Limbah dari industri penyamakan kulit terdiri dari limbah padat dan cair. Limbah padat meliputi limbah padat yang belum disamak dan limbah padat pasca penyamakan. Limbah padat kulit hewan yang telah disamak meliputi sisa proses
shaving dan proses buffing. Limbah ini dapat dimanfaatkan untuk bahan
leatherboard, kerajinan dan lain-lainnya.
Winter (1984), membedakan sifat limbah padat industri penyamakan kulit berdasarkan pandangan ekologi yang pertama yaitu limbah dari sisa kulit hewan yang belum disamak seperti sisa kulit mentah, jaringan kolagen lain yang mengandung protein tinggi, yang apabila dibuang akan membusuk dan menimbulkan bau. Kedua yaitu limbah dari kulit yang belum disamak tetapi mengandung sulfide
meliputi sisa trimming dan fleshing kulit setelah pengapuran, sisa kulit dari bem
house dan lumpur limbah ini apabila tertumpuk akan meningkatkan kandungan
hydrogen sulfide yang berbahaya. Kemudian yang ketiga adalah limbah yang
mengandung krom yaitu sisa shaving, buffing dan lumpur.
Instalasi pengolahan dan pemanfaatan limbah ini membutuhkan tingkat investasi yang besar, produksinya harus dalam jumlah yang besar teknik yang sangat canggih, industrinya harus maju atau terpadu. Bulu dapat dimanfaatkan untuk dibuat permadani, karpet, atau untuk pupuk. Sisa fleshing dapat dimanfaatkan untuk makanan (kerupuk), lem, kapsul, plester dan film. Sedangkan kulit split bila diekstraksi, dapat diolah menjadi gel, film, tepung untuk kebutuhan farmasi, kosmetika dan kertas (Oktaviarty, 1998).
Seperti yang diutarakan oleh Jost (1990), bahwa lumpur dari unit pengolahan limbah dapat mengandung krom sebanyak 3-5%, sedangkan bahan padat lain seperti sisa buffing, shaving, skrap mengandung 2-5% krom sebagai Cr2O3 . Kulit yang disamak dengan garam krom memiliki kestabilan yang tinggi, yaitu lebih tahan terhadap pengaruh bakteri dan suhu (Fahidin dan Muslich,1999). Jumlah limbah padat industri penyamakan kulit di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Beberapa Limbah Padat Industri Penyamakan Kulit di Indonesia Limbah Kg Bahan Basah Per
Ton Kulit Awet Garam Basah
Kg Bahan Kering Per Ton
Kulit*)
Persentase Kg Berat Kering Per Ton Kulit
(%) Trimming - 15,0 1,5 Trimming kulit samak nabati - 0,4 0,04 Bulu 234-312 20,0 2 Fleshing 78-234 41,0 4,1 Split 222 - Split setelah pengapuran - 2,0 0,2
Split kulit samak
krom
- 19,0 1,9
Shaving 20 -
Shaving kulit samak
krom
- 35,0 3,5
Shaving kulit samak
nabati - 2,0 0,2 Buffing 5-10 - Lumpur 250-333 15,0 1,5 Sumber : BAPEDAL (1996) *) Winter (1984) Kolagen
Komponen yang dominan dalam limbah shaving ini adalah kolagen, kolagen adalah salah satu jenis protein berbentuk serat yang terdiri dari serat halus seperti benang yang tersusun oleh fibril kolagen yang nampak seperti garis melintang. Menurut Wong (1989), unit struktural pembentuk kolagen adalah tropokolagen yang berbentuk batang dengan panjang 0,3 nm,diameter 0,0015 nm mengandung tiga unit polipeptida yang saling berpilin membentuk struktur tripel heliks.
Lehninger (1993), berpendapat bahwa fibril kolagen terdiri dari sub unit polipeptida yang berulang yang disebut tropokolagen, disusun dari kepala ke ekor dalam untaian paralel seperti yang disajikan dalam Gambar 1. Kepala molekul tropokolagen berbelok menurut panjang serat, menimbulkan jarak ruang 64 nm. Sub unit tropokolagen terdiri dari tiga rantai polipeptida yang berpilin erat menjadi tiga rantai tambang saling bergulung, berukuran sama, yaitu sekitar 1000 residu asam amino.
Gambar 1. Susunan Molekul Tropokolagen pada Fibril Kolagen (Lehninger,1993)
Pada Gambar 1, bagian (a) memperlihatkan tiap molekul tropokolagen yang memanjang sampai empat garis melintang dengan selang 64 nm. Kepala molekul tropokolagen tersusun sedemikian rupa sehingga tersusun selang 64 nm. Pada diagram skema fibril (b) terlihat gambaran bagian molekul tropokolagen yang memperlihatkan kerangka tropokolagen heliks ganda tiga. Pembesaran lebih lanjut pada bagian (c) memperlihatkan bahwa tiap-tiap rantai dari ketiga peptida tropokolagen merupakan suatu heliks, sudut dan ruang antaranya ditentukan oleh gugus R yang kaku dari sejumlah residu prolin dan hidroksiprolin (Lehninger, 1993) Komposisi kimia kolagen terdiri dari 13% glisin, 12% prolin, 11% alanin, 12 % hidroksi prolin dan 11% Hidroksi lisin. Pemanasan kolagen secara bertahap akan menyebabkan struktur rusak dan rantai-rantai akan terpisah. Berat molekul, bentuk dan konformasi larutan kolagen sensitif terhadap perubahan temperatur yang dapat menghancurkan makromolekulnya (Wong,1989).
Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit dan Potensinya
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) merupakan tanaman yang tergolong dalam kelompok Palmae yang tumbuh baik di daerah tropis. Menurut Hartley (1967), buah kelapa sawit mulai dapat dipanen pada saat pohon berumur 3,5-4 tahun. Tiap pohon mengandung sampai 6 tandan buah dan setiap tandan buah beratnya sekitar 5-30 kg, mengandung 250-600 brondolan (buah) tergantung umur dan baik tidaknya penyerbukan.
Salah satu komoditi perkebunan yang pembudidayaannya cukup luas dan berkembang cepat di Indonesia adalah kelapa sawit. Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan limbah utama dari industri pengolahan kelapa sawit. Persentase limbah TKKS ialah 23% dari tandan buah segar, sedangkan persentase serat (sabut) dan cangkang biji masing-masing sekitar 13,5% dan 5,5% dari tandan buah segar dengan komponen utama yaitu lignin, selulosa dan hemiselulosa (Darmoko, 1992). Limbah TKKS (Gambar 2) ini belum dimanfaatkan secara maksimal. Tandan kosong baru dimanfaatkan sebagai pupuk kalium atau sekedar dibakar untuk mengurangi jumlah limbah serat yang bertumpuk. Sabut dan cangkang digunakan sebagai bahan bakar boiler atau dibuang dijalan untuk mengeraskan jalan (Darwis et al., 1988).
Gambar 2. Tandan Kosong Kelapa Sawit
Limbah padat TKKS dan SKS merupakan limbah pertanian yang banyak mengandung komponen lignoselulosa. Kandungan selulosa dan lignin TKKS sebesar 39,63% dan 35,22% dan pada SKS sebesar 31,82 dan 21,92% (Irawadi et al.,1996).
Perekat Urea Formaldehida
Perekat adalah substansi untuk mempersatukan bahan sejenis atau tidak sejenis melalui ikatan permukaannya. Perekat Urea Formaldehida (UF) merupakan
terhadap air dingin, tahan terhadap air panas dalam waktu yang terbatas dan tidak tahan terhadap air mendidih. Perekat ini mempunyai ketahanan yang baik terhadap pelarut organik tetapi tidak tahan terhadap asam kuat dan basa kuat (Rayner, 1965). Menurut Sutigno (1994), perekat ini merupakan hasil dari reaksi antara urea dengan formaldehida. Dijual dalam bentuk cair, berwarna jernih sampai putih dan termasuk perekat interior.
Perekat Urea Formaldehida (UF) mempunyai sifat-sifat yaitu, berwarna putih pada kemasan dan berwarna transparan jika sudah direkat sehingga tidak mempengaruhi warna papan dengan kekentalan 30 centipoise. Harga urea formaldehida lebih murah, tidak mudah terbakar, mempunyai sifat panas yang baik, mudah adaptasi selama conditioning, tahan terhadap air dingin, termasuk perekat tahan kelembaban dan tahan biodeteriorasi karena perekat ini tidak disukai organisme perekat.
Perekat urea formaldehida bersifat tahan disimpan lama, tidak berwarna, harganya relatif murah, waktu pengempaan relatif pendek, suhu kempa relatif rendah dan baik untuk pembuatan papan partikel jenis interior. Menurut Haygreen dan Bowyer (1996), urea formaldehida mempunyai pengerasan yang singkat dalam kempa panas, warna putih, harga lebih murah, dalam pembuatan ditambahkan 6-10% dari berat kering oven partikel, semakin banyak perekat ditambahkan semakin baik kualitas papan tetapi untuk efisiensi biaya perekat harus seminimal mungkin dengan kualitas papan tinggi.
Perekat urea formaldehida termasuk tipe perekat tahan lembab dan setengah tahan cuaca. Umumnya perekat urea banyak digunakan dalam industri kayu lapis. Hal ini disebabkan karena perekat ini tidak tahan terhadap perubahan cuaca dibandingkan perekat fenol dan melamin (Ruhendi, 1988).
Syarat penggunaan perekat untuk papan yaitu untuk perekat urea formaldehida dipakai 6-10% sedangkan liquid fenol 5-7% (Maloney, 1977). Perekat urea formaldehida biasanya digunakan dalam bentuk larutan dengan kandungan padat 40-60% (Ruhendi, 1988).
Zat Aditif
Zat aditif dapat meningkatkan ikatan antara thermoplastik dan komponen kayu (Youngguist, 1999). Febrianto et al. (1999), menyatakan bahwa pada
polypropilene dapat ditambah compatibilizer untuk membentuk ikatan antara pengisi
(tepung kayu) dengan perekat. Scanning electron micrograph memperlihatkan patahan-patahan tarikan pada komposit yang dibuat dari tepung kayu dan plastik tanpa compatibilizer menunjukkan bahwa tepung kayu cenderung menggumpal seperti bundelan dan penyebarannya tidak merata keseluruh perekat, umumnya terbentuk lubang dan jarak disekitar serat dan serat seperti tertarik-tarik. Hal ini mengindikasikan adhesi yang rendah, kesesuaian (compatibility) yang rendah, miskin kontak dan transfer tegangan antar fase yang lebih rendah.
Salah satu jenis compatibilizer adalah MPP (Maleic anhydride modified polyprophilene). Menurut Gaylord dan Maiti (1973), Maleic Anhydride (MAH) berhasil dipolimerisasikan dibawah pengaruh sinar gamma, sinar ultraviolet yang dihasilkan dari photosensitizer, getaran gelombang, katalis radiasi bebas berkonsentrasi tinggi dan piridin tipe dasar.
Berdasarkan suatu pengamatan diketahui MPP yang berperan sebagai
compatibilizer didalam komposit rupanya terlokalisir pada interface antara Refine
Ground Pulp (RGP) yang merupakan filler dan matriks polimer sehingga
meningkatkan adhesi antara dua bagian tersebut. Ikatan kimia antara MPP dan RGP yang terbentuk akan berperan penting dalam meningkatkan sifat mekanikal komposit (Han, 1990).
Menurut Putri (2002), makin besar konsentrasi Maleic Anhydride (MAH) sampai konsentrasi 6% maka kadar air papan partikel semakin kecil. Terjadinya hal ini disebabkan oleh pemakaian MAH sebagai compatibilizer. Lebih lanjut Putri (2002) menyatakan, semakin tinggi konsentrasi MAH yang digunakan sampai konsentrasi MAH 6 % pada perendaman selama 24 jam dan 9 % pada perendaman 24 jam, maka nilai penyerapan air papan partikel semakin kecil. Artinya pemakaian MAH akan menurunkan nilai penyerapan air papan partikel.
Rendahnya penyerapan air ini karena hydroksil (OH) group dari serbuk gergaji (filler) telah bereaksi dengan anhydride group dari MAH yang membentuk ikatan silang ester (esterifikasi), sehingga kemampuannya untuk menyerap air sangat
berkurang. Begitu juga untuk sifat mekanis dari papan partikel seperti modulus patah, modulus of elasticity, dan keteguhan rekat internal meningkat dengan adanya penambahan MAH sampai konsentrasi 6%. Menurut Amalia (2003), penambahan
Maleic Anhydryde (MAH) sebagai compatibilizer dapat meningkatkan kompatibilitas
dan adhesi antara kayu dengan plastik polyprophylene daur ulang.
Papan Partikel
Papan partikel adalah panel-panel kayu yang terbuat dari bahan berlignoselulosa dalam bentuk potongan-potongan kecil atau partikel dari serat yang dicampur dengan perekat sintetis atau bahan pengikat lain yang direkat dengan metode pengempaan (Maloney, 1993). Menurut Tsoumis (1991), papan partikel merupakan produk panel yang dibuat dengan proses perekatan partikel. Papan partikel diproduksi dengan ketebalan 0,02 - 4,00 cm dan kerapatan 0,50 - 0,80 g/cm3. Sifat papan partikel dipengaruhi oleh bahan baku pembentuknya, perekat dan formulasi yang digunakan, serta proses pembuatan papan partikel tersebut mulai dari persiapan bahan baku kayu, pembentukan partikel sampai proses kempa dan penyelesaiannya. Penggunaan papan partikel yang tepat akan berpengaruh terhadap lama dan pemanfaatan yang diperoleh dari papan partikel yang digunakan. Sifat bahan baku yang berpengaruh terhadap sifat papan partikel antara lain yaitu jenis dan kerapatan kayu,bentuk dan ukuran bahan baku kayu yang digunakan, kadar air kayu, ukuran dan geometri partikel kayu, tipe dan penggunaan kulit kayu (Hadi, 1988).
Dikemukakan juga oleh Maloney (1993), bahwa berdasarkan kerapatannya, papan partikel dapat dibagi kedalam tiga golongan yaitu:
1. Papan partikel berkerapatan rendah (Low Density Particleboard) yaitu papan yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 g/cm3.
2. Papan partikel berkerapatan sedang (Medium Density Particleboard), yaitu papan yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 g/cm3.
3. Papan partikel berkerapatan tinggi (High Density Particleboard) papan yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3.
Haygreen dan Bowyer (1996), mengklasifikasikan papan partikel berdasarkan tipe perekat yang digunakan menjadi :
a. Papan partikel interior, yaitu papan partikel yang menggunakan perekat urea formaldehida, umumnya untuk penggunaan didalam ruangan dan tidak terpengaruh langsung oleh cuaca.
b. Papan partikel eksterior yaitu papan partikel yang menggunakan perekat fenol formaldehida dan digunakan diluar ruangan.
Papan partikel mempunyai kelemahan stabilitas dimensi yang rendah. Pengembangan tebal papan partikel sekitar 10-25% dari kondisi kering kebasah melebihi pengembangan kayu utuhnya serta pengembangan liniernya sampai 0,35%. Pengembangan panjang dan tebal pada papan partikel ini sangat besar pengaruhnya pada pemakaian terutama bila digunakan sebagai bahan bangunan (Haygreen dan Bowyer, 1996).
Maloney (1993), menyatakan bahwa dibandingkan dengan kayu asalnya, papan partikel mempunyai beberapa kelebihan diantaranya yaitu papan partikel bebas mata kayu, ukuran dan kerapatannya dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta mudah dikerjakan, mempunyai sifat isotropis, kemudian sifat dan kualitasnya dapat diatur.
Dewan Standardisasi Nasional 03-2105-1996 dan Jappanese Industrial Standard
A 5908-1994telah menetapkan standar atau baku mutu papan partikel. Standar atau baku mutu untuk sifat fisis dan mekanis menurut Dewan Standardisasi Nasional 03-2105-1996 dan Jappanese Industrial Standard A 5908-1994dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Standar atau Baku Mutu Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Standar Nasional Indonesia (SNI) 03-2105-1996, Jappanese
Industrial Standard (JIS) A 5908-1994.
Parameter Satuan (SNI) 03-2105-1996 (JIS) A 5908-1994 Kerapatan Kg/cm3 0,5-0,9 0,4-0,9 Pengembangan
Tebal % Maksimal 12 Maksimal 12
MOR Kgf/cm2 Minimal 80 Minimal 82 MOE Kgf/cm2 Minimal 15000 Minimal 20400
Internal Bond Kgf/cm2 Minimal 1,5 Minimal 1,5
Kuat Pegang
Sekrup Kg Minimal 30 Minimal 31
Hardness (N) - - Linear Expansion % - - Emisi Formaldehyde Maximum Ppm - - Kadar Air % < 14 5-13
Sumber : Japanese Industrial Standard (1994) Dewan Standarisasi Nasional (1996)
METODE
Lokasi dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan di Gunung Batu Bogor dari bulan Mei sampai dengan bulan Agustus 2005.
Materi
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah partikel limbah shaving kulit samak (Gambar 3a), partikel tandan kosong kelapa sawit (Gambar 3b), Maleic
Anhydride dan perekat urea formaldehida cair. Peralatan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah oven, golok, timbangan, kempa panas, universal testing
machine, pencampur perekat dan partikel atau baskom, ayakan 20 mesh, alat
pencetak, jangka sorong, gunting, gergaji, plastik, panci dan kompor. Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap pola faktorial dengan dua faktor dan tiga ulangan. Faktor pertama adalah kombinasi limbah shaving kulit samak dan TKKS (0:100, 25:75, 50:50, 75:25). Sedangkan faktor kedua adalah konsentrasi perekat (6%, 8%, dan 10%). Pengaruh peubah yang diamati dianalisa dengan menggunakan sidik ragam. Apabila hasil yang didapatkan berbeda nyata maka dilanjutkan dengan uji lanjut Polynomial Orthogonal. Pembuatan grafik polynomial orthogonal menggunakan program Microsoft Excel.
Menurut Steel dan Torrie (1991), model matematika rancangan acak lengkap pola faktorial adalah sebagai berikut:
Yijk = ì + Ai+ Bj + (AB)ij+ å(ij)k Dimana:
Yijk = Respon faktor A dan faktor B pada masing-masing taraf ke-i dan j pada ulangan ke-k
µ = Nilai tengah sebenarnya
Ai = Pengaruh faktor A pada taraf ke-i; i=1,2,3,4 Bj = Pengaruh faktor B pada taraf ke-j; j=1,2,3
(AB)ij = Pengaruh interaksi antara faktor A pada taraf ke-i dan faktor B pada taraf ke-j
å(ij)k = Galat pengaruh faktor A pada taraf ke-i dan faktor B pada taraf ke-j pada ulangan ke-k; k=1,2,3
Prosedur Persiapan Partikel
Limbah shaving kulit samak diayak dengan ayakan 20 mesh sehingga dihasilkan partikel berukuran 20 mesh. Sedangkan TKKS dicacah secara manual dengan menggunakan golok untuk dihancurkan hingga berbentuk partikel kasar (panjang +3 cm). Kemudian direndam dalam air panas (+80 oC) selama dua jam untuk menghilangkan gula atau zat ekstraktif lainnya yang akan menghambat dalam proses perekatan, lalu dibilas dengan air bersih untuk menghilangkan kotoran yang ada. Setelah itu partikel TKKS dijemur dibawah sinar matahari selama 2-3 hari.
Partikel limbah shaving kulit samak dan tandan kosong kelapa sawit sesuai perlakuan masing-masing dikeringkan didalam oven pada suhu 60 oC selama 24 jam. Setelah 24 jam kemudian dikeringkan kembali di dalam oven pada suhu 105 oC untuk memperoleh kadar air partikel seminimal mungkin.
Persiapan Perekat
Banyaknya perekat yang diperlukan untuk pembuatan papan partikel dengan ukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm adalah 6%, 8% dan 10% dari berat kering oven
partikel. Perekat yang digunakan adalah urea formaldehida (UF) cair dengan padatan minimal sebesar 50% dan zat aditif Maleic Anhydride sebanyak 6% dari berat urea formaldehida cair.
(a) (b)
Pembuatan Papan Partikel
Setelah persiapan partikel dan perekat, tahap berikutnya ialah pencampuran partikel dengan perekat didalam bak pencampur partikel dan perekat. Perekat dicampurkan ke permukaan partikel kemudian diaduk agar partikel dan perekat tercampur merata.
Setelah perlakuan perekatan, adonan dibentuk menjadi lapik diatas cetakan datar yang berukuran 30 cm x 30 cm dikempa panas dengan suhu 120 oC dan tekanan 30 kgf/cm2 selama 10 menit. Setelah pengempaan panas, papan partikel diberi perlakuan conditioning dengan cara menyimpan contoh uji didalam ruangan yang mempunyai sirkulasi udara yang baik selama tujuh hari pada suhu ruangan hingga beratnya konstan. Papan partikel kemudian dipotong-potong sesuai ukuran contoh uji, untuk diuji sifat fisis dan mekanis.
Perlakuan
Papan partikel dibentuk dari bahan baku partikel limbah shaving kulit samak dengan kombinasi tandan kosong kelapa sawit menggunakan perekat urea formaldehida cair. Pembuatan papan partikel dari limbah shaving kulit samak dan tandan kosong kelapa sawit dengan perbandingan (0% : 100%), (25% : 75%), (50% : 50%), (75% : 25%) serta penggunaan perekat sebanyak 6%, 8% dan 10%, sedangkan zat aditif (maleic anhydride) sebanyak 6% dari berat perekat urea formaldehida cair, dengan tiga ulangan untuk setiap perlakuan.
Peubah yang Diamati
Sifat-sifat yang akan diuji meliputi sifat fisis dan mekanis. Sifat fisis meliputi kerapatan (g/cm3), kadar air (%), pengembangan tebal (%), penyerapan air (%),sedangkan sifat mekanis meliputi kuat lentur (kgf/cm2), modulus elastisitas (kgf/cm2), kuat tarik tegak lurus permukaan (kgf/cm2), dan kuat pegang sekrup (kg).
Bahan (Partikel Shaving dan TKKS)
Di keringkan suhu 100-105 oC sampai berat partikel konstan ( didalam oven)
Dicampurkan partikel + perekat (6%, 8%,10%)+ MAH (6% dari UF)
Penghamparan partikel pada lembaran alumunium foil (30x 30 x 1cm)
Dikempa panas suhu 120 oC selama 10 menit dengan tekanan 30 kg/cm2
Dikondisikan pada suhu ruangan (±25 oC) selama 7 hari dan dilakukan pengujian. Gambar 4. Diagram Pembuatan Papan Partikel (Gunawan,1999) Pengujian Sifat Fisis- Mekanis Papan Partikel
Papan partikel yang telah dikondisikan, dipotong-potong sesuai dengan ukuran contoh uji sifat fisis dan mekanis. Pola pemotongan contoh uji untuk sifat fisis dan mekanis dapat dilihat pada Gambar 5. Prosedur pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel adalah sebagai berikut.
Kerapatan (DSN 03-2105, 1996)
Masing-masing contoh uji diukur panjang, lebar dan tebalnya seperti tercantum pada Gambar 5. Dari pengukuran tersebut dapat dihitung volume (V) contoh uji, kemudian contoh uji ditimbang untuk menentukan beratnya (B), dengan ketelitian timbangan minimal satu desimal. Nilai Kerapatan papan partikel dihitung dengan rumus : V B K = Keterangan : K = kerapatan (g/cm3) B = berat contoh uji (gram) V = volume contoh uji (cm3)
30 cm
30 cm
1. Contoh uji kerapatan dan kadar air (10 cm x 10 cm)
2. Contoh uji pengembangan tebal dan penyerapan air (5 cm x 5 cm) 3. Contoh uji kuat lentur dan modulus elastis (5 cm x 20 cm)
4. Contoh uji kuat tarik tegak lurus permukaan (5 cm x 5 cm) 5. Contoh uji kuat pegang sekrup (5 cm x 10 cm)
Gambar 5. Pola Pemotongan Horizontal Permukaan Contoh Uji untuk Pengujian Sifat Fisis- Mekanis.
Kadar Air (DSN 03-2105, 1996)
Masing-masing contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awalnya (B1), kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu 100 – 105 0C. Setelah dikeringkan dan disimpan dalam desikator, contoh uji ditimbang dan dikeringkan lagi sampai beratnya tetap (berat kering oven), dengan selang waktu satu jam untuk setiap kali penimbangan. Timbangan yang digunakan dengan ketelitian minimal satu desimal. Nilai kadar air papan partikel dihitung dengan rumus :
3 2
1 4 5
100% 2 2 1 × − = B B B KA
Keterangan : KA = kadar air (%) B1 = berat awal (g) B2 = berat kering oven (g) Pengembangan Tebal (DSN 03-2105, 1996)
Contoh uji diukur ketebalannya dengan ketelitian 0,05 mm pada keempat sudut kemudian dirata-ratakan misalnya T mm. Lalu direndam dalam air (25±10C) secara horizontal kurang lebih 3 cm di bawah permukaan air selama 24 jam. Ukur ketebalan contoh uji di tempat yang sama, misalkan T1. Nilai pengembangan tebal papan partikel dihitung dengan rumus:
100% T T T tebal(%) an Pengembang 1 × − =
Keterangan : T1 = tebal setelah perendaman (mm) T = tebal sebelum perendaman (mm) Penyerapan Air ( DSN 03-2105, 1996)
Sebelum direndam, contoh uji terlebih dahulu ditimbang berat awalnya (BA), kemudian direndam dalam air dingin selama 24 jam. Setelah perendaman contoh uji ditimbang kembali beratnya (BB). Nilai penyerapan air papan partikel dihitung dengan rumus : % 100 (%)= − × BA BA BB PA
Keterangan : PA = penyerapan air (%) BB = berat setelah direndam (g) BA = berat sebelum direndam (g)
Kuat Lentur atau Modulus of Rupture (DSN 03-2105, 1996)
Pengujian kuat lentur dilakukan pada kondisi kering udara, menggunakan mesin uji Amsler yang dilengkapi dengan deflektometer. Beban diberikan sampai contoh uji menjadi patah (P max = + 40 kg/cm2). Lebar bentang (jarak penyangga) 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Skema pengujian kuat lentur dan modulus elastisitas disajikan pada Gambar 6.
B L
T 10 cm
Gambar 6. Skema Pengujian Kuat Lentur dan Modulus Elastisitas Dilihat Secara Vertikal
Nilai kuat lenturnya dapat dihitung dengan rumus :
2 2
2
3
)
(
LT
BP
cm
kgf
MOR =
Keterangan : MOR = kuat lentur (kgf/cm2) B = beban maksimum (kg) P = jarak penyangga (cm) L = lebar contoh uji (cm) T = tebal contoh uji( cm)
Modulus Lentur atau Modulus of Elasticity (DSN 03-2105, 1996)
Contoh uji yang digunakan adalah contoh uji yang digunakan untuk pengujian kuat lentur. Data yang dicatat adalah beban sampai batas proporsi dan besarnya defleksi untuk setiap selang beban yang digunakan. Nilai modulus elastisitas dihitung dengan rumus :
D B LT S cm kgf MOE ∆ ∆ × = 3 3 2 4 ) / (
Keterangan : MOE = modulus elastisitas (kgf/cm2) L = lebar contoh uji (cm)
T = tebal contoh uji (cm)
•B = selisih beban (kgf)
•D = defleksi yang terjadi pada selisih beban (B1- B2) (cm)
S = jarak penyangga (cm)
Kuat Tarik Tegak Lurus Permukaan (DSN 03-2105, 1996)
Contoh uji kuat tarik tegak lurus permukaan papan partikel direkatkan pada dua lempeng besi atau alumunium dengan menggunakan perekat epoksi dan dibiarkan selama 24 jam. Setelah itu segera dilakukan pengujian dengan menarik
kedua balok tersebut, seperti terlihat pada Gambar 7. Nilai kuat tarik tegak lurus permukaan papan partikel dihitung dengan rumus :
L P B KT × = Keterangan : KT = kuat tarik (kgf/cm2)
B = beban maksimum (kg) L = lebar sample (cm) P = jarak sangga (cm)
Gambar 7. Skema Pengujian Kuat Tarik Tegak Lurus Permukaan (Internal Bond) Dilihat Secara Vertikal.
Kuat Pegang Sekrup (DSN 03-2105, 1996)
Sekrup yang berdiameter 3,1 mm dan panjang 13 mm dipasang pada permukaan contoh uji yang berukuran 5 cm x 10 cm seperti terlihat pada Gambar 8. Pengujian dilakukan dengan cara menarik sekrup tersebut dari contoh uji sampai terlepas dengan alat uji universal. Nilai kuat pegang sekrup merupakan beban maksimum saat sekrup tercabut dari contoh uji dalam kg. Posisi penempatan sekrup pada permukaan panil dapat dilihat pada Gambar 8 .
Sekrup
5 cm
10 cm
Gambar 8. Contoh Uji Pengujian Kuat Pegang Sekrup Blok Besi Contoh uji Blok Besi
HASIL DAN PEMBAHASAN