1
PENGUJIAN KEAWETAN ALAMI PAPAN PARTIKEL DARI CAMPURAN LIMBAH BATANG
SORGHUM DAN SERUTAN KAYU
NaturalDurabilityTesting Of Particleboard Made From Sorghum Stalk Waste and Wood Shavings
Mixture.
Andrianta Gintinga, Irawati Azharb, Apri Heri IswantobaMahasiswa Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Jl. Tri Dharma Ujung No. 1 Kampus USU Medan 20155
(*Penulis Korespondensi, E-mail: anta.andri@yahoo.com)
bStaf Pengajar Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara
Abstract
Sorghum stalk bagasse is potential raw materials to particleboard manufacture. In the previous research, sorghum bagasse particleboard had weakness matter in modulus of elasticity, internal bond and thickness swelling properties. Wood shaving mixture will be expected to improve of those properties. The objective of this research was to evaluate the effect of wood shaving added to improve mechanical properties of particleboard. Wood shaving type was added in particleboard manufacturing consist of Meranti, Cempedak, Mahoni, and Durian. Sorghum bagasse and wood shaving ratio in this research was 50/50 (%w/w). Amount of 10% urea formaldehyde (UF) resin used for binding. Hot pressing process was conducted in 1300C temperature for 10 minute and 30 kg cm-2 pressure. The
result showed that, the thickness swelling (TS) does not fulfill of requirement JIS A 5908 (2003). Cempedak and Mahoni wood shaving mixture resulted of lower the TS value than control and other wood shaving mixture. In generally, wood shaving and sorghum bagasse mixture result in increasing of internal bond properties. Cempedak wood shaving resulted the best of bending properties than control and other mixture.
Keyword : sorghum stalk, wood shaving, particleboard
PENDAHULUAN
Papan partikel adalah salah satu jenis produk komposit atau panel kayu yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan-bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat dengan perekat atau bahan pengikat lain kemudian di kempa panas. Maloney (1993) menyatakan bahwa dibandingkan dengan kayu asalnya, papan partikel mempunyai beberapa kelebihan diantaranya yaitu papan partikel bebas mata kayu, ukuran dan kerapatannya dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta mudah dikerjakan, mempunyai sifat isotropis, kemudian sifat dan kualitasnya dapat diatur. Papan partikel merupakan salah satu produk biokomposit yang mampu mengubah limbah pertanian menjadi produk yang bernilai tinggi.
Sebagai turunan dari kayu, papan komposit yang terbuat dari bahan berlignoselulosa tidak terlepas dari sasaran bagi organisme perusak kayu, khususnya rayap.Rayap membutuhkan selulosa yang terdapat dalam kayu sebagai makanannya.Rayap merupakan serangga pemakan kayu (xylophagus) atau bahan-bahan yang mengandung selulosa (Nandika et al., 2003). Selain itu, rayap adalah salah satu hama yang menimbulkan kerusakan hebat dan kerugian besar pada produk-produk kayu (Haygreen dan Bowyer, 1996).
Indon Sebagai negara kepulauan dengan iklim tropis, Indonesia adalah daerah yang sangat sesuai bagi perkembangan kehidupan rayap. Rayap diketahui sebagai agen biodeteriorasi terpenting di Indonesia. Kerugian yang ditimbulkannya ditaksir mencapai Rp. 2,80 trilyun pada tahun 2000 (Nandika et al., 2003). Mengingat besarnya ancaman kerugian tersebut, maka informasi ketahanan sebuah produk terhadap serangan rayap sangat penting diketahui.
Sebagai produk alam yang mengalami rekayasa alami karena adanya pengaruh kondisi tempat tumbuh dan faktor genetik, secara individu kayu memiliki keragaman karakteristik sebagai bahan baku. Selain sifat-sifat fisis, mekanis, kimia kayu keawetan alami kayu juga berbeda-beda. Menurut Hunt dan Garrat (1986), keawetan alami diartikan sebagai dayatahan kayu terhadap faktor-faktor perusak kayu yang datang dari luar, tetapi biasanya yang dimaksud adalah daya tahan kayu terhadap kerusakan yang diakibatkan oleh organisme perusak kayu seperti jamur, serangga dan binatang laut (marine borers).
Keawetan alami ditentukan oleh zat ekstraktif yang bersifat racun terhadap faktor perusak tadi, sehingga dengan sendirinya keawetan alami ini akan bervariasi sesuai dengan variasi jumlah serta zat jenis ekstraktif. Keawetan alami kayu berbeda menentukan keawetan alami kayu adalah dengan uji kubur (grave yard test).Dalam pengujian ini sebagian permukaan
2 kayu dikubur di dalam tanah, diharapkan pada bagian yang terkubur mengalami serangan perusak biologis.Serangan perusak biologis pada kayu seringkali dapat mengurangi sifat mekanis kekuatan dan kekakuan kayu pada tingkat serangan tertentu.Kegiatan uji kubur untuk keawetan alami dapat digunakan untuk memperoleh informasi kondisi paling buruk dari suatu kayu akibat serangan perusak biologis terutama rayap tanah.Parameter yang diamati pada penelitian ini adalah persen kehilangan berat dan kerusakan kayu.
Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan persen kehilangan berat dan kerusakan kayu akibat uji kubur pada kegiatan pengujian keawetan alami kayu.
Metode Penelitian
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian pengujian keawetan kayu ini dilaksanakan pada bulan Juli sampai Agustus 2014 di Hutan Tridarma Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara (USU).
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah timbangan, alat pengukur panjang, alat tulis, kamera digital dan oven.Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah papan partikel dari campuran limbah batang sorghum dan serutan kayu cempedak, mahoni, meranti dan durian
.
Prosedur Penelitian
Pengujian dilakukan di hutan Tri Darma USU dengan menggunakan metode uji kubur (grave yard test). Prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut: Contoh uji dibuat sebanyak 12 papan (A,B,C,D) dengan 3 kali ulangan berukuran (5x20x1) cm. Selanjutnya contoh uji dikering ovenkan pada suhu 103±2 0C selama 24 jam untuk mendapatkan berat kering sebelum pengujian (B0).
A = campuran 50 % bagase sorghum dengan 50 % serutan kayu meranti
B = campuran 50 % bagase sorghum dengan 50 % serutan kayu cempedak
C = campuran 50 % bagase sorghum dengan 50 % serutan kayu mahoni
D = campuran 50 % bagase sorghum dengan 50 % serutan kayu durian
Contoh uji yang telah diketahui BKT nya kemudian ditanam didalam tanah hingga menyisakan sekitar 5 cm bagian yang diatas permukaan sebagaimana disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1 Penguburan contoh uji.
Lama waktu pengujian sekitar 30 hari (1 bulan). Setelah 1 bulan, contoh uji diambil dan dibersihkan dari tanah yang menempel. Kemudian contoh uji dikering ovenkan pada suhu 103±2 0C selama 24 jam sehingga diperoleh berat kering setelah pengujian (B1). Parameter yang diamati yaitu persen kerusakan dan kehilangan berat. Pengujian keawetan alami kayu dianalisis dengan menghitung persentase kehilangan berat dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
B0 - B1
K (%) = x 100 B0
Keterangan:
K = persentase kehilangan berat kayu (%) B0 = berat contoh uji sebelum di kubur (g) B1 = berat contoh uji setelah di kubur (g) Setelah dihitung persentase penurunan berat dibandingkan dengan SNI 01-7202-2006 juga dilakukan penilaian secara visual dengan mementukan derajat proteksi berdasarkan scoring (pemberian nilai), seperti disajikan pada Tabel 1.:
Tabel 1. Skala ketahanan kayu terhadap serangan rayap tanah
kelas ketahanan penurunan berat(%) I sangat tahan< 3,52
II tahan 3,52-7,50 IIIsedang 7,50-10,96
IV buruk 10,96-18,95 V sangat buruk > 18,95
Tingkat kerusakan contoh uji dilakukan dengan menilai secara visual tingkat serangan berdasarkan Sommuwat et al. (1995) seperti pada Tabel 2 berikut:
Tabel 2. Penilaian terhadap kerusakan contoh uji pada grave yard test
Nokondisi contoh uji skor 1 Utuh (tidak ada serangan gigitan) 0 2 Serangan ringan (ada bekas gigitan rayap 1-20 3 Serangan sedang berupa saluran-saluran 21-40 yang tidak dalam dan melebar
4Serangan hebat berupa saluran-saluran 41-60 yang dalam dan lebar
5 Serangan hancur (lebih dari 50 % penampang 61-80 melintang dimakan rayap)
5
15
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasilpengukuranpapanpartikel sebelum di kuburdapat dilihat pada Gambar 2
Gambar 2. Pengukuran papan partikel sebelum di kubur A1 = 66,30 A2 = 66,90 A3 = 74,50 B1 = 68,97 B2 = 76,78 B3 = 70,97 C1 = 70,36 C2 = 74,50 C3 = 69,89 D1 = 67,24 D2 = 66,74 D3 = 72,42
Hasil pengukuran papan partikelsetelah dikubur dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Pengukuran papan partikel sebelum di kubur A1 = 44,94 A2 = 54,90 A3 = 53,61 B1 = 61,37 B2 = 64,03 B3 = 61,07 C1 = 56,45 C2 = 51,35 C3 = 44,40 D1 = 55,42 D2 = 36,21 D3 = 47,89
Dari hasil pengukuran di atas maka dapat diperoleh nilai persentase kehilangan berat papan dari hasil uji kubur dapat diliht pada Gambar 4.
Gambar 4. Pengukuran papan partikel sebelum di kubur A1 = 32,21% A2 = 17,93% A3 = 28.04% B1 = 11,01% B2 = 16,60% B3 = 13,94% C1 = 19,76% C2 = 31,07% C3 = 36,47% D1 = 17,57% D2 = 45,74% D3 = 33,87%
Gambar 4 menunjukkan rata-rata nilai penurunan berat papan partikel berkisar antara 11,01-45,74%. Nilai penurunan berat papan partikel terhadap rayap tanah tertinggi terdapat pada papan partikel dengan campuran bagase sorghum dan serutan kayu durianyaitu sebesar 45,74 %. Sedangkan penurunan berat papan terendah terdapat pada papan partikel dengan campuran bagase sorghum dan serutan kayu mahoni sebesar 11,01%.
Berdasarkan Gambar 4 dapat dilihat nilai rata-rata ketahanan papan partikel dengan campuran bagase sorghum dan serutan kau durian lebih rendah dibandingkan dengan ketahanan apan partikel dengan campuran serutan kayu lainnya.Hal ini ditunjukkan dari gambar 4 yang memperlihatkan nilai penurunan berat pada papan partikel dari campuran bagase sorghum dan serutan kayu durian lebih tinggi dari perlakuan papan partikel dengan campuran bagase sorghum dan serutan kayu lainnya.Hal ini disebabakan karena kayu durian tidak memiliki kandungan zat ekstraktif, dimana
dimana fungsi dari zat ekstraktif itu sendiri adalah sebagai racun terhadap organism lain termasuk rayap.
Pada Gambar 4 dapat dilihat nilai penurunan papan partikel yang dihasilkan sangat bervariatif.Bervariatifnya nilai penurunan berat ini diduga disebabkan peletakan contoh uji pada pengujian dilakukan secara menyebar sehingga pola penyerangan rayap sangat bervariasi. Rayap cenderung memilih makanan yang lebih dekat dengan sarangnya setelah makanan habis rayap akan mencari sumber makanan ke tempat yang lain.
Berdasarkan klasifikasi SNI 01-7202-2006 (Tabel 3), nilai penurunan berat papan partikel dengan campuran bagase sorghum dan serutan kayu dapat diklasifikasikan sangat buruk sehingga termasuk ke dalam kelas awet V yaitu dengan tingkat ketahanan sangat buruk. Tingginya nilai serangan rayap terhadap papan partikel diduga disebabkan sifat dari bahan baku bagase sorghum dan serutan kayu yang mengandung selulosa yang merupakan sumber makanan rayap tanah tersebut..Artinya papan partikel ini tidak sesuai penggunaanya untuk eksterior.Faktor lain yang mempengaruhi aktifitas serangan rayap yaitu kerapatan papan partikel. Semakin tinggi kerapatan maka semakin sulit rayap untuk memakan papan partikel.Ikatan partikel antar partikel dengan perekat sangat baik dapat menyebabkan papan sangat keras.Menurut Suhasman et al. (2007) papan dengan kerapatan yang tinggi cenderung lebih keras sehingga secara tidak langsung menjadi penghambat aktifitas makan rayap secara fisik.
Berdasarkan penilaian terhadap kerusakan contoh uji menurut Sommuwat et al. (1995) pada Tabel 2, tingkat serangan rayap papan partikel yang dihasilkan dikategorikan dengan tingkat serangan sedang dan serangan hancur. Penilaian ini dilakukan dengan melihat kondisi papan partikel setelah dilakukan penguburan selama 30 hari.Dari hasil pengamatan dilihat terdapat saluran-saluran yang tidak dalam dan melebar serta terdapat pula saluran-saluran yang dalam dan melebar untuk serangan hebat.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Nilai uji ketahanan papan partikel terhadap rayap tanah dari campuran bagase sorghum dan serutan kayu, pada semua perlakuan tingkat serangannya diklasifikasikan serangan sedang sampai serangan hancur.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai sifat ketahanan papan partikel terhdap rayap tanah dengan penambahan bahan pengawet.
4
DAFTAR PUSTAKA
Apriwinda. 2013. Studi fermentasi nira batang sorgum manis untuk produksi etanol. Skripsi.Universitas hasanuddin. Makassar Bektas I., Cengiz Guler and Hulya Kalayciog Lu.
2005. The Manufacture Of Particleboards Using Sunflower Stalks (Helianthus Annuus L.) and Poplar Wood (Populus Alba L.). Journal of Composite Materials 39(5):467-473.
Bufalino L., V.C.S Albino, V.A de Sá, A.A.R Corrêa, L.M Mendes, N.A. Almeida. 2012. Particleboards Made from Australian Red Cedar: Processing Variables and Evaluation of Mixed-Species. J. Tropical Forest Science 24(2): 162±172.
Febrianto, F., W. Hidayat, T.P. Samosir , H.C. Lin, H.D Soong. 2010. Effect of Strand Combination on Dimensional Stability and Mechanical Properties of Oriented strand Board Made from Tropical Fast Growing Tree Species. J. Biological Science10(3): 262-272.
Fengel, D., G. Wegener. 1989. Wood ± Chemistry, Ultra structure, Reactions Walter de Gruyter. Berlin, New York: 240-267. Garay, R.M., F MacDonald, M.L Acevedo, B
Calderón, and Jaime E. Araya. 2009. Particleboard Made with Crop Residues Mixed with Wood from Pinus Radiata. BioResources 4(4):1396-1408.
Gatchell, G.J., Heebing B.G, and F.V.Hefty. 1996. Influence of component variables on the properties of particleboard for exterior use. Forest Pord. J. 16: 46-59.
.
Haygreen J.G dan J.L Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Suatu Pengantar. Hadikusumo SA, penerjemah; Prawirohatmodjo S, editor. Terjemahan dari: Forest Product And Wood Science, An Introduction. Gajah Mada University Press. Yogyakarta
Hunt G.M dan Garratt G.A.1986. Pengawetan Kayu (terjemahan). Akademi Pressindo. Jakarta
Iswanto, A.H., Sucipto T, Febrianto F. 2011. Analisa Bahan Berlignoselulosa dan Pengaruhnya
terhadap Optimalisasi Daya Ikat Perekat Sintetis dalam Rangka Menghasilkan Produk Komposit Berkualitas. Laporan Hasil Penelitian. Universitas Sumatera Utara.. Kementerian Kehutanan. 2012. Statistik Kehutanan
Indonesia. Kementerian Kehutanan. Jakarta.
Kelly, M.W. 1977. Critical Literature Review of Relationship Between Processing Parameter and Physical Properties of particleboard. General Technical Report FPL-10.U.S. Department of Agriculture Forest Service and Forest Products Laboratory University of Wisconsin. Kim, M. and D. Day, D. 2011. Composition of sugar
cane, energy cane, and sweet sorghum suitable for ethanol production at Louisiana sugar mills, Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 38(7): 803-807.
Krisdianto dan L.M. Dewi. 2012. Jenis Kayu Untuk Mebel. PUSLITBANG Keteknikan Hutan dan Pengolahan Hasil Hutan, Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, Kementerian Kehutanan, Bogor.
Kuklewski, K.M., P.R. Blankenhorn and L.E. Rishel 1985.Comparison of selected physical and mechanical properties of red maple (Acer rubrum L.) and aspen (Populus gran-didentata Michx.) flakeboard. Wood and Fiber Sci17: 11±21.
Maloney, T.M. 1993. Modern particle Board and dry process fiberboard manufacturing g. miller freeman.Inc sanfransisco.
Misran, S. 2005. Evaluation of Oriented Strand Board Made from Rubber Wood Using Phenol Formaldehyde as a Binder. [Thesis]. Malaysia: Universiti Putra Malaysia. Nandika. D., Y. Rismayadi dan F. Diba. 2003. Rayap
Biologi dan Pengendaliannya. Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta. Sipos, B., J. Réczey, Z. Somorai, Z. Kádár, D.
Dienes, and K. Réczey. 2009.
Sweet sorghum as feedstock for ethanol production: enzymatic hydrolysis of steam-pretreatedbagasse, Applied Biochemistry and Biotechnology 153: 151-162.
5 Shuler, C.E. 1976.Pilot Study of the Use of Pulpwood
Chipping Residue for Producing Particleboard in Maine. Tech. Bull. No. 67 Life Science and Agric Expt Station, University of Marine, Orono.
Sommuwat, Y., C. Vongkaluang., K. Tsunoda dan M. Takashi. 1995. Wood Comsumption and Survival of Subterranean Ternite Coptotermes gestrot Wassman using The Japanese Standardized Testing Method and Modified Wood Block Test in Bottle. Japanese Society Enviromential Entomologi and Zoology. Japan.
Suhasman., A.D. Yunianti., M.Y. Massijaya., Y.S. Hadi, 2007. Pengembangan Papan Komposit Berkualitas Tinggi dari Kayu Hutan Rakyat dan Limbah Kertas Kantong Semen. Laporan Penelitian Hibah Pekerti. Universitas Hasanuddin. Makassar. Thanapimmetha, A., K. Vuttibunchon, M. Saisriyoot,
P. Srinophakun. Chemical and Microbial Hydrolysis of Sweet Sorghum Bagasse for Ethanol Production.Proceedingin World Renewable Energy Congress 2011 at Sweden 8-13 May 2011, Linkoping, Sweden, 2011.
Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood: Structure, Properties, Utilization. New York (US): Van Nostrand ReinholdPr.
USDA. 2008. Classification for kingdom plantae down to species sorghum bicolor. Didapat dari: http://plants.usda.gov/java/classification servler?source=display&classid=SORGH. Warmbier, K., Arnold Wilczyski, Leszek Danecki.
2010. Particle size dependent properties of three-layer particleboards with the core layer made from willow (Salix viminalis). Annals of Warsaw University of Life Sciences 72: 405-409.
Zheng, Y., Pan Z, Zhang R, Jenkins BM, Blunk S. 2006. Properties of medium density particleboard from saline Athel wood. Industrial Crops and Products, 23: 318-326.
