Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian yang berjudul “Pengaruh Perendaman Partikel Terhadap Kualitas Papan Partikel Dari Batang Pisang Barangan“ ini dilaksanakan pada bulan November 2014 – Mei 2015. Penelitian ini dilakukan di Work Shop (WS) dan Laboratorium Teknologi Hasil Hutan (THH) Program Studi Kehutanan, Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara dan pengujian sifat mekanis papan dilaksanakan di Laboratorium Keteknikan Kayu, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah kempa panas, oven, timbangan elektrik, plat besi berukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm, alumunium foil, blender drum, sprayer gun, kertas label, ember plastik, kompor, kuali, kantong plastik, kaliper, parang, kamera digital, kalkulator, alat tulis,dan UTM (Universal Testing Machine). Sedangkan bahan yang digunakan adalah batang pisang barangan (Musa Paradisiaca sapientum L) dan perekat urea formaldehida.
Prosedur Penelitian 1. Persiapan bahan baku
Persiapan bahan baku yang dilakukan adalah dengan memilih batang pisang yang tidak produktif dan ditebang dari permukaan tanah dengan parang. Batang pisang dipotong membentuk log/batang sepanjang 1 meter dan dibersihkan bagian
kulitnya yang sudah kering. Partikel batang pisang dicacah menjadi partikel dengan ukuran ±3 cm secara manual kemudian dikering udarakan.
2. Perendaman Partikel
Partikel batang pisang diberikan perlakuan pendahuluan yaitu tanpa perendaman (kontrol), perendaman dalam air panas selama 6 jam dan suhunya dibiarkan turun, perendaman dalam air dingin selama 24 jam dan perendaman dalam asam asetat. Setelah direndam partikel dikering sampai kadar air 5 %. Kebutuhan berat komposisi dari masing-masing bahan baku untuk membuat 1 buah papan partikel yaitu jumlah partikel 430 gr dan jumlah perekat 83,33 gr. 3. Pengujian pH dan kelarutan ekstraktif dalam air panas dan air dingin
Serbuk pisang ditambah aquades dengan perbandingan 1:10 (5 gram serbuk: 50 ml aquades), selanjutnya serbuk dan aquades dipanaskan pada suhu 800C selama satu jam. Tahap berikutnya sampel disaring dengan menggunakan kertas saring dan ekstra siap untuk diukur pH.
Penentuan kelarutan ekstraktif dalam air panas dilakukan penimbangan serbuk sebanyak 2±0.1 gram, kemudian serbuk dimasukkan kedalam gelas piala 400 ml. Sebanyak 100 ml air panas dimasukkan kedalam gelas piala yang telah berisi serbuk, kemudian dipanaskan diatas penangas selama 3 jam. Larutan tersebut disaring selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu 105±30C selama 4 jam atau sampai beratnya konstan, sampel didinginkan selanjutnya ditimbang beratnya.
Penentuan kelarutan ekstraktif dalam air dingin dilakukan penimbangan serbuk sebanyak 2 gram, kemudian dimasukkan kedalam gelas piala 400 ml dan ditambahkan 300 ml aquades. Pelarutan dilakukan selama 24 jam kemudian
larutan tersebut disaring dan dikeringkan dalam oven pada suhu 105±30C selama 4 jam atau sampai beratnya konstan, sampel didinginkan selanjutnya ditimbang beratnya.
4. Pembuatan adonan
Semua bahan-bahan dasar yang dibutuhkan untuk pembuatan adonan (furnish) harus ditimbang secara seksama. Lalu partikel batang pisang dimasukkan ke dalam drum dan dimasukkan perekat UF sebanyak 12 % ke dalam sprayer gun dan perekat diaplikasikan dengan cara di semprot mengacu pada penelitan Sinulingga (2009).
5. Pembentukan Lembaran
Papan partikel yang telah dicampur dengan perekat dimasukkan kedalam alat pencetak lembaran. Pembentukan lembaran dilakukan dengan menggunakan cetakan berkuran 25 cm x 25 cm x 1 cm.
6. Pengempaan Panas
Setelah adonan masuk ke dalam cetakan, selanjutnya dilakukan pengepresan menggunakan kempa panas pada suhu 120°C, tekanan 23 kg/cm2 selama 10 menit mengacu pada penelitian Iswanto, (2007 ).
7. Pengkondisian
Setelah selesai pengepresan, lembaran papan yang dihasilkan dilakukan pengkondisian selama satu minggu untuk mencapai distribusi kadar air yang seragam dan melepaskan tegangan sisa akibat pengempaan.
8. Pembuatan contoh uji
Pola pemotongan contoh uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanik mengacu pada standar JIS A 5908-2003 seperti yang terlihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Pola pemotongan contoh uji papan partikel
Keterangan :
A : contoh uji untuk kadar air dan kerapatan (10 cm x 10 cm x 1 cm ) B : contoh uji daya serap air dan pengembangan tebal (5 cm x 5 cm x 1 cm) C : contoh uji keteguhan rekat internal (5 cm x 5 cm x 1 cm)
D : contoh uji untuk MOE dan MOR (20 cm x 5 cm x 1 cm Pengujian sifat fisis
1. Kerapatan
Kerapatan menunjukkan perbandingan antara massa atau berat benda terhadap volumenya. Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi 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 uji. Nilai kerapatan contoh uji dihitung dengan rumus:
Keterangan:
ρ = kerapatan (g/cm³)
B = berat contoh uji kering udara (gram) V = volume contoh uji kering udara (cm³)
= ρ V B D A B C
2. Kadar air
Kadar air menunjukkan besarnya kandungan air di dalam bahan yang dinyatakan dalam persen. Penetapan kadar air papan partikel dilakukan dengan menghitung selisih berat awal (B0) dan berat kering oven (B1) setelah dikeringkan dalam oven selama 24 jam pada suhu (103±2)ºC. Pengukuran berat kering oven papan partikel dilakukan sampai beratnya konstan. Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm. Nilai kadar air papan partikel dihitung dengan rumus:
Keterangan :
KA = kadar air papan (%) B0 = berat awal (gram)
B1 = berat kering oven (gram)
3. Pengembangan tebal
Pengembangan tebal merupakan besarnya nilai pertambahan tebal dari papan, setelah direndam dalam air. Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm. Pengembangan tebal didasarkan pada tebal papan sebelum perendaman (T1) dalam kondisi kering udara dan tebal papan setelah perendaman (T2) dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam.
Adapun prosedur pengukuran pengembangan tebal yaitu diukur tebal pada papan sebelum perendaman (T1) kemudian diukur tebal papan setelah perendaman selama 2 jam kemudian 24 jam (T2)
Pengukuran tebal papan dilakukan pada keempat sudut dan dirata-ratakan. Nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus:
KA (%) = 100 1 1 0 − × B B B TS (%) = 100 1 1 2 x T T T −
Keterangan :
TS = pengembangan tebal (%)
T1 = tebal papan sebelum perendaman (cm) T2 = tebal papan setelah perendaman (cm)
4. Daya serap air
Daya serap air merupakan kemampuan papan untuk menyerap air dalam jangka waktu tertentu. Daya serap air papan dilakukan dengan mengukur selisih berat contoh uji sebelum dan setelah perendaman dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam.
Adapun prosedur daya serap air yaitu ditimbang papan yang berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm sebelum perendaman (B1) kemudian ditimbang papan yang berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm setelah perendaman selama 2 jam serta 24 jam (B2)
Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm. Nilai daya serap air tersebut dihitung dengan rumus:
Keterangan:
DSA = daya serap air (%)
B1 = berat contoh uji sebelum perendaman (gram) B2 = berat contoh uji setelah perendaman (gram)
Pengujian sifat mekanis 1. Keteguhan lentur
Modulus of Elasticity (MOE) menunjukkan ukuran ketahanan papan menahan beban dalam batas proporsi (sebelum patah). Pengujian MOE dilaksanakan bersamaan dengan pengujian modulus patah (MOR) dengan
DSA(%) = 100 1 1 2 x B B B −
menggunakan Universal Testing Machine. Sifat ini sangat penting jika papan digunakan sebagai bahan konstruksi. Contoh uji berukuran 20 cm x 5 cm x 1 cm. Nilai MOE dihitung dengan rumus:
Keterangan :
MOE = keteguhan lentur (kg/cm2)
ΔP = beban sebelum batas proporsi (kg) L = jarak sangga (cm)
ΔY = lenturan pada beban sebelum batas proporsi (cm) b = lebar contoh uji (cm)
h = tebal contoh uji (cm)
3. Keteguhan patah
Contoh uji berukuran 20 cm x 5 cm x 1 cm. Pengujian keteguhan patah (MOR) dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine dengan
lebar bentang (jarak penyangga) 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Nilai MOR dihitung dengan rumus
Keterangan:
MOR = keteguhan patah (kg/cm2) P = beban maksimum (kg) L = jarak sangga (cm) b = lebar contoh uji (cm) h = tebal contoh uji (cm)
2 2 3 bh PL MOR= Y bh PL MOE ∆ ∆ = 3 3 4
3. Keteguhan rekat internal
Keteguhan rekat internal (internal bond) diperoleh dengan cara merekatkan kedua permukaan contoh uji pada balok besi kemudian balok besi tersebut ditarik secara berlawanan sampai pada beban maksimum (P), dihitung panjang dan lebar contoh uji dan dihitung juga luas permukaannya (A). Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm. Keteguhan rekat contoh uji dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
Keterangan:
IB = keteguhan rekat (kg/cm2)
P = gaya maksimum yang bekerja (kg) A = luas permukaan contoh uji (cm2)
Standard yang ingin dicapai pada pada penelitian ini adalah SNI 03-2105-1996 dan JIS A 5908-2003 sesuai dengan Tabel 4.
Tabel 4. Standard pengujian sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel
No. Sifat Fisis dan Mekanis SNI 03-2105-1996 JIS A 5908-2003
1 Kerapatan (gr/cm3) 0,5-0,9 0,4-0,9
2 Kadar Air (%) <14 5-13
3 Daya Serap Air (%) - -
4 Pengembangan Tebal (%) Maks 12 Maks 12
5 MOR (kg/cm2) Min 80 Min 80
6 MOE (kg/cm2) Min 15000 Min 20000
7 Internal bond (kg/cm2) Min 1,5 Min 1,5
8 Kuat Pegang Skrup (kg) Min 30 Min 30
9 Linier Expansion (%) - -
10 Hardnes (N) - -
11 Emisi Formaldehyde (ppm) - Min 0,3
Sumber : Standar Nasional Indonesia dan Japanese Industri Standart A
P
Analisis data
Penelitian ini menggunakan analisis Rancangan Acak Lengkap (RAL). Perlakuan perendaman terhadap papan partikel dengan tanpa perendaman, perendaman air panas 6 jam, air dingin 24 jam, asam asetat 1% masing-masing dengan jumlah ulangan sebanyak 3. Model statistik linier dari rancangan percobaan ini dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut: