ix DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul ... i
Halaman Pengesahan ... ii
Pernyataan ... iii
Kata Pengantar ... iv
Halaman Persembahan ... iv
Daftar Isi ... ix
Daftar Tabel ... xii
Daftar Gambar ... xiv
Daftar Lampiran ... xvi
Daftar Rumus ... xvii
Daftar Istilah ... xviii
Daftar Notasi ... xix
Intisari ... xxi
Abstract ... xii
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan Penelitian ... 5
1.3 Manfaat Penelitian ... 5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1 Ampas Tebu (Saccharum sp.) ... 6
2.1.1 Deskripsi Tebu-Ampas Tebu ... 8
2.1.2 Persyaratan Tumbuh ... 8
2.1.3 Sifat-Sifat Ampas Tebu ... 8
2.1.3.1 Sifat Anatomi ... 8
2.1.3.2 Sifat Fisik ... 9
2.1.3.3 Sifat Kimia ... 10
2.1.4 Potensi dan Kegunaan Ampas Tebu ... 11
2.2 Asam Sitrat ... 13
2.2.1 Deskripsi Asam Sitrat ... 13
2.2.2 Sifat Fisika dan Kimia Asam Sitrat ... 14
2.2.3 Pembuatan Asam Sitrat ... 15
2.2.4 Kegunaan Asam Sitrat ... 15
2.2.5 Penggunaan Asam Sitrat dalam Pembuatan Papan Partikel ... 15
2.3 Papan Partikel ... 17
2.3.1 Pengertian ... 17
2.3.2 Klasifikasi Papan Partikel ... 18
2.3.3 Papan Partikel Tanpa Perekat dan Perkembangannya .... 20
x LANJUTAN DAFTAR ISI
Halaman
2.3.4 Mekanisme Perekatan ... 22
2.3.4.1 Mekanisme perekatan secara umum ... 22
2.3.4.2 Mekanisme perekatan papan partikel tanpa perekat ... 25
2.3.4.3Mekanisme perekatan papan partikel tanpa penambahan asam sitrat ... 26
2.3.5 Faktor-Fakor yang Mempengaruhi Papan Partikel ... 31
2.3.5.1 Jenis bahan ... 31
2.3.5.2 Jenis dan jumlah perekat ... 32
2.3.5.3 Kadar air partikel ... 33
2.3.5.4 Ukuran dan bentuk partikel ... 34
2.3.5.5 Kerapatan papan ... 35
2.3.5.6 Pengempaan... 36
2.3.6 Standar Industri Papan Partikel ... 37
BAB III. HIPOTESIS DAN RANCANGAN PENELITIAN ... 39
3.1 Hipotesis ... 39
3.2 Rancangan Penelitian ... 39
BAB IV. METODE PENELITIAN ... 43
4.1 Bahan Penelitian ... 43
4.2 Alat Penelitian ... 43
4.3 Waktu dan Tempat Penelitian ... 44
4.4 Prosedur Penelitian ... 45
4.4.1 Persiapan Partikel ... 47
4.4.2 Pengeringan Partikel dan Pengukuran Kadar Air ... 47
4.4.3 Penyaringan Partikel dan Penghitungan Komposisi Partikel ... 48
4.4.4 Penimbangan Partikel ... 50
4.4.5 Pembuatan Larutan Asam Sitrat ... 50
4.4.6 Pencampuran Larutan Asam Sitrat dengan Partikel ... 52
4.4.7 Pengovenan Partikel ... 53
4.4.8 Pembentukan Mat ... 53
4.4.9 Pengempaan Awal ... 54
4.4.10 Pengempaan Panas ... 54
4.4.11 Pengkondisian... 55
4.4.12 Pembuatan Contoh Uji ... 55
4.4.13 Pengujian Sifat Fisika dan Mekanika Papan Partikel ... 56
4.4.13.1 Kadar air dan kerapatan ... 57
4.4.13.2 Penyerapan air dan pengembangan tebal ... 57
4.4.13.3 Keteguhan rekat internal ... 58
4.4.13.4 Keteguhan lengkung statik ... 59
xi LANJUTAN DAFTAR ISI
Halaman
BAB V. HASIL DAN ANALISIS... 61
5.1 Karakteristik Bahan Baku ... 61
5.2 Sifat Fisika Papan Partikel ... 61
5.2.1 Kadar Air ... 62
5.2.2 Kerapatan ... 63
5.2.3 Penyerapan air ... 65
5.2.4 Pengembangan Tebal ... 66
5.3 Sifat Mekanika Papan Partikel ... 68
5.3.1 Modulus Patah... 68
5.3.2 Modulus Elastisitas ... 69
5.3.3 Keteguhan Rekat Internal ... 70
5.4 Perbandingan Sifat dengan Standar Baku Kualitas Papan Partikel ... 72
BAB VI. PEMBAHASAN ... 74
6.1 Karakteristik Bahan Baku ... 74
6.2 Sifat Fisika Papan Partikel ... 75
6.2.1 Kadar Air ... 75
6.2.2 Kerapatan ... 77
6.2.3 Penyerapan Air ... 78
6.2.4 Pengembangan Tebal ... 79
6.3 Sifat Mekanika Papan Partikel ... 82
6.3.1 Modulus Patah ... 82
6.3.2 Modulus Elastisitas ... 83
6.3.3 Keteguhan Rekat Internal ... 85
BAB VII. KESIMPULAN DAN SARAN... . 87
7.1 Kesimpulan ... 87
7.2 Saran ... 89
DAFTAR PUSTAKA ... 90
LAMPIRAN ... 94
xii
DAFTAR TABEL
Tabel No. Halaman
2.1. Komponen Kimia Ampas Tebu ... 10
2.2. Komponen Kimia Bagian Dalam dan Luar Ampas Tebu ... 10
2.3. Perkembangan Produksi Tebu Tahun 2003 – 2011 ... 11
2.4 Sifat Fisika Asam Sitrat ... 14
2.5 Sifat Kimia Asam Sitrat ... 14
2.6. Sifat Fisika Dan Mekanika Papan Partikel menurut JIS A 5908- 2003 ... 38
2.7 Sifat Fisika Dan Mekanika Papan Partikel menurut ANSI A208.1 - 1998, USDA, dan FAO ... 38
3.1 Rancangan Acak Lengkap dengan Percobaan Faktorial ... 40
3.2 Analisis Varians (ANOVA) ... 41
5.1. Komposisi Ukuran Partikel Ampas Tebu ... 61
5.2. Nilai Rata-Rata Kadar Air Papan Partikel Ampas Tebu (%) ... 62
5.3. Analisis Varians Kadar Air Papan Partikel Ampas Tebu Partikel Ampas Tebu ... 62
5.4. Uji HSD Pengaruh Jumlah Asam Sitrat terhadap Kadar Air Papan Partikel Ampas Tebu ... 63
5.5. Nilai Rata - Rata Kerapatan Papan Partikel Ampas Tebu (g/cm3) ... 63
5.6. Analisis Varians Kerapatan Papan Partikel Ampas Tebu ... 63
5.7. Uji HSD Pengaruh Jumlah Asam Sitrat terhadap Kerapatan PapanPartikel Ampas Tebu ... 64
5.8. Nilai Rata- Rata Penyerapan AirPapan Partikel Ampas Tebu (%) .... 65
5.9. Analisis Varians Penyerapan Air Papan Partikel Ampas Tebu ... 65
5.10. Uji HSD Pengaruh Jumlah Asam Sitrat terhadap Penyerapan Air Papan Partikel Ampas Tebu ... 66
5.11. Nilai Rata-Rata Pengembangan Tebal Papan Partikel Ampas Tebu (%) ... 66
5.12. Analisis Varians Pengembangan Tebal Papan Partikel Ampas Tebu . 67 5.13. Uji HSD Pengaruh Jumlah Asam Sitrat terhadap Pengembangan Tebal Papan Partikel Ampas Tebu ... 67
5.14. Nilai Rata- Rata Modulus Patah Papan Partikel Ampas Tebu (N/mm2) ... 68
5.15. Analisis Varians Modulus Patah Papan Partikel Ampas Tebu ... 69
5.16. Nilai Rata- Rata Modulus Elastisitas Papan Partikel Ampas Tebu (N/mm2) ... 69
5.17. Analisis Varians Modulus Elastisitas Papan Partikel Ampas Tebu ... 69
5.18 Uji HSD Pengaruh Jumlah Asam Sitrat Terhadap Nilai Modulus Elastisitas Papan Partikel Ampas Tebu (N/mm2) ... 70
5.19.Nilai Rata- Rata Keteguhan Rekat Internal Papan Partikel Ampas Tebu (N/mm2) ... ... 71
5.20. Analisis Varians Keteguhan Rekat Internal Papan Partikel Ampas Tebu... ... 71
xiii LANJUTAN TABEL
Tabel No. Halaman
5.21. Uji HSD Pengaruh Jumlah Asam Sitrat Terhadap Nilai Keteguhan Rekat Internal Papan Partikel Ampas Tebu ... 71 5.22. Perbandingan Sifat Fisika Papan Partikel Ampas Tebu... ... 72 5.23. Perbandingan Sifat Mekanika Papan Partikel Ampas Tebu ... . 73
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar No. Halaman
2.1. Tanaman Tebu ... 7
2.2. Ampas Tebu di PT. Madu Baru , Yogyakarta ... 12
2.3. Teori Lima Rantai Garis Perekat ... 19
2.4. Struktur Molekul Selolusa... 28
2.5. Struktur Kimia Monomer Penyusun Hemiselulosa ... 28
2.6. Struktur Kimia Selulosan ... 29
2.7. Struktur Kimia Komponen Penyusun Lignin ... 29
2.8. Rumus Kimia Lignin Kayu Spruce... 29
2.9. Rumus Struktur Ester ... 30
2.10. Asetilisasi Kayu dengan Asetat Anhidrida ... 31
2.11. Reaksi Esterifikasi pada Asam Sitrat dan Komponen Kayu ... 31
4.1. Alur Kerja Pembuatan Papan Partikel Tanpa Perekat dari Ampas Tebu ... 46
4.2. Proses Pengambilan Bahan Baku Ampas Tebu ... 47
4.3. Pengeringan Alami Partikel Ampas Tebu di Garret Fakultas Kehutanan UGM... 48
4.4. Pengovenan dan Penimbangan Sampel Kadar Air ... 48
4.5. Saringan Lolos 10 Mesh ... 49
4.6. Saringan 40, 60, dan 80 Mesh ... 49
4.7. Hasil Penyaringan Partikel Ampas Tebu ... 49
4.8. Penimbangan Partikel Ampas Tebu ... 50
4.9. Pencampuran Asam Sitrat dalam Aquades ... 52
4.10. Pendinginan Larutan Asam Sitrat ... 52
4.11. Partikel Ampas Tebu yang Sudah Dicampur Asam Sitrat ... 52
4.12. Pengeringan Partikel Ampas Tebu dengan Oven ... 53
4.13.Pembuatan Mat ... 54
4.14. Pengempaan Awal ... 54
4.15. Bentuk Mat/ Kasuran setelah Pengempaan Awal ... 54
4.16. Proses Pengempaan Panas ... 55
4.17. Proses Pengkondisian ... 55
4.18. Pola Contoh Uji Papan Partikel Ukuran 25 cm x 25 cm ... 56
4.19. Pengukuran Dimensi ... 57
4.20. Pengukuran Berat ... 57
4.21. Pengukuran Tebal Tengah ... 58
4.22. Perendaman Contoh Uji ... 58
4.23. Contoh Uji Keteguhan Rekat Intenal ... 59
4.24. Pengujian Keteguhan Rekat Internal ... 59
4.25. Contoh uji Keteguhan Lengkung Statik ... 60
4.26. Pengujian Keteguhan Lengkung Statik ... 60
5.1. Pengaruh Jumlah Asam Sitrat terhadap Kadar Air Papan Partikel Ampas Tebu ... 63
xv LANJUTAN GAMBAR
Gambar No. Halaman
5.2. Pengaruh Jumlah Asam Sitrat terhadap Kerapatan Papan Partikel Ampas Tebu ... 64 5.3. Pengaruh Jumlah Asam Sitrat terhadap Penyerapan Air Papan
Partikel Ampas Tebu ... 66 5.4. Grafik Hubungan Pengaruh Waktu Pengempaan dan Jumlah Asam
Sitrat terhadap Pengembangan Tebal Papan ... 68 5.5. Pengaruh Jumlah Asam Sitrat Terhadap Nilai Modulus Elastisitas
Papan Partikel Ampas Tebu ... 71 5.6.... Grafik Hubungan Pengaruh Jumlah Asam Sitrat terhadap Nilai
Keteguhan Rekat Internal Papan Partikel Ampas Tebu... 72
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran No. Halaman
1. Data Kadar Air Partikel Ampas Tebu ... 95
2. Komposisi Ukuran Partikel Ampas Tebu ... 95
3. Data Pengujian Kadar Air Papan Partikel Ampas Tebu ... 96
4. Data Pengujian Kerapatan Papan Partikel Ampas Tebu ... 97
5. Data Pengujian Penyerapan Air Papan Partikel Ampas Tebu ... 102
6. Data Pengujian Pengembangan Tebal Papan Partikel Ampas Tebu .... 104
7. Data Pengujian Modulus Patah Papan Partikel Ampas Tebu ... 106
8. Data Pengujian Modulus Elastisitas Papan Partikel Ampas Tebu ... 107
9. Data Pengujian Keteguhan Rekat Internal Papan Partikel Ampas Tebu ... 108
xvii
DAFTAR RUMUS
Rumus No. Halaman
3.1. Rumus Uji HSD ... 42
4.1. Rumus Kadar Air ... 48
4.2. Rumus Berat Partikel Kering Udara ... 50
4.3. Rumus Berat Asam Sitrat ... 51
4.4. Rumus Berat Aquades... 51
4.5. Rumus Kerapatan ... 57
4.6. Rumus Penyerapan Air ... 58
4.7. Rumus Pengembangan Tebal ... 58
4.8. Rumus Keteguhan Rekat Internal ... 59
4.9. Rumus Modulus Patah ... 60
4.10. Rumus Modulus Elastisitas ... 60
xviii
DAFTAR ISTILAH
Ampas tebu hasil samping dari penggilingan dan proses
ekstraksi cairan tebu pada industri gula pasir
Asam Sitrat asam organik lemah yang ditemukan pada
daun dan buah tumbuhan genus Citrus (jeruk-jerukan).
Binderless particleboard papan partikel tanpa perekat merupakan salah satu produk komposit dengan penggunaan perekat sangat rendah bahkan tidak menggunakan perekat sama sekali
JIS A 5908 2003 standar pengujian papan partikel pada
penelitian ini yang bersumber dari Japanese Industrial Standard for particleboard
Kadar air jumlah air yang terkandung dalam suatu
benda yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya
Kempa dingin proses perekatan partikel dimana seluruh
gabungan bahan ditekan tanpa adanya penambahan panas
Kempa panas proses untuk meningkatkan kerapatan
papan dari hasil pengempaan pendahuluan (dingin) dengan menggunakan plat kempa yang memberikan tekanan dan suhu tertentu
Kerapatan perbandingan berat dengan volume dari
suatu benda
Keteguhan rekat internal kekuatan tarik tegak lurus terhadap permukaan (bidang papan) sebagai pengukur kekuatan rekat antar elemen.
Kekuatan ini dipengaruhi oleh kekuatan penenunan (interfelting) elemen selama pembuatan kasuran
Mat (kasuran) partikel-partikel yang telah disusun dan
dibentuk sedemikian rupa saat proses pengempaan dingin
xix LANJUTAN DAFTAR ISTILAH
Modulus elastisitas ukuran kekakuan suatu bahan yang
merupakan perbandingan antara stress per satuan luas dan strain per satuan panjang.
Angka tersebut menunjukkan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula sesudah gaya dihilangkan
Modulus patah kemampuan papan partikel untuk menahan
beban dengan arah tegak lurus permukaan yang berusaha mematahkannya
Pengembangan tebal nilai yang menunjukkan besarnya
pengembangan tebal papan partikel yang diperhitungkan terhadap dimensi tebal papan sebelum direndam dalam air
Penyerapan air nilai yang menunjukkan besarnya
penyerapan air papan partikel yang diperhitungkan terhadap dimensi berat papan sebelum direndam air
xx
DAFTAR NOTASI
Lambang Satuan
D Kerapatan contoh uji g/ cm3
V Volume kering udara contoh uji cm3
Pa Penyerapan air contoh uji %
PT Pengembangan tebal contoh uji %
P’ Beban maksimal contoh uji N
P1 Beban pada batas proporsi N
L Panjang contoh uji mm
L’ Panjang bentangan bebas contoh uji mm
b Lebar contoh uji mm
d Tebal contoh uji mm
t1 Tebal awal contoh uji mm
t2 Tebal akhir contoh uji mm
Defleksi mm
W Berat kering udara g
W0 Berat kering tanur g
W1 Berat awal g
W2 Berat akhir g
Was Berat asam sitrat g
Waq Berat aquades g
Kas Konsentrasi asam sitrat %
