Pengaruh Ukuran Partikel dan Penggunaan Waterglass terhadap Kualitas Papan Partikel dari Bagase Sorghum

(1)

PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN PENGGUNAAN

WATERGLASS TERHADAP KUALITAS PAPAN PARTIKEL

DARI BAGASE SORGHUM

SKRIPSI

OLEH:

DITA SARI PRABUNINGRUM 111201048

FAKULTAS KEHUTANAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN PENGGUNAAN

WATERGLASS TERHADAP KUALITAS PAPAN PARTIKEL

DARI BAGASE SORGHUM

SKRIPSI

OLEH:

DITA SARI PRABUNINGRUM

Skripsi sebagai satu diantara beberapa syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Kehutanan

Universitas Sumatera Utara

FAKULTAS KEHUTANAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Penelitian : Pengaruh Ukuran Partikel dan Penggunaan Waterglass

terhadap Kualitas Papan Partikel dari Bagase Sorghum

Nama : Dita Sari Prabuningrum

NIM : 111201048

Minat : Teknologi Hasil Hutan

Disetujui oleh, Komisi Pembimbing

Irawati Azhar, S.Hut, M.Si. Dr. Apri Heri Iswanto, S.Hut., M.Si. Ketua Anggota

Mengetahui,

(4)

i

ABSTRACT

DITA SARI PRABUNINGRUM : Effect of Particle Length Size and Water Glass Post-Treatment on Quality of Particleboard Made From Sorghum Bagasse. Under supervised IRAWATI AZHAR and APRI HERI ISWANTO

In the previous research, the problem of particleboard made from sorghum bagasse with Urea Formaldehyde resin were low value in dimensional stability,modulus of elasticity (MOE) and internal bond (IB). This research will give the solution to overcome of that problems. The objective of this research were to (1) evaluate the effect of length size particle on physical and mechanical properties of particleboard. (2) Evaluate water glass post-treatment on particleboard properties. The first research: Sorghum bagasse was cutted into 3, 5, and 7 cm length size. Furthermore, the particles were dried until approximately of 4% moisture content. Amount of 10% UF resin used for binding. Hot pressing process was conducted in 1300C temperature for 10 minute and 30 kg cm-2 pressure. For water glass post-treatment, 3 cm particle was used in this research. The manufacturing process of particleboard was similar with the first research. Board sample was immersed in waterglass on several concentration 0%, 30%, 50%, 70%, and 100% for 10 minute. Therefore, sample were oven dried at 800C for 24 hours. The result showed that, for the first research: the thickness swelling (TS) and internal bond (IB) did not fulfill of requirement JIS A 5908 (2003). According to all the test parameter, 3 cm length size of particle were resulting of the best properties compared with 5 and 7 cm length size. For the second research: WG post- treatment able to reduce of thickness swelling almost 30%. However, the thickness swelling did not fulfilled yet of standard. The mechanical properties showed that negative trend in MOR, MOE and IB parameter. Waterglass post-treatment and drying after treatment were suspected as the one factor in reducing of mechanical properties.

(5)

ii

ABSTRAK

DITA SARI PRABUNINGRUM : Pengaruh Ukuran Partikel Dan Penggunaan

Waterglass Terhadap Kualitas Papan Partikel Dari Bagase Sorghum. Di bawah bimbingan IRAWATI AZHAR dan APRI HERI ISWANTO.

Pada penelitian sebelumnya, permasalahan yang terdapat pada papan partikel yang terbuat dari batang sorghum dengan menggunakan perekat UF adalah rendahnya nilai stabilitas dimensi,MOE, dan IB. Penelitian ini akan memberikan solusi untuk mengatasi permasalahn tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis pengaruh ukuran partikel terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel dan menganalisis pengaruh perlakuan post-treatment waterglass terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel Sorghum. Pada penelitian mengenai pengaruh ukuran partikel : batang sorghum dipotong menjadi ukuran panjang 3 cm, 5 cm, dan 7 cm. Selanjutnya, partikel dikeringkan hingga menjapai KA 4%. Kadar perekat UF yang digunakan sebesar 10%. Pengempaan panas dilakukan pada suhu 1300C selama 10 menit dengan tekanan sebesar 30 kgcm-2. Sementara untuk perlakuan waterglass, ukuran partikel yang digunakan adalah panjang 3 cm. Proses pembuatan papan partikel sama seperti sebelumnya, hanya saja contoh uji kemudian direndam dengan larutan waterglass pada konsentrasi 0%, 30%, 50%, 70%, dan 100% selama 10 menit. Kemudian contoh uji di oven pada suhu 800C selama 24 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengaruh ukuran partikel, semua nilai pengembangan tebal (PT) dan internal bond (IB) papan yang dihasilkan belum memenuhi standar JIS A 5908 (2003). Berdasarkan hasil rekapitulasi seluruh parameter pengujian, papan partikel dengan ukuran partikel 3 cm memiliki nilai yang terbaik dibandingkan partikel 5 cm dan 7 cm. Pada pengaruh penggunaan waterglass, perlakuan post treatment waterglass mampu menurunkan nilai pengembangan tebal sebesar 55% dibandingkan papan tanpa perlakuan. Walaupun demikian, seluruh nilai pengembangan tebal papan yang dihasilkan belum memenuhi standar. Pada pengujian sifat mekanis, menunjukkan tren negatif untuk nilai parameter MOR, MOE, dan IB. Perlakuan post-treatment waterglass dan pengovenan setelah perlakuan waterglass merupakan salah satu faktor yang menurunkan nilai mekanis papan.

(6)

iii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Prabumulih pada 07 Desember 1993 dari Ayah

Arif Budianto dan Ibu Masnita. Penulis merupakan anak pertama dari dua

bersaudara.

Penulis menempuh pendidikan formal di Sekolah Dasar (SD) Negeri 07

Brebes dan lulus tahun 2005. Penulis kemudian melanjutkan pendidikan di

Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 05 Prabumulih dan lulus tahun 2008.

Pada tahun 2011 penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 02

Medan, dan pada tahun yang sama penulis diterima sebaga mahasiswa Program

Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara melalui jalur

ujian tertulis Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri.

Selama mengikuti perkuliahan penulis juga menjadi anggota Himpunan

Mahasiswa Silva (HIMAS) USU dan menjadi penerima beasiswa Djarum

angkatan 29. Penulis juga menjadi asisten Dendrologi tahun 2013 dan menjadi

koordinator asisten Dendrologi tahun 2014, asisten Hasil Hutan Bukan Kayu,

asisten Silvikultur, asisten Dasar Pengolahan Kayu Solid, asisten Hidrologi Hutan,

asisten Sifat Fisis dan Mekanis Kayu tahun 2014 dan menjadi koordinator asisten

Sifat Fisis dan Mekanis Kayu tahun 2015, asisten Praktik Pengenalan Ekosisten

Hutan (P2EH).

Penulis telah melaksanakan Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan (P2EH)

di Tahura, Sibolangit dari 22 sampai 31 Agustus 2013. Penulis juga telah

melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Taman Nasional Wakatobi,

(7)

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, Tuhan Yang Maha

Kuasa, atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

skripsi yang berjudul ―Pengaruh Ukuran Partikel dan Penggunaan Waterglass

terhadap Kualitas Papan Partikel dari Bagase Sorghum‖

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada

kepada kedua orang tua penulis yang telah mendidik, membesarkan, dan

mendoakan penulis selama ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Irawati

Azhar S.Hut., M.Si., dan Dr. Apri Heri Iswanto S.Hut., M.Si. selaku ketua dan

anggota komisi pembimbing yang telah memberikan semangat, membimbing,

mengarahkan, dan memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini.

Penulis juga berterimakasih kepada semua staf pengajar dan pegawai

Program Studi Kehutanan, serta semua rekan mahasiswa yang telah membantu

penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat.

Medan, Maret 2015

(8)

v

Pengujian sifat fisis dan mekanis... 10

Perlakuan Waterglass... 11

Analisis Data ... 11

Pengaruh ukuran partikel ... 11

Pengaruh perendaman waterglass ... 12

HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Ukuran Partikel Kerapatan dan Kadar Air ... 15

Pengembangan Tebal dan Daya Serap Air ... 17

Sifat Mekanis Ukuran Partikel

(9)

vi

Modulus of Ruptur (MOR), Modulus of Elasticity (MOE), dan Internal Bond

(IB).. ... 30 KESIMPULAN DAN SARAN

(10)

vii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Geometri partikel Sorghum ... 10

Tabel 2 Sidik ragam kerapatan dan kadar air pada papan partikel Sorghum ... 15

Tabel 3 Sidik ragam terhadap pengembangan tebal dan daya serap air pada papan partikel Sorghum ... ... 17

Tabel 4 Sidik ragam terhadap MOE,MOR, dan IB pada papan partikel Sorghum . .. 19

Tabel 5 Rekapitulasi skoring papan partikel hasil penelitian (Ukuran partikel) ... 23

Tabel 6 Sidik ragam kerapatan dan kadar air pada papan partikel Sorghum ... 24

Tabel 7 Sidik ragam terhadap pengembangan tebal dan daya serap air pada papan partikel Sorghum ... ... 28

Tabel 8 Sidik ragam terhadap MOE,MOR, dan IB pada papan partikel Sorghum . .. 31

Tabel 9 Rekapitulasi skoring papan partikel hasil penelitian (Konsentrasi

(11)

viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Pola Contoh Uji ... 11

Gambar 2 Pengaruh ukuran partikel terhadap kerapatan papan ... 16

Gambar 3 Pengaruh ukuran partikel terhadap kadar air papan ... 17

Gambar 4 Pengaruh ukuran partikel terhadap pengembangan tebal papan ... 18

Gambar 5 Pengaruh ukuran partikel terhadap daya serap air papan ... 19

Gambar 6 Pengaruh ukuran partikel terhadap MOR papan ... 20

Gambar 7 Pengaruh ukuran partikel terhadap MOE papan ... 21

Gambar 8 Pengaruh ukuran partikel terhadap IB papan ... 22

Gambar 9 Pengaruh waterglass terhadap kerapatan papan ... 25

Gambar 10 Pengaruh waterglass terhadap kadar air papan ... 27

Gambar 11 Pengaruh waterglass terhadap pengembangan tebal papan ... 29

Gambar 12 Pengaruh waterglass terhadap daya serap air papan ... 30

Gambar 13 Pengaruh waterglass terhadap MOR papan ... 32

Gambar 14 Pengaruh waterglass terhadap MOE papan ... 33

(12)

i

ABSTRACT

DITA SARI PRABUNINGRUM : Effect of Particle Length Size and Water Glass Post-Treatment on Quality of Particleboard Made From Sorghum Bagasse. Under supervised IRAWATI AZHAR and APRI HERI ISWANTO

In the previous research, the problem of particleboard made from sorghum bagasse with Urea Formaldehyde resin were low value in dimensional stability,modulus of elasticity (MOE) and internal bond (IB). This research will give the solution to overcome of that problems. The objective of this research were to (1) evaluate the effect of length size particle on physical and mechanical properties of particleboard. (2) Evaluate water glass post-treatment on particleboard properties. The first research: Sorghum bagasse was cutted into 3, 5, and 7 cm length size. Furthermore, the particles were dried until approximately of 4% moisture content. Amount of 10% UF resin used for binding. Hot pressing process was conducted in 1300C temperature for 10 minute and 30 kg cm-2 pressure. For water glass post-treatment, 3 cm particle was used in this research. The manufacturing process of particleboard was similar with the first research. Board sample was immersed in waterglass on several concentration 0%, 30%, 50%, 70%, and 100% for 10 minute. Therefore, sample were oven dried at 800C for 24 hours. The result showed that, for the first research: the thickness swelling (TS) and internal bond (IB) did not fulfill of requirement JIS A 5908 (2003). According to all the test parameter, 3 cm length size of particle were resulting of the best properties compared with 5 and 7 cm length size. For the second research: WG post- treatment able to reduce of thickness swelling almost 30%. However, the thickness swelling did not fulfilled yet of standard. The mechanical properties showed that negative trend in MOR, MOE and IB parameter. Waterglass post-treatment and drying after treatment were suspected as the one factor in reducing of mechanical properties.

(13)

ii

ABSTRAK

DITA SARI PRABUNINGRUM : Pengaruh Ukuran Partikel Dan Penggunaan

Waterglass Terhadap Kualitas Papan Partikel Dari Bagase Sorghum. Di bawah bimbingan IRAWATI AZHAR dan APRI HERI ISWANTO.

Pada penelitian sebelumnya, permasalahan yang terdapat pada papan partikel yang terbuat dari batang sorghum dengan menggunakan perekat UF adalah rendahnya nilai stabilitas dimensi,MOE, dan IB. Penelitian ini akan memberikan solusi untuk mengatasi permasalahn tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis pengaruh ukuran partikel terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel dan menganalisis pengaruh perlakuan post-treatment waterglass terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel Sorghum. Pada penelitian mengenai pengaruh ukuran partikel : batang sorghum dipotong menjadi ukuran panjang 3 cm, 5 cm, dan 7 cm. Selanjutnya, partikel dikeringkan hingga menjapai KA 4%. Kadar perekat UF yang digunakan sebesar 10%. Pengempaan panas dilakukan pada suhu 1300C selama 10 menit dengan tekanan sebesar 30 kgcm-2. Sementara untuk perlakuan waterglass, ukuran partikel yang digunakan adalah panjang 3 cm. Proses pembuatan papan partikel sama seperti sebelumnya, hanya saja contoh uji kemudian direndam dengan larutan waterglass pada konsentrasi 0%, 30%, 50%, 70%, dan 100% selama 10 menit. Kemudian contoh uji di oven pada suhu 800C selama 24 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengaruh ukuran partikel, semua nilai pengembangan tebal (PT) dan internal bond (IB) papan yang dihasilkan belum memenuhi standar JIS A 5908 (2003). Berdasarkan hasil rekapitulasi seluruh parameter pengujian, papan partikel dengan ukuran partikel 3 cm memiliki nilai yang terbaik dibandingkan partikel 5 cm dan 7 cm. Pada pengaruh penggunaan waterglass, perlakuan post treatment waterglass mampu menurunkan nilai pengembangan tebal sebesar 55% dibandingkan papan tanpa perlakuan. Walaupun demikian, seluruh nilai pengembangan tebal papan yang dihasilkan belum memenuhi standar. Pada pengujian sifat mekanis, menunjukkan tren negatif untuk nilai parameter MOR, MOE, dan IB. Perlakuan post-treatment waterglass dan pengovenan setelah perlakuan waterglass merupakan salah satu faktor yang menurunkan nilai mekanis papan.

(14)

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kebutuhan kayu sebagai bahan baku industri setiap tahunnya mengalami

peningkatan, sementara ketersediaan kayu setiap tahunnya mengalami penurunan.

Hal ini sesuai dengan pernyataan Prahasto et al. (2001) yang menyatakan bahwa tahun 1995 sampai 1999 produksi kayu yang dihasilkan oleh hutan alam tidak

seimbang dengan besarnya permintaan kayu oleh industri pengolahan kayu, hal

ini menyebabkan permasalahan bagi industri perkayuan. Dalam rangka mengatasi

permasalahan tersebut, perlu dilakukan upaya alternatif pemanfaatan yang berasal

dari jenis material bukan kayu untuk dijadikan sebagai bahan baku pengganti

kayu terutama pada industri komposit seperti industri papan partikel.

Maloney (1993) menyatakan bahwa papan partikel merupakan papan

komposit atau panel kayu yang terbuat dari kayu atau bahan berlignoselulosa

lainnya dalam bentuk potongan-potongan kecil atau partikel yang dibedakan dari

serat dan dikombinasikan dengan perekat sintetis atau perekat lainnya serta di

kempa dengan kempa panas.

Permasalahan yang sering terjadi pada papan partikel adalah beberapa

parameter pengujian sifat fisis dan mekanis khususnya nilai pengembangan tebal,

MOE, dan MOR papan partikel yang masih belum memenuhi standar. Hal ini

sesuai dengan hasil dari beberapa penelitian mengenai sifat fisis dan mekanis

papan partikel yang telah dilakukan dimana nilai pengembangan tebal, MOE, dan

MOR dari pengujian papan partikel yang terbuat dari sekam padi, sabut kelapa,

(15)

2

belum memenuhi standar ( Muhdi et al., 2013; Amelia, 2009; Wahyuningsih, 2011; Fauziah et al., 2014; Iskandar dan Supriadi, 2013)

Sorghum (Sorghum bicolour) merupakan salah satu sumber daya alam yang penting untuk keperluan pangan, pakan, energi, dan industri. Kelebihan dari

tanaman sorghum adalah mempunyai adaptasi yang tinggi dan dapat tumbuh pada

lahan kering, lahan yang kurang subur, dan tidak terdapat banyak air. Selain itu,

tanaman sorghum juga tidak memerlukan pengolahan tanah secara intensif karena

sorghum toleran terhadap genangan air, salinitas, dan kekeringan

(Irawan dan Sutrisna, 2011; Supriyanto, 2010).

Sorghum merupakan bahan baku yang potensial untuk dikembangkan

dalam pembuatan papan partikel. Sesuai dengan hasil penelitian Corredor et al. (2009) yang menyatakan bahwa komposisi kimia sorghum adalah 24-38%

selulosa, 12-22% hemiselulosa, 17-20% lignin, 1-22% pati, dan jumlah komposisi

karbohidrat berkisar 59-66%. Salah satu syarat material bukan kayu dapat

dijadikan sebagai papan partikel adalah berlignoselulosa, yaitu memiliki lignin

dan selulosa.

Berdasarkan uraian tersebut, dalam rangka pemanfaatan potensi limbah

batang sorghum sebagai bahan baku papan partikel maka dilakukan penelitian

(16)

3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah :

1. Menganalisis pengaruh ukuran partikel sorghum terhadap sifat fisis dan

mekanis papan partikel

2. Menganalisis pengaruh post treatment waterglass terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel sorghum

Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah :

1. Diharapkan penelitian ini dapat meningkatkan nilai ekonomis limbah batang

sorghum.

2. Diharapkan papan partikel sorghum ini dapat menjadi alternatif material untuk

(17)

4

TINJAUAN PUSTAKA

A. Papan Partikel

A.1. Definisi papan partikel

Kayu komposit merupakan kayu yang biasa digunakan dalam penggunaan

perabot rumah tangga, rak, lemari, penyekat dinding, laci, lantai dasar, plafon, dan

penggunaan konstruksi kayu lainnya. Kayu komposit yang berkualitas tinggi

biasanya digunakan untuk bangunan seperti rumah prefabrikasi (prefabricated house) (Athanassidou, 2000 ).

Maloney (1993) mendefinisikan bahwa papan partikel merupakan papan

komposit atau panel kayu yang terbuat dari kayu atau bahan berlignoselulosa

lainnya dalam bentuk potongan- potongan kecil atau partikel yang dibedakan dari

serat dan dikombinasikan dengan perekat sintetis atau perekat lainnya serta di

kempa dengan kempa panas. Berdasarkan kerapatannya, papan partikel dibedakan

menjadi: :

1. Papan partikel kerapatan rendah yaitu papan partikel yang mempunyai

kerapatan kurang dari 0,59 gcm-3.

2. Papan partikel kerapatan medium yaitu papan partikel yang

mempunyai kerapatan antara 0,59 gcm-3 dan 0,80 gcm-3.

3. Papan parikel kerapatan tinggi yaitu papan partikel yang mempunyai

kerapatan lebih dari 0,80 gcm-3.

Pada tahun 1973, Asosiasi Papan Partikel Nasional menetapkan standar untuk

papan partikel kerapatan medium, NPA 4-73 menyatakan dasar definisi standar

papan partikel kerapatan medium adalah produk panel kering kayu yang terbuat

(18)

5

lainnya. Panel kayu di kempa sampai kerapatannya 0,496 g/cm3-0,80 g/cm3

menggunakan kempa panas.

A.2. Perekat Urea Formaldehida (UF)

Sebanyak 1 juta ton resin UFdihasilkan setiap tahunnya, dimana 70% dari

total tersebut resin UF digunakan pada produk industri bidang kehutanan untuk

berbagai macam penggunaaan (Conner 1996). Resin UF merupakan salah satu

dari kelas resin thermosetting yang paling banyak digunakan, resin ini biasa disebut sebagai resin amino. Penggunaan UF sebagai perekat untuk industri papan

partikel (61%), papan serat (27%), kayu lapis (5%), dan sebagai perekat dalam

laminasi sebesar (7%) dimana peruntukan penggunaannya adalah untuk perabot

rumah tangga, lapisan panel, dan pintu – pintu interior (Conner,1996).

Kelebihan dari perekat UF adalah harganya lebih murah, waktu untuk

perekat UF bereaksi saat dikempa dengan kempa panas lebih cepat, dan perekat

UF mudah digunakan dalam penggunaannya. Sedangkan kelemahan dari perekat

UF adalah tidak cocok digunakan untuk keperluan kepentingan eksterior

(Maloney, 1993).

Semakin tinggi kadar UF pada papan partikel maka nilai kadar air, daya

serap air, dan pengembangan tebal semakin menurun. Sedangkan nilai Modulus of Elasticity (MOE), Modulus of Rupture (MOR), Internal Bond (IB), dan kuat pegang sekrup semakin meningkat. Khusus untuk kerapatan, nilainya tidak

dipengaruhi oleh peningkatan kadar resin UF (Alghiffari, 2008).

A.3. Proses pembuatan papan partikel

Pembuatan papan partikel dimulai dari persiapan partikel kayu, pengujian

(19)

6

pengempaan, pengkondisian, dan pemotongan contoh uji. Setelah itu, dilakukan

pengujian papan partikel yang meliputi parameter sifat fisis papan partikel

(kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, dan daya serap air) dan parameter sifat

mekanis papan partikel (keteguhan lentur, keteguhan patah, keteguhan rekat

internal, dan kuat pegang sekrup) (Putra, 2011).

B. Ukuran Partikel

Pada pembuatan papan partikel, telah banyak didapatkan hasil penelitian

mengenai pengaruh ukuran partikel terhadap kualitas papan partikel yang

dihasilkan. Setyawati et.al. (2006) menyatakan bahwa ukuran partikel sabut kelapa tidak berpengaruh nyata terhadap kualitas papan partikel yang dihasilkan,

sehingga ukuran partikel yang digunakan harus efisien dan efektif. Ukuran

partikel yang berbahan baku serabut kelapa yang paling optimum adalah ukuran 5

cm. Putri (2009) juga menyatakan bahwa ukuran partikel tidak memberikan

pengaruh yang nyata terhadap hasil pengujian kerapatan pada papan partikel.

Ukuran partikel berpengaruh terhadap sifat konduktifitas papan partikel

yang dihasilkan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Mulyadi et al. (2010) yang menyatakan bahwa semakin kecil ukuran partikel sekam padi yang digunakan

maka semakin baik digunakan sebagai isolator panas. Ukuran partikel sekam padi

yang memiliki sifat isolator panas yang lebih baik adalah yang berukuran lebih

kecil dari 1 mm.

Ukuran partikel memberikan pengaruh yang nyata terhadap hasil

pengujian kadar air (KA), daya serap air (DSA), pengembangan tebal (PT), MOE,

(20)

7

fisis papan, dimana semakin kecil ukuran partikel maka KA semakin menurun

sementara kerapatan dan PT semakin meningkat. Untuk sifat mekanis, semakin

kecil ukuran partikel maka kuat lentur dan kuat tekan papan semakin meningkat.

Rasio perbandingan antara ukuran partikel dan perekat juga

mempengaruhi kualitas papan partikel yang dihasilkan. Hal ini sesuai dengan

pernyataan Widyanto (2011) yang menyatakan bahwa pengaruh ukuran serbuk

limbah kayu dan rasio perekat pada papan partikel berbanding lurus, dimana

semakin tinggi rasio antara perekat dan ukuran serbuk limbah kayu maka akan

semakin stabil papan partikel yang dihasilkan.

C. Stabilitasi Dimensi

Pemberian parafin pada papan partikel berpengaruh terhadap jumlah kadar

air pada papan, dimana parafin akan menyebabkan sifat higroskopis pada kayu

berkurang. Sementara nilai MOE, MOR, dan kekerasan kayu tidak berpengaruh,

sehingga papan partikel yang telah diberi parafin tetap bisa digunakan sebagai

bahan bangunan (Syahidah dan Cahyono, 2007).

Fungsi lain dari penambahan parafin dalam pembuatan papan komposit

adalah membuat karakteristik lapisan permukaan papan menjadi tampak lebih

halus atau licin, mengurangi kecenderungan papan dalam penyerapan air, dan

mempermudah proses pengerjaan baik dalam pemotongan papan maupun

pengolahan dengan mesin (Maloney, 1993).

Perlakuan asetilasi merupakan mekanisme stabilitas dimensi yang

dihasilkan dari proses mengeliminasi gugus hidroksil dan menambahkan gugus

asetil pada dinding sel kayu, dimana semakin banyak gugus asetil pada kayu akan

(21)

8

lebih stabil dimensinya dan kayu akan lebih tahan terhadap serangan organisme

perusak kayu (Rowell, 2006). Kayu yang telah mengalami proses asetilasi akan

menyerap uap air lebih sedikit dibandingkan dengan kayu yang tidak diasetilasi.

Perilaku penyerapan uap air pada kayu yang diasetilasi juga tergantung pada jenis

kayu yang digunakan dalam pembuatan papan (Krisdianto, 2012).

Ekstraktif bukan merupakan bagian dari struktur kayu. Ekstraktif pada

kayu terdiri atas tanin dan polifenol lainnya, pewarna, miyak esensial, resin, lilin,

pati, dan hasil metabolisme sederhana. Zat ekstraktif dan variasinya dapat

menyebabkan beberapa permasalahan pada papan partikel seperti sifat ketahanan

air yang buruk pada papan, serta terhadap nilai MOE dan MOR papan. Sifat zat

ekstraktif yang seperti ini tentu akan merugikan dalam pembuatan papan komposit

( Maloney, 1993). Selain permasalahan tersebut, beberapa tipe ekstraktif tertentu

yang terkandung dalam kayu dari beberapa jenis juga mungkin akan melemahkan

kekuatan ikatan dari perekat (Putra, 2011).

Zat ekstraktif dapat menyebabkan cacat pada papan, kelembaban yang

tidak merata, menimbulkan warna yang tidak diinginkan pada kayu, serta tekstur

permukaan yang tidak diinginkan. Ekstraktif mengalami perubahan setelah

terpapar sinar matahari menjadi warna terang atau gelap. Perubahan warna pada

permukaan disertai dengan perubahan lain yang mempengaruhi keterbasahan dan

sifat kimia permukaan kayu, dengan demikian akan mempengaruhi interaksi kayu

(22)

9

METODE PENELITIAN

A.Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan bulan Juni sampai September 2014 di

Workshop (WS) Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara. Pengujian sifat fisis papan dilaksanakan di Laboratorium

Teknologi Hasil Hutan, Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas

Sumatera Utara dan pengujian sifat mekanis papan dilaksanakan di Laboratorium

Keteknikan Kayu, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

B.Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah bagase Sorghum yang

diperoleh dari SEAMEO BIOTROP Bogor, perekat UF (tipe UA 140) dengan SC

63%. Kadar perekat yang digunakan dalam penelitian ini adalah 10%. Perekat

diperoleh dari PT. Palmolite Adhesive Industry Probolinggo (PT. PAI), dan

Waterglass sebagai bahan peningkatan stabilisasi dimensi diperoleh dari Toko Kimia Bratachem.

Alat yang digunakan dalam penelitian adalah gunting, alat blending, mesin kempa, mesin amplas, jangka sorong, dan mikrometer sekrup.

C.

Metode Penelitian C.1 Persiapan partikel

Bagase sorghum dipotong ukuran 3 cm, 5 cm, dan 7 cm. Setelah itu

(23)

10 Tabel 1. Geometri partikel Sorghum

Keterangan 3 cm* 5 cm* 7 cm*

Panjang 3,08 ± 0,20 5,03 ± 0,07 7,12 ± 0,30

Lebar 1,05 ± 0,20 1,03 ± 0,30 0,95 ± 0,13

Tebal 0,16 ± 0,05 0,17 ± 0,07 0,16 ±0,04

SR 19,25 29,60 44,50

AR 2,93 4,88 7,49

Gambar Partikel

Keterangan : *jumlah sampel adalah 10 sampel

C.2 Pembuatan papan

Papan partikel dibuat dengan ukuran 25 cm (panjang), 25 cm (lebar), dan

1 cm (tebal) dengan target kerapatan papan sebesar 0,70 gcm-3. Papan partikel

dibuat berdasarkan ukuran partikel sebagai perlakuan (3 cm, 5 cm,7 cm). Partikel

dicampur dengan perekat menggunakan alat blending, selanjutnya adonan dicetak dalam cetakan berukuran 25 cm x 25 cm. Setelah dicetak dilakukan pengempaan

panas dengan suhu 130 oC, tekanan 30 kgcm-2 dan waktu kempa selama 10 menit

(Iswanto, 2014).

C.3 Pengujian sifat fisis dan mekanis

Setelah melalui tahap pengkondisian selama 7 hari, tahapan berikutnya

adalah pemotongan papan menjadi contoh uji dengan berbagai ukuran

masing-masing sesuai dengan standar JIS A 5908 (2003). Parameter pengujian papan

partikel terdiri dari kerapatan dan kadar air (KA), daya serap air (DSA),

pengembangan tebal (PT), internal bond (IB), Modulus of Elasticity (MOE), dan

(24)

11

mekanis antara lain kerapatan dan KA (10 cm x 10 cm), DSA, PT dan IB

(5 cm x 5 cm), MOE dan MOR (20 cm x 5 cm), dan uji rayap (20 cm x 5 cm).

Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel mengacu pada standar JIS A 5908

(2003).

Gambar 1. Pola Contoh Uji

Keterangan gambar :

1 = Ukuran 20cm x 5 cm sampel uji MOE dan MOR 3 = Ukuran 10cm x 10cm sampel uji kerapatan dan KA 4 = Ukuran 5cm x 5cm sampel uji DSA dan PT

5= Ukuran 5cm x 5cm sampel uji IB

C.4 Perlakuan waterglass

Papan yang sudah dibuat contoh uji direndam dalam waterglass pada konsentrasi 0%, 30%, 50%, 70%, dan 100% selama 2 menit. Setalah direndam,

papan dioven pada suhu 80oC selama 24 jam. Selanjutnya contoh uji siap untuk

diuji.

D.Analisis Data

D.1 Pengaruh ukuran partikel

Penelitian ini menggunakan analisis dengan rancangan acak lengkap

(RAL). Perlakuan terhadap partikel terdiri dari 3 perlakuan dengan 3 ulangan,

sehingga jumlah papan yang dibuat sebanyak 9 papan. Model statistik linier dari

(25)

12

Yij = μ + αi +

ɛ

ij

Keterangan:

Yij = Respon pengamatan pada ukuran partikel taraf ke–i dan ulangan ke-j

μ = Nilai rata-rata umum

αi = Pengaruh perlakuan ukuran partikel taraf ke-i

ɛ

ij = Sisaan acak dari satuan percobaan ulangan ke-j yang dikenai perlakuan ukuran partikel taraf ke-i

Perlakuan yang digunakan adalah :

A = Ukuran partikel 3 cm

B = Ukuran partikel 5 cm

C = Ukuran partikel 7 cm

Adapun hipotesis yang digunakan adalah:

H0 : Ukuran partikel tidak berpengaruh nyata terhdap sifat fisis dan mekanis papan

H1 : Ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap sifat fisis dan mekanis papan

D.2 Pengaruh perendaman waterglass

Penelitian ini menggunakan analisis dengan rangcangan acak lengkap

(RAL). Perlakuan terhadap partikel terdiri dari 5 perlakuan dengan 3 ulangan,

sehingga jumlahpapan yang dibuat sebanyak 15 papan. Model statistik linier dari

rancangan percobaan ini dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:

Yij = μ + αi +

ɛ

ij

Keterangan:

Yij = Respon pengamatan pada perlakuan perendaman papan taraf ke–i dan ulangan ke-j

(26)

13

αi = Pengaruh perlakuan perendaman papan taraf ke-i

ɛ

ij = Sisaan acak dari satuan percobaan ulangan ke-j yang dikenai perlakuan perendaman papan taraf ke-i

Perlakuan yang digunakan adalah :

I = Konsentrasi waterglass 0% (Kontrol) II = Konsentrasi waterglass 30%

III = Konsentrasi waterglass 50% IV = Konsentrasi waterglass 70% V = Konsentrasi waterglass 100%

Adapun hipotesis yang digunakan adalah:

H0 : Perendaman papan dengan waterglass tidak berpengaruh nyata terhdap sifat

fisis dan mekanis papan

H1 : Perendaman papan dengan waterglass berpengaruh nyata terhadap sifat fisis

dan mekanis papan

Untuk keterangan pengaruh terhadap masing-masing perlakuan ukuran

terhadap sifat fisis dan mekanis papan dan perendaman waterglass, maka dilakukan analisis keragaman (Analysis of Variance). Analisis keragaman tersebut menggunakan kriteria uji sebagai berikut:

a. Jika Fhit.< Ftab. maka H0 diterima atau perlakuan tidak memberikan

pengaruh pada suatu selang kepercayaan

b. Jika Fhit.< Ftab. maka H0 ditolak atau perlakuan memberikan pengaruh

pada suatu selang kepercayaan.

Selanjutnya untuk mengetahui perbedaan antar masing-masing perlakuan

maka dilanjutkan dengan pengujian menggunakan uji wilayah berganda Duncan

(DMRT). Setelah data hasil pengujian untuk setiap respon yang diuji dianalisis,

(27)

14

untuk mengetahui apakah sifat-sifat papan yang dihasilkan telah memenuhi

(28)

15

HASIL DAN PEMBAHASAN

SIFAT FISIS UKURAN PARTIKEL

A.1 Kerapatan dan Kadar Air

Nilai pengaruh ukuran partikel terhadap kerapatan dan kadar air papan

partikel masing-masing ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3. Nilai rata-rata

kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,59 sampai 0,63 gcm-3.

Nilai kerapatan tertinggi dan terendah masing-masing dihasilkan oleh papan yang

terbuat dari partikel berukuran 5 cm dan 3 cm. Nilai kerapatan masih berada

dibawah target, dimana target kerapatan yang ditetapkan sebesar 0,70 gcm-3. Hal

ini disebabkan karena ketebalan papan Sorghum yang dihasilkan lebih dari

1 cm sehingga mengakibatkan terjadinya pengembangan papan kembali setelah

dikempa. Maloney (1993) menyatakan bahwa terdapat beberapa faktor yang

mempengaruhi kerapatan papan partikel diantaranya adalah jenis bahan yang

digunakan, berat jenis bahan yang digunakan, ukuran partikel, proses pengeringan

bahan baku, perekat yang digunakan, peralatan yang digunakan, dan proses

pengempaan.

Tabel 2 Sidik ragam kerapatan dan kadar air pada papan partikel Sorghum

No Parameter F-Hitung Probabilitas Keterangan

1 Kerapatan 1,15 0,38 TN

2 Kadar air 0,30 0,75 TN

Keterangan: TN = tidak berpengaruh nyata

Hasil sidik ragam pada Tabel 2 menunjukkan bahwa ukuran partikel tidak

berpengaruh nyata terhadap kerapatan. Nilai kerapatan yang dihasilkan telah

memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai kerapatan berkisar

(29)

16

Gambar 2. Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Kerapatan Papan

Nilai rata-rata kadar air papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 5,42

sampai 5,56 %. Nilai kadar air tertinggi dan terendah masing-masing dihasilkan

oleh papan yang terbuat dari partikel berukuran 7 cm dan 5 cm. Menurut

Maloney (1993), variasi kadar air awal bahan baku jadi lebih penting yang

menentukan hasil akhir kadar air papan partikel. Nilai kadar air papan partikel

dipengaruhi oleh jenis spesies yang digunakan, daerah tempat bahan baku

diperoleh, bagian bahan baku yang dipakai, spesies bahan baku yang digunakan,

dan cara penyimpanan bahan baku.

berpengaruh nyata terhadap kadar air. Nilai kadar air papan yang dihasilkan telah

memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai kadar air berkisar

(30)

17

Gambar 3. Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Kadar Air Papan

A.2 Pengembangan Tebal (PT) dan Daya Serap Air (DSA)

Nilai pengaruh ukuran partikel terhadap PT dan DSA papan partikel

masing-masing ditunjukkan pada Gambar 4 dan 5. Nilai rata-rata PT papan

partikel yang dihasilkan berkisar antara 32,80 sampai 33,03 %. Nilai PT tertinggi

dan terendah masing-masing dihasilkan oleh papan yang terbuat dari partikel

berukuran 7 cm dan 3 cm. Nilai pengembangan tebal yang terjadi tinggi karena

perekat yang digunakan adalah UF, dimana perekat ini digunakan untuk

penggunaan interior. Selain itu, nilai PT yang tinggi dikarenakan oleh nilai

Internal Bond (IB) dari papan sorghum yang dihasilkan masih dibawah standar. Perlu diketahui bahwa nilai IB yang rendah menyebabkan PT tinggi dan daya

serap airnya juga akan semakin tinggi.

Tabel 3. Sidik ragam terhadap pengembangan tebal dan daya serap air pada papan partikel Sorghum

1 Pengembangan tebal 0,03 0,97 TN

2 Daya serap air 12,85 0,01 N-99%

Keterangan: N = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 99%; TN = tidak berpengaruh nyata

(31)

18

Gambar 4. Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Pengembangan Tebal Papan

Nilai rata-rata DSA papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 102,68

sampai 122,74 %. Nilai DSA tertinggi dan terendah masing-masing dihasilkan

oleh papan yang terbuat dari partikel berukuran 5 cm dan 3 cm. Daya serap air

yang dihasilkan masih cukup tinggi, hal ini dikarenakan dalam pembuatan papan

tidak menggunakan bahan aditif penolak air. Selain itu, DSA yang dihasilkan

masih cukup tinggi dikarenakan bahwa perekat yang digunakan dalam pembuatan

papan partikel adalah UF, dimana UF merupakan perekat untuk penggunaan

interior. Rowell (1998) mengemukakan bahwa hemiselulosa yang paling

berpengaruh terhadap penyerapan air, tetapi selulosa, lignin, dan permukaan dari

selulosa kristal juga berpengaruh. Kandungan hemiselulosa yang terdapat pada

batang sorghum sebesar 12 sampai 22%, selulosa 24 sampai 38%, dan lignin

sebesar 17 sampai 20% (Corredor et al.,2009).

Hasil sidik ragam pada Tabel 3 menunjukkan bahwa ukuran partikel

berpengaruh nyata terhadap DSA. Hasil uji Duncan menunjukkan bahwa hanya

(32)

19

Keterangan. a, b. Notasi yang sama menunjukkan pengaruh tidak nyata antar perlakuan berdasarkan uji DMRT taraf kepercayaan 5%

Gambar 5. Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap Daya Serap Air Papan

SIFAT MEKANIS UKURAN PARTIKEL

A.3 Modulus of Rupture (MOR), Modulus of Elasticity (MOE), dan Internal Bond (IB)

Nilai pengaruh ukuran partikel terhadap MOR, MOE, dan IB papan partikel

masing-masing ditunjukkan pada Gambar 6, 7, dan 8. Nilai rata-rata MOR papan

partikel yang dihasilkan berkisar antara 95,90 sampai 125,10 kgcm-2. Nilai MOR

tertinggi dan terendah masing-masing dihasilkan oleh papan yang terbuat dari

partikel berukuran 7 cm dan 3 cm.

Tabel 4 Sidik ragam terhadap MOE, MOR, dan IB pada papan partikel Sorghum

1 MOR 1,24 0,36 TN

2 MOE 1,14 0,38 TN

3 IB 45,54 0,00 N-99%

Hasil sidik ragam ada Tabel 4 menunjukkan bahwa ukuran partikel tidak

berpengaruh nyata terhadap nilai MOR. Maloney (1993) menjelaskan nilai MOE

dan MOR dipengaruhi oleh kandungan dan jenis bahan perekat yang digunakan,

daya ikat perekat, dan panjang serat. Selain itu, salah satu faktor yang

(33)

20 sehingga kekuatan papan yang dihasilkan akan meningkat serta memerlukan

sedikit perekat per-luasan permukaan untuk mengikat partikel. SR yang baik

adalah sebesar 150, Selain slenderness ratio, untuk memperoleh orientasi papan yang bagus maka besarnya nilai aspect ratio minimal tiga (Maloney 1993). Nilai SR papan partikel terbesar dihasilkan oleh papan dari ukuran partikel 7 cm yaitu

sebesar 44,50. Sementara nilai SR papan partikel ukuran 3 cm dan 5 cm

masing-masing adalah 19,25 cm dan 29,60 cm Semua papan partikel yang dihasilkan telah

memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai MOR minimal 80

kgcm-2 (JSA, 2003).

Gambar 6. Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap MOR Papan

Nilai rata-rata MOE papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 17241,70

sampai 20661,10 kgcm-2. Nilai MOE tertinggi dan terendah masing-masing

dihasilkan oleh papan yang terbuat dari partikel berukuran 7 cm dan 5 cm.

berpengaruh nyata terhadap nilai MOE. Nilai MOE yang dihasilkan untuk ukuran

partikel 7 cm telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai

(34)

21

Gambar 7. Pengaruh Ukuran Partikel Terhadap MOE Papan

Nilai rata-rata IB papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,34

sampai 0,72 kgcm-2. Nilai IB tertinggi dan terendah masing-masing dihasilkan

oleh papan yang terbuat dari partikel berukuran 3 cm dan 7 cm.Hasil sidik ragam

pada Tabel 4 menunjukkan bahwa ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap

nilai IB. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa antar perlakuan

berpengaruh nyata.Nilai IB yang dihasilkan belum memenuhi standar JIS A 5908

(2003) yang mensyaratkan nilai IB minimal 1,50 kgcm-2 (JSA, 2003).

Nilai IB yang rendah diduga karena bahan baku batang sorghum yang

digunakan juga meliputi kulit dari batang sorghum itu sendiri, sehingga

menyebabkan lemahnya ikatan permukaan antar partikel sorghum karena

permukaan kulit batang sorghum licin. Batang sorghum memiliki tingkat

keasaman yang rendah, hal ini sesuai dengan pernyataan Iswanto et al. (2011) yang menyatakan bahwa batang sorghum memiliki pH sebesar 6,98 (mendekati

netral). Sementara itu, perekat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel

adalah UF, dimana UF optimum bekerja pada kondisi asam. Hal ini sesuai dengan

(35)

22 c

b

a

0 0,5 1 1,5

A=3cm B=5cm C=7cm

IB

(

kg

cm

-2)

Ukuran Partikel

perekatannya. Kondisi tersebut akan berpengaruh terhadap suhu dan waktu

pematangan perekat saat pengempaan. Malanit et al. (2009) menyatakan bahwa waktu pematangan perekat UF berubah-ubah sesuai kondisi pH partikel. Batang

sorghum juga bersifat volumeus. Kondisi tersebut akan menyebabkan nilai IB rendah.

(36)

23

REKAPITULASI HASIL PENGUJIAN PAPAN PARTIKEL

Tabel 5. Rekapitulasi skoring papan partikel hasil penelitian (Ukuran Partikel)

Sifat Fisis, Mekanis

Skoring : 1 (rendah 2 (sedang) 3 (tinggi)

Standar JIS A 5908 (2003): Memenuhi= 1 Tidak memenuhi=0

Berdasarkan Tabel 5, hasil total skoring yang ditinjau dari nilai rata-rata

yang dihasilkan dan pencapaian standar dari sifat fisis dan mekanis papan

memperlihatkan bahwa papan partikel dengan ukuran partikel 3 cm

mendapatkan skor tertinggi dibandingkan papan partikel ukuran 5 cm dan

7 cm.

Selain itu, melihat dari segi efisiensi bahan baku papan partikel ukuran

3 cm dapat direkomendasikan sebagai papan dengan kualitas terbaik bila

(37)

24 SIFAT FISIS WATERGLASS

B.1 Kerapatan dan Kadar Air

Nilai pengaruh konsentrasi waterglass terhadap kerapatan dan kadar air papan partikel masing-masing ditunjukkan pada Gambar 9 dan 10, Nilai rata-rata

kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,58 sampai 0,63 gcm-3.

Nilai kerapatan tertinggi dan terendah masing-masing dihasilkan oleh papan

dengan perlakuan konsentrasi waterglass 100 % dan 30 %.

Tabel 6. Sidik ragam terhadap kerapatan dan kadar air pada papan partikel Sorghum

1 Kerapatan 3,47 0,05 N-95%

2 Kadar Air 109,20 0,00 N-99%

Keterangan: N = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95% dan 99%

Pada Gambar 9 menunjukkan tren peningkatan kerapatan akibat adanya

perlakuan waterglass. Peningkatan kerapatan yang terjadi diduga karena adanya penambahan berat sebagai akibat dari perlakuan post-treatment yang diberikan kepada papan partikel. Konsentrasi waterglass yang semakin besar menyebabkan semakin besar juga penambahan berat papan partikel. Hal ini dikarenakan adanya

ikatan adhesi antara WG dengan papan partikel. Effendi (2007) menyatakan

bahwa Natrium silikat atau yang sering dikenal dengan nama dagang waterglass

memiliki sifat adhesif yang kuat. Dengan adanya ikatan adhesi, maka WG

menempel pada papan partikel, sehingga berat papan partikel akan bertambah.

Hasil sidik ragam pada Tabel 6 menunjukkan bahwa perlakuan waterglass

berpengaruh nyata terhadap kerapatan. Hasil uji Duncan menunjukkan nilai

kerapatan perlakuan 30% berpengaruh nyata terhadap perlakuan 100%, sementara

kontrol tidak berpengaruh nyata terhadap perlakuan lainnya. Hal ini diduga karena

(38)

25

Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel sorghum yang

dihasilkan tergolong ke dalam kelas papan partikel berkerapatan sedang. Maloney

(1993) menggolongkan kelas kerapatan papan partikel menjadi tiga golongan

yaitu papan partikel berkerapatan rendah (< 0,40 gcm-3), papan partikel

berkerapatan sedang (0,40-0,80 gcm-3), dan papan partikel berkerapatan tinggi

(> 0,80 gcm-3). Nilai kerapatan yang dihasilkan memenuhi standar JIS A 5908

(2003) yang mensyaratkan nilai kerapatan berkisar antara 0,40 sampai 0,90 gcm-3

(JSA, 2003).

Gambar 9. Pengaruh Waterglass Terhadap Kerapatan Papan

Nilai rata-rata KA papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 3,29

sampai 7,64%. Nilai KA tertinggi dan terendah masing-masing dihasilkan oleh

papan dengan perlakuan konsentrasi waterglass masing-masing adalah 100% dan 50%. Berdasarkan tren pada Gambar 10, dapat dilihat bahwa nilai KA papan

kontrol sampai kadar WG 50% mengalami penurunan, kemudian nilai KA

menjadi naik pada konsentrasi yang lebih tinggi dari 50%. Berdasarkan hal diatas,

(39)

26

kadar WG terus ditambahkan maka nilai KA menjadi meningkat. Kadar 50%

merupakan titik optimum untuk penggunaan WG.

Nilai KA papan partikel dengan konsentrasi WG 100% tertinggi

dikarenakan nilai kerapatan papan partikel kadar WG 100% nya tinggi. Dimana

semakin tinggi kerapatan maka nilai KA juga semakin meningkat. Hal ini sesuai

dengan pernyataan Abdurachman dan Hadjib (2011) yang menyatakan bahwa

semakin tinggi kerapatan papan partikel maka jumlah rongga kosong akan sedikit

karena rongga yang terisi oleh air akan lebih banyak. Roza (2009) menyatakan

definisi kadar air partikel adalah jumlah air yang masih tersimpan di dalam

rongga sel, rongga intraseluler, dan antar partikel setelah proses pengempaan

panas dalam pembuatan papan partikel.

Hasil sidik ragam pada Tabel 6 menunjukkan bahwa konsentrasi waterglass

berpengaruh nyata terhadap KA pada selang kepercayaan 99%. Hasil uji lanjut

Duncan menunjukkan bahwa terjadi perbedaan yang nyata antara kontrol dengan

papan yang diberi perlakuan waterglass. Kemudian juga terdapat perbedaan nyata antara konsentrasi waterglass 100% terhadap konsentrasi 30%, 50%, dan 70%. Antara konsentrasi 30%, 50%, dan 70% tidak terdapat perbedaan yang nyata.

Nilai kadar air papan yang dihasilkan memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang

(40)

27

Keterangan. a, b, c. Notasi yang sama menunjukkan pengaruh tidak nyata antar perlakuan berdasarkan uji DMRT taraf kepercayaan 5%

Gambar 10, Pengaruh Waterglass Terhadap Kadar Air Papan

B.2 Pengembangan Tebal (PT) dan Daya Serap Air (DSA)

Nilai pengaruh ukuran partikel terhadap PT dan DSA papan partikel

masing-masing ditunjukkan pada Gambar 11 dan 12. Nilai rata-rata PT papan

partikel yang dihasilkan berkisar antara 16,98 sampai 32,80%. Nilai PT tertinggi

dan terendah masing-masing dihasilkan oleh papan dengan perlakuan konsentrasi

waterglass masing-masing adalah kontrol dan 70%. Pada Gambar 11 dapat dilihat bahwa dengan penambahan waterglass nilai PT semakin berkurang, hal ini disebabkan waterglass merupakan senyawa silika dimana sifat dari silika adalah memiliki daya adhesi yang kuat, mampu menahan difusi uap dengan baik, serta

tahan terhadap suhu (Effendi,2007). Sehingga dapat diketahui bahwa penggunaan

WG mampu menurunkan nilai PT. Hal ini dapat dilihat tren pada Gambar 11 yang

menyatakan bahwa penggunaan WG mampu menurunkan PT sebesar 55%.

Nilai PT kontrol tertinggi dikarenakan karena pada papan kontrol tidak

diberikan WG. Selain itu nilai kerapatan papan partikel kontrol tinggi, dimana

(41)

28

tinggi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Abdurachman dan Hadjib (2011) yang

menyatakan bahwa semakin tinggi kerapatan papan partikel, maka sifat elastis

bahan papan partikel untuk kembali ke bentuk semula juga tinggi, dikarenakan air

yang terkandung di dalam papan partikel yang berkerapatan tinggi akan semakin

banyak mengisi rongga kayu sehingga pengembangan tebal menjadi tinggi.

Tabel 7 Sidik ragam terhadap pengembangan tebal dan daya serap air pada papan partikel Sorghum

1 Pengembangan tebal 161,47 0,00 N-99%

2 Daya serap air 3,78 0,04 N-99%

Keterangan: N = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 99%

berpengaruh nyata terhadap PT pada selang kepercayaan 99%. Hasil uji lanjut

Duncan menunjukkan bahwa kontrol berbeda nyata dengan papan yang diberikan

waterglass. Antar papan yang diberikan waterglass tidak memberikan pengaruh yang nyata. Meskipun terjadi perbaikan stabilisasi dimensi, namun nilai PT yang

dihasilkan masih belum memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan

nilai pengembangan tebal maksimum 12 % (JSA, 2003).

Halligan (1970) dalam Rosid (1995) menyatakan bahwa faktor terpenting

yang mempengaruhi PT papan adalah kerapatan kayu pembentuknya. Papan

partikel yang terbuat dari kayu berkerapatan rendah akan mengalami pengempaan

yang lebih besar sehingga jika direndam dalam air akan terjadi pembebasan

tekanan yang lebih besar sehingga berakibat pada tingginya PT. Partikel sorghum

(42)

29

Gambar 11. Pengaruh Waterglass Terhadap Pengembangan Tebal Papan

Nilai rata-rata DSA papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 87,89

sampai 100,92%. Nilai DSA tertinggi dan terendah masing-masing dihasilkan

oleh papan dengan perlakuan konsentrasi waterglass kontrol dan 100%. Berdasarkan Gambar 12 dapat dilihat bahwa semakin tinggi konsentrasi

waterglass, DSA semakin menurun, hal ini disebabkan karena waterglass

(Sodium silikat) merupakan senyawa turunan silika, dimana sifat dari silika adalah hidrofobik sesuai dengan struktur dan morfologinya, sehingga waterglass dapat digunakan sebagai pelapis (Pramudityo dan Pertiwi, 2009).

Nilai rata-rata DSA yang dihasilkan oleh papan partikel sorghum yang

diberikan perlakuan post-treatment yaitu dengan pemberian waterglass masih tergolong tinggi yaitu berkisar antara 87,89 sampai 100,92%. Nilai DSA yang

dihasilkan oleh papan partikel sorghum lebih tinggi jika dibandingkan dengan

nilai DSA papan partikel yang terbuat dari ampas tebu dengan penambahan bahan

aditif berupa parafin 4% yaitu berkisar antara 52,27 sampai 75,96%

(43)

30

berpengaruh nyata terhadap DSA pada selang kepercayaan 95%. Hasil uji lanjut

Duncan menunjukkan bahwa hanya papan dengan perlakuan waterglass pada konsentrasi 100% yang berbeda nyata dengan kontrol. Perlakuan antar

konsentrasi waterglass menunjukkan bahwa hanya papan dengan waterglass 50% berbeda nyata dengan 100%. Hasil uji Duncan didapatkan bahwa papan dengan

daya serap air terbaik adalah papan partikel dengan konsentrasi WG 100%.

Gambar 12. Pengaruh Waterglass Terhadap Daya serap Air Papan

SIFAT MEKANIS WATERGLASS

B.3 Modulus of Rupture (MOR), Modulus of Elasticity (MOE), dan Internal Bond (IB)

Pengaruh konsentrasi waterglass terhadap MOR, MOE, dan IB papan partikel masing-masing ditunjukkan pada Gambar 13, 14, dan 15. Nilai rata-rata MOR

(44)

31

MOR tertinggi dan terendah masing-masing dihasilkan oleh papan dengan

perlakuan waterglass pada konsentrasi 0% dan 100%.

Tabel 8 Sidik ragam terhadap MOE, MOR, dan IB pada papan partikel Sorghum

1 MOR 1,78 0,21 TN

2 MOE 12,48 0,00 N-99%

3 IB 6,49 0,01 N-99%

Pada Gambar 13 menunjukkan adanya penurunan nilai MOR papan partikel

akibat perlakuan WG. Penurunan nilai MOR papan partikel ini diduga karena

adanya pengovenan setelah perlakuan perendaman WG, dimana papan dioven

selama 24 jam dengan suhu 80 oC yang menyebabkan papan partikel menjadi

lebih regas jika dibandingkan dengan papan partikel kontrol. Hal ini diakibatkan

karena waktu pengovenan yang terlalu lama, sehingga mengakibatkan proses

pematangan perekat telah melebihi batas optimum, sehingga ikatan antar partikel

menjadi lemah yang menyebabkan papan menjadi rapuh.

tidak berpengaruh nyata terhadap MOR.Nilai MOR untuk papan tanpa perlakuan

dan dengan perlakuan waterglass konsentrasi 70% telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai MOR minimal 80 kgcm-2 (JSA, 2003).

Tidak semua papan masuk ke dalam standar JIS. Kawai et al. (1985) menyatakan bahwa MOR yang masih di bawah standar dapat diatasi dengan menggunakan

bahan baku yang beratnya sama, menggunakan bahan baku yang tebal, dan

(45)

32

Nilai rata-rata MOE papan partikel yang dihasilkan berkisar antara

9064,40 sampai 18602,70 kgcm-2. Nilai MOE tertinggi dan terendah

masing-masing dihasilkan oleh papan dengan perlakuan waterglass pada papan kontrol dan kadar WG 30%.

Pada Gambar 14 dapat dilihat bahwa terjadi penurunan pada nilai MOE

papan partikel sorghum yang dihasilkan. Tren ini terjadi akibat penggunaan

waterglass yang menyebabkan penurunann nilai MOE yang dihasilkan.Selain itu, rendahnya nilai MOE diduga karena partikel yang digunakan memiliki nilai

slenderness ratio (SR) dan aspect ratio (AR) yang rendah, yaitu masing-masing sebesar 19,25 dan 2,93. Maloney (1993) menyatakan bahwa nilai SR minimum

sebesar 150 akan menghasilkan kekuatan papan partikel yang tinggi, sementara

untuk AR nilai minimumnya adalah 3. Rendahnya nilai MOE juga disebabkan

oleh pengovenan setelah perlakuan post-treatment dengan menggunakan

waterglass.

Hasil sidik ragam pada Tabel 8 menunjukkan bahwa konsentrasi

(46)

33

dengan kontrol. Hasil Duncan menunjukkan bahwa papan partikel yang

memberikan nilai MOE terbaik adalah kontrol.

Nilai MOE papan partikel belum memenuhi standar JIS A 5908 (2003)

yaitu minimal 20000 kgcm-2.

Keterangan. a dan b.Notasi yang sama menunjukkan pengaruh tidak nyata antar perlakuan berdasarkan uji DMRT taraf kepercayaan 5%

Gambar 14. Pengaruh Waterglass Terhadap MOE Papan

Nilai rata-rata IB papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,38 sampai

0,72 kgcm-2 Nilai IB tertinggi dan terendah masing-masing dihasilkan oleh papan

dengan perlakuan waterglass pada papan partikel kontrol dan kadar WG 30%. Penggunaan WG pada proses post-treatment menyebabkan penurunan nilai IB papan partikel yang dihasilkan. Selain itu nilai IB juga masih dibawah standar, hal

ini dikarenakan perekat yang digunakan adalah UF. Sesuai dengan pernyataan

Pan et al. (2007) bahwa partikel kondisi asam sesuai untuk perekat UF dan akan menghasilkan kualitas yang bagus dalam perekatannya. Sementara pH batang

sorghum itu sendiri sebesar 6,98 (mendekati netral) Iswanto et al. (2011). Hal ini dapat berpengaruh terhadap suhu dan waktu pematangan perekat saat

(47)

34

waterglass berpengaruh nyata terhadap IB pada selang kepercayaan 99%. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa papan konsentrasi 30% dan konsentrasi

waterglass 50% berpengaruh nyata terhadap kontrol. Konsentrasi waterglass 0% merupakan perlakuan yang menghasilkan nilai IB terbaik Nilai IB yang

dihasilkan belum memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai

IB minimal 1,50 kgcm-2.

(48)

35

REKAPITULASI HASIL PENGUJIAN PAPAN PARTIKEL

Tabel 9. Rekapitulasi skoring papan partikel hasil penelitian (Konsentrasi Waterglass)

Sifat Fisis, Mekanis

Skoring : 1 (sangat rendah) 2 (cukup rendah) 3 (rendah) 4 (tinggi) 5 (sangat tinggi) Standar JIS A 5908 (2003): Memenuhi= 1 Tidak memenuhi=0

Berdasarkan Tabel 9, hasil total skoring yang ditinjau dari nilai rata-rata

yang dihasilkan dan pencapaian standar dari sifat fisis dan mekanis papan

memperlihatkan bahwa papan partikel dengn konsentrasi waterglass 70% mendapatkan skor tertinggi sehingga direkomendasikan sebagai papan dengan

(49)

36

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Sifat fisis papan partikel (ukuran partikel) yaitu parameter kerapatan dan

kadar air telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003), sedangkan pengembangan

tebal belum memenuhi standar. Sifat mekanis papan partikel (ukuran partikel)

untuk parameter MOR seluruh papan telah memenuhi standar, untuk parameter

MOE seluruh papan belum memenuhi standar, dan untuk parameter IB seluruh

papan tidak memenuhi standar. Berdasarkan hasil skoring (ukuran partikel), papan

partikel yang terbuat dari bagase sorghum ukuran 3 cm merupakan papan partikel

terbaik.

Sifat fisis papan partikel (konsentrasi waterglass) yaitu parameter kerapatan seluruh papan telah memenuhi standar, kadar air seluruh papan belum

memenuhi standar, dan pengembangan tebal seluruh papan tidak memenuhi

standar JIS A 5908 (2003). Sementara untuk sifat mekanis papan partikel

(konsentrasi waterglass) parameter MOR seluruh papan belum memenuhi standar, untuk parameter MOE dan IB seluruh papan tidak memenuhi standar.

Berdasarkan hasil skoring (konsentrasi waterglass), papan partikel yang terbuat dari bagase sorghum dengan konsentrasi waterglass 70% merupakan papan partikel terbaik.

Saran

Perlu adanya penelitian lanjutan untuk meningkatkan stabilitasi dimensi

papan partikel terutama untuk daya serap air (DSA) dan pengembangan tebal (PT)

(50)

37

DAFTAR PUSTAKA

Abdurachman dan Hadjib, N. 2011. Sifat papan partikel dari kayu kulit manis (Cinnamomum burmanii BL). Jurnal Penelitian Hasil Hutan 29(2): 128-141.

Alghiffari, A.F. 2008. Pengaruh kadar resin perekat urea formaldehidaa terhadap sifat-sifat papan partikel dari ampas tebu. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Amelia,S. 2009. Pengaruh perendaman panas dan dingin sabut kelapa terhadap kualitas papan partikel yang dihasilkannya. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Athanassiadou, E. 2000. Formaldehyde free aminoplastic bonded composites. Proceedings. The 5th International Conference on Environmental Pollution. Aristotellan University. Thessaloniki. Greece. pp.770.

Berli, A.U., Darvina, Y., Yulkifli. 2013. Pengaruh pengukuran sifat fisis dan sifat mekanis papan partikel sampah daun kering berdasarkan ukuran butir.

Pillar of Physics. 1: 85-91.

Conner, A.H. 1996.Urea Formaldehyde Adhesive Resins. Forest Product Laboratory USDA Forest Service. CRC Press. Amerika.

Corredor DY, Salazar JM, Hohn KL, Bean S, Bean B, Wang D. 2009. Evaluation and Characterization of Forage Sorghum as Feedstock for Fermentable Sugar Production. Appl Biochem Biotechnol. 158: 164-179.

Effendi, A.H. 2007. Natrium silikat sebagai bahan penghabat api aman lingkungan.Jurnal Teknik Lingkungan 8(3): 245-252.

Fauziah, Wahyuni,D., Lapanporo, B.P. Analisis sifat fisik dan mekanik papan partikel berbahan dasar sekam padi. Positron 4(2): 60 – 63.

Forest Products Laboratory. 1999. Wood handbook—Wood as an engineering material. Gen. Tech. Rep. FPL–GTR–113. Madison, WI: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. 463 p.

Irawan, B. dan Sutrisna, N. 2011. Prospek pengembangan sorghum di jawa barat mendukung diversifikasi pangan. Forum Penelitian Agro Ekonomi. 29(2): 99-113.

(51)

38

Iswanto, A.H. 2014. Karakterisasi kulit buah jarak (Jatropha curcas L) dan pemanfaatannya sebagai bahan baku papan partikel berkualitas. Disertasi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Iswanto, A.H., Coto, Z., dan Effendi,K. 2007. Pengaruh perendaman partikel terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel dari ampas tebu (Saccharum officinarum). Jurnal Perennial, 4(1) : 6-9.

Iswanto, A.H., Sucipto, T., Febrianto, F. 2011. Analia bahan berlignoselulosa dan pengaruhnya terhadap optimalisasi daya ikat perekat sintesis dalam rangka menghasilkan produk komposit berkualitas. Laporan Hasil Penelitian. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Krisdianto. 2012. Pengaruh aset2ilasi terhadap penyerapan uap air pada dua jenis kayu tropis. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. 30(2) : 94-99.

Larsson, R. dan Ringo, P. 1997.Particle board and Use Thereof. United States Patent. Amerika.

Malanit, P., Barbu, M.C., Fruhwald A. 2009. The gluability and bonding quality of an asian bamboo (Dendrocalamus asper) for the production of composite lumber. Jurnal Tropical Forest Science. 21(4): 361-368.

Maloney, T. M. 1993. Modern Paritcleboard and Dry-Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman Inc. San fransisco.

Muhdi, I, Risnasari, dan L.A.P., Putri. 2013. Studi pembuatan papan partikel dari limbah pemanenan kayu akasia (Acacia mangium L.). Jurnal ilmu Hayati dan Fisik 15(1) : 14 – 19.

Mulyadi, S., Adril, E., Apriono, I. 2010. Pengaruh ukuran contoh uji terhadap beberapa sifat papan partikel dan papan serat. Jurnal Teknik Mesin. 7(1).

Pan, Z., Zheng, Y., Zhang, R., Jenkins, B.M. 2007. Physical properties of thin particleboard made from saline eucalyptus. Jurnal Industrial Crops and Products. 26: 185-194.

Prabudityo,E. dan Pertiwi, M.E. 2009. Sintesis silika aerogel berbasis waterglass untuk penyimpan hidrogen. Skripsi. Institut Teknologi Sepuluh November. Surabaya.

Prahasto, H dan Nurfatriani, F. 2001. Analisis kebijakan penyediaan kayu dalam negeri. Jurnal Sosial Ekonomi. 2(2).

(52)

39

Putri, D.R. 2009. Kualitas papan komposit berlapis finir dari sabut kelapa dan plastik polietilena daur ulang: variasi ukuran partikel sabut kelapa. Skripsi. Instritut Pertanian Bogor. Bogor.

Rosid, I.K. 1995. Sifat-sifat papan partikel menggunakan perekat lateks alam iradiasi polistiren kopolimer. Skripsi. Institiut Pertanian Bogor. Bogor.

Rowell, R.M. 2006. Acetylation of wood. Journey from analytical technique to commercial reality. Forest Products Journal. 56(9):4-12.

Roza,I. 2009. Pengaruh perbedaan proses penyediaan serat dengan cara mekanis limbah tandan kosong sawit terhadap papan serat. Sainstek 12(1).

Setyawati, D., Hadi, Y.S., Massijaya, M.H., Nugroho, N. 2006. Kualitas papan komposit berlapis finir dari sabut kelapa dan plastik polietilena daur ulang: variasi ukuran partikel sabut kelapa. Jurnal Perennial. 2(2) : 5-11.

Supriyanto. 2010. Pengembangan sorghum di lahan kering untuk memenuhi kebutuhan pangan, pakan, energi, dan industri. Institut pertanian bogor. Simposium Nasional. Menuju Purworejo Dinamis dan Kreatif. Bogor.

Syahidah dan Cahyono, T.D. 2007. Stabilisasi dimensi kayu dengan aplikasi parafin cair. Jurnal Perenial. 4(1) : 18-22.

Wahyuningsih, N.S. 2011. Pengaruh Perendaman dan Geometri Partikel terhadap Kualitas Papan Partikel Sekam Padi. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.