Politeknik Negeri Sriwijaya.
Jurnal Kinetika Vol.
No.
03 (November 2.
: 8-13
PAPAN PARTIKEL AMPAS TEBU (Saccharum officinaru.
DENGAN PEREKAT HIGH DENSITY POLYETHYLENE
BAGASSE (Saccharum officinaru.
PARTICLE BOARD WITH HIGH
DENSITY POLYETHYLENE ADHESIVE
Abu Hasan1.
Muhammad Yerizam1.
Mutmainnah Ningtyas Kusuma*1 (Program Studi Teknologi Kimia Industri/ Jurusan Teknik Kimia.
Politeknik Negeri Sriwijay.
Jl.
Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139.
Telp.
353414,116 / Fax .
355918 e-mail : *mutmainnah.
nk97@gmail.
ABSTRACT
The problem regarding the availability of raw materials for the timber industry encourages research on the use of lignocellulosic materials to develop, one of which is bagasse.
The large amount of bagasse and plastic waste that is not utilized as waste in the community makes it possible to carry out further processing into particle board.
Plastic waste that can be used as an adhesive in the manufacture of particle boards is high density polyethylene (HDPE) plastic.
The method used was Hand lay-up, which was arranging the pattern of bagasse fibers randomly and bidirectional crossed, the ratio of adhesive and bagasse fibers 70:30, compressed by varying the pressing time of 15, 30, 45, 60, 75 minutes 150 0C and a pressure of 100 kgf/cm2.
The best results from the manufacture of particle board under 60 minutes of pressing, the bidirectional arrangement pattern has better physical and mechanical properties than the random arrangement pattern.
Showed the values of crossed bidirectional fiber moisture content is 4,898%, density 64 g/cm3, swelling 8.
15% , water absorption 21.
71% .
MOR 483.
11 kgf/cm2 and MOE 1740.
95 kgf/cm2.
Keywords: Particle board.
Bagasse.
HDPE.
PENDAHULUAN
Permasalahan mengenai ketersediaan bahan baku industri perkayuan mendorong penelitian tentang pemanfaatan material berlignoselulosa semakin Beberapa jenis produk yang telah dikembangkan adalah papan serat dan papan partikel.
Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panel kayu yang terbuat dari partikelpartikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat dengan perekat sintetis atau bahan pengikat lain dan dikempa dengan panas (Muzata, 2.
Contohnya pembuatan papan partikel dari bungkil biji jarak (Kartika, 2.
, tempurung kelapa (Ginting dkk.
, limbah serat tandan kosong sawit (Sunardi, 2.
, sabut kelapa (Harwanda, 2.
limbah ampas tebu (Muzata, 2.
Penelitian lain dilakukan (Wirjosentono dkk, 2.
yaitu tandan kosong kelapa sawit menggunakan komposit Plastik PP dan HDPE dengan proses Screw Extruder, menghasilkan komposit HDPE memiliki kualitas lebih baik dibandingkan komposit PP jika ditinjau dari hasil uji tarik dan morfologi Pada penelitian lain, pola susunan serat juga dapat mempengaruhi sifat mekanis papan partikel, seperti penelitian yang di lakukan (Ahmad, 2.
dengan malakukan pola susunan zig-zag pada serat
daun nanas, dihasilkan sifat mekanis kenaikan prosentase volume fraksi serat pada komposit tidak ISSN: 1693-9050
E-ISSN: 2623-1417
https://jurnal.
id/index.
php/kimia/index berbanding lurus dengan nilai kekuatan tarik komposit.
Disamping itu, (Purba, 2.
telah melakukan penelitian terhadap pembuatan papan partikel dari tandan kosong sawit dengan pola susunan serat acak dan pengikat polietilena sehingga menghasilkan papan partikel sudah memenuhi standar dan papan partikel yang dihasilkan relatif tahan air.
Menurut penelitian Miraad sari pada tahun 2011, limbah plastik dapat dimanfaatkan sebagai perekat dalam pembuatan papan partikel .
article boar.
Sehingga limbah plastik dapat digunakan sebagai salah satu bahan baku pada industri pembuatan papan partikel (Septiari dkk, 2.
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka timbul keinginan peneliti untuk melakukan penelitian dengan menggunakan pola susunan serat random dan dwiarah bersilangan, kemudian menggunakan limbah plastik HDPE sebagai perekat.
Permasalahan yang akan dibahas pada penelitian ini adalah bagaimana pengaruh pola susunan serat dwiarah bersilangan dan susunan serat random terhadap lama waktu kempa, sehingga dihasilkan papan partikel yang berkualitas sesuai dengan standar SNI 03-2105-2006.
METODE
1 Alat dan Bahan Bahan yang digunakan adalah ampas tebu, plastik HDPE.
NaOH, aquades.
Sedangkan peralatan yang Abu, dkk digunakan yaitu Hotpress, cetakan ukuran 20x5x1 cm, alumuniumfoil, neraca analitik, dan alat gelas yang umum digunakan dilaboratorium, dan alat uji tekan material Humboldt.
2 Pembuatan Papan Partikel Proses pembuatan Papan Partikel dari ampas tebu dengan perekat High Density Polyethylene ini menggunakan metode Hand lay-up Penelitian diawali dengan persiapan bahan baku, mulai dari membersihkan ampas tebu, kemudian melakukan proses alkalisasi.
Ampas tebu yang telah dibersihkan dan telah melewati proses alkalisasi dan sudah dikeringkan, kemudian disusun sesuai pola susunan serat random dan dwiarah bersilangan di dalam cetakan dan menambahkan bahan perekat dengan berat 70:30.
Campuran serat dan plastik kemudian dipress dengan hotpresser pada tekanan 100 kgf/cm2 dengan temperatur 150 0C selama 15, 30, 45, 60, 75 menit.
Prosedur analisa mengikuti Standar Nasional Indonesia (SNI) 03-2105-2006.
Parameter yang dianalisa yaitu:
Kadar air.
Kerapatan .
Daya serap air.
Pengembangan tebal.
) Modulus Elastisity (MOE) Modulus Of Reture (MOR) Analisa kadar air, kerapatan, swelling dan daya serap menggunakan oven pada temperatur 100oC.
Sedangkan MOE dan MOR dengan alat uji tekan material Humboldt.
Serat Random Serat Dwiarah Waktu Kempa .
Gambar.
1 Grafik Hasil Analisa Kerapatan Papan Partikel terhadap waktu kempa Melalui Gambar 1, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nilai kerapatan menurun karena ketebalan papan yang dibuat berbeda dari sisi tepi dan tengah papan.
Sedangkan nilai kerapatan diambil pada sisi tengah papan.
Hal ini berpengaruh terhadap kerapatan yang bergantung pada volume papan.
Kerapatan menurun dikarenakan komposisi partikel 2 Kadar Air Papan Partikel terhadap lama waktu Kadar Air Papan partikel terhadap lama waktu kempa dapat dilihat pada Gambar 2.
Kadar Air (%) Kerapatan .
/cm.
HASIL DAN PEMBAHASAN 1 Kerapatan Papan Partikel terhadap lama waktu Kerapatan Papan Partikel pola serat random dan serat dwiarah dapat dilihat pada Gambar 1 berikut.
yang minim dan rongga banyak diisi oleh perekat sehingga papan mempunyai berat yang kecil dibanding dengan volume dari papan itu sendiri (Mawardi, 2.
Pengkondisian papan sebelum pengujian juga dapat menyebabkan kenaikan tebal papan yang dihasilkan sehingga nilai kerapatan menurun atau berubah.
Hal ini terlihat hubungan antara kadar air dengan nilai kerapatan, dimana kerapatan dan kadar air berbanding terbalik, yaitu ketika kerapatan papan partikel tinggi, maka kadar air yang dihasilkan akan rendah.
Berbeda dengan papan partikel serat random, kerapatan papan partikel serat susun dwiarah justru memiliki kerapatan terendah pada waktu kempa 30 menit, sedangkan kerapatan tertinggi pada waktu kempa 75 menit.
Kerapatan papan partikel serat random dan serat susun dwiarah terlihat cenderung memiliki sifat yang berbanding terbalik, hal ini juga dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor.
Salah satu faktor yang mempengaruhi ialah keluarnya partikel dari cetakan pada saat proses pengempan, sehingga ketebalan yang diperoleh berpengaruh kepada nilai kerapatan particle board yang dihasilkan (Muzata, 2.
Kemudian faktor yang menyebabkan perbedaan kerapatan dapat dikarenakan adanya spring back yaitu usaha pembebasan dari tekanan yang dialami pada waktu pengempaan (Muthia, 2.
Hasil penelitian menunjukkan kecenderungan ukuran partikel yang semakin besar maka kerapatan semakin tinggi.
Hal ini sesuai dengan pernyataan Sumardi .
dalam Herwanda 2015, bahwa kekompakan partikel penyusun lebih baik dan pencampuran perekat lebih merata pada partikel besar dibandingkan partikel kecil.
Namun secara keseluruhan kerapatan papan serat random maupun kerapatan serat dwiarah menunjukkan nilai kerapatan yang memenuhi standar SNI 03-2105-2006, yaitu berada pada rentang nilai 0,5-0,9 gr/cm3.
Waktu Kempa .
Serat Dwiarah Serat Random Gambar 2.
Grafik Kadar Air Serat Random dan Dwiarah terhadap waktu kempa Berdasarkan hasil analisa kadar air pada Gambar 2 Secara keseluruhan nilai kadar air yang diperoleh telah memenuhi standar SNI 03-2105-2006, baik papan partikel serat random maupun serat susun dwiarah yaitu dengan nilai kadar air maksimum yang Politeknik Negeri Sriwijaya.
Jurnal Kinetika Vol.
No.
03 (November 2.
: 8-13 Daya Serap Air (%) 3 Daya Serap Air Papan partikel terhadap lama waktu kempa Daya serap air papan partikel serat random dan dwiarah dapat dilihat pada Gambar 3.
papan partikel terhadap penyerapan air adalah volume ruang kosong yang dapat menampung air di antara partikel, adanya saluran kapiler dan luas permukaan partikel yang tidak dapat ditutupi oleh perekat.
Pada Standar SNI 03-2105-2006 tidak mensyaratkan nilai daya serap air akan tetapi pengujian ini dilakukan sebagai dasar pertimbangan penggunaan dari papan partikel, apakah layak digunakan untuk penggunaan eksterior .
uar ruanga.
atau interior .
alam ruanga.
Berdasarkan hasil pengujian, dapat dilihat bahwa nilai daya serap air yang dihasilkan cukup rendah, sehingga papan partikel ini masih bisa digunakan untuk keperluan eksterior.
4 Pengembangan Tebal (Swellin.
Papan partikel terhadap lama waktu kempa Swelling papan partikel serat random dan serat dwiarah dapat dilihat pada Gambar 4.
Swelling (%) diperbolehkan yaitu kurang atau sama dengan 14%.
Kadar air papan dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain ukuran partikel bahan baku, kerapatan, dan komposisi perekat.
Semakin kecil ukuran partikel bahan baku yang digunakan, maka semakin tinggi kadar airnya.
Ukuran partikel yang kecil akan mengurangi kepadatan papan yang dihasilkan.
Lembaran partikel yang tidak padat akan menimbulkan pori yang menyebabkan air masuk kedalam papan semakin banyak dan ini juga dipengaruhi oleh kerapatan (Daulay, 2.
Faktor lain yang diduga dapat mempengaruhi kadar air papan partikel ialah kadar air partikel, perekat, waktu pengempaan dan kandungan serat.
Menurut (Bowyer, 2.
tingginya nilai kadar air disebabkan sifat papan partikel yang bersifat higroskopis karena mengandung lignin dan selulosa, dimana semua bahan mengandung lignin dan selulosa sangat mudah menyerap dan melepaskan air .
Serat Random Serat Dwiarah Serat Random Serat Dwiarah Waktu Kempa .
Gambar 3.
Grafik Daya Serap Air Papan partikel terhadap lama waktu kempa Dilihat pada Gambar 3, bahwa daya serap air tertinggi serat random pada waktu kempa 75 menit dan terendah pada 30 menit.
Hal ini sesuai dengan nilai kerapatan sehingga diketahui bahwa daya serap air dipengaruhi oleh kerapatan papan partikel, semakin tinggi nilai kerapatan maka semakin rendah nilai daya serap air.
Sedangkan pada serat dwiarah nilai tertinggi pada waktu kempa 30 menit, kemudian cenderung menurun hingga pada menit ke-75.
Daya serap air papan partikel serat random cenderung meningkat, sedangkan daya serap air serat dwiarah cenderung menurun, sesuai dengan penelitian oleh Muzata .
bahwa ukuran partikel yang kecil menyebabkan ikatan antar partikel satu sama lain menjadi berkurang.
Selain itu.
Daulay .
berpendapat bahwa lembaran papan partikel yang tidak padat akan membuat air masukke dalam papan lebih banyak.
Hal ini dapat terjadi karena beberapa faktor, salah satunya faktor ukuran partikel, semakin kecil ukuran partikelnya maka daya serap air akan semakin tinggi.
Ukuran partikel yang kecil menyebabkan ikatan antar partikel satu sama lain menjadi berkurang.
Faktor lain yang mempengaruhi ISSN: 1693-9050
E-ISSN: 2623-1417
https://jurnal.
id/index.
php/kimia/index Waktu Kempa .
Gambar 4.
Swelling serat random dan dwiarah papan partikel terhadap waktu kempa Berdasarkan Gambar 4, swelling pada serat random pengembangan tebal tertinggi pada saat waktu kempa 75 menit, sedangkan pengembangan terendah terdapat pada waktu kempa 30 menit.
Berdasarkan hasil tersebut dapat dilihat bahwa nilai pengembangan tebal berbanding terbalik dengan kerapatan papan Sejalan dengan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Muzata .
yang berkesimpulan semakin tinggi kerapatan, maka semakin rendah pengembangan tebal yang terjadi.
Sedangkan pada serat dwiarah bersilangan, pengembangan tebal tertinggi terjadi pada waktu kempa 30 menit, kemudian cenderung menurun hingga terendah pada waktu kempa 75 menit.
Kerapatan dan daya serap air berhubungan erat dengan pengembangan tebal.
Pengembangan tebal akan berbanding lurus dengan daya serap air, semakin besar daya serap air maka akan semakin tinggi pengembangan tebal.
Pengembangan tebal juga dapat dipengaruhi oleh perekat yang digunakan, semakin merata kadar perekat tercampur dengan partikelnya, maka pengembangan papan partikel cenderung menurun (Muzata, 2.
5 MOR Papan Partikel terhadap waktu kempa Modulus of Rapture (MOR) adalah sifat mekanis yang menunjukkan kekuatan patah papan serat dalam menahan beban.
Nilai MOR Papan partikel serat Abu, dkk MOR .
gf/cm.
random dan serat dwiarah terhadap waktu kempa dapat dilihat pada Gambar 5.
Serat
Random
15 30 45 60 75
Waktu Kempa .
Serat Dwiarah Gambar 5.
Grafik analisa Papan partikel serat random dan dwiarah terhadap waktu kempa Nilai MOR cenderung naik, namun terjadi penurunan pada waktu kempa 75 menit.
Nilai MOR dipengaruhi oleh ukuran partikel yang dibuat dan penyebaran perekat, semakin besar ukuran dimensi papan partikel yang dibuat akan membutuhkan jumlah perekat yang cukup banyak dan kemungkinan perekat untuk tidak menyebar secara merata semakin besar.
Hal ini dapat disebabkan karena nilai kerapatan, nilai kerapatan terendah pada waktu kempa ke-75 menit.
Berdasarkan Gambar 5, dapat dilihat bahwa waktu kempa panas dan ukuran partikel berpengaruh terhadap kekuatan mekanik papan partikel, semakin lama waktu kempa maka semakin tinggi MOR yang dihasilkan, kecuali pada menit ke-75.
Maloney .
, menyatakan bahwa sifat akhir yang dipengaruhi oleh ukuran partikel antara lain sifat mekanis, stabilitas dimensi, karakteristik permukaan papan dan sifat pengerjaan mesin.
Bila dibandingkan nilai MOR serat random lebih rendah dibandingkan MOR serat dwiarah, hal ini dipengaruhi oleh ukuran partikel.
Ukuran partikel yang semakin kecil membuat nilai MOR rendah.
Nilai MOR pada kedua variasi serat ini sudah memenuhi standar SNI 03-2105-2006 minimal 82 kg/cmA.
6 MOE Papan Partikel terhadap waktu kempa Modulus of Elasticity (MOE) merupakan sifat mekanis yang menunjukkan kekuatan lentur papan serat dalam menahan beban.
Nilai MOE papan serat yang dibuat secara keseluruhan belum memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOE papan serat yaitu minimal 20400 kg/cmA.
MOE
papan partikel serat random dan dwiarah terhadap lama waktu kempa dapat dilihat pada Gambar 6.
MOE .
gf/cm.
7Perbandingan Hasil Penelitian Penelitian Terdahulu Perbandingan hasil penelitian dengan penelitian terdahulu dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 2, dan Tabel 3, berikut.
Tabel 1.
Perbandingan analisa kerapatan dan kadar air dengan peneliti terdahulu Variasi Serat Random Dwiarah Random Bahan baku Ampas tebu.
HDPE
Ampas Tebu.
HDPE
Ampas Tebu.
Polistirena Kerapatan .
/cm.
Kadar air
(%)
0,6087
4,8978
0,6448
3,8846
0,4438
5,4882
Pustaka Peneliti Peneliti Muzata.
Tabel 2.
Perbandingan analisa daya serap air dan swelling dengan peneliti terdahulu Variasi Serat Random Dwiarah Random Random Bahan baku Ampas tebu.
HDPE Ampas Tebu.
HDPE Ampas Tebu.
Polistirena Tandan Kosong Kelapa sawit.
Polietilen Daya serap air (%) Swelling (%) 16,9021 21,7094 44,2689 4,81 Pustaka Peneliti Peneliti Muzata.
Purba.
Tabel 3.
Perbandingan analisa MOR dan MOE dengan peneliti terdahulu Variasi Serat Random Serat Dwiarah Dwiarah Random Waktu Kempa .
Gambar 6.
Grafik MOE papan partikel serat random dan Dwiarah terhadap waktu kempa Berdasarkan Gambar 6 MOE serat random cenderung turun hingga menit 45, namun mengalami peningkatan pada waktu kempa 60 menit kemudian kembali mengalami penurunan pada waktu kempa 75 Sedangkan nilai MOE serat dwiarah besilangan cenderung meningkat seiring dengan lamanya waktu kempa, namun mengalami penurunan pada waktu kempa ke 75 menit.
Menurut (Meloney, 2003 dalam Kartika 2.
MOE dipengaruhi oleh kandungan dan jenis bahan perekat yang digunakan, daya ikat rekat dan panjang serat.
Menurut (Husin dkk.
, 2002 dalam Tifani 2.
bahan baku turut menentukan kualitas sifat mekanik papan partikel, partikel berupa serbuk akan membutuhkan kadar perekat yang lebih tinggi daripada partikel kayu.
Walaupun digunakan kadar perekat yang lebih tinggi, kemungkinan sifat mekanis yang diperoleh masih lebih rendah dari standar, dikarenakan bentuk partikelnya berupa serbuk.
Berdasarkan variasi serat, nilai MOE belum mencapai standar SNI 03-2105-2006.
Random Bahan baku Ampas tebu.
HDPE
Ampas Tebu.
HDPE
Ampas Tebu.
Polistirena Tandan Kosong Kelapa sawit.
Polietilen
MOR
gf/cm.
MOE .
gf/cm.
170,7635 1098,4134 483,1145 1740,9494 72,7552 146,09 6109,31 Pustaka Peneliti Peneliti Muzata.
Purba.
Berdasarkan Tabel 1, bila dibandingkan nilai kerapatan peneliti saat ini memiliki kerapatan lebih Politeknik Negeri Sriwijaya.
Jurnal Kinetika Vol.
No.
03 (November 2.
: 8-13 baik daripada peneliti sebelumnya yang dihasilkan oleh Muzata pada tahun 2015, sama halnya dengan nilai kadar air peneliti saat ini yang memiliki kadar air yang lebih kecil dibandingkan dengan penelitian Muzata tahun 2015, artinya hasil penelitian saat ini lebih baik dibandingkan dengan peneliti terdahulu.
Hal ini dapat terjadi karena ukuran dan susunan partikel, serta jenis perekat yang digunakan.
Melalui Tabel 2, perbandingan hasil analisa daya serap air peneliti saat ini dengan peneliti terdahulu menunjukkan hasil peneliti saat ini lebih baik, ditandai dengan nilai daya serap air peneliti terdahulu oleh Muzata tahun 2015 yaitu 44,2649% sedangkan peneliti saat ini mulai dari 16,9021% hingga 21,7094%, semakin tinggi daya serap air maka berpengaruh terhadap kekuatan papan partikel yang dihasilkan.
Bila ditinjau dari hasil analisa swelling, nilai swelling pada peneliti Muzata tahun 2015 lebih tinggi dibandingkan dengan peneliti saat ini, namun bila dbandingkan dengan peneliti terdahulu yaitu Purba pada tahun 2011, nilai swelling yang dihasilkan lebih kecil dibandingkan dengan peneliti saat ini, hal menunjukkan bahwa swelling papan partikel peneliti saat ini lebih baik dibandingkan dengan papan partikel Muzata tahun 2015 namun tidak lebih kuat dibandingkan dengan papan partikel Purba tahun 2011.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa nilai swelling dapat dipengaruhi oleh bahan baku serat, pola susunan serat dan perekat yang digunakan.
Pada Tabel 3, perbandingan nilai MOR peneliti terdahulu dengan peneliti saat ini dapat dilihat bahwa nilai MOR peneliti terdahulu Muzata tahun 2015 ialah 72,7552 kgf/cm2 belum memenuhi standar SNI 032105-2006 yaitu, 82 kgf/cm2 sedangkan peneliti saat ini sudah memenuhi standar SNI 03-2105-2006, dengan bahan baku yang sama namun jenis perekat dan susunan serat yang berbeda, nilai MOR papan partikel peneliti saat ini lebih unggul dibandingkan dengan nilai MOR papan partikel Muzata tahun 2015.
Sedangkan MOR papan partikel Purba tahun 2015 masih lebih unggul dibandingkan dengan peneliti saat ini, dengan bahan baku serat yang berbeda namun nemun memiliki kesamaan dalam bahan perekat menunjukkan perbedaan hasil yang signifikan.
Hal ini berarti bahan baku serat serta pola susunan serat dapat mempengaruhi kekuatan papan partikel yang dihasilkan.
KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:
Waktu pengempaan tidak berpengaruh signifikan terhadap sifat fisis papan partikel, namun berpengaruh terhadap nilai MOR Papan Partikel.
Pola susunan serat berpengaruh terhadap kekuatan mekanis papan partikel.
Sifat fisis dan sifat mekanis serat susunan dwiarah memiliki nilai lebih baik dibanding papan partikel serat random, ditandai dengan nilai kerapatan serat dwiarah lebih tinggi dan kekuatan mekanik lebih baik dibandingkan dengan serat susunan Papan partikel terbaik dihasilkan pada waktu ISSN: 1693-9050
E-ISSN: 2623-1417
https://jurnal.
id/index.
php/kimia/index pengempaan 60 menit dimana Papan Partikel yang dihasilkan memiliki sifat fisis dan mekanis yang telah memenuhi standar SNI 03-2105-2006, kecuali nilai MOE.
Hasil dwiarah bersilangan menunjukkan bahwa nilai kadar air 3,8846%, kerapatan 0,6448 g/cm3, pengembangan tebal 8,15%, daya serap air 21,7094% ,MOR 483,1145 kgf/cm2 dan MOE 1740,9494 kgf/cm2.
DAFTAR PUSTAKA