Ppn Prtkl Tgkl Jgg

8/13/2019 Ppn Prtkl Tgkl Jgg

1/20

PEMANFAATAN TONGKOL JAGUNG SEBAGAI

BAHAN BAKU PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL

Penelitian untuk Tesis S2

Magister Sistem Teknik ( MST )

Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik

Oleh :

JUARDI LUBISNIM : 07/262247/PTK/4480

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2009


2/20

ii


3/20

iii


4/20

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa atas limpahan berkat sehingga

penulis dapat menyelesaikan penyusunan tesis dengan judul Pemanfaatan

Tongkol Jagung Sebagai Bahan Baku Pembuatan Papan Partikel ini diselesaikan.

Penulisan tesis ini ditujukan untuk memenuhi syarat akademik dalam

menempuh pendidikan S-2 Magister Sistem Teknik, Konsentrasi Teknologi

Industri Kecil, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.

Penulis menyadari bahwa penyusunan tesis ini terlaksana atas dukungan

dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas

segala dukungan, bantuan, bimbingan dan pengarahan yang telah diberikan

kepada penulis. Ucapan terima kasih tersebut penulis sampaikan kepada yang

terhormat :

1. Dr. Ing. Ir. Agus Maryono selaku Ketua Program Studi Magister Sistem

Teknik, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.

2. Ir. Supranto, M.Sc., Ph.D. selaku Ketua Konsentrasi Teknologi Industri

Kecil dan Menengah, Magister Sistem Teknik, Fakultas Teknik,

Universitas Gadjah Mada.

3. Dr. Eng. Iman Haryanto, ST.MT selaku Pembimbing Utama yang telah

memberikan masukan, motivasi, dan bimbingan.

4. Ir. Subagio, M.Sc selaku Pembimbing Pendamping yang telah

memberikan arahan dan bimbingan.


5/20

v

5. Pengelola Program Magister Sistem Teknik, Fakultas Teknik, Universitas

Gadjah Mada yang telah memberikan kemudahan dan fasilitas yang

representatif selama mengikuti pendidikan.

6. Seluruh Dosen Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada yang telah

memberikan ilmu yang bermanfaat dan bimbingan selama menimba ilmu

di bangku kuliah.

7. Pemerintah Kabupaten Pasaman yang telah memberikan kesempatan

kepada penulis untuk mengikuti pendidikan Program Pasca Sarjana di

Universitas Gadjah Mada.

8. Teman-teman TIKM07, TP2SLP07, Mikrohidro07, terima kasih atas

dukungannya.

9. Istri tercinta, yang dengan setia mendoakan dan mendampingi penulis

dalam suka maupun duka.

10. Anakku tercinta, Murtaza Dilawar Lubis, pendorong semangat dikala rasa

lelah menghampiri.

11. Ayah dan ibu yang selalu mendoakan ananda.

12. Papa Mertua yang dengan ikhlas memberikan dorongan semangat kepada

ananda.

13. Rekan-rekan sekantor di Dinas Perindagkop dan UKM Kabupaten

Pasaman.

14. Semua pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan penyusunan

tugas akhir ini yang tidak dapat di tuliskan satu persatu, thanks for you all.


6/20

vi

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan

tesis ini. Oleh sebab itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun

yang berguna bagi perkembangan penulis. Besar harapan penulis, semoga tesis ini

bermanfaat bagi pembaca.

Penulis,

Juardi Lubis


7/20

vii

DAFTAR ISI

Index Halaman

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... ii

PERNYATAAN................................................................................................ iii

KATA PENGANTAR .................................................................................... iv

DAFTAR ISI ................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ........................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR...................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xii

ARTI LAMBANG........................................................................................... xiii

DAFTAR ISTILAH........................................................................................ xiv

ABSTRAK ....................................................................................................... xv

BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................... 1

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

1.2. Rumusan Masalah............................................................................. 31.3. Keaslian Penelitian............................................................................ 3

1.4. Manfaat Penelitian............................................................................ 3

1.5. Batasan Masalah............................................................................... 4

1.6. Tempat Pengujian............................................................................. 4

1.7. Tujuan Penelitian.............................................................................. 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI.................... 6

2.1. Tinjauan Pustaka............................................................................... 6

2.1.1. Komposisi Kimia Limbah Jagung................................................. 6

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

2.1.3. Perekat dan Perekatan................................................................. 16

2.1.4. Pengempaan................................................................................ 22

2.2. Landasan Teori............................................................................ 23

2.2.1. Proses Perekatan Kayu................................................................ 23

2.2.2. Modulus of Refture (MOR) dan Modulus of Elasticity (MOE).......24


8/20

viii

2.2.3. Uji Tarik....................................................................................... 26

2.2.4. Analisa Variansi (Anova)............................................................. 28

BAB III. METODE PENELITIAN ............................................................... 30

3.1. Bahan dan Alat Penelitian................................................................. 30

3.2. Waktu dan Tempat Penelitian........................................................... 32

3.2.1. Waktu Penelitian............................................................................ 32

3.2.2. Tempat Penelitian........................................................................... 32

3.3. Prosedur Penelitian............................................................................ 33

3.4. Variabel Penelitian............................................................................. 38

3.5. Pembuatan Bahan Uji........................................................................ 39

3.6. Pengujian Sifat Fisik dan Mekanik.................................................... 41

3.6.1. PembuatanSampleuntuk Pengujian............................................... 41

3.6.2. Cara Pengujian................................................................................ 42

3.6.3. Metoda dan Teknik Analisa Data................................................... 46

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS........................................ 47

4.1. Hasil Penelitian.................................................................................. 47

4.2. Analisis Hasil Penelitian.................................................................... 48

4.2.1. Kerapatan........................................................................................ 48

4.2.2. Kadar Air........................................................................................ 51

4.2.3. Pengembangan Tebal...................................................................... 52

4.2.4. Keteguhan Lentur Kering............................................................... 54

4.2.5. Modulus Elastisitas......................................................................... 57

4.2.6. Tarik tegak lurus............................................................................. 59

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN........................................................ 62

5.1. Kesimpulan ....................................................................................... 62

5.2. Saran.................................................................................................. 63

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 64

LAMPIRAN


9/20

ix

DAFTAR TABEL

Index Halaman

Tabel 2.1.

Tabel 3.1.

Tabel 4.1.

Tabel 4.2.

Tabel 4.3

Tabel 4.4.

Tabel 4.5

Tabel 4.6

Tabel 4.7.

Tabel 4.8.

Tabel 4.9.

Tabel 4.10.

Tabel 4.11.

Tabel 4.12.

Tabel 4.13.

Komposisi kimia limbah jagung.......................................

Tabel rancangan acak lengkap dengan percobaan

faktorial.............................................................................

Rekapitulasi hasil pengujian papan partikel dari tongkol

jagung................................................................................

Hasil pengujian kerapatan.................................................

Pengujian anova untuk kerapatan 0,4 ( yaitu P1K1 dan

P2K1)................................................................................


P2K2) ...............................................................................


P2K3) ...............................................................................

Hasil pengujian kadar air..................................................


P2K1) ...............................................................................


P2K2) ...............................................................................


P2K3) ...............................................................................

Hasil pengujian pengembangan tebal...............................


P2K1) ...............................................................................


P2K2) ...............................................................................


P2K3) ...............................................................................

7

38

48

49

50

50

50

51

52

52

52

53

54

54

54


10/20

x

Tabel 4.14.

Tabel 4.15.

Tabel 4.16.

Tabel 4.17.

Tabel 4.18.

Tabel 4.19.

Tabel 4.20.

Tabel 4.21.

Tabel 4.22.

Tabel 4.23.

Tabel 4.24.

Tabel 4.25.

Hasil pengujian keteguhan lentur.....................................

Pengujian anova untuk kerapatan 0,4 ( yaitu P1K1 danP2K1) ...............................................................................


P2K2) ...............................................................................


P2K3) ...............................................................................

Hasil pengujian modulus elastisitas..................................

Pengujian anova untuk kerapatan 0,4 ( yaitu P1K1 danP2K1) ...............................................................................


P2K2) ...............................................................................


P2K3) ...............................................................................

Hasil pengujian tarik tegak lurus......................................


P2K1) ...............................................................................


P2K2) ...............................................................................


P2K3) ...............................................................................

55

56

56

56

57

58

58

58

59

60

60

60


11/20

xi

DAFTAR GAMBAR

Index Halaman

Gambar 2.1

Gambar 3.1

Gambar 3.2.

Gambar 3.3

Gambar 3.4

Gambar 3.5

Gambar 3.6

Gambar 3.7

Gambar 3.8

Gambar 3.9

Gambar 3.10

Gambar 3.11

Gambar 4.1

Gambar 4.2

Gambar 4.3.

Gambar 4.4.

Gambar 4.5

Gambar 4.6

Teori lima rantai garis perekat........................................

Rancangan alatcrushertongkol jagung.........................

Alat kempa......................................................................

Saringan..........................................................................

Timbangan......................................................................

Cetakan ataumat............................................................

Gergaji............................................................................

Diagram alir( flow chart) penelitian.............................

Diagram alir pembuatan papan partikel..

Skema pemotongan beban uji.

Contoh uji keteguhan tarik tegak lurus permukaan........

Contoh uji keteguhan kering dan modulus elastisitas

Grafik hasil pengujian kerapatan....................................

Grafik hasil pengujian kadar air.....................................

Grafik hasil pengujian pengembangan tebal...................

Grafik hasil pengujian keteguhan lentur.........................

Grafik hasil pengujian modulus elastisitas.....................

Grafik hasil pengujian tarik............................................

19

29

30

30

30

31

31

35

36

39

44

45

49

51

53

55

57

59


12/20

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Index Halaman

Lampiran 1.

Lampiran 2.

Lampiran 3.

Lampiran 4.

Gambar proses pembutan papan partikel dan pengujian

Gambar desain mesin crusher tongkol jagung

Hasil pengujian laboratorium

Perhitungan analisa variansi


13/20

xiii

ARTI LAMBANG

adalah kerapatan (g/cm3)

W adalah berat (g)

I adalah isi (cm3) = panjang (cm) lebar (cm) tebal (cm)

KA adalah kadar air (%)

Wa adalah berat awal (gram).

Wk adalah berat kering mutlak (gram).

PT adalah pengembangan tebal (%)

T2 adalah tebal contoh uji setelah direndam air (cm).

T1 adalah tebal contoh uji sebelum direndam air (cm).

adalah keteguhan tarik (kgf/cm

2

)

B adalah beban maksimum (kgf).

P adalah panjang bahan uji (cm).

E adalah keteguhan lentur (kgf/cm2)

R adalah Modulus elastisitas lentur

L adalah lebar bahan uji (cm).

S adalah jarak sangga (cm).

T adalah tebal (cm).

B adalah selisih beban (B1-B2) yang diambil dari kurva (kgf).

D adalah defleksi (cm) yang terjadi pada selisih beban (B1-B2).


14/20

xiv

DAFTAR ISTILAH

Adhesive adalah zat yang mampu menahan suatu benda dengan pengikatan

permukaan. Hal tesebut merupakan istilah umum dan mencakup

semen, getah,pasta dan lem.

Kohesi adalah suatu keadaan dimana partikel suatu substansi terikat

bersama-sama dengan daya ikatan valensi primer atau sekunder.

Glue adalah pada mulanya merupakan gelatin keras yang diperoleh dari

kulit, tendon, cartilago, tulang dan lain-lain dari binatang, yang

dipersiapkan dari zat-zat tersebut kemudian dipanaskan dengan air.

Hardener adalah suatu zat atau campuran yang merupakan bagian dari perekat

dan digunakan untuk mempercepat pengerasan.

Kerapatan adalah sdalah massa dibagi unit volume zat kayu termasuk dalam

permukaan batas dari kayu ditambah komplek rongga.

Kadar air papan partikel adalah nilai yang menunjukkan besarnya air didalam

papan partikel.

Pengembangan tebal adalah nilai yang menunjukkan besarnya pengembangan

tebal papan partikel yang diperhitungkan terhadap dimensi tebal

papan partikel sebelum direndam air.

Keteguhan lentur kering adalah kemampuan papan partikel untuk menahan beban

dengan arah tegak lurus permukaan yang berusaha mematahkannya.

Modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan suatu kayu yang merupakan

perbandingan antara stress per satuan luas dan strain per satuan

panjang.

Tarik tegak lurus adalah kemampuan papan partikel untuk menahan beban tariktegak lurus permukaan.


15/20

xv

PEMANFAATAN TONGKOL JAGUNG SEBAGAI BAHAN

BAKU PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL

INTISARI

Ekplorasi kayu perlu dikendalikan dalam rangka konservasi sumber daya

kehutanan. Salah satu alternatif yang dapat ditempuh adalah pemanfaatan bahan

limbah non kayu, seperti limbah pertanian dan limbah industri untuk pemasok

industri pembuatan papan partikel.

Bahan utama penelitian ini adalah partikel tongkol jagung dan perekat

urea formaldehida. Alat crusher tongkol jagung dibuat untuk menunjang

penelitian. Penelitian ini menggunakan rancangan acak penelitian lengkap dengan

percobaan secara faktorial. Faktor yang digunakan adalah jumlah perekat (10 %

dan 15 %) dan desain kerapatan (0,4 gr/cm3, 0,6 gr/cm3 dan 0,9 gr/cm3). Dengan

demikian diperoleh 6 kombinasi perlakuan dengan ulangan sebanyak 3 kali, atau

jumlah total ulangan sebanyak 18 kali. Parameter yang diamati adalah kerapatan,

kadar air, pengembangan tebal, keteguhan lentur, modulus elastisitas dan

keteguhan tarik.Kerapatan, kadar air, pengembangan tebal papan partikel yang dibuat dari

tongkol jagung memenuhi persyaratn teknis yang ditentukan oleh SNI No 03-

2105-2006 tentang papan partikel. Sedangkan papan partikel dengan desain

kerapatan 0,9 gr/cm3 memenuhi persyaratan pengujian keteguhan lentur papan

partikel. Persyaratan modulus elastisitas dipenuhi oleh papan partikel dengan

desain kerapatan 0,6gr/cm3 dan 0,9gr/cm3. Pengujian keteguhan lentur persyaratan

papan partikel hanya terpenuhi untuk desain kerapatan 0,9gr/cm3.

Kata kunci : papan partikel, tongkol jagung, sifat fisis, sifat mekanis.


16/20

xvi

THE USE OF CORN EARS AS RAW MATERIAL FOR

PARTICLE BOARD

ABSTRACT

Wood exploration should be controlled in order to conserve the forest

resources. One of the alternatives can be taken is the use of non-wooden waste,

such as agricultural waste and industrial waste, to supply the particle board

manufacturing industries.

The materials used in this research was corn ear particles. To form particle

board, it must be mixed with formaldehyde urea adhesive. In order to support this

research, a crusher machine for milling the corn ears has been developed. The

research was done by varying the presentage of adhesive as well as the density. In

this research, the amount of adhesive were 10 % and 15 %, and the density of the

boards were 0.4 gr/cm3, 0.6 gr/cm3 and 0.9 gr/cm3. Parameters observed here were

density, water content, thickness expansion, stretching strength, modulus of

elasticity and bending strength.

The density, water content, thickness expansion of particle board madefrom corn ears meet the technical requirements determined by SNI No 03-2105-

2006 on particle board. Meanwhile the particle board with density 0.9 gr/cm3

fulfilled the test conditions for stretching strength of particle board. The

requirements forelasticity moduluswere fulfilled by particle board with a density

design 0.6 gr/cm3 and 0.9 gr/cm3. On the stretching strength test, the particle

board requirements were only fulfilled by which with a density design 0.9 gr/cm3.

Key words: particle board, corn ear.


17/20

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Peraturan Menteri Kehutanan No. P.35/MENHUT-II/2008 Tentang Izin

Usaha Industri Primer Hasil Hutan mengatakan bahwa Industri Primer Hasil

Hutan Kayu (IPHHK) adalah pengolahan kayu bulat dan/atau kayu bulat kecil

menjadi barang setengah jadi atau barang jadi,

sedangkan Industri Primer Hasil

Hutan Bukan Kayu (IPHHBK) adalah pengolahan hasil hutan bukan kayu

menjadi barang setengah jadi atau barang jadi. Industri pengolahan kayu

mencakup industri kayu gergajian (sawmill), kayu lapis (plywood), pulp,

moulding,korek api danchopsticksedangkan Industri Primer Hasil Hutan Bukan

Kayu (IPHHBK) adalah pengolahan bahan baku bukan kayu yang langsung

dipungut dari hutan, yang meliputi antara lain industri pengolahan rotan, sagu,

nipah, bambu, getah, kulit kayu, daun, buah atau biji. Industri-industri tersebut

tidak hanya mengolah produk-produk yang siap dipasarkan, tetapi juga mengolah

kayu bulat menjadi produk yang dibutuhkan sebagai bahan baku bagi industri-

industri hilir seperti moulding dan mebel. Selanjutnya industri hilir inilah

yang mengolah bahan baku tersebut menjadi barang jadi dan mengolah limbah

industrinya, yang berupa potongan-potongan kayu dan serbuk gergajian,

menjadi papan partikel (particle board).

Papan partikel merupakan komposit yang dibuat dari potongan-potongan

kayu dan serbuk gergajian dan adhesive berupa bahan anorganik (seperti phenol

formaldehyde) atau bahan organik (seperti polyisocyanates). Menurut Sulatiningsih


18/20

2

(2004) papan partikel adalah papan buatan yang terbuat dari limbah penggergajian

kayu atau bahan selulosa lainnya yang diikat dengan perekat dengan bahan

tambahan lainnya, dalam proses tekanan dan suhu yang cukup tinggi dalam waktu

tertentu, maka terciptalah papan partikel. Haygreen dan Bowyer (1987)

menyatakan bahwa papan partikel adalah produk panel yang dihasilkan dengan

memanfaatkan partikel-partikel kayu dan sekaligus mengikatnya dalam suatu

perekat.

Saat ini bahan utama yang paling sering digunakan dalam pembuatan

papan partikel adalah limbah kayu industri penggergajian yang berupa serbuk

kayu (grajen) dan potongan kayu (tatal). Hal tersebut cukup beralasan, karena

menurut Subiyanto (1986), sekitar 80% dari kayu-kayu di Indonesia merupakan

kayu yang tak dapat dipergunakan untuk produk jadi dan terpaksa dibuang atau

menjadi limbah kayu. karena terlalu lemah,tidak awet, terlalu kecil,bengkok-

bengkok atau banyak cacat lainnya, sehingga terpaksa dibuang atau menjadi

limbah kayu. Penyebabnya adalah kayu-kayu tersebut terlalu lemah, tidak awet,

terlalu kecil, bengkok-bengkok atau banyak cacat lainnya.

Namun, ekplorasi kayu perlu dikendalikan dalam rangka konservasi

sumber daya kehutanan. Salah satu alternatif yang dapat ditempuh adalah

pemanfaatan bahan limbah non kayu, seperti limbah pertanian dan limbah industri

untuk pemasok industri pembuatan papan partikel. Beberapa contoh limbah

pertanian non kayu yang telah dimanfaatkan untuk keperluan tersebut adalah kulit

kakao, limbah batang tebu, limbah bambu dan limbah sekam padi. Sementara itu,


19/20

3

limbah tongkol jagung, yang ketersediaannya sangat banyak dan belum pernah

dipergunakan sebagai bahan baku pembuatan papan partikel.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan tinjauan singkat yang disampaikan depan, permasalahan yang

akan dikaji dalam studi ini adalah kelayakan penggunaan limbah tongkol jagung

sebagai bahan baku pembuatan papan partikel ditinjau dari sifat-sifat fisik dan

mekanik lembaran papan partikel yang dihasilkannya.

1.3. Keaslian Penelitian

Sejauh pengetahuan penulis, tentang pembuatan papan partikel dari

bermacam-macam bahan seperti dari serbuk gergaji (kayu), tandan kelapa sawit,

kulit buah kakao dan serbuk bambu sudah banyak dilakukan. Sementara itu

penelitian tentang pemanfaatan li mbah tongkol jagung sebagai bahan baku

pembuatan papan par tikel nampaknya belum pernah dilakukan. Selain itu

penelitian ini juga mencakup desain peralatan penghancur tongkol jagung yang

sengaja dilakukan dalam penelitian ini.

1.4. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan memberikan manfaat bagi berbagai pihak, yang

berupa,

1. Manfaat praktis yaitu pemanfaatan tongkol jagung sebagai pemasok limbah

non kayu untuk industri papan partikel.

2. Manfaat keilmuan, berupa pengetahuan tentang sifat-sifat fisik dan mekanika

bahan papan partikel yang dibuat dari tongkol jagung.


20/20

4

3. Manfaat konservasi alam, berupa dikuranginya ketergantungan industri papan

partikel terhadap bahan limbah kayu, sehingga konservasi sumber daya alam

kehutanan dapat lebih terjamin.

1.5. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian adalah sebagai berikut ini,

1. Tongkol jagung yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari desa Watu

Bumi Kecamatan Butuh Kabupaten Purworejo Jawa Tengah.

2. Jenis jagung yang dipakai dalam penelitian ini adalah Jagung Bisi 2 cap Kapal

Terbang.

3. Serbuk limbah tongkol jagung diperoleh dari mesin/alat penghancur yang

didesain oleh penulis kemudian di saring dengan ukuran 0,5Mesh.

4. Kualitas papan partikel yang dibuat dari limbah tongkol jagung dinilai dari

sifat-sifat fisik dan mekanik bahan.

5. Kekuatan tekan yang digunakan untuk pengepresan papan partikel adalah 20

MPa dengan suhu 130 0C.

1.6. Tempat Pengujian

Pengujian dan perlakuan berikutnya terutama dalam proses press papan

partikel dilakukan di laboratorium hasil hutan Fakultas Kehutanan Universitas

Gadjah Mada.

1.7. Hipotesis

Dari uraian di atas maka penulis merumuskan hipotesisnya bahwa, dengan

kadar perekat dan tekanan yang lazim diterapkan dalam proses pembuatan papan

Documents

Ppn Prtkl Tgkl Jgg