BAB II LANDASAN TEORI

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1.Penelitian Terdahulu

Penelitian terdahulu yang digunakan sebagai acuan dalam melakukan penelitian sehingga dapat memperkaya teori dalam mengkaji penelitian yang dilakukan.

Berikut ini merupakan penelitian terdahulu berupa beberapa jurnal terkait dengan penelitian yang dilakukan.

Penelitian oleh Kurniati Abidin , (2011) mengenai uji kekuatan material dengan injeksi zat putih teluur. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh kekuatan material pasir halus yang digunakan sebagai satu bahan campuran semen, abu sekam padi yang merupakan limbah dari sekam padi dan tanah liat juga sangat bermanfaat untuk pencampuran ekosemen. dengan injeksi zat putih telur.

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa campuran material dengan putih telur menghasilkan gaya tekan yang lebih besar dibanding tanpa mengunakan putih telur. Dan, campuran semen dan pasir halus yang memiliki gaya tekan yang besar diantara tiga spesimen campuran. Sehingga untuk membuat sebuah bangunan digunakan semen dan pasir halus seperti pada yang umumnya telah dilakukan. Berikut dibawah ini adalah data hasil penelitian tersebut

Table 2.1.Table hasil data penelitian uji kekuatan dengan putih telur

Penelitian oleh Sugiyanto dkk, (2013) mengenai pengaruh kekuatan sambungan komposit serat nanas terhadap kekuatan Tarik dan geser dengan adhesive epoksi . Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki dan mengetahui pengaruh variasi sambungan dari komposit serat nanas kekuatan tarik dan geser.

Bahan yang digunakan dalam pembuatan komposit adalah Resin Polyester 157 BQTN, serat nanas. Pembuatan komposit dilakukan dengan hand lay-up. Parameter penelitian ini adalah tebal adhesive. Adhesive digunakan epoxy. Variasi adhesive sendiri terbagi menjadi beberapa variable percobaan (0,5 mm, 1,5 mm, 2mm, 2,5 mm) Jenis sambungan yang digunakan adalah sambungan tumpang dan lurus.

Sesuai dengan ASTM D 5868-95, uji geser dan tarik dengan Universal Testing Machine. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jenis sambungan menggunakan sambungan tumpang kekuatan sambungan lebih besar dibandingkan sambungan lurus. Kedua jenis sambungan tesebut, yang sangat cocok untuk digunakan jenis sambungan tumpang, karena memiliki kekuatan geser lebih besar dari pada sambungan lurus dengan tebal adhesive 0,5 mm.

Penelitian oleh Bi Asngali (2016) mengenai Kekuatan Sambungan AL/CFRP Menggunakan Adhesif Epoksi/Serbuk-AL dengan Variasi Pressure Level . Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki pengaruh pressure level terhadap kekuatan geser sambungan single lap join (SLJ) antara Al 2024 dan CFRP dengan adesif epoksi/serbuk Al. Variasi pressure level yang digunakan adalah 0,6; 0,7; 0,8;

0,9 dan 1MPa. Pembuatan dan pengujian spesimen uji geser mengacu pada ASTM D 1002. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pressure level dapat meningkatkan kekuatan geser sambungan. Pada variable pressure level terbaiknya yaitu 0,9 MPa menghasilkan kekuatan geser tertinggi (8,59 MPa). Pada kondisi tersebut, penampang patahan menunjukkan jenis kegagalan kombinasi antara kegagalan cohesive, light fiber tear dan fiber-tear. Hasil dari penelitian tersebut Perekat epoksi/serbuk-Al dengan variasi pressure level (besar tekanan) terbaik adalah 0,9 MPa. Tegangan geser ratarata mencapai 8,59 MPa. Foto makro dan SEM menunjukkan tipe kegagalan fiber tear mencapai dengan tebal serat komposit terbawa adherend aluminium mencapai 190 m. Penggunaan perekat epoksi/serbuk-Al sangat dianjurkan melakukan penekanan antara 0,7-0,9 MPa. Jika dilakukan diluar itu kekuatan lekatnya akan menurun.

2.2 Definisi Almunium

Aluminium adalah logam yang memiliki kekuatan yang relatif rendah dan lunak. Aluminium merupakan logam yang ringan dan memiliki ketahanan korosi yang baik, hantaran listrik yang baik dan sifat - sifat lainnya. Umumnya aluminium dicampur dengan logam lainnya sehingga membentuk aluminium paduan. Material ini dimanfaatkan bukan saja untuk peralatan rumah tangga, tetapi juga dipakai untuk keperluan industri, kontsruksi, dan lain sebagainya. (Surdia,1992)

Aluminium ditemukan pada tahun 1825 oleh Hans Christian Oersted. Baru diakui secara pasti oleh F. Wohler pada tahun 1827. Sumber unsur ini tidak terdapat bebas, bijih utamanya adalah Bauksit. Penggunaan Aluminium antara lain untuk pembuatan kabel, kerangka kapal terbang, mobil dan berbagai produk peralatan rumah tangga. Senyawanya dapat digunakan sebagai obat, penjernih air, fotografi serta sebagai ramuan cat, bahan pewarna, ampelas dan permata sintesis (Surdia dan Saito,1992).

2.2.1 Sifat Alumunium

Aluminium banyak digunakan sebagai peralatan dapur, bahan konstruksi bangunan dan ribuan aplikasi lainnya dimanan logam yang mudah dibuat dan kuat.

Walau konduktivitas listriknya hanya 60% dari tembaga, tetapi Aluminium bisa digunakan sebagai bahan transmisi karena ringan. Aluminium murni sangat lunak dan tidak kuat, tetapi dapat dicampur dengan Tembaga, Magnesium, Silikon, Mangan, dan unsur-unsur lainnya untuk membentuk sifat-sifat yang menguntungkan. Campuran logam ini penting kegunaannya dalam konstruksi mesin, komponen pesawat modern dan roket. Logam ini jika diuapkan di vakum membentuk lapisan yang memiliki reflektivitas tinggi untuk cahaya yang tampak dan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam dibawahnya dari proses oksidasi sehingga tidak menurunkan nilai logam yang dilapisi. Lapisan ini digunakan untuk memproteksi kaca teleskop dan masih banyak kegunaan lainnya.

Terdapat beberapa sifat penting yang dimiliki Aluminium sehingga banyak digunakan sebagai bahan material teknik, diantaranya:

a Penghantar listrik dan panas yang baik (konduktor).

b Mudah difabrikasi c Ringan

d Tahan korosi dan tidak beracun

e Kekuatannya rendah, tetapi paduan (alloy) dari Aluminium bisa meningkatkan sifat mekanisnya.

Logam aluminium mempunyai struktur kristal FCC, Logam ini tahan terhadap korosi pada media yang berubah-ubah dan mempunyai ductilitas yang tinggi. Bijih aluminium dapat digolongkan dalam beberapa golongan yaitu :

- Bijih Bauksit , bijih ini didapat dari bebatuan yang berwarna merah atau coklat, Bauksit setelah dipisahkan dari kotoran-kotoran pengotor didapat koalin, Nepheline, Alumite dan Cynite.

2.2.2 Metode Proses Pemurnian Aluminium Dapat diklsifikasikan menjadi 3 golongan yaitu:

1 Proses Elektrothermis

Pada proses ini bijih-bijih dicairkan dalam dapur listrik sehingga diperoleh cairan aluminium . Proses ini jarang dipergunkan karena diperlukan energi listrik yang sangat besar.

2 Proses Asam

Pada proses ini bijih-bijih aluminium dilarutkan dengan larutan asam sehingga unsur-unsur pengantar dapat dipisahkan.Setelah garam dari pengantarnya baru kemudian dipisahkan logam dari pengantar tersebut.

Proses ini dalam industri digunakan dalam batas batas tertentu karena dibutuhkan peralatan-peralatan tahan asam yang sangat mahal.

3 Proses Alkaline

Proses ini adalah efek dari reaksi bauksit dengan NaOH dengan bahan tambahan kapur. Proses ini unsur-unsur oksida besi, titanium dan calsium dapat dipisahkan dan silisium yang terdapat dal;am bijih-bijih akan dapat bereaksi dengan alkali yang mengakibatkan sebagian dari alkali dan aluminium yang bereaksi akan mengotori aluminium yang dihasilkan. Oleh karenanya maka metode alkali sering digunakan pada bijih-bijih dengan kandungan silika yang rendah.

2.2.3 Sifat material dan mekanik alumunium A. Sifat-sifat material Aluminium

a. Rapat jenis : 2,7 gr/cm3 b. Titik lebur : 660 ºC c. Kekuatan tarik

- Dituang : 90 – 120 N / mm² - Di Anelling : 70 N / mm² - Di Roll : 130 ÷ 200 N / mm² B. Sifat mekanik aluminium

Sifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut.

Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi. Hal ini disebabkan oleh fenomena pasivasi, yaitu proses pembentukan lapisan aluminium oksida di permukaan logam aluminium segera setelah logam terpapar oleh udara bebas.

Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh. Namun, pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan dengan logam yang bersifat lebih katodik, karena dapat mencegah oksidasi aluminium.

1. Kekuatan tarik (tensile strenght).

Kekuatan tarik (tensile strenght) adalah besar tegangan yang didapatkan ketika dilakukan pengujian Kekuatan tarik (tensile strenght). Kekuatan tarik (tensile strenght) ditunjukkan oleh nilai tertinggi dari tegangan pada kurva tegangan- regangan hasil pengujian, dan biasanya terjadi ketika terjadinya necking. Kekuatan tarik (tensile strenght) bukanlah ukuran kekuatan yang sebenarnya dapat terjadi dilapangan, namun dapat dijadikan sebagai suatu acuan terhadap kekuatan bahan.

2. Kekerasan (hardness)

Kekerasan gabungan dari berbagai sifat yang terdapat dalam suatu bahan yang mencegah terjadinya suatu deformasi terhadap bahan tersebut ketika diaplikasikan suatu gaya. Kekerasan suatu bahan dipengaruhi oleh elastisitas, plastisitas, viskoelastisitas, kekuatan tensil, ductility, dan sebagainya. Kekerasan dapat diuji dan diukur dengan berbagai metode. Yang paling umum adalah metode Brinnel, Vickers, Mohs, dan Rockwell.

3. Keuletan (Ductility)

Ductility didefinisikan sebagai sifat mekanis dari suatu bahan untuk menerangkan seberapa jauh bahan dapat diubah bentuknya secara plastis tanpa terjadinya retakan. Dalam suatu pengujian tarik, ductility ditunjukkan dengan bentuk neckingnya; material dengan ductility yang tinggi akan mengalami necking yang sangat sempit, sedangkan bahan yang memiliki ductility rendah, hampir tidak mengalami necking. Selanjutnya dapat dilihat ditabel 3 yaitu penjabaran tentang sifat sifat mekanik aluminium dibawah ini.

Table 2. 2.Sifat-Sifat Mekanik Aluminium. ( Sonawan, dkk, 2003)

Table 2.3. Karakteristik Aluminium

Sifat-sifat Aluminium murni tinggi

Struktur Kristal FCC

Densitas pada20^oC (sat. 103kg/m3) 2.698

Titik lebur (^oC) 660.1

Koefisien mulur panas kawat 20^o -100 ^oC (10-6/K)

23.9

Konduktifitas panas 20^o-400^oC (W/(m_K) 238 Tahanan listrik 20^oC (10-8 K^o_m) 2.69

Modulus elastisitas (GPa) 70.5

Modulus kekakuan (GPa) 26.0

2.2.4 Proses Pengolahan Alumunium 1 Aluminium Tambang

Aluminium adalah logam yang sangat reaktif yang membentuk ikatan kimia berenergi tinggi dengan oksigen. Dibandingkan dengan logam lain, proses ekstraksi aluminium dari batuannya memerlukan energi yang tinggi untuk mereduksi Al2O3.

Proses reduksi ini tidak semudah mereduksi besi dengan menggunakan batu bara, karena aluminium merupakan reduktor yang lebih kuat dari karbon. Proses produksi aluminium dimulai dari pengambilan bahan tambang yang mengandung aluminium (bauksit, corrundum, gibbsite, boehmite, diaspore, dan sebagainya). Selanjutnya, bahan tambang dibawa menuju proses Bayer.

Gambar 2. 1. Proses Bayer (tiyasdlshuda,2013)

Proses Bayer menghasilkan alumina (Al2O3) dengan membasuh bahan tambang yang mengandung aluminium dengan larutan natrium hidroksida pada temperatur 175 oC sehingga menghasilkan aluminium hidroksida, Al(OH)3.

Alumunium hidroksida lalu dipanaskan pada suhu sedikit di atas 1000^oC sehingga terbentuk alumina dan H2O yang menjadi uap air. Setelah Alumina dihasilkan, alumina dibawa ke proses Hall-Heroult. Proses Hall-Heroult dimulai dengan melarutkan alumina dengan lelehan Na3AlF6, atau yang biasa disebut cryolite.

Larutan lalu di electrolisis dan akan mengakibatkan aluminium cair menempel pada anoda, sementara oksigen dari alumina akan teroksidasi bersama anoda yang terbuat dari karbon, membentuk karbon dioksida. Aluminium cair memiliki massa jenis yang lebih ringan dari pada larutan alumina, sehingga pemisahan dapat dilakukan dengan mudah. Elektrolisis aluminium dalam proses Hall-Heroult menghabiskan energi yang cukup banyak. Rata-rata konsumsi energi listrik dunia dalam mengelektrolisis alumina adalah 15 kWh per kilogram aluminium yang

dihasilkan. Energi listrik menghabiskan sekitar 20-40% biaya produksi aluminium di seluruh dunia

Gambar 2.2.Proses Hall-Heroult (tiyasdlshuda,2013)

2 Aluminium daur ulang

Salah satu keuntungan aluminium lainnya adalah, mampu didaur ulang tanpa mengalami sedikitpun kehilangan kualitas. Proses daur ulang tidak mengubah struktur aluminium, daur ulang terhadap aluminium dapat dilakukan berkali-kali.

Mendaur ulang aluminium hanya mengkonsumsi energi sebesar 5% dari yang digunakan dalam memproduksi aluminium dari bahan tambang (economist.com).

Di Eropa, terutama negara Skandinavia, 95% aluminium yang beredar merupakan bahan hasil daur ulang. Proses daur ulang aluminium berawal dari kegiatan meleburkan sampah aluminium. Hal ini akan menghasilkan endapan. Endapan ini dapat diekstraksi ulang untuk mendapatkan aluminium, dan limbah yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan campuran aspal dan beton karena merupakan limbah yang berbahaya bagi alam.

2.3 Klasifikasi dan Penggolongan Aluminium 1 Aluminium Murni

Aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan apapun dan dicetak dalam keadaan biasa, hanya memiliki kekuatan tensile sebesar 90 MPa, terlalu lunak untuk

penggunaan yang luas sehingga seringkali aluminium dipadukan dengan logam lain.

2 Aluminium Paduan

Elemen paduan yang umum digunakan pada aluminium adalah silikon, magnesium, tembaga, seng, mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970. Secara umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu akan meningkatkan kekuatan tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik lebur. Jika melebihi konsentrasi tersebut, umumnya titik lebur akan naik disertai meningkatnya kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, atau granula dalam logam. Namun, kekuatan bahan paduan aluminium tidak hanya bergantung pada konsentrasi logam paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya hingga aluminium siap digunakan, apakah dengan penempaan, perlakuan panas, penyimpanan, dan sebagainya.

A Paduan aluminium-silikon

Paduan aluminium dengan silikon hingga 15% akan memberikan kekerasan dan kekuatan tensil yang cukup besar, hingga mencapai 525 MPa pada aluminium paduan yang dihasilkan pada perlakuan panas. Jika konsentrasi silikon lebih tinggi dari 15%, tingkat kerapuhan logam akan meningkat secara drastis akibat terbentuknya kristal granula silika.

B Paduan aluminium-magnesium

Keberadaan magnesium hingga 15,35% dapat menurunkan titik lebur logam paduan yang cukup drastis, dari 660 oC hingga 450 oC. Namun, hal ini tidak menjadikan aluminium paduan dapat ditempa menggunakan panas dengan mudah karena korosi akan terjadi pada suhu di atas 60 oC. Keberadaan magnesium juga menjadikan logam paduan dapat bekerja dengan baik pada temperatur yang sangat rendah, di mana kebanyakan logam akan mengalami failure pada temperatur tersebut.

C Paduan aluminium-tembaga

Paduan aluminium-tembaga juga menghasilkan sifat yang keras dan kuat, namun rapuh. Umumnya, untuk kepentingan penempaan, paduan tidak boleh memiliki konsentrasi tembaga di atas 5,6% karena akan membentuk senyawa CuAl2 dalam logam yang menjadikan logam rapuh.

D Paduan aluminium-mangan

Penambahan mangan memiliki akan berefek pada sifat dapat dilakukan pengerasan tegangan dengan mudah (work-hardening) sehingga didapatkan logam paduan dengan kekuatan tensil yang tinggi namun tidak terlalu rapuh. Selain itu, penambahan mangan akan meningkatkan titik lebur paduan aluminium

E Paduan aluminium-seng

Paduan aluminium dengan seng merupakan paduan yang paling terkenal karena merupakan bahan pembuat badan dan sayap pesawat terbang. Paduan ini memiliki kekuatan tertinggi dibandingkan paduan lainnya, aluminium dengan 5,5% seng dapat memiliki kekuatan tensil sebesar 580 MPa dengan elongasi sebesar 11%

dalam setiap 50 mm bahan. Bandingkan dengan aluminium dengan 1% magnesium yang memiliki

kekuatan tensil sebesar 410 MPa namun memiliki elongasi sebesar 6% setiap 50 mm bahan.

F Paduan aluminium-lithium

Lithium menjadikan paduan aluminium mengalami pengurangan massa jenis dan peningkatan modulus elastisitas; hingga konsentrasi sebesar 4% lithium, setiap penambahan 1% lithium akan mengurangi massa jenis paduan sebanyak 3% dan peningkatan modulus elastisitas sebesar 5%. Namun aluminium-lithium tidak lagi diproduksi akibat tingkat reaktivitas lithium yang tinggi yang dapat meningkatkan biaya keselamatan kerja.

G Paduan aluminium-skandium

Penambahan skandium ke aluminium membatasi pemuaian yang terjadi pada paduan, baik ketika pengelasan maupun ketika paduan berada di lingkungan yang panas. Paduan ini semakin jarang diproduksi, karena terdapat paduan lain yang lebih murah dan lebih mudah diproduksi dengan karakteristik yang sama, yaitu paduan titanium. Paduan Al-Sc pernah digunakan sebagai bahan pembuat pesawat tempur Rusia, MIG, dengan konsentrasi Sc antara 0,1-0,5% (Zaki, 2003, dan Schwarz, 2004).

H Paduan aluminium-besi

Besi (Fe) juga kerap kali muncul dalam aluminium paduan sebagai suatu

"kecelakaan". Kehadiran besi umumnya terjadi ketika pengecoran dengan

menggunakan cetakan besi yang tidak dilapisi batuan kapur atau keramik. Efek kehadiran Fe dalam paduan adalah berkurangnya kekuatan tensil secara signifikan, namun diikuti dengan penambahan kekerasan dalam jumlah yang sangat kecil.

Dalam paduan 10% silikon, keberadaan Fe sebesar 2,08% mengurangi kekuatan tensil dari 217 hingga 78 MPa, dan menambah skala Brinnel dari 62 hingga 70. Hal ini terjadi akibat terbentuknya kristal Fe-Al-X, dengan X adalah paduan utama aluminium selain Fe. Kelemahan aluminium paduan adalah pada ketahanannya terhadap Lelah (fatigue). Aluminium paduan tidak memiliki batas lelah yang dapat diperkirakan seperti baja, yang berarti failure akibat fatigue dapat muncul dengan tiba-tiba bahkan pada beban siklik yang kecil. Satu kelemahan yang dimiliki aluminium murni dan paduan adalah sulit memperkirakan secara visual kapan aluminium akan mulai melebur, karena aluminium tidak menunjukkan tanda visual seperti baja yang bercahaya kemerahan sebelum melebur.

Aluminium murni sangat lunak, kekuatan rendah dan tidak dapat digunakan pada berbagai keperluan. Dengan memadukan unsur-unsur lainnya, sifat murni aluminium dapat diperbaiki. Adanya penambahan unsur-unsur logam lain akan mengakibatkan berkurangnya sifat tahan korosi dan berkurangnya keuletan dari aluminium tersebut. Dengan penambahan sedikit mangan, besi, timah putih dan tembaga sangat berpengaruh terhadap sifat tahan korosinya

2.4.Telur dan Komposisi Telur 2.4.1 Telur

Telur merupakan bahan pangan yang sempurna, karena mengandung zat-zat gizi yang lengkap bagi pertumbuhan makhluk hidup baru. Menurut Whitaker and Tannenbaum (1977), protein telur mempunyai mutu yang tinggi, karena memiliki susunan asam amino esensial yang lengkap, sehingga dijadikan patokan untuk menentukan mutu protein dari bahan pangan yang lain, tetapi di samping adanya hal-hal yang menguntungkan tersebut, Winarno (2002) menyebutkan bahwa telur juga memiliki sifat yang mudah rusak. Menurut Whitaker and Tannenbaum (1977), kerusakan pada telur dipicu oleh kandungan beberapa komponen zat nutrisi dan zat lainnya. Beberapa zat nutrisi yang dikandung telur ayam per 100 g dapat dilihat pada table dibawah ini

Table 2. 4.Komposisi Telur

Komposisi Telur Utuh Putih Telur Kuning Telur

Air (%) 73,70 88,57 48,50

Protein (%) 13,00 10,30 16,15

Lemak (g) 11,50 0,03 34,65

Karbohidrat (g) 0,65 0,65 0,60

Abu (g) 0,90 0,55 1,10

Sumber : Winarno dan Koswara (2002)

Telur dikelilingi oleh kulit setebal 0,2-0,4 mm yang berkapur dan berpori- pori. Kulit telur ayam berwarna putih-kuning sampai coklat, telur bebek berwarna kehijauan. Bagian sebelah dalam kulit telur ditutupi oleh dua lapisan yang menempel satu dengan yang lain, tetapi keduanya akan terpisah pada ujung telur yang tumpul membentuk kantung udara. Kantung udara mempunyai diamater sekitar 5 mm pada telur segar dan bertambah besar ukurannya selama penyimpanan (Sriyuniarti, 2000). Kantung udara dapat digunakan untuk menentukan umur telur (Stadelmanand Cotterill, 1995).

Putih telur atau albumen merupakan bagian telur yang berbentuk seperti gel, mengandung air dan terdiri atas empat fraksi yang berbeda-beda kekentalannya (Silverside and Scott, 2000). Menurut Cunningham (1976), bagian putih telur yang terletak dekat kuning telur lebih kental dan membentuk lapisan yang disebut kalaza (kalazaferous). Lapisan kalazaferous merupakan lapisan tipis tapi kuat yang mengelilingi kuning telur dan membentuk cabang ke arah dua sisi yang berlawanan membentuk kalaza. Kalaza ini berbentuk seperti tali yang bergulung dan yang satu menjulur ke arah ujung tumpul, dan yang lain ke arah ujung lancip dari telur.

Dengan adanya kalaza ini, kuning telur pada telur segar akan berada di tengah- tengah telur. Bila diamati lebih jauh, kuning telur ternyata terdiri atas lapisan- lapisan gelap dan terang yang berselang-seling (Nesheim and Card, 1979;

Romanoff and Romanoff, 1963).

Gambar 2. 3.Struktur Bagian-Bagian Telur Sumber : Romanoff dan Romanoff (1963)

2.4.2 Sifat Fisik Telur

Menurut hartono (2012), ada beberapa sifat fisik telur yaitu : 1. Struktur telur

Telur memiliki struktur yang khusus karena mengandung zat gizi yang disediakan bagi perkembangan sel telur yang telah dibuahi menjadi seekor ayam.

Bagian esensial dari telur adalah putih telur (albumen) , yang mengandung banyak air dan berfungsi sebagai peredam getaran. Secara bersama–sama putih telur (albumen) dan kuning telur (yolk) merupakan cadangan makanan yang siap digunakan oleh embrio. Telur dibungkus dilapisi oleh kerabang yang berfungsi sebagai pelindung terhadap gangguan fisik, tetapi juga mampu berfungsi untuk pertukaran gas untuk respirasi (pernafasan). Telur ayam berdasar beratnya terbagi atas albumen 56% sampai dengan 61%, yolk 27% sampai dengan 32% dan kerabang 89% sampai dengan 11%.

2. Warna telur

Kualitas cangkang telur dipengaruhi oleh ketebalan cangkang dan keporositasan yang berfungsi untuk mengatur pertukaran O2, CO2, dan uap air.

Semakin tipis cangkang telur maka kehilangan air (moisture loss) semakin tinggi.

Tekstur cangkang yang baik adalah tidak terdapat bintik-bintik hitam dan spot berwana pucat, sehingga warnanya seragam. Ukuran telur dipengaruhi oleh umur unggas, stress, nutrisi dan kualitas air pakan. Semakin kecil ukuran telur cangkangnya lebih kuat (karena persebaran kalsium pada cangkang).

Sifat Fungsional Telur didefinisikan sebagai sekumpulan sifat dari pangan atau bahan pangan yang memengaruhi penggunaannya. Sifat-sifat tersebut antara lain : daya koagulasi, daya buih, daya emulsi, serta control kristalisasi. Sifat-sifat fungsional sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor baik faktor fisika atau faktor kimia. Yang banyak berperan dalam menentukan sifat tersebut adalah sifat fisik/kimia protein yang meliputi komposisi asam amino termasuk persentase dan penyebarannya, ukuran molekul, konformasi dan ikatan serta gaya yang berperan dalam struktur molekul protein tersebut (Siregar, 2012). Perubahan fisika dan kimia telur juga akan berpengaruh terhadap sifat-sifat fungsional telur yang bersangkutan. Telur, baik secara keseluruhan maupun bagian misalnya kuning telur atau putih telur memiliki sifat seperti berikut :

1. Waktu Koagualasi dan Kekuatan Gel

Koagulasi atau gelatinasi produk adalah proses kimia dimana cairan sol berubah menjadi gel. Koagulasi ditandai dengan perubahan dari molekul rantai Panjang menjadi struktur tiga dimensi, dimana struktur makromolekul pada sol menjadi matriks gel tiga dimensi. Kekuatan elektrostatis yang kuat mengikat makromolekul di dalam fase sol dengan ikatan hidrogen, ikatan disulfide dan ikatan intermolekul menyebabkan makromolekul insoluble dalam gel. Makromolekul protein dan karbohidrat, baik putih maupun kuning telur mempunyai kemampuan membentuk gel (Bell dan Weaver, 2002). Koagulasi oleh panas terjadi akibat reaksi antara protein dan air yang diikuti dengan penggumpalan protein karena ikatan- ikatan antar molekul. Putih telur ayam akan terkoagulasi pada suhu 620C.

Sedangkan kuning telurnya terkoagulasi pada 650C. Putih telur bebek terkoagulasi pada suhu yang lebih rendah, yaitu 550C setelah 10 menit pemanasan. Kemampuan koagulasi ini memungkinkan telur untuk mengikat air dan mempertahankan kesan basah produk bakery selama penyimpanan (Winarno dan Koswara, 2002).

Koagulasi oleh telur karena pemanasan tidak terjadi begitu saja melainkan juga

ditentukan oleh waktu pemasaran, dimana kecepatan terjadinya koagulasi pada telur akan bertambah dengan bertambahnya lama pemanasan yang diikuti oleh kenaikan suhu.Waktu koagulasi lebih cepat terjadi pada produk putih telur yang tidak diberi tambahan sukrosa dibandingkan dengan yang diberi tambahan sukrosa (Nahariah et al., 2010). Kemampuan protein untuk membentuk gel sangat penting dalam proses pengolahan pangan. Teknik pengolahan pangan yang berhubungan dengan kemampuan pembentukan gel adalah perlakuan menggunakan panas.

Pemanasan pada protein akan menyebabkan denaturasi. Adanya pemanasan dan keberadaan air, protein dapat membentuk matriks gel dengan menyeimbangkan interaksi antara protein-protein dan protein-pelarut di dalam produk pangan.

Matriks gel ini dapat mengikat air, lemak, dan ingredient lainnya untuk dapat menghasilkan berbagai jenis produk, seperti adonan roti, tahu, keju dan yogurt (Andarwulan et al., 2011).

Kekuatan gel adalah kriteria yang sering digunakan untuk mengevaluasi protein pangan. Kualitas beberapa bahan pangan terutama tekstur dan mouthfeel ditentukan oleh kapasitas gel protein. Sifat unik dari protein gel adalah bentuknya yang padat tetapi memiliki karakteristik seperti cairan. Gel sebagai fenomena agregasi protein di mana interaksi polimer-polimer dan polimer-pelarut seimbang sehingga jaringan atau matriks tersier terbentuk (Kusnandar, 2005).

2. Daya busa (Foaming)

Busa adalah bentuk dispersi koloida gas dalam cairan. Apabila putih telur dikocok, maka gelembung udara akan terperangkap dalam albumen cair dan membentuk busa. Semakin banyak udara yang terperangkap, busa yang terbentuk akan semakin kaku dan kehilangan sifat alirnya. Kestabilan busa ditentukan oleh kandungan ovomusin (salah satu komponen putih telur) (Aini, N. 2009)

2.5 Adhesive (perekat )

Perekat adalah bahan yang memiliki kemampuan mengikat dua benda melalui ikatan permukaan.Penggunaan perekat, harus dipilih perekat yang dapat memberikan ikatan yang baik pada kedua permukaan dalam jangka waktu yang panjang pada sebuah struktur.(Firmansyah. 2013) mengatakan epoxy resin dibentuk lewat reaksi kimia, dimana resin dengan hardener atau resin dengan katalis

dicampur dalam satu tempat kemudian terjadilah proses pengerasan (polimerisasi).

Sekali terjadi pengerasan, epoxy ini tidak bias mencair lagi sekalipun dilakukan pemanasan sehingga resin ini memiliki karakteristik mekanik yang bagus, daya penyusut yang rendah, perekat yang bagus untuk banyak bahan logam, dan tahan terhadap kelembaban udara serta tahan terhadap tekanan. Epoxy merupakan perekat khusus yang digunakan untuk menghubungkan logam dengan kayu atau logam dengan logam.Pemakaian perekat epoksi amat luas, karena daya rekatnya yang sangat tinggi, dapat merekatkan berbagai macam benda seperti bahan-bahan logam, kayu, gelas, keramik, beton, plastic thermoset (polyester, bisphenolic).Perekat epoksi terdiri dari dua kompoen, epoksi resin (A) dan hardener (B).Epoksi resin diproduksi dari reaksi epichlorohydrin dan bisphenol-A.Sedangkan hardener terbuat dari polyaminoamide. Perbandingan antara epoksi resin dan epoksi hardener adalah 1:1.Epoksi bereaksi dengan hardener/katalis membentuk struktur crosslinking.Ini membuat epoksi ini bersifat adhesive dan tegangan yang cukup tinggi. Kebanyakan epoksi berbasis diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA).Resin epoksi dibentuk oleh polimerisasi hasil reaksi bisphenolA dan epichlorohydrin. Resin epoksi merupakan product intermediate (hasil antara) yang harus di cured atau crosslinked untuk menghasilkan resin yang mempunyai karakteristik baik. Dalam proses curing atau crasslingking ke bahan epoksi ditambahkan curing agent yang mempunyai atom hidrogen aktif. Beberapa senyawa yang dapat digunakan sebagai bahan tersebut ialah berbagai jenis amina, dan asam anhidrida (Augustsson, 2004).

2.5.1 Struktur perekat

Karbon sebagai Elemen Sentral Berkenaan dengan struktur kimianya, perekat harus ditugaskan untuk senyawa organik. Berbeda dengan kimia anorganik, yang memperlakukan hal-hal dari alam mati (misal., mineral, logam), penawaran kimia organik dengan senyawa karbon sebagai elemen utama dari berbagai hal yang membentuk alam bernyawa (misal., tanaman dan produk hewani seperti kayu, protein, resin, lemak, minyak bumi). Fitur khusus karbon, dan dengan demikian posisinya mendominasi di antara semuanya elemen yang dikenal, adalah kenyataan bahwa jumlah senyawa hampir tak terbatas dengan karbon itu sendiri dan dengan banyak elemen lain adalah mungkin. Setiap karbon atom (atom adalah karakteristik

"komponen" terkecil untuk sifat-sifat suatu elemen) menunjukkan empat "lengan"

itu dapat "menyebar" untuk membentuk ikatan. Dalam kimia, ini "Lengan"

digambarkan oleh garis-garis sederhana dan, berasal dari kata Latin valentia sama dengan kekuatan, kekuatan mereka disebut valensi:

Valensi ini atau kemungkinan ikatan antara atom karbon individu

Gambar 2. 4.ikatan karbon individu

Menghasilkan rantai panjang, yang mungkin juga memiliki percabangan, ikatan silang atau struktur annular:

Gambar 2. 5.ikatan carbon bercabang

Sumber : (W. Brockmann, P. L. Geiß, J. Klingen, B. Schröder. 2009) 2.6 Sambungan adhesive

Sambungan adalah suatu methode penggabungan dua buah material menjadi satu. Ada beberapa jenis penyambungan yaitu sambungan tumpang/lap joint dan sambungan lurus/butt joint. Sambungan tumpang (lap joint) sesuai dengan namanya sambungan ini digunakan untuk menyatukan dua bagian logam/material dimana bagian logam/material yang satu menumpang di atas logam/material lainnya.

Sambungan seperti ini merupakan salah satu jenis sambungan yang terkuat. Tetapi untuk memaksimalkan efisiensi sambungan lebar plat tumpangannya minimal 3 kali ukuran tebal plat yang lebih tipis, yang akan disambung. Sambungan pertemuan (Butt joint) digunakan untuk menyatukan dua bagian logam/material dalam posisi sejajar/sebidang. Jenis sambungan ini sering digunakan untuk menyambung pelat, lembaran logam dan pekerjaan sambungan pipa.Bentuk pertemuan sambungannya dapat berupa alur miring maupun tegak lurus. Jenis sambungan menurut bahan penyambungnya dibagi menjadi dua yaitu penyambungan mekanik dan penyambungan adhesive. Penyambungan mekanik adalah penyambungan menggunakan baut atau paku dan lainnya sedangkan

penyambungan adhesive adalah penyambungan menggunakan perekat dan sejenisnya. Namun, dalam kasus ini yang akan dipakai atau diteliti adalah sambungan dengan metode penyambungan adhesive. Adhesive sendiri adalah suatu bahan yang digunakan untuk menyatukan dan menyambungkan suatu bahan yang sama ataupun berbeda jenis materialnya, baik itu logam dengan logam, logam dengan kayu,bambu , logam dengan karet dan sebagainya. Ada beberapa keuntungan dan kerugian menggunakan sambungan adhesive. Adalah :

2.6.1 Keuntungan menggunakan sambungan adhesive - Beban merata

- Dapat digunakan untuk menyambung dua material yang berbeda - Diproses pada temperature rendah

- Isolator panas dan listrik

- Tidak terjadi konsentrasi tegangan - Mencegah korosi listrik

2.6.2 Kekurangan menggunakan sambungan adhesive - Membutuhkan waktu lama untuk persiapan sambungan - Sukar untuk dibuka

- Ketahanan terhadap panas yang terbatas - Tahanan kejut rendah

- Sukar untuk ditest non destruktif ( tidak merusak)

Perkembangan teknologi sambungan kususnya sambungan yang menggunakan adhesive joint telah banyak dipelajari. Pengujian sambungan adhesive joint yang paling sering digunakan adalah sambungan tumpang tunggal (singlelap joint/SLJ) (Adams, 2005). Umumnya, sambungan adhesive joint dapat dikategorikan sebagai berikut (Matsuzaki et al., 2008, Mölleret al., 2010):

- Polimer / polimer (misalnya CFRP / CFRP, GFRP / GFRP) - Logam / logam (mis Al / Al)

- Polimer / logam (mis CFRP /Al, GFRP / Al) 2.6.3 Klasifikasi sambungan adhesive

A Sambungan adhesive memiliki beberapa jenis menurut bahan yang digunakan.

- Solvent adhesive

Bahan dasar lem jenis ini adalah nifroceluloce yang dapat larut dalam larutan kimia organik. Prosesnya setelah sambungan dilem maka akan dilakukan langkah pengepresan dalam waktu yang cukup lama 1-3 hari. Nama pasaran untuk solvent adhesive adalah : uhu, bindulin, pattex, redux.

- Mixed adhesive

Dalam sambungan ini salah satu komponen yang disambung bercampur dengan bahan lem.Waktu pengerasan dapat dikurangi dengan bantuan katalisator.Pada temperatur kamar, waktu pengerasan memakan beberapa hari, tetapi bila dipanaskan dalam suhu 200^oC, pengerasan terjadi hanya beberapa menit. Nama pasar dari mixed adhesive adalah : coctile, araldite, metallon, denacol.

B Sambungan adhesive menurut metode penyambungannya terdapat beberapa jenis.

Gambar 2. 6.Jenis sambungan menurut metode penyambungan (Erizal, 2010)

Ada beberapa jenis sambungan menurut cara penyambungannya yaitu : 1. Butt Joint

2. Single Lap Joint 3. Single Strap joint 4. Double Lap Joint 5. Double Strap joint 6. Scarf Joint

C Tipe kegagalan yang terjadi pada sambungan adhesive

Terdapat beberapa jenis kegagalan yaitu kegagalan adhesive, kegagalan cohesive, kegagalan thin-layer cohesive, kegagalan stock-break.

a Kegagalan adhesive adalah kegagalan antar muka antara perekat dan salah satu adherend. Kegagalan ini merupakan indikasi dari batas lapisan perekat yang lemah.

b Kegagalan cohesive terjadi ketika hasil rekahan pada lapisan perekat tersisa pada kedua permukaan adherend.

c Kegagalan Fiber-tear terjadi ketika kekuatan perekat merobek fiber.

d

Kegagalan stock break terjadi jika salah satu adherend patah.

Gambar 2.7.Kegagalan Sambungan (Aris, 2006)

Kegagalan yang terjadi dipengaruhi oleh beberapa hal seperti kandungan adhesive, ketebalan adhesive, serat, sifat material, waktu pengepresan, penekanan.

2.6.4 Kekuatan dalam sambungan perekat

Desain sambungan perekat atau sealant akan memainkan peran penting menentukan bagaimana ia akan bertahan di luar beban. Empat tipe dasar tegangan muat adalah umum untuk sambungan perekat atau sealant: tarik, geser, pembelahan, dan kulit. Kekuatan sambungan perekat ditentukan terutama oleh mekanik sifat yang melekat dan perekat, tegangan internal sisa, tingkat kontak antarmuka yang benar, dan geometri sendi. Masing-masing faktor memiliki yang kuat pengaruh pada kinerja sendi

Gambar 2. 8.Jenis tekanan pada sambungan perekat.

Untuk efisiensi sambungan maksimum, distribusi tegangan yang tidak seragam harus dikurangi meskipun desain bersama yang tepat dan pemilihan variabel desain tertentu yang dari penting untuk menekankan distribusi. Variabel berikut ini paling penting:

Gambar 2. 9.Jenis tekanan pada sambungan perekat.

Untuk efisiensi sambungan maksimum, distribusi tegangan yang tidak seragam harus dikurangi meskipun desain bersama yang tepat dan pemilihan variabel desain tertentu yang dari penting untuk menekankan distribusi.

Variabel berikut ini paling penting:

1. Sifat bahan perekat 2. Ketebalan perekat

3. Geometri pada area ikatan 4. Properti Adherend

2.6.5 Karakteristik desain sambungan perekat 1. Lap joint

Ini adalah sambungan perekat yang paling umum digunakan. Mereka mudah dibuat, bisa jadi digunakan dengan penganut yang tipis, dan menekankan perekat ke arah yang terkuat. Sederhana lap joint (Gambar 3), diimbangi dan gaya geser tidak sejalan. Itu bisa dilihat di sini kurva distribusi tegangan yang sebagian besar tegangan terkonsentrasi di ujung pangkuan.

Gambar 2. 10.Sambungan pangkuan tunggal

Sendi lap ganda. Sambungan ini juga lebih efisien dari sambungan lap biasa. Itu tepi miring memungkinkan kesesuaian penganut selama pemuatan, dengan resultan Pengurangan stres pembelahan pada ujung sendi. Sendi lap jangkar. Ini adalah desain yang paling mudah untuk menyelaraskan muatan. Sendi ini bisa dibuat hanya dengan menekuk penganutnya. Ini juga menyediakan permukaan yang mudah berikan tekanan. Sambungan tali. Sambungan ini menjaga agar beban pengoperasian tetap sejajar dan umumnya digunakan di mana sambungan yang tumpang tindih tidak praktis karena ketebalan yang melekat. Seperti dalam kasus ini pada sambungan pangkuan, tali tunggal dikenakan tegangan pembelahan di bawah gaya lentur. Sambungan tali ganda lebih unggul jika ada tekanan lentur.

Yang miring tali ganda dan tali ganda tersembunyi adalah desain sambungan terbaik untuk menahan tekukan kekuatan. Namun, kedua sambungan ini membutuhkan mesin yang mahal.

2. Butt joints.

Sambungan ini tidak mampu menahan gaya lentur karena di bawah kekuatan seperti itu perekat akan mengalami stres pembelahan. Jika penganut terlalu tebal untuk mendesain sambungan tumpang tindih sederhana, sambungan butt yang

dimodifikasi dapat dirancang. Sendi tersebut mengurangi efek pembelahan yang disebabkan oleh pemuatan samping

3. Strap joints. (Tali pengikat)

Sambungan ini menjaga agar beban pengoperasian tetap lurus dan umumnya digunakan jika tumpang tindih sambungan tidak praktis karena ketebalan yang melekat. Seperti dalam kasus sambungan pangkuan, tali tunggal tunduk pada tegangan belahan di bawah gaya lentur. Tali ganda Sendi lebih unggul ketika tekanan lentur terlibat. Tali ganda miring dan double strap tersembunyi adalah desain sambungan terbaik untuk menahan gaya lentur. Namun, kedua sambungan ini membutuhkan mesin yang mahal

Berikut adalah stress di dalam sebuah sambungan sederhana

Gambar 2. 11.Distribusi tegangan pada sambungan pangkuan yang sederhana

Gambar diatas menunjukkan tegangan pada sambungan lap sederhana yang terbuat dari lembaran logam tipis: Stres geser ada di ikatan rekat. Bahan-bahan yang terikat dipaksa untuk saling bergeser. Peel stress adalah gaya yang menarik perekat dengan memisahkan satu permukaan yang fleksibel dan satu permukaan yang kaku.

2.7 Sifat mekanik sambungan adhesive

sifat mekanik sambungan adhesive yang diperhitungkan dalam perhitungan adalah:

A Kekuatan kohesive (tegangan Tarik / upaya untuk melepas ) Tegangan = ^{𝑔𝑎𝑦𝑎}

𝑙𝑢𝑎𝑠 ………...(N/m²)

σtarik maks =

^𝐹

𝐴 ……….(N/m²) ket :

σtarik = tegangan Tarik dari bahan adhesive /kekuatan kohesive (N/m

²

) F = gaya yang bekerja (N)

A = luas penampang yang dikenai lem (m

²

)\

Kekuatan membuka pada sambungan , menahan gaya yang bekerja dilihat (pada gambar ) . mendapat beban dinamis , kekuatan sambungan berkurang 13 – 20 % dari kekuatan membuka (

σ

m)

adalah gaya yang bekerja dibagi dengan lebar

sambungan

Gambar 2. 12.kekuatan kohesive sambungan lap joint

σm =

^𝐹

𝐵

………(N/m)

Dimana kekuatan membuka

σm = kekuatan membuka (N/m) F = gaya yang bekerja (N) b = lebar sambungan (m)

2.8 Uji Tarik Dan Standard Sambungan

Pengujian tarik adalah pengujian yang dilakukan untuk mengetahui sifat- sifat mekanis suatu logam dan paduannya. Pengujian ini paling sering dilakukan karena merupakan dasar pengujian-pengujian dan studi mengenai kekuatan bahan. Pada pengujian tarik beban diberikan secara kontinyu dan perlahan bertambah besar, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai perpanjangan yang dialami benda uji. Kemudian dapat dihasilkan tegangan dan regangan.

σu=

^𝑃𝑢

𝐴0

……… (1)

Dimana :

σu = Tegangan tarik maksimal (MPa) Pu = Beban tarik (kN)

A0 = Luasan awal penampang (mm²)

Regangan yang dipergunakan pada kurva diperoleh dengan cara membagi perpanjangan panjang ukur dengan panjang awal, persamaanya yaitu:

ε =

^{𝐿𝑓 − 𝐿0}

𝐿0

×100 ………… (2)

Dimana:

ε = Regangan (%) L0 = Panjang awal (mm) L1 = Panjang akhir (mm)

Pembebanan tarik dilaksanakan dengan mesin pengujian tarik yang selama pengujian akan mencatat setiap kondisi bahan sampai terjadinya tegangan ultimate, juga sekaligus akan menggambarkan diagram tarik benda uji, adapun panjang L1 akan diketahui setelah benda uji patah dengan mengunakan pengukuran secara normal tegangan ultimate adalah tegangan tertinggi yang bekerja pada luas penampang semula. Diagram yang diperoleh dariuji Tarik pada umumnya digambarkan sebagai diagram tegangan-regangan.

Gambar 2. 13.Kurva tegangan – regangan rekayasa. (Dieter,1992) Dari gambar diatas, ditunjukkan bahwa bentuk dan besaran pada kurva tegangan- regangan suatu logam tergantung pada komposisi, perlakuan panas, deformasi plastis yang pernah dialami, laju regangan, suhu dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian. Parameter-parameter yang digunakan untuk mengambarkan kurva tegangan regangan logam yaitu:

1. Kekuatan tarik 2. Kekuatan Luluh

3. Perpanjangan. (Dieter, 1992).

Selain itu terdapat Modulus Elastisitas (E), merupakan ukuran kekakukan suatu material, makin besar modulus elastisitasnya, makin kecil regangan elastis yang dihasilkan akibat pembebanan. Modulus elastisitas untuk material komposit sulit ditentukan mengingat material komposit cenderung getas/brittle. Sedangakn

toughness dapat dikaitkan dengan jumlah energi yang diserap bahan sampai terjadi patahan.

Ε =

^σy

𝑒

Dimana :

E : Modulus Elastisitas N/mm² σy : Tegangan

e : Regangan

Standart yang digunakan :

• ASTM -D-1002-10-standard

Gambar 2. 14.standart ASTM -D-1002-10