UJI KETAHANAN TARIK TALI SERAT GEDEBOK PISANG
RAJA
SKRIPSI
OLEH
ALIN MAYA SARI 090308010
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UJI KETAHANAN TARIK TALI SERAT GEDEBOK PISANG
RAJA
SKRIPSI
OLEH :
ALIN MAYA SARI
090308010/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk dapat melakukan sidang di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
ABSTRAK
ALIN MAYA SARI: Uji Ketahanan Tarik Tali Serat Gedebok Pisang Raja, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan SULASTRI PANGGABEAN.
Serat pelepah pisang raja memiliki ketahanan tarik yang lebih baik diantara jenis pisang lainnya. Sifat itulah yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan suatu tali yang dapat digunakan untuk mengikat, menarik, menjerat, menambat, menggantung dan sebagainya sesuai dengan kegunaan tali tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ketahanan tali serat tanaman pisang raja dengan dan tanpa penambahan larutan NaOH terhadap uji tarik yang dilakukan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemilinan 2, 3 dan 4 dengan dan tanpa larutan NaOH 5% selama 2 jam memberikan nilai tegangan tarik, regangan, deformasi, elastisitas dan kelenturan yang berbeda. Nilai tegangan tarik terbesar
pada tali serat dengan kondisi pemilinan 3 dengan perlakuan yaitu 515,92×105 N/m2. Nilai regangan terbesar pada tali serat dengan kondisi
pemilinan 3 dengan perlakuan yaitu 1,98. Nilai deformasi terbesar pada tali serat dengan kondisi pemilinan 2 dengan perlakuan yaitu 0,153 m. Nilai elastisitas terbesar pada tali serat dengan kondisi pemilinan 4 dengan perlakuan yaitu 318,47×105 N/m2. Sedangkan nilai kelenturan terbesar pada tali serat dengan kondisi pemilinan 4 dengan perlakuan yaitu 64%.
Kata kunci: serat pelepah pisang raja, tali, pemilinan, NaOH, uji tarik.
ABSTRACT
ALIN MAYA SARI: Raja’s banana stems fiber rope tensile endurance test, supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and SULASTRI PANGGABEAN.
Raja’s banana fibers have the best tensile endurance between the others. The characteristic, could be used making rope that can be used for binding, attracting, trapping, tethering, hanging and others in accordance with the rope usefulness. The research was aimed to know the endurance of Raja’s banana fiber rope with and without NaOH solution on the rope tensile test.
Results of the research indicated that the second, third and fourth twists with and without NaOH 5% during the 2nd hour gave the different results of tensile strength, strain, deformation, elasticity and flexing. The highest result of
tensile strength was on the third twist condition (with treatment) i.e. 515,92×105 N/m2. The highest result of strain was on the third twist condition
(with treatment) i.e. 1,98. The highest result of deformation was on the second twist condition (with treatment) i.e. 0,153 m. The highest result of elasticity was on the fourth twist condition (with treatment) i.e. 318,47×105 N/m2. And the highest result of flexing was on the fourth twist condition (with treatment) i.e. 64%.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Huta 1 Sidotani, Kabupaten Simalungun, Sumatera Utara pada tanggal 20 Mei 1991 dari ayah Arsad dan ibu Sarinem. Penulis merupakan anak pertama dari empat bersaudara.
Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Swasta Hang Tuah Belawan dan pada tahun yang sama masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur PMP (Pemandu Minat dan Prestasi). Penulis memilih program studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif mengikuti organisasi Ikatan Mahasiswa Keteknikan Pertanian (IMATETA). Selain itu, penulis juga memperoleh beasiswa JAMSOSTEK (Persero) pada tahun 2011 dan BPP (Beasiswa Peduli Pendidikan) pada tahun 2011-2014.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal yang berjudul ”Uji Ketahanan Tarik Tali Serat Gedebog Pisang Raja” sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si., sebagai ketua komisi pembimbing dan Ibu Sulastri Panggabaean, STP, M.Si., sebagai anggota komisi pembimbing yang telah memberikan masukan, saran dan kritik yang berharga bagi penulis. Dan terima kasih kepada bapak Drs. Nursuar, ST. M.Kom., yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan penelitian di Politeknik Negeri Medan. Di samping itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh staf pengajar dan pegawai di Program Studi Keteknikan Pertanian, serta seluruh rekan mahasiswa yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Semoga skripsi dari penelitian ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Penulis sangat mengharapkan saran dan kritikan yang bersifat membangun. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Januari 2014
DAFTAR ISI
Hal. ABSTRAK ... Error! Bookmark not defined.
ABSTRACT ... Error! Bookmark not defined.
RIWAYAT HIDUP ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR TABEL ... v
DAFTAR GAMBAR ... vi
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 3
Batasan penelitian ... 3
Manfaat Penelitian ... 4
TINJAUAN PUSATAKA Tanaman Pisang ... 5
Bagian-bagian Tanaman Pisang dan Kegunaannya ... 5
Akar ... 5
Serat Pelepah Pisang ... 12
Pengolahan Serat Pelepah Pisang ... 13
Tali Serat ... 17
Pengujian Tali Serat ... 19
Uji Tarik ... 19
Uji Lentur ... 23
METODOLOGI PENELITIAN Lokasi dan Waktu Penelitian ... 25
Bahan dan Alat ... 25
Metode Penelitian ... 25
Prosedur penelitian ... 26
Pengeluaran serat ... 26
Pembuatan Tali ... 26
Pengujian Tali Serat ... 27
Menghitung Ketahanan Tarik Tali Serat ... 27
Parameter ... 28
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 30
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 39
Saran ... 40
DAFTAR PUSTAKA ... 41
DAFTAR
TABEL
No. Hal.
1. Komposisi kimia dari bagian-bagian tanaman pisang ... 13 2. Perbandingan kekuatan tarik pada tanaman eceng gondok dengan atau tanpa
perlakuan NaOH ... 15 3. Hasil pengujian tarik serat pelepah pisang kepok non perlakuan dan dengan
perlakuan 5% NaOH variasi lama perendaman 2, 4, 6 jam ... 16 4. Kekuatan tarik serat pelepah pisang kepok non perlakuan dan perlakuan 5%
NaOH dengan variasi lama perendaman 2, 4, 6 jam ... 16 5. Elongasi yang terjadi pada jenis-jenis serat ... 18 6. Kekuatan 8 pintalan tali dengan diameter 64 mm... 18 7. Tegangan tarik tali serat gedebok pisang raja pemilinan 2, 3 dan 4 dengan dan tanpa perlakuan NaOH 5% (2 jam) ... 32 8. Regangan tarik tali serat gedebok pisang raja pemilinan 2, 3 dan 4 dengan dan
tanpa perlakuan NaOH 5% (2 jam) ... 34 9. Deformasi yang terjadi pada tali serat gedebok pisang raja pemilinan 2, 3 dan
DAFTAR GAMBAR
No. Hal.
1. Tanaman pisang raja ... 9
2. Pelepah pisang raja ... 10
3. Serat-serat berdasarkan asalnya ... 11
4. Serat pelepah pisang raja... 14
5. Gaya F bekerja pada luas permukaan A... 20
6. Strain normal ... 20
ABSTRAK
ALIN MAYA SARI: Uji Ketahanan Tarik Tali Serat Gedebok Pisang Raja, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan SULASTRI PANGGABEAN.
Serat pelepah pisang raja memiliki ketahanan tarik yang lebih baik diantara jenis pisang lainnya. Sifat itulah yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan suatu tali yang dapat digunakan untuk mengikat, menarik, menjerat, menambat, menggantung dan sebagainya sesuai dengan kegunaan tali tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ketahanan tali serat tanaman pisang raja dengan dan tanpa penambahan larutan NaOH terhadap uji tarik yang dilakukan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemilinan 2, 3 dan 4 dengan dan tanpa larutan NaOH 5% selama 2 jam memberikan nilai tegangan tarik, regangan, deformasi, elastisitas dan kelenturan yang berbeda. Nilai tegangan tarik terbesar
pada tali serat dengan kondisi pemilinan 3 dengan perlakuan yaitu 515,92×105 N/m2. Nilai regangan terbesar pada tali serat dengan kondisi
pemilinan 3 dengan perlakuan yaitu 1,98. Nilai deformasi terbesar pada tali serat dengan kondisi pemilinan 2 dengan perlakuan yaitu 0,153 m. Nilai elastisitas terbesar pada tali serat dengan kondisi pemilinan 4 dengan perlakuan yaitu 318,47×105 N/m2. Sedangkan nilai kelenturan terbesar pada tali serat dengan kondisi pemilinan 4 dengan perlakuan yaitu 64%.
Kata kunci: serat pelepah pisang raja, tali, pemilinan, NaOH, uji tarik.
ABSTRACT
ALIN MAYA SARI: Raja’s banana stems fiber rope tensile endurance test, supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and SULASTRI PANGGABEAN.
Raja’s banana fibers have the best tensile endurance between the others. The characteristic, could be used making rope that can be used for binding, attracting, trapping, tethering, hanging and others in accordance with the rope usefulness. The research was aimed to know the endurance of Raja’s banana fiber rope with and without NaOH solution on the rope tensile test.
Results of the research indicated that the second, third and fourth twists with and without NaOH 5% during the 2nd hour gave the different results of tensile strength, strain, deformation, elasticity and flexing. The highest result of
tensile strength was on the third twist condition (with treatment) i.e. 515,92×105 N/m2. The highest result of strain was on the third twist condition
(with treatment) i.e. 1,98. The highest result of deformation was on the second twist condition (with treatment) i.e. 0,153 m. The highest result of elasticity was on the fourth twist condition (with treatment) i.e. 318,47×105 N/m2. And the highest result of flexing was on the fourth twist condition (with treatment) i.e. 64%.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tumbuhan memiliki peranan penting dalam kehidupan manusia mulai dari akar, batang, daun, bunga, buah dan lainnya. Semua bagian dari tumbuhan dapat dimanfaatkan tanpa terkecuali. Salah satunya adalah serat yang terdapat pada tumbuhan. Serat-serat inilah yang nantinya dapat dibuat menjadi tali, benang, kertas, komposit dan lain sebagainya. Serat merupakan suatu produk yang dihasilkan dari tumbuhan, hewan maupun bahan sintesis lainnya yang diproses dan diolah sedemikian rupa. Serat memiliki peranan yang penting dalam kehidupan manusia terutama dalam industri tekstil.
Serat telah dikenal ribuan tahun yang lalu sebelum Masehi. Flax dan wol adalah serat-serat tekstil yang pertama kali digunakan, sebab serat-serat tersebut mudah dipilin menjadi benang daripada serat kapas. Pada tahun 10.000 Sebelum Masehi serat flax digunakan di Swiss. Pada tahun 3000 Sebelum Masehi dihasilkan serat sutra di Cina. Pada tahun 1500 Sebelum Masehi didirikan industri kapas di India. Selama ribuan tahun, keempat serat yaitu flax, wol, sutera dan
kapas melayani keperluan manusia yang paling banyak (Enie dan Karmayu, 1980).
Bagian tanaman pisang yang sering dimanfaatkan adalah daun, buah dan jantung sedangkan bonggol dan pelepah pisang sering menjadi limbah yang tidak termanfaatkan. Pelepah pisang dapat dimanfaatkan menjadi media tanam, pakan ternak, peredam suara, media perkembangan ikan dan lainnya. Dari seratnya dapat diolah menjadi berbagai macam produk, salah satunya tali karena serat yang berasal dari pelepah pisang memiliki kualitas yang lebih baik dari kapas dan mendekati sutera jika diolah dengan baik.
Serat pelepah pisang memiliki sifat tahan basah dan kekuatan tarik cukup tinggi, tergantung pada jenis tanaman pisang itu sendiri. Sifat-sifat inilah yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan suatu tali yang dapat digunakan untuk mengikat, menarik, menjerat, menambat, menggantung dan sebagainya sesuai dengan kegunaan tali tersebut. Tali tersebut sering digunakan untuk berbagai aktivitas di bidang perkapalan yang sering dikenal dengan nama tali manila. Tali inilah yang dihasilkan dari serat tanaman pisang yaitu pisang abaca.
Tali yang berasal dari serat tanaman pisang dibuat dengan pemilinan ataupun anyaman. Ini dilakukan agar serat-serat tersebut dapat menyatu dan lebih kuat. Sebelum proses pembuatan tali, yang perlu dilakukan adalah pengeluaran serat-serat dari tanaman pisang hingga membentuk benang-benang berukuran panjang yang kemudian dilakukan proses penjemuran dan siap untuk dilakukan pemilinan.
Setelah serat-serat terpilin dan menyatu membentuk sebuah tali maka perlu dilakukan pengujian terhadap tali serat (dalam hal ini pengujian tarik). Hal ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar kekuatan tarik yang dimiliki tali serat, sehingga dapat diketahui batas kemampuan tali serat dalam menahan beban yang diberikan.
Besar kecilnya kekuatan tarik tali serat tergantung kepada cara pengolahan dan kualitas pelepah pisang itu sendiri (dalam hal ini dipengaruhi oleh jenis tanaman pisang), misalnya tanaman pisang raja. Serat yang brasal dari tanaman pisang raja memiliki kekuatan serat yang lebih baik dibanding jenis-jenis lainnya. Ini berdasarkan artikel yang dimuat oleh Jawa Pos (2013) mengenai pembuatan sendal dan sepatu berbahan pelepah pisang jenis susu dan raja bahwa bentuk dan kekuatan serat pada keduanya adalah lebih baik daripada jenis lainnya. Pisang raja memiliki batang yang lunak dan berwarna dominan hijau dan memiliki daun yang sangat lebar.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ketahanan tali serat tanaman pisang raja dengan dan tanpa penambahan larutan NaOH terhadap uji tarik yang dilakukan.
Batasan penelitian
1. Tanaman pisang yang digunakan adalah tanaman pisang raja.
3. Uji tarik dilakukan dengan tiga kondisi pemilinan tali serat yaitu pemilinan 2, 3 dan 4.
Manfaat Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai uji ketahanan tarik serat tanaman pisang raja.
TINJAUAN PUSATAKA
Tanaman Pisang
Pisang adalah tanaman herba yang berasal dari kawasan Asia Tenggara (termasuk Indonesia). Tanaman buah ini kemudian menyebar luas ke kawasan Afrika (Madagaskar), Amerika dan Amerika Tengah. Penyebaran tanaman ini selanjutnya hampir merata ke seluruh dunia, yakni meliputi daerah tropik dan subtropik, dimulai dari Asia Tenggara ke timur melalui Lautan Teduh sampai ke Hawai. Selain itu, tanaman pisang menyebar ke barat melalui Samudera Atlantik, Kepulauan Kanari sampai Benua Amerika. Berdasarkan taksonominya, tanaman pisang diklasifikasikan sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta Sub Divisi : Angiospermae Kelas : Monocotyledonae Keluarga : Musaceae
Genus : Musa Species : Musa sp. (Satuhu dan Supriyadi, 2008).
Bagian-bagian Tanaman Pisang dan Kegunaannya
Akar
yang berada di bagian samping umbi batang tumbuh kesamping atau mendatar.
Dalam perkembangannya akar samping bisa mencapai 4-5 meter (Satuhu dan Supriyadi, 1999).
Daun
Daun pisang letaknya tersebar, helaian daun berbentuk lanset memanjang. Pada bagian bawahnya berlilin. Daun ini diperkuat oleh tangkai daun yang panjangnya antara 30-40 cm. Daun pisang mudah sekali robek oleh hembusan angin yang keras karena tidak mempunyai tulang-tulang pinggir yang menguatkan lembaran daun (Satuhu dan Supriyadi, 1999).
Daun pisang banyak dimanfaatkan untuk membungkus. Daun-daun yang tua yang sudah robek bisa digunakan untuk pakan kambing, kerbau atau sapi karena banyak mengandung unsur yang diperlukan oleh tubuh hewan dan dapat dibuat kompos (Satuhu dan Supriyadi, 1999).
Bunga
Bunganya berkelamin satu, berumah satu dalam tandan. Daun penumpu bunga berjejal rapat dan tersusun secara spiral. Daun pelindung berwarna merah tua, berlilin dan mudah rontok dengan panjang 10-25 cm. bunga tersusun dalam dua baris melintang. Bunga betina berada di bawah bunga jantan (jika ada). Lima daun tenda bunga melekat sampai tinggi, panjangnya 6-7 cm. benangsari 5 buah pada bunga betina tidak sempurna, bakal buah persegi sedang pada bunga jantan tidak ada (Satuhu dan Supriyadi, 1999).
lemak dan karbohidratnya tinggi. Selain dibuat sayur, bunga pisang dapat dibuat manisan, acar maupun lalapan (Satuhu dan Supriyadi, 1999).
Buah
Sesudah bunga keluar, akan terbentuk sisir pertama kemudian memanjang lagi dan terbentuk sisir kedua, ketiga dan seterusnya. Buah pisang banyak digunakan sebagai makanan seperti tepung, anggur, sale, sari buah, pisang goreng, pisang rebus, keripik pisang, kolak pisang, getuk pisang, sayur pisang muda dan sebagai buah segar (Satuhu dan Supriyadi, 1999).
Bonggol
Bonggol pisang adalah batang tanaman pisang yang berupa umbi batang
(batang aslinya). Bonggol pisang muda dapat dimanfaatkan untuk sayur (Satuhu dan Supriyadi, 1999).
Batang Semu
Menurut Rismunandar (1989), pelepah (upih) daunnya dapat dipergunakan untuk pembungkus tembakau dan dapat dipergunakan untuk tali. Pelepah pisang juga mengandung serat yang halus terutama dari pisang kelutuk, menggala dan susu. Batang pisang cukup banyak mengandung zat-zat mineral. Kadar airnya cukup tinggi sedangkan kadar zat karbohidratnya tidak mengesankan. Dari hasil Penelitian Balai Industri tahun 1962, tercatat susunan kimiawi dari batang pisang sebagai berikut:
Air : 92,5 %
Protein : 0,35 % Karbohidrat : 4,6 %
Zat Fosfor : 135 mg/100 gr batang Zat Kalium : 213 mg/100 gr batang Zat Kalsium : 122 mg/100 gr batang
Pisang Raja
Pisang raja merupakan jenis pisang yang banyak digemari karena keistimewaanya. Pisang raja tangkai buahnya terdiri atas 6 sisir yang masing-masing terdiri 15 buah. Berat satu buah pisang sekitar 92 gram dengan panjang 12-18 cm dan diameter 3,2 cm. Bentuk buahnya melengkung dengan bagian pangkal bulat (Satuhu dan Supriyaadi, 1999). Dan menurut Nurjanah (2007) morfologi tanaman pisang raja adalah tanaman ramping, genjah dan jumlah anakan banyak.
diantaranya adalah pisang raja sere, pisang raja uli, pisang raja wale, pisang raja jambe, pisang raja nangka, pisang raja tawi, pisang raja wiingi, pisang raja dongkel, pisang raja gintung, pisang raja goreng, pisang raja, pisang raja seribu, pisang raja susu, pisang raja pulut, pisang raja sabrang, pisang raja slamet, pisang raja molo, pisang raja santen, pisang raja bagus, pisang raja entong, pisang raja polo dan lain-lain. Seperti pisang raja nangka, merupakan jenis pisang besar dan tinggi tanaman mencapai 3,5 meter.
Gambar 2. Pelepah pisang raja
Dalam buku Suhardiman (2004), menurut Fathul (2012) bahwa tinggi pohon mencapai 2,5 m-3,0 m dengan lingkar batang 0,4 m-0,6 m berwarna merah
kekuningan dengan bercak kehitaman. Pelepah batang pada usia muda (1-2,5 bulan) berwarna hijau dan coklat kemerahan pada usia dewasa.
Serat yaitu suatu benda yang perbandingan panjang dan diameternya besar sekali. Serat merupakan bahan baku yang digunakan dalam pembuatan benang dan kain. Sebagai bahan baku, serat tekstil memegang peranan yang sangat penting, sebab:
1. Sifat-sifat serat mempengaruhi sifat-sifat benang atau kain yang akan dihasilkan.
2. Semua pengolahan benang atau kain, baik secara mekanik maupun secara kimia selalu berdasarkan sifat-sifat yang dimiliki oleh seratnya.
Berdasarkan panjangnya, maka serat dibagi menjadi: 1. Serat stapel
2. Serat filamen
Yaitu serat-serat yang panjangnya lanjut.
Menurut asal seratnya, maka serat dapat digolongkan menjadi: 1. Serat alam, ialah serat yang telah tersedia di alam.
2. Serat buatan, ialah serat yang dibuat oleh manusia.
Gambar 3. Serat-serat berdasarkan asalnya (Enie dan Karmayu, 1980).
poliester, akril dan nilon. Selain itu, juga terdapat serat dari tanaman pisang yang berpotensi besar untuk dikembangkan. Serat mempunyai bentuk tipis dan panjang, dan mempunyai ciri-ciri cukup pada struktur dalamnya. Dilihat dari kenyataan, kekuatan tarik, modulus elastik pada arah memanjang (modulus young), keduanya menunjukkan harga yang sangat besar. Kekuatan melar dari serat adalah cukup baik.
Serat Pelepah Pisang
Pisang serat (Noe. Musa texstilies) adalah tanaman pisang yang tidak untuk diambil buahnya, tetapi diambil seratnya. Pada awal abad ke-16, diperoleh data bahwa penduduk asli daerah Cebu, Filipina, memanfaatkan serat pisang sebagai bahan baku pembuatan pakaian. Oleh karena itu, pisang ini dinamakan Musa texstilis. Pisang ini disebut juga sebagai pisang manila karena diduga
Tabel 1. Komposisi kimia dari bagian-bagian tanaman pisang
(Wina, 2001).
Pengolahan Serat Pelepah Pisang
Pengeluaran serat pelepah pisang dilakukan secara manual dan juga dengan bantuan suatu alat. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Pramono dan Widodo (2013) pelepah pisang kepok yang telah dipisahkan dari pohonnya kemudian dicuci hingga bersih kemudian dikeringkan secara alami selama 10 hari. Pengambilan serat dari pelepah pisang kepok (musacea) dengan menggunakan bantuan sikat kawat. Teknik pengambilan serat pelepah pisang kepok (musacea) setelah kering disikat dengan cara membujur searah dengan sikat kawat tersebut, kemudian serat pisang kepok akan memisah dari daging pelepah tersebut.
Dengan bantuan alat klem kemungkinan serat putus sebagaimana terjadi pada alat pisau dapat diperkecil. Adapun alat yang diperlukan adalah klem yang memiliki pisau bergerigi yang diletakkan di atas meja. Tuxies (lapisan kulit yang megandung serat) di masukkan di bawah pisau penyerat, kemudian pisau di tekan
Komponen (%)
Daun Batang Bonggol Buah dan kulit Kulit
dengan memutar skrup diatasnya. Setelah tuxies tertekan kemudian bagian ujungnya di tarik oleh tangan sehingga serat terpisah. Dengan cara ini, berat tekanan pisau dapat diatur, sehingga rendemen serat dapat di kontrol dan mutu serat dapat lebih seragam (Bank Indonesia, 2008).
Gambar 4. Serat pelepah pisang raja
Natrium hidroksida (NaOH) dikenal sebagai soda kaustik alkali. NaOH banyak digunakan pada industri sebagai bahan tambahan dalam pembuatan pulp atau kertas, tekstil, sabun dan deterjen. NaOH berbentuk serpihan, pelet, butiran dan larutan cair. Menurut Achmadi (1990), NaOH merupakan larutan pemekar yang terbaik dibanding larutan LiOH dan larutan KOH dan pemberian perlakuan alkali pada bahan berlignoselulosa biasanya mampu mengubah struktur kimia dan permukaan fisik serat. Sedangkan menurut Srekala et al (1997) perlakuan alkali akan memberikan stabilitas yang tinggi dan retensi kelembaban maksimum. Reaksi perlakuan alkali pada selulosa adalah sebagai berikut:
Serat – OH + NaOH Serat – O‐ Na+ + H 2O
Serat alam mempunyai karakteristik hydrophilic yaitu mudah menyerap air. Hal ini dikarenakan serat mempunyai struktur semi kristalin. Struktur semi kristalin serat terdiri dari bagian yang bersifat amorphous domain, dan kristalin. Bagian dari amorphous domain inilah yang menyebabkan serat bersifat hydrophilic Eichorn (2001).
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Umardani dan Pramono (2009) dalam pengolahan serat dari tanaman eceng gondok juga ditambahkan NaOH yang berfungsi untuk meningkatkan nilai elongasi serat eceng gondok namun tidak dapat meningkatkan regangan tarik serat eceng gondok, dimana dalam penelitiannya menggunakan kadar NaOH sebesar 5 %, 10% dan 15 %. Hal ini juga diperkuat dengan data penelitian yang telah dilakukan oleh Umardani dan Pramono, sebagai berikut:
Tabel 2. Perbandingan kekuatan tarik pada tanaman eceng gondok dengan atau tanpa perlakuan NaOH.
menjadi kasar, akibatnya kekuatan tarik semakin menurun setelah melampaui batas jenuhnya.
Sedangkan untuk serat pelepah pisang, berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Pramono dan Widodo (2012) mengenai uji tarik serat pelepah pisang dengan penambahan NaOH 5% berdasarkan lamanya perendaman yang telah ditentukan (0, 2, 4, 6 jam) menunjukkan bahwa semakin lama perendaman serat pelepah pisang kepok (musaceae) dengan 5% NaOH akan memberikan sifat yang mampu meningkatkan nilai elongasi serat pelepah pisang kepok tetapi kekuatan tariknya mengalami penurunan. Sesuai dengan prinsip dasar bahwa kekuatan tarik berbanding terbalik dengan luas penampang, sehingga semakin besar luas penampang akan semakin menurunkan kekuatan tarik. Ini diperkuat dengan hasil yang diperoleh sebagai berikut:
Tabel 3. Hasil pengujian tarik serat pelepah pisang kepok non perlakuan dan dengan perlakuan 5% NaOH variasi lama perendaman 2, 4, 6 jam
No. Jenis Perlakuan Elongasi (%)
Minimal Maksimal Rata-rata
1 Non Perlakuan 0.800 1,399 1,133
2 5% NaOH 2 Jam 1,200 2,000 1,533
3 5% NaOH 4 Jam 1,000 2,400 1,533
4 5% NaOH 6 Jam 0,800 3,000 1,733
Tabel 4. Kekuatan tarik serat pelepah pisang kepok non perlakuan dan perlakuan 5% NaOH dengan variasi lama perendaman 2, 4, 6 jam
No. Jenis Perlakuan Kekuatan Tarik (MPa)
Minimal Maksimal Rata-rata
1 Non Perlakuan 1723,079 1837,951 1766,156
2 5% NaOH 2 Jam 1212,838 2677,431 1801,756
3 5% NaOH 4 Jam 683,188 1011,977 782,908
Tali Serat
Tali merupakan susunan benang-benang panjang yang saling tersusun satu sama lain dan membentuk suatu pilinan. Dalam perkembangannya, tali yang berasal dari serat sintetis yang sering digunakan karena dapat diproduksi secara murah dalam jumlah yang besar. Namun demikian, serat alami memiliki berbagai kelebihan khususnya dalam hal kenyamanan. Misalnya serat yang berasal dari pelepah pisang yang dapat dipilin menjadi sebuah tali contohnya pada tali manila.
Menurut Chattopadhyay (1997), tali dapat diklasifikasikan berdasarkan susunan, bahan baku atau penggunaannya. Berdasarkan susunannya, tali dapat dipintal, dianyam, jenis tali kawat, sejajar atau silang. Syarat tali adalah dengan 3 atau lebih pintalan dan diameter lebih dari 4 mm. Jenis-jenis tali yaitu:
a. Pintalan - 3 untaian - 4 untaian - Jalian kawat - Jalinan ulir - Jalinan keras - Jalinan lemah b. Anyaman
- Silang - Normal
- Anyaman padu
Tabel 5. Elongasi yang terjadi pada jenis-jenis serat
Tabel 6. Kekuatan 8 untaian pintalan tali dengan diameter 64 mm
No. Serat Kekuatan (ton)
Proses pemintalan tali serat menggunakan suatu alat bernama rope machine. Namun dalam hal ini serat yang akan dipintal menggunakan alat pemintal secara manual tanpa menggunakan mesin (motor) sebagai tenaga penggerak. Serat yang telah disusun dengan panjang yang sama dan diameter yang telah ditentukan dimasukan dalam corong masukkan kemudian kumpulan serat tersebut dikaitkan pada rol penggulung. Setelah serat-serat terkait dengan benar, selanjutnya pegangan diputar searah jarum jam bersamaan dengan ditahannya serat pada corong masukan luar. Maka, serat terpintal bersamaan dengan berputarnya pegangan dan rol penggulung. Menurut Sinurat (2004), serat-serat dimasukkan
No. Jenis Serat Panjang Patahan Serat (%) Panjang Patahan Tali (%)
secara manual melalui lubang pengumpan ke dalam corong pemuntir, serat yang telah dipuntir oleh corong pemuntir dimasukkan lagi kedalam corong tetap hingga ke lubang poros berongga dan selanjutnya dipuntir dan ditekan lagi oleh rol pemuntir, serat yang keluar dari rol pemuntir digulung oleh rol penggulung. setelah rol penggulung terisi penuh, pintalan serat dipindahkan atau digulung pada rol cadangan dan selanjutnya dimanfaatkan sebagai bahan untuk pengolahan sabutret setelah penguraian menjadi serat bergelombang dan bahan baku pembuatan tali dengan cara menggabungkan beberapa pintalan serat.
Pengujian Tali Serat
Uji Tarik
Uji tarik merupakan suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan atau material dengan cara memberikan beban gaya yang berlawanan arah dalam satu garis lurus. Dalam pengujian tarik, suatu bahan akan mengalami tegangan, regangan, deformasi dan elastisitas yang besarnya tergantung dari jenis bahan yang akan diuji.
Tegangan (Stress)
diperkenalkan. Stress didefinisikan sebagai gaya F yang bekerja pada satu satuan luas A.
σ =F
A ... (1)
Gambar 5. Gaya F bekerja pada luas permukaan A
Regangan (Strain)
Regangan tarik didefinisikan sebagai perbandingan panjang ∆l terhadap
panjang semula l0, dimana perpanjangan ∆l tidak hanya terjadi pada
ujung-ujungnya, tetapi setiap bagian batang akan memanjang dengan perbandingan yang sama (Young dan Freedman, 2002). Sedangkan menurut Ishaq (2006), jika sebuah stress bekerja pada suatu benda maka dampak atau akibatnya benda mengalami strain (regangan).
Pada arah normal, perubahan ditunjukkan dengan pemendekan bahan dari L menjadi L′ akibatnya volume bahan berubah.
Strain secara umum didefinisikan sebagai:
τ=keadaan akhir−keadaan awal
keadaan awal
τ=∆L
L ... (2)
Deformasi
Sebuah gaya dikerjakan pada sebuah batang menyebabkan batang tersebut berubah (mengalami deformasi). Pertama, deformasi sebanding dengan beban yang ditingkatkan dalam batas-batas tertentu. Jika beban dihilangkan, maka batang akan kembali pada bentuk semula (perilakunya sama dengan sebuah per/pegas), daerah ini disebut dengan daerah elastis dan deformasinya ialah deformasi elastis. Bila beban ditingkatkan maka deformasi pada kebanyakan bahan meningkat secara proporsional (sebanding). Pada daerah ini struktur dalam dari bahan akan berubah bentuk secara tetap/permanen akibat gaya-gaya yang bekerja, jika beban dihilangkan, benda tidak dapat kembali pada bentuk semula dan akan terjadi deformasi permanen. Daerah ini disebut daerah plastis dan deformasinya adalah deformasi plastis (Daryanto, 2001).
Hukum Hooke (Elastisitas)
Ketika sebuah benda dikenai stress (σ), maka benda akan terdeformasi dan mengalami strain sebesar τ. Jika stress yang sama dikenakan pada benda yang lain
maka strain yang timbul, besar kemungkinan memiliki nilai yang berbeda. Menurut hukum Hooke, perbedaan dampak ini diakibatkan oleh karakteristik benda yang berbeda satu sama lain, ini dinamakan modulus elastik E. Secara sederhana hubungan ini adalah:
Modulus Elastik = ������
������ ... (3) Modulus elastik atau konstanta mengandung informasi penting tentang sifat elastis bahan, yaitu kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk semula setelah terdeformasi karena dikenai gaya dalam arah normal (Ishaq, 2006).
Gambar 7. Diagram tegangan-regangan untuk bahan rapuh (Popov, 1993).
Uji Lentur
Kelenturan merupakan sifat mekanik bahan yang menunjukkan derajat deformasi plastis yang terjadi sebelum suatu bahan putus atau gagal pada uji tarik. Bahan disebut lentur (ductile) bila regangan plastis yang terjadi sebelum putus lebih dari 5%, bila kurang dari itu suatu bahan disebut getas (brittle) (Sastranegara, 2009). Menurut Sarojo (2009), jika sebuah batang ditumpu pada kedua ujung dan ditengah-tengahnya digantungi beban, maka bagian tengah akan turun dan batang dikatakan melentur. Begitu pula jika sebuah batang dijepit pada salah satu ujung dan ujung yang lain digantungi beban, maka batang juga melentur.
Persen kelenturan adalah bahan meregang dan patah secara cepat dalam persen. Dimana panjang mula-mula dari suatu bahan adalah L0 dan panjang pada
patahan adalah Lf, yaitu:
%kelenturan =L�−L0
Persen pengurangan daerah merupakan cara lain untuk menentukan kelenturan. Itu ditetapkan dalam persamaan sebagai berikut:
%pengurangan =A0−A�
A0 × 100% ... (5)
dimana, A0 adalah daerah potongan melintang mula-mula dan Af adalah daerah
METODOLOGI PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni-Desember 2013 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara dan Politeknik Negeri Medan.
Bahan dan Alat
Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pelepah tanaman pisang, air dan larutan NaOH 5 %.
Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah parang, pisau, papan/kayu, ember, sikat, jemuran, jangka sorong/mikrometer skrup, mistar (penggaris), timbangan digital, tarno test UPH 10 kN (alat uji tarik), kalkulator, kamera, alat tulis dan komputer.
Metode Penelitian
Metode penelitian yang akan dilakukan adalah:
1. Studi literatur dari buku pustaka dan jurnal-jurnal penelitian yang berkaitan dengan uji tarik.
2. Pelaksanaan pengeluaran serat, pembuatan tali serat dan uji tarik tali serat pada tanaman pisang.
Prosedur penelitian
Pengeluaran serat
1) Disiapkan bahan dan alat yang diperlukan dalam pelaksanaan penelitian.
2) Dipilih gedebok dari tanaman pisang raja.
3) Dipotong gedebok 1,20 meter kemudian dipotong menjadi tiga bagian dengan ukuran masing-masing 0,4 m (40 cm).
4) Diambil pelepah dari masing-masing gedebok dan dicuci.
5) Diletakkan pelepah di atas papan/kayu, dimana sisi luar dari pelepah menghadap ke bawah.
6) Dilakukan pembantingan terhadap pelepah pisang hingga pelepah dalam keadaan lunak.
7) Dipisahkan bagian yang berongga dari lapisan kulit terluar.
8) Dilakukan penggerusan dengan menggunakan pisau yang tidak tajam 9) Dihaluskan dengan menggunakan sikat.
Pembuatan Tali
1) Diambil serat yang telah terlepas dari rongga-rongga daging pelepah 2) Disusun masing-masing serat.
3) Dipilin dengan tiga perlakuan pemilinan, pemilinan 2, 3 dan 4 dari masing-masing serat dengan diameter yang telah ditentukan menjadi tali.
5) Direndam tali serat dengan larutan NaOH 5% selama 2 jam (Pramono dan Widodo, 2012).
6) Diembunkan tali serat semalaman.
7) Diukur diameter tali serat yang telah direndam larutan NaOH 5% selama 2 jam.
8) Dilakukan uji tarik
Pengujian Tali Serat
− Diukur diameter dan panjang awal (l0) tali dengan dan tanpa
perendaman NaOH 5%.
− Dilakukan uji tarik pada tali dengan dan tanpa perendaman NaOH
5% dengan menggunakan alat tarno test UPH 10 kN.
− Diukur panjang tali dengan dan tanpa perendaman NaOH 5% setelah
dilakukan uji tarik (l).
Menghitung Ketahanan Tarik Tali Serat
1) Tegangan Tarik (σ)
Tegangan adalah perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda tersebut sedangkan tegangan tarik adalah tegangan yang diakibatkan beban tarik atau beban yang arahnya tegak lurus meninggalkan luasan permukaan.
�
=
FA ... (1)
dimana,
σ = tegangan tarik (N/m2) F = gaya (N)
2) Regangan (ε)
Pertambahan panjang (l) pada serat dan tali serat terhadap panjang awal (l0).
Tegangan adalah perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda tersebut sedangkan tegangan tarik adalah tegangan yang diakibatkan beban tarik atau beban yang arahnya tegak lurus meninggalkan luasan permukaan.
Pertambahan panjang (l) pada tali serat terhadap panjang awal (l0).
3. Deformasi tali serat
Deformasi yaitu perubahan bentuk yang tidak dapat kembali kekeadaan bentuk semula.
4. Elastisitas
Sifat kemampuan bahan untuk kembali ke ukuran dan bentuk asalnya, setelah gaya luar dilepas.
5. Kelenturan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian tarik tali serat gedebok pisang raja pemilinan 2, 3 dan 4 dengan perendaman dan tanpa perendaman larutan NaOH 5% selama 2 jam memberikan nilai tegangan tarik, regangan, deformasi, elastisitas dan kelenturan yang berbeda.
Perbedaan yang terdapat pada masing-masing tali juga ditandai dengan kondisi pemilinan yang berbeda namun diameter dari masing-masing tali adalah sama yaitu 1 cm (10 mm). Untuk kondisi pemilinan 2, terbagi atas dua bagian kumpulan serat yang tersusun sejajar dengan berat dan panjang yang sama dari kedua bagian tersebut. Kondisi pemilinan 3, terbagi atas tiga bagian kumpulan serat yang tersusun sejajar dengan berat dan panjang yang sama dari ketiga bagian tersebut. Sedangkan pada kondisi pemilinan 4, terbagi atas empat bagian kumpulan serat yang tersusun sejajar dengan berat dan panjang yang sama dari keempat bagian kumpulan serat.
NaOH merupakan zat tambahan yang sering digunakan dalam pembuatan deterjen dan sabun, namun dalam bidang industri NaOH juga digunakan. Ini dikarenakan NaOH yang dapat mengubah struktur bahan terutama serat. Ini sesuai dengan pernyataan Eichorn (2001) bahwa serat alam mempunyai karakteristik hydrophilic yaitu mudah menyerap air.
tarik berbanding terbalik dengan luas penampang, sehingga semakin besar luas penampang akan semakin menurunkan kekuatan tarik dan semakin tinggi nilai elongasi maka semakin ulet suatu bahan. Penambahan larutan NaOH juga mempengaruhi besar kecilnya kekuatan tarik pada tali serat. Dimana penambahan larutan NaOH dapat memperbesar pilinan tali serat terutama pada diameter tali. Ini terlihat pada saat tali sebelum dan sesudah dilakukan perendaman. Untuk kondisi pemilinan 2 sebelum perendaman dimeter tali adalah 0,01 m dan setelah dilakukan perendaman dengan NaOH diameter tali berubah menjadi 0,012 m. Sedangkan untuk kondisi pemilnan 3 dan 4 sebelum perendaman dimeter tali adalah 0,01 m dan setelah dilakukan perendaman dengan NaOH diameter tali adalah 0,01 m.
Besarnya diameter pada kondisi pemilinan 2, 3 dan 4 setelah perendaman juga mengalami perbedaan dimana pada kondisi pemilinan 2 tali mengalami perubahan diameter sedangkan pada kondisi pemilinan 3 dan 4 tali tidak mengalami perubahan diameter. Ini terjadi karena posisi pilinan 2 berada dibawah pilinan 3 dan 4 sehingga pilinan 2 lebih banyak menyerap larutan NaOH dan pemilinan tali pada kondisi pilinan 2 yang tidak begitu kuat dibanding pilinan 3 dan 4.
Tegangan Tarik
bahan tersebut. Ini juga terjadi pada tali serat berbahan pisang raja dengan hasil sebagai berikut:
Tabel 5. Tegangan tarik tali serat gedebok pisang raja pemilinan 2, 3 dan 4 dengan dan tanpa perlakuan NaOH 5% (2 jam).
No. Parameter
Besarnya tegangan tarik tali tanpa perlakuan untuk kondisi pemilinan 2, 3 dan 4 berturut-turut adalah 242,04 × 105 N/m2, 267,51 × 105 N/m2 dan 140,13 × 105 N/m2. Sedangkan besarnya tegangan tarik tali untuk kondisi pemilinan 2, 3 dan 4 dengan perlakuan NaOH 5% (2 jam) berturut-turut adalah 389,38 × 105 N/m2, 515,92 × 105 N/m2 dan 407,64 × 105 N/m2. Dari kedua perlakuan menunjukkan bahwa tegangan tarik yang terbesar adalah dengan perendaman tali serat ke dalam larutan NaOH (2 jam) untuk masing-masing pemilinan.
Untuk tali dengan kondisi pemilinan 2, 3 dan 4 pada masing-masing perlakuan memiliki selisih tegangan tarik yang berbeda. Ini dilihat dari besarnya tegangan tarik yang diperoleh tali pada saat pengujian berlangsung. Pada kondisi pemilinan 2 dengan dan tanpa perlakuan, besarnya selisih diantara keduanya adalah 147,34 × 105 N/m2, dimana nilai tegangan tarik dengan perlakuan NaOH 5% (2 jam) lebih besar dibanding tanpa perlakuan. Ini juga terjadi pada kondisi pemilinan 3 dan 4 dengan dan tanpa perlakuan dengan beda selisih 248,41 × 105 N/m2 dan 267,51 × 105 N/m2.
pemilinan 2 dan 3, namun kondisi pemilinannya yang berbeda. Dimana pada pemilinan 4, tali serat terbagi atas 4 bagian kumpulan serat yang sama besar berat dan panjangnya. Hal ini juga terjadi karena pada saat pengujian tarik berlangsung putusnya tali tidak merata dan tidak bersamaan pada keempat bagian kumpulan serat dalam pemilinan 4 dengan gaya maksimum yang diperoleh sebesar 1100 N.
Sedangkan pada perlakuan NaOH 5% (2 jam) untuk masing-masing pemilinan, tegangan tarik yang terkecil terdapat pada kondisi pemilinan 2. Hal ini terjadi karena luas penampang dan gaya yang diperoleh lebih besar dibanding kondisi pemilinan 3 dan 4. Dimana pada saat perendaman berlangsung posisi tali dengan kondisi pemilinan 2 berada paling bawah dari pemilinan 3 dan 4 yang mengakibatkan pemilinan 2 lebih banyak menyerap larutan NaOH ditambah dengan kondisi pemilinan yang tidak terlalu rapat dibanding pemilinan 3 dan 4. Dari hasil tersebut menunjukkan bahwa semakin besar luas penampang yang diperoleh maka semakin kecil pula tegangan tarik yang dimiliki tali serat untuk menahan suatu beban karena sifat fisik NaOH yang dapat memperbesar ukuran diameter tali dari keadaan semula sehingga luas penampangnya menjadi besar. Hal ini juga diperkuat dengan penelitian yang dilakukan oleh Pramono dan Widodo (2012) yang menyatakan bahwa kekuatan tarik berbanding terbalik dengan luas penampang, sehingga semakin besar luas penampang akan semakin menurunkan kekuatan tarik.
Regangan
bahan dikenai beban. Regangan juga terjadi pada tali serat yang mengalami tarikan. Besarnya regangan yang terjadi pada tali serat dapat dilihat pada tabel 6 sebagai berikut:
Tabel 6. Regangan tarik tali serat gedebok pisang raja pemilinan 2, 3 dan 4 dengan dan tanpa perlakuan NaOH 5% (2 jam).
Besarnya regangan pada tali serat tanpa perlakuan untuk kondisi pemilinan 2, 3 dan 4 berturut-turut adalah 1,22, 0,98 dan 1,38. Sedangkan besarnya regangan
pada tali serat untuk kondisi pemilinan 2, 3 dan 4 dengan perlakuan NaOH 5% (2 jam) berturut-turut adalah 1,55, 1,98 dan 1,28. Semakin kuat tarikan yang
terjadi maka semakin besar pula pertambahan panjang yang dialami tali serat dan semakin besar pula regangan yang terjadi.
Beda selisih regangan yang terjadi pada kondisi pemilinan 2, 3 dan 4 dengan dan tanpa perlakuan adalah 0,33, 1 dan 0,1. Pada kondisi pemilinan 2 nilai regangan terbesar adalah pada perlakuan NaOH 5% (2 jam) dan begitu pula pada kondisi pemilinan 3 regangan terbesar adalah pada perlakuan NaOH 5% (2 jam). Berbeda pada kondisi pemilinan 4 yang cenderung mengalami penurunan pada perlakuan NaOH 5% (2 jam). Ini terjadi karena pada saat pengujian tarik berlangsung, waktu dan hari yang digunakan adalah berbeda. Semakin lama pengujian tarik yang akan dilakukan maka kandungan NaOH yang terdapat pada tali serat semakin berkurang karena sifat NaOH yang dapat menguap.
Deformasi
Deformasi merupakan perubahan panjang atau bentuk yang terjadi pada saat bahan mengalami tarikan atau tekanan. Besarnya deformasi yang terjadi pada tali serat dapat dilihat pada tabel 7 sebagai berikut:
Tabel 7. Deformasi yang terjadi pada tali serat gedebok pisang raja pemilinan 2, 3 dan 4 dengan dan tanpa perlakuan NaOH 5% (2 jam).
Dari tabel di atas, besarnya deformasi yang terjadi pada kondisi pemilinan 2, 3 dan 4 tanpa perlakuan adalah 0,111, 0,099 dan 0,119. Sedangkan untuk perlakuan NaOH 5% (2 jam) untuk masing-masing pemilinan adalah 0,153, 0,14 dan 0,114. Deformasi terbesar terjadi pada tali serat pemilinan 2 dengan perlakuan NaOH 5% (2 jam) yaitu sebesar 0,153 m. Ini terjadi karena penambahan NaOH yang dapat mengubah permukaan luasan suatu penampang tali serat menjadi lebih besar daripada sebelumnya ditambah dengan kondisi pemilinan yang berbeda. Dimana diameter dari luasan penampang mempengaruhi syarat panjang awal uji tarik sebelum dilakukan pengujian tarik dengan ketentuan L0 = 5 × D.
Hari pengujian yang berbeda dapat mempengaruhi besar kecilnya nilai dari deformasi. Ini terjadi karena kandungan NaOH yang terdapat pada tali serat semakin berkurang akibat penguapan yang terjadi. Hal ini terjadi pada kondisi pemilinan 4 dengan dan tanpa perlakuan, dimana besarnya deformasi tanpa perlakuan lebih besar dibanding dengan perlakuan NaOH 5% (2 jam). Ini berbeda pada kondisi pemilinan 2 dan 3, dimana besarnya deformasi tanpa perlakuan lebih kecil dibanding dengan perlakuan NaOH 5% (2 jam).
Pada kondisi pemilinan 2, 3 dan 4 beda selisih deformasi yang terjadi dengan dan tanpa perlakuan adalah sebesar 0,042 m, 0,05 m dan 0,005 m.
Elastisitas
Suatu benda dapat dikatakan elastis jika nilai E yang didapat semakin kecil sehingga akan semakin mudah bagi suatu bahan untuk mengalami perpanjangan atau perpendekan.
Tabel 8. Elastisitas yang terjadi pada tali serat gedebok pisang raja pemilinan 2, 3 dan 4 dengan dan tanpa perendaman NaOH 5% (2 jam).
No. Parameter
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa besarnya nilai E (elastisitas) untuk kondisi pemilinan 2, 3 dan 4 tanpa perlakuan adalah 198,39 × 105 N/m2, 272,97 ×
Kelenturan
Kelenturan yang terjadi pada tali serat ditandai dengan adanya perubahan yang terjadi pada panjang patahan dan daerah patahan. Ini terjadi pada saat tali sudah tidak mampu lagi untuk menahan beban yang diberikan sebelum tali putus atau gagal pada saat uji tarik.
Kelenturan Tabel 9. Kelenturan yang terjadi pada tali serat gedebok pisang raja pemilinan 2, 3 dan 4 dengan dan tanpa perendaman NaOH 5% (2 jam).
No. Parameter
Besarnya kelenturan untuk pemilinan 2, 3 dan 4 non perlakuan adalah 19%, 36 % dan 28%. Dan untuk pemilinan 2, 3 dan 4 perlakuan NaOH 5% (2 jam) adalah 61%, 19% dan 64%. Dari hasil yang diperoleh untuk masing-masing pemilinan dari tiap kondisi perlakuan menyatakan bahwa tali serat yang diuji dikatakan lentur karena lebih dari 5%. Hal ini sesuai dengan literatur Sastranegara (2009) bahwa bahan disebut lentur (ductile) bila regangan plastis yang terjadi sebelum putus lebih dari 5%, bila kurang dari itu suatu bahan disebut getas (brittle).
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Tegangan tarik tertinggi terjadi pada kondisi pemilinan 3 dengan perlakuan NaOH 5% (2 jam) yaitu sebesar 515,92 × 105 N/m2 sedangkan tegangan tarik
terendah terjadi pada kondisi pemilinan 4 tanpa perlakuan yaitu sebesar 140,13 × 105 N/m2.
2. Regangan yang terjadi pada kondisi pemilinan 3 dengan perlakuan NaOH 5% (2 jam) adalah yang terbesar yaitu 1,98 sementara pada kondisi pemilinan 3 tanpa perlakuan adalah yang terkecil yaitu 0,98.
3. Deformasi yang terjadi pada kondisi pemilinan 2 dengan perlakuan NaOH 5% adalah yang terbesar diantara kondisi pemilinan lainnya yaitu sebesar 0,153 m dan yang terkecil terjadi pada kondisi pemilinan 3 tanpa perlakuan yaitu sebesar 0,099 m.
4. Nilai elastisitas tertinggi terjadi pada kondisi pemilinan 4 dengan perlakuan NaOH 5% (2 jam) yaitu sebesar 318,47 × 105 N/m2 sedangkan yang terendah terjadi pada kondisi pemilinan 4 tanpa perlakuan yaitu sebesar 101,54 × 105 N/m2.
Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan bahan yang sama namun berbeda varietasnya dan perlakuan perulangan.
2. Perlu dilakukan perbandingan dengan penambahan jam terhadap perlakuan NaOH 5% untuk masing-masing kondisi pemilinan.
3. Perlu dilakukan perbandingan diameter yang berbeda untuk masing-masing kondisi pemilinan.
DAFTAR PUSTAKA
Achmadi, S. S., 1990. Kimia Kayu. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat Jenderal Tinggi. Pusat Antar ‐ Universitas Ilmu Hayat IPB, Bogor.
Bank Indonesia, 2008. Pola Pembiayaan Usaha Kecil (PPUK) Perkebunan Pisang Abaka. Direktorat Kredit, BPR dan UMKM, Jakarta. http://www.bi.go.id/web/id/UMKMBI/Kelayakan+Usaha/Pola+Pembiayaa n/Tanaman_Perkebunan/pisang_abaka.htm. [diakses pada 14 Februari 2013].
Chattopadhyay, R., 1997. Textile Rope. Indian Journal of Fibre & Textile Research. Vol. 22, pp. 360-368, India. http://nopr.niscair.res.in/bitstream/123456789/19244/1/IJFTR%2022%284 %29%20360-368.pdf. [diakses pada 25 Januari 2014].
Daryanto, 2001. Mekanika Bangunan. Bumi Aksara, Jakarta.
Eichorn, 2001.” Review Current International Research Into Cellulosic Fibres And Composites”. Journal of Materials Science 36 (2001): 2107 – 2131, UMIST.
Enie, H., dan K. Karmayu, 1980. Pengantar Teknologi Tekstil. DEPDIKBUD, Jakarta.
Hibber, R. C., 2005. Mechanics of Materials. Sixth Edition. Prentice –Hall, Inc., Singapore.
Ishaq, M., 2006. Fiska Dasar. Edisi Pertama. Graha Ilmu, Jakarta.
Kaleka, N., 2013. Pisang-pisang Komersial. Arcita, Solo.
Nurjanah, E., 2007. “Pisang” Budidaya, Pengolahan dan Pemasaran. Dinamika Media, Jakarta.
Popov, E. P., 1993. Mekanika Teknik. Edisi Kedua. Penerjemah: Z. A. Tanisan. Erlangga, Jakarta.
Rismunandar, 1989. Bertanam Pisang. CV. Sinar Baru, Bandung.
Sarojo, G. A., 2002. Seri Fisika Dasar Mekanika. Edisi Pertama. Salemba Teknika, Jakarta.
Sastranegara, A., 2009. Mengenal Uji Tarik dan Sifat-sifat Mekanik Logam. http://www.infometrik.com/wpcontent/uploads/2009/09/Mengenalujitarik. pdf. [diakses pada 23 April 2013].
Satuhu, S., dan A. Supriyadi, 1999. “Pisang” Budidaya, Pengolahan dan Prospek Pasar. Penebar Swadaya, Jakarta.
Satuhu, S., dan A. Supriyadi, 2008. “Pisang” Budidaya, Pengolahan dan Prospek Pasar. Edisi Revisi. Penebar Swadaya, Jakarta.
Sinurat, M., 2004. Kinerja Pemintalan Secara Mekanik Untuk Serat Serabut Kelapa. Prosiding Seminar Nasional Mekanisasi Pertanian 2004. Balai
Penelitian Teknologi Karet, Bogor. digilib.litbang.deptan.go.id/repository/index.php/repository/…/4320.
[diakses pada 25 Januari 2014].
Sreekala, M. S, M. G Kumaran and S. Thomas. 1997. Oil Palm Fiber: Morphology, Chemical Composition, Surface Modification and Mechanical Properties. Journal Of Applied Polymer Science. 66 (3): 821 – 835, India. http://www.readcube.com/articles/10.1002%2F%28SICI % 291 097-4628%2819971031%2966%3A5%3C821%3A%3AAID-APP 2%3E3.0.CO%3B2-X?r3_referer=wol. [diakses pada 25 Januari 2014].
Surdia, T., dan Saito, S., 2005. Pengetahuan Bahan Teknik. Pradnya Paramita, Jakarta.
Umardani, Y., dan C. Pramono, 2009. Pengaruh Larutan Alkali dan Etanol Terhadap Kekuatan Tarik Serat Enceng Gondok dan Kompatibilitas Serat Enceng Gondok Pada Matrik Unsaturated Polyester Yukalac Tipe 157 BQTN-EX. Rotasi 11: 27-29, Semarang.
Van Vlack, L. H., 2004. Elemen-elemen Ilmu dan Rekayasa Material. Edisi ke- enam. Erlangga, Jakarta.
Wina, E., 2001.Tanaman Pisang Sebagai Pakan Ternak Ruminansia. Wartazoa 11: 20-27, Bogor.
Pemilihan gedebog pisang
Pemotongan gedebog pisang menjadi 3 bagian
Pengambilan dan pencucian pelepah Mulai
Pembantingan (pengeluaran serat)
Pemisahan tali serat non perlakuan dan perlakuan serta penimbangan
Pengujian tali serat: 1. Diukur panjang awal 2. Dilakukan uji tarik
3. Diukur panjang tali setelah ditarik
2. Pemintalan serat menjadi tali
Perendaman
Lampiran 2. Perhitungan
Tanpa NaOH
No. Parameter Pemilinan
A =1
No. Parameter Pemilinan
LT = LT0 +∆LT
= 0,05 m + 0,064 m
= 0,114 m
A =1
4.π. d 2
= 1
4 . 3,14 . (0,006 m) 2
= 2,83 × 10−5 m2
% Kelenturan =A−AT
A × 100 %
=7,85 × 10
−5 m2−2,83 × 10−5 m2
7,85 × 10−5 m2 × 100 %
=5,02 × 10
−5 m2
7,85 × 10−5 m2× 100 %
= 0,64 × 100 %
Lampiran 3. Gambar
Gambar 12. Alat pemintal serat tampak atas
Gambar 14. Alat pemintal serat tampak samping
Gambar 16. Serat Gambar 17. Tali
Gambar 18. Alat pengukuran Gambar 19. Penyikat
Gambar 22. Tali setengah putus
Lampiran 4. Keterangan
Pengeluaran Serat
Pengeluaran serat dilakukan dengan cara manual dan menggunakan peralatan sederhana. Terlebih dahulu memilih pelepah-pelepah yang berada dalam kondisi baik dan tidak berlubang karena serangan hama. Kemudian pelepah-pelepah yang telah disortasi dicuci hingga bersih dari kotoran-kotoran yang menempel. Pelepah-pelepah yang telah bersih dibanting dengan kondisi lapisan kulit terluar menghadap papan/kayu. Setelah pelepah-pelepah dalam kondisi lunak dilakukan pembuangan terhadap bagian yang berongga dengan memotongnya. Selanjutnya dilakukan penggerusan secara perlahan dan hati-hati dengan menggunakan pisau sebagai alat bantu yang dapat memisahkan serat dari bagian terluar. Serat-serat panjang yang telah terpisah dari pelepah dihaluskan dengan menggunakan sikat yang bertekstur lembut dan halus.
Pembuatan Tali
Pembuatan tali serat pisang dilakukan dengan 3 kondisi pemilinan yaitu pemilinan 2, pemilinan 3 dan pemilinan 4 dengan diameter yang sama untuk masing-masing pilinan yaitu sebesar 1 cm (10 mm). Untuk kondisi pemilinan 2, terbagi atas dua bagian kumpulan serat yang tersusun sejajar dengan berat dan panjang yang sama dari kedua bagian tersebut. Kondisi pemilinan 3, terbagi atas tiga bagian kumpulan serat yang tersusun sejajar dengan berat dan panjang yang sama dari ketiga bagian tersebut. Sedangkan pada kondisi pemilinan 4, terbagi atas empat bagian kumpulan serat yang tersusun sejajar dengan berat dan panjang yang sama dari keempat bagian kumpulan serat.
Pengujian Tarik Tali Serat
Mula-mula diukur diameter tali untuk menentukan panjang awal tali yang akan diuji tarik. Setelah diameter diketahui, selanjutnya diukur panjang tali dengan ketentuan 5 × diameter tali. Masing-masing ujung tali dijepit pada rahang penarik pada alat uji tarik, kemudian gaya tarik dikenakan pada kedua ujung jepitan tali serat hingga putus dan gaya tarik hingga putus terukur pada penunjuk ukuran gaya tarik maksimum. Setelah pengujian sampel tali serat putus dan menghasilkan data kekuatan tarik dalam satuan gaya persatuan luas (N/m2) maka dilakukan perhitungan terhadap tegangan, regangan, deformasi, elastisitas dan kelenturan.
Produk
bahan baku pembuatan mulsa, tali dan lain sebagainya. Untuk talinya dapat digunakan sebagai tali tambang dan tali kapal sesuai dengan ukurannya, bahan tambahan dalam pembuatan kursi, tas, kerajinan tangan dan lainnya.
Alat Pemilin
Lampiran 6. Kapasitas Alat
Kapasitas Alat =Rataa n Panjang setelah dipintal Waktu
Kapasitas Alat = 0,05 m
60 Detik × 3600 detik jam�
Lampiran 7. Analisis Ekonomi
Dimana : D = Biaya Penyusutan (Rp/tahun)
P = Nilai awal (harga beli/pembuatan) alsin (Rp) S = Nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
n = umur ekonomis (tahun)
D = (Rp. 1.100.000−Rp. 110.000)
5 = Rp. 198.000/tahun
Bunga modal dan asuransi
�= �(�)(�+ 1)
Biaya Tidak Tetap (BTT)
Biaya perbaikan alat (reparasi)
=1,2% (� − �)
Total Biaya Tidak Tetap (BTT)
= 5.009,933/jam 6. Biaya Operator = Rp. 20.000/hari 7. Biaya Perbaikan = 9,933/jam
8. Bunga Modal dan Asuransi = Rp. 112.200/tahun 9. Biaya Sewa Gedung = Rp. 11.000/tahun
10.Pajak = Rp.22.000/tahun
11.Jam Kerja Alat/tahun = 1196 jam/tahun (asumsi 299 hari efektif berdasarkan tahun 2013)
Biaya Produksi Tali
Pengukuran biaya produksi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
Biaya pokok =�BT
X + BTT�C
Dimana :
BT = Total Biaya tetap (Rp/tahun) BTT = Total biaya tidak tetap (Rp/jam) X = Total jam kerja per tahun (jam/tahun) C = Kapasitas alat (jam/satuan produksi) Biaya pokok
= �BT
X + BTT�C
= �Rp. 343.200/tahun
1196 jam/tahun + Rp. 5009,933/jam�0,333 jam/m
= Rp. 1793,86/m Break Even Point
Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap sama dengan nol.
N = F Penerimaan dari tiap Kg produksi
= (15% x (BT + BTT)) + (BT + BTT)
N = F
Sementara itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan (dalam %) bertindak sebagai tingkat bunga modal dalam perhitungan-perhitungan.
Penerimaan (CIF) = Pendapatan x (P/A, i, n) + Nilai akhir x (P/F, i, n) Pengeluaran (COF) = Investasi + pembiayaan (P/A, i, n)
Kriteria NPV yaitu :
- NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan; - NPV < 0, berarti sampai dengan tahun investasi proyek tidak
menguntungkan;
- NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan.
Berdasarkan persamaan nilai NPV alat ini dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.
CIF – COF ≥ 0
Pendapatan : Rp. 7. 285.301,244
Nilai akhir : Rp. 110.000
Pembiayaan : Rp. 5.991.879,868/tahun Suku bunga bank : 15%
= Rp. 24.475.021,77 – Rp. 21.023.000,56 = Rp. 3.252.021,21
Cash in flow 20%
2. Nilai akhir : nilai akhir x (P/F, 20%, 5)
Jumlah COF = Rp. 19.021.712,69
NPV 20% = CIF – COF
= Rp. 21.834.545,02 – Rp. 19.021.712,69
= Rp. 2.812.832,335
Internal Rate Of Return
Internal Rate Of Return (IRR) adalah suatu tingkat discount rate,
dimana diperoleh B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Berdasarkan harga dari NPV = X (positif) atau NPV = Y (positif) dan NPV = X (negatif) atau NPV = Y (negatif), dihitunglah harga IRR dengan menggunakan rumus berikut:
IRR = p% + X
p = suku bungan bank paling atraktif
X = NPV awal pada p
Y = NPV awal pada q
Suku bunga bank paling atraktif (p) = 15%
Suku bunga coba-coba (> dari p) (q) = 20%
IRR = p% + X
X + YX(q%−p%)
IRR = 20% + Rp. 3.252.021,21
Rp. 3.252.021,21−Rp. 2.812.832,335(20%−15%)
