KARYA TULIS
DETERMINASI BERAT JENIS ZAT KAYU
ARIF NURYAWAN NIP. 132 303 839
DEPARTEMEN KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Di Indonesia tumbuh kurang lebih 4000 jenis pohon berkayu. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor menyimpan contoh kurang lebih 3233 jenis yang mencakup 785 marga dari 106 suku. Namun hingga saat ini pohon yang dikenal hanya 400 jenis, tercakup dalam 198 marga dan 68 suku. (Mandang & Pandit, 1997).
Dari sekian banyak kayu tersebut ternyata memiliki sifat yang bervariasi, baik arah vertikal (menurut ketinggian) maupun arah horizontal (menurut kedalaman), baik antar jenis maupun di dalam jenis itu sendiri. Namun demikian menurut Wahyudi & Coto (2003), walaupun ada variasi sifat (fisis, mekanis, kimia/ keawetan), secara umum ada 4 sifat yang dimiliki kayu, yaitu : (1) dihasilkan oleh batang pohon yang sebagian besar elemen penyusunnya tersusun secara vertikal, (2) berstruktur seluler yang terdiri atas sel-sel sebagai penyusun, yang secara kimia terdiri atas selulosa, karbohidrat non selulosa (hemiselulosa), dan lignin, (3) bersifat anisotropis, dan (4) bersifat higroskopis.
Ditambahkan oleh Tsoumis (1991) secara umum kerapatan zat kayu besarnya konstan sekitar 1,50 g/ cm3 karena kayu sebagian besar tersusun oleh sel-sel mati, yang terdiri atas dinding dan rongga sel. Dengan demikian, praktis besarnya Berat Jenis (BJ) zat kayu sama dengan 1,50 karena nilai kerapatan zat kayu tersebut dibagi dengan kerapatan benda standar (dalam hal ini air) yang besarnya 1 g/ cm3.
Determinasi/ pengukuran BJ zat kayu ini sebenarnya merupakan salah satu upaya untuk mem-verifikasi atau membuktikan besarnya nilai zat kayu yang ada pada berbagai jenis kayu, seperti yang telah dibuktikan juga oleh Walker (1993) dengan menggunakan bantuan alat piknometer.
Tujuan
Tujuan determinasi BJ ini adalah :
TINJAUAN PUSTAKA
Kerapatan dan Berat Jenis Kayu
Kayu merupakan bahan yang terdiri atas sel-sel. Struktur tersebut memberikan kayu sifat-sifat dan cirri-ciri yang unik. Kerapatan kayu berhubungan langsung dengan porositasnya, yaitu proporsi volume rongga kosong. Kerapatan didefinisikan sebagai massa atau berat per satuan volume. Ini biasanya dinyatakan dalam kilogram per meter kubik (Haygreen & Bowyer, 1996).
Lebih lanjut Haygreen & Bowyer (1996) mendefinisikan berat jenis sebagai perbandingan antara kerapatan kayu dengan kerapatan air pada 40C. Air memiliki kerapatan 1 g/ cm3 pada suhu standar tersebut. Perhitungan berat jenis banyak disederhanakan dalam sistem metrik karena 1 cm3 air beratnya tepat 1 gram. Jadi berat jenis dapat dihitung secara langsung dengan membagi berat dalam gram dengan volume dalam cm3. Dengan angka, maka kerapatan dan berat jenis adalah sama. Namun berat jenis tidak mempunyai satuan karena berat jenis adalah nilai relatif.
Berat Jenis Zat Kayu
Tsoumis (1991) menyatakan bahwa kayu hampir sebagaian besar tersusun atas sel-sel yang mati, yang terdiri atas dinding sel dan rongga sel. Berat jenis zat kayunya memiliki nilai konstan 1,5 sedangkan kerapatan dan berat jenis (BJ) kayu besarnya berbeda-beda berkisar 0,1 (kayu balsa) hingga 1,3 (Guaiacum officinale). Pernyataan ini didukung oleh Green, et.al (1999) dan Walker (1993)
yang berpendapat bahwa berat jenis zat kayu untuk semua tumbuhan berkayu besarnya berkisar 1,5.
kayu yang diukur dengan menggunakan silicon besarnya 1,465; dengan air 1,545; dan dengan hexane 1,533.
Deskripsi Kayu Balsa (Ochroma sp.)
Balsa termasuk famili Bombacacea, memiliki kelas awet V, kelas kuat III-IV, menurut Lembaga Pusat Penyelidikan Kehutanan Bogor memiliki sifat perngerjaan tergolong mudah dikerjakan, dan memiliki BJ kering udara minimal 0,09 dan maksimal 0,31 sehingga rataannya 0,16 (YAP, 1984).
Deskripsi Kayu Jati (Tectona grandis L.f.)
Jati memiliki kerapatan medium (0,60-0,75 gram/ cm3), kekuatan dan dimensinya stabil (Chandrasekharan, 2003 dalam Amoako, 2004). Martawijaya, et al (1981) menyebutkan secara umum warna kayu teras coklat muda, coklat
kelabu sampai coklat merah tua atau merah-coklat. Sedangkan gubal berwarna putih atau kelabu kekuning-kuningan. Untuk kelas kuat tergolong kelas II dan kelas awet tergolong kelas II juga.
Deskripsi Kayu Keruing (Dipterocarpus spp.)
Keruing tersebar di seluruh Sumatera, Jawa, dan Kalimantan, karena itu memiliki spesies yang beraneka ragam dan memiliki beberapa ratus nama daerah. Secara umum kelas awetnya III-IV dan kelas kuat I-II karena itu cocok untuk bahan konstruksi bangunan, lantai, dan bantalan kereta api. Berat jenis bervariasi 0,58-1,10 (Martawijaya, et al.,1981).
Deskripsi Kayu Pinus (Pinus merkusii Jungh.et de Vr.)
Deskripsi Kayu Albizia (Albizzia falcataria Backer)
Albizia atau Sengon (Bahasa Jawa) atau Jeunjing (Bahasa Sunda) termasuk famili Mimosaceae, memiliki kelas awet V, kelas kuat IV-V, menurut Lembaga Pusat Penyelidikan Kehutanan Bogor memiliki sifat pengerjaan tergolong mudah dikerjakan, retak-retaknya sedikit, dan kembang susutnya juga sedikit. BJ kering udara berkisar 0,24 - 0,49 sehingga rataannya 0,33 (Yap, 1984).
Deskripsi Kayu Gmelina (Gmelina moluccana (Blume) Backer)
Abdurrohim, et al (2004) mencirikan kayu Gmelina dengan warna teras kekuning-kuningan dan gubal putih. BJ rataannya 0,42 (0,33-0,51), termasuk kelas kuat III-IV, kelas awet V, dan keterawetan III. Kayu Gmelina memiliki sifat pengerjaan baik-sangat baik, meliputi penyerutan 72,20 (baik-II), pembentukan 81,37 (sangat baik-I), pembubutan 75,05 (baik-II), pengeboran 71,22 (baik-II), dan pengamplasan (sangat baik-II).
Deskripsi Kayu Rasamala (Altingia exelca Noronha)
Martawijaya, et al (1989) menyebutkan bahwa kayu teras Rasamala berwarna merah daging, coklat merah sampai coklat hitam. Kayu gubal berwarna lebih muda dan tidak mempunyai batas yang jelas dengan kayu teras, memiliki tekstur halus, struktur pori seluruhnya soliter, diameter 75-90µm, frekuensi 20-45 per mm2, berisi tilosis, dan berbau asam. BJ rataan kayu ini 0,81 (terendah 0,61 dan tertinggi 0,90), termasuk kelas kuat II dan kelas awet II – (III). Kayu rasamala termasuk sulit dan lambat mongering serta mudah mengalami pencekungan, pemilinan, dan pecah pada mata kayu, terutama pada kayu yang seratnya berombak. Kayu harus dikeringkan secara hati-hati dan ditumbuk dengan baik.
Deskripsi Kayu Sawo Kecik (Manilkara kauki (L) Dub.)
BAHAN DAN METODA
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan :
Picnometer, neraca analitis, cawan alumunium, oven, vakum, plastik atau alumunium foil.
Bahan yang digunakan :
Aquades, serbuk kayu ukuran 40-60 mesh dari berbagai jenis kayu, yaitu : balsa (Ochroma sp.), jati (Tectona grandis), keruing (Dipterocarpus spp.), pinus (Pinus merkusii), albizia (Albizzia falcataria Backer), gmelina (Gmelina moluccana),
rasamala (Altingia excelsa), dan sawo kecik (Manilkara kauki).
Metode Penentuan Berat Jenis (BJ) Zat Kayu
Penentuan Berat Kering Tanur zat kayu (BKT zk)
A. 1. Timbang picnometer kering = P (g)
2. Ambil sekitar 2 g serbuk kayu lalu masukkan ke dalam picnometer, timbang picnometer + serbuk = PS (g)
3. Tentukan berat serbuk dalam picnometer = S (g)
S = PS - P
B. 1. Timbang cawan alumunium = C (g)
2. Timbang sekitar 2 gr serbuk kayu dari jenis yang sama dengan A, masukkan ke dalam cawan dan timbang = CS (g)
3. Kering tanurkan dan timbang = CSKT (g) 4. Tentukan KA serbuk dan BKT zk
KA serbuk = (CS – C) – (CSKT – C) x 100 % (CSKT – C)
BKT zk = SKT = S
Penentuan Volume Serbuk
1. Basahkan serbuk (A.2), tutup dengan plastik atau alumunium foil dan diamkan selama 24-48 jam
2. Tambahkan air sampai sekitar 2/3 dari piknometer 3. Jenuhkan dengan memvakum berulang-ulang
4. Tambahkan air sampai tanda tera dan timbang = PSKT A’ (g) 5. Kosongkan piknometer, bilas sampai tidsak ada serbuk yang tersisa 6. Isi air sampai tanda tera dan timbang = PA (g)
7. Tentukan volum serbuk dan BJ zk
Vol.serbuk = (PA –P) – (PSKT A’ – P – SKT)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Seperti yang dicantumkan pada Bab Bahan dan Metode, untuk menghitung BKT zk diperlukan perhitungan kadar air (KA). Oleh karena itu, berikut disajikan
[image:8.595.114.541.249.720.2]hasil perhitungan KA yang disajikan pada Tabel 1
Tabel 1. Hasil Perhitungan Kadar Air (KA) Kayu P (g) PS (g) C (g) CS (g) CSKT (g) CS-C (g) CSKT-C (g) KA (%) Balsa 42,87 44,81 7,97 9,95 9,75 1,98 1,78 11,24
Jati 43,27 45,29 6,49 8,52 8,33 2,03 1,84 10,33 Keruing 25,50 27,49 7,09 9,12 8,88 2,03 1,79 13,41
Pinus 34,16 36,20 6,26 8,30 8,07 2,04 1,81 12,71 Balsa 32,62 34,67 6,99 9,15 8,95 2,16 1,96 10,20 Jati 32,17 34,21 7,88 10,25 10,04 2,37 2,16 9,72 Keruing 30,67 32,85 6,56 9,67 9,32 3,11 2,76 12,68
Pinus 24,60 26,64 6,36 8,96 8,66 2,60 2,30 13,04 Balsa 33,97 36,01 7,94 9,94 9,74 2,00 1,80 11,11 Jati 36,86 38,87 8,08 10,08 9,89 2,00 1,81 10,50 Keruing 37,16 39,18 8,32 10,32 10,15 2,00 1,83 9,29
Pinus 28,87 30,84 6,35 8,35 8,11 2,00 1,76 13,64 Albizia 37,34 39,35 8,31 10,31 10,12 2,00 1,81 10,50 Gmelina 35,04 36,97 7,90 9,91 9,31 2,01 1,41 42,55
Rasamala 37,00 39,00 6,91 8,93 8,61 2,02 1,70 18,82
S. Kecik 35,27 37,27 7,94 9,98 9,74 2,04 1,80 13,33 Albizia 43,66 45,66 6,94 8,94 8,71 2,00 1,77 12,99 Gmelina 43,24 45,29 7,94 9,97 9,32 2,03 1,38 47,10
Rasamala 43,29 45,27 8,24 10,25 9,92 2,01 1,68 19,64
Sawo Kecik
36,89 38,90 7,95 9,94 9,70 1,99 1,75 13,71
Albizia 36,91 38,92 6,43 8,43 8,21 2,00 1,78 12,36 Gmelina 33,66 35,66 6,18 8,18 7,60 2,00 1,42 40,85
Rasamala 28,97 30,98 6,90 8,90 8,57 2,00 1,67 19,76
Pada Tabel 2 disajikan data hasil pengukuran BJ zat kayu Tabel 2. Hasil Perhitungan BJ Zat Kayu Kayu P
(g) PS (g) PA (g) PSKT (g) BKT (g) (PA-P) = a(g)
(PSKT-P-BKT) = b(g) Vola-b (g)zk = BJ Zat Kayu
Balsa 42,87 44,81 92,65 92,78 1,74 49,78 48,17 1,61 1,08
Jati 43,27 45,29 92,98 93,46 1,83 49,71 48,36 1,35 1,36
Keruing 25,5 27,49 75,16 75,7 1,75 49,66 48,45 1,21 1,44
Pinus 34,16 36,2 83,82 84,36 1,81 49,66 48,39 1,27 1,43
Balsa 32,62 34,67 82,03 82,24 1,86 49,41 47,76 1,65 1,13
Jati 32,17 34,21 81,85 82,44 1,86 49,68 48,41 1,27 1,46
Keruing 30,67 32,85 80,27 81,04 1,93 49,60 48,44 1,16 1,66
Pinus 24,6 26,64 73,65 74,3 1,80 49,05 47,90 1,15 1,56
Balsa 37,97 36,01 83,66 83,69 1,84 49,69 47,88 1,81 1,02
Jati 36,86 38,87 86,64 87,1 1,82 49,78 48,42 1,36 1,34
Keruing 37,16 39,18 86,92 87,46 1,85 49,76 48,45 1,31 1,41
Pinus 28,87 30,84 78,5 79,13 1,73 49,63 48,53 1,10 1,57
Albizia 37,34 39,35 87,17 87,74 1,82 49,83 48,58 1,25 1,46
Gmelina 35,04 36,97 84,8 85,3 1,35 49,76 48,91 0,85 1,59
Rasamala 37 39 86,75 87,26 1,68 49,75 48,58 1,17 1,43
S.Kecik 35,27 37,27 85,05 85,56 1,76 49,78 48,53 1,25 1,41
Albizia 43,66 45,66 93,43 94,03 1,77 49,77 48,60 1,17 1,51
Gmelina 43,24 45,29 92,97 93,54 1,39 49,73 48,91 0,82 1,69
Rasamala 43,29 45,27 93,03 93,56 1,65 49,72 48,62 1,10 1,50
S.Kecik 36,89 38,9 86,63 87,24 1,77 49,74 48,58 1,16 1,53
Albizia 36,91 38,92 89,36 90,05 1,79 52,45 51,35 1,10 1,63
Gmelina 33,66 35,66 83,36 83,77 1,42 49,70 48,69 1,01 1,41
Rasamala 28,97 30,98 78,67 79,29 1,68 49,70 48,64 1,06 1,59
S.Kecik 23,93 25,95 73,56 74,1 1,78 49,63 48,39 1,24 1,44
Pembahasan
seharusnya dan pada akhirnya mempengaruhi hasil akhir perhitungan BJ zat kayu jati menjadi lebih kecil dari yang seharusnya.
Pada Tabel 2 terlihat variasi nilai BJ zat kayu yang dihasilkan. Pada umumnya hampir mendekati nilai 1,5, hal ini sesuai dengan pernyataan Tsoumis (1991), Green, et.al (1999) dan Walker (1993) yang berpendapat bahwa berat jenis zat kayu untuk semua tumbuhan berkayu besarnya berkisar 1,5. Namun demikian ternyata ada hasil pengukuran BJ zat kayu yang besarnya <<< 1,5 yang terdapat pada kayu balsa (dari 3 ulangan dihasilkan perhitungan BJ zat kayu masing-masing 1,08; 1,13; dan 1,02). Hal ini diduga terjadi kesalahan pengukuran volume serbuk, dalam arti serbuk kayu Balsa belum benar-benar tenggelam (molekul air belum sepenuhnya masuk ke dalam rongga ataupun ke dalam mikrovoid) mengingat BJ kayu balsa yang ringan. Kesalahan perhitungan volume serbuk yang lebih besar daripada seharusnya ini menyebabkan BJ zat kayu balsa yang diperoleh lebih kecil dari yang seharusnya.
Tabel 3. Rekapitulasi Nilai BJ Kayu dan BJ Zat Kayu
Jenis kayu
Ulangan Hasil Pengukuran
BJ Zat Kayu
Rataan BJ Berdasarkan Literatur
1 1,08 2 1,13 3 1,02
Rataan 1,08
Balsa 0,61 (YAP, 1984) 1 1,36 2 1,46 3 1,34
Rataan 1,39
Jati
0,67
(Chandrasekharan, 2003 dalam Amoako, 2004)
1 1,44 2 1,66 3 1,41
Rataan 1,50
Keruing
0,84
(Martawijaya, et al.,1981)
1 1,43 2 1,56 3 1,57
Rataan 1,52
Pinus
0,55
(Martawijaya, et al.,1989)
1 1,46 2 1,51 3 1,63
Rataan 1,53
Albizia 0,33 (Yap, 1984) 1 1,59 2 1,69 3 1,41
Rataan 1,56
Gmelina
0,42
(Abdurrohim, et al., 2004)
1 1,43 2 1,5 3 1,59
Rataan 1,51
Rasamala
0,81
(Martawijaya, et al., 1989)
1 1,41 2 1,53 3 1,44
Rataan 1,46
Sawo Kecik
1,03
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Pengukuran BJ zat kayu dengan hasil kurang dari kisaran 1,50 – 1,53 terjadi pada sampl kayu balsa, jati, dan sawo kecik, hal ini diduga air belum masuk ke mikrovoid yang seharusnya dihitung sebagai rongga, akibatnya volume zat kayu yang didapat lebih besar dari yang seharusnya dan BJ zat kayu yang didapat lebih kecil dari yang seharusnya.
2. Pengukuran BJ zat kayu dengan hasil pada kisaran 1,50 – 1,53 terjadi pada sampel kayu keruing, pinus, albizia, rasamala, hal ini membuktikan bahwa BJ zat kayu adalah sama besarnya walaupun berasal dari jenis kayu yang berbeda-beda.
3. Pengukuran BJ zat kayu dengan hasil lebih dari kisaran 1,50 – 1,53 terjadi pada sampel kayu gmelina, hal ini diduga molekul air masuk ke mikrovoid dengan ukuran lebih kecil yang seharusnya dianggap zat kayu, akibatnya volume zat kayu yang didapat lebih kecil dari seharusnya, sehingga BJ yang dihasilkan lebih besar dari yang seharusnya.
Saran
Perlu dicobakan jenis-jenis kayu yang lain yang untuk tujuan verifikasi.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis sampaikan ucapan terima kasih yang tulus kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Zahrial Coto, M.Sc atas bimbingannya dalam mengerjakan riset ini saat
penulis menempuh pendidikan pasca sarjana (S2) di IPB Bogor. Terima kasih penulis sampaikan juga kepada Ibu Desy Natalia Koroh, S.Hut, M.Si dari Universitas Palangkaraya, Ibu Evalina Herawati, S.Hut, M.Si dan Bapak Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si dari Universitas Sumatera Utara, dan Ibu Evi Surviaty,
S.Hut, M.Si dan Ibu Mulyaningrum S.Hut, M.Si dari Universitas Winaya
DAFTAR PUSTAKA
Abdurrohim, S, Y.I. Mandang, U.Sutisna. 2004. Atlas Kayu Indonesia Jilid III Departemen Kehutanan. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Hasil Hutan. Bogor.
Amoako, A.A.O. 2004. The challenge for teak-growers is to improve the wood quality of fast-grown trees. Dalam ITTO Tropical Forest Update Vol.14 No.1. Yokohama. Japan.
Brown, H.P.,A.J.Panshin, dan C.C.Forsaith.1952. Textbook of Wood Technology. Vol.II McGraw-Hill. New York.
Green,D.W, J.E.Winandy, and D.E. Kretschmann. 1999. Mechanical Properties Wood. Dalam Wood Handbook Wood as an Engineering Material. USDA. Madison.
Haygreen, J.G. dan I.K.N. Pandit. 1997. Pedoman Identifikasi Jenis Kayu di Lapangan. Yayasan Prosea Bogor. Bogor.
Mandang, Y.I. dan I.K.N. Pandit. 1997. Pedoman Identifikasi Jenis Kayu di Lapangan. Yayasan Prosea Bogor. Bogor.
Martawijaya, A, I.Kartasujana, K.Kadir, S.A.Prawira. 1981. Atlas Kayu Indonesia Jilid I. Balai Penelitian Hasil Hutan. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Bogor. Indonesia.
Martawijaya, A, I.Kartasujana, K.Kadir, S.A.Prawira, Y.I.Mandang. 1989. Atlas Kayu Indonesia Jilid II. Balai Penelitian Hasil Hutan. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Bogor. Indonesia.
Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood Structure, Properties, Utilization. Van Nostrand Reinhold New York.
Wahyudi, I dan Z. Coto. 2003. Kayu, Siapa yang Tak Kenal. Dalam Primary Forum Komunikasi Teknologi dan Industri Kayu. Vol 1/1 April.
Walker, J.C.F. 1993. Water and Wood. Dalam Primary Wood Processing. Chapman & Hall. London.
