PENINGKATAN PERAN FTHH DALAM PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN IPTEK
UNTUK MENUNJANG REVITALISASI INDUSTRI HASIL HUTAN INDONESIA
Prosiding Simposium Nasional I Forum Teknologi Hasil Hutan (FTHH) Bogor, 30-31 Oktober 2009
Editor : Ir. Deded Sarip Nawawi, M.Sc (Kimia Kayu) Dr. Ir. I Nyoman J. Wistara, M.S (Pulp dan Kertas) Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, M.S (Biokomposit) Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc (Biokomposit)
Effendi Tri Bachtiar, S.Hut, M.Si (Keteknikan Kayu) Arinana, S.Hut, M.Si(Keteknikan Kayu)
Diterbitkan oleh Forum Teknologi Hasil Hutan
Sekretariat : Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB Kampus IPB Darmaga Bogor 16680 Bogor
Telp. : 0251-8621285 Fax. :0251-8621285
KATA PENGANTAR
Prosiding ini berisi kumpulan makalah dalam Simposium Nasional Forum Teknologi Hasil Hutan (FTHH) tahun 2009 yang diselenggarakan pada tanggal 30-31 Oktober 2009 di Bogor. Forum ini bertujuan untuk memfasilitasi terjadinya interaksi dan komunikasi antara peneliti, akademisi, birokrat dan praktisi dalam bidang teknologi hasil hutan.
Prosiding ini mencakup bidang ilmu dan teknologi hasil hutan baik kayu maupun bukan kayu, termasuk sifat dasar hasil hutan (sifat anatomi, fisis, mekanis, kimia) sebagai bahan baku, pengolahan hasil hutan secara mekanis dan kimia, rekayasa kayu, dan kajian industri hasil hutan. Makalah-makalah tersebut dikelompokkan ke dalam empat bidang yaitu (A) Biokomposit, (B) Kimia Hasil Hutan, (C) Rekayasa Kayu, dan (D) Sifat Dasar dan Pengolahan Kayu. Kami berharap prosiding ini dapat bermanfaat dalam rangka mendorong terwujudnya kolaborasi yang lebih intensif antar stakeholders, untuk meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan pengolahan dan pemanfaatan hasil hutan.
Kami menyampaikan terima kasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional yang telah membiayai pelaksanaan simposium ini. Kepada semua pihak yang telah membantu kelancaran pelaksanaan simposium dan penyusunan prosiding ini disampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih. Semoga prosiding ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bogor, 21 Desember 2009
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR………. iii
A. BIO-KOMPOSIT
Karakterisasi Partikel dan Likuida Tandan Kosong Sawit
Tito Sucipto, Surdiding Ruhendi, Adi Santoso... 1
Penggunaan Serat Sisal Hasil Pengukusan Sebagai Penguat Papan Semen
Ismail Budiman, Mohamad Gopar, Subyakto, Bambang Subiyanto... 14
Optimasi dalam Perusahaan Kayu Lapis: Studi Kasus di PT. Putra Sumber Utama Timber-Jambi
Bintang Simangunsong, Endartya Nur Solihah ………... 23
Pemanfaatan Karbon Dioksida (CO2) untuk Percepatan Curing Papan Semen Berbahan Baku Kayu Kemiri (Aleurites moluccana)
Suhasman, Herpina Yanti, Bakri………... 37
Determinasi Komposisi Perekat Isocyanate dan Melamine Formaldehyde serta Kadar Parafin Optimum Papan Komposit dari Limbah Kayu dan Anyaman Bambu Betung (Dendrocalamus asper (Schult.F) Backer Ex Heyne)
Rohani Sitorus, Muh. Yusram Massijaya, Sukma Surya Kusumah……….. 43
Ketahanan Papan Komposit dari Limbah Kayu dan Anyaman Bambu Betung (Dendrocalamus asper (Schult F.) Backer Ex Heyne) Terhadap Serangan Rayap Tanah (Coptotermes Curvignathus Holmgren)
Dina Sukma Ria, Muh. Yusram Massijaya,Arinana ... 51
Kualitas Papan Partikel Sabut Kelapa (Cocos nucifera, L.)
Dede Hermawan, Sukma Surya Kusumah, Miske Sri Ariyani………. 57
Keteguhan Rekat Internal Papan Partikel Ampas Tebu dengan Swa Adhesi dan Perekat Urea Formaldehida
Steffie Riski Prasetyani, Surdiding Ruhendi………. 66
Determinasi Emisi Formaldehida Papan Komposit dari Limbah Kayu dan Anyaman Bambu Betung (Dendrocalamus asper (Schult.F) Backer Ex Heyne)
Reiza Syarini, Muh.Yusram Massijaya, Euis Hermiati... 75
Pengaruh Perlakuan Uap Terhadap Sifat Fisik-Mekanik Komposit Poliester-Serat Sisal
Ismadi, Nanang Masruchin, M. Gopar ,Subyakto... 80
Sukma Surya Kusumah, Muh. Yusram Massijaya, Bambang Subiyanto... 86
Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Jerami dengan Variasi Kadar Perekat Urea Formaldehyde dan Isocyanate
Roslita Fajarwati, Jajang Suryana, Dede Hermawan……… 98
Emisi Formaldehida pada Berbagai Ketebalan Produk Papan Serat
MI Iskandar , Adi Santoso.... 109
Pemanfaatan Ekstrak Sengon sebagai Tambahan Perekat Urea Formaldehida pada Pembuatan Kayu Lapis (IV): Kadar Emisi Formaldehida
Gunawan Pasaribu, Sukma Surya Kusuma, Bernaditce Sulu Parubak,
Muh. Yusram Massijaya... 113
Kualitas Papan Partikel dari Limbah Batang Jagung yang Menggunakan Perekat Urea Formaldehida
Adi Santoso, MI Iskandar... 119
Ketahanan Oriented Strand Board dari Bambu Betung (Dendrocalamus asper (Schult.F.) Backer Ex Heyne) terhadap Rayap Tanah
Sahriyanti Saad, Muh.Yusram Massijaya, Yusuf Sudo Hadi……… 128
Ketahanan Kayu Lapis Sengon dengan Perekat Kombinasi Isocyanat-UF terhadap Serangan Rayap Tanah
Ratih Damayanti, Jasni, Moh. Yusram Massijaya………. 134
Pemanfaatan Anyaman Bambu Tali ((Gigantochloa Apus (J.A. &J.H. Schutes) Kurz)) untuk Pembuatan Bambu Lapis
Jajang Suryana, Permana Yoga Nugraha……….. 141
Variasi Campuran Partikel Kayu Mahang (Macaranga gigantea Muell.Arg.) dari Bagian Batang, Cabang dan Ranting Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Semen Partikel
Erly Rosita, Agus Nur Fahmi, Welly Edy Prabowo……….. 152
Pengembangan OSB (Oriented Strand Board) Berkualitas Tinggi dari Bambu
Bernadicte Sulu Parubak, Muh. Yusram Massijaya, Dede Hermawan…………. 158
Sifat Fisis Mekanis Papan Sisal (Agave sisalana Perr.) dengan Pelapis
Firda Aulya Syamani, Muh. Yusram Massijaya, Bambang Subiyanto………….. 172
B. KIMIA HASIL HUTAN
Substitusi dengan Pulp Asli Bambu Meningkatkan Kekuatan Pulp Daur Ulang OCC.
Nyoman Wistara, Hanif N. Hidayah... 182
Produk Kayu Kemasan
Maya Ismayati, Khoirul Himmi Setiawan, Didi Tarmadi, Sulaeman Yusuf……. 191 Degradasi Komponen Kimia Kayu Akibat Proses Densifikasi Kayu dengan
Metode Close System Compression (CSC)
Danang S Adi, Ika Wahyuni, Yusup Amin, Teguh Darmawan, Wahyu Dwianto... 197
Rasio Siringil-Guaiacil Struktur Lignin Beberapa Jenis Kayu Daun Lebar dan Pengaruhnya terhadap Laju Delignifikasi.
Wasrin Syafii, Deded S. Nawawi, Dhiah Nurhayati……….. 203
Ketahanan Kayu Rambutan (Nephelium spp. L.) dan Kayu Pinus (Pinus merkusii Jungh. Et De Vr.) Hasil Impregnasi Stirena terhadap Rayap
Rita Kartika Sari, Mar’iin, Renhart Jemi, Jasni, Y.S Hadi……… 213
Proses Teknologi untuk Peningkatan Nilai Tambah Produk Gaharu (Kemedangan)
Ina Winarni, Totok K. Waluyo……….. 221
Kajian Kualitas Pulp Akasia (Acacia mangium Willd.) yang Dihasilkan dari Proses Pulping Acetosolv
Wiwin Suwinarti, Ritson Purba, Jannatul Makwa... 228
Sifat Kimia Beberapa Jenis Bambu pada Empat Tipe Ikatan Pembuluh
Adi Setiadi, Kurnia Sofyan... 234
Lignin Terlarut Asam dan Hubungannya dengan Tipe Monomer Penyusun Lignin dan Delignifikasi pada Tahap Awal Pemasakan Alkali
Deded Sarip Nawawi, Rissa Rachmalia, Dewi Agustina, Dian Oktaveni………. 242
C. REKAYASA KAYU
Kuat Lentur Balok Penampang Tersusun dengan Sayap Kayu Sengon dan Badan Plywood
Johanes Adhijoso Tjondro, Rohimin……….. 248
Kuat Lentur Balok Penampang Tersusun Box dari Papan Kayu Sengon
Johanes Adhijoso Tjondro, Fachmi……… 253
Sifat Mekanis LVL Sengon (Paraserianthes falcataria (L) Nielsen)
Isna Yuniar Wardhani ……… 258
Nilai Desain Acuan Sambungan Kayu Geser Ganda dengan Paku Berpelat Sisi Baja Akibat Beban Uni-Aksial Tekan Menurut Berbagai Analisis Pendekatan
Sucahyo Sadiyo, Vivin Ziannita……… 264
Sonokeling
Wina Kurnia Sejati, Naresworo Nugroho, Lina Karlinasari………. 277
Pengaruh Komposisi Karton Gelombang dan Anyaman Bambu Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Panel Sandwich
Shinta Oktavia Kusumah Dewi, Naresworo Nugroho, Muh. Yusram Massijaya... 287
Sifat Mekanis Balok Glulam Kayu Mangium Berdasarkan Data Defleksi dan Regangan
Indah Sulistyawati, Naresworo Nugroho, Surjono Surjokusumo, Yusuf Sudo
Hadi………. 293
Developing A Bending Theory for Glulam I-Joist and Its Empirical Verification
Rentry Augusti N., Effendi Tri Bahtiar, Han Roliadi……….………. 301 Estimating the Young‘s Modulus and Modulus of Rupture of Coconut Logs
Through the Bending Tests on Their Corresponding Small-Clear Specimens Taken from the Locations Distributed Along Horizontal and Vertical Directions Inside the Logs
Effendi Tri Bahtiar, Naresworo Nugroho, Surjono Surjokusumo……….. 310
Kuat Tarik Sambungan Kayu dengan Pelat Papan Kayu dan Alat Penyambung Paku dan Perekat
Johannes Adhijoso Tjondro, Robby Cahya... 323
Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas Glulam dari Kayu Berat Jenis Rendah
Johannes Adhijoso Tjondro, David Ferdianto……….………. 330
Karakteristik Fisik dan Mekanik Laminated Veneer Board (LVB) dengan Perekat Water Based Polymer-Isocyanate
Kurnia Wiji Prasetiyo, Ismadi, Subyakto dan Bambang Subiyanto……….. 340
D. SIFAT DASAR DAN PENGOLAHAN KAYU
Sifat Fisis dan Kimia Batang Aren (Arenga pinnata)
Rudi Hartono, Muhdi, John Anderson Parulian Nainggolan………. 351
Morfologi dan Anatomi Kelenjar Sekresi Pertahanan Diri Kasta Prajurit Rayap C. curvignathus
Farah Diba , Dodi Nandika……….. 358
Kualitas Kayu Pulai (Alstonia scholaris) Terdensifikasi (Sifat Fisis, Mekanis dan Keawetan)
Pola Mikroskopis Pembusukan Kayu Meranti Kuning (Shorea gibbosa) oleh Jamur Phlebia brevispora
Erwin……….. 384
Sifat Fisik dan Mekanik Kayu Meranti Kuning (Shorea macrobalanos)
Supartini………. 391
Karakteristik Kayu Lamina Sengon pada Beberapa Tingkat Umur Sebagai Dasar Pertimbangan Penentuan Daur Teknis
Jamaludin Malik, Adi Santoso ……… 401
Ketahanan Kayu Lapis Segon Berperekat Urea Formaldehida-Isosianat Terhadap Serangan Jamur Schizopillum commune
Agussalim, Muh. Yusram Massijaya... 407
Peningkatan Nilai Estetika Anyaman Bambu Melalui Finishing Teknik Batik
Rita Rahmawati, I Wayan Darmawan……… 411
Pertimbangan Sifat Fisis-Mekanis pada Penentuan Daur Teknis Kayu Sengon
Nurwati Hadjib, Jamaludin Malik... 420
Keragaman Sifat Fisika dan Mekanika Kayu Galam (Melaleuca leucadendron Linn)
Lusita Wardani, Violet Burhanudin, Masdi Hidayat...
426
Identifikasi Jamur pada Log dan Kayu Gergajian Meranti Merah (Shorea spp.)
Baharuddin, Ira Taskirawati, Jum Awalia Yusuf……….. 435
Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Sentang (Melia excelsa Jack)
Apri Heri Iswanto, Fauzi Febrianto, Imam Wahyudi... 445
Pewarnaan Alami Kayu Nangka (Artocarpus Heterophyllus Lamk.) dengan Teknik Fumigasi Amonia
Widyana Luza , I Wayan Darmawan………. 451
Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Jati Super dan Jati Lokal dari Kalimantan
Abdurachman, Nurwati Hadjib……….. 461
Menilik Keuletan Kayu Gading [Ilex macrophylla Hook. F. ] (Analisa Anatomis)
Mukti Ali, Agus Sulistyo Budi... 466
Preferensi Makan Rayap Coptotermes sp. Terhadap Jenis Kayu Kelas Awet III
Astuti Arif, Syahidah, Baharuddin………. 475
Distribusi Kerapatan dan Kurva Stress-Strain pada Kayu Kelapa Sawit
Rudi Hartono, Imam Wahyudi, Fauzi Febrianto, Wahyu Dwianto……… 484
Penggorengan
Muhammad Daud, Zahrial Coto……… 490
Peningkatan Kualitas Kayu Hutan Rakyat Melalui Densifikasi dan Impregnasi dengan Perlakuan Pendahuluan Pengovenan
Ratih Damayanti, Imam Wahyudi, Zahrial Coto... 500
Struktur Mikroskopis Akar dan Cabang Kayu Bakau (Rhizophora apiculata Blume.)
Nani Husien, Agus S.B., Reonaldus………...…. 510
Smoked Wood Resistance Against Termite
Y.S. Hadi, T. Nurhayati, Jasni, H. Yamamoto, N. Kamiya………... 527
Penyusunan Skedul Suhu dan Kelembaban Dasar untuk Pengeringan Kayu Binuang Bersortimen 50 x 193 mm di dalam Tanur Pengering Konvensional
Yustinus Suranto………. 535
A Review: Some Considerations for Subterranean Termite and Fungi Tests of Indonesian National Standard SNI 01.7207-2006
KARAKTERISASI PARTIKEL DAN LIKUIDA TANDAN KOSONG
SAWIT
Tito Sucipto1, Surdiding Ruhendi2, Adi Santoso3
1
Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian USU 2
Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB 3
Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Departemen Kehutanan RI ABSTRACT
Most of adhesive used in wood industry were synthetic adhesive, such as urea, phenol, and melamine formaldehyde (UF, PF, MF). Formaldehyde adhesive were synthetic adhesive which its material contents derived from petroleum manner. The advantage of formaldehyde adhesive was its good adhesion, meanwhile the disadvantage was its main contents was on the wane and causes formaldehyde emission. Potential natural resources which can be used as adhesive main contents were oil palm (Elaeis guineensis Jacq.). The oil palm empty fruit bunches (EFB) could be used as adhesive main contents through liquefaction process. The aims of this research were to have information about: EFB solubility characterization and other dissolved chemical component; quality characterization of EFB wood liquid; and effect of resorcinol addition level of its quality. The research consists of two stages, which are: 1) research of EFB characterization, such as determination of EFB condensation and other chemical component before and after soaking in hot water; and 2) research of making EFB wood liquid, its characterization, and resorcinol addition to have better quality.
The research results show that soaking EFB in hot water reduces its extractive contents, either cold or hot water, NaOH 1%, or alcohol-benzene (1:2) soluble. EFB liquids which were produced belong to phenolic adhesive type, which specified by characteristics as follows: liquid, brown in color, free of dirt, pH 10,3, viscosity 13,58 cps, density 1,052, solid content 49,13%, gelatin time 517,5 minutes, ash content 16,794%, and cristallinity degree 16,59%. Adhesive quality, in general, fulfill the spesification for phenol formaldehyde as plywood adhesives (SNI 06-4567-1998). Adding 5% resorcinol reduces free formaldehyde as 80,78%, so that this liquid fulfill the spesification of urea formaldehyde as plywood adhesives (SNI 06-0060-1998).
Keywords: oil palm empty fruit bunches, characterization, liquefaction, resorcinol
PENDAHULUAN
mengeksplorasi perekat alami yang berkualitas tinggi dan dampak negatif yang rendah terhadap lingkungan.
Sumberdaya alam yang potensial sebagai bahan baku perekat adalah sawit (Elaeis guineensis Jacq.). Bagian dari sawit yang dimanfaatkan adalah tandan buah segar (TBS), sedangkan limbah produksi minyak berupa tandan kosong sawit (TKS), serat/sabut sawit dan cangkang yang mengandung lignoselulosa belum dimanfaatkan secara optimal. Penelitian pemanfaatan TKS yang telah dilakukan adalah sebagai bahan baku kompos, biogas, energi, enzim dari serat, biokonversi limbah padat menjadi asam glutamat, papan partikel, pulp dan kertas, pupuk kalium dan perekat likuida.
Tandan kosong sawit dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku perekat likuida melalui proses likuifikasi. Beberapa penelitian telah menghasilkan perekat likuida TKS. Penelitian Setiawan (2004) mengacu kepada Pu et al. (1991) dan dilanjutkan oleh Masri (2005) telah memperoleh perekat likuida TKS yang optimal. Menurut Masri (2005), likuifikasi TKS pada ukuran serbuk 20~60 mesh, pH 8 dan molar rasio formalin/phenol (F/P) 0,5 dapat mengoptimalkan penggunaan NaOH dan formalin. Metode ini diaplikasikan pada pembuatan papan partikel oleh Jatmiko (2006), namun sifat mekanis papan belum memenuhi JIS A 5908–1994. Selanjutnya Efendi (2006) meningkatkan kualitas perekat likuida TKS dengan fortifikasi perekat MF, namun sifat mekanis papan belum memenuhi JIS A 5908–2003.
Diduga bahwa kualitas partikel bahan baku TKS berpengaruh terhadap kualitas perekat likuida. Perendaman partikel TKS pada air panas merupakan perlakuan pendahuluan optimal untuk meningkatkan keterbasahan partikel dan akan berpengaruh terhadap perekatan karena beberapa zat ekstraktif terlarut (Ruhendi dan Sucipto 2007). Prihantini (2008) mendapatkan sifat perekat likuida dengan perlakuan perendaman partikel TKS pada air panas lebih mendekati perekat PF (SNI 06–4567–1998). Jenis senyawa yang terlarut karena perendaman TKS dalam air panas belum didapatkan, sehingga perlu dilakukan penelitian untuk mendeterminasi jenis senyawa ekstraktif yang terlarut tersebut.
Pada penelitian ini, perekat likuida TKS ditambah dengan resorsinol sebagai catching agent untuk menangkap formaldehida bebas. Perekat likuida TKS dan resorsinol sesuai dan cocok karena sama-sama memiliki gugus phenolik. Pengetahuan peningkatan mutu perekat likuida TKS harus dikaji lebih lanjut agar pemanfataannya lebih optimal serta menghasilkan produk perekat likuida TKS yang berkualitas dan memenuhi standar.
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan karakteristik kelarutan dan senyawa kimia partikel TKS, mendapatkan karakteristik kualitas perekat likuida TKS, yaitu kenampakan, derajat keasaman (pH), kekentalan, berat jenis, kadar padatan, waktu gelatinasi, formaldehida bebas dan derajat kristalinitas, serts mendapatkan informasi pengaruh penambahan resorsinol terhadap karakteristik kualitas perekat likuida TKS campuran.
METODE PENELITIAN
NaOH 50%, formaldehida 37%, resorsinol, amonium asetat 20%, asetil aseton dan air destilata. Penelitian ini dibagi menjadi dua tahap, yaitu:
Tahap I. Karakterisasi partikel TKS Pembuatan partikel TKS
Tandan kosong sawit (TKS) dicacah menjadi serpihan kecil dan dikeringkan sampai kadar air ±15%. Serpihan TKS digiling dengan willey mill dan disaring menjadi partikel ukuran 20~60 mesh. Partikel TKS diberi perlakuan perendaman dalam air panas suhu 80~90 oC selama 3 jam untuk menurunkan kadar ekstraktifnya. Perbandingan partikel : air adalah 1 : 15. Selanjutnya partikel tersebut dikeringkan dalam oven sampai kadar air ±5%.
Determinasi senyawa kimia partikel TKS dan perekat likuida TKS Determinasi kelarutan partikel TKS
Determinasi kelarutan mengacu kepada TAPPI T 1 m–59 (kelarutan dalam air dingin dan air panas), TAPPI T 4 m–59 (kelarutan dalam NaOH 1%) dan TAPPI T 6 m–59 (kelarutan dalam alkohol–benzena 1:2).
Tahap II. Pembuatan perekat likuida TKS dan karakterisasi perekat Pembuatan perekat likuida TKS (Modifikasi Masri 2005)
Serbuk TKS 100 g berukuran 20~60 mesh dan kadar air ±5% dimasukkan dalam gelas piala. Tambahkan H2SO4 98% sebanyak 25 ml (5% dari berat phenol) dan diaduk. Gelas piala ditutup rapat dan diamkan selama 24 jam. Masukkan larutan phenol sebanyak 500 ml (lima kali berat serbuk TKS) dan NaOH 50% sambil diaduk sampai pH 11. Tambahkan formaldehida 37% (formalin) dengan perbandingan molar phenol : formalin adalah 1 : 1,2. Larutan diaduk sampai homogen dan disaring menggunakan kertas saring. Panaskan larutan dalam penangas air pada suhu 90 oC selama 2 jam sambil diaduk.
Determinasi kualitas perekat likuida TKS
Determinasi kualitas perekat likuida TKS dan perekat likuida TKS dengan penambahan resorsinol 5%, 10%, 15% dan 20% mengacu pada SNI 06–4567–1998 (phenol formaldehida cair untuk perekat kayu lapis), yang terdiri atas kenampakan, keasaman (pH), kekentalan, berat jenis, kadar padatan, waktu gelatinasi, kadar abu (ASTM D 1102–84), formaldehida bebas (spectrophotometer) dan derajat kristalinitas (XRD–7000).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Senyawa kimia partikel TKS dan perekat likuida TKS
Senyawa kimia utama yang terdapat dalam partikel TKS sebelum perendaman dalam air panas adalah carbon dioxide (CAS=chemical abstracts service) dry ice (44,74%), epoxyethane (19,15%), phenol beserta turunannya (10,16%) dan acetol (8,73%). Sedangkan sisanya adalah senyawa kimia yang konsentrasinya kecil, yaitu methyl ethyl ketone (4,97%), cyclopropyl carbinol (3,36%), succinaldehyde (2,50%), 1,2-cyclopentanedione (2,25%) dan 4-methyl-2,5-dimethoxybenzaldehyde (1,25%).
pati. Sedangkan senyawa kimia lainnya, yaitu dry ice, 1,2-cyclopentanedione, phenol, guaiacol, cyclopropyl carbinol, phenol, ethenyl-2-methoxy-, 2,6-dimethoxyphenol, 4-methyl-2,5-dimethoxybenzaldehyde, 4-allyl-2,6-dimethoxyphenol dan coniferyl alcohol merupakan senyawa yang terdapat dalam partikel TKS sebelum dan sesudah perendaman dalam air panas. Senyawa kimia tersebut merupakan senyawa kimia non polar yang tidak larut dalam air panas, seperti resin, lemak, lilin dan tanin. Senyawa tersebut dapat larut dalam pelarut organik seperti alkohol, benzena, aseton dan ester.
Senyawa kimia utama yang terdapat dalam partikel TKS setelah perendaman dalam air panas adalah phenol beserta turunannya (19,48%), cyclopropyl carbinol (15,25%), levoglucosan (12,56%), 1,2-cyclopentanedione (10,21%) dan 2(5H)-furanone (5,32%). Sedangkan sisanya adalah senyawa kimia yang konsentrasinya kecil, yaitu tetranitromethane (4,85%), dry ice (4,25%), DMB (4,16%), 4-methyl-2,5-dimethoxybenzaldehyde (3,54%), corylon (3,28%), 1,2,4-Trimethoxybenzene (3,18%), alpha.-methyltetronic acid (1,84%), β,β‘-bioxepane (1,72%), 3-methoxy-pyrocatechol (1,70%), cis-isoeugenol (1,63%), ethyl methacrylate (1,53%), 1,4-dihydro- 1,4-dimethyl-5H-tetrazol-5-one (1,51%), 7-methyl-1,4-dioxaspiro[2.4]heptan-5-one (1,41%), 3-(2,5-dimethoxy-phenyl)-propionic acid (1,40%) dan 2,6-Dihydroxy-4-methoxy (1,18%).
Senyawa tetranitromethane, 2(5h)-furanone, 1,4-dihydro- 1,4-dimethyl-5h-tetrazol-5-one, corylon, alpha.-methyltetronic acid, 7-methyl-1,4-dioxaspiro[2.4]heptan-5-1,4-dimethyl-5h-tetrazol-5-one, β,β‘ -bioxepane, DMB, ethyl methacrylate, 3-methoxy-pyrocatechol, 1,2,4-trimethoxybenzene, cis-isoeugenol, levoglucosan, 2,6-dihydroxy-4-methoxy dan 3-(2,5-dimethoxy-phenyl)-propionic acid merupakan senyawa kimia yang terdapat dalam partikel TKS setelah perendaman dalam air panas, tetapi tidak terdapat dalam partikel TKS sebelum perendaman dalam air panas. Artinya perendaman dalam air panas menyebabkan senyawa kimia tersebut muncul dan terbentuk dari senyawa kimia lain. Perendaman dalam air panas mampu merubah struktur senyawa kimia menjadi struktur senyawa kimia yang baru. Senyawa kimia utama yang terdapat dalam perekat likuida adalah phenol beserta turunannya (68,21%), sedangkan senyawa kimia yang konsentrasinya kecil adalah beta-selinene (5,75%), globulol (1,17%) dan sesquisabinene hydrate (1,01%). Senyawa kimia yang konsentrasinya kecil tersebut merupakan senyawa yang larut dalam alkohol tapi tidak larut dalam air. Dominasi senyawa phenol dalam perekat likuida TKS disebabkan oleh bahan baku perekat likuida TKS yang utama adalah partikel TKS yang mengandung gugus phenolik dan phenol kristal. Dominasi senyawa phenolik mengindikasikan phenol kristal dan gugus phenolik dari TKS saling berikatan membentuk senyawa phenol beserta turunannya. Proses likuifikasi partikel TKS dengan H2SO4 98% dan phenol kristal pada suhu 90 oC menyebabkan sebagian besar senyawa kimia partikel TKS berubah menjadi phenol beserta turunannya (68,21%). Asam sulfat pekat mampu mendegradasi rantai senyawa lignoselulosa partikel TKS menjadi rantai yang lebih pendek sehingga reaksi polimerisasi menjadi lebih optimal.
Kelarutan partikel TKS
Gambar 1 Grafik kelarutan ekstraktif partikel TKS
Zat ekstraktif yang larut dalam air dingin adalah zat warna, gula dan pati. Kelarutan zat ekstraktif dalam air dingin adalah 4,179% (partikel TKS sebelum direndam dalam air panas=S1) dan 1,309% (partikel TKS setelah direndam dalam air panas=S2). Keberadaan zat ekstraktif berupa zat warna, gula dan pati, pektin dan tanin dalam partikel TKS diindikasikan berkurangnya berat TKS setelah perlakuan perendaman dalam air panas, yaitu 8,544% (S1) dan 5,213% (S2). Kelarutan partikel TKS dalam NaOH 1% menunjukkan kerusakan bahan partikel tersebut oleh organisme perusak kayu. Hasil penelitian menunjukkan kelarutan zat ekstraktif terutama pati dalam NaOH 1% adalah 20,232% (S1) dan 16,145% (S2). Determinasi kelarutan zat ekstraktif dalam alkohol-benzena (1:2) untuk mengetahui kandungan zat ekstraktif golongan lemak, resin dan gum dalam partikel TKS. Hasil penelitian menunjukkan keberadaan zat ekstraktif golongan ini 4,860% (S1) dan 4,135% (S2).
Perendaman partikel TKS dalam air panas suhu 90 oC selama 3 jam, mengakibatkan penurunan kelarutan zat ekstraktif, yaitu 68,66% (air dingin), 38,99% (air panas), 20,20% (NaOH 1%), dan 14,92% (alkohol-benzena). Penurunan kelarutan zat ekstraktif dalam air dingin jauh lebih tinggi (68,66%) daripada penurunan kelarutan zat ekstraktif dalam alkohol-benzena (14,92%). Artinya perlakuan perendaman partikel TKS dalam air panas lebih banyak melarutkan zat ekstraktif yang bersifat polar daripada melarutkan zat ekstraktif yang bersifat non polar. Padahal tujuan sebenarnya yang ingin dicapai adalah menghilangkan zat ekstraktif non polar pada partikel TKS yang dapat menurunkan kualitas sifat perekatan. Bahan baku partikel TKS yang masih banyak mengandung zat ekstraktif non polar akan menyebabkan proses pembuatan perekat tidak optimal. Zat ekstraktif non polar akan menghalangi dan menghambat reaksi polimerisasi antara gugus phenolik partikel TKS dan phenol kristal dengan formaldehida. Selain itu at ekstraktif non polar akan menghalangi ikatan antara perekat dengan sirekat pada saat diaplikasikan. Kualitas perekat likuida TKS
Tabel 1 Kualitas perekat likuida TKS dan perekat PF (SNI 06-4567-1998)
Berdasarkan pengamatan secara visual, bentuk perekat likuida TKS adalah cair, warna cokelat dan bebas kotoran yang berupa serabut atau butiran. Warna perekat yang paling terang adalah perekat TKS, sedangkan warna perekat yang paling gelap adalah perekat likuida TKS yang ditambah 20% resorsinol. Ada kecenderungan semakin tinggi kadar penambahan resorsinol maka warna perekat campuran menjadi semakin gelap dan kemerahan. Warna lebih gelap dan kemerahan disebabkan oleh warna dari resorsinol yang tercampur secara merata. Hal ini mengindikasikan terjadinya reaksi antara perekat likuida TKS dengan resorsinol. Kenampakan perekat likuida TKS memenuhi SNI 06-4567-1998.
menurunkan pH perekat campuran. Penurunan pH perekat campuran mengindikasikan terjadinya reaksi antara likuida TKS dengan resorsinol.
Gambar 2 Grafik hubungan kadar penambahan resorsinol terhadap pH
Keasaman semua perekat likuida memenuhi SNI 06-4567-1998 (pH 10,0–13,0), kecuali perekat likuida dengan penambahan resorsinol 15% dan 20%. Namun pH semua perekat likuida di atas pH netral (7), sehingga perekat tidak akan merusak kayu pada saat diaplikasikan. Suhendra (1992) diacu dalam Santoso (1995), menyatakan bahwa dalam pembuatan perekat, pH akhir dari hasil reaksi kondensasi antara lignin dengan formaldehida harus 2,5–11, agar tidak merusak struktur kayu yang direkat.
Kekentalan
Kekentalan perekat likuida adalah 13,580 cps, kekentalan perekat likuida + 5% resorsinol adalah 14,229 cps, kekentalan perekat likuida + 10% resorsinol adalah 14,365 cps, kekentalan perekat likuida + 15% resorsinol adalah 15,069 cps dan kekentalan perekat likuida + 20% resorsinol adalah 18,355 cps (Gambar 3). Kekentalan semua perekat likuida TKS tidak memenuhi SNI 06-4567-1998 (130–300 cps). Penambahan resorsinol akan menambah bobot molekulnya, sehingga perekat likuida menjadi kental. Peningkatan kekentalan perekat campuran mengindikasikan terjadinya reaksi antara likuida TKS dengan resorsinol.
Kekentalan perekat likuida yang rendah (encer) disebabkan penggunaan larutan NaOH dan formaldehida yang cukup banyak serta dilakukannya proses penyaringan perekat, sehingga perekat likuida TKS yang dihasilkan menjadi lebih encer. Pada penelitian ini perbandingan molar phenol : formaldehida adalah 1 : 1,2, memerlukan penambahan formaldehida sampai 50%. Sedangkan penelitian Masri (2008) dengan perbandingan molar F/P adalah 0,5 hanya memerlukan penambahan formaldehida sebesar 30%. Keasaman perekat mencapai 10 juga memerlukan penambahan NaOH (basa) yang lebih banyak daripada pH perekat kurang dari 10.
Perekat yang kental mengindikasikan ikatan antar komponen penyusunnya sangat kuat, baik sesama komponen kimia kayu, sesama komponen kimia dari bahan kimia maupun antara komponen kimia kayu dengan komponen kimia dari bahan kimia. Sehingga diperlukan energi yang cukup besar untuk memisahkan ikatan tersebut. Perekat yang kental disebabkan oleh tingginya bobot molekul komponen penyusun perekat dan adanya residu saat proses likuifikasi (Ruhendi et al. 2007). Pu et al. (1991) menyatakan bahwa kekentalan perekat meningkat seiring dengan peningkatan waktu likuifikasi, yang akan meningkatkan jumlah phenol yang terikat dengan komponen kayu. Lin (1996) juga menambahkan bahwa kekentalan perekat akan meningkat dengan meningkatnya jumlah phenol yang berikatan.
Berat jenis
Berat jenis (BJ) perekat likuida adalah 1,156, berat jenis perekat likuida + 5% resorsinol adalah 1,158, berat jenis perekat likuida + 10% resorsinol adalah 1,160, berat jenis perekat likuida + 15% resorsinol adalah 1,165 dan berat jenis perekat likuida + 20% resorsinol adalah 1,170 (Gambar 4). Berat jenis perekat likuida TKS yang memenuhi SNI 06-4567-1998 (berat jenis 1,165–1,200) adalah perekat likuida + 15% resorsinol dan perekat likuida + 20% resorsinol.
Gambar 4 Grafik hubungan kadar penambahan resorsinol terhadap BJ
Kadar padatan
Kadar padatan perekat likuida adalah 49,13%, kadar padatan perekat likuida + 5% resorsinol adalah 49,61%, kadar padatan perekat likuida + 10% resorsinol adalah 50,90%, kadar padatan perekat likuida + 15% resorsinol adalah 52,60% dan kadar padatan perekat likuida + 20% resorsinol adalah 52,95% (Gambar 5). Kadar padatan semua perekat likuida TKS memenuhi SNI 06-4567-1998 (kadar padatan 40%–45%).
Waktu gelatinasi
Waktu gelatinasi perekat likuida adalah 517,5 menit, waktu gelatinasi perekat likuida + 5% resorsinol adalah 430,0 menit, waktu gelatinasi perekat likuida + 10% resorsinol adalah 505,0 menit, waktu gelatinasi perekat likuida + 15% resorsinol adalah 695,0 menit dan waktu gelatinasi perekat likuida + 20% resorsinol adalah 787,5 menit (Gambar 6). Waktu gelatinasi semua perekat likuida TKS memenuhi SNI 06-4567-1998 (waktu gelatinasi ≥ γ0 menit).
Gambar 6 Grafik hubungan kadar penambahan resorsinol terhadap waktu gelatinasi Waktu gelatinasi perekat likuida + 5% resorsinol (430,0 menit) merupakan waktu gelatinasi yang optimal sebagai puncak pada grafik. Penambahan kadar resorsinol lagi mengakibatkan larutan menjadi jenuh, sehingga resorsinol tidak bereaksi dengan formaldehida secara optimal. Peningkatan waktu gelatinasi perekat likuida TKS campuran karena penambahan resorsinol mengindikasikan reaksi antara likuida TKS dengan resorsinol tidak berjalan optimal. Penambahan lagi resorsinol akan menyebabkan kelebihan resorsinol pada larutan perekat, sementara formaldehida sudah berikatan dengan phenol dan resorsinol pada penambahan sebelumnya. Kelebihan resorsinol akan menyebabkan waktu gelatinasi perekat semakin meningkat. Resorsinol dalam kondisi ruang terbuka akan berbentuk cair.
Waktu gelatinasi perekat likuida TKS berkaitan dengan keasaman (pH) perekat. Semakin asam perekat maka waktu gelatinasi perekat semakin tinggi (lama). Penambahan resorsinol yang bersifat asam akan meningkatkan waktu gelatinasi. Penurunan waktu gelatinasi dapat dilakukan dengan memodifikasi keasaman perekat likuida, yaitu dengan meningkatkan keasaman perekat, seperti penambahan senyawa kimia basa pada larutan perekat tersebut.
Waktu gelatinasi yang tinggi memungkinkan perekat memiliki masa simpan perekat (storage life). Namun waktu gelatinasi yang tinggi juga mengakibatkan proses aplikasi perekat pada sirekat memerlukan proses pengempaan yang lebih lama dengan suhu yang lebih tinggi agar perekat cepat mengeras.
Kadar abu
Gambar 7 Grafik hubungan kadar penambahan resorsinol terhadap kadar abu
Semakin banyak penambahan resorsinol, maka perekat likuida TKS akan memiliki kadar abu yang semakin tinggi. Peningkatan kadar abu relatif stabil dengan penambahan resorsinol mulai 10%, 15% dan 20%. Kadar abu tidak disyaratkan dalam SNI 06-4567-1998, tetapi sebagai perbandingan kadar abu perekat PF hasil determinasi adalah 12,840%. Kadar abu PF lebih kecil daripada kadar abu perekat likuida TKS (16,794%), bahkan jauh lebih kecil daripada kadar abu perekat likuida + 20% resorsinol (24,303%).
Peningkatan kadar abu diduga karena dalam perekat likuida campuran terbentuk polimer resorsinol formaldehida (RF) kristal yang terdeterminasi sebagai kadar abu. Polimer RF kristal ini tidak meleleh pada pemanasan dengan tanur suhu 600 oC. Peningkatan kadar abu perekat likuida TKS (16,794%) ke perekat likuida TKS + 5% resorsinol (21,721%) adalah sebesar 4,927% sejalan dengan penambahan kadar resorsinol sebesar 5%.
Kadar abu perekat likuida TKS yang cukup tinggi dapat disebabkan kadar abu partikel TKS yang mencapai 5,56% sebagai bahan baku perekat likuida. Bahkan Azemi et al 1994
diacu dalamSa‘id 1996 menyatakan kadar abu partikel TKS mencapai 15%. Selaian itu komponen abu juga berasal dari senyawa karbon dari proses pemecahan rantai lignoselulosa dengan asam sulfat pekat. Kadar abu yang terlalu tinggi dapat menghambat reaksi antara gugus phenolik partikel TKS dengan phenol kristal.
Formaldehida bebas
Formaldehida bebas perekat likuida adalah 1,623%, formaldehida bebas perekat likuida + 5% resorsinol adalah 0,312%, formaldehida bebas perekat likuida + 10% resorsinol adalah 0,173%, formaldehida bebas perekat likuida + 15% resorsinol adalah 0,061% dan formaldehida bebas perekat likuida + 20% resorsinol adalah 0,044% (Gambar 8).
Semakin banyak penambahan resorsinol, maka perekat likuida TKS akan memiliki formaldehida bebas yang semakin rendah. Penambahan resorsinol sebesar 15% dan 20% mampu menurunkan formaldehida bebas sampai 0,061% dan 0,044%. Artinya hampir semua formaldehida bebas pada perekat likuida yang belum berikatan dengan phenol dapat diikat oleh resorsinol. Penurunan formaldehida bebas relatif stabil dengan penambahan resorsinol sebesar 15% dan 20%.
Gambar 8 Grafik hubungan kadar penambahan resorsinol terhadap formaldehida bebas Resorsinol yang ditambahkan sebagai catching agent dapat bereaksi dengan formaldehida bebas yang sebelumnya tidak bereaksi dengan phenol. Penambahan resorsinol 5% pada perekat likuida TKS menurunkan formaldehida bebas sebesar 80,78%, penambahan resorsinol 10% pada perekat likuida TKS menurunkan formaldehida bebas sebesar 89,34%, penambahan resorsinol 15% pada perekat likuida TKS menurunkan formaldehida bebas sebesar 96,24% dan penambahan resorsinol 20% pada perekat likuida TKS menurunkan formaldehida bebas sebesar 97,29%.
Formaldehida bebas semua formulasi perekat likuida TKS memenuhi SNI 06-0060-1998 (emisi tinggi) mengenai UF cair untuk perekat kayu lapis dan SNI 06–0163– 1998 mengenai MF cair untuk perekat kayu lapis (≤ β%). Formaldehida bebas semua perekat likuida TKS dengan penambahan resorsinol juga memenuhi SNI 06-0060-1998 (emisi rendah) (≤ 1%), kecuali perekat likuida tanpa penambahan resorsinol (1,623%). Derajat kristalinitas
Derajat kristalinitas perekat likuida adalah 16,59%, derajat kristalinitas perekat likuida + 5% resorsinol adalah 18,76%, derajat kristalinitas perekat likuida + 10% resorsinol adalah 18,16%, derajat kristalinitas perekat likuida + 15% resorsinol adalah 16,16% dan derajat kristalinitas perekat likuida + 20% resorsinol adalah 14,53% (Gambar 9).
Derajat kristalinitas perekat likuida yang paling mendekati derajat kristalinitas perekat PF (16,08%) adalah derajat kristalinitas perekat likuida + 15% resorsinol (16,16%). Namun derajat kristalinitas perekat likuida masih mengandung derajat kristalinitas komponen abu. Derajat kristalinitas perekat likuida setelah dikurangi kadar abu partikel TKS (5,56%), menunjukkan bahwa derajat kristalinitas perekat likuida yang paling mendekati derajat kristalinitas perekat PF (16,08%) adalah perekat likuida + 5% resorsinol (13,20%).
Penurunan derajat kristalinitas partikel TKS (20,19%) menjadi perekat likuida (16,59%) mengindikasikan bahwa terjadi penurunan bagian kristalin dan/atau peningkatan bagian amorf dari larutan perekat likuida TKS. Penurunan bagian kristalin dan/atau peningkatan bagian amorf terjadi pada saat likuifikasi pemecahan rantai senyawa lignoselulosa dengan asam sulfat pekat.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
1. Perendaman partikel TKS dalam air panas pada suhu 90 oC selama 3 jam menyebabkan penurunan kelarutannya baik kelarutan dalam air dingin, air panas, NaOH 1% maupun alkohol-benzena (1:2). Perlakuan perendaman partikel TKS dalam air panas lebih banyak melarutkan zat ekstraktif yang bersifat polar daripada melarutkan zat ekstraktif yang bersifat non polar. Penurunan kelarutan zat ekstraktif dalam air dingin jauh lebih tinggi (68,66%) daripada penurunan kelarutan zat ekstraktif dalam alkohol-benzena (14,92%).
2. Perekat likuida TKS yang dihasilkan adalah golongan perekat phenolik dengan karakteristik bentuk cair, warna cokelat, bebas kotoran, pH 10,3, kekentalan 13,58 cps, berat jenis 1,052, kadar padatan 49,13%, waktu gelatinasi 517,5 menit, kadar abu 16,794%, formaldehida bebas 1,623% dan derajat kristalinitas 16,59%. Sebagian besar karakteristik perekat likuida memenuhi karakteristik perekat phenol formaldehida (PF) untuk kayu lapis (SNI 06-4567-1998).
3. Penambahan 5% resorsinol pada perekat likuida menyebabkan penurunan formaldehida bebas sebesar 80,78%, sehingga perekat likuida dengan penambahan resorsinol memenuhi SNI 06-0060-1998 mengenai urea formaldehida (UF) cair untuk perekat kayu lapis (emisi rendah) yang mensyaratkan formaldehida bebas sebesar ≤ 1%.
Saran
1. Perlu penelitian lebih lanjut untuk menyempurnakan kualitas perekat likuida dengan menurunkan kadar komponen abu dan ekstraktif non polar yang terdapat pada bahan baku partikel TKS.
2. Perlu penelitian lebih lanjut untuk mengetahui kualitas hasil perekatan dengan mengaplikasikan perekat likuida TKS pada produk kayu komposit.
DAFTAR PUSTAKA
Alma MH, Yoshioka M, Yao Y, Shirashi N. 2004. Preparation of sulfuric acid-catalyzed phenolated wood resin. J Wood Sci and Tech 32:297–308.
[ASTM] American Standard for Testing and Materials. 1995. Annual Book of ASTM Standards. Volume 04.10 Wood. Section 4. Philadelphia: ASTM.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1998. SNI 01-5008.2-1999 tentang Kayu Lapis dan Papan Blok Penggunaan Umum. Jakarta: BSN.
Efendi M. 2006. Fortifikasi perekat likuida tandan kosong sawit dengan melamin formaldehida untuk perekat papan partikel [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan, IPB.
Fengel D, Wegener G. 1995. Kayu: Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-reaksi. Sastrohamidjojo H, penerjemah. Prawirohatmodjo S, editor. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Terjemahan dari Wood: Chemistry, Ultrastructure, Reactions.
Jatmiko A. 2006. Kualitas papan partikel pada berbagai kadar perekat likuida tandan kosong kelapa sawit [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan, IPB.
Lin L. 1996. Characterization of Phenolated Wood and Study on the Liquefaction Mechanism of Lignin. Kyoto: Kyoto University.
Maloney, TM. 1993. Modern Particle Board an dry Proces Fiberboard Manufacturing. San Fransisco: Miller Freeman Inc.
Masri AY. 2006. Kualitas perekat likuida TKS pada berbagai ukuran serbuk, keasaman, dan rasio molar formaldehida dengan fenol [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan, IPB.
Prihantini AI. 2008. Kualitas likuida tandan kosong sawit dengan perlakuan perendaman bahan baku dalam air panas [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan, IPB.
Pu S, Yoshioka M, Tanihara Y, Shiraishi N. 1991. Liquefaction of Wood in Phenol and Its Application to Adhesives. Kyoto: Kyoto University.
Ruhendi S, Sucipto T. 2007. Wettabilitas tandan kosong sawit (TKS). In press.
Santoso, A. 1995. Pencirian isolat lignin dan upaya menjadikannya sebagai bahan perekat kayu lapis. [tesis]. Bogor: Sekolah Pascasarjana IPB.
Sa‘id G. 1996. Penanganan dan Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit. Ungaran: Trubus Agriwidya.
Setiawan CBN. 2004. Pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) sebagai bahan baku perekat likuida kayu dan papan partikel berkerapatan sedang [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan, IPB.
PENGGUNAAN SERAT SISAL HASIL PENGUKUSAN SEBAGAI
PENGUAT PAPAN SEMEN
Ismail Budiman, Mohamad Gopar, Subyakto, Bambang Subiyanto UPT Balai Penelitian dan Pengembangan Biomaterial – LIPI
ABSTRAK
Penelitian tentang penggunaan serat sisal dengan perlakuan pengukusan sebagai penguat pada papan semen telah dilakukan. Perlakuan pengukusan ini dilakukan untuk mengurangi kandungan zat ekstraktif yang terdapat dalam serat, sehingga dapat meningkatkan ikatan antara serat dengan semen. Selain dilakukannya perlakuan pengukusan terhadap serat, juga dilakukan penambahan katalis yaitu kalsium klorida (CaCl2) dan magnesium klorida (MgCl2) untuk meningkatkan sifat
fisis dan mekanis papan.
Serat sisal dipotong dengan ukuran panjang 50 cm. Serat sisal dibagi menjadi dua bagian, yaitu serat yang mendapatkan perlakuan pengukusan dengan variasi waktu yaitu 1, 2 dan 3 jam pada air mendidih dan serat tanpa perlakuan. Selanjutnya serat dikeringkan dengan oven pada suhu 600C sampai mencapai kadar air 5%. Untuk keperluan pembuatan papan, serat kemudian dipotong dengan ukuran 1 ~ 2 cm. Katalis CaCl2 dan MgCl2 yang digunakan sebesar 5% dari berat
semen.
Papan dibuat menggunakan perbandingan serat dalam kondisi berat kering oven : semen yaitu 1 : 3 dan perbandingan air : semen sebesar 1 : 2 berdasarkan berat. Target kerapatan papan yang dibuat sebesar 1.0 g/cm3. Papan dibuat pada cetakan dengan ukuran 25cm x 25cm x 1cm, dan dikempa dingin selama 24 jam. Setelah dibuka dari cetakan, papan kemudian dikondisikan pada suhu ruang selama 28 hari. Dengan menggunakan Universal Testing Machine (UTM), selanjutnya dilakukan pengujian terhadap sifat fisis dan mekanis dari papan semen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi antara pengukusan dan penambahan katalis dapat meningkatkan sifat fisis dan mekanis papan yaitu pada sifat pengembangan tebal (thickness swelling /TS), modulus elastisitas (modulus of elasticity /MOE), modulus patah (modulus of rupture / MOR), kuat pegang sekrup (screw withdrawal /SW) dan kuat rekat internal (internal bond /IB). Papan semen terbaik adalah papan semen serat perlakuan pengukusan serat selama 2 jam, baik dengan penambahan katalis MgCl2 5%, ataupun penambahan CaCl2 5%, dimana memiliki nilai sifat fisis
dan mekanis yang memenuhi standard.
Key words : seratsisal, pengukusan, katalis, sifat fisis, sifat mekanis
PENDAHULUAN
Pembuatan papan komposit semen dengan penguat serat alam memiliki masalah dalam hal pencampurannya. Hal ini dapat menyebabkan rendahnya kekuatan dari papan komposit yang disebabkan oleh kerekatan antara serat dan semen yang tidak begitu baik. Masalah kerekatan antara serat dan semen ini diduga karena kandungan ekstraktif dari serat alam yang cukup tinggi.
Serat sisal merupakan salah satu jenis serat alam dengan potensinya yang cukup tinggi di Indonesia. Serat sisal memiliki kandungan zat ekstraktif yang cukup tinggi. Komponen kimia serat sisal terdiri dari 48 ~ 78% selulosa, 7 ~ 11% lignin, 10 ~ 24% hemiselulosa, 10% pektin dan 0.1% wax (Munawar 2008; Mishra et al. 2000).
ini menghasilkan papan komposit dengan sifat mekanis yang lebih baik jika dibandingkan dengan papan komposit yang dibuat dari serat tanpa perlakuan.
Hal lain yang dapat dilakukan adalah dengan penambahan katalis kalsium klorida (CaCl2) dan magnesium klorida (MgCl2) yang diharapkan dapat meningkatkan sifat fisis dan mekanis papan semen. (Hermawan et al. 2001) menyatakan bahwa penambahan MgCl2 5% pada pembuatan papan semen pelepah kelapa sawit meningkatkan nilai kecocokan campuran semen dan pelepah kelapa sawit (compatibility factor / CA) lebih dari 90%. Hal ini dapat meningkatkan sifat fisis dan mekanis dari papan semen.
Tujuan dari penelitian ini adalah melihat pengaruh perlakuan uap pada serat sisal dan pengaruh penggunaan katalis CaCl2 dan MgCl2 terhadap sifat fisis dan mekanis papan semen serat sisal.
BAHAN DAN METODE
Bahan baku yang digunakan adalah serat sisal, semen portland, katalisator CaCl2 dan MgCl2. Serat sisal diperoleh dari daerah Blitar, Jawa Timur. Serat sisal yang digunakan untuk penelitian ini didapat dari pelepah sisal dan diproses dengan menggunakan dekortikator.
Serat sisal dipotong dengan ukuran panjang 50 cm. Serat sisal dibagi menjadi dua bagian, yaitu serat yang mendapatkan perlakuan pengukusan dengan variasi waktu yaitu 1, 2 dan 3 jam pada air mendidih dan serat tanpa perlakuan. Selanjutnya serat dikeringkan dengan oven pada suhu 600C sampai mencapai kadar air 5%. Untuk keperluan pembuatan papan, serat kemudian dipotong dengan ukuran 1 ~ 2 cm.
Papan dibuat dengan ukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm dan target kerapatan 1.0 g/cm3. Perbandingan berat air dengan semen ditetapkan 1 : 2. Sehari sebelum pembuatan papan, kadar air serat dibuat 60% dan sisanya ditambahkan pada saat pembuatan papannya. Katalis yang digunakan adalah CaCl2 5% atau MgCl2 5%. Perbandingan berat serat dengan semen adalah 1 : 3 berupa adonan. Adonan dimasukkan ke dalam cetakan, dipadatkan dan kemudian dikempa dingin hingga mencapai ketebalan yang diinginkan selama 24 jam. Papan serat semen yang dihasilkan kemudian dibiarkan mengering pada suhu kamar selama 28 hari sebelum dilakukan pengujian.
Papan komposit yang telah dikeringkan, kemudian diukur kerapatan dan kadar airnya. Kerapatan diukur dengan menghitung dimensi berat dan ukuran dari papan. Nilai kerapatan didapat dari perhitungan berat persatuan volume papan (g/cm3). Sedangkan kadar air papan diukur dengan mengoven papan dengan suhu 1050C selama 24 jam. Nilai persentase kadar air diperoleh melalui perhitungan pembagian selisih berat sebelum dan setelah dioven terhadap berat setelah dioven dan dikalikan dengan 100%.
Papan yang telah siap uji, dipotong sesuai dengan kebutuhan pengujian dan untuk tiap papan komposit diambil 3 ulangan. Pengujian dilakukan terhadap kadar air / moisture content (MC), pengembangan tebal / thickness swelling (TS), daya serap air / Water Absorption (WA), modulus patah / Modulus of Rupture (MOR), modulus elastisitas /
Modulus of Elasticity (MOE), kekuatan rekat internal / Internal Bond (IB) dan kuat pegang sekrup / Screw withdrawal (SW).
mengacu pada standar ISO 8335:1987 tentang papan partikel semen kecuali untuk kuat pegang sekrup mengacu pada JIS A 5908-1994 tentang papan partikel.
Hasil dari pengujian dianalisis secara statistika dengan menggunakan software Minitab versi 14. Analisis secara statistika ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh dari pemberian pe pada serat ataupun pemberian katalis terhadap sifat fisis dan mekanis papan semen yang dibuat.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat-sifat fisis dan mekanis papan semen
Pengujian sifat fisis dilakukan terhadap kadar air (MC) pengembangan tebal (TS), daya serap air (WA) dari papan komposit serat semen. Sedangkan pengujian sifat mekanis dilakukan terhadap modulus elastisitas (MOE), modulus patah (MOR), kekuatan rekat internal (IB) dan kekuatan pegang sekrup (SW) dari papan komposit serat semen. Selain itu juga dihitung kerapatan dari masing-masing papan komposit serat semen.
Kadar Air Papan / Moisture Content (MC)
Kadar air papan berkisar antara 3.18% sampai 6.22%. Nilai terkecil dari kadar air papan yaitu sebesar 3.18% pada papan dengan pengukusan serat selama 2 jam dan katalis CaCl2 5%. Sedangkan nilai kadar air papan terbesar adalah 6.22% pada papan dengan serat perlakuan uap 60 menit dengan katalis MgCl2. Nilai kadar air papan tanpa menggunakan katalis pada semua perlakuan serat lebih kecil jika dibandingkan nilai kadar air papan yang menggunakan katalis. Berdasarkan standard pembuatan papan semen dengan menggunakan standard ISO 8335:1987 yang mensyaratkan bahwa kadar air papan semen maksimal adalah 12%, maka seluruh papan yang dibuat pada penelitian ini memenuhi standard. Persentase kadar air papan serat pada setiap taraf dapat dilihat pada Gambar 1.
Fig 1. Moisture content of sisal fiber cement bonded board at different treatment Note : A : untreated sisal fiber
B : 1 hour mild steamed sisal fiber C : 2 hours mild steamed sisal fiber D : 3 hours mild steamed sisal fiber
Pengembangan Tebal / Thickness Swelling (TS)
pada papan dengan pengukusan serat 3 jam tanpa katalis. Berdasarkan standard pembuatan papan semen dengan menggunakan standard ISO 8335:1987 yang mensyaratkan bahwa pengembangan tebal papan semen maksimal adalah 2%, maka yang memenuhi standard adalah papan semen pengukusan serat 1 jam dengan katalis MgCl2 5% (0.86%). Persentase pengembangan tebal papan semen serat selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 2.
Fig 2. Thickness swelling of sisal fiber cement bonded board at different treatment Note : see Fig 1
Papan-papan semen serat dengan nilai TS memenuhi standard ISO 8335:1987, memiliki nilai TS yang lebih baik jika dibandingkan dengan papan semen pelepah kelapa sawit dengan katalis MgCl2 5% dan perbandingan partikel semen 1 : 2.2 (sekitar 19.7%) ataupun perbandingan partikel semen 1 : 2.7 (sekitar 7.3%) (Hermawan et al. 2001). Hal ini menunjukkan bahwa perlakuan uap pada serat memberikan pengaruh yang baik untuk mengurangi sifat pengembangan tebal dari papan semen.
Daya Serap Air / Water Absorption (WA)
Daya serap air papan berkisar antara 20.50% sampai 53.42%. Nilai terkecil dari daya serap air yaitu sebesar 20.50% pada papan dengan pengukusan serat 2 jam dengan katalis CaCl2 5%. Sedangkan nilai pengembangan tebal terbesar adalah 53.42% pada papan dengan pengukusan serat 3 jam dengan katalis MgCl2 5%. Persentase daya serap air papan semen serat selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 3.
Modulus Elastisitas / Modulus of Elasticity (MOE)
Keteguhan lentur elastis (MOE) dari papan semen serat sisal yang dihasilkan, berkisar antara 2863 kgf/cm2 sampai 30002 kgf/cm2. Papan semen dengan nilai MOE terkecil adalah papan semen tanpa katalis dengan pengukusan serat selama 3 jam (2863 kgf/cm2). Sedangkan papan semen dengan nilai MOE terbesar adalah papan semen penambahan katalis CaCl2 5% dengan pengukusan serat selama 2 jam (30002 kgf/cm2). Berdasarkan standard pembuatan papan semen dengan menggunakan standard ISO 8335:1987 yang mensyaratkan bahwa nilai MOE papan semen minimal adalah 30000 kgf/cm2, maka yang memenuhi standard adalah papan semen pengukusan serat 2 jam dengan katalis CaCl2 5% (30002 kgf/cm2). Nilai MOE papan semen serat selengkapnya tersaji pada Gambar 4.
Fig 4. Modulus of Elasticity of sisal fiber cement bonded board at different treatment Note : see Fig 1
Papan-papan semen serat dengan nilai MOE memenuhi standard ISO 8335:1987, memiliki nilai yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan nilai MOE papan semen pelepah kelapa sawit dengan katalis MgCl2 5% dan perbandingan partikel semen 1 : 2.2 (sekitar 14000 kgf/cm2), namun lebih kecil dibandingkan papan semen pelepah kelapa sawit dengan katalis MgCl2 5% dan perbandingan partikel semen 1 : 2.7 (sekitar 57500 kgf/cm2) (Hermawan et al. 2001). Nilai MOE dari papan semen serat sisal ini juga memiliki nilai yang hampir sama dengan nilai MOE dari papan semen sekam padi dengan kerapatan papan 1.2 g/cm3, perbandingan semen : partikel : air sebesar 2.6 : 1.0 : 1.3 dan penambahan CaCl2 sebesar 5% (sekitar 30000 kgf/cm2) (Ma et al. 2000).
Modulus Patah / Modulus of Rupture (MOR)
Kisaran nilai modulus patah (MOR) dari papan semen serat sisal yang dihasilkan yaitu antara 15.99 kgf/cm2 sampai 125.78 kgf/cm2. Papan semen dengan nilai MOR terkecil adalah papan semen tanpa katalis dengan pengukusan serat selama 3 jam (15.99 kgf/cm2). Sedangkan papan semen dengan nilai MOR terbesar adalah papan semen penambahan katalis CaCl2 5% dengan pengukusan serat selama 1 jam (125.78 kgf/cm2). Papan semen yang memenuhi standard adalah papan semen pengukusan serat 1 jam dengan katalis CaCl2 5% (125.78 kgf/cm2) dan MgCl2 5% (112.99 kgf/cm2), papan semen pengukusan serat 1 jam dengan katalis CaCl2 5% (122.65 kgf/cm2) dan MgCl2 5% (124.64 kgf/cm2), serta papan semen perlakuan uap serat 3 jam dengan katalis CaCl2 5% (107.52 kgf/cm2). Papan-papan semen tersebut memiliki nilai MOR yang lebih tinggi dari batas minimal yang ditetapkan standard ISO 8335:1987 yaitu 90 kgf/cm2. Nilai MOR papan semen serat selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 5.
Fig 5. Modulus of Rupture of sisal fiber cement bonded board at different treatment Note : see Fig 1
Papan-papan semen serat dengan nilai MOR memenuhi standard ISO 8335:1987, memiliki nilai MOR lebih besar jika dibandingkan dengan papan semen pelepah kelapa sawit dengan katalis MgCl2 5% dan perbandingan partikel semen 1 : 2.2 (sekitar 65 kgf/cm2), namun lebih rendah dari nilai MOR papan semen batang kelapa sawit dengan katalis MgCl2 5% dan perbandingan partikel semen 1 : 2.7 (sekitar 193 kgf/cm2) (Hermawan et al. 2001). Papan-papan semen serat sisal ini juga memiliki nilai MOR yang lebih baik jika dibandingkan dengan papan semen sekam padi dengan kerapatan papan 1.2 g/cm3, perbandingan semen : partikel : air sebesar 2.6 : 1.0 : 1.3 dan penambahan CaCl2 sebesar 5% (sekitar 80 kgf/cm2) (Ma et al. 2000).
Kekuatan Rekat Internal / Internal Bond (IB)
Kisaran nilai keteguhan rekat (IB) papan semen serat sisal yaitu antara 0.03 kgf/cm2 sampai 5.36 kgf/cm2. Nilai IB untuk papan semen tanpa katalis tidak menunjukkan pola yang teratur. Sedangkan nilai IB pada papan semen dengan katalis CaCl2 5%, memiliki nilai optimal pada pengukusan serat selama 2 jam. Nilai IB tertinggi adalah pada papan semen serat dengan pengukusan serat selama 2 jam dan penambahan katalis MgCl2 5% (5.88 kgf/cm2). Sedangkan nilai IB terendah adalah pada papan semen tanpa katalis dengan pengukusan serat selama 3 jam (0.03 kgf/cm2). Papan semen yang memenuhi standard adalah papan semen perlakuan uap serat 3 jam dengan katalis MgCl2 5% (5.88 kgf/cm2). Papan semen tersebut memiliki nilai IB yang lebih tinggi dari batas minimal yang ditetapkan standard ISO 8335:1987 yaitu 5 kgf/cm2. Nilai IB papan semen serat sisal selengkapnya tersaji pada Gambar 6.
Papan semen serat dengan nilai IB memenuhi standard ISO 8335:1987, memiliki nilai yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan nilai IB papan semen pelepah kelapa sawit dengan katalis MgCl2 5% dan perbandingan partikel semen 1 : 2.2 (sekitar 0.3 kgf/cm2), namun lebih kecil dibandingkan papan semen batang kelapa sawit dengan katalis MgCl2 5% dan perbandingan partikel semen 1 : 2.7 (sekitar 11 kgf/cm2) (Hermawan et al. 2001). Nilai IB dari papan semen serat sisal ini juga memiliki nilai lebih baik jika dibandingkan nilai IB dari papan semen bambu dengan kerapatan papan 1.095 g/cm3, perbandingan semen : partikel : air sebesar 2.2 : 1.0 : 1.32 dan penambahan CaCl2 sebesar 10% (sekitar 4.1 kgf/cm2) (Ma et al. 1997).
Kuat tarik sekrup atau screw withdrawal (SW)
Nilai kuat tarik sekrup (SW) panel sisal berkisar antara 4.15 kgf sampai 31.48 kgf. Nilai kuat tarik sekrup papan semen dengan penambahan katalis lebih besar dibandingkan dengan papan semen tanpa katalis. Nilai SW tertinggi adalah pada papan semen dengan pengukusan serat selama 2 jam dan penambahan katalis CaCl2 5% (31.48 kgf). Sedangkan nilai SW terendah adalah pada papan semen tanpa katalis dengan pengukusan serat selama 3 jam. Berdasarkan standard pembuatan papan semen dengan menggunakan standard JIS A 5908 - 1994 yang mensyaratkan bahwa nilai SW papan partikel minimal adalah 30 kgf, maka yang memenuhi standard adalah papan semen perlakuan uap serat 2 jam dengan katalis CaCl2 5% (31.48 kgf). Nilai kuat pegang sekrup selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 7.
Fig 7. Screw withdrawal of sisal fiber cement bonded board at different treatment Note : see Fig 1
Papan semen serat dengan nilai SW memenuhi standard JIS A 5908:1994, memiliki nilai yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan nilai SW papan semen bambu dengan katalis MgCl2 5% yaitu sebesar 32 kgf (Sulastiningsih et al. 2000).
Analisis Statistika
Untuk mengetahui seberapa jauh perlakuan terhadap serat ataupun pemberian katalis berpengaruh pada besarnya sifat fisis dan mekanis, dilakukan analisis statistika terhadap data yang ada. Pengolahan dilakukan menggunakan software Minitab versi 14. Hasil pengolahan data dapat dilihat pada Tabel 1.
Table 1. Statistical analysis of physical and mechanical properties of cement bonded fiber board
MC TS MOE MOR IB SW
Treatment of sisal fiber 0.000* 0.001* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* Catalyst 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* Interaction between
Treatment of sisal fiber * catalyst
0.000* 0.000* 0.038* 0.001* 0.000* 0.002* Note : *) significant at level 5% ; value at table as p-value from ANOVA
Dari Tabel 1, dapat dilihat bahwa interaksi antara pemberian perlakuan uap terhadap serat dan pemberian katalis berpengaruh nyata terhadap seluruh sifat fisis dan mekanis papan, yang ditunjukkan dengan nilai probability p< (p<0.05). Hal ini menunjukkan bahwa pemberian perlakuan pengukusan terhadap sisal dan pemberian katalis cukup efektif untuk meningkatkan sifat fisis dan mekanis papan, dibanding papan yang tidak diberi perlakuan uap pada serat dan tidak diberi katalis.
KESIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi antara perlakuan pengukusan pada serat dan penambahan katalis CaCl2 dan MgCl2 sebanyak 5% dapat meningkatkan sifat fisis dan mekanis papan semen serat sisal jika dibandingkan papan semen tanpa perlakuan uap pada serat dan tanpa penambahan katalis.
Papan semen terbaik adalah papan semen serat perlakuan pengukusan serat selama 2 jam, baik dengan penambahan katalis MgCl2 5%, ataupun penambahan CaCl2 5%, dimana memiliki nilai sifat fisis dan mekanis yang memenuhi standard.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2006. Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat, Departemen Pertanian. Informasi Serat Alam (Komunikasi Instansi).
Budiman, I., Gopar, M., Subyakto, Subiyanto, B. 2007. Pengaruh Lama Perlakuan Uap pada Serat terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Semen Serat Sisal. Laporan Teknik Akhir Tahun 2007 : 80-91.
Hermawan, D., Subiyanto, B., Kawai, S. 2001. Manufacture and Properties of Oil Palm Frond Cement-Bonded Board. Journal of Wood Science 47 (3) : 208-213.
ISO 8335:1987. Cement-bonded particleboards -- Boards of Portland or equivalent cement reinforced with fibrous wood particles. International Organization for Standardization. Geneva.
JIS A 5908:1994. Particles Boards, Japanese Standard Association, Japan.
Li, Y., Mai, Y.W., Ye, L. 2000. Sisal Fibre and Its Composites : A Review of Recent Developments. Composites Science and Technology 60 : 2037-2055.
Ma, L.F., Yamauchi, H., Pulido, O.R., Tamura, Y., Sasaki, H., Kawai, S. 2000. Manufacture of Cement-bonded Boards from Wood and Other Lignocellulosic Materials : Relationships between Cement Hydration and Mechanical Properties of Cement-bonded Boards. Wood-Cement Composites in the Asia- Pacific Region – Proceeding of a workshop held at Rydges Hotel, Canberra, Australia, on 10 December 2000. Page: 13-23.
Mattone, R. 2005. Sisal Fibre Reinforced Soil or Cactus Pulp in Bahareque Technique. Cement & Concrete Composites 27 : 611 – 616.
Mishra, S., Mohanty, A.K., Drzal, L.T., Misra, M., Hinrichsen, G. 2004. A Review on Pinneapple Leaf Fibers, Sisal Fibers and Their Biocomposites. Macromolecular Materials and Engineering 289 : 955-974.
Munawar, S.S. 2008a. Properties of Non-Wood Plant Fiber Bundles and The Development of Their Composites [Dissertation]. Graduate School of Agriculture, Departement of Forestry and Biomaterials Science, Kyoto University.
Munawar, S.S., Umemura, K., Tanaka, F., Kawai, S. 2008b. Effects of alkali, mild steam, and chitosan treatments on the properties of pineapple, ramie, and sansevieria fiber bundles. Journal of Wood Science 54 : 28 - 35.
Sulastiningsih, I.M., Nurwati, Murdjoko, S., Kawai, S. 2000. The Effects of Bamboo:Cement Ratio and Magnesium Chloride (MgCl2) Content on the Properties of Bamboo-Cement Boards. Wood-Cement Composites in the Asia- Pacific Region – Proceeding of a workshop held at Rydges Hotel, Canberra, Australia, on 10 December 2000. Page: 66-71.
OPTIMASI DALAM PERUSAHAAN KAYU LAPIS:
Studi kasus di PT. Putra Sumber Utama Timber-Jambi
Bintang Simangunsong, Endartya Nur Solihah Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB
ABSTRAK
Industri kayu lapis Indonesia saat ini sedang menghadapi beberapa persoalan yang cukup berat, diantaranya pasokan bahan baku kayu bulat yang menurun, proses produksi yang tidak efisien dan daya saing produk yang rendah. Analisis biaya produksi dan optimasi pemanfaatan faktor-faktor produksi, seperti bahan baku kayu, waktu penggunaan mesin dan modal perlu dilakukan dengan serius agar perusahaan-perusahaan kayu lapis dapat tetap beroperasi dengan sehat dan berdaya saing tinggi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa optimasi dapat meningkatkan keuntungan sebesar 18% dibandingkan keuntungan yang diperoleh pada kondisi aktual meskipun produksi berkurang 1.5% dengan biaya produksi bervariasi antara US$ 193.60 per m3 hingga US$ 247.68 per m3.
Keywords: Kayu lapis, Optimasi, Analisis biaya, Daya saing, industri kehutanan
PENDAHULUAN
Industri kayu lapis merupakan salah satu sub-sektor industri yang penting dalam menyumbang devisa bagi negara Indonesia, namun jumlah devisa dan kontribusinya terus menurun pada periode 1994-2006 (BPS, 2007). Nilai ekspor kayu lapis terus menurun akibat banyaknya perusahaan kayu lapis yang berhenti berproduksi atau yang berproduksi di bawah normal. APKINDO (2006) dalam Manurung et. al. (2007) melaporkan jumlah perusahaan kayu lapis dan panel kayu lainnya per 6 Oktober 2006 adalah 130 perusahaan, namun yang aktif hanya berjumlah 68 perusahaan.
Menurunnya pasokan bahan baku kayu, khususnya kayu yang berasal dari hutan alam produksi merupakan salah satu penyebab utama. Hal ini terjadi akibat kerusakan hutan alam produksi yang semakin parah. Sementara itu, realisasi pembangunan hutan tanaman industri (HTI), khususnya HTI kayu perkakas, sebagai sumber bahan baku sampai dengan bulan Juli tahun 2007 ternyata sangat rendah, yaitu baru mencapai 0.97 juta ha (Simangunsong et. al., 2008). Faktor-faktor penyebab lainnya adalah inefisiensi proses produksi dan daya saing produk yang rendah.
Penurunan pasokan kayu bulat, inefisiensi proses produksi dan daya saing produk yang rendah ini perlu diatasi agar perusahaan-perusahaan kayu lapis tersebut dapat tetap beroperasi dengan sehat dan berdaya saing tinggi. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah optimasi pemanfaatan faktor-faktor produksi, seperti bahan baku kayu, waktu penggunaan mesin, dan modal dengan menerapkan model program linier oleh setiap perusahaan. Penerapan model program linear ini juga sekaligus mampu menentukan kombinasi produk yang memaksimumkan keuntungan.
METODE PENELITIAN
Data yang dikumpulkan berupa data primer dan data sekunder. Data primer meliputi: jenis, jumlah, dan harga bahan baku, bahan penolong dan sumberdaya lainnya yang tersedia dan yang digunakan untuk menghasilkan produk kayu lapis; jumlah dan upah atau gaji karyawan; produktivitas mesin-mesin utama dalam pembuatan kayu lapis, seperti mesin kupas, mesin pengering, core composser, F/B composser, mesin kempa dingin, mesin kempa panas, sizer, sander. Data primer ini diperoleh dengan cara melakukan pengamatan dan pengukuran langsung di lapangan serta wawancara dengan karyawan, tenaga kerja, dan staf perusahaan. Sedangkan data sekunder meliputi: keadaan umum industri dan struktur organisasi; jumlah produksi dan harga jual produk kayu lapis; data ekspor-impor produk kayu lapis; nilai kurs valuta asing; dan formula perekat dan standar operasi alat (mesin) yang digunakan. Data sekunder diperoleh dengan mengutip dari berbagai literatur, laporan perusahaan, berbagai publikasi yang diterbitkan oleh Departemen Kehutanan, dan Badan Pusat Statistik.
Data primer dan data sekunder yang diperoleh kemudian dianalisis. Analisis data yang dilakukan adalah analisis biaya produksi untuk setiap jenis produk kayu lapis dan analisis optimasi produk. Analisis biaya produksi dilakukan untuk mengetahui struktur dan besarnya biaya produksi, serta besarnya keuntungan yang dapat diperoleh dari setiap produk kayu lapis.
Analisis optimasi produk yang dilakukan menggunakan model program linier yang mengacu pada Simangunsong (1991) dengan beberapa modifikasi. Program linier ini terdiri dari fungsi tujuan dan fungsi kendala. Fungsi tujuan yang akan dicapai adalah keuntungan maksimum dari hasil penjualan produk kayu lapis untuk periode satu bulan dalam satuan US$. Besarnya keuntungan per m3 dari tiap jenis produk kayu lapis yang dihasilkan merupakan selisih antara harga jual per m3 produk kayu lapis dengan biaya produksi per m3 produk kayu lapis untuk masing-masing jenis produk kayu lapis. Ada pun kendala yang dipertimbangkan dalam penelitian ini adalah ketersedian kayu bulat; ketersediaan modal; jumlah perekat; kapasitas produksi dari mesin-mesin utama seperti
rotary lathe, continous dryer, roller dryer,core composser, F/B composser; waktu penggunaan dari mesin-mesin utama seperti cold press, hot press, sizer , sander; dan produksi minimum.
Selain mendapatkan kombinasi optimal dari produk yang akan memaksimalkan keuntungan, perlu juga dilakukan analisis kepekaan. Analisis kepekaan merupakan salah satu cara yang dilakukan untuk mengetahui perubahan-perubahan yang terjadi terhadap solusi optimum. Analisis kepekaan dilihat pada sistem industri kayu lapis yang berkaitan dengan perubahan nilai dari sumberdaya yang tersedia dan keuntungan atau pendapatan dari setiap produk kayu lapis.
Dari 64 jenis produk kayu lapis yang dihasilkan oleh di PT. Putra Sumber Utama Timber selama ini, 21 jenis produk kayu lapis (X1 sampai X21) dipilih sebagai produk yang dianalisis dalam optimasi produk dengan pertimbangan bahwa produk-produk tersebut sering diproduksi dan merupakan produk-produk utama. Secara rinci jenis-jenis produk di PT. Putra Sumber Utama Timber disajikan pada Tabel 1.
Model program linier untuk permasalahan perusahaan kayu lapis dalam penelitian ini dirumuskan sebagai berikut (Lihat Taha, 2003; Winston and Albright, 1997; Nasendi dan Anwar, 1985). :
Kendala:
i= 1,β,……,m j = 1,2,...,n dimana :
Cj = Keuntungan produk kayu lapis ke-j per m3 ; Xj = Jumlah produk kayu lapis ke-jper bulan;
aij = Koefisien input-output yang menyatakan banyaknya sumberdaya ke-i yang diperlukan untuk menghasilkan setiap unit output kegiatan ke-j , misalnya volume kayu bulat yang diperlukan untuk menghasilkan 1 m3 kayu lapis ke-j; bi = Banyaknya sumberdaya ke-i yang tersedia dalam kegiatan ke-j, misalnya jumlah
kayu bulat yang tersedia per bulan;
n = Banyaknya jenis kayu lapis yang diproduksi;
m = Jumlah macam sumberdaya yang tersedia, misalnya jumlah kayu bulat yang tersedia, ketersediaan modal, and jumlah perekat; dan
