Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli - November 2020. Sampel kotoran gajah diambil dari Aek Nauli Elephant Conservation Camp. Pembuatan dan pengujian papan dilakukan di Laboratorium Teknik Kimia Fakultas Teknik dan Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah, jaring, kaliper, oven, timbangan digital, gergaji, kotak plastik, hotpress,dan beaker glass. Bahan yang digunakan dalam penelitan ini adalah fases Gajah (Elephas maximus sumatranus), Bambu Belangke (Gigantochloa pruriens), Bambu Betung (Dendrocalamus asper), Bambu Tali (Gigantochloa apus), Bambu Kuning (Bambusa vulgaris), Bambu Talang (Schizostachyum brachycladum), dan Perekat Isosianat.
.
Prosedur Penelitian Persiapan Bahan Baku
Pembuatan papan partikel diawali dengan pencucian feses gajah untuk diambil seratnya. Setelah di cuci, serat dari feses gajah di kering anginkan, setelah dikering anginkan feses gajah dioven selama 24 jam dalam suhu 1030 C untuk mencapai kadar air sampel sebesar 8 %.
Bahan baku lain adalah Bambu Belangke (Tipe A), Bambu petung (Tipe B), dan Bambu Tali (Tipe C), Bambu Kuning (Tipe D), Bambu Talang (Tipe E).
Masing-masing jenis bambu dipotong dengan panjang 20 cm, lebar 1 cm, dan ketebalan 1 mm. Bambu dikeringkan dan dioven selama 24 jam dengan suhu 1030C sampai mencapai kadar air 8%.
Persiapan Perekat
Perekat yang digunkan adalah perekat isosianat dengan kadar 7% dan solid content 98%.
Kebutuhan Bahan Baku
Tabel 1. Kebutuhan bahan baku papan partikel
Komposisi Jenis Kadar Berat (g)
Feses Gajah Bambu Perekat Feses Gajah Isosianat untuk bambu dan core berupa kotoran gajah.
1 mm 8 mm
1 mm Gambar 1. Papan partikel dengan pelapis
Pembuatan Papan Partikel
Kotoran gajah dicampur dengan perekat isosianat menggunakan spray gun secara merata dan bilah bambu dilaburi dengan perekat pada sakag satu sisi permukaannya.Kotoran gajah dan bilah bambu di susun dengan bagian face, core dan back kemudian sampel dimasukan kedalam cetakan berukuran 20 cm (panjang) dan 20 cm(lebar). Selanjutnya sampel dikempa menggunakan kempa panas dengan suhu 1500C, waktu kempa 10 menit dengan tekanan 30 kg/cm2.
Pada tahap selesai pengempaan, dilanjutkan dengan tahap pengkondisian dengan suhu kamar (200-250C) dalam waktu 14 hari. Hal tersebut bertujuan untuk menyamakankadar air dan menghilangkan tegangan stres dari proses pengempaan.
Pengujian Sifat fisis Papan Partikel
Pengujian sifat fisis dan sifat mekanis papan partikel dengan acuan dari standar SNI 03-2105-2006.Dengan parameter kerapatan dan kadar air (KA), daya serap air (DSA), pengembangan tebal (PT), Modulus of Rupture (MOR), Modulus of elasticity (MOE), dan Internal Bond (IB).
Gambar 2. Pola pemotongan permukaan contoh uji Keterangan:
A = Sampel uji MOE dan MOR ( 5 x 20 cm2 ) B = Sampel uji kerapatan dan KA (10 x 10 cm2 ) C = Sampel uji IB( 5 x 5 cm2 )
D = Sampel uji PT danDSA( 5 x 5 cm2 )
Tabel 2. Standar papan partikel
Sifat Papan Partikel Persyaratan Nilai
Kerapatan (g/cm2) 0,4 – 0,9
Kadar Air (%) ≤14
Pengembangan Tebal (%) ≤12
Keteguhan Rekat Internal (kg/cm2) ≥1,5
Kekuatan Pegang Sekrup (kg) ≥31
A
B C
D
MOE (kg/cm2) ≥2,04 x 104
MOR (kg/cm2) ≥84
1. Kerapatan
Kerapatan papan partikel diuji dengan sampel uji 10 cm x 10 cm x 1 cm.
Berat kering udara papan ditimbang, pengukuran panjang, lebar dan tebal.
Nilai dari kerapat dihitung dengan rumus:
Keterangan:
= Kerapatan (gr/cm3)
= Berat sampel uji kering udara (gr) = Volume sampel uji (cm3)
2. Kadar Air (KA)
Kadar air diuji dengan ukuran papan yang sama dengan pengujian kerapatan. Berat awal dari papan ditimbang, selanjutnya dikeringkan menggunakan oven selama 24 jam dengan suhu 1050C. Setelah 24 jam dioven maka di timbang kembali dan kadar air dihitung dengan rumus:
( ) {( )
} Keterangan:
=Berat Awal (gram)
= Berat Kering Tanur (gram) 3. Daya Serap Air (DSA)
Sampel yang digunakan pada pengujian DSA dengan ukuran 5 cm x 5 x cm x 5 cm. Penimbangan berat awal, selanjutnya sampel direndam dalam air dengan waktu 2 jam dan 24 jam, setelah 2 jam dan 24 jam maka sampel akan ditimbang lagi. Nilai DSA dihitung dengan rumus:
( ) {
}
Keterangan:
= Daya Serap Air (%)
= Berat sebelum perendaman (gram)
= Berat setelah perendaman (gram) 4. Pengembangan Tebal (PT)
Uji pengembangan tebal dan uji daya serap air menggunkan sampel uji yang sama. Dimensi papan partikel diukur dalam keadaan kering udara, kemudian direndam dalam waktu 2 jam dan 24 jam, setelah perendaman sampel uji di ukur dimensi papan. Nilai pengembangan tebal dihiting dengan rumus:
( ) ( )
Keterangan:
= Pengembang Tebal (%)
= Tebal sebelum perendaman (mm)
= Tebal setelah perendaman (mm) Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel
a. MOE (Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture)
Keteguhan patah dan keteguhan lentur menggunakan sampel uji (20 x 5 x 1) cm3.Pengujian tersebut menggunakan mesin universal (Universal testing machine).Pola pembebanan dalam pengujian disajikan pada Gambar 3.
P
h
L b
Gambar 3. Pengujian MOE dan MOR
Nilai MOE dan MOR dihitung dengan rumus berikut:
Keterangan :
= modulus of elasticity (kg/cm2 ) = madulus of rupture ( kg/cm) = Selisih beban (kg)
= beban maksimum (kg) = jarak sangga (16 cm)
= perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm) = lebar sampel uji (cm)
= tebal sampel uji (cm)
b. Keteguhan rekat (IB)
Keteguhan rekat menggunakan sampel uji dengan ukuran (5 x 5 x 1)cm3. Sampel uji di ukur panjang dan lebarnya dan menghitung luas permukaan pada sampel uji. Sampel uji direkatkan dengan 2 blok kayu menggunakan lem epoxydan dikeringkan dalam waktu 24 jam. Setelah 24 jam blok kayu ditarik tugak lurus permukaan sampel uji untuk mengetahu nilai dari beban maksimum dari sampel uji. Cara pengujian internal bond disaiikan pada Gambar 4.
Arah tarik
Blok Besi
Contoh uji
Blok besi
Arah tarik
Gambar 4. Pengujian keteguhan rekat (internal Bond) Keteguhan rekat tersebut dihitung dengan menggunakan rumus:
Keterangan:
= Internal Bond (kg/cm2)
= beban maksimum yang bekerja (kg) = luas penampang (cm2)
Analisis Data
Untuk mengetahui adanya pengaruh pelapis bambu pada papan partikel feses gajah dengan nilai dari sifat fisis dan mekanis maka dilakukanlah sidik ragam dengan rancangan acak non faktorial.Terdapat 5 perlakuan pelapis bambu yaitu pelapis bambu belangke, pelapis bambu tali, pelapis bambu petung, pelapis bambu kuning, dan pelapis bambu talang menggunakan 1 jenis perekat dengan 3 ulangan. Model linier dari rancangan percobaan ini dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:
∑ Keterangan:
= Respon pengamatan pada papan ukuran partikel ke-i dan ulangan ke-j = Nilai rata-rata umum
= Pengaruh ukuran partikel
∑ = Sisaan acak dari satuan percobaan ukuran partikel ke-i yang diberi ulangan ke-j
Adapun hipotesis yang digunakan adalah :
= Perbedaan pelapis bambu yang digunakan tidak berpengaruh terhadap sifat fisis dan sifat mekanis papan partikel.
= Perbedaan pelapis bambu yang digunakan berpengaruh terhadap sifat fisis dan sifat mekanis papan partikel.
Pengaruh perlakuan terhadap respon dapat dilihat melalui analisis keragaman (ANOVA) dengan tingkat kepercayaan 95%. Kemudian akan dilakukan uji lanjut menggukan DMRT (Duncan Multiple Range Test). Kemudian setelah data hasil pengujian untuk setiap respom yang diuji dianalisis, dibandingkan dengan persyaratan SNI 03-2105-2006 untuk mengetahui apakah sifat-sifat papan memenuhi standar atau tidak.
Skoring Papan Partikel
Penskoran papan partikel dibuta dengan tujuan untuk menentukan tipe papan yang terbaik.Teknik penskoran ini mengacu pada Iswanto (2002) dalam Raja (2020) dimana skoring papan partikel dibuat dengan melibatkan parameter uji fisis dan mekanis serta keterpenuhan parameter tersebut berdasarkan strandar yang digunakan yaitu standar SNI 03-2105-2006. Kriteria Penentuan skor meliputi :
1. Nilai skor untuk parameter pengamatan kerapatan, MOR, MOR, dan IB dibagi menjadi 6 dengan perincian skor 1 untuk parameter yang memiliki nilai rataan terendah, dan skor 6 untuk parameter yang memiliki nilai rataan tertinggi.
2. Nilai skor untuk parameter pengamatan kadar air, DSA, dan PT dibagi menjadi 6 dengan perincian skor 1 untuk parameter yang memiliki nilai rataan terendah dan skor 6 untuk parameter yang memiliki rataan tertinggi.
3. Nilai skor untuk keterpenuhan parameter berdasarkan standar SNI 03-2105-2006 dikelompokkan menjadi 2 dengan perincian skor 1 untuk semua parameter yang memenuhi standar, dan skor 0 untuk semua parameter yang tidak memenuhi standar.
4. Papan yang terbaik ditentukan berdasarkan jumlah skor total paling tinggi.