Karakteristik Bungkil Jarak Kepyar
Jarak kepyar (Ricinus communis L.) merupakan tanaman berbentuk semak dan berasal dari famili Euphorbiaceae. Akande et al. (2012) menjelaskan bahwa tanaman ini merupakan jenis tanaman yang toleran terhadap lingkungan yang kering. Widodo dan Sumarsih (2007) menyebutkan bahwa ketahanan jarak kepyar terhadap kondisi kering menyebabkan tanaman ini mampu tumbuh di beberapa wilayah Indonesia yang memiliki curah hujan yang rendah seperti Jawa Tengah, Jawa Timur, Nusa Tenggara Barat, Nusa Tenggara Timur, dan Sulawesi Selatan. Lebih lanjut dijelaskan bahwa jarak kepyar termasuk dalam jenis tanaman semusim atau annual crops. Tanaman ini disebut Ricinus, yang dalam bahasa Latin berarti serangga, karena buahnya yang berbintik-bintik dan menyerupai
Run Suhu (oC) Tekanan (kgf/cm2)
1 160 160 2 160 200 3 180 160 4 180 200 5 155.86 180 6 184.14 180 7 170 151.72 8 170 208.28 9 170 180 10 170 180 11 170 180 12 170 180 13 170 180
7 serangga. Corak khas ini menyebabkan jarak kepyar menjadi mudah dibedakan dengan jenis jarak lainnya misalnya jarak pagar (Jatropha curcas L.) yang lebih umum dimanfaatkan komponen minyaknya.
Perbedaan antara jarak kepyar dan jarak pagar juga terletak pada komponen asam lemak penyusun minyaknya. Gubitz et al. (1999) dalam Rahmanto (2011) menyebutkan bahwa biji jarak pagar mengandung 35-45% minyak yang didominasi oleh asam lemak tidak jenuh yaitu asam oleat (34-45%), asam linoleat (29-44%) dan dalam jumlah kecil asam palmitoleat dan linolenat. Adapun Kirk-Othmer (1993) menjelaskan bahwa jarak kepyar didominasi oleh asam risinoleat (85-89%) dan asam oleat (8.5%). Minyak jarak kepyar (castor oil) ini dapat dimanfaatkan untuk pembuatan berbagai jenis produk, misalnya cat, pelumas, tinta cetak, kosmetik, dan sabun (Ketaren 2008). Adapun bungkil jarak kepyar belum dimanfaatkan dengan lebih baik karena umumnya hanya dimanfaatkan sebagai pupuk.
Bungkil jarak kepyar yang digunakan dalam penelitian ini merupakan hasil samping dari proses ekstraksi minyak jarak di PT. Kimia Farma, Semarang. Setelah melewati pengecilan ukuran hingga 80 mesh, pengukusan dalam otoklaf, dan pengeringan hingga kadar air bahan sekitar 12%, bahan dikarakterisasi dengan analisis proksimat dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 3 berikut.
Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa bungkil jarak kepyar memiliki kadar protein dan serat yang tinggi, yakni sebesar 38.22% dan 12.27%. Tingginya kadar protein dan serat dalam bungkil jarak kepyar menunjukkan bahwa bahan ini berpotensi untuk dijadikan bahan baku pembuatan produk komposit berupa papan partikel. Winarto (2009) menjelaskan bahwa komposit merupakan material kombinasi dari dua atau lebih komponen organik atau inorganik. Dalam produk komposit, sebuah material bertindak sebagai matriks dimana material tersebut memegang segalanya bersama, dan material lainnya bertindak sebagai penguat dalam bentuk serat yang dibenamkan ke dalam matriksnya. Dalam produk papan partikel dari bungkil jarak kepyar ini, matriks yang digunakan adalah protein dalam bungkil jarak kepyar sedangkan penguatnya adalah serat yang juga berasal dari bungkil jarak kepyar itu sendiri.
Hasil pengamatan dengan SEM (Scanning Electron Microscope) menunjukkan bahwa protein yang terkandung dalam bungkil jarak kepyar merupakan protein globuler. Winarno (2004) menjelaskan bahwa berdasarkan struktur susunan molekulnya, protein dibedakan menjadi protein fibriler atau skleroprotein dan protein globuler atau slaferoprotein. Protein fibriler merupakan
Parameter Nilai (% bb)
Kadar Air 12.36
Kadar Abu 10.67
Kadar Protein 38.22
Kadar Lemak 2.82
Kadar Serat Kasar 12.27
Tabel 3 Karakteristik bungkil jarak kepyar dengan perlakuan pendahuluan
8
protein yang berbentuk serabut dan tidak larut dalam pelarut-pelarut encer, baik dalam larutan garam, asam, basa, ataupun alkohol. Adapun protein globular merupakan protein yang berbentuk bola dan dapat larut dalam larutan garam dan asam. Protein ini juga lebih mudah berubah di bawah pengaruh suhu atau penambahan garam, asam, dan basa bila dibandingkan dengan protein fibriler.
Steam explosion dilakukan untuk mendenaturasi struktur protein dalam bahan. Melalui proses penambahan panas ini, diharapkan dapat diperoleh papan partikel dengan sifat mekanik yang baik. Winarno (2004) menyebutkan bahwa denaturasi merupakan proses modifikasi struktur sekunder, tersier, dan kuartener molekul protein tanpa terjadinya pemecahan ikatan kovalen. Dapat dikatakan bahwa proses ini merupakan proses terpecahnya ikatan hidrogen, interaksi hidrofobik, ikatan garam, dan terbukanya lipatan molekul protein.
Wu dan Inglet (1974) dalam Mo et al. (2001) juga menjelaskan bahwa denaturasi berupa perlakuan panas, penambahan asam atau alkali, pelarut organik, detergen maupun urea mampu meningkatkan perluasan struktur protein dalam bahan. Struktur ini kemudian dapat meningkatkan area kontak dan interaksi dengan substrat yang pada akhirnya dapat meningkatkan daya rekat bahan itu sendiri. Dalam penelitian ini, proses denaturasi terjadi akibat proses penambahan panas pada bahan. Pemanasan bahan dilakukan melalui steam explosion dalam otoklaf bersuhu 121oC selama 15 menit. Tujuan dari pemanasan pada suhu ini adalah untuk mencapai suhu antara suhu denaturasi dan suhu eksotermik. Menurut Zhong et al. (2001), selama berada dalam suhu denaturasi, protein yang berada dalam bahan akan berubah menjadi struktur yang saling bebas dan acak. Struktur inilah yang dapat meningkatkan interaksi antara perekat protein dan serat dalam bahan. Namun apabila suhu pemanasan melebihi suhu eksotermik (di atas 192oC), protein akan mengalami panas berlebih dan akhirnya terdegradasi menjadi pecahan-pecahan protein (Mo et al. 1999). Dengan demikian suhu pengukusan sebesar 121oC ini digunakan sebagai suhu steam explosion.
Perlakuan panas terhadap bahan inilah yang pada akhirnya dapat meningkatkan daya adhesif papan. Perubahan daya adhesif diharapkan mampu meningkatkan sifat mekanik papan terutama Modulus of Rupture (MOR) papan. Selain perlakuan panas, proses pengempaan dengan sistem kempa panas (hot pressing) juga dapat mempengaruhi sifat fisik dan mekanik papan yang dihasilkan. Tabel 4 menunjukkan nilai sifat fisik dan mekanik papan partikel dengan proses pendahuluan steam explosion yang dihasilkan dan perbandingannya dengan (JIS) A 5908:2003.
Parameter Nilai Standar
JIS A 5908:2003 Kerapatan (g/cm3) 0.82-0.89 0.4-0.9
Kadar air (%) 4.93-6.79 5-13
Daya serap air (%) 77.95-128.05 -
Pengembangan tebal (%) 10.42-21.74 Maksimal 12% MOR (kgf/cm2) 0.81-4.73 Minimal 81.58 MOE (kgf/cm2) 55.96-567.46 Minimal 20394
9 Hasil pengujian menunjukkan bahwa papan partikel yang dihasilkan belum memenuhi standar JIS A 5908:2003 kecuali kerapatan dan kadar airnya. Menurut Haygreen dan Bowyer (1986), kerapatan merupakan perbandingan antara massa (wet bases) dengan volume papan. Pengujian ini dilakukan setelah papan melewati tahapan pengkondisian selama 14 hari. Nilai kerapatan papan hasil pengujian berkisar antara 0.80-0.89 g/cm3 dan telah sesuai dengan standar JIS A 5908:2003 meskipun belum sesuai dengan target kerapatan yang ingin dicapai yaitu sebesar 0.9 g/cm3.
Berdasarkan kerapatannya, papan partikel yang dihasilkan digolongkan oleh Maloney (2003) sebagai papan partikel berkerapatan tinggi (high density particleboard) karena kerapatannya lebih besar dari 0.8 g/cm3. Kerapatan papan yang tinggi ini menyebabkan kualitas papan partikel makin baik karena seiring dengan peningkatan kerapatan papan partikel maka akan semakin meningkat pula kekuatannya. Hal ini dikarenakan kerapatan berkaitan dengan porositasnya, yaitu proporsi volume rongga kosong. Semakin tinggi kerapatan papan partikel maka akan semakin tinggi pula kekakuan dan kekuatannya (Haygreen dan Bowyer 1986).
Papan Partikel dengan Karakteristik Sifat Fisik dan Mekaniknya
Pengujian karakteristik papan partikel yang dihasilkan dilakukan untuk mengetahui kualitas papan partikel berdasarkan sifat fisik dan mekaniknya. Karakteristik sifat fisik yang diujikan adalah kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal papan partikel. Adapun sifat mekanik yang diujikan adalah
Modulus of Elasticity (MOE) dan Modulus of Rupture (MOR).
Kisaran kadar air papan hasil pengujian yaitu sebesar 4.93-6.79% telah sesuai dengan standar JIS A 5908:2003 (Tabel 4). Kadar air merupakan sifat fisik papan partikel yang dapat diartikan sebagai banyaknya kandungan air dalam kayu atau produk kayu (Bowyer et al. 2007). Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui jumlah kandungan air yang terdapat dalam papan partikel karena jumlah air dalam papan partikel ini nantinya dapat mempengaruhi kualitas papan partikel yang dihasilkan.
Lestari dan Kartika (2012) menjelaskan bahwa kadar air papan partikel menjadi faktor penting dalam menjaga stabilitas dimensi papan. Besarnya kadar air papan partikel sendiri dipengaruhi oleh kerapatannya. Setiawan (2008) menyebutkan bahwa fenomena yang terjadi pada umumnya adalah semakin tinggi kerapatan papan partikel, maka kadar air yang terkandung di dalamnya semakin rendah. Xu et al. (2004) menyatakan bahwa stabilitas papan partikel meningkat signifikan seiring meningkatnya kerapatan papan. Artinya dengan kerapatan tinggi yang dimiliki oleh papan partikel yang dihasilkan dalam penelitian ini diharapkan dapat mengurangi kadar air papan partikel. Kadar air papan partikel yang rendah pada akhirnya dapat meningkatkan stabilitas dimensinya dimana papan partikel dengan kualitas yang baik diharapkan memiliki stabilitas dimensi yang tinggi.
10
Hasil ANOVA pada α = 0.05 menunjukkan nilai lack of fit modelyang lebih kecil bila dibandingkan dengan nilai α. Artinya model polinomial orde kedua cocok untuk mengoptimasi kadar air. Adapun model yang diperoleh dari hasil analisis regresi adalah sebagai berikut :
KA = -44.86 + 0.120252X1 + 0.42428 X2– 0.000238 X12– 0.000097 X1 X2–
0.00111 X22 (R2 = 66.56%)
Hasil ANOVA juga menunjukkan bahwa suhu dan tekanan berpengaruh terhadap parameter kadar air papan partikel. Nilai R2 yang diperoleh dari hasil analisis statistik adalah sebesar 66.56%, atau dengan kata lain suhu dan tekanan kempa mempengaruhi kadar air sebesar 66.56%. Hasil analisis juga ditunjukkan dalam plot kontur dan grafik 3D seperti pada Gambar 3. Grafik menunjukkan nilai stasioner maksimum untuk kadar air adalah sebesar 6.65 % dan diperoleh pada
critical value suhu 215.48oC dan tekanan 181.73 kgf/cm2. Dari Gambar 3 juga dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu kempa yang diberikan maka akan semakin besar nilai kadar air yang dihasilkan.
Gambar 3 Plot kontur (a) dan grafik 3D (b) pengaruh suhu dan tekanan pengempaan terhadap kadar air
Tabel 5 Analisis varian (α = 0.05) pengaruh suhu dan tekanan pengempaan terhadap kadar air papan partikel
Source DF SS MS F Pr > F Model 5 3.445902 0.68918 5.971145 0.003116 X1 1 0.762274 0.762274 6.604433 0.021338* X2 1 0.435096 0.435096 3.769724 0.071213 X12 1 0.005854 0.005854 0.050717 0.82486 X1 X2 1 0.003011 0.003011 0.026087 0.873844 X22 1 2.034384 2.034384 17.62616 0.000775* Lack of fit 3 0.991355 0.330452 5.35924 0.014215 *signifikan (a) (b)
11 Kecenderungan yang terjadi pada kadar air papan partikel yang dihasilkan dalam penelitian ini kemungkinan besar dikarenakan suhu yang yang tinggi saat pengempaan dapat mengakibatkan terjeratnya air dalam bahan. Akibatnya, kadar air papan hasil pengempaan juga menjadi tinggi. Kemungkinan lain disebabkan oleh minimnya waktu pengepresan yang dilakukan. Li et al (2009) menjelaskan bahwa pengepresan dalam waktu singkat menyebabkan air dalam bahan tidak teruapkan ke permukaan papan partikel secara sempurna. Air dalam bahan ini saling bergabung dan menggumpal di bagian dalam permukaan papan partikel dan dapat mengakibatkan penurunan sifat fisik dan mekanik papan partikel.
Standar JIS A 5908 : 2003 tidak menetapkan nilai minimum daya serap air papan. Hal ini menyebabkan daya serap air papan yang yaitu sebesar 77.95-128.05% tidak dapat dibandingkan dengan standar yang digunakan. Pengujian daya serap air dilakukan dengan perendaman papan partikel dalam air bersuhu sekitar 20oC selama 2 dan 24 jam. Hasil ANOVA pada α = 0.05 menunjukkan hasil pengujian daya serap air selama 2 jam seperti Tabel 6 di bawah ini.
Nilai lack of fit model yang diperoleh lebih kecil bila dibandingkan dengan nilai α, artinya model polinomial orde kedua cocok digunakan untuk mengoptimasi daya serap air 2 jam papan partikel. Adapun model yang diperoleh dari hasil analisis regresi adalah sebagai berikut :
DSA 2 = -848.077 + 12.1938 X1 – 0.320031 X2– 0.03294 X12– 0.009656 X1 X2 + 0.005452 X22
(R2 = 69.63%)
Hasil ANOVA menunjukkan bahwa faktor suhu berpengaruh secara signifikan terhadap parameter daya serap air 2 jam. Hasil analisis statistik juga menunjukkan nilai R2 sebesar 69.63%, artinya parameter suhu mempengaruhi daya serap air papan hanya sebesar 69.63%. Analisis dalam bentuk plot kontur dan grafik permukaan 3D dapat dilihat seperti pada Gambar 4 di bawah ini.
(a) (b)
Tabel 6 Analisis varian (α = 0.05) pengaruh suhu dan tekanan pengempaan terhadap daya serap air 2 jam papan partikel
Source DF SS MS F Pr > F Model 5 1160.242 232.0485 6.876892 0.001602 X1 1 885.8683 885.8683 26.25322 0.000125* X2 1 0.010197 0.010197 0.000302 0.98636 X12 1 112.0075 112.0075 3.319409 0.088465 X1 X2 1 29.83781 29.83781 0.884261 0.361935 X22 1 49.09967 49.09967 1.455097 0.246394 Lack of fit 3 408.3162 136.1054 16.69456 0.00014 *signifikan
12
Grafik 3D menunjukkan nilai stasioner daya serap air 2 jam berbentuk
saddle point, atau terdapat lebih dari satu faktor perlakuan (suhu dan tekanan kempa) yang memiliki nilai daya serap air 2 jam yang sama. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa daya serap air optimum sebesar 100.17% terjadi pada suhu kempa 160.02oC dan tekanan 171.05 kgf/cm2. Dapat dilihat pula bahwa ketika suhu kempa kurang dari 160.02oC akan terjadi peningkatan daya serap air, namun ketika suhu dinaikkan lebih dari 160.02oC akan terjadi penurunan daya serap air.
Ginting (2009) menjelaskan bahwa daya serap air menunjukkan kemampuan papan dalam menyerap air. Besarnya daya serap air papan partikel dapat dihubungkan dengan nilai kadar air papan partikel itu sendiri. Semakin tinggi kadar air papan partikel, artinya semakin sedikit jumlah pori-pori papan partikel yang dapat diisi oleh air. Atau dengan kata lain, semakin tinggi kadar air papan partikel, maka akan semakin rendah daya serap air papan partikel. Hal ini dapat dilihat dalam grafik 3D dimana pada saat suhu kempa lebih dari 160oC terjadi penurunan daya serap air dan pada suhu yang sama, terjadi peningkatan kadar air papan partikel (Gambar 3).
Pengujian terhadap daya serap air juga dilakukan dengan perendaman papan partikel selama 24 jam. Sama halnya dengan pengujian daya serap air 2 jam, pengujian ini juga dilakukan untuk mengetahui nilai pertambahan bobot papan partikel setelah mengalami perendaman dengan air. Parameter ini juga dianalisis dengan ANOVA (α = 0.05) untuk mengetahui pengaruh suhu dan tekanan terhadap daya serap air 24 jam (Tabel 7).
Gambar 4 Plot kontur (a) dan grafik 3D (b) pengaruh suhu dan tekanan pengempaan terhadap daya serap air 2 jam
13
Nilai lack of fit model yang diperoleh lebih besar bila dibandingkan dengan nilai α, artinya model polinomial orde kedua kurang cocok jika digunakan untuk mengoptimasi daya serap air 24 jam papan partikel. Kesesuaian model mungkin terjadi pada model regresi orde pertama. Adapun persamaan polinomial orde keduanya adalah sebagai berikut :
DSA 24 = 2033.641 – 13.18589 X1– 8.220031 X2 + 0.023338 X12 + 0.023544 X1X2 + 0.012325 X22
(R2 = 82.81%)
Hasil analisis dengan ANOVA (α = 0.05) menunjukkan kedua faktor yaitu suhu dan tekanan kempa berpengaruh secara signifikan terhadap parameter daya serap air 24 jam. Hasil analisis juga menunjukkan nilai R2 yang diperoleh adalah sebesar 82.81%. Hasil ini menunjukkan bahwa suhu dan tekanan kempa mempengaruhi nilai daya serap air 24 jam sebesar 82.81%. Analisis dalam bentuk plot kontur dan grafik permukaan 3D dapat dilihat seperti pada Gambar 5.
Tabel 7 Analisis varian (α = 0.05) pengaruh suhu dan tekanan pengempaan terhadap daya serap air 24 jam papan partikel
Source DF SS MS F Pr > F Model 5 2383.01 476.6019 14.44987 0.0001 X1 1 1642.61 1642.61 49.80153 0.0001* X2 1 308.098 308.098 9.341079 0.008* X12 1 56.22116 56.22116 1.704543 0.211365 X1 X2 1 177.3786 177.3786 5.377859 0.034915* X22 1 250.8889 250.8889 7.606582 0.014648* Lack of fit 3 52.24205 17.41402 0.472239 0.70728 *signifikan
Gambar 5 Plot kontur (a) dan grafik 3D (b) pengaruh suhu dan tekanan pengempaan terhadap daya serap air 24 jam
(b) (a)
14
Grafik 3D menunjukkan bahwa nilai stasioner daya serap air 24 jam membentuk grafik minimum. Dari grafik 3D juga dapat dilihat bahwa peningkatan suhu kempa dan penurunan tekanan kempa dapat menurunkan daya serap air. Hal ini berkaitan dengan kadar air yang dimiliki papan partikel dimana kadar air meningkat seiring dengan peningkatan suhu kempa. Seperti telah dijelaskan sebelumnya, daya serap air berkaitan dengan jumlah pori-pori papan yang dapat diisi oleh air. Saat suhu kempa ditingkatkan, maka kadar air akan meningkat dan menyebabkan banyaknya pori-pori papan yang terisi oleh air. Akibatnya, terjadi penurunan daya serap air. Hasil analisis statistik menunjukkan nilai optimum daya serap air 24 jam sebesar 74.78% diperoleh pada suhu dan tekanan kempa masing-masing sebesar 220.55oC dan 122.81 kgf/cm2.
Standar JIS A 5908:2003 tidak menetapkan nilai minimum daya serap air papan partikel. Namun pada umumnya hasil yang ingin dicapai adalah nilai daya serap papan partikel yang minimum. Hal ini berkaitan dengan kualitas papan partikel saat digunakan sebagai perlengkapan eksterior. Menurut Lestari dan Kartika (2012), pengujian daya serap air perlu dilakukan untuk mengetahui ketahanan papan partikel terhadap air terutama apabila penggunaannya untuk keperluan eksterior dimana papan mengalami kontak langsung dengan kondisi cuaca (kelembaban dan hujan). Papan partikel dengan kualitas yang baik adalah papan partikel yang memiliki daya serap air yang rendah karena besarnya jumlah air yang diserap dapat mengurangi kekuatan papan partikel saat digunakan.
Li et al. (2009) menjelaskan bahwa daya serap air minimum dapat diperoleh dengan meningkatkan suhu kempa dan menurunkan tekanan kempa. Hal ini dikarenakan penambahan waktu kempa dan suhu kempa dapat meningkatkan ikatan antar molekul protein. Peningkatan ini kemudian akan meningkatkan ketahanan papan partikel terhadap air atau dalam hal ini dapat menurunkan daya serap air papan partikel.
Hasil pengujian pengembangan tebal papan partikel dengan perlakuan pendahuluan steam explosion menunjukkan nilai dengan rentangan 10.42-21.74%. Nilai ini secara umum belum memenuhi standar yang ditetapkan JIS A 5908:2003 yakni maksimal sebesar 12%. Tingginya pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan dalam penelitian ini diperkuat oleh penjelasan tentang pengembangan tebal papan partikel bila dibandingkan dengan pengembangan tebal kayu. Haygreen dan Bowyer (2007) menjelaskan bahwa besarnya pengembangan tebal papan partikel adalah 10-25% dari kondisi kering ke basah melebihi pengembangan tebal kayu utuh. Pengembangan panjang dan tebal pada papan partikel ini sangat besar pengaruhnya pada aplikasinya terutama bila digunakan sebagai bahan bangunan. Sama halnya dengan pengujian daya serap air, pengujian pengembangan tebal juga dilakukan dengan melakukan perendaman papan partikel selama 2 dan 24 jam.
15
Tabel 8 di atas menunjukkan bahwa nilai lack of fit model yang diperoleh lebih kecil bila dibandingkan dengan nilai α, artinya model polinomial orde kedua yang diberikan oleh hasil analisis cocok digunakan untuk mengoptimasi nilai pengembangan tebal 2 jam papan partikel. Adapun model polinomial orde keduanya adalah sebagai berikut :
PT 2 = -484.046 + 5.382617 X1 + 0.563867 X2– 0.015192 X12– 0.001462 X1 X2 - 0.000986 X22
(R2 = 28.84%)
Hasil analisis dengan ANOVA (α = 0.05) menunjukkan tidak ada satupun faktor yang berpengaruh secara signifikan terhadap parameter pengembangan tebal 2 jam. Hal ini diperkuat dengan nilai R2 yang diperoleh hanya sebesar 28.84%, artinya dapat dikatakan bahwa terdapat faktor lain yang dapat mempengaruhi pengembangan tebal papan. Meskipun suhu dan tekanan kempa tidak mempengaruhi nilai pengembangan tebal secara signifikan, analisis statistik menunjukkan adanya nilai optimum pengembangan tebal 2 jam papan partikel. Nilai optimum sebesar 17.15% tersebut diperoleh pada suhu dan tekanan kempa masing-masing sebesar 169.43oC dan 160.34 kgf/cm2.
Tidak berpengaruhnya suhu dan tekanan kempa menyebabkan tidak dapat diketahuinya analisis dalam bentuk plot kontur dan grafik 3D. Hal ini disebabkan tidak dapat diketahuinya perubahan pengembangan tebal yang dihasilkan dalam suhu dan tekanan kempa manapun. Meskipun demikian, pengembangan tebal dapat dikaitkan dengan kestabilan dimensi papan. Massijaya et al. (2005) menjelaskan bahwa semakin tinggi pengembangan tebal papan partikel maka akan semakin rendah kestabilan dimensi papan partikel tersebut. Nilai ini dapat digunakan sebagai dasar untuk menentukan penggunaan papan partikel. Papan partikel dengan pengembangan tebal yang tinggi tidak dapat digunakan sebagai bahan baku perlengkapan eksterior karena kestabilannya yang rendah. Rendahnya kestabilan ini mengakibatkan penurunan sifat mekanik papan partikel dalam jangka waktu singkat. Tingginya pengembangan tebal papan partikel dengan perlakuan pendahuluan steam explosion ini menyebabkan papan partikel yang dihasilkan tidak dapat digunakan sebagai bahan baku perlengkapan eksterior.
Tabel 8 Analisis varian (α = 0.05) pengaruh suhu dan tekanan pengempaan terhadap pengembangan tebal 2 jam papan partikel
Source DF SS MS F Pr > F Model 5 38.17919 7.635837 1.215906 0.349076 X1 1 3.39578 3.39578 0.540733 0.473471 X2 1 10.02558 10.02558 1.596441 0.225694 X12 1 23.82556 23.82556 3.793906 0.070405 X1 X2 1 0.68445 0.68445 0.10899 0.745863 X22 1 1.60443 1.60443 0.255484 0.620585 Lack of fit 3 51.77132 17.25711 4.880861 0.019166 *signifikan
16
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, pengujian terhadap pengembangan tebal papan partikel juga dilakukan dengan waktu perendaman selama 24 jam. Hasil pengujian kemudian dianalisis dengan menggunakan ANOVA pada α = 0.05 untuk mengetahui pengaruh suhu dan tekanan kempa terhadap pengembangan tebal 24 jam papan. Tabel 9 berikut menunjukkan hasil analisis dengan ANOVA.
Tabel 9 menunjukkan nilai lack of fit model yang lebih kecil bila dibandingkan dengan nilai α, artinya model polinomial orde kedua yang diberikan oleh hasil analisis cocok digunakan untuk mengoptimasi nilai pengembangan tebal 24 jam papan partikel. Persamaan berikut merupakan persamaan polinomial orde keduanya :
PT 24 = -166.033 + 2.630401 X1 – 0.362406 X2– 0.010284 X12 + 0.004444 X1 X2 - 0.00108 X22
(R2 = 33.67%)
Tabel 9 juga menunjukkan tidak adanya faktor baik suhu maupun tekanan kempa yang berpengaruh secara signifikan terhadap parameter pengembangan tebal 24 jam. Hal ini diperkuat dengan nilai R2 yang diperoleh hanya sebesar 33.67%, artinya terdapat faktor lain yang dapat mempengaruhi pengembangan tebal papan partikel. Hasil analisis menunjukkan bahwa pengembangan tebal 24 jam optimum sebesar 19.83%, diperoleh pada suhu dan tekanan kempa masing-masing sebesar 164.95oC dan 171.52 kgf/cm2. Sama halnya dengan parameter pengembangan tebal 2 jam, tidak berpengaruhnya suhu dan tekanan kempa secara signifikan juga menyebabkan tidak dapat diketahuinya analisis dalam bentuk plot kontur dan grafik permukaan 3D. Sebesar apapun suhu dan tekanan kempa yang diberikan tidak mempengaruhi pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan.
MOE (Modulus of Elasticity) merupakan salah satu sifat mekanik papan yang diujikan dalam penelitian ini. Besarnya MOE juga berkaitan dengan kualitas papan partikel yang dihasilkan. Mardikanto et al. (2011) menyebutkan bahwa MOE merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan di bawah batas elastis sehingga benda akan kembali pada bentuk semula jika beban dilepaskan. Tabel 9 Analisis varian (α = 0.05) pengaruh suhu dan tekanan pengempaan
terhadap pengembangan tebal 24 jam papan partikel
Source DF SS MS F Pr > F Model 5 24.40938 4.881876 1.522999 0.241389 X1 1 7.01167 7.01167 2.187431 0.159834 X2 1 0.108623 0.108623 0.033887 0.856412 X12 1 10.91666 10.91666 3.405672 0.084805 X1 X2 1 6.319012 6.319012 1.971342 0.180671 X22 1 1.927547 1.927547 0.601337 0.450122 Lack of fit 3 30.51896 10.17299 6.950907 0.00577 *signifikan
17 Semakin tinggi MOE papan partikel maka kualitas papan partikel tersebut semakin baik. Hasil pengujian terhadap papan partikel dengan perlakuan pendahuluan steam explosion menunjukkan MOE sebesar 55.96-67.46 kgf/cm2 belum memenuhi standar JIS A 5908:2003.
Sama halnya dengan parameter lain, analisis untuk MOE diawali dengan menguji kesesuaian model. Nilai lack of fit model yang diperoleh lebih kecil bila dibandingkan dengan nilai α, artinya model polinomial orde kedua cocok digunakan untuk mengoptimasi MOE papan partikel (Tabel 10). Persamaan polinomial orde keduanya adalah sebagai berikut :
MOE = -12351.7 + 123.6962 X1 + 29.83091 X2 – 0.298698 X12– 0.1663 X1 X2
– 0.002081 X22 (R2 = 31.38%)
Hasil ANOVA menunjukkan bahwa faktor yang berpengaruh secara signifikan terhadap MOE papan adalah suhu (Tabel 10). Nilai R2 sebesar 31.38% menunjukkan bahwa suhu mempengaruhi nilai MOE papan sebesar 31.38%.