Download - Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
1/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
1
PEMANFAATAN AMPAS TEBU SEBAGAI
BAHAN BAKU DALAM PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL
SKRIPSI
Oleh :
KRISNA MARGARETTA MALAU
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2009
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
2/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
2
PEMANFAATAN AMPAS TEBU SEBAGAI
BAHAN BAKU DALAM PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL
SKRIPSI
Oleh :
KRISNA MARGARETTA MALAU
040308040/ TEKNIK PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh :
Komisi Pembimbing
(Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si) (Taufik Rizaldi, STP, MP)
Ketua Anggota
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2009
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
3/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
3
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan berkat dan kesempatan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi
ini.
Adapun judul skripsi ini adalah “Pemanfaatan Ampas Tebu sebagai
Bahan Baku dalam Pembuatan Papan Partikel”. Penulisan skripsi ini
bertujuan sebagai bahan dasar penyusunan tugas akhir untuk meraih gelar Sarjana
Teknologi Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Ir. Saipul Bahri Daulay,
M.Si selaku ketua komisi pembimbing beserta Bapak Taufik Rizaldi STP, MP
selaku anggota komisi yang telah memberikan bimbingan untuk dapat
menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu
penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk perbaikan
selanjutnya.
Akhir kata penulis meminta maaf atas segala kekurangan yang ada.
Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat.
Medan. Juli 2009
Penulis
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
4/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
4
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ................................................................................... i
DAFTAR TABEL ........................................................................................ iv
DAFTARGAMBAR...................................................................................... v
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. vi
PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
Latar Belakang ................................................................................................ 1
Tujuan Penelitian ............................................................................................ 2
Kegunaan Penelitian ....................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ 4 Tebu ............................................................................................................... 4
Botani Tebu ........................................................................................... 4
Ampas Tebu ........................................................................................... 5
Kandungan Tebu .................................................................................... 5
Perekat Urea Formaldehyde (UF) ................................................................... 6
Parafin (Wax) .................................................................................................. 8
Papan Partikel ................................................................................................. 8
Pengertian Papan Partikel ....................................................................... 8
Bahan Baku Papan Partikel .................................................................... 10
Sifat dan Kegunaan Papan Partikel ......................................................... 11
Mutu Papan Partikel ............................................................................... 13Proses Pembuatan Papan Partikel ........................................................... 14
Proses Pencampuran .......................................................................... 14
Pengempaan ...................................................................................... 15
Pengkondisian ................................................................................... 15
Pemotongan Contoh Uji .................................................................... 15
Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel .............................. 16
Standar Pengujian Sifat-Sifat Papan Partikel ...................................... 17
METODOLOGI PENELITIAN ................................................................... 18
Lokasi dan Waktu Penelitian .......................................................................... 18
Alat dan Bahan ............................................................................................... 18Metode Penelitian ........................................................................................... 20
Prosedur Penelitian ......................................................................................... 21
Persiapan Bahan Baku ............................................................................ 21
Pembuatan Papan Partikel ...................................................................... 22
Pengkondisian ........................................................................................ 23
Pengujian Papan Partikel ........................................................................ 23
Parameter ........................................................................................................ 24
Sifat Fisis Papan Partikel ........................................................................ 24Sifat Mekanis Papan Partikel .................................................................. 25
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
5/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
5
HASIL DAN PEMBAHASAN...................................................................... 28
Sifat Fisis ........................................................................................................ 28
Kerapatan Papan Partikel ....................................................................... 28
Kadar Air Papan Partikel ....................................................................... 30Daya Serap Air Papan Partikel ............................................................... 31
Pengembangan Tebal Papan Partikel ...................................................... 32
Sifat Mekanis .................................................................................................. 34
Modulus of Rupture (MOR) Papan Partikel ............................................ 35
Modulus of Elasticity (MOE) Papan Partikel .......................................... 36
Internal Bond (IB)Papan Partikel .......................................................... 37
Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel ....................................................... 38
Analisa Data Lanjutan Sifat Fisis .................................................................... 40
Kadar Air Papan Partikel ....................................................................... 40
Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 40
Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 40Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 40
Kerapatan Papan Partikel ....................................................................... 41Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 41
Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 42Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 42
Daya Serap Air Papan Partikel ............................................................... 42Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 42
Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 43Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 45
Pengembangan Tebal Papan Partikel ...................................................... 45Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 45
Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 45Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 46
Analisa Data Lanjutan Sifat Mekanis .............................................................. 47
Modulus of Rapture (MOR) Papan ........................................................ 47
Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 47
Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 48
Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 48
Modulus of Elasticity (MOE) Papan Partikel .......................................... 50
Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 50
Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 50Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 51
Internal Bond (IB) Papan Partikel .......................................................... 51
Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 51
Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 52
Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 53
Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel ....................................................... 53
Pengaruh Beda Kadar Perekat .......................................................... 53
Pengaruh Beda Kadar Parafin .......................................................... 54
Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin ........................................ 54
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 55
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
6/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
6
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 57
LAMPIRAN .................................................................................................. 59
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
7/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
7
DAFTAR TABEL
Hal
1. Komponen Kimia Beberapa Serat Penting ................................................... 5
2. Sifat Mekanis Beberapa Serat Penting ......................................................... 6
3. Ukuran dan Jumlah Contoh Uji Papan Partikel ............................................ 16
4. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dengan Berbagai Standar ................ 17
5. Komposisi Bahan Papan Partikel ................................................................. 22
6. Rekapitulasi Data Sifat Fisis Papan Partikel ................................................ 28
7. Rataan Kerapatan Papan Partikel ................................................................. 28
8. Rataan Kadar Air Papan Partikel ................................................................. 30
9. Rataan Daya Serap Air Papan Partikel ........................................................ 31
10. Rataan Pengembangan Tebal Papan Partikel ............................................. 33
11. Data Sifat Mekanis Papan Partikel ............................................................ 3412. Rataan MOR Papan Partikel ...................................................................... 35
13. Rataan MOE Papan Partikel ...................................................................... 36
14. Rataan Internal Bond Papan Partikel ......................................................... 38
15. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Interaksi Beda Kadar Perekat dan Kadar
Parafin Terhadap Kadar Air Rata-rata (%) ............................................... 40
16. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Perekat terhadap Daya Serap
Air Rata-rata (%) ...................................................................................... 42
17. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Parafin terhadap Daya Serap
Air Rata-rata (%) ...................................................................................... 44
18. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin
terhadap Pengembangan Tebal Rata-rata (%) ............................................ 4519. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Perekat Terhadap MOR
Rata-rata (kg/cm3) ..................................................................................... 47
20. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Interaksi Beda Kadar Perekat dan kadar
Parafin terhadap MOR Rata-rata (kg/cm3) ................................................ 49
21. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Parafin terhadap MOE Rata-
rata (kg/cm3) ............................................................................................. 50
22. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Parafin terhadap IB Rata-rata
(kg) ........................................................................................................... 52
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
8/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
8
DAFTAR GAMBAR
Hal
1. Pola Pemotongan Contoh Uji Papan Patikel ................................................ 15
2. Proses Pembuatan dan Pengujian Papan Partikel ......................................... 82
3. Pola Pembentukan Uji MOR ....................................................................... 26
4. Grafik Kerapatan Papan Partikel ................................................................. 29
5. Grafik Kadar Air Papan Partikel .................................................................. 31
6. Grafik Daya Serap Air Papan Partikel ......................................................... 32
7. Grafik Pengembangan Tebal Papan Partikel ................................................ 33
8. Grafik MOR Papan Partikel ........................................................................ 36
9. Grafik MOE Papan Partikel......................................................................... 37
10. Grafik IB Papan Partikel ........................................................................... 3811. Grafik Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel................................................ 39
12. Hubungan Interaksi Perlakuan dengan Kadar Air Papan Partikel ............... 41
13. Hubungan Beda Kadar Perekat dengan Daya Serap Air Papan Partikel ..... 43
14. Hubungan Beda Kadar Parafin dengan Daya Serap Air Papan Partikel ...... 44
15. Hubungan Beda Kadar Parafin dengan Pengembangan Tebal
Papan Partikel ........................................................................................... 46
16. Hubungan Beda Kadar Perekat dengan MOR Papan Partikel ..................... 48
17. Hubungan Interaksi Perlakuan dengan MOR Papan Partikel ...................... 49
18. Hubungan Beda Kadar Parafin dengan MOE Papan Partikel ..................... 51
19. Hubungan Beda Kadar Parafin dengan Internal Bond Papan Partikel ......... 53
20. Ampas Tebu (bagase) ................................................................................ 7621. Urea Formaldehyde (UF) .......................................................................... 76
22. Perekat Urea Formaldehyde dan Parafin (Wax) ......................................... 76
23. Oven ......................................................................................................... 77
24. Timbangan ............................................................................................... 77
25. Cetakan Bahan .......................................................................................... 77
26. Aluminium Foil......................................................................................... 77
27. Mixer ........................................................................................................ 78
28. Jangka Sorong, Lem Besi dan Sekrup........................................................ 78
29. Mesin Kempa (Hot Press) ......................................................................... 78
30. Universal Testing Machine (UTM) Lohmann ............................................ 78
31. Proses Pengempaan Papan Partikel............................................................ 7932. Proses Pengkondisian Papan Partikel......................................................... 79
33. Proses Pengujian Internal Bond dan Kuat Pegang Sekrup .......................... 79
34. Papan Partikel Ampas Tebu ...................................................................... 80
35. Potongan Papan Partikel ............................................................................ 80
36.Pemberian Kode Potongan Papan Partikel .................................................. 80
37. Proses Pemotongan Papan Partikel ............................................................ 81
38. Proses Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel ......................................... 81
39. Proses Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel ............................................... 81
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
9/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
9
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
1. Rekapitulasi Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel .................................... 592. Data Kerapatan Papan Partikel .................................................................... 60
3. Data Kadar Air Papan Partikel .................................................................... 614. Data Daya Serap Air Papan Partikel ............................................................ 62
5. Data Pengembangan Tebal Papan Partike .................................................... 636. Data Modulus of Rapture (MOR) Papan Partikel ......................................... 64
7. Data Modulus of Elasticity (MOE) Papan Partikel ...................................... 65
8. Data Internal Bond Papan Partikel ............................................................... 66
9. Data Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel .................................................... 6710. Data Pengamatan Kadar Air Papan Partikel ............................................... 68
11. Data Pengamatan Kerapatan Papan Partikel .............................................. 69
12. Data Pengamatan Daya Serap Air Papan Partikel ...................................... 70
13. Data Pengamatan Pengembangan Tebal Papan Partikel ............................. 71
14. Data Pengamatan MOR Papan Partikel ..................................................... 72
15. Data Pengamatan MOE Papan Partikel ...................................................... 73
16. Data Pengamatan Internal Bond Papan Partikel ......................................... 74
17. Data Pengamatan Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel ............................... 75
18. Gambar Bahan-bahan Papan Partikel......................................................... 76
19. Gambar Alat-alat Pembuatan Papan Partikel ............................................. 77
20. Gambar Proses Pembuatan Papan Partikel ................................................. 7921. Flowchart Proses Pembuatan Papan Partikel.............................................. 82
22. Instruksi Kerja Alat UTM Lohmann .......................................................... 83
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
10/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
10
ABSTRAK
Telah dibuat produk baru papan dari limbah industri gula berupa ampas
tebu/ bagase dengan menggunakan perekat Urea Formaldehyde (UF). Papan
dikempa dengan tekanan 25 kg/cm2 pada suhu 1400 C. Kadar Perekat yang
digunakan adalah 10% dan 12% dengan penambahan parafin cair (wax)
divariasikan 0%, 1% dan 2 % dari berat kering partikel. Papan partikel yang
dihasilkan kemudian diuji sifat fisis dan mekanisnya menurut standar JIS A 5908-
2003. Kerapatan, kadar air dan daya serap air memenuhi standar JIS A 5908-2003,
sedangkan nilai sifat mekanik yang memenuhi standar yaitu : keteguhan rekat dan
keteguhan patah.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengaruh kadar perekat sangat nyata
terhadap uji daya serap air dan keteguhan patah. Sedangkan pengaruh kadar
parafin sangat nyata terhadap uji daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan
elastisitas dan keteguhan rekat. Interaksi kadar perekat dan parafin berpengaruh
sangat nyata terhadap kadar air dan pengaruh nyata terhadap keteguhan patah
papan partikel.
Kata kunci : Papan partikel, perekat Urea Formaldehida (UF), parafin cair, sifat
fisis dan sifat mekanis.
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
11/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
11
ABSTRACT
A new panel product from sugar waste industry like as bagasee has made
using adhesives Urea Formaldehyde (UF). The boards were pressed at amount of
pressure 25 kg/cm2 and at temperature of 140
0. Levels of adhesives used were
10% and 12% of dry-weight particles and additive liquid wax were varied at 0%,
1% and 2 % of dry-weight. The physical and mechanical properties of the boards
were tested in accordance with JIS A 5908-2003 standard. The density value,
moisture content and water absorption were met with the JIS A 5908-2003
standard, while value of the mechanical properties i.e internal bond and modulus
of elasticity.
Results showed that effects of level of adhesives were very significant to
the density value and modulus of rupture tested. While effects of levels of liquid
wax were very significant to the moisture content, thickness swelling , modulus of
elasticity and internal bond tested. The effects of interaction of the levels of
adhesives and liquid wax were very significant to the moisture content and
significant to the modulus of rupture tested.
Key words : Particle board, adhesives Urea Formaldehyde (UF),liquid wax,
physical properties and mechanical propertie
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
12/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
12
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tebu (Saccharum officinarum) merupakan tanaman perkebunan semusim
yang mempunyai sifat tersendiri, sebab didalamnya terdapat zat gula. Tebu
ditanam untuk diambil batangnya sebagai bahan baku gula. Tebu merupakan
bahan dasar untuk berbagai produk makanan dan hidangan.
Selama ini pemanfaatan tebu masih terbatas pada industri pengolahan
gula, dengan hanya mengambil airnya. Pasar internasional mengindikasikan tebu
merupakan komoditi yang cukup prospektif. Beberapa Produk Derivat Tebu
(PDT) seperti ethanol, ragi roti, wafer pucuk tebu, papan partikel, papan serat,
pulp dan kertas mempunyai peluang pasar yang cukup terbuka, baik di pasar
domestik maupun internasional.
Ampas tebu merupakan hasil samping dari proses ekstraksi cairan tebu.
Ampasnya sekitar 35-40% dari berat tebu yang digiling hanya dimanfaatkan
sebagai bahan bakar industri bahkan dibuang sehingga akan menjadi limbah.
Pemanfaatan ampas tebu belum dioptimalkan mengingat potensi tebu yang cukup
besar, padahal ampas tebu dapat memberikan nilai yang lebih besar.
Papan partikel adalah suatu produk komposit yang dibuat dengan
merekatkan partikel berupa potongan kayu yang kecil atau material lain yang
mengandung lignoselulosa. Tebu merupakan salah satu komoditi pertanian yang
mengandung unsur lignoselulosa sehingga merupakan bahan baku potensial dalam
pembuatan papan partikel.
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
13/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
13
Papan partikel merupakan 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 lainnya kemudian
dikempa panas. Dengan kata lain bahwa semua bahan berlignoselulosa dapat
dipergunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan papan partikel.
Salah satu ruang lingkup teknologi pertanian adalah bidang teknik
pengolahan hasil pertanian. Dalam hal ini pengolahan limbah pertanian berupa
ampas/bagase tebu. Teknologi pembuatan papan partikel dari ampas tebu
merupakan teknologi pemanfaatan ampas tebu sehingga mendapatkan produk
yang bernilai guna serta mengurangi dampak yang diakibatkan oleh limbah bagi
lingkungan.
Dari uraian diatas mendorong penulis untuk melaksanakan penelitian
dengan judul “Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku dalam Pembuatan
Papan Partikel”.
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
ampas tebu dalam pembuatan papan partikel dan pengaruh perlakuan variasi
kadar perekat dan variasi kadar parafin cair (wax) serta interaksinya dalam
pembuatan papan partikel ampas tebu.
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
14/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
14
Kegunaan Penelitian
1.
Penulis, sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat
untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Teknik Pertanian
Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera
Utara.
2. Mahasiswa, sebagai bahan informasi bagi yang ingin mengembangkan
penelitian ini.
3.
Masyarakat, sebagai bahan informasi bagi yang membutuhkan atau akan
menggunakan penelitian ini.
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
15/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
15
TINJAUAN PUSTAKA
Tebu (Saccharum officinarum)
Botani tebu (Saccharum officinarum)
Klasifikasi botani tanaman tebu adalah sebagai berikut (Slamet, 2004) :
Divisi : Spermatophyta
Sub Divisi : Angiospermae
Kelas : Monokotyledone
Keluarga : Poaceae
Genus : Saccharum
Spesies : Saccharum officinarum
Tanaman tebu mempunyai sosok yang tinggi kurus, tidak bercabang dan
tumbuh tegak. Tanaman yang tumbuh baik tinggi batangnya dapat mencapai 3-5
meter atau lebih. Termasuk dalam jenis rumput-rumputan bertahunan, besar,
tinggi sistem perakaran besar, menjalar, batang kokoh, dan terbagi ke dalam ruas-
ruas; ruas beragam panjangnya 10-30 cm, menggembung, menggelendong atau
menyilindris. Pada batangnya terdapat lapisan lilin yang berwarna putih keabu-
abuan, daun berpangkal pada buku batang dengan kedudukan yang berseling
(Penebar Swadaya, 2000).
Tebu dapat hidup dengan baik pada ketinggian tempat 5.500 meter diatas
permukaan laut (mdpl), pada daerah beriklim panas dan lembab dengan
kelembaban > 70%, hujan yang merata setelah tanaman berumur 8 bulan dan suhu
udara berkisar antara 28-340C (Slamet, 2004).
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
16/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
16
Ampas Tebu (Bagase)
Ampas tebu (bagase) adalah bahan sisa berserat dari batang tebu yang
telah mengalami ekstraksi niranya dan banyak mengandung parenkim serta tidak
tahan disimpan karena mudah terserang jamur. Serat sisa dan ampas tebu
kebanyakan digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi yang
diperlukan untuk pembuatan gula. Padahal ampas tebu selain dimanfaatkan
sebagai bahan bakar pabrik, dapat juga sebagai bahan baku untuk serat dan
partikel untuk papan, plastik dan kertas serta media untuk budidaya jamur atau
dikomposisikan untuk pupuk (Slamet, 2004)
Ampas tebu merupakan hasil samping dari proses ekstraksi cairan tebu.
Dari satu pabrik dapat dihasilkan sekitar 35-40% dari berat tebu yang digiling
(Penebar Swadaya, 2000). Menurut Penebar Swadaya (2000) tanaman tebu
umumnya menghasilkan 24-36% bagase tergantung pada kondisi dan macamnya.
Bagase mengandung air 48-52%, gula 2,5-6% dan serat 44-48%.
Kandungan Tebu
Komponen kimia serat sabut tebu dan beberapa serat penting lainnya
dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Komponen Kimia Beberapa Serat PentingSerat Lignin
(%)Selulosa
(%)Hemiselulosa
(%)
Tandan sawit 19 65 -Mesocarp sawit 11 60 -
Sabut tebu 40-50 32-43 0,15-0,25
Pisang 5 63-64 19
Sasal 10-14 66-72 12
Daun nanas 12,7 81,5 -
Sumber : Kliwon (2002)
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
17/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
17
Bila tebu dipotong akan terlihat serat jaringan pembuluh (Vascular
bundle) dan sel parenkim serta terdapat cairan yang mengandung gula. Serat dan
kulit batang sekitar 12,5 % dari berat tebu. Dari satu pabrik dapat dihasilkan
ampas tebu sekitar 35-40% dari berat tebu yang digiling (Penebar Swadaya,
2000).
Sifat Mekanis Ampas Tebu
Sifat mekanis serat sabut tebu dan beberapa serat penting lainnya dapat
ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Sifat Mekanis Beberapa Serat Penting
Serat Kekuatan tarik Pemanjangan Kekerasan
(Mpa) (%) (Mpa)
Tandan sawit 248 14 2000
Mesocarp sawit 80 17 500
Sabut tebu 140 25 3200
Pisang 540 3 816
Sasal 580 4,3 1200
Daun nanas 640 2,4 970
Sumber : Kliwon (2002)
Perekat Urea Formaldehyde (UF)
Perekatan partikel pada umumnya dilakukan dengan menggunakan perekat
Urea Formaldehyde (UF) untuk penggunaan bagian dalam (interior) seperti
mebel, lantai, dinding penyekat dan Phenol Formaldehyde (PF) diarahkan untuk
papan partikel struktural (Tsoumis, 1991).
Menurut Sutigno (1988) sifat-sifat perekat Urea Formaldehyde adalah
berwarna putih pada kemasan dan berwarna transparan jika sudah direkat
sehingga tidak mempengaruhi warna papan dengan kekentalan 25 centipoise,
harga lebih murah daripada PF, tidak mudah terbakar, mempunyai sifat panas
yang baik dan mudah beradaptasi selama pengkondisian.
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
18/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
18
Kebutuhan perekat UF untuk pembuatan papan partikel berkisar 6-10%.
Pematangan terjadi ketika ada peningkatan pada viskositas perekat yang diikuti
dengan gelatinasi dan selanjutnya terbentuk pedatan yang kaku pada perekat UF,
suhu inti pada lembaran papan partikel sekitar 100 0C (212 0F) untuk pematangan
akhir. Temperatur permukaan jauh lebih tinggi tergantung suhu plat pengempaan.
Kunci utama pengempaan yang cepat adalah meningkatkan suhu inti (Maloney,
1977).
Perekat Urea Formaldehyde adalah resin yang paling umum digunakan
untuk pembuatan papan partikel di Eropa dan Amerika Serikat. Biaya yang relatif
rendah dan siklus pematangan yang pendek adalah dua keuntungan perekat ini
(Haygreen dan Bowyer, 1989). Menurut Koch (1972), perekat Urea
Formaldehyde banyak digunakan untuk penggunaan interior karena : (i) warnanya
terang, (ii) harganya murah, (iii) dapat digunakan dengan cepat pada suhu
dibawah 260oF atau 126,67
oC.
Menurut Rayner (1951) perekat Urea Formaldehyde adalah perekat yang
banyak digunakan di hampir semua industri kayu. Perekat ini berbahan dasar urea
dan formaldehida. Urea adalah bahan padat tidak berwarna yang berasal dari
reaksi amonia dengan karbondioksida, sedangkan formaldehida adalah gas dari
metil alkohol
Kelemahan perekat Urea Formaldehyde ini sebagai perekat yang hanya
dapat digunakan untuk kebutuhan interior, dimana tidak dituntut daya tahan yang
tinggi terhadap air dan kelembaban (Maloney, 1977). Pizzi (1983) mengemukakan
bahwa hal tersebut disebabkan mudahnya Urea Formaldehyde mengalami
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
19/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
19
kerusakan ikatan hidrogen karena pengaruh kelembaban dan asam khususnya
pada suhu sedang dan suhu tinggi. Dalam air dingin laju kerusakan struktur resin
sangat lambat tapi pada suhu di atas 40o
C kerusakan dipercepat dan di atas 60o
C
prosesnya sangat cepat.
Parafin (Wax)
Wax atau lilin adalah salah satu jenis aditif yang ditambahkan pada
campuran untuk meningkatkan sifat papan komposit yang dihasilkan. Beberapa
penelitian menyebutkan bahwa penambahan wax dapat mengurangi penyerapan
air secara bertahap. Jenis wax yang digunakan adalah parafin, yang merupakan
produk sampingan dari industri minyak mentah. Parafin mempunyai sifat atau ciri
berbentuk padat dan tidak berwarna, bening dan transparan, sedikit larut dalam
alkohol, mudah larut dalam eter, benzene dan tahan terhadap asam mineral.
(Maloney, 1977).
Parafin berkisar 0,25% sampai 2% dari berat ditambahkan untuk
memberikan sifat katalis air pada papan. Parafin digunakan untuk menghambat
penetrasi air pada produk jadi. Pada papan partikel bertambah besar emulsi
parafin penghambatan air makin sempurna dan stabilitas dimensi baik. penetrasi
air penting untuk memastikan keberhasilan proses perekatan dan untuk
perlindungan pada produk (Haygreen dan Bowyer, 1996).
Papan Partikel
Pengertian Papan Partikel
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
20/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
20
Menurut Iskandar (2009), papan partikel adalah lembaran hasil
pengempaan panas campuran partikel kayu atau bahan berligno selulosa lainnya
dengan perekat organik dan bahan lainnya.
Papan partikel adalah lembaran bahan yang terbuat dari serpihan kayu atau
bahan-bahan yang mengandung lingoselulosa seperti keping, serpih, untai yang
disatukan dengan menggunakan bahan pengikat organik dan dengan memberikan
perlakuan panas, tekanan, kadar air, katalis dan sebagainya (FAO, 1997).
Menurut Haygreen dan Bowyer (1996), papan partikel adalah produk
panel yang dihasilkan dengan memampatkan partikel-partikel kayu sekaligus
mengikatnya dengan suatu perekat. Tipe-tipe papan partikel yang banyak itu
sangat berbeda dalam hal ukuran dan bentuk partikel, jumlah resin (perekat) yang
digunakan dan kerapatan panel yang dihasilkan.
Penggunaan papan partikel sangat luas, menurut Haygreen dan Bowyer
(1996) pada sejumlah pemakaian, papan partikel digunakan sebagai pilihan lain
terhadap kayu lapis. Djalal (1984) menyatakan bahwa papan partikel yang umum
diproduksi adalah yang berkerapatan sedang, sebab memberikan hasil yang
optimum ditinjau dari segi mekanis, pemakaian perekat dan aspek ekonomi
lainnya.
Pada saat ini ada 19 buah pabrik papan partikel yang tersebar di Jawa,
Sumatra, Kalimantan dan Maluku. Sebuah pabrik mengolah limbah tebu (lampas
tebu atau bagase) dan sisanya mengolah limbah kayu. Limbah pemanenan berupa
dolok kayu karet diolah oleh 2 buah pabrik, sedangkan 16 buah pabrik mengolah
limbah pengolahan yang terdiri atas campuran jenis kayu (Kuntohartono, 2008).
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
21/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
21
Bahan Baku Papan Partikel
Bahan utama untuk papan partikel menurut Walker (1993), yaitu:
1. Sisa industri seperti serbuk gergaji, pasahan dan potongan-potongan kayu
2. Sisa pengambilan kayu, penjarangan, dan jenis bukan komersil
3. Bahan material berlignoselulosa bukan kayu seperti rami, ampas tebu,
bambu, tandan kelapa sawit, serat nenas, ecenggondok dan lain-lain.
Adapun tipe-tipe partikel yang digunakan untuk bahan baku pembuatan
papan partikel menurut Haygreen dan Bowyer (1996), yaitu:
a. Pasahan (shaving), partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang
dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu.
b. Serpih (flake), partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan
sebelumnya yang dihasilkan dengan peralatan yang telah dikhususkan.
c. Biskit (wafer), serupa serpih tetapi bentunya lebih besar. Biasanya lebih
dari 0,025 inci tebalnya dan lebih dari 1 inci panjangnya.
d. Tatal (chips), sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau
yang besar atau pemukul.
e. Serbuk gergaji, dihasilkan oleh pemotongan dengan gergaji.
f.
Untaian, pasahan panjang tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar.
g.
Kerat, bentuk persegi potongan melintang dengan panjang paling sedikit 4
kali ketebalannya.
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
22/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
22
h. Wol kayu, keratan yang panjang, berombak, ramping.
Sifat dan Kegunaan Papan Partikel
a. Sifat Fisis
1. Kerapatan papan partikel
Ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, tetapi
persyaratannya tidak selalu sama. Kerapatan adalah massa per unit volume
dengan kedua nilai tersebut pada kadar air yang sama (Sutigno, 1994).
Dengan mengetahui kerapatan papan maka kita akan mengetahui
kekuatannya, semakin rendah kerapatan maka persyaratan kekuatan papan
pun akan semakin rendah. Dengan mengetahui kerapatan maka kita dapat
menghasilkan kekuatan kayu diisyaratkan oleh standar.
Berdasarkan kerapatannya (FAO,1997; Maloney, 1977) papan
partikel terdiri dari tiga kelompok, yaitu :
a.
PP kerepatan rendah (250-400 kg/m3)
b.
PP kerepatan sedang (400-800 kg/m3)
c. PP kerepatan tinggi (800-1200 kg/m3)
2. Kadar air papan partikel
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
23/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
23
Ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, yaitu metode oven
(metode pengurangan berat). Walaupun persyaratan kadar air tidak selalu
sama pada setiap standar, perbedaannya tidak besar (kurang dari 5%).
3. Daya serap air
Merupakan sifat fisika papan yang menyatakan kemampuan papan untuk
menyerap air selama 2 jam dan 24 jam (Hakim, 2002).
4.
Pengembangan tebal papan partikel
Pengembangan tebal dihitung atas tebal sebelum dan sesudah perendaman
dalam air dingin selama 24 jam pada contoh uji berukuran 5 x 5 x 1 cm3.
b. Sifat Mekanis
1. Keteguhan (kuat) lentur umumnya diuji pada keadaan kering meliputi
modulus patah dan modulus elastisitas.
2.
Keteguhan rekat internal (kuat tarik tegak lurus permukaan) umumnya
diuji pada keadaan kering, seperti pada Standar Indonesia tahun 1996.
3. Keteguhan (kuat) pegang skrup diuji pada arah tegak lurus permukaan dan
sejajar permukaan serta dilakukan pada keadaan kering saja.
Kegunaan Papan Partikel
Penggunan papan partikel (komposit) dibedakan menjadi dua bagian, yaitu
a. Structural Composite
Dipergunakan untuk dinding, atap, bagian lantai, tangga, komponen
kerangka, mebel, dan lain-lain. Bahan yang digunakan untuk memikul
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
24/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
24
beban di dalam penggunaanya, penggunaan perekat eksterior akan
menghasilkan papan partikel eksterior sedangkan pemakaian perekat
interior akan menghasilkan papan partikel interior.
b. Non Structural Composite
Komposit ini tidak digunakan untuk memikul beban, penggunaan akhir
produknya untuk pintu, jendela, mebel, bahan pengemas, pembatas ubin,
bagian interior mobil dan lain-lain.
Mutu Papan Partikel
Adapun faktor yang mempengaruhi mutu papan partikel adalah sebagai
berikut (Sutigno, 1994):
1. Berat jenis partikel, perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan
partikel dengan berat jenis kayu harus lebih dari satu, yaitu sekitar 1,3 agar
mutu papan partikelnya baik. Pada keadaan tersebut proses pengempaan
berjalan optimal sehingga kontak antar partikel baik.
2. Zat ekstraktif partikel, kayu yang berminyak akan menghasilkan papan
partikel yang kurang baik dibandingkan dengan papan partikel dari kayu
yang tidak berminyak. Zat ekstraktif semacam itu akan mengganggu
proses perekatan.
3. Jenis partikel, keragaman jenis bahan baku dapat terjadi diantara jenis atau
di dalam jenis, yakni disebabkan oleh tingkat kerapatan, tingkat keasaman
kayu, kadar air, kadar zat ekstraktif.
4. Campuran jenis partikel, keteguhan lentur papan partikel dari campuran
jenis partikel ada diantara keteguhan lentur papan partikel dari jenis
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
25/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
25
tunggalnya, karena itu papan partikel struktural lebih baik dibuat dari satu
jenis kayu daripada dari campuran jenis kayu.
5.
Ukuran partikel, papan partikel yang dibuat dari tatal akan lebih baik
daripada yang dibuat dari serbuk karena ukuran tatal lebih besar daripada
serbuk. Karena itu, papan partikel struktural dibuat dari partikel yang
relatif panjang dan relatif lebar.
6. Kulit, makin banyak kulit kayu dalam partikel kayu sifat papan partikelnya
makin kurang baik karena kulit akan mengganggu proses perekatan antar
partikel. Banyaknya kulit kayu maksimum sekitar 10%.
7. Perekat, macam partikel yang dipakai mempengaruhi sifat papan partikel.
Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior
sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel
interior. Penambahan perekat akan berperan juga untuk menghasilkan
papan pada tingkat kerapatan tertentu yang ditetapkan oleh standard.
8. Pengolahan, proses produksi papan partikel berlangsung secara otomatis.
Walaupun demikian masih mungkin terjadi penyimpangan yang dapat
mengurangi mutu papan partikel. Sebagai contoh, kadar air hamparan
(campuran partikel dengan perekat) yang optimum adalah 10-14 %, bila
terlalu tinggi keteguhan lentur dan keteguhan rekat internal papan partikel
akan menurun.
Proses Pembuatan Papan Partikel
a. Proses pencampuran
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
26/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
26
Bahan baku ampas tebu yang telah dikeringkan dalam oven dimasukkan
ke dalam blender drum. Perekat dan parafin dicampur di dalam blender drum yang
berisi ampas tebu dengan menggunakan mixer. Campuran selanjutnya
dimasukkan ke dalam alat pencetak lembaran yang berukuran 25cm x 25 cm x 1
cm dan ditekan supaya adonan menjadi padat selanjutnya dilapisi dengan
aluminium foil.
b. Pengempaan
Campuran yang telah berbentuk kemudian diletakkan diatas lempeng
aluminium yang dilapisi aluminium foil dan bagian atas campuran juga dilapisi
aluminium foil dan lempengan aluminium yang sama Bagian sisi campuran
diganjal dengan plat besi dengan ukuran ketebalan 1 cm.
Campuran selanjutnya dikempa dengan menggunakan kempa panas pada
suhu 140oC selama 10 menit dengan tekanan 25 kg/cm2.
c. Pengkondisian
Lembaran yang sangat panas dikeluarkan dari mesin kempa dan dibiarkan
sekitar 3 jam agar terjadi pengerasan perekat sebelum dikeluarkan dari klem.
Selanjutnya dilakukan pengkondisian selama satu minggu untuk mencapai
distribusi kadar air yang seragam dan melepaskan tegangan sisa dalam papan
akibat pengempaan.
d. Pemotongan Contoh Uji
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
27/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
27
Pola pemotongan contoh uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis
mengacu pada standar JIS A 5908-2003 yang disajikan pada gambar 1. dibawah
ini.
Gambar 1. Pola Pemotongan Contoh Uji Papan Partikel
Keterangan:
A = Contoh uji untuk kadar air dan karapatan
B = Contoh uji untuk MOR dan MOE
C = Contoh uji untuk daya serap air dan pengembangan tebal
D = Contoh uji untuk internal bond
E = Contoh uji untuk kuat pegang sekrup
Adapun ukuran dan jumlah contoh papan uji partikel disajikan pada Tabel
3 berikut :
Tabel 3. Ukuran dan Jumlah Contoh Uji Papan Partikel No Macam Pengujian Ukuran (mm) Jumlah contoh uji tiap
papan partikel
1 Kadar Air dan Kerapatan 100 x 100 1
2 Daya serap air dan
Pengembangan Tebal
50 x 50 1
3 (MOR dan MOE) 200 x 50 1
4 Kuat pegang
sekrup
100 x 50 1
5 Internal Bond 50 x 50 1
e. Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel
B
A C D
E
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
28/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
28
Pengujian papan partikel didasarkan pada standar JIS A 5908-2003. Pola
pemotongan contoh uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis mengacu pada
standar JIS A 5908-2003. Secara skematis proses pembuatan dan pengujian papan
partikel disajikan pada Gambar 2 pada Lampiran 20.
Standar Pengujian Sifat-Sifat Papan Partikel
Berbagai standar yang digunakan dalam pengujian sifat-sifat papan
partikel terdapat pada Tabel 4 dibawah ini.
Tabel 4. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dengan Berbagai Standar No. Sifat Fisis Mekanis SNI 03-
2105-1996JIS A 5908
-2003
1 Kerapatan (gr/cm3) 0,5-0,9 0,4-0,9
2 Kadar air (%)
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
29/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
29
METODOLOGI PENELITIAN
Lokasi dan waktu penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil
Hutan (PUSLITBANG) Jl. Gunung Batu No.5 Bogor pada bulan Januari-Maret
2009.
Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Bagase/ampas tebu
2. Perekat Urea Formaldehyde (UF)
3. Parafin cair
Alat- alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
30/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
30
1. Kempa Panas ( Hot Press)
Dengan suhu 140oC, tekanan 25 kg/cm
2, lama pengempaan 10 menit yang
berfungsi untuk memberi tekanan pada campuran bahan agar sesuai
dengan pengaturan ketebalan yang diperlukan sehingga menghasilkan
papan partikel yang padat.
2. Blender Drum
Berfungsi sebagai tempat pencampuran bahan ampas tebu dengan perekat
(Urea Formaldehyde) dan parafin cair.
3. Mixer
Berfungsi sebagai alat pencampur bahan ampas tebu dengan perekat (UF)
dan parafin cair.
4. Oven
Berfungsi mengeringkan bahan
5.
Cetakan kayu dengan ukuran 25 cm x 25cm
Membentuk ukuran papan partikel
6.
Plat besi dengan ketebalan 1 cm
Memberikan ketebalan papan partikel yang diinginkan
7. Lempeng aluminium 2 buah
Sebagai alas pada bagian atas dan bawah bahan
8. Aluminium Foil
Melapisi lempeng besi bagian atas dan bawah
9. Timbangan
Mengukur massa bahan
10. Neraca Analitik Digital
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
31/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
31
Mengukur massa perekat, dan mengukur massa kadar air dan
pengembangan tebal dalam tahap pengujian.
11.
Alat-alat lain
Peralatan lain yang digunakan pada saat pembuatan papan partikel yaitu :
a. Gunting
b. Beacker glass
c. Millimeter sekrup
d. Spidol
e. Gunting
12. Alat pengujian
Alat uji mekanis Universal Testing Machine (UTM) Lohmann
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode pengujian sifat fisika dan mekanika
dilakukan berdasarkan Japanese Industrial Standars (JIS) A 5908-2003. Kemudian
data diolah dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial,
yang terdiri dari dua faktor :
Faktor I : Variasi kadar Perekat UF, dengan dua taraf perlakuan
A1 = perekat 10%
A2 = perekat 12%
Faktor II : Variasi kadar parafin
F0 = parafin 0%
F1 = parafin 1%
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
32/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
32
F2 = parafin 2%
Perhitungan jumlah ulangan penelitian :
Tc (n-1) ≥ 15
6 (n-1) ≥ 15
(n-1) ≥ 2.5
n ≥ 3.5
n ≈ 4
Dengan demikian penelitian dilakukan 4 (empat) x ulangan tetapi karena
ketersediaan bahan yang terbatas pada saat penelitian maka penelitian dilakukan
hanya 3 (tiga) x ulangan dan kombinasi perlakuannya sebagai berikut :
A1F0 A2F0
A1F1 A2F1
A1F2 A2F2
Metode Analisa
Yijk = µ + αi +β j + (αβ)ij + ∑ ijk
Dimana :
Yijk = Hasil pengamatan karena pengaruh faktor A pada taraf ke-i,
faktor F pada taraf ke-j dan ulangan pada taraf ke-k.
µ = Efek nilai tengah
αi = Efek perlakuan A pada taraf ke-i
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
33/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
33
β j = Efek perlakuan F pada taraf ke-j
(αβ)ij = Efek kombinasi faktor A pada taraf ke-i dan faktor F pada taraf
ke-j
∑ ijk = Efek galat dari faktor A pada taraf ke-i dan faktor F pada taraf
ke-j dan ulangan pada taraf ke-k
Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :
1. Persiapan Bahan Baku
Pengumpulan ampas tebu dilakukan pada kondisi yang sudah kering
maupun yang masih basah. Ampas tebu dikuliti untuk membuang kulitnya dan
dicuci dengan air mengalir untuk menghilangkan kotoran dan tanah yang
menempel pada pada ampas tebu. Selanjutnya bahan dimasukkan ke dalam oven
dan dikeringkan hingga mencapai kadar air yang sesuai untuk perekat. Kadar air
untuk bahan maksimal 10%.
Perekat yang digunakan adalah Urea Formaldehyde (UF) dengan kadar
perekat 10% dan 12%. Bahan aditif yang digunakan adalah parafin cair sebanyak
0%, 1% dan 2% dari berat sasaran papan partikel yang akan dibuat.
2. Pembuatan Papan Partikel
Partikel ditimbang kemudian dicampur dengan perekat. Pada tahap ini ada
2 perlakuan, perlakuan komposisi perekat dengan taraf 10% dan 12% dan
perlakuan parafin dengan taraf 0%, 1% dan 2%. Pencampuran partikel dengan
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
34/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
34
perekat dilakukan dengan menggunakan mixer dalam blender drum. Adapun
komposisi bahan papan partikel dicantumkan pada tabel 5 di bawah ini.
Tabel 5. Komposisi Bahan Papan PartikelPerlakuan Berat (gram)
Bagase Perekat Parafin Spilase 10%
A1F0 400 50 0 50
A1F1 395 50 5 50
A1F2 390 50 10 50
A2F0 390 60 0 50
A2F1 385 60 5 50
A2F2 380 60 10 50
Campuran partikel dan perekat yang telah merata dibentuk dalam bak
papan berukuran 25 cm x 25 cm. Campuran yang telah berbentuk kemudian
diletakkan diatas lempeng aluminium yang dilapisi aluminium foil dan bagian atas
campuran juga dilapisi dengan aluminium foil dan lempengan aluminium yang
sama.
Bagian sisi campuran diganjal dengan plat besi dengan ukuran ketebalan 1
cm. Campuran selanjutnya dikempa dengan menggunakan kempa panas pada
suhu 140oC selama 10 menit dengan tekanan 25 kg/cm2. Campuran yang telah
dikempa selama 10 menit, kemudian menjadi papan partikel. Papan partikel yang
telah terbentuk kemudian dibiarkan dalam ruangan selama 1 minggu (7 hari)
untuk mencapai kadar air kesetimbangan pada suhu kamar.
3. Pengkodisian
Campuran yang telah dikempa selama 10 menit, kemudian menjadi papan
partikel. Papan partikel yang telah terbentuk kemudian dibiarkan dalam ruangan
selama 1 minggu (7 hari) untuk mencapai kadar air kesetimbangan pada suhu
kamar. Lembaran yang masih dalam keadaan sangat panas dan sangat lunak
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
35/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
35
dibiarkan sekitar 3 jam agar terjadi pengerasan perekat sebelum dikeluarkan dari
klem.
Dilakukan pengkondisian selama satu minggu untuk mencapai distribusi
kadar air yang seragam dan melepaskan tegangan sisa dalam papan akibat
pengempaan. Dihitung tiap-tiap parameter yang telah ditentukan Dilakukan
ulangan sebanyak tiga kali.
4. Pengujian papan partikel
Pengujian papan partikel didasarkan pada standar JIS A 5908-2003. Pola
pemotongan contoh uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis mengacu pada
standar JIS A 5908-2003.
Parameter yang diamati
Parameter yang diamati dalam penelitian ini adalah :
1. Sifat Fisis Papan Partikel
Pengujian papan partikel didasarkan pada standar JIS A 5908-2003.
Pengujian sifat fisis dan mekanis dapat dilakukan berdasarkan rumus-rumus di
bawah ini (Memed, dkk. 1983).
a. Kerapatan
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume
kering udara. Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang beratnya,
lalu diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume contoh
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
36/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
36
uji. Titik pengukuran dimensi disajikan pada Gambar 3. Nilai kerapatan papan
partikel dihitung dengan rumus:
Kerapatan (gr/cm3) =)()(
3cmVolumegram Berat ..................................................... (1)
b. Kadar Air (KA)
Penetapan kadar air pada contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm
dihitung dengan rumus:
1001
10×
−=
B
B BKadarair % ................................................................ (2)
Keterangan:
KA : kadar air (%)
B0 : berat awal contoh uji setelah pengkondisian (gram)
B1 : berat kering tanur contoh uji (gram)
c. Daya Serap Air (DSA)
Daya serap dihitung dari berat sebelum dan sesudah perendaman dalam air
24 jam pada contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1cm, dengan rumus:
1001
1
2×
−=
B
B B DSA % ........................................................................ (3)
Keterangan:
DSA : daya serap air (%)
B1 : berat contoh uji sebelum perendaman (gram)
B2 : berat contoh uji setelah perendaman (gram)
d. Pengembangan Tebal (PT)
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
37/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
37
Pengembangan tebal dihitung atas tebal sebelum dan sesudah perendaman
dalam air selama 24 jam pada contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm.
1001
1
2×−=
T T T PT % .......................................................................... (4)
Keterangan:
PT : daya serap air (%)
T1 : berat contoh uji sebelum perendaman (gram)
T2 : berat contoh uji setelah perendaman (gram)
2. Sifat Mekanis Papan Partikel
a. Modulus of Rupture (MOR)
Pengujian keteguhan patah dilakukan dengan Universal Testing Machine
dengan menggunakan lebar bentang (jarak penyangga) 14 kali tebal, tetapi tidak
kurang dari 14 cm. Nilai MOR dihitung dengan menggunakan rumus:
2..2
..3
d b
LP MOR = .................................................................................... (5)
Dimana:
MOR = modulus patah (kg/cm2)
P = beban Maksimum (kg)
L = jarak sangga (cm)
b = tebal dan lebar contoh uji (cm)
d = tebal contoh uji (cm)
Beban
Contoh uji
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
38/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
38
penyangga
Gambar 3. Pola Pembentukan Uji MOR
b. Modulus of Elasticity (MOE)
Pengujian MOE dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan
patah dengan memakai contoh uji yang sema. Besarnya defleksi yang terjadi pada
saat pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu. Nilai MOE dihitung
dengan rumus:
3
3
..4
..
d Yb
LP MOE
∆
∆= ............................................................................. (6)
Dimana:
MOE = modulus lentur (kg/cm2)
P∆ = beban sebelum batas proporsi (kg)
L = jarak sangga (cm)
Y ∆ = lenturan pada beban (cm)
b = lebar contoh uji
d = tebal contoh uji
c.
Keteguhan Rekat Internal ( Internal Bond )
Contoh uji berukuran 5cm x 5cm x 1cm direkatkan pada dua buah blok
alumunium dengan perekat besi dan dibiarkan mengering. Kedua blok ditarik
tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum. Pengujian keteguhan
rekat dihitung dengan rumus:
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
39/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
39
A
P IB
max= ........................................................................................ (7)
Dimana:
IB = keteguhan rekat internal (kg/cm2)
Pmax = beban maksimum (kg)
A = luas permukaan contoh (cm2)
d. Kuat Pegang Sekrup (Screw Holding Power)
Contoh uji berukuran 5cm x 10cm x 1 cm. Untuk kuat pegang sekrup
permukaan dibuat sekrup pada sisi permukaan panil. sekrup yang digunakan
berdiameter 2,7 mm, panjang 13 mm dimasukkan hingga mencapai kedalaman 8
mm. Nilai kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang
dicapai dalam kilogram.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis
Dengan mengetahui sifat fisis papan partikel maka kita akan mengetahui
kekuatannya dan menghasilkan papan partikel yang diisyaratkan oleh standar.
Rekapitulasi data sifat fisis papan partikel ampas tebu dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Rekapitulasi Data Sifat Fisis Papan Partikel
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
40/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
40
PerlakuanKerapatan
(kg/cm3)
Kadar
Air (%)
Daya Serap Air
(%)
Pengembangan
Tebal (%)
A1F0 0.780 5.267 171.392 63.583
A1F1 0.780 5.054 130.097 29.365
A1F2 0.788 7.973 166.205 59.216
A2FO 0.771 6.563 154.941 55.522
A2F1 0.742 5.713 82.413 19.961
A2F2 0.799 4.919 106.898 28.800
Kerapatan
Kerapatan adalah massa per unit volume. Volume papan partikel akan
sangat dipengaruhi oleh tekanan kempa pada saat pembuatan papan. Data hasil
pengujian kerapatan awal dan akhir papan partikel dapat dilihat pada Lampiran 2
dan rataan pada Tabel 7 berikut :
Tabel 7. Rataan Kerapatan Papan Partikel
Perlakuan Rataan (kg/cm3)
A1F0 0.780
A1F1 0.780
A1F2 0.788
A2FO 0.771
A2F1 0.742
A2F2 0.799
Tabel 7 diatas memperlihatkan bahwa nilai kerapatan papan partikel yang
terendah sampai yang tertinggi adalah papan partikel dengan perlakuan A2F1
dengan nilai kerapatan rata-rata 0,742 gr/cm3 dan pada perlakuan A2F2 dengan
nilai kerapatan rata-rata 0,799 gr/cm3. Nilai kerapatan papan partikel berkisar
antara 0,742-0,799 gr/cm3. Papan partikel tersebut termasuk ke dalam kategori
papan partikel berkerapatan sedang (Tsoumis, 1991) dan kerapatan ini juga
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
41/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
41
memenuhi persyaratan JIS A 5908-2003 karena nilainya berada diantara 0,5-0,9
gr/cm3.
Kerapatan papan partikel dipengaruhi oleh berat jenis partikel yang
digunakan. Semakin besar berat jenis partikel maka semakin besar kerapatan
papan partikel. Berat jenis juga ditentukan oleh kandungan air yang terdapat pada
partikel. Data hasil pengujian kadar air papan partikel dapat dilihat pada Lampiran
3 dan grafik kadar air papan partikel dapat dilihat pada Gambar 4.
Kerapatan
0.7800.788
0.771
0.742
0.799
0.780
0.70
0.72
0.74
0.76
0.78
0.80
0.82
A1F0 A1F1 A1F2 A2FO A2F1 A2F2
Perlakuan
R a t a a n
Kerapatan
Gambar 4. Grafik Kerapatan Papan Partikel.
Kadar Air
Kadar air papan partikel adalah jumlah air yang masih tinggal di dalam
rongga sel dan antar partikel selama proses pengerasan perekat dengan kempa
panas. Kadar air ditentukan oleh kadar air sebelum dikempa panas, jumlah air
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
42/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
42
yang terkandung dalam perekat dan kelembaban udara sekeliling. Pengujian kadar
air perlu dilakukan karena kadar air menentukan kualitas papan partikel.
Tabel 8. Rataan Kadar Air Papan Partikel
Perlakuan Rataan (%)
A1F0 5.267
A1F1 5.054
A1F2 7.973
A2FO 6.563
A2F1 5.713
A2F2 4.919
Dari Tabel 8 diperoleh kadar air yang terendah sampai tertinggi
terdapat pada perlakuan A2F2 yaitu sebesar 4.919% dan pada perlakuan A1F2
dengan nilai sebesar 7,973%. Nilai kadar air berkisar antara 4.919 % sampai
7.973%. Nilai Kadar air papan partikel yang telah dibuat memenuhi standar JIS A
5908-2003 yaitu 5 % sampai 13%. Data hasil pengujian kadar air papan partikel
dapat dilihat pada Lampiran 3 dan grafik kadar air papan partikel dapat dilihat
pada Gambar 5.
Adanya kecenderungan penurunan nilai kadar air sehubungan adanya
faktor lain yang diduga dapat mempengaruhi kadar air papan partikel adalah kadar
air partikel dan perekat serta suhu dan lama pengempaan. Suhu dan lama
pengempaan harus disesuaikan dengan jenis perekat dan kadar air bahan.
Pengaturan faktor-faktor tersebut sangat penting agar kadar air papan partikel
dapat memenuhi standar.
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
43/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
43
Kadar Air
5.267 5.054
7.973
6.5635.713
4.919
0
2
4
6
8
10
A1F0 A1F1 A1F2 A2F A2F1 A2F2
Perlakuan
R a t a a n
Kadar
Gambar 5. Grafik Kadar Air Papan Partikel
Daya Serap Air
Daya serap air merupakan sifat fisis papan partikel yang mencerminkan
kemampuan papan untuk menyerap air sewaktu direndam dengan air. Daya serap
air dipengaruhi oleh banyaknya rongga/pori pada papan partikel dan mudah atau
tidaknya bahan penyusun papan partikel menyerap air. Data rataan daya serap air
papan partikel dapat dilihat pada Tabel 9 berikut.
Tabel 9. Rataan Daya Serap Air Papan Partikel
Perlakuan Rataan (%)
A1F0 171.392
A1F1 130.097
A1F2 166.205
A2FO 154.941
A2F1 82.413
A2F2 106.898
Tabel 9 memperlihatkan bahwa nilai daya serap air papan partikel yang
terendah sampai yang tertinggi adalah papan partikel dengan perlakuan A1F0 nilai
daya serap air rata-rata 82.413 % dan pada perlakuan A1F0 nilai daya serap air
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
44/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
44
rata-rata 171.392 %. Jadi, nilai daya serap air papan partikel yang dihasilkan
berkisar antara 82.413 sampai 171.392%. Japanesse Industrial Standard (JIS) A
5908-2003 tidak mensyaratkan nilai daya serap air papan partikel.
Tingginya nilai daya serap air papan partikel cenderung diakibatkan oleh
sifat bagase tebu yang mudah menyerap air. Bagase tebu memiliki nilai daya serap
air tinggi karena kadar air papan partikel yang rendah dan tidak adanya perlakuan
khusus terhadap permukaan papan sehingga papan ini akan lebih banyak
menyerap air dibandingkan papan dari jenis bahan yang lain.
Data hasil pengujian daya serap air papan partikel dapat dilihat pada
Lampiran 4 dan grafik daya serap air rata-rata dapat dilihat pada Gambar 6.
Daya Serap Air
171.392
130.097
166.205154.941
82.413106.898
0
50
100150
200
A1F0 A1F1 A1F2 A2FO A2F1 A2F2
Perlakuan
R a t a a n
Daya Serap Air
Gambar 6. Grafik Daya Serap Air Papan Partikel
Pengembangan Tebal
Pengembangan tebal adalah pertambahan tebal papan partikel setelah
mengalami perendaman.. Masuknya air ke dalam papan partikel dipengaruhi oleh
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
45/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
45
banyaknya pori papan partikel dan penyerapan air oleh partikel penyusun papan
partikel. Rataan pengembangan tebal terdapat pada Tabel 10
Tabel 10. Rataan Pengembangan Tebal Papan Partikel
Perlakuan Rataan (%)
A1F0 63.583
A1F1 29.365
A1F2 59.216
A2FO 55.522
A2F1 19.961
A2F2 28.800
Dari Tabel 10 diperoleh nilai rata-rata pengembangan papan partikel
setelah direndam dalam air selama 24 jam adalah 19.961% sampai 63.583%.
Pengujian pengembangan tebal papan partikel ini tidak memenuhi standar JIS A
5908-2003 karena tingginya nilai penyerapan air oleh papan partikel. Masuknya
air ke dalam papan partikel dipengaruhi oleh banyaknya pori papan partikel dan
penyerapan air oleh partikel penyusun papan partikel.
Pengembangan tebal yang tinggi adalah akibat banyaknya air yang diserap
oleh papan partikel. Data hasil pengujian pengembangan tebal papan partikel
dapat dilihat pada Lampiran 4 dan grafik pengembangan tebal dapat dilihat pada
Gambar 7.
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
46/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
46
Pengembangan Tebal
63.583
29.365
59.21655.522
19.961
28.800
0
10
20
30
40
50
60
70
A1F0 A1F1 A1F2 A2FO A2F1 A2F2
Perlakuan
R a t a a n
Pengembangan Tebal
Gambar 7. Grafik Pengembangan Tebal Papan Partikel
Untuk memperbaiki sifat pengembangan tebal papan partikel dapat
dilakukan dengan menambahkan bahan pengisi ( filler ). Filler yang dapat
ditambahkan adalah tepung tempurung kelapa dan tepung kayu. Filler diharapkan
dapat mengisi ruang-ruang antar partikel sehingga tidak mudah dimasuki oleh air.
Sutigno (1988) mengemukakan bahwa penambahan filler dapat mengubah sifat
perekat dan dapat menaikkan keteguhan rekat.
Sifat Mekanis
Dengan mengetahui sifatmekanis papan partikel maka kita akan
mengetahui kekuatannya dan menghasilkan papan partikel yang diisyaratkan oleh
standar. Rekapitulasi data sifat fisis papan partikel ampas tebu dapat dilihat pada
Tabel 6.
Tabel 11. Rekapitulasi Data Sifat Mekanis Papan Partikel
PerlakuanMOE
(kg/cm2)MOR
(kg/cm2)Internal Bond
(kg/cm2)
Kuat PegangSekrup (kg)
A1F0 7544.308 76.539 0.768 19.200
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
47/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
47
A1F1 7045.169 71.249 0.539 26.133
A1F2 4282.972 63.974 0.651 17.200
A2FO 5712.456 73.630 0.987 22.800
A2F1 10594.83 115.585 0.659 23.200
A2F2 5174.615 86.333 0.656 26.933
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sifat mekanisnya. Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk memikul beban
atau gaya yang mengenainya. Ketahanan terhadap perubahan bentuk menentukan
banyaknya bahan yang dimampatkan, terpuntir, atau terlengkung oleh suatu beban
yang mengenainya (Haygreen dan Bowyer, 1989).
Modulus of Rupture (MOR)
Modulus of Rupture (MOR) adalah keteguhan patah dari suatu papan yang
dinyatakan dalam besarnya tegangan per satuan luas. MOR dapat dihitung dengan
menentukan besarnya tegangan dari papan pada beban maksimum (Maloney,
1977). MOR ini merupakan salah satu sifat yang paling penting pada papan
partikel karena menunjukkan kekuatan papan partikel tersebut dalam menahan
beban yang dikenakan padanya (Haygreen dan Bowyer, 1989).
Tabel 12. Rataan MOR Papan Partikel
Perlakuan Rataan (kg/cm2)
A1F0 76.539
A1F1 71.249
A1F2 63.974
A2FO 73.630
A2F1 115.585
A2F2 86.333
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
48/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
48
Dari Tabel 12 menunjukkan papan partikel yang dibuat memiliki nilai
Modulus Of Rupture (MOR) antara 63.974 kg/cm2 sampai 115.585kg/cm
2. Nilai
keseluruhan MOR dapat dilihat di Lampiran 6. Standar JIS A 5908-2003 yaitu 82
kg/cm2 sampai 184 kg/cm2, sehingga nilai yang memenuhi standar yaitu pada
perlakuan A2F1 dan A2F2.
Semakin tinggi besar kadar perekat maka semakin tinggi nilai MOR yang
dihasilkan. Hal ini diduga karena perekat yang lebih banyak mampu menghasilkan
ikatan atau perekatan antar partikel sehingga kekuatan papan partikel yang
dihasilkan menjadi lebih baik. Menurut Maloney (1977), peningkatan kadar
perekat dapat meningkatkan nilai MOR. Gambar 8 menunjukkan grafik MOR
papan partikel.
MOR
76.539 71.24963.974
73.630
115.585
86.333
0
20
40
60
80
100
120
140
A1F0 A1F1 A1F2 A2F A2F1 A2F2
Perlakuan
R a t a a
MO
Gambar 8. Grafik MOR Papan Partikel
Modulus of Elasticity (MOE)
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
49/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
49
Modulus of Elasticity (MOE) merupakan ukuran ketahanan terhadap
pembengkokan. MOE ini berhubungan dengan kekuatan papan. Semakin besar
ketahanannya terhadap perubahan bentuk, semakin tinggi MOE papan. MOE akan
meningkat dengan bertambahnya panjang dan lebar serat berkurangnya ketebalan
partikel yang digunakan (Sutigno, 1994). Tabel 13 berikut menunjukkan rataan
MOE papan partikel.
Tabel 13. Rataan MOE Papan Partikel
Perlakuan Rataan (kg/cm2)
A1F0 7544.308
A1F1 7045.169
A1F2 4282.972
A2FO 5712.456
A2F1 10594.833
A2F2 5174.615
Nilai MOE yang dihasilkan antara 5174.615 kg/cm2 sampai 10594.833
kg/cm2. Nilai keseluruhan MOE dapat dilihat pada Lampiran 7. Nilai tersebut
masih jauh dari standar JIS 5908-2003 karena kurang dari 20.000 kg/cm2. Gambar
9 menunjukkan grafik MOE.
MOE
7544.3087045.169
4282.972
5712.456
10594.833
5174.615
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
A1F0 A1F1 A1F2 A2F A2F1 A2F2
Perlakuan
R a t a a n
MOE
Gambar 9. Grafik MOE Papan Partikel
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
50/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
50
Nilai MOE yang dihasilkan jauh di bawah standar JIS A 5908-2003. Hal
ini diduga karena tidak adanya ikatan yang kuat diantara rongga-rongga papan
partikel. Perekatan yang terjadi diduga bukan merupakan perekatan spesifik.
Perekatan yang terjadi hanya perekatan mekanik tidak sempurna.
Keteguhan Rekat ( Internal Bond )
Keteguhan rekat internal adalah suatu nilai yang menunjukkan ikatan antar
partikel, sehingga rekat internal ini dapat digunakan sebagai petunjuk yang baik
dalam menentukan kualitas papan partikel yang dihasilkan (Haygreen dan
Bowyer, 1989). Data Internal Bond yang dihasilkan dapat dilihat pada Lampiran 8
dan Gambar 10 menunjukkan hasil uji keseluruhan Internal Bond .
Tabel 14. Rataan Internal Bond Papan Partikel
Perlakuan Rataan (kg)
A1F0 0.768
A1F1 0.539
A1F2 0.651
A2FO 0.987
A2F1 0.659
A2F2 0.656
Tabel 14 menunjukkan bahwa nilai IB mengalami kecenderungan naik
seiring dengan naiknya kadar perekat. Nilai IB yang dihasilkan antara 0.539
kg/cm2 sampai 0.987 kg/cm2. Nilai tersebut tidak memenuhi standar JIS A 5908-
2003 yaitu 1,5 kg/cm2 sampai 3,1 kg/cm2.
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
51/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
51
Internal Bond
0.768
0.5390.651
0.987
0.659 0.656
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
A1F0 A1F1 A1F2 A2F A2F1 A2F2
Perlakuan
R a t a a n
Internal Bond
Gambar 10. Grafik Internal Bond Papan Partikel
Kuat Pegang Sekrup
Salah satu sifat mekanis papan partikel yang tidak kalah penting adalah
kuat pegang sekrup. Kuat pegang sekrup adalah kekuatan papan partikel dalam
menahan sekrup yang ditancapkan ke dalamnya. Papan partikel yang digunakan
untuk bahan bangunan dan furniture harus memiliki kekuatan cabut sekrup yang
baik. Nilai yang disyaratkan oleh JIS A 5908-2003 adalah 31-51 kg. Gambar 11
menunjukkan grafik kuat pegang sekrup arah tegak lurus papan partikel. Data
hasil uji kuat pegang sekrup dapat dilihat pada Lampiran 9.
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
52/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
52
Kuat Pegang Sekrup
19.20
26.13
17.20
22.80 23.2026.93
0
5
10
15
20
25
30
A1F0 A1F1 A1F2 A2FO A2F1 A2F2
Perlakuan
R a t a a n
Kuat Pegang Sekrup
Gambar 11. Grafik Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel .
Nilai kuat pegang sekrup arah tegak lurus yang dihasilkan tidak memenuhi
standar JIS A 5908-2003 karena berada pada 17.20 kg sampai 26.93 kg. Upaya
yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kuat pegang sekrup adalah dalam
penggunaan perekat serta pemberian tekanan yang sesuai karena hal ini
berhubungan dengan kerapatan papan partikel. Semakin besar nilai kerapatan
maka nilai kuat pegang sekrup semakin besar karena papan partikel yang lebih
rapat dapat lebih mengikat sekrup lebih kuat
Analisa Data Lanjutan Sifat Fisis
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
53/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
53
Kadar Air
Pengaruh Beda Kadar Perekat
Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 10) dapat dilihat bahwa
perlakuan beda kadar perekat memberikan pengaruh tidak nyata terhadap kadar
air papan partikel sehingga pengujian tidak dilanjutkan.
Pengaruh Beda Kadar Parafin
Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 10) dapat dilihat bahwa
perlakuan beda kadar parafin memberikan pengaruh tidak nyata terhadap kadar air
papan partikel sehingga pengujian tidak dilanjutkan.
Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin
Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 10) dapat dilihat bahwa
interaksi perlakuan beda kadar perekat dan parafin memberikan pengaruh yang
berbeda sangat nyata terhadap kadar air papan partikel. Hasil pengujian dengan
Least Significant Range menunjukkan pengaruh beda kadar perekat dan parafin
terhadap kadar air papan partikel dapat dilihat pada Tabel 15.
Tabel 15. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Perekat dan Kadar Parafin
terhadap Kadar Air Rata-rata (%)
Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi
0.05 0.01 0.05 0.01
- - - A1F0 5.267 bc B
2 1.463 2.053 A1F1 5.054 c B
3 1.535 2.162 A1F2 7.973 a A
4 1.582 2.224 A2F0 6.563 ab AB
5 1.596 2.262 A2F1 5.713 bc B
6 1.615 2.285 A2F2 4.919 c BKeterangan : Notasi huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada taraf 5%
dan berbeda sangat nyata pada taraf 1 %
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
54/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
54
Dari Tabel 15 dapat dilihat bahwa kadar air tertinggi diperoleh pada
perlakuan A1F2 yaitu sebesar 7.973 % dan terendah pada perlakuan A2F2 yaitu
sebesar 4.919 %. Hubungan interaksi perlakuan dengan kadar air dapat dilihat
pada gambar 12 berikut :
y = 1.2964x + 3.9702 R = 1
y = 0.6589x + 4.3951 R = 1
y = -3.0538x + 11.027 R = -1
0
1
2
3
4
5
67
8
9
A1 A2
Perlakuan
R a t a a n
F0 F1 F2
Gambar 12. Hubungan Interaksi Perlakuan dengan Kadar Air Papan Partikel
Dari Gambar 12 diatas dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kadar
perekat maka semakin rendah nilai kadar air yang dihasilkan. Hal ini diduga
karena perekat yang lebih banyak mampu menghasilkan ikatan atau perekatan
antar partikel sehingga menutup rongga/pori pada papan partikel.
Kerapatan Papan Partikel
Pengaruh Beda Kadar Perekat
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
55/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
55
Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 11) dapat dilihat bahwa
perlakuan beda kadar perekat memberikan pengaruh tidak nyata terhadap
kerapatan papan partikel sehingga pengujian tidak dilanjutkan.
Pengaruh Beda Kadar Parafin
Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 11) dapat dilihat bahwa
perlakuan beda kadar parafin memberikan pengaruh tidak nyata terhadap
kerapatan papan partikel sehingga pengujian tidak dilanjutkan.
Interaksi Beda Kadar Perekat dan Parafin
Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 11) dapat dilihat bahwa
interaksi perlakuan beda kadar perekat dan parafin memberikan pengaruh tidak
nyata terhadap kerapatan papan partikel sehingga pengujian tidak dilanjutkan.
Daya Serap Air
Pengaruh Kadar Perekat
Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 12) dapat dilihat bahwa
perlakuan beda kadar perekat memberikan pengaruh yang berbeda sangat nyata
terhadap daya serap air papan partikel. Hasil pengujian dengan Least Significant
Range menunjukkan pengaruh beda kadar perekat terhadap daya serap air papan
partikel dapat dilihat pada Tabel 16.
Tabel 16. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Perekat terhadap Daya
Serap Air Rata-rata (%)
Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi
0.05 0.01 0.05 0.01
- - - A1 467.693 a A
2 23.720 33.269 A2 344.252 b B
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
56/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
56
Keterangan : Notasi huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada taraf 5%dan berbeda sangat nyata pada taraf 1 %
Dari Tabel 16 dapat dilihat bahwa perlakuan A1 memberikan pengaruh
yang sangat nyata terhadap perlakuan A2. Daya serap air tertinggi diperoleh pada
perlakuan A1 yaitu sebesar 467.693 % dan terendah pada perlakuan A2 yaitu
sebesar 344.252 %. Hubungan beda kadar perekat dengan daya serap air dapat
dilihat pada Gambar 13 berikut :
467.693
344.252
0
100
200
300
400
500
A1 A2
Perlakuan
R a t a a n
Gambar 13. Hubungan Beda Kadar Perekat dengan Daya Serap Air Papan Partikel
Dari Gambar 13 diatas dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kadar
perekat maka semakin rendah nilai daya serap air yang dihasilkan. Hal ini diduga
karena perekat yang lebih banyak mampu menghasilkan ikatan atau perekatan
antar partikel sehingga menutup rongga/pori pada papan partikel. Tingginya nilai
daya serap air papan partikel cenderung diakibatkan oleh sifat ampas tebu/ bagase
yang mudah menyerap air. Perlu adanya perlakuan khusus terhadap permukaan
papan partikel sehingga nilai daya serap air lebih kecil.
Pengaruh Kadar Parafin
-
8/17/2019 Ampas Tebu Sebagai Bahan Papan Komposit
57/89
Krisna Margaretta Malau : Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel, 2010.
57
Dari daftar analisa sidik ragam (Lampiran 12) dapat dilihat bahwa
perlakuan beda kadar parafin memberikan pangaruh yang berbeda sangat nyata
terhadap daya serap air papan partikel. Hasil pengujian dengan Least Significant
Range menunjukkan pengaruh beda kadar parafin terhadap daya serap air papan
partikel dapat dilihat pada Tabel 17.
Tabel 17. Uji LSR Efek Utama Pengaruh Beda Kadar Parafin terhadap Daya
Serap Air Rata-rata (%)
Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi
0.05 0.01 0.05 0.01
- - F1 978.996 a A
2 29.051 30.465 F2 637.530 c C
3 40.746 43.010 F3 819.308 b BKeterangan : Notasi huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada taraf 5%dan berbeda sangat nyata pada taraf 1 %