BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 PAPAN PARTIKEL
Papan partikel merupakan produk panel yang dihasilkan dengan memanfaatkan partikel-partikel kayu sekaligus mengikatnya dengan suatu perekat. Tipe-tipe papan partikel yang jumlahnya cukup banyak sangat berbeda dalam hal ukuran dan bentuk partikel, jumlah resin yang digunakan dan kerapatan panel yang dihasilkan. Sifat-sifat dan kegunaan potensial papan berbeda dengan peubah-peubah ini (Haygreen dan Bowyer 1996).
Maloney (1993) menyatakan bahwa papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panel kayu yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan perekat sintesis atau bahan pengikat lainnya dan dikempa panas. Jika dibandingkan dengan kayu asalnya, papan partikel mempunyai beberapa kelebihan antara lain papan partikel bebas cacat seperti mata kayu, pecah, maupun retak, ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatan papan partikel seragam serta mudah dikerjakan, mempunyai sifat isotropis, serta sifat dan kualitasnya dapat diatur.
Selain itu juga pengaturan dari papan patikel dapat meliputi jenis kayu, bentuk partikel, kerapatan papan, profil kerapatan papan, jenis dan kadar serta distribusi perekat, kondisi pengempaan (suhu, tekanan, dan waktu), kadar air adonan, konstruksi papan, keseragaman partikel dan kadar air partikel.
2.2 POLIMER
Plastik, serat, film dan sebagainya yang biasanya dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari mempunyai berat molekul diatas 10.000. Bahan dengan berat molekul yang besar itu disebut polimer, mempunyai struktur dan sifat-sifat yang rumit disebabkan oleh jumlah atom pembentuk yang jauh lebih besar dibandingkan dengan senyawa yang berat atomnya rendah. Umumnya suatu polimer dibangun oleh satuan struktur tersusun secara berulang diikat oleh gaya tarik-menarik yang kuat yang disebut ikatan kovalen, dimana ikatan setiap atom dari pasangan terikat menyumbangkan satu elektron untuk membentuk sepasang elektron.
Bahan polimer yang mempunyai berat molekul besar dan berikatan kovalen, sama sekali menunjukkan sifat-sifat yang berbeda dari bahan organik yang mempunyai berat molekul rendah. Bahan yang mempunyai berat molekul rendah berubah menjadi cair dengan viskositas rendah atau menguap kalau dipanaskan, sedangkan bahan polimer mencair dengan sangat kental dan tidak menguap.
Bahan yang tidak bisa berfusi itu terurai karena panas menjadi karbon, pada tahap akhir tanpa penguapan. Banyak bahan yang mempunyai berat molekul rendah larut pada pelarut yang mempunyai viskositas rendah, sedangkan sejumlah bahan polimer umumnya tidak larut pada zat pelarut dan kalaupun bisa larut, viskositasnya sangat tinggi.
Dibawah ini dijelaskan istilah teknis yang sering dipakai bagi polimer, yaitu:
2.2.1 Monomer
Bahan polimer biasa terbentuk oleh satuan struktur secara berulang. Unit tersebut dinamakan monomer.
Contoh : Polietilen H H H H H │ │ │ │ │ C = C → ─ C ─ C ─ C ─ ….. │ │ │ │ │ H H H H H Etilen (monomer) Polietilen
Gambar. 2.1. Rantai Polietilen
2.2.2 Berat Molekul dan Derajat Polimerisasi.
Polipropilen terdiri dari banyak monomer propilen dalam rantai kombinasi.
CH3 H H3 H │ │ │ │ n.C = C → ─ C ─ C ─ │ │ │ │ H H H H n Propilen Polipropilen
Gambar .2.2. Rantai Kombinasi Polipropilen
Polipropilen dibentuk oleh n satuan monomer propilen. Jumlah satuan struktur yang berulang ini (n) dikenal sebagai derajat polimerisasi. Berat molekul dari polimer (M) adalah berat molekul satuan (a) dikalikan dengan derajat polimerisasi (n): M = a.n. Dalam polimer, berat molekul (M) tidak selalu sama akan tetapi berubah, oleh karena itu, harga tersebut biasa dinyatakan dengan berat molekul rata-rata (M). berat molekul rata-rata berbeda ditinjau dari cara pengukurnannya.
Molekul polimer disusun dalam satu struktur rantai seperti polietilen dan polipropilen, dalam struktur tiga dimensi dengan ikatan kovalen seperti phenol dan resin epoksi, dan dalam hal struktur hubungan silang seperti karet dimana sebagian molekul rantai terikat satu sama lain. Sifat-sifat termik dan mekanik dari polimer sangat berbeda tergantung pada keadaan.
Sebagai contoh, kebanyakan molekul rantai memberikan sifat termoplastik dengan menaikkan temperatur, dapat mencair dan mengalir. Bahan tersebut
dinamakan polimer termoplastik. Di lain pihak polimer yang struktur tiga dimensinya terkeraskan karena pemanasan, tidak bersifat dapat mengalir lagi karena pemanasan. Bahan tersebut dinamakan resin termoset. Polimer yang dihubung-silangkan secara tepat dengan S atau lainnya, seperti halnya karet, menujukkan sifat elastomer, dapat berdeformasi karena diregangkan dan kembali ke asal apabila dilepas. Beberapa diantaranya polimer rantai seperti polietilen, nylon, dan sebagainya mempunyai molekul-molekul yang tersusun secara teratur membentuk kristal.
Bahan tersebut dinamakan polimer kristal walaupun tidak keseluruhannya mengkristal. Temperatur dimana kristal dalam polimer itu mencair dinamakan titik cair polimer. Polistiren, polimetil metakrilat, dan sebagainya yang strukturnya tidak teratur secara stereo dalam keadaan amorf karena tidak dapat membentuk kristal dengan molekul rantai yang tersusun beraturan, dinamakan polimer amorf. Akibatnya polimer macam ini tidak mempunyai titik cair dan melunak kalau dipanaskan.
Sifat-sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah sebagai berikut : 1. Kemampuan cetaknya baik. Pada temperatur rendah bahan dapat dicetak
dengan penyuntikan, penekanan, ekstruksi, dan seterusnya.
2. Produk ringan dan kuat. Berat jenis polimer rendah dibandingkan dengan logam dan keramik, yaitu n 1,2-1,7 yang memungkinkan membuat barang kuat dan ringan.
3. Banyak diantara polimer bersifat isolasi listrik yang baik. Polimer mungkin juga dibuat konduktor dengan jalan mencampurnya dengan serbuk logam, butiran karbon dan sebagainya.
4. Baik sekali ketahannya terhadap air dan zat kimia.
5. Produk-produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung pada cara pembuatannya.
7. Kurang tahan terhadap panas sehingga perlu cukup diperhatikan pada penggunaannya.
8. Kekerasan permukaan yang sangat kurang. 9. Kurang tahan terhadap pelarut.
10. Mudah termuati listrik secara elektrostatik. Kecuali beberapa bahan yang khusus dibuat agar menjadi hantaran listrik, kurang higroskopik dan dapat dimuati listrik.
11. Beberapa bahan tahan abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang kecil
2.3 KOMPOSIT
Komposit adalah gabungan dua atau lebih material yang disatukan oleh suatu matriks. Komposit dapat dikelompokkan berdasarkan kerapatan, kegunaan, dan juga proses pembuatan. Komposit merupakan material kombinasi dari dua atau lebih komponen organik atau inorganik. Sebuah material bertindak sebagai matriks dimana material tersebut memegang segalanya bersama, dan material lainnya bertindak sebagai penguat dalam bentuk serat yang dibenamkan ke dalam matriksnya (Winarto 2009). Natural fibre-reinforced composites merupakan suatu komposit yang terdiri dari serat alam sebagai komponen utamanya dan bahan thermoplastic sebagai matriks. Bahan thermoplastik yang banyak digunakan untuk natural fibrereinforced composites adalah Polyehtylene (PE), Polyprophylene (PP), Polystyrene (PS), dan Polyamides (Baillie 2004). Rowell (1997) mengatakan, ada dua hal yang harus dipenuhi untuk menggunakan bahan thermoplastik di dalam natural fibre-reinforced composites yaitu menjadikan bahan berlignoselulosa sebagai penguat dari matriks thermoplastik dan bahan thermoplastik sebagai pengikat dari komponen lignoselulosa tersebut.
Menurut Wulandari (2009), gabungan serat alam dengan Polyethylene dan Polyprophylene dapat dikelompokkan sebagai upaya penggunaan material yang mendukung kelestarian lingkungan, karena dapat mengurangi pelepasan gas
karbon yang digunakan, meningkatkan penggunaan material yang dapat diperbaharui, mengurangi dampak lingkungan dari material non-biodegradable.
Baillie (2004) mengatakan, dampak positif bagi lingkungan dari penggunaan natural fibre-reinforced composites adalah mudah terurai, mengurangi efek rumah kaca, jenis beragam, menciptakan lapangan pekerjaan di daerah pedesaan, meningkatkan nilai guna dari tanaman pertanian, konsumsi energi rendah, biaya yang digunakan lebih murah. Sedangkan menurut Mohanty et al. (2005), kekurangan menggunakan serat alam dalam produk komposit antara lain mudah menyerap air, mudah terbakar, tingkat keawetan rendah, serta memiliki variasi sifat besar.
Tujuan utama dalam pengembangan produk ini berasal dari satu atau beberapa tujuan bagian penelitian dan pengembangan berikut, yaitu:
1. Mengurangi biaya bahan baku, menggabungkan bahan baku murah dengan bahan baku mahal
2. Mengembangkan produk yang dapat memanfaatkan bahan daur ulang dan produknya sendiri bersifat dapat didaur ulang
3. Menghasilkan produk komposit dengan sifat yang spesifik yaitu bersifat superior dibandingkan dengan bahan penyusunnya.
Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsur, yaitu serat (fiber) sebagai pengisi dan bahan pengikat serat-serat tersebut yang disebut matrik. Didalam komposit unsur utamanya adalah serat, sedangkan bahan pengikatnya menggunakan bahan polimer yang mudah dibentuk dan mempunyai daya pengikat yang tinggi. Penggunaan serat sendiri yang utama adalah untuk menentukan karakteristik bahan komposit, seperti : kekakuan, kekuatan serta sifat-sifat mekanik lainnya. Sebagai bahan pengisi serat digunakan untuk menahan sebagian besar gaya yang bekerja pada bahan komposit, matrik sendiri mempunyai fungsi melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik terhadap
gaya-gaya yang terjadi. Oleh karena itu untuk bahan serat digunakan bahan yang kuat, kaku dan getas, sedangkan bahan matrik dipilih bahan-bahan yang liat, lunak dan tahan terhadap perlakuan kimia.
Salah satu keuntungan material komposit adalah kemampuan material tersebut untuk diarahkan sehingga kekuatannya dapat diatur hanya pada arah tertentu yang kita kehendaki, hal ini dinamakan “ tailoring properties”. Dan ini adalah salah satu sifat istimewa komposit, yaitu ringan, kuat, tidak terpengaruh korosi, dan mampu bersaing dengan logam, tidak kehilangan karakteristik dan kekuatan mekanisnya.
2.3.1 Klasifikasi Bahan Komposit
Klasifikasi komposit dapat dibentuk dari sifat dan strukturnya. Bahan komposit dapat diklasifikasikan kedalam beberapa jenis. Secara umum klasifikasi komposit sering digunakan antara lain seperti :
1. Klasifikasi menurut kombinasi material utama, seperti metal-organic atau metal anorganic.
2. Klasifikasi menurut karakteristik bulk-form, seperti sistem matrik atau laminate.
3. Klasifikasi menurut distribusi unsur pokok, seperti continous dan discontinous.
4. Klasifikasi menurut fungsinya, seperti elektrikal atau struktural (Schwartz, 1984).
Sedangkan klasifikasi untuk komposit serat (fiber-matrik composites) dibedakan menjadi beberapa macam antara lain ;
1. Fiber composites (komposit serat) adalah gabungan serat dengan matrik. 2. Flake composites adalah gabungan serpih rata dengan matrik.
4. Filled composites adalah gabungan matrik continous skeletal dengan matrik yang kedua.
5. Laminar composites adalah gabungan lapisan atau unsur pokok lamina (Schwartz,1984 : 16).
Secara umum bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan komposit partikel (particulate composite) dan bahan komposit serat (fiber composite). Bahan komposit partikel terdiri dari partikel-partikel yang diikat oleh matrik. Bahan komposit partikel pada umumnya lebih lemah dibanding dengan bahan komposit serat, namun memiliki keunggulan seperti ketahan terhadap aus, tidak mudah retak, dan mempunyai daya pengikat dengan matrik yang baik. Bahan komposit serat terdiri dari serat-serat yang diikat oleh matrik yang saling berhubungan. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat panjang (continuos fiber) dan serat pendek (short fiber atau whisker). Penggunaan bahan komposit serat sangat efisien dalam menerima beban dan gaya. Karena itu bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat (Hadi, 2000).
Di bawah ini digambarkan klasifikasi bahan komposit yang paling umum dari bahan-bahan komposit,
2.4 POLIPROPILEN 2.4.1 Plastik
Plastik merupakan material yang baru secara luas dikembangkan dan digunakan sejak abad ke-20 yang berkembang secara luar biasa penggunaannya dari hanya beberapa ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi 150 juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta ton/tahun pada tahun 2005. Saat ini penggunaan material plastik di negara-negara Eropa Barat mencapai 60kg/orang/tahun, di Amerika Serikat mencapai 80kg/orang/tahun, sementara di India hanya 2kg/orang/tahun.
Seiring dengan perkembangan tekhnologi, kebutuhan plastic terus meningkat. Data BPS tahun 1999 menunjukan bahwa volume perdagangan plastic impor Indonesia, terutama Polipropilen (PP) Pada tahun 1995 sebesar 136.122,7 ton sedangkan pada tahun 1999 sebesar 182.523,6 ton sehingga pada kurun waktu kurang lebih 4 tahun itu terjadi peningkatan yang cukup signifikan yaitu sebesar 34,15 %. Jumlah itu akan diperkirakan terus meningkat pada tahun-tahun selanjutnya. Sebagai konsekwensinya, peningkatan limbah plastikpun tidak dapat terelakan. Pemanfaatan limbah plastik merupakan upaya menekan pembuangan plastik seminimal mungkin dan dalam batas tertentu, menghemat sumber daya dan mengurangi bahan impor. Pemanfaatan limbah plastik dapat dilakukan dengan pemakaian kembali (reuse) maupun daur ulang.
Pemanfaatan limbah plastik dengan cara daur ulang umumnya dilakukan oleh pihak industri. Secara umum terdapat empat prasyarat agar suatu limbah plastik dapat diproses oleh suatu industri, antara lain limbah harus dalam bentuk tertentu sesuai dengan kebutuhan (biji, pellet, serbuk, pecahan, limbah harus homogen, tidak terkontaminasi serta diupayakan tidak teroksidasi). Untuk mengatasi masalah tersebut sebelum digunakan limbah plastik diproses melalui tahapan sederhana yaitu : pemisahan, pemotongan, pencucian, dan penghilangan
zat-zat seperti besi dan lain sebagainya. Pemanfaatan dan penggunaan limbah plastik daur ulang dalam pembuatan kembali barang-barang plastik telah berkembang pesat. Hampir seluruh jenis limbah plastik (80 %) dapat diproses kembali menjadi barang semula walaupun harus dilakukan pencampuran dengan bahan baku baru dan aditif untuk meningkatkan kwalitas (Syafitri, 2001). Menurut Hartono (1998) empat jenis limbah plastik yang popular dan laku dipasaran yaitu : Polietilena (PE), High Density Polyetilena (HDPE), asoi, dan Polipropilena (PP).
Polipropilena termasuk jenis plastik olefin dan merupakan polimer dari propilen. Dikembangkan sejak tahun 1950 dengan berbagai nama dagang seperti : Bexfane, Dynafilm, Laufaren, Escon, Olefane, Profax. Polipropilena lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah , katahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap. Monomer polipropilena diperoleh dengan pemecahan secara thermal naphta (distalasi minyak kasar) etylen, propilen dan homologues yang lebih tinggi dipisahkan dengan distalasi pada temperature rendah, dengan menggunakan katalis Natta Ziegler Polypropilen dapat diperoleh dari propilen Bost (1980) dalam Syarief (1999) menyatakan bahwa sifat utama dari Polipropilena yaitu :
1. Ringan (kerapatan 0,9 g/cm³), mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih dalam pembuatan film.
2. Mempunyai kekuatan tarik lebih besar dari polyethylene (PE). Pada suhu rendah akan rapuh, dalam bentuk murni pada suhu -3000°C mudah pecah sehingga perlu ditambahkan polyethylene atau bahan lain untuk memperbaiki ketahanan terhadap benturan .
3. Lebih kaku dari PE dan tidak gampang sobek sehingga lebih mudah penanganannya.
4. Permeabilitas uap air rendah , permeabilitas gas sedang. 5. Tahan terhadap suhu tinggi sampai dengan 150°C 6. Titik leleh cukup tinggi pada suhu 170°C
7. Tahan terhadap asam kuat, basa dan minyak. Tidak terpengaruh pada pelarut oleh suhu kamar kecuali HCL.
8. Pada suhu tinggi polipropilena akan bereaksi dengan benzena, siklena, toluene, terpentin dan asam nitrat kuat.
Polipropilena disusun oleh monomer-monomer yang merupakan senyawa vinil jenuh dengan struktur (CH2=CH-CH3). Polipropilena yang dibentuk dengan monomer ini melalui proses polimerisasi adisi secara umum ditunjukkan pada gambar (Rosen, 1982) Proses polimerisasi ini akan menghasilkan suatu rantai linier berbentuk –A-A-A-A-A- dengan A adalah polipropilena yang merupakan polimer hidrokarbon.
Gambar 2.4. Polimerisasi Polipropilena
Kristalinitas merupakan sifat penting yang terdapat pada polimer yang menunjukkan susunan molekul yang lebih teratur. Sifat kristalinitas yang tinggi menyebabkan regangannya tinggi dan kaku (Al-Malaika, 1983). Dalam polipropilena, rantai polimer yang terbentuk dapat tersusun membentuk daerah kristalin dan amorf yang mana atom-atom terikat secara tetrahedral dengan sudut ikatan C-C sebesar 109,50 dan membentuk rantai zig-zag planar (Cowd, 1991). Struktur rantai zig-zag planar tiga dimensi dapat terjadi dalam struktur isotaktik dan ataktik (Meyer, 1984).
n H C H CH3 H C H C H CH3 H C n n= unit perulangan
Polimer khas ruang (stereo spesifik) ini khususnya disintesis isotaktik sehingga kekristalinnya tinggi. Karena keteraturan ruang ini rantai dapat terjejal sehingga menghasilkan plastik yang kuat dan tahan panas.
Gambar. 2.5.Struktur Isotaktik Polipropilena
Karakteristik polipropilena menurut Bost (1980) dalam Syarief. (1999). Adalah sebagai berikut :
Tabel 2.1 Karakteristik Polipropilena
DESKRIPTIF POLIPROPILEN
Densitas Pada suhu 20°C (gr/cm³) Suhu melunak (°C) Titik lebur (°C) Kristalinitas (%) Indeks Fluiditas 0,90 149 170 60 – 70 0,2 -2,5 CH3 H C H H C CH3 H C H H C CH3 H C H H C CH3 H C H H C CH3 H C H H C
Modulus of Elasticiti (kg/cm²) Tahanan volumetric (Ohm/cm²) Konstanta Dialektrik ( 60-108 cycle) Permeabilitas gas-Nitrogen) Oksigen Gas karbon Uap Air 11000 -13000 1017 2,3 4,4 23 92 600
Bahan pembuat plastik dari minyak dan gas sebagai sumber alami, dalam perkembangannya digantikan oleh bahan-bahan sintetis sehingga dapat diperoleh sifat-sifat plastik yang diinginkan dengan cara kopolimerisasi, laminasi, dan ekstruksi
2.5 POTENSI KELAPA
Indonesia memiliki hamparan perkebunan Kelapa terluas di dunia bersaing dengan Philipina. Namun dari sisi perolehan devisa, Indonesia kalah jauh dari Philipina maupun Negara-negara lain. Hal itu terjadi karena sebagian besar hasil sumberdaya alam ini belum diolah secara maksimal. Bahkan beberapa Negara mengambil mentah bahan Kelapa dari Indonesia untuk diolah menjadi produk lanjut dengan value added yang tinggi, untuk diekspor kembali termasuk ke Indonesia.
Bahkan karena nilai ekonomi yang rendah, maka sebagian besar tanaman kelapa di Indonesia tidak tersentuh perhatian yang memadai, dari masyarakat maupun Pemerintah. Tidak cukup ada rehabilitasi, peremajaan maupun antisipasi terhadap hama tanaman. Di Pulau Jawa, dimana jumlah penduduk seimbang dengan sumber daya kelapa, memang harga kelapa segar relatif tinggi, untuk konsumsi langsung.
Namun di daerah-daerah yang potensi kelapanya jauh lebih besar dibanding penduduk, kelapa diolah menjadi kopra dengan teknik tradisional. Di sebagian tempat bahkan hasil kelapa dibiarkan jatuh membusuk. Karena nilai tambah yang diperoleh dari kopra tidak cukup menarik secara ekonomi.
2.5.1 Kelapa
Tanaman kelapa disebut juga tanaman serbaguna, karena dari akar sampai ke daun kelapa bermanfaat, demikian juga dengan buahnya. Buah adalah bagian utama dari tanaman kelapa yang berperan sebagai bahan baku industri. Buah kelapa terdiri dari beberapa komponen yaitu sabut kelapa, tempurung kelapa, daging buah kelapa dan air kelapa. Daging buah adalah komponen utama yang dapat diolah menjadi berbagai produk bernilai ekonomi tinggi. Sedangkan air, tempurung, dan sabut sebagai hasil samping (by product) dari buah kelapa juga dapat diolah menjadi berbagai produk yang nilai ekonominya tidak kalah dengan daging buah (Lay dan Pasang,). Berbagai produk dapat dihasilkan dari buah kelapa
Mutu bahan baku dari buah kelapa dipengaruhi oleh karakter fisiko-kimia komponen buah kelapa, yang secara langsung dipengaruhi oleh jenis dan umur buah kelapa secara tidak langsung oleh lingkungan tumbuh dan pemeliharaan. Lingkungan tumbuh yang sesuai dan pemeliharaan yang baik akan menghasilkan bahan baku bermutu untuk diolah lebih lanjut. Secara umum, kelapa terdiri atas tiga jenis, yaitu kelapa Dalam, kelapa Genjah, dan kelapa Hibrida. Ketiga jenis kelapa ini berbeda saat mulai berbuah, jumlah produksi buah, dan komposisi kimia buah. Faktor yang sangat mempengaruhi mutu bahan baku hasil samping kelapa adalah komposisi kimia buah.
Dalam kandungan selulosa, pentosa, lignin, dan arang, pada tempurung serta sabut lebih tinggi dari pada kelapa Genjah dan Hibrida, sedangkan kelapa Genjah dan Hibrida kadar abunya yang lebih tinggi. Kondisi ini menyebabkan untuk industri arang dan serat sabut mutu buah kelapa dalam
lebih baik dibandingkan dengan buah kelapa Genjah dan Hibrida. Untuk industri air kelapa ke tiga jenis kelapa ini tidak jauh berbeda. Umur buah menunjukkan tingkat pertumbuhan buah kelapa, dimulai pada bulan ketiga, berat buah maksimum dicapai pada bulan ke tujuh, sedangkan volume pada bulan ke delapan. Tempurung terbentuk pada bulan ke tiga dan mencapai maksimum pada bulan ke sembilan. Daging buah mulai terlihat pada bulan ketujuh dan mencapai berat maksimum pada bulan ke duabelas. Pada bulan ke tujuh pada saat berat buah maksimum proporsi komponen buah terdiri atas 62% sabut, 7% tempurung, 1% daging buah, sisanya adalah air. Pada saat panen (12 bulan), proporsi berat basah sabut 56%, tempurung 17%, daging buah 27%; proporsi berat kering sabut 42%, tempurung 28%, dan daging buah 30% . Allorerung, D., dan A. Lay. (1998)
Mutu tertinggi dari produk hasil samping akan tercapai pada saat umur buah 13 bulan terkecuali untuk nata de coco, pada umur demikian pertumbuhan buah sudah berhenti, kadar air pada sabut sudah turun dan kandungan abu juga rendah. Sedangkan untuk nata de coco pada umur 13 bulan kandungan minyak pada air kelapa mulai meningkat yang menyebabkan rendahnya mutu nata de coco.
2.5.2 Tempurung Kelapa
Berat dan tebal tempurung sangat ditentukan oleh jenis tanaman kelapa. Kelapa dalam mempunyai tempurung yang lebih berat dan tebal daripada kelapa Hibrida dan kelapa Genjah. Tempurung beratnya sekitar 15-19 % bobot buah kelapa dengan ketebalan 3-5 mm.
Gambar 2.6. Limbah Tempurung Kelapa
Komposisi kimia tempurung kelapa menurut Scrib (2010), yang biasa terdiri atas : 1. Selulosa 26,60%, 2. Pentosan 27,70%, 3. Lignin 29,40%, 4. Abu 0,60%, 5. Solvent ekstraktif 4,20%, 6. Uronat anhidrat 3,50%, 7. Nitrogen 0,11%, 8. dan air 8,00%
Analisis finansial pengolahan tempurung dilakukan dengan asumsi, Analisis dihitung untuk memproses hasil 1 ha kelapa atau sekitar 6.000 butir tempurung kelapa/ tahun, menghasilkan 15% -19 % dari jumlah seluruh kelapa yang ada, jadi sekitar 900 tempurung kelapa murni di dapatkan dari 1 hektar kebun kelapa. Dari gambar dibawah ini dapat digambarkan proses pemamfaatan tempurung kelapa
Gambar 2.7. Bagan Pemanfaatan Kelapa
Tempurung kelapa yang dulu hanya digunakan sebagai bahan bakar, sekarang sudah merupakan bahan baku industri cukup penting, walaupun menjadi hasil sampingan seperti papan partikel.
2.5.3 Potensi Tempurung
Di basis-basis Petani Kopra – mulai dari Halmahera sampai Natuna dan Aceh – hasil samping dari industri Kopra, yakni Tempurung, kebanyakan tidak ada pengolahan lanjut. Hanya di beberapa tempat, tempurung diolah menjadi Arang dengan teknik tradisional dengan nilai tambah yang rendah. Di berbagai tempat, Tempurung itu bertumpuk bertahun-tahun, kalau tidak dibakar begitu saja hanya sekedar untuk membersihkan. Setiap tahun tidak kurang ada 2.600.000 ton tempurung dari perkebunan rakyat, sedangkan dari perkebunan negara dan Swasta
TEMPURUNG KELAPA Pirolicin Arang Serbuk Kerajinan Pengawet Arang Aktif Briket Bahan Industri Liquid Smoke
60.000 ton. Pada saat yang sama, volume ekspor Arang Tempurung kelapa 9.500 ton.
Hal itu menunjukkan bahwa dari sisi ketersediaan bahan baku, Industri Pengolahan Tempurung bias dikembangkan secara massif di berbagai tempat di Indonesia, untuk menciptakan lapangan kerja maupun untuk meraih nilai tambah yang tinggi. Sedangkan dari sisi pasar, semua tahu bahwa krisis energi yang terjadi di seluruh dunia (yang terlanjur dimanjakan oleh bahan bakar mineral) akan dengan sendirinya membuka peluang bagi Bahan Bakar Nabati (BBN) dalam berbagai bentuk.
2.6. KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL KOMPOSIT
Karakterisasi dari papan partikel komposit dilakukan untuk mengetahui dan menganalisis campuran polimer dengan serat. Karakterisasi dilakukan dengan menggunakan standar JIS A 5908-2003 yang meliputi sifat fisik seperti densitas, daya serap air dan pengembangan tebal dan sifat mekanis seperti keteguhan patah (MOR), kuat lentur (MOE), keteguhan rekat internal (internal bond), kuat impak.
Karakteristik papan partikel komposit dari beberapa standar sebagai acuan untuk menentukan kwalitas papan partikel tersebut diperlihatkan tabel berikut :
Tabel 2.2. Sifat Fisis dan Mekanis dari Berbagai Standar
No. Sifat Fisik dan Mekanik SNI 03-2105-2006 1. Kerapatan (gr/cm3) 0,5 - 0,9
2. Kadar air (%) < 14
3. Pengembangan tebal(%) Maks 12
4. MOR (kg/cm2) Min 80
5. MOE (kg/cm2) Min 15.000
(kg/cm2) 7. Kuat Impak
(Sumber : Standar Nasional Indonesia 03-2105-2006)
2.6.1 Pengujian Sifat Fisik
Untuk mengetahui sifat-sifat fisik papan partikel komposit dilakukan pengujian kerapatan (ρ), kadar air (KA) dan pengembangan tebal (PT) seperti berikut :
a. Kerapatan
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volome kering udara, sampel berukuran 10cm x 10cm x 1cm ditimbang beratnya, lalu diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volumenya. Kerapatan sampel papan partikel komposit dihitung dengan rumus : ρ = ... ( 2.1 ) Dimana : ρ : kerapatan (gr/cm3) m : massa sampel (gr) v : volume sampel (cm3) b. Kadar Air
Kadar air dihitung dari massa sampel sebelum dan sesudah di oven dari sampel berukuran 5cm x 5cm x 1cm dengan rumus :
Dimana :
KA : kadar air (%)
m1 : massa awal sampel (gr) m2 : massa akhir sampel (gr)
c. Pengembangan Tebal
Pengembangan tebal dihitung atas tebal sebelum dan sesudah perendaman dalam air selama 24 jam pada samper berukuran 5cm x 5cm x 1cm, dengan rumus :
PT = × 100% ... ( 2.3 )
Dimana :
PT : pengembangan tebal (%)
T1 : tebal sampel sebelum perendaman (cm) T1 : tebal sampel sesudah perendaman (cm)
2.6.2 Pengujian Sifat Mekanik
Untuk mengetahui sifat-sifat mekanik dari suatu bahan dilakukan beberapa pengujian dengan mengacu pada standar yang digunakan.
a. Pengujian Modulus of Rufture (MOR)
Pengujian kekuatan patah (Modulus of Rufture) dilakukan dengan Universal Testing Machine (UTM) dengan menggunakan lebar batang penyangga (jarak sangga) 15 kali tebal sampel, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Nilai MoR dihitung dengan rumus :
MoR =
Dimana :
MOR : Modulus of Rufture (kgf/cm2) b : lebar sampel (cm) P : berat beban maksimum (kgf) d : tebal sampel (cm) L : jarak sangga (cm)
Gambar 2.8 Universal Testing Machine (UTM) Alat Uji MOE/MOR b. Pengujian Kuat Lentur
Pengujian kuat lentur (Modulus of Elasticity) dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan atau kekuatan patah, dengan menggunakan sampel yang sama. Besarnya defleksi yang terjadi pada saat pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu, nilai MoE dihitung dengan rumus:
MOE = ∆
Dimana :
MOE : Modulus of Elasticity (kgf/cm2) b : lebar sampel (cm) ∆P : berat beban sebelum batas
proporsi (kgf)
d : tebal sampel (cm)
L : jarak sangga (cm) △Y : lenturan pada beban (cm)
Gambar 2.8. Pemasangan Sampel
Gambar 2.9. Pemasangan sampel MOE/MOR Jarak Sangga (L)
Beban Sampel
Tebal Sampel (d)
c. Pengujian Kuat Impak
Untuk pengujian kuat impak sampel berukuran 5 cm x 10 cm x 1 cm. Pengujian impak dapat dilakukan dengan menggunakan alat Wolpert Type : CPSA Cap: 4 Joule model Charpy, Perbedaan Charpy dengan Izod adalah peletakan spesimen. Pengujian dengan menggunkan charpy lebih akurat karena pada Izod, pemegang spesimen juga turut menyerap energi, sehingga energi yang terukur bukanlah energi yang mampu di serap material seutuhnya. Uji impak ini bertujuan untuk menguji ketahanan papan serat dekoratif terhadap benturan akibat dijatuhkannya pemberat secara vertikal ke permukaannya.
Gambar 2.10. Salah Satu Alat Uji Kuat Impak
d. Keteguhan Rekat Internal (Internal bond = IB)
Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 0,50 cm diukur dengan mikrometer. Contoh uji direkatkan pada dua buah blok besi dengan menggunakan perekat lem besi dan dibiarkan mengering selama kurang lebih 24 jam dengan pola pengujian seperti gambar di bawah (Gambar 2.11). Setelah mengering
kemudian kedua blok besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum. Nilai keteguhan rekat internal dihitung menggunakan rumus : IB= × ……….( 2.6 ) Dimana : IB = Internal Bond (Kgf/cm2) B = Beban maksimum (Kgf) P = Panjang (cm) L = Lebar (cm)
Di bawah ini dapat diilustrasikan konsep pengujian keteguhan rekat internal dengan sebuah gambar sebagai berikut:
