PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN KADAR PEREKAT
TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL
DARI LIMBAH BATANG KELAPA SAWIT
DENGAN PEREKAT PHENOL FORMALDEHIDA
SKRIPSI
Oleh:
Lateranita Sembiring 081203040
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
LEMBAR PENGESAHAN
Judul penelitian : Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida
Nama : Lateranita Sembiring
NIM : 081203040
Program Studi : Kehutanan
Disetujui oleh: Komisi Pembimbing
Tito Sucipto, S.Hut., M.Si Dr. Rudi Hartono, S.Hut., M.Si Ketua Anggota
Mengetahui,
ABSTRACT
LATERANITA SEMBIRING: The Influence of Particle Size and Adhesive Content on Physical and Mechanical Properties of Particleboard Made of Residu Oil Palm Trunks Using Phenol Formaldehida Adhesive. Supervised by TITO SUCIPTO and RUDI HARTONO.
The waste oil palm trunks is a alternative basic commodity manufacture particleboards. The purpose of this study was to evaluate the physical and mechanical properties with the influence particle size and adhesive content of phenol formaldehida, get the optimal size and adhesive content of particleboard made of residu oil palm trunks. Board were made with size 25 cm x 25 cm x 1 cm with density of 0,7 gr/cm2. Particleboard using phenol formaldehida adhesive, press 25 kg/cm2 for 10 minute and experiments were analyzed by factorial with completely randomized design in 3 particle size (20,35 and 50 mesh) and 3 adhesive content (6, 8 and 10%). Particleboard was tested for density, moitusture content, water absorption, thickness swelling, internal bond, modulus of elasticity and modulus of repture. Result showed that adhesive content, particle size and interaction adhesive content and particle size have significant influence to the density, moisture content, thickness swelling, water absorbtion, and internal bond. The result of the research so that density value about 0,57-0,64 gr/cm3, moisture content about 10,45-11,91%, water absorption about 42,86-112,45%, thickness swelling about 2,84-17,49%, internal bond about 0,90-4,24 kg/cm2, modulus of repture about 24,93-67,58 kgf/cm2, modulus of elasticity about 1602,76-2231,90 kgf/cm2. Density, moisture content and thickness swelling had filled SNI 03-2105-2006, water absorbtion, modulus of repture and modulus of elasticity hasn’t filled the standard. Optimal condition was attained by combination of particle size of 35 mesh and adhesive content 8%., were the density was 0,63 g/cm3, moisture content was 11,38%, water absorption 61,69%, thickness swelling was 6,26%, modulus of rupture was 67,58 kg/cm2, modulus of elasticity was 2062,60 kg/cm2 and internal bond was 3,07 kg/cm2.
ABSTRAK
LATERANITA SEMBIRING: Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida. Di bawah bimbingan TITO SUCIPTO dan RUDI HARTONO.
Limbah batang kelapa sawit merupakan salah satu alternatif bahan baku pembuatan papan partikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan variasi ukuran partikel dan kadar perekat phenol formaldehida, mendapatkan ukuran dan kadar perekat yang optimal untuk papan partikel dari limbah batang kelapa sawit. Papan partikel yang dibuat berukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm dengan target kerapatan 0,7 gr/cm3. Papan partikel menggunakan perekat phenol formaldehida dengan suhu pengempaan 1500C, tekanan kempa 25 kg/cm2 selama 10 menit dan menggunakan rancangan acak lengkap faktorial dengan 3 kali ulangan dan 2 faktor yaitu ukuran partikel (20,35 dan 50 mesh) dan kadar perekat (6, 8 dan 10%). Pengujian papan partikel terdiri atas kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan rekat internal, keteguhan lentur dan keteguhan patah. Hasil penelitian menunjukkan kadar perekat, ukuran partikel, dan interaksi antara ukuran partikel dan kadar perekat berpengaruh nyata terhadap kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, daya serap air dan internal bond. Hasil penelitian menunjukkan nilai kerapatan berkisar 0,57-0,64 gr/cm3, kadar air berkisar 10,45-11,91%, daya serap air berkisar 42,86-112,45%, pengembangan tebal berkisar 2,84-17,49%, internal bond berkisar 0,90-4,24 kg/cm2, modulus patah berkisar 24,93-67,58 kgf/cm2, modulus elastisitas berkisar 1602,76-2231,90 kgf/cm2. Nilai kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal telah memenuhi SNI 03-2105-2006, pengembangan tebal, modulus patah, dan modulus elastisitas belum memenuhi standar. Kombinasi ukuran partikel dan kadar perekat yang optimal adalah pada perlakuan ukuran partikel 35 mesh dengan kadar perekat 8% yang memiliki nilai kerapatan 0,63 g/cm3, kadar air 11,38%, daya serap air 61,69%, pengembangan tebal 6,26%, keteguhan patah 67,58 kg/cm2, keteguhan lentur 2062,60 kg/cm2 dan keteguhan rekat internal 3,07 kg/cm2.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kota Kabanjahe pada 13 Juni 1990 dari Ayah Jaman
Sembiring (almarhum) dan Ibu Jendakita Br Sinulingga. Penulis merupakan anak
kelima dari lima bersaudara.
Tahun 2002 penulis lulus pendidikan di SD Negeri No 040467 Desa
Lingga, Kabupaten Karo dan pada tahun 2005 penulis lulus SMP Swasta Maria
Goretti Kabanjahe. Pada tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Kabanjahe
dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara
melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN).
Penulis memilih minat Teknologi Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Fakultas
Pertanian.
Selain perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Himpunan Mahasiswa
Sylva (HIMAS), pengurus di Unit Kegiatan Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa
Kristen Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara (UKM KMK FP USU),
anggota Ikatan Mahasiswa Karo “Mbuah Page” Fakultas Pertanian (IMKA FP).
Penulis pernah menjadi asisten praktikum papan serat dan papan partikel, asisten
praktikum teknologi serat dan komposit. Penulis melaksanakan Praktik
Pengenalan Ekosistem Hutan (PEH) di Lau Kawar dan Deleng Lancuk. Penulis
melakukan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di HTI PT. Finnantara Intiga Area
Sintang Kalimantan Barat dari tanggal 18 April sampai dengan 18 Juni 2012.
Penulis melaksanakan penelitian dengan judul “ Pengaruh Ukuran Partikel dan
Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah
Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida”, di bawah bimbingan
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala
berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan hasil penelitian ini.
Adapun judul penelitian ini adalah “ Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat
Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa
Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida”. Papan partikel dibuat dari limbah
batang kelapa sawit dengan tujuan untuk mengurangi penggunaan kayu di hutan
alam dan memanfaatkan limbah batang kelapa sawit yang belum dimanfaatkan
secara optimal.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ayahanda alm. Jaman Sembiring dan Ibunda Jendakita Br. Sinulingga, atas
kesabaran, doa, cinta dan kasih sayang yang menjadi motivasi terbesar bagi
penulis selama melakukan penelitian.
2. Bapak Tito Sucipto, S.Hut, M.Si selaku Ketua Komisi Pembimbing dan Bapak
Dr. Rudi Hartono, S.Hut, M.Si selaku Anggota Komisi Pembimbing yang telah
banyak memberikan masukan, arahan dan bimbingan kepada penulis dalam
menyelesaikan hasil penelitian ini.
3. Bapak Apri Heri Iswanto, S.Hut, M.Si yang telah membantu penulis untuk
pengujian sifat mekanis di Laboratorium Keteknikan Kayu, Fakultas
Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
4. Ibu Siti Latifah, S.Hut, M.Si, P.hD dan Bapak Luthfi Hakim S.Hut, M.Si,
5. Abang dan kakak Luter Sembiring, Ratmita Br Sinulingga, Lius Sembiring,
Rosita Br Ginting, Lasrin Sembiring, Lili Suryani Br Ginting, Livianto Arizona
Sembiring, dan Karolina Br Sinulingga yang selalu memberi dukungan dan doa
kepada penulis.
6. Keponakan-keponakanku Wandy Feber Ando Sembiring, Regina Fransiska Br
Sembiring, Elyaster Br Sembiring, Milgin Sakti Edy Nisura Sembiring, Glory
Harry Pranata Sembiring, Christmas Sendylona Sembiring, Aaron Benzema
Sembiring, dan Liona Avuliza Br Sembiring buat dukungan dan doanya.
7. Teman – teman seperjuangan Friska Simatupang, Ruth All Yen Tobing, Lensi
Mian Sinaga, S.Hut, Ori Yani Yunilda Siregar, S.Hut, Janner Wiliam Ginting,
Zainal Abidin Syah Polem, Christine Anastasia Tarigan, Hadyan Tamam Ahta
Daulay.
8. Buat teman-teman kos Grace Ginting, Olivia Ginting, Rolis Saragih, Iren
Ginting dan Devita Simarmata yang telah menjadi menjadi keluarga bagi
penulis selama mengikuti perkuliahan.
9. Xaverius Ginting buat kesabaran, motivasi, dan doa selama penulis melakukan
penelitian.
10. Teman-teman dari UKM KMK FP USU, IMKA “Mbuah Page” FP, HIMAS
USU, THH 2008 dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.
Semoga hasil penelitian ini memberikan manfaat bagi para pembaca..
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Juli 2013
DAFTAR ISI
Hal.
ABSTRACT ... iv
ABSTRAK ... v
RIWAYAT HIDUP ... vi
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 3
Manfaat Penelitian ... 4
Hipotesis Penelitian ... 4
TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Kelapa Sawit ... 5
Sifat Fisis dan Mekanis Batang Kelapa Sawit ... 6
Perekat Phenol Formaldehida (PF) ... 8
Papan Partikel ... 9
Ukuran Partikel ... 14
Kadar Perekat... 15
METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ... 16
Bahan dan Alat ... 16
Prosedur Penelitian ... 16
Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel ... 20
Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel ... 21
Analisis Data ... 24
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikel ... 26
Sifat Mekanis Papan Partikel ... 36
Rekapitulasi Kualitas Papan Partikel ... 41
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 43
Saran ... 43
DAFTAR TABEL
Hal
1. Sifat-sifat dasar batang kelapa sawit ... 7
2. Perbandingan sifat batang batang sawit dengan beberapa jenis kayu ... 7
3. Sifat fisis dan mekanis papan partikel berdasarkan SNI 03-2105-2006 ... 24
DAFTAR GAMBAR
Hal
1. Pembagian contoh uji papan partikel ... 18
2. Bagan alir penelitian ... 19
3. Pengujian keteguhan rekat internal ... 22
4. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE) ... 23
5. Nilai rata-rata kerapatan papan partikel dari limbah BKS... 26
6. Nilai rata-rata kadar air papan partikel dari limbah BKS ... 28
7. Nilai rata – rata daya serap air papan partikel dari limbah BKS ... 30
8. Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel dari limbah BKS ... 32
9. Nilai rata – rata pengujian IB papan partikel dari limbah BKS ... 34
10. Nilai rata-rata MOR papan partikel dari limbah BKS ... 36
11. Nilai rata – rata pengujian MOE papan partikel dari limbah BKS ... 37
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
1. Perhitungan kebutuhan bahan baku papan partikel ... 46
2. Nilai sifat fisis papan partikel ... 47
3. Nilai sifat mekanis papan partikel ... 48
4. Analisis keragaman kerapatan papan partikel ... 48
5. Analisis keragaman kadar air papan partikel ... 49
6. Hasil uji Duncan kadar air partikel papan partikel ... 49
7. Analisis keragaman daya serap air papan partikel ... 49
8. Analisis keragaman pengembangan tebal papan partikel ... 49
9. Analisis keragaman IB papan partikel ... 50
10. Analisis keragaman MOR papan partikel ... 50
11. Analisis keragaman MOE papan partikel ... 50
12. Pengkondisian Papan Partikel ... 51
13. Pola Pemotongan Contoh Uji Papan Partikel ... 51
14. Pemotongan Contoh Uji Papan Partikel ... 51
