran untuk meningkatkan sifat papan komposit yang dihasilkan. Beberapa

     penelitian menyebutkan bahwa penambahan wax  dapat mengurangi penyerapan

    air secara bertahap. Jenis wax  yang digunakan adalah parafin, yang merupakan

     produk sampingan dari industri minyak mentah. Parafin mempunyai sifat atau ciri

     berbentuk padat dan tidak berwarna, bening dan transparan, sedikit larut dalam

    alkohol, mudah larut dalam eter, benzene dan tahan terhadap asam mineral.

    (Maloney, 1977).

    Parafin berkisar 0,25% sampai 2% dari berat ditambahkan untuk

    memberikan sifat katalis air pada papan. Parafin digunakan untuk menghambat

     penetrasi air pada produk jadi. Pada papan partikel bertambah besar emulsi

     parafin penghambatan air makin sempurna dan stabilitas dimensi baik. penetrasi

    air penting untuk memastikan keberhasilan proses perekatan dan untuk

     perlindungan pada produk (Haygreen dan Bowyer, 1996).

    Papan Partikel

    Pengertian Papan Partikel

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    20/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    20

    Menurut Iskandar (2009), papan partikel adalah lembaran hasil

     pengempaan panas campuran partikel kayu atau bahan berligno selulosa lainnya

    dengan perekat organik dan bahan lainnya.

    Papan partikel adalah lembaran bahan yang terbuat dari serpihan kayu atau

     bahan-bahan yang mengandung lingoselulosa seperti keping, serpih, untai yang

    disatukan dengan menggunakan bahan pengikat organik dan dengan memberikan

     perlakuan panas, tekanan, kadar air, katalis dan sebagainya (FAO, 1997).

    Menurut Haygreen dan Bowyer (1996), papan partikel adalah produk

     panel yang dihasilkan dengan memampatkan partikel-partikel kayu sekaligus

    mengikatnya dengan suatu perekat. Tipe-tipe papan partikel yang banyak itu

    sangat berbeda dalam hal ukuran dan bentuk partikel, jumlah resin (perekat) yang

    digunakan dan kerapatan panel yang dihasilkan.

    Penggunaan papan partikel sangat luas, menurut Haygreen dan Bowyer

    (1996) pada sejumlah pemakaian, papan partikel digunakan sebagai pilihan lain

    terhadap kayu lapis. Djalal (1984) menyatakan bahwa papan partikel yang umum

    diproduksi adalah yang berkerapatan sedang, sebab memberikan hasil yang

    optimum ditinjau dari segi mekanis, pemakaian perekat dan aspek ekonomi

    lainnya.

    Pada saat ini ada 19 buah pabrik papan partikel yang tersebar di Jawa,

    Sumatra, Kalimantan dan Maluku. Sebuah pabrik mengolah limbah tebu (lampas

    tebu atau bagase) dan sisanya mengolah limbah kayu. Limbah pemanenan berupa

    dolok kayu karet diolah oleh 2 buah pabrik, sedangkan 16 buah pabrik mengolah

    limbah pengolahan yang terdiri atas campuran jenis kayu (Kuntohartono, 2008).

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    21/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    21

    Bahan Baku Papan Partikel

    Bahan utama untuk papan partikel menurut Walker (1993), yaitu:

    1.  Sisa industri seperti serbuk gergaji, pasahan dan potongan-potongan kayu

    2.  Sisa pengambilan kayu, penjarangan, dan jenis bukan komersil

    3.  Bahan material berlignoselulosa bukan kayu seperti rami, ampas tebu,

     bambu, tandan kelapa sawit, serat nenas, ecenggondok dan lain-lain.

    Adapun tipe-tipe partikel yang digunakan untuk bahan baku pembuatan

     papan partikel menurut Haygreen dan Bowyer (1996), yaitu:

    a.  Pasahan (shaving), partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang

    dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu.

     b.  Serpih (flake), partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan

    sebelumnya yang dihasilkan dengan peralatan yang telah dikhususkan.

    c.  Biskit (wafer), serupa serpih tetapi bentunya lebih besar. Biasanya lebih

    dari 0,025 inci tebalnya dan lebih dari 1 inci panjangnya.

    d.  Tatal (chips), sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau

    yang besar atau pemukul.

    e.  Serbuk gergaji, dihasilkan oleh pemotongan dengan gergaji.

    f. 

    Untaian, pasahan panjang tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar.

    g. 

    Kerat, bentuk persegi potongan melintang dengan panjang paling sedikit 4

    kali ketebalannya.

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    22/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    22

    h.  Wol kayu, keratan yang panjang, berombak, ramping.

    Sifat dan Kegunaan Papan Partikel

    a. Sifat Fisis 

    1.  Kerapatan papan partikel

    Ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, tetapi

     persyaratannya tidak selalu sama. Kerapatan adalah massa per unit volume

    dengan kedua nilai tersebut pada kadar air yang sama (Sutigno, 1994).

    Dengan mengetahui kerapatan papan maka kita akan mengetahui

    kekuatannya, semakin rendah kerapatan maka persyaratan kekuatan papan

     pun akan semakin rendah. Dengan mengetahui kerapatan maka kita dapat

    menghasilkan kekuatan kayu diisyaratkan oleh standar.

    Berdasarkan kerapatannya (FAO,1997; Maloney, 1977) papan

     partikel terdiri dari tiga kelompok, yaitu :

    a. 

    PP kerepatan rendah (250-400 kg/m3)

     b. 

    PP kerepatan sedang (400-800 kg/m3)

    c.  PP kerepatan tinggi (800-1200 kg/m3)

    2.  Kadar air papan partikel

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    23/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    23

    Ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, yaitu metode oven

    (metode pengurangan berat). Walaupun persyaratan kadar air tidak selalu

    sama pada setiap standar, perbedaannya tidak besar (kurang dari 5%).

    3.  Daya serap air

    Merupakan sifat fisika papan yang menyatakan kemampuan papan untuk

    menyerap air selama 2 jam dan 24 jam (Hakim, 2002).

    4. 

    Pengembangan tebal papan partikel

    Pengembangan tebal dihitung atas tebal sebelum dan sesudah perendaman

    dalam air dingin selama 24 jam pada contoh uji berukuran 5 x 5 x 1 cm3.

    b. Sifat Mekanis 

    1.  Keteguhan (kuat) lentur umumnya diuji pada keadaan kering meliputi

    modulus patah dan modulus elastisitas.

    2. 

    Keteguhan rekat internal (kuat tarik tegak lurus permukaan) umumnya

    diuji pada keadaan kering, seperti pada Standar Indonesia tahun 1996.

    3.  Keteguhan (kuat) pegang skrup diuji pada arah tegak lurus permukaan dan

    sejajar permukaan serta dilakukan pada keadaan kering saja.

    Kegunaan Papan Partikel

    Penggunan papan partikel (komposit) dibedakan menjadi dua bagian, yaitu

    a.  Structural Composite

    Dipergunakan untuk dinding, atap, bagian lantai, tangga, komponen

    kerangka, mebel, dan lain-lain. Bahan yang digunakan untuk memikul

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    24/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    24

     beban di dalam penggunaanya, penggunaan perekat eksterior akan

    menghasilkan papan partikel eksterior sedangkan pemakaian perekat

    interior akan menghasilkan papan partikel interior.

    b.   Non Structural Composite

    Komposit ini tidak digunakan untuk memikul beban, penggunaan akhir

     produknya untuk pintu, jendela, mebel, bahan pengemas, pembatas ubin,

     bagian interior mobil dan lain-lain.

    Mutu Papan Partikel 

    Adapun faktor yang mempengaruhi mutu papan partikel adalah sebagai

     berikut (Sutigno, 1994):

    1.  Berat jenis partikel, perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan

     partikel dengan berat jenis kayu harus lebih dari satu, yaitu sekitar 1,3 agar

    mutu papan partikelnya baik. Pada keadaan tersebut proses pengempaan

     berjalan optimal sehingga kontak antar partikel baik.

    2.  Zat ekstraktif partikel, kayu yang berminyak akan menghasilkan papan

     partikel yang kurang baik dibandingkan dengan papan partikel dari kayu

    yang tidak berminyak. Zat ekstraktif semacam itu akan mengganggu

     proses perekatan.

    3.  Jenis partikel, keragaman jenis bahan baku dapat terjadi diantara jenis atau

    di dalam jenis, yakni disebabkan oleh tingkat kerapatan, tingkat keasaman

    kayu, kadar air, kadar zat ekstraktif.

    4.  Campuran jenis partikel, keteguhan lentur papan partikel dari campuran

     jenis partikel ada diantara keteguhan lentur papan partikel dari jenis

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    25/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    25

    tunggalnya, karena itu papan partikel struktural lebih baik dibuat dari satu

     jenis kayu daripada dari campuran jenis kayu.

    5. 

    Ukuran partikel, papan partikel yang dibuat dari tatal akan lebih baik

    daripada yang dibuat dari serbuk karena ukuran tatal lebih besar daripada

    serbuk. Karena itu, papan partikel struktural dibuat dari partikel yang

    relatif panjang dan relatif lebar.

    6.  Kulit, makin banyak kulit kayu dalam partikel kayu sifat papan partikelnya

    makin kurang baik karena kulit akan mengganggu proses perekatan antar

     partikel. Banyaknya kulit kayu maksimum sekitar 10%.

    7.  Perekat, macam partikel yang dipakai mempengaruhi sifat papan partikel.

    Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior

    sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel

    interior. Penambahan perekat akan berperan juga untuk menghasilkan

     papan pada tingkat kerapatan tertentu yang ditetapkan oleh standard.

    8.  Pengolahan, proses produksi papan partikel berlangsung secara otomatis.

    Walaupun demikian masih mungkin terjadi penyimpangan yang dapat

    mengurangi mutu papan partikel. Sebagai contoh, kadar air hamparan

    (campuran partikel dengan perekat) yang optimum adalah 10-14 %, bila

    terlalu tinggi keteguhan lentur dan keteguhan rekat internal papan partikel

    akan menurun.

    Proses Pembuatan Papan Partikel

    a. Proses pencampuran

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    26/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    26

    Bahan baku ampas tebu yang telah dikeringkan dalam oven dimasukkan

    ke dalam blender drum. Perekat dan parafin dicampur di dalam blender drum yang

     berisi ampas tebu dengan menggunakan mixer. Campuran selanjutnya

    dimasukkan ke dalam alat pencetak lembaran yang berukuran 25cm x 25 cm x 1

    cm dan ditekan supaya adonan menjadi padat selanjutnya dilapisi dengan

    aluminium foil.

    b. Pengempaan

    Campuran yang telah berbentuk kemudian diletakkan diatas lempeng

    aluminium yang dilapisi aluminium foil dan bagian atas campuran juga dilapisi

    aluminium foil dan lempengan aluminium yang sama Bagian sisi campuran

    diganjal dengan plat besi dengan ukuran ketebalan 1 cm.

    Campuran selanjutnya dikempa dengan menggunakan kempa panas pada

    suhu 140oC selama 10 menit dengan tekanan 25 kg/cm2.

    c. Pengkondisian

    Lembaran yang sangat panas dikeluarkan dari mesin kempa dan dibiarkan

    sekitar 3 jam agar terjadi pengerasan perekat sebelum dikeluarkan dari klem.

    Selanjutnya dilakukan pengkondisian selama satu minggu untuk mencapai

    distribusi kadar air yang seragam dan melepaskan tegangan sisa dalam papan

    akibat pengempaan.

    d. Pemotongan Contoh Uji

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    27/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    27

    Pola pemotongan contoh uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis

    mengacu pada standar JIS A 5908-2003 yang disajikan pada gambar 1. dibawah

    ini.

    Gambar 1. Pola Pemotongan Contoh Uji Papan Partikel

    Keterangan:

    A = Contoh uji untuk kadar air dan karapatan

    B = Contoh uji untuk MOR dan MOE

    C = Contoh uji untuk daya serap air dan pengembangan tebal

    D = Contoh uji untuk internal bond

    E = Contoh uji untuk kuat pegang sekrup

    Adapun ukuran dan jumlah contoh papan uji partikel disajikan pada Tabel

    3 berikut :

    Tabel 3. Ukuran dan Jumlah Contoh Uji Papan Partikel No Macam Pengujian Ukuran (mm) Jumlah contoh uji tiap

     papan partikel

    1 Kadar Air dan Kerapatan 100 x 100 1

    2 Daya serap air dan

    Pengembangan Tebal

    50 x 50 1

    3 (MOR dan MOE) 200 x 50 1

    4 Kuat pegang

    sekrup

    100 x 50 1

    5 Internal Bond 50 x 50 1

    e. Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel

    B

    A C D

    E

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    28/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    28

    Pengujian papan partikel didasarkan pada standar JIS A 5908-2003. Pola

     pemotongan contoh uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis mengacu pada

    standar JIS A 5908-2003. Secara skematis proses pembuatan dan pengujian papan

     partikel disajikan pada Gambar 2 pada Lampiran 20.

    Standar Pengujian Sifat-Sifat Papan Partikel

    Berbagai standar yang digunakan dalam pengujian sifat-sifat papan

     partikel terdapat pada Tabel 4 dibawah ini.

    Tabel 4. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dengan Berbagai Standar No. Sifat Fisis Mekanis SNI 03-

    2105-1996JIS A 5908

    -2003

    1 Kerapatan (gr/cm3) 0,5-0,9 0,4-0,9

    2 Kadar air (%)

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    29/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    29

    METODOLOGI PENELITIAN

    Lokasi dan waktu penelitian

    Penelitian ini dilaksanakan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil

    Hutan (PUSLITBANG) Jl. Gunung Batu No.5 Bogor pada bulan Januari-Maret

    2009.

    Alat dan Bahan

    Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

    1.  Bagase/ampas tebu

    2.  Perekat Urea Formaldehyde (UF)

    3.  Parafin cair

    Alat- alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    30/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    30

    1.  Kempa Panas ( Hot  Press)

    Dengan suhu 140oC, tekanan 25 kg/cm

    2, lama pengempaan 10 menit yang

     berfungsi untuk memberi tekanan pada campuran bahan agar sesuai

    dengan pengaturan ketebalan yang diperlukan sehingga menghasilkan

     papan partikel yang padat.

    2.  Blender Drum

    Berfungsi sebagai tempat pencampuran bahan ampas tebu dengan perekat

    (Urea Formaldehyde) dan parafin cair.

    3.  Mixer

    Berfungsi sebagai alat pencampur bahan ampas tebu dengan perekat (UF)

    dan parafin cair.

    4.  Oven

    Berfungsi mengeringkan bahan

    5. 

    Cetakan kayu dengan ukuran 25 cm x 25cm

    Membentuk ukuran papan partikel

    6. 

    Plat besi dengan ketebalan 1 cm

    Memberikan ketebalan papan partikel yang diinginkan

    7.  Lempeng aluminium 2 buah

    Sebagai alas pada bagian atas dan bawah bahan

    8.  Aluminium Foil

    Melapisi lempeng besi bagian atas dan bawah

    9.  Timbangan

    Mengukur massa bahan

    10.  Neraca Analitik Digital

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    31/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    31

    Mengukur massa perekat, dan mengukur massa kadar air dan

     pengembangan tebal dalam tahap pengujian.

    11. 

    Alat-alat lain

    Peralatan lain yang digunakan pada saat pembuatan papan partikel yaitu :

    a.  Gunting

     b.  Beacker glass

    c.  Millimeter sekrup

    d.  Spidol

    e.  Gunting

    12. Alat pengujian

    Alat uji mekanis Universal Testing  Machine (UTM) Lohmann

    Metode Penelitian

    Penelitian ini menggunakan metode pengujian sifat fisika dan mekanika

    dilakukan berdasarkan Japanese Industrial Standars (JIS) A 5908-2003. Kemudian

    data diolah dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial,

    yang terdiri dari dua faktor :

    Faktor I : Variasi kadar Perekat UF, dengan dua taraf perlakuan

    A1 = perekat 10%

    A2 = perekat 12%

    Faktor II : Variasi kadar parafin

    F0 = parafin 0%

    F1 = parafin 1%

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    32/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    32

    F2 = parafin 2%

    Perhitungan jumlah ulangan penelitian :

    Tc (n-1) ≥ 15 

    6 (n-1) ≥ 15 

    (n-1) ≥ 2.5 

    n ≥ 3.5 

    n ≈ 4 

    Dengan demikian penelitian dilakukan 4 (empat) x ulangan tetapi karena

    ketersediaan bahan yang terbatas pada saat penelitian maka penelitian dilakukan

    hanya 3 (tiga) x ulangan dan kombinasi perlakuannya sebagai berikut :

    A1F0 A2F0

    A1F1 A2F1

    A1F2 A2F2

    Metode Analisa

    Yijk = µ + αi +β j + (αβ)ij + ∑ ijk   

    Dimana :

    Yijk = Hasil pengamatan karena pengaruh faktor A pada taraf ke-i,

    faktor F pada taraf ke-j dan ulangan pada taraf ke-k.

    µ = Efek nilai tengah

    αi  = Efek perlakuan A pada taraf ke-i

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    33/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    33

    β j = Efek perlakuan F pada taraf ke-j

    (αβ)ij = Efek kombinasi faktor A pada taraf ke-i dan faktor F pada taraf

    ke-j

    ∑ ijk    = Efek galat dari faktor A pada taraf ke-i dan faktor F pada taraf

    ke-j dan ulangan pada taraf ke-k

    Prosedur Penelitian

    Prosedur penelitian dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :

    1. Persiapan Bahan Baku

    Pengumpulan ampas tebu dilakukan pada kondisi yang sudah kering

    maupun yang masih basah. Ampas tebu dikuliti untuk membuang kulitnya dan

    dicuci dengan air mengalir untuk menghilangkan kotoran dan tanah yang

    menempel pada pada ampas tebu. Selanjutnya bahan dimasukkan ke dalam oven

    dan dikeringkan hingga mencapai kadar air yang sesuai untuk perekat. Kadar air

    untuk bahan maksimal 10%. 

    Perekat yang digunakan adalah Urea  Formaldehyde  (UF) dengan kadar

     perekat 10% dan 12%. Bahan aditif yang digunakan adalah parafin cair sebanyak

    0%, 1% dan 2% dari berat sasaran papan partikel yang akan dibuat.

    2. Pembuatan Papan Partikel

    Partikel ditimbang kemudian dicampur dengan perekat. Pada tahap ini ada

    2 perlakuan, perlakuan komposisi perekat dengan taraf 10% dan 12% dan

     perlakuan parafin dengan taraf 0%, 1% dan 2%. Pencampuran partikel dengan

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    34/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    34

     perekat dilakukan dengan menggunakan mixer dalam blender drum. Adapun

    komposisi bahan papan partikel dicantumkan pada tabel 5 di bawah ini.

    Tabel 5. Komposisi Bahan Papan PartikelPerlakuan Berat (gram)

    Bagase Perekat Parafin Spilase 10%

    A1F0 400 50 0 50

    A1F1 395 50 5 50

    A1F2 390 50 10 50

    A2F0 390 60 0 50

    A2F1 385 60 5 50

    A2F2 380 60 10 50

    Campuran partikel dan perekat yang telah merata dibentuk dalam bak

     papan berukuran 25 cm x 25 cm. Campuran yang telah berbentuk kemudian

    diletakkan diatas lempeng aluminium yang dilapisi aluminium foil dan bagian atas

    campuran juga dilapisi dengan aluminium foil dan lempengan aluminium yang

    sama.

    Bagian sisi campuran diganjal dengan plat besi dengan ukuran ketebalan 1

    cm. Campuran selanjutnya dikempa dengan menggunakan kempa panas pada

    suhu 140oC selama 10 menit dengan tekanan 25 kg/cm2. Campuran yang telah

    dikempa selama 10 menit, kemudian menjadi papan partikel. Papan partikel yang

    telah terbentuk kemudian dibiarkan dalam ruangan selama 1 minggu (7 hari)

    untuk mencapai kadar air kesetimbangan pada suhu kamar.

    3. Pengkodisian

    Campuran yang telah dikempa selama 10 menit, kemudian menjadi papan

     partikel. Papan partikel yang telah terbentuk kemudian dibiarkan dalam ruangan

    selama 1 minggu (7 hari) untuk mencapai kadar air kesetimbangan pada suhu

    kamar. Lembaran yang masih dalam keadaan sangat panas dan sangat lunak

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    35/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    35

    dibiarkan sekitar 3 jam agar terjadi pengerasan perekat sebelum dikeluarkan dari

    klem.

    Dilakukan pengkondisian selama satu minggu untuk mencapai distribusi

    kadar air yang seragam dan melepaskan tegangan sisa dalam papan akibat

     pengempaan. Dihitung tiap-tiap parameter yang telah ditentukan Dilakukan

    ulangan sebanyak tiga kali.

    4. Pengujian papan partikel

    Pengujian papan partikel didasarkan pada standar JIS A 5908-2003. Pola

     pemotongan contoh uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis mengacu pada

    standar JIS A 5908-2003.

    Parameter yang diamati

    Parameter yang diamati dalam penelitian ini adalah :

    1. Sifat Fisis Papan Partikel

    Pengujian papan partikel didasarkan pada standar JIS A 5908-2003.

    Pengujian sifat fisis dan mekanis dapat dilakukan berdasarkan rumus-rumus di

     bawah ini (Memed, dkk. 1983).

    a.  Kerapatan

    Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume

    kering udara. Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang beratnya,

    lalu diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume contoh

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    36/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    36

    uji. Titik pengukuran dimensi disajikan pada Gambar 3. Nilai kerapatan papan

     partikel dihitung dengan rumus:

    Kerapatan (gr/cm3) =)()(

    3cmVolumegram Berat  ..................................................... (1)

    b.  Kadar Air (KA)

    Penetapan kadar air pada contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm

    dihitung dengan rumus:

    1001

    10×

    −=

     B

     B BKadarair  % ................................................................ (2)

    Keterangan:

    KA : kadar air (%)

    B0 : berat awal contoh uji setelah pengkondisian (gram)

    B1  : berat kering tanur contoh uji (gram)

    c.  Daya Serap Air (DSA)

    Daya serap dihitung dari berat sebelum dan sesudah perendaman dalam air

    24 jam pada contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1cm, dengan rumus:

    1001

    1

    −=

     B

     B B DSA % ........................................................................ (3)

    Keterangan:

    DSA : daya serap air (%)

    B1 : berat contoh uji sebelum perendaman (gram)

    B2  : berat contoh uji setelah perendaman (gram)

    d.  Pengembangan Tebal (PT)

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    37/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    37

    Pengembangan tebal dihitung atas tebal sebelum dan sesudah perendaman

    dalam air selama 24 jam pada contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm.

    1001

    1

    2×−=

    T T T PT  % .......................................................................... (4)

    Keterangan:

    PT : daya serap air (%)

    T1 : berat contoh uji sebelum perendaman (gram)

    T2  : berat contoh uji setelah perendaman (gram)

    2. Sifat Mekanis Papan Partikel

    a.   Modulus of Rupture (MOR)

    Pengujian keteguhan patah dilakukan dengan Universal Testing Machine 

    dengan menggunakan lebar bentang (jarak penyangga) 14 kali tebal, tetapi tidak

    kurang dari 14 cm. Nilai MOR dihitung dengan menggunakan rumus:

    2..2

    ..3

    d b

     LP MOR  = .................................................................................... (5)

    Dimana:

    MOR = modulus patah (kg/cm2)

    P = beban Maksimum (kg)

    L = jarak sangga (cm)

     b = tebal dan lebar contoh uji (cm)

    d = tebal contoh uji (cm)

    Beban

    Contoh uji

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    38/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    38

     penyangga

    Gambar 3. Pola Pembentukan Uji MOR

    b.   Modulus of Elasticity (MOE)

    Pengujian MOE dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan

     patah dengan memakai contoh uji yang sema. Besarnya defleksi yang terjadi pada

    saat pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu. Nilai MOE dihitung

    dengan rumus:

    3

    3

    ..4

    ..

    d Yb

     LP MOE 

    ∆= ............................................................................. (6)

    Dimana:

    MOE = modulus lentur (kg/cm2)

    P∆   = beban sebelum batas proporsi (kg)

    L = jarak sangga (cm)

    Y ∆   = lenturan pada beban (cm)

     b = lebar contoh uji

    d = tebal contoh uji

    c. 

    Keteguhan Rekat Internal ( Internal Bond )

    Contoh uji berukuran 5cm x 5cm x 1cm direkatkan pada dua buah blok

    alumunium dengan perekat besi dan dibiarkan mengering. Kedua blok ditarik

    tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum. Pengujian keteguhan

    rekat dihitung dengan rumus:

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    39/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    39

     A

    P IB

    max=  ........................................................................................ (7)

    Dimana:

    IB = keteguhan rekat internal (kg/cm2)

    Pmax  = beban maksimum (kg)

    A = luas permukaan contoh (cm2)

    d.  Kuat Pegang Sekrup (Screw Holding Power)

    Contoh uji berukuran 5cm x 10cm x 1 cm. Untuk kuat pegang sekrup

     permukaan dibuat sekrup pada sisi permukaan panil. sekrup yang digunakan

     berdiameter 2,7 mm, panjang 13 mm dimasukkan hingga mencapai kedalaman 8

    mm. Nilai kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang

    dicapai dalam kilogram.

    HASIL DAN PEMBAHASAN

    Sifat Fisis

    Dengan mengetahui sifat fisis papan partikel maka kita akan mengetahui

    kekuatannya dan menghasilkan papan partikel yang diisyaratkan oleh standar.

    Rekapitulasi data sifat fisis papan partikel ampas tebu dapat dilihat pada Tabel 6.

    Tabel 6. Rekapitulasi Data Sifat Fisis Papan Partikel

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    40/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    40

    PerlakuanKerapatan

    (kg/cm3)

    Kadar

    Air (%)

    Daya Serap Air

    (%)

    Pengembangan

    Tebal (%)

    A1F0 0.780 5.267 171.392 63.583

    A1F1 0.780 5.054 130.097 29.365

    A1F2 0.788 7.973 166.205 59.216

    A2FO 0.771 6.563 154.941 55.522

    A2F1 0.742 5.713 82.413 19.961

    A2F2 0.799 4.919 106.898 28.800

    Kerapatan

    Kerapatan adalah massa per unit volume. Volume papan partikel akan

    sangat dipengaruhi oleh tekanan kempa pada saat pembuatan papan. Data hasil

     pengujian kerapatan awal dan akhir papan partikel dapat dilihat pada Lampiran 2

    dan rataan pada Tabel 7 berikut :

    Tabel 7. Rataan Kerapatan Papan Partikel

    Perlakuan Rataan (kg/cm3)

    A1F0 0.780

    A1F1 0.780

    A1F2 0.788

    A2FO 0.771

    A2F1 0.742

    A2F2 0.799

    Tabel 7 diatas memperlihatkan bahwa nilai kerapatan papan partikel yang

    terendah sampai yang tertinggi adalah papan partikel dengan perlakuan A2F1

    dengan nilai kerapatan rata-rata 0,742 gr/cm3  dan pada perlakuan A2F2 dengan

    nilai kerapatan rata-rata 0,799 gr/cm3. Nilai kerapatan papan partikel berkisar

    antara 0,742-0,799 gr/cm3. Papan partikel tersebut termasuk ke dalam kategori

     papan partikel berkerapatan sedang (Tsoumis, 1991) dan kerapatan ini juga

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    41/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    41

    memenuhi persyaratan JIS A 5908-2003 karena nilainya berada diantara 0,5-0,9

    gr/cm3.

    Kerapatan papan partikel dipengaruhi oleh berat jenis partikel yang

    digunakan. Semakin besar berat jenis partikel maka semakin besar kerapatan

     papan partikel. Berat jenis juga ditentukan oleh kandungan air yang terdapat pada

     partikel. Data hasil pengujian kadar air papan partikel dapat dilihat pada Lampiran

    3 dan grafik kadar air papan partikel dapat dilihat pada Gambar 4.

    Kerapatan

    0.7800.788

    0.771

    0.742

    0.799

    0.780

    0.70

    0.72

    0.74

    0.76

    0.78

    0.80

    0.82

    A1F0 A1F1 A1F2 A2FO A2F1 A2F2

    Perlakuan

       R  a   t  a  a  n

    Kerapatan

     

    Gambar 4. Grafik Kerapatan Papan Partikel.

    Kadar Air

    Kadar air papan partikel adalah jumlah air yang masih tinggal di dalam

    rongga sel dan antar partikel selama proses pengerasan perekat dengan kempa

     panas. Kadar air ditentukan oleh kadar air sebelum dikempa panas, jumlah air

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    42/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    42

    yang terkandung dalam perekat dan kelembaban udara sekeliling. Pengujian kadar

    air perlu dilakukan karena kadar air menentukan kualitas papan partikel.

    Tabel 8. Rataan Kadar Air Papan Partikel

    Perlakuan Rataan (%)

    A1F0 5.267

    A1F1 5.054

    A1F2 7.973

    A2FO 6.563

    A2F1 5.713

    A2F2 4.919

    Dari Tabel 8 diperoleh kadar air yang terendah sampai tertinggi

    terdapat pada perlakuan A2F2 yaitu sebesar 4.919% dan pada perlakuan A1F2

    dengan nilai sebesar 7,973%. Nilai kadar air berkisar antara 4.919 % sampai

    7.973%. Nilai Kadar air papan partikel yang telah dibuat memenuhi standar JIS A

    5908-2003 yaitu 5 % sampai 13%. Data hasil pengujian kadar air papan partikel

    dapat dilihat pada Lampiran 3 dan grafik kadar air papan partikel dapat dilihat

     pada Gambar 5.

    Adanya kecenderungan penurunan nilai kadar air sehubungan adanya

    faktor lain yang diduga dapat mempengaruhi kadar air papan partikel adalah kadar

    air partikel dan perekat serta suhu dan lama pengempaan. Suhu dan lama

     pengempaan harus disesuaikan dengan jenis perekat dan kadar air bahan.

    Pengaturan faktor-faktor tersebut sangat penting agar kadar air papan partikel

    dapat memenuhi standar.

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    43/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    43

    Kadar Air 

    5.267 5.054

    7.973

    6.5635.713

    4.919

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    A1F0 A1F1 A1F2 A2F A2F1 A2F2

    Perlakuan

       R  a   t  a  a  n

    Kadar 

     Gambar 5. Grafik Kadar Air Papan Partikel

    Daya Serap Air

    Daya serap air merupakan sifat fisis papan partikel yang mencerminkan

    kemampuan papan untuk menyerap air sewaktu direndam dengan air. Daya serap

    air dipengaruhi oleh banyaknya rongga/pori pada papan partikel dan mudah atau

    tidaknya bahan penyusun papan partikel menyerap air. Data rataan daya serap air

     papan partikel dapat dilihat pada Tabel 9 berikut.

    Tabel 9. Rataan Daya Serap Air Papan Partikel

    Perlakuan Rataan (%)

    A1F0 171.392

    A1F1 130.097

    A1F2 166.205

    A2FO 154.941

    A2F1 82.413

    A2F2 106.898

    Tabel 9 memperlihatkan bahwa nilai daya serap air papan partikel yang

    terendah sampai yang tertinggi adalah papan partikel dengan perlakuan A1F0 nilai

    daya serap air rata-rata 82.413 % dan pada perlakuan A1F0 nilai daya serap air

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    44/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    44

    rata-rata 171.392 %. Jadi, nilai daya serap air papan partikel yang dihasilkan

     berkisar antara 82.413 sampai 171.392%. Japanesse Industrial Standard  (JIS) A

    5908-2003 tidak mensyaratkan nilai daya serap air papan partikel. 

    Tingginya nilai daya serap air papan partikel cenderung diakibatkan oleh

    sifat bagase tebu yang mudah menyerap air. Bagase tebu memiliki nilai daya serap

    air tinggi karena kadar air papan partikel yang rendah dan tidak adanya perlakuan

    khusus terhadap permukaan papan sehingga papan ini akan lebih banyak

    menyerap air dibandingkan papan dari jenis bahan yang lain. 

    Data hasil pengujian daya serap air papan partikel dapat dilihat pada

    Lampiran 4 dan grafik daya serap air rata-rata dapat dilihat pada Gambar 6.

    Daya Serap Air 

    171.392

    130.097

    166.205154.941

    82.413106.898

    0

    50

    100150

    200

    A1F0 A1F1 A1F2 A2FO A2F1 A2F2

    Perlakuan

       R  a   t  a  a  n

    Daya Serap Air 

     

    Gambar 6. Grafik Daya Serap Air Papan Partikel

    Pengembangan Tebal 

    Pengembangan tebal adalah pertambahan tebal papan partikel setelah

    mengalami perendaman.. Masuknya air ke dalam papan partikel dipengaruhi oleh

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    45/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    45

     banyaknya pori papan partikel dan penyerapan air oleh partikel penyusun papan

     partikel. Rataan pengembangan tebal terdapat pada Tabel 10

    Tabel 10. Rataan Pengembangan Tebal Papan Partikel

    Perlakuan Rataan (%)

    A1F0 63.583

    A1F1 29.365

    A1F2 59.216

    A2FO 55.522

    A2F1 19.961

    A2F2 28.800

    Dari Tabel 10 diperoleh nilai rata-rata pengembangan papan partikel

    setelah direndam dalam air selama 24 jam adalah 19.961% sampai 63.583%.

    Pengujian pengembangan tebal papan partikel ini tidak memenuhi standar JIS A

    5908-2003 karena tingginya nilai penyerapan air oleh papan partikel. Masuknya

    air ke dalam papan partikel dipengaruhi oleh banyaknya pori papan partikel dan

     penyerapan air oleh partikel penyusun papan partikel.

    Pengembangan tebal yang tinggi adalah akibat banyaknya air yang diserap

    oleh papan partikel. Data hasil pengujian pengembangan tebal papan partikel

    dapat dilihat pada Lampiran 4 dan grafik pengembangan tebal dapat dilihat pada

    Gambar 7.

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    46/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    46

    Pengembangan Tebal

    63.583

    29.365

    59.21655.522

    19.961

    28.800

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    A1F0 A1F1 A1F2 A2FO A2F1 A2F2

    Perlakuan

       R  a   t  a  a  n

    Pengembangan Tebal

     

    Gambar 7. Grafik Pengembangan Tebal Papan Partikel

    Untuk memperbaiki sifat pengembangan tebal papan partikel dapat

    dilakukan dengan menambahkan bahan pengisi ( filler ).  Filler   yang dapat

    ditambahkan adalah tepung tempurung kelapa dan tepung kayu. Filler  diharapkan

    dapat mengisi ruang-ruang antar partikel sehingga tidak mudah dimasuki oleh air.

    Sutigno (1988) mengemukakan bahwa penambahan  filler   dapat mengubah sifat

     perekat dan dapat menaikkan keteguhan rekat.

    Sifat Mekanis 

    Dengan mengetahui sifatmekanis papan partikel maka kita akan

    mengetahui kekuatannya dan menghasilkan papan partikel yang diisyaratkan oleh

    standar. Rekapitulasi data sifat fisis papan partikel ampas tebu dapat dilihat pada

    Tabel 6.

    Tabel 11. Rekapitulasi Data Sifat Mekanis Papan Partikel

    PerlakuanMOE

    (kg/cm2)MOR

    (kg/cm2)Internal Bond

    (kg/cm2)

    Kuat PegangSekrup (kg)

    A1F0 7544.308 76.539 0.768 19.200

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    47/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    47

    A1F1 7045.169 71.249 0.539 26.133

    A1F2 4282.972 63.974 0.651 17.200

    A2FO 5712.456 73.630 0.987 22.800

    A2F1 10594.83 115.585 0.659 23.200

    A2F2 5174.615 86.333 0.656 26.933

    Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut

    sifat mekanisnya. Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk memikul beban

    atau gaya yang mengenainya. Ketahanan terhadap perubahan bentuk menentukan

     banyaknya bahan yang dimampatkan, terpuntir, atau terlengkung oleh suatu beban

    yang mengenainya (Haygreen dan Bowyer, 1989).

     Modulus of Rupture (MOR)

     Modulus of   Rupture (MOR) adalah keteguhan patah dari suatu papan yang

    dinyatakan dalam besarnya tegangan per satuan luas. MOR dapat dihitung dengan

    menentukan besarnya tegangan dari papan pada beban maksimum (Maloney,

    1977). MOR ini merupakan salah satu sifat yang paling penting pada papan

     partikel karena menunjukkan kekuatan papan partikel tersebut dalam menahan

     beban yang dikenakan padanya (Haygreen dan Bowyer, 1989).

    Tabel 12. Rataan MOR Papan Partikel

    Perlakuan Rataan (kg/cm2)

    A1F0 76.539

    A1F1 71.249

    A1F2 63.974

    A2FO 73.630

    A2F1 115.585

    A2F2 86.333

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    48/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    48

    Dari Tabel 12 menunjukkan papan partikel yang dibuat memiliki nilai

     Modulus Of Rupture (MOR) antara 63.974 kg/cm2 sampai 115.585kg/cm

    2. Nilai

    keseluruhan MOR dapat dilihat di Lampiran 6. Standar JIS A 5908-2003 yaitu 82

    kg/cm2  sampai 184 kg/cm2, sehingga nilai yang memenuhi standar yaitu pada

     perlakuan A2F1 dan A2F2.

    Semakin tinggi besar kadar perekat maka semakin tinggi nilai MOR yang

    dihasilkan. Hal ini diduga karena perekat yang lebih banyak mampu menghasilkan

    ikatan atau perekatan antar partikel sehingga kekuatan papan partikel yang

    dihasilkan menjadi lebih baik. Menurut Maloney (1977), peningkatan kadar

     perekat dapat meningkatkan nilai MOR. Gambar 8 menunjukkan grafik MOR

     papan partikel.

    MOR 

    76.539 71.24963.974

    73.630

    115.585

    86.333

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    A1F0 A1F1 A1F2 A2F A2F1 A2F2

    Perlakuan

       R  a   t  a  a

    MO

     Gambar 8. Grafik MOR Papan Partikel

     Modulus of Elasticity (MOE)

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    49/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    49

     Modulus of Elasticity  (MOE) merupakan ukuran ketahanan terhadap

     pembengkokan. MOE ini berhubungan dengan kekuatan papan. Semakin besar

    ketahanannya terhadap perubahan bentuk, semakin tinggi MOE papan. MOE akan

    meningkat dengan bertambahnya panjang dan lebar serat berkurangnya ketebalan

     partikel yang digunakan (Sutigno, 1994). Tabel 13 berikut menunjukkan rataan

    MOE papan partikel.

    Tabel 13. Rataan MOE Papan Partikel

    Perlakuan Rataan (kg/cm2)

    A1F0 7544.308

    A1F1 7045.169

    A1F2 4282.972

    A2FO 5712.456

    A2F1 10594.833

    A2F2 5174.615

     Nilai MOE yang dihasilkan antara 5174.615 kg/cm2  sampai 10594.833

    kg/cm2. Nilai keseluruhan MOE dapat dilihat pada Lampiran 7. Nilai tersebut

    masih jauh dari standar JIS 5908-2003 karena kurang dari 20.000 kg/cm2. Gambar

    9 menunjukkan grafik MOE.

    MOE

    7544.3087045.169

    4282.972

    5712.456

    10594.833

    5174.615

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    A1F0 A1F1 A1F2 A2F A2F1 A2F2

    Perlakuan

       R  a   t  a  a  n

    MOE

     Gambar 9. Grafik MOE Papan Partikel

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    50/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    50

     Nilai MOE yang dihasilkan jauh di bawah standar JIS A 5908-2003. Hal

    ini diduga karena tidak adanya ikatan yang kuat diantara rongga-rongga papan

     partikel. Perekatan yang terjadi diduga bukan merupakan perekatan spesifik.

    Perekatan yang terjadi hanya perekatan mekanik tidak sempurna.

    Keteguhan Rekat ( Internal Bond )

    Keteguhan rekat internal adalah suatu nilai yang menunjukkan ikatan antar

     partikel, sehingga rekat internal ini dapat digunakan sebagai petunjuk yang baik

    dalam menentukan kualitas papan partikel yang dihasilkan (Haygreen dan

    Bowyer, 1989). Data Internal  Bond  yang dihasilkan dapat dilihat pada Lampiran 8

    dan Gambar 10 menunjukkan hasil uji keseluruhan Internal  Bond .

    Tabel 14. Rataan Internal Bond Papan Partikel

    Perlakuan Rataan (kg)

    A1F0 0.768

    A1F1 0.539

    A1F2 0.651

    A2FO 0.987

    A2F1 0.659

    A2F2 0.656

    Tabel 14 menunjukkan bahwa nilai IB mengalami kecenderungan naik

    seiring dengan naiknya kadar perekat. Nilai IB yang dihasilkan antara 0.539

    kg/cm2 sampai 0.987 kg/cm2. Nilai tersebut tidak memenuhi standar JIS A 5908-

    2003 yaitu 1,5 kg/cm2 sampai 3,1 kg/cm2.

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    51/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    51

    Internal Bond 

    0.768

    0.5390.651

    0.987

    0.659 0.656

    0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1

    1.2

    A1F0 A1F1 A1F2 A2F A2F1 A2F2

    Perlakuan

       R  a   t  a  a  n

    Internal Bond 

     Gambar 10. Grafik Internal Bond Papan Partikel

    Kuat Pegang Sekrup

    Salah satu sifat mekanis papan partikel yang tidak kalah penting adalah

    kuat pegang sekrup. Kuat pegang sekrup adalah kekuatan papan partikel dalam

    menahan sekrup yang ditancapkan ke dalamnya. Papan partikel yang digunakan

    untuk bahan bangunan dan  furniture harus memiliki kekuatan cabut sekrup yang

     baik. Nilai yang disyaratkan oleh JIS A 5908-2003 adalah 31-51 kg. Gambar 11

    menunjukkan grafik kuat pegang sekrup arah tegak lurus papan partikel. Data

    hasil uji kuat pegang sekrup dapat dilihat pada Lampiran 9.

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    52/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    52

    Kuat Pegang Sekrup

    19.20

    26.13

    17.20

    22.80 23.2026.93

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    A1F0 A1F1 A1F2 A2FO A2F1 A2F2

    Perlakuan

       R  a   t  a  a  n

    Kuat Pegang Sekrup

     Gambar 11. Grafik Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel .

     Nilai kuat pegang sekrup arah tegak lurus yang dihasilkan tidak memenuhi

    standar JIS A 5908-2003 karena berada pada 17.20 kg sampai 26.93 kg. Upaya

    yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kuat pegang sekrup adalah dalam

     penggunaan perekat serta pemberian tekanan yang sesuai karena hal ini

     berhubungan dengan kerapatan papan partikel. Semakin besar nilai kerapatan

    maka nilai kuat pegang sekrup semakin besar karena papan partikel yang lebih

    rapat dapat lebih mengikat sekrup lebih kuat

    Analisa Data Lanjutan Sifat Fisis

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    53/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    53

    Kadar Air

    Pengaruh Beda Kadar Perekat

    Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 10) dapat dilihat bahwa

     perlakuan beda kadar perekat memberikan pengaruh tidak nyata terhadap kadar

    air papan partikel sehingga pengujian tidak dilanjutkan.

    Pengaruh Beda Kadar Parafin

    Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 10) dapat dilihat bahwa

     perlakuan beda kadar parafin memberikan pengaruh tidak nyata terhadap kadar air

     papan partikel sehingga pengujian tidak dilanjutkan.

    Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin

    Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 10) dapat dilihat bahwa

    interaksi perlakuan beda kadar perekat dan parafin memberikan pengaruh yang

     berbeda sangat nyata terhadap kadar air papan partikel. Hasil pengujian dengan

     Least Significant Range menunjukkan pengaruh beda kadar perekat dan parafin

    terhadap kadar air papan partikel dapat dilihat pada Tabel 15.

    Tabel 15. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Perekat dan Kadar Parafin

    terhadap Kadar Air Rata-rata (%)

    Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi

    0.05 0.01 0.05 0.01

    - - - A1F0 5.267 bc B

    2 1.463 2.053 A1F1 5.054 c B

    3 1.535 2.162 A1F2 7.973 a A

    4 1.582 2.224 A2F0 6.563 ab AB

    5 1.596 2.262 A2F1 5.713 bc B

    6 1.615 2.285 A2F2 4.919 c BKeterangan : Notasi huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada taraf 5%

    dan berbeda sangat nyata pada taraf 1 %

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    54/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    54

    Dari Tabel 15 dapat dilihat bahwa kadar air tertinggi diperoleh pada

     perlakuan A1F2 yaitu sebesar 7.973 % dan terendah pada perlakuan A2F2 yaitu

    sebesar 4.919 %. Hubungan interaksi perlakuan dengan kadar air dapat dilihat

     pada gambar 12 berikut :

    y = 1.2964x + 3.9702 R = 1

    y = 0.6589x + 4.3951 R = 1

    y = -3.0538x + 11.027 R = -1

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    67

    8

    9

    A1 A2

    Perlakuan

       R  a   t  a  a  n

    F0 F1 F2

     Gambar 12. Hubungan Interaksi Perlakuan dengan Kadar Air Papan Partikel

    Dari Gambar 12 diatas dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kadar

     perekat maka semakin rendah nilai kadar air yang dihasilkan. Hal ini diduga

    karena perekat yang lebih banyak mampu menghasilkan ikatan atau perekatan

    antar partikel sehingga menutup rongga/pori pada papan partikel.

    Kerapatan Papan Partikel 

    Pengaruh Beda Kadar Perekat

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    55/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    55

    Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 11) dapat dilihat bahwa

     perlakuan beda kadar perekat memberikan pengaruh tidak nyata terhadap

    kerapatan papan partikel sehingga pengujian tidak dilanjutkan.

    Pengaruh Beda Kadar Parafin

    Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 11) dapat dilihat bahwa

     perlakuan beda kadar parafin memberikan pengaruh tidak nyata terhadap

    kerapatan papan partikel sehingga pengujian tidak dilanjutkan.

    Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin 

    Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 11) dapat dilihat bahwa

    interaksi perlakuan beda kadar perekat dan parafin memberikan pengaruh tidak

    nyata terhadap kerapatan papan partikel sehingga pengujian tidak dilanjutkan.

    Daya Serap Air 

    Pengaruh Kadar Perekat

    Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 12) dapat dilihat bahwa

     perlakuan beda kadar perekat memberikan pengaruh yang berbeda sangat nyata

    terhadap daya serap air papan partikel. Hasil pengujian dengan  Least Significant

     Range menunjukkan pengaruh beda kadar perekat terhadap daya serap air papan

     partikel dapat dilihat pada Tabel 16.

    Tabel 16. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Perekat terhadap Daya

    Serap Air Rata-rata (%)

    Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi

    0.05 0.01 0.05 0.01

    - - - A1 467.693 a A

    2 23.720 33.269 A2 344.252 b B

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    56/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    56

    Keterangan : Notasi huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada taraf 5%dan berbeda sangat nyata pada taraf 1 %

    Dari Tabel 16 dapat dilihat bahwa perlakuan A1 memberikan pengaruh

    yang sangat nyata terhadap perlakuan A2. Daya serap air tertinggi diperoleh pada

     perlakuan A1 yaitu sebesar 467.693 % dan terendah pada perlakuan A2 yaitu

    sebesar 344.252 %. Hubungan beda kadar perekat dengan daya serap air dapat

    dilihat pada Gambar 13 berikut :

    467.693

    344.252

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    A1 A2

    Perlakuan

       R  a   t  a  a  n

     Gambar 13. Hubungan Beda Kadar Perekat dengan Daya Serap Air Papan Partikel

    Dari Gambar 13 diatas dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kadar

     perekat maka semakin rendah nilai daya serap air yang dihasilkan. Hal ini diduga

    karena perekat yang lebih banyak mampu menghasilkan ikatan atau perekatan

    antar partikel sehingga menutup rongga/pori pada papan partikel. Tingginya nilai

    daya serap air papan partikel cenderung diakibatkan oleh sifat ampas tebu/ bagase

    yang mudah menyerap air. Perlu adanya perlakuan khusus terhadap permukaan

     papan partikel sehingga nilai daya serap air lebih kecil.

    Pengaruh Kadar Parafin 

  • 8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit

    57/89

     

    Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.

    57

    Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 12) dapat dilihat bahwa

     perlakuan beda kadar parafin memberikan pangaruh yang berbeda sangat nyata

    terhadap daya serap air papan partikel. Hasil pengujian dengan  Least Significant

     Range menunjukkan pengaruh beda kadar parafin terhadap daya serap air papan

     partikel dapat dilihat pada Tabel 17.

    Tabel 17. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Parafin terhadap Daya

    Serap Air Rata-rata (%)

    Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi

    0.05 0.01 0.05 0.01

    - - F1 978.996 a A

    2 29.051 30.465 F2 637.530 c C

    3 40.746 43.010 F3 819.308 b BKeterangan : Notasi huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada taraf 5%dan berbeda sangat nyata pada taraf 1 %