Hasil rata-rata analisis komponen kimia kayu Durian kompresi yang terdiri dari ekstraktif terlarut dalam alkohol-benzena, lignin, holoselulosa, dan -selulosa ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi komponen kimia kayu Durian kompresi. Perlakuan
Target (%)/ Waktu (min)
Komponen kayu (%) Ekstraktif terlarut
alkohol-benzena Lignin Holoselulosa -selulosa
Kontrol 3,84 32,32 68,04 39,46
D33/60 1,90 36,41 68,34 39,82
D33/120 2,07 36,54 63,20 31,17
D50/60 1,39 37,80 65,22 37,81
D50/120 1,26 37,44 64,56 40,48
Keterangan: D33 = Durian, target kompresi 33 % D50 = Durian, target kompresi 50 %
Tabel 1 menunjukkan bahwa adanya perlakuan suhu dan waktu kempa telah menimbulkan perubahan komposisi komponen kimia dalam kayu Durian kompresi jika dibandingkan dengan kayu yang tidak diberi perlakuan.
Kandungan zat ekstraktif yang terlarut dalam alkohol-benzena pada kayu Durian kompresi mengalami penurunan jika dibandingkan dengan kayu kontrol. Nilai kandungan zat ekstraktif terendah (1,26 %) terjadi pada saat pengempaan selama 120 menit dengan suhu 180 C dan target kompresi 50 %. Hal ini sesuai dengan teori yang ada, karena zat ekstraktif bukan merupakan bagian integral dinding sel melainkan hanya komponen luar (extraneous components), sehingga akan mudah dipisahkan dari dinding sel (Prawirohatmodjo, 1996). Oleh karena itu, umumnya zat ekstraktif akan terdegradasi atau menguap dengan mudah selama perlakuan panas (Ates, 2009; Grinins, 2012). Semakin lama waktu kempa, maka kayu akan semakin lama terpapar oleh panas, akibatnya semakin banyak zat ekstraktif terdegradasi. Oleh karena itu, nilai kandungan zat ekstraktif dalam kayu Durian kompresi akan semakin rendah jika dibandingkan dengan kayu kontrol.
Perubahan kandungan holoselulosa memiliki korelasi yang negatif dengan bertambah-lamanya waktu kempa. Semakin lama waktu kempa maka kandungan holoselulosa dalam kayu Durian kompresi semakin rendah, baik D33 maupun D50. Kandungan holoselulosa terendah ditemukan pada kayu D33 yang dikempa selama 120 menit, yaitu sebesar 63,20 %. Menurut Prawirohatmodjo (1996), holoselulosa menggambarkan fraksi karbohidrat total yang di dalamnya terkandung hemiselulosa. Penurunan kadar holoselulosa ini kemungkinan besar disebabkan oleh menurunnya kandungan hemiselulosa akibat perlakuan panas (Adi et al.2009; Gonzales-Pena et al. 2009; Ates et al. 2009; Cademartori et al. 2013). Goldstein (1991) dalam Gonzales-
paling rentan terhadap perlakuan panas dan akan terdegradasi lebih dulu dibandingkan selulosa karena strukturnya yang amorf dan memiliki berat molekul lebih rendah daripada selulosa.
Hasil analisis komponen kimia pada Tabel 1 secara umum menunjukkan bahwa kandungan -selulosa kayu Durian kompresi tidak berbeda signifikan dari kayu kontrol. Hal ini dapat dikaitkan dengan strukturnya yang kristalin sehingga lebih stabil terhadap perlakuan panas (Esteves dan Pereira 2009). Pada D33/120 dan D50/60 kandungan -selulosa dalam kayu kompresi menurun jika dibandingkan kayu kontrol (39,46 %), berturut-turut 31,17 % dan 37,81 % . Fenomena ini serupa dengan penelitian densifikasi kayu Mahoni (Adi et al. 2009), hal ini diduga karena adanya bagian amorf dari selulosa yang terdegradasi.
Kandungan lignin kayu Durian kompresi meningkat seiring dengan bertambahnya waktu pengempaan. Nilai tertinggi diperoleh pada kayu Durian kompresi dengan target kompresi 50 % selama 120 menit, yaitu sebesar 37,80 %. Hal ini menunjukkan bahwa lignin merupakan komponen kimia kayu yang paling stabil baik terhadap perlakuan panas maupun waktu kempa. Kenaikan nilai Klason lignin ini disebabkan degradasi dari hemiselulosa dan selulosa yang berstruktur amorf sehingga proporsi lignin seolah-olah naik (Boonstra dan Tjeerdsna 2006). Dilaporkan pula bahwa kenaikan kandungan lignin dapat disebabkan oleh reaksi polikondensasi lignin dengan komponen dinding sel yang lain menghasilkan ikatan silang (cross-linking) dan meningkatkan kandungan lignin. Pendapat lain menyatakan bahwa analisa lignin dengan metode Klason memungkinkan ada beberapa produk degradasi karbohidrat kayu yang tertahan dalam fraksi lignin, sehingga kandungan lignin meningkat (Yildiz et al. 2006).
Distribusi Komponen Kimia pada Balok Kayu Kompresi Skala Pemakaian
Pada penelitian ini, proses kompresi dilakukan pada kondisi kering dengan menggunakan mesin kompresi skala pemakaian yang dilengkapi dengan plat hot press. Untuk mencapai keadaan fiksasi maka kayu Durian diberi perlakuan panas (180 C) dan waktu kempa (60 dan 120 menit). Gambar 3 menunjukkan distribusi komponen kimia pada balok kayu kompresi skala pemakaian dalam rangka untuk mengetahui pengaruh kompresi terhadap perubahan komponen kimia pada balok kayu Durian kompresi. Ka d a r (% ) Komponen kimia D33 (60 mnt) Posisi A D33 (60 mnt) Posisi B D33 (60 mnt) Posisi C Ka d a r (% ) Komponen kimia D33 (120 mnt) Posisi A D33 (120 mnt) Posisi B D33 (120 mnt) Posisi C
Gambar 3. Grafik distribusi komponen kima pada balok kayu Durian kompresi Gambar 3 menunjukkan secara umum bahwa nilai zat ekstraktif terlarut dalam alkohol-benzena di dalam balok kayu Durian kompresi masih relatif seragam yaitu berkisar antara 1,832,27 %. Akan tetapi setelah pemanasan selama 120 menit mulai terlihat bahwa nilai zat ekstraktif di bagian permukaan atas kayu kompresi lebih tinggi jika dibandingkan dengan bagian tengah dan bawah. Nilai kandungan zat ekstraktif tertinggi terjadi pada permukaan atas kayu Durian yang dikompresi dengan target 50 % selama 120 menit. Hal ini menguatkan pernyataan sebelumnya bahwa zat ekstraktif merupakan komponen luar yang akan menguap dengan mudah selama proses kompresi dengan perlakuan panas.
Fenomena serupa juga terjadi pada nilai lignin di bagian permukaan kayu yang lebih tinggi jika dibandingkan bagian tengah. Hal ini disebabkan dengan perlakuan suhu 180 C belum cukup membuat lignin terdegradasi. Adi et al. (2009) menyatakan bahwa pada lignin hanya akan mengalami pelunakan pada suhu perlakuan di bawah 200 C. Hasil ini sesuai dengan penelitian densifikasi parsial dari kayu Akasia dan Agatis dengan perlakuan panas pada suhu 170 C, 180 C, dan 190 C (Hadiyane, 2011). Penulis menyatakan bahwa proses kompresi mampu merelokasi lignin dari bagian dalam ke bagian permukaan. Phuong, Shida, dan Saito (2007) menyatakan bahwa relokasi lignin ini mulai terjadi pada suhu perlakuan 160 C.
Gambar 4 menunjukkan bahwa distribusi komponen holoselulosa di bagian permukaan dan bagian tengah tidak terlalu berbeda secara signifikan. Hanya pada balok kayu Durian yang dikompresi dengan target 50 % selama 120 menit, nilai kandungan holoselulosa di bagian tengah lebih tinggi daripada di bagian permukaan, yaitu sebesar 67,10 %. Hal ini mungkin disebabkan pada bagian permukaan lebih banyak hemiselulosa yang terdegradasi akibat langsung bersentuhan dengan plat hot press, sehingga lebih banyak terpapar dengan panas.
KESIMPULAN
Secara umum perlakuan suhu dan waktu kempa pada penelitian ini mengakibatkan perubahan komponen kimia kayu kompresi. Semakin lama waktu pengepresan maka akan semakin lama kayu terpapar oleh panas, sehingga komponen kimia yang terdegradasi akan semakin besar. Penurunan kandungan zat ekstraktif yang larut dalam alkohol-benzena (12 %) adalah akibat penguapan zat tersebut. Kandungan holoselulosa juga menurun (6368 %) jika dibandingkan dengan kayu yang tidak
Ka d a r (% ) Komponen kima D50 (60 mnt) Posisi A D50 (60 mnt) Posisi B D50 (60 mnt) Posisi C Ka d a r (% ) Komponen kimia D50 (120 mnt) Posisi A D50 (120 mnt) Posisi B D50 (120 mnt) Posisi C
dikompresi karena adanya degradasi hemiselulosa. Sedangkan nilai lignin kayu Durian kompresi meningkat menjadi 3637 % terkait dengan adanya degradasi holoselulosa. Selain itu, perlakuan panas dan (180 C) dan waktu kempa yang lebih lama (120 min) menyebabkan terjadinya pergerakan lignin dan penguapan zat ekstraktif sehingga kandungan keduanya di bagian permukaan lebih tinggi daripada di bagian tengah. Berdasarkan hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa parameter proses berupa suhu kempa 180 C dan waktu kempa 60 dan 120 menit belum memberikan perubahan komponen kimia kayu kompresi skala pemakaian secara signifikan sehingga berpengaruh pada tingkat fiksasi kayu kompresi. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan parameter proses yang dapat memberikan tingkat fiksasi yang optimal dari produk kayu kompresi skala pemakaian.
DAFTAR PUSTAKA
Adi, D.S., Wahyuni, I., Amin, Y., Darmawan, T., Dwianto, W. 2009. Prosiding Simposium Nasional I Forum Teknologi Hasil Hutan(FTHH). 30-31 Oktober 2009. Bogor, Indonesia.
Amin, Y., Darmawan, T., Wahyuni, I., Dwianto, W. 2007. Pengaruh Perendaman dalam NaOH terhadap Fiksasi Kayu Kompresi dengan Menggunakan Close System Compression. 2007. Prosiding Seminar Nasional Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia X, Pontianak.
Amin, Y. 2011. Uji Proses Pembuatan dan Karakterisasi Kayu Kompresi Skala Pemakaian. Laporan Akhir Program Insentif Peneliti dan Perekayasa LIPI. Arinana, Diba, F. 2009. Kualitas Kayu Pulai (Alstonia scholaris) Terdensifikasi (Sifat
Fisis, Mekanis, dan Keawetan). Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan 2 (2): 78- 88.
Ates, S., Akyildiz, M. H., Ozdemir, H. 2009. Effects of Heat Treatment On Calabrian Pine (Pinus brutia Ten.) Wood. BioResources 4 (3): 1032-1043.
Boonstra, M. J., Tjeerdsma, B. 2006. Chemical Analysis of Heat Treated Softwoods. Holz als Roh-und Werkstoff 64: 204-211.
Cademartori, P. H. G., dos Santos, P. S. B., Serrano, L., Labidi, J., Gatto, D. A. 2013. Effect of thermal treatment on physicochemical properties of Gympie messmate wood. Industrial Crops and Products 45: 360-366.
Esteves, B. M., Pereira, H. M. 2009. Wood Modification By Heat Treatment: A Review. BioResources 4 (1): 370-404.
Fengel, D., Wegener, G. 1995. Kayu : Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-Reaksi. Terjemahan Harjono Sastrohamijoyo. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
Gonzales-Pena, M. M., Curling, S. F., Hale, M. D. C. 2009. On the effect of heat on the chemical composition and dimensions of thermally-modified wood. Polymer Degradation and Stability 94(12): 2184-2193
Grinins, J., Andersons, B., Biziks, V., Andersone, I., Dobele, G. 2013. Analytical pyrolysis as an instrument to study the chemical transformations of hydrothermally modified wood. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 103: 36-41.
Hadiyane, A., Coto, Z., Wahyudi, I., Febrianto, F., Pari, G. 2011. Perubahan Komponen Kimia Kayu Terpadatkan Secara Parsial. Prosiding Seminar Nasional Mapeki XIV. 2 November 2011. Yogyakarta, Indonesia.
Inoue, M., Norimoto, M. 1991. Permanent Fixation of Compressive Deformation of Wood. Proceedings of the International Symposium on Chemical Modification of Wood. May 17-18. Kyoto, Japan.
Mokushitsu Kagaku Jiken Manual, 2000, Japan Wood Research Society Publisher. Phuong , L.X., Shida , S., Saito , Y., 2007. Effects of heat treatment on brittleness of
Styrax tonkinensis wood. J Wood Sci, 53: 181-186.
Prawirohatmodjo, S., Prof.,Dr., 1996. Kimia Kayu. Diktat Kuliah Kimia Kayu Mahasiswa Jurusan Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan. Universitas Gadjah Mada (Untuk Kalangan Sendiri). Yogyakarta.
Yildiz, S., Gezer, E. D., Yildiz, U. C. 2006. Mechanical and Chemical Behavior of Spruce Wood Modified by Heat. Build. Environ. 41(12): 1762-1765
TEKNOLOGI PERTANIAN ORGANIK UNTUK BIOVILLAGE