LAPORAN AKHIR




       PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA


ANALISIS PENGARUH PERBEDAAN SUHU PENGAKTIFAN LIGNIN DAN
  TEKANAN...
ANALISIS PENGARUH PERBEDAAN SUHU PENGAKTIFAN LIGNIN
DAN TEKANAN PENGEMPAAN PANAS TEHADAP SIFAT BIO-MOLDED
 PRODUCT SEBAGAI...
pengatur tekanan uap panas yang keluar (beberapa bengkel bubut yang telah didatangi
oleh tim peneliti tidak sanggup untuk ...
PENDAHULUAN




                            A.   Latar Belakang Masalah


                                           Dewas...
penggergajian yang kapasitas totalnya mencapai 16 juta m3 kayu gergajian/tahun, dan
dengan keperluan bahan baku 32 juta m3...
lebih tinggi, uap air yang terbentuk pada saat pengempaan lebih besar karena uap air
tidak dapat keluar dengan mudah seper...
Dalam pembuatan molded product dari kayu, untuk dapat menggabungkan
antar partikel kayu diperlukan suatu perekat. Dalam pe...
molded. Produk bio-molded dapat dibuat dengan bentuk apa saja misalnya piring,
gelas, bemper mobil, interior mobil, dan la...
Kayu jati merupakan kayu yang         sudah banyak dikenal masyarakat pada
umumnya, merupakan spesies yang banyak diminati...
D. Tujuan Program


Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mengetahui pengaruh perbedaan suhu pengaktifan lignin terhadap sif...
METODE PENDEKATAN




                         A.       Bahan dan Alat Penelitian

                                       ...
sampai ada kebocoran sehingga tidak ada udara yang keluar selama proses
   pemanasan .
5. Memanasi otoklaf dengan kompor m...
Pola pemotongan contoh uji produk bentukan dilihat pada gambar sebagai berikut
   :




                                  ...
2. Kerapatan
   Kerapatan adalah menyatakan banyaknya zat kayu per satuan volume. Cara
   penentuan kerapatan kayu yaitu d...
p : beban                    b : lebar   : defleksi

     l : bentangan bebas          d : tebal



6. Keteguhan tekan
   ...
Tabel : Rancangan acak lengkap dengan percobaan factorial 3x3

 Variasi suhu pengaktifan         variasi Tekanan          ...
Jika hasil analisis variasi berbeda nyata maka diuji lanjut dengan menggunakan
metode Honestly Significant Difference (HSD...
PROSEDUR PENELITIAN


                     Persiapan bahan baku
                    pengumpulan serbuk jati




          ...
PELAKSANAAN KEGIATAN




                      A.        Waktu dan Tempat Pelaksanaan


        Penelitian Program Kreativ...
5   Menyaring serbuk hingga kehalusan lolos saringan 45 20 Juni 2005 s.d.
    mesh / tertahan 60 mesh dan lolos 60 mesh, k...
9   Mencari bengkel pembuat cetakan dengan rancangan 18 Juli 2005 s.d.
    alat yaitu dengan menambah lubang uap panas pad...
HASIL PROGRAM DAN PEMBAHASAN




                                    A. Hasil Program


       Dalam penelitian ini secara...
Hasil dari proses tesebut menunjukkan kondisi bahwa produk bentukan yang
dihasilkan sudah bisa membentuk mat (cetakan) sep...
B. PEMBAHASAN


       Dalam penelitian ini, produk bentukan yang dihasilkan dinyatakan gagal. Hal
ini disebabkan oleh beb...
Cara ini memberikan hasil yang tidak jauh berbeda dengan metode sebelumnya. Hal
ini dikarenakan lignin yang telah aktif da...
W. Ernest Hsu, (1993) menggambarkan seperangkat alat kempa produk bentukan
  dengan cara aktivasi lignin seperti gambar di...
peneliti belum bisa menemukan cara yang tepat untuk mengalirkan uap panas ke
dalam cetakan dengan tekanan serendah mungkin...
KESIMPULAN DAN SARAN




                                KESIMPULAN


1. Dalam penelitian ini secara garis besar dinyataka...
3. Kegagalan penelitian ini disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu:
       •   Jarak antara laboratorium pemasakan serbuk ...
DAFTAR PUSTAKA




Anonimus, 1993, Standard Practise for Compression Molding Test Speciments of
          Thermosetting Mo...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

ANALISIS PENGARUH PERBEDAAN SUHU PENGAKTIFAN LIGNIN DAN TEKANAN PENGEMPAAN PANAS TEHADAP SIFAT BIO-MOLDED PRODUCT SEBAGAI PENGGANTI SYNTHETIC-MOLDED PRODUCT

4,746 views
4,619 views

Published on

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
4,746
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
9
Actions
Shares
0
Downloads
87
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

ANALISIS PENGARUH PERBEDAAN SUHU PENGAKTIFAN LIGNIN DAN TEKANAN PENGEMPAAN PANAS TEHADAP SIFAT BIO-MOLDED PRODUCT SEBAGAI PENGGANTI SYNTHETIC-MOLDED PRODUCT

  1. 1. LAPORAN AKHIR PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA ANALISIS PENGARUH PERBEDAAN SUHU PENGAKTIFAN LIGNIN DAN TEKANAN PENGEMPAAN PANAS TEHADAP SIFAT BIO-MOLDED PRODUCT SEBAGAI PENGGANTI SYNTHETIC-MOLDED PRODUCT BIDANG KEGIATAN : PKM Penelitian Disusun oleh : 1. Yohanes Kelik Bekti Subagyo : 00/140322/KT/04682 2. Beny Rahmanto : 01/149891/KT/04802 3. Singgih Rudi Setiyanto : 01/149802/KT/04768 4. Henricus Bayu Dwiatmoko : 01/144854/KT/04742 UNIVERSITAS GADJAH MADA Dibiayai oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) Nomor : 302/SPK/PKM/DP3M/IV/2005 tanggal 11 April 2005 1
  2. 2. ANALISIS PENGARUH PERBEDAAN SUHU PENGAKTIFAN LIGNIN DAN TEKANAN PENGEMPAAN PANAS TEHADAP SIFAT BIO-MOLDED PRODUCT SEBAGAI PENGGANTI SYNTHETIC-MOLDED PRODUCT BIDANG KEGIATAN : PKM Penelitian oleh : Yohanes Kelik Bekti Subagyo1, Beny Rahmanto2, Singgih Rudi Setiyanto3, Henricus Bayu Dwiatmoko4, Joko Sulistyo S. Hut.5 RINGKASAN Dalam industri pengolahan kayu, selalu dijumpai limbah yang jumlahnya relatif besar yatu 40 %-60 %. Pemanfaatan limbah bisa meningkatkan rendemen pemanfaatan kayu, menaikkan nilai kayu (terutama limbahnya), dan memenuhi kebutuhan manusia akan produk kayu yang bisa dipenuhi dengan produk turunan. Lignin merupakan perekat alami pada kayu yang dapat dibiodegradasikan oleh mikroorganisme dan tidak menimbulkan pencemaran lingkungan seperti halnya plastik dan perekat sintesis, misalnya urea formaldehida, fenol formaldehida dan perekat sintesis lainnya. Semakin tinggi suhu pengaktifan lignin dalam otoklaf yang diberikan pada lignin, maka lignin dapat teraktifasi dengan lebih sempurna. Namun, untuk memberikan suhu yang tinggi memerlukan energi yang besar pula. Semakin besar tekanan dalam pengempaan panas yang diberikan kepada produk bentukan akan menghasilkan kekuatan produk yang semakin baik. Namun, pemberian tekanan yang semakin besar akan memerlukan energi yang semakin besar pula. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh perbedaan suhu pengaktifan lignin dan pengaruh perbedaan pemberian tekanan pengempaan panas terhadap sifat fisika dan mekanika produk bentukan, kemudian dipilih suhu pengaktifan lignin yang menghasilkan produk terbaik. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap yang disusun secara faktorial dengan dua faktor, yaitu faktor variasi suhu pengaktifan lignin dalam otoklaf yang terdiri dari 3 aras yaitu suhu 150 0C, 170 0C dan 190 0C serta faktor variasi tekanan pada pengempaan panas yang terdiri dari 3 aras yaitu tekanan 20 Mpa, 25 Mpa dan 30 Mpa dengan ulangan yang dilakukan sebanyak tiga kali. Pengujian sifat fisika dan mekanika meliputi kadar air, kerapatan kering udara, pengembangan dan penyusutan, kekuatan lengkung statatik dan kekuatan tekan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara garis besar dinyatakan gagal. Produk bentukan mampu membentuk mat (cetakan) seperti pada cetakannya, namun pada saat produk bentukan tersebut dipindahkan dari cetakannya, produk bentukan tersebut langsung hancur. Modifikasi metode penelitian yang dilakukan adalah. Penghalusan serbuk hingga lolos saringan 45 mesh / tertahan 60 mesh dan lolos 60 mesh, modifikasi proses di otoklaf dengan menambah waktu masak di otoklaf hingga 150 menit, modifikasi proses di otoklaf dimana serbuk dan air dimasak dengan cara pengukusan, modifikasi proses pengempaan dengan mengurangi ketebalan produk, menambah waktu kempa hinngga 20 menit, dan menambah suhu kempa hingga 200 0 C (menghasilkan produk bentukan dengan sifat yang sama dengan produk bentukan menggunakan metode awal (tidak mengalami perubahan)) serta rencana modifikasi cetakan dengan menambah lubang uap panas pada cetakan lengkap dengan alat 2
  3. 3. pengatur tekanan uap panas yang keluar (beberapa bengkel bubut yang telah didatangi oleh tim peneliti tidak sanggup untuk membuat alat cetakan ini). Faktor kagagalan dalam penelitian ini adalah jarak antara laboratorium pemasakan serbuk (dalam otoklaf) dengan laboratorium pengempaan cukup jauh, metode pemasakan yang salah dimana serbuk dimasak dengan cara direbus, dan proses pengaktivan lignin dan pembentukan produk yang dilakukan secara terpisah. Kata Kunci : Suhu Pengaktifan Lignin, Tekanan Pengempaan Panas, Sifat Fisika, Sifat Mekanika, Produk Bentukan. 1. No, Mhs. : 00/140322/KT/04682, Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan UGM. 2. No, Mhs. : 01/149891/KT/04802, Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan UGM. 3. No, Mhs. : 01/149802/KT/04768, Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan UGM. 4. No, Mhs. : 01/144854/KT/04742, Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan UGM. 5. Staf Pengajar Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan UGM. 3
  4. 4. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Dewasa ini berbagai produk bentukan (molded) seperti panel interior mobil, produk rumah tangga misal piring, gelas mankok dan lain-lain, diproduksi dalam jumlah yang besar dari tahun ke tahun. Produk tersebut umumnya terbuat dari plastik yang merupakan turunan dari minyak bumi yang termasuk sumber daya Gambar 1. Piring plastik sebagai alam yang tidak dapat diperbarui (unrenewable contoh produk bentukan. resources). Hasil hutan yang selama ini banyak dimanfaatkan oleh masyarakat luas sebagian besar adalah kayu. Kayu adalah sumber bahan baku berbagai alat/perlengkapan manusia yang paling dekat dengan peradaban manusia sejak zaman dahulu. Kayu dianggap bahan yang paling mudah dibentuk dengan berbagai macam/sifat karakteristik yang dimilikinya. Karena kayu dianggap paling digemari dibanding bahan lainnya, membuat bahan ini semakin banyak dieksploitasi sehingga menurun kualitas dan kuantitasnya. Kayu yang dahulunya memenuhi syarat untuk dibentuk apa saja, sekarang sangat sulit untuk dilakukan. Hal inilah yang mendorong berbagai usaha untuk menciptakan produk turunan dari kayu pejal, misalnya kayu yang diambil dari hutan dikonversi menjadi berbagai macam bentuk untuk memenuhi kebutuhan manusia. Contoh dari konversi kayu adalah untuk dibuat menjadi kayu gergajian (tiang, papan dan sebgainya), veneer untuk pembuatan kayu lapis, partikel untuk pembuatan papan partikel, pulp, papan serat, kertas dan penggunaan yang lainnya. Dari data Laporan Departemen Kehutanan tahun 1993, di ketahui bahwa dari kapasitas industri yang ada pada tahun 1992, diperlukan kayu bulat sebesar 54,5 juta m3. Keperluan kayu sebanyak ini terutama ditujukan bagi 225 unit industri 4
  5. 5. penggergajian yang kapasitas totalnya mencapai 16 juta m3 kayu gergajian/tahun, dan dengan keperluan bahan baku 32 juta m3. Sementara kapasitas 117 industri kayu lapisnya adalah 8 juta m3/tahun dengan keperluan bahan baku sebanyak 16,2 juta m3. Kollman et.al (1975, halaman 313) menyebutkan bahwa pabrik yang mengetam kayu menghasilkan 10 % limbah kayu, tetapi bahannya berasal dari penggergajian yang menghasilkan 30 % kayu limbah. Dalam industri pengolahan kayu, selalu dijumpai limbah yang jumlahnya relatif besar yatu 40 %-60 %. Limbah ini dapat berupa potongan log, potongan kayu gergajian, serbuk amplas, potongan veneer kayu, potongan pinggir plywood dan masih banyak lagi lainnya. Semua bahan-bahan limbah diatas bisa dimanfaatkan untuk membuat berbagai produk turunan, terutama produk bentukan. Pemanfaatan limbah ini mungkin tidak bisa secara langsung mengurangi jumlah pohon yang dibutuhkan dan ditebang di hutan, tetapi paling tidak bisa meningkatkan rendemen pemanfaatan kayu, menaikkan nilai kayu (terutama limbahnya), dan memenuhi kebutuhan manusia akan produk kayu yang bisa dipenuhi dengan produk turunan. Limbah kayu yang bisa digunakan untuk pembuatan produk turunan yang ukurannya relatif kecil, jumlahnya relatif banyak dan bisa menampung dari beberapa tingkat proses kayu diatasnya adalah serbuk kayu (tepung kayu). Tepung kayu adalah partikel kecil yang sangat lembut yang dihasilkan dari kayu yang dikecilkan dengan ball mill atau alat sejenis sampai menyerupai tepung gandum, biasannya lolos kehalusan 40 mesh (Prayitno, 1995). Tepung kayu digunakan secara luas pada pembuatan linoleum, bom nitro gliserin, pembuatan kertas, kardus, dan bermacam- macam produk plastik serta produk bentukan lainnya. Bahan yang digunakan untuk pembuatan produk bentukan berupa serbuk (tepung) kayu karena kelimpahannya yang relatif dan lebih fleksibel penggunaannya. Produk turunan yang dipilih dalam penelitian ini adalah produk bentukan. Maloney (1977) menyebutkan bahwa produk bentukan merupakan produk campuran tepung kayu yang lebih dari 25 % perekat yang dapat terdiri dari bermacam-macam bentuk. Dipilih produk bentukan karena produk bentukan memiliki bentuk permukaan datar tiga dimensi dan memiliki bentuk luar yang berbeda pada bagian depan dan belakangnya. Produk bentukan mempunyai variasi bentuk dari hampir datar sampai bentuk gambar yang agak rumit dan cekung karena dilakukan dengan membentuk bahan (serbuk kayu dan perekat) pada cetakan kemudian diberi tekanan. Dibandingkan dengan papan partikel, produk bentukan mempunyai kerapatan yang 5
  6. 6. lebih tinggi, uap air yang terbentuk pada saat pengempaan lebih besar karena uap air tidak dapat keluar dengan mudah seperti pada pengempaan terbuka. Produk bentukan dibandingkan dengan kayu pejal mempunyai kemampuan penyambungan lebih besar, keindahan serat dan kekuatan lebih kecil, ketahanan terhadap cairan lebih besar. Dewasa ini, serbuk kayu yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan produk bentukan mendapat saingan dari bahan plastik. Dibandingkan dengan kayu, bahan plastik mempunyai sifat mudah dibentuk dan dicairkan kembali, sifat alir yang baik, kestabilan bentuk yang tinggi dan bisa dibuat bentuk yang rumit. Bahan dari kayu untuk membuat produk bentukan masih di pertahankan karena plastik tidak mampu mengganti sifat dari kayu. Ketersediaan dari bahan plastik sedikit, sehingga biaya pembuatannya mahal, dan tidak biodegradable. Dibandingkan dengan plastik, kayu mempunyai sifat modulus elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) yang lebih besar, daya isolasi dan kenampakan yang lebih bagus, konsistensi lebih rendah, proses pembentukan lebih mudah dan murah biayanya, kekakuan lebih rendah, penyerapan air tinggi, ketahanan serangga dan jamur lebih rendah. Dalam penelitian ini, digunakan bahan serbuk kayu sebagai bahan produk bentukan dengan alasan utama untuk sebisa mungkin menggantikan produk bentukan sintesis misalnya plastik. Produk plastik mulai akan ditinggalkan penggunaannya karena produk tersebut merupakan produk yang tidak dapat didegradasi oleh mikroorganisme, selain itu juga menimbulkan emisi dan pencemaran lingkungan. Sedangkan produk dari kayu karena produk tersebut merupakan produk yang dapat didegradasi oleh mikroorganisme sehingga keberadaannya dapat dikembalikan ke alam dan dirotasi oleh alam serta tidak menimbulkan pencemaran lingkungan. Suatu produk Bio-molded product dapat dibuat dari tepung kayu dari berbagai jenis spesies kayu. Semua kayu dari berbagai spesies memiliki komponen yang dinamakan lignin, karena lignin ini merupakan pengikat antar sel penyusun kayu. Namun untuk masing-masing spesies memiliki kandungan yang berbeda-beda. Dalam penelitian ini digunakan serbuk kayu jati dengan alasan kayu jati sudah banyak dikenal masyarakat pada umumnya, merupakan spesies yang banyak diminati masyarakat sehingga banyak berdiri pabrik pengolahan kayu jati dimana limbah serbuknya dapat dimanfaatkan lebih efisien. Selain peningkatan nilai guna dari limbah serbuk jati, alasan pemakaian serbuk jati adalah karena masyarakat juga lebih mudah mendapatkan serbuk kayu jati dan serbuk jati memiliki kandungan lignin yang relatif tinggi. 6
  7. 7. Dalam pembuatan molded product dari kayu, untuk dapat menggabungkan antar partikel kayu diperlukan suatu perekat. Dalam penelitian ini, perekat yang digunakan adalah perekat berupa lignin yang menempel pada tiap partikel serbuk kayu tersebut. Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi, tersusun atas unit-unit fenil propan (Haygreen dan Bowyer, 1982). Penggunaan perekat ini didasarkan pada pemikiran bahwa lignin merupakan perekat alami yang dapat dibiodegradasikan oleh mikroorganisme dan tidak menimbulkan pencemaran lingkungan seperti halnya perekat sintesis, misalnya urea formaldehida, fenol formaldehida dan perekat sintesis lainnya. Selain itu, penggunaan perekat lignin juga dikarenakan kemudahannya untuk didapatkan dari alam karena perekat ini secara alamiah sudah ada dan terikat pada komponen selular penyusun kayu. Variasi dalam penelitian ini adalah perbedaan suhu pengaktifan lignin dalam otoklaf yaitu dan perbedaan tekanan kempa panas. Variasi pertama, yaitu perbedaan suhu pengaktifan lignin dilakukan dengan cara pemberian panas pada otoklaf dengan suhu 130 0C, 150 0C dan 170 0C. Penggunaan variasi ini digunakan karena berdasarkan kenyataan bahwa semakin tinggi suhu yang diberikan pada lignin, maka lignin dapat teraktifasi dengan lebih sempurna. Namun, untuk memberikan suhu yang tinggi memerlukan energi yang besar pula. Oleh karena itu, akan dicari berapa suhu minimal yang diperlukan untuk mendapatkan kekuatan produk yang sudah cukup untuk persyaratan penggunaan yang disesuaikan dengan pemanfaatannya. Variasi kedua dalam penelitian ini adalah perbedaan tekanan dalam pengempaan panas. Variasi ini dilakukan dengan cara pemberian tekanan sebesar 20 Mpa, 25 MPa dan 30 MPa pada matt atau cetakan yang telah dibuat. Alasan penngunaan variasi ini karena semakin besar tekanan yang diberikan kepada produk bentukan akan menghasilkan kekuatan produk yang semakin baik. Hal ini disebabkan karena semakin besar tekanan yang diberikan dalam pengempaan panas, pemadatan material partikel akan semakin padat sehingga semakin kuat. Namun, pemberian tekanan yang semakin besar akan memerlukan energi yang semakin besar pula. Oleh karena itu, akan dicari berapa tekanan minimal yang diperlukan untuk mendapatkan kekuatan produk yang sudah cukup untuk persyaratan penggunaan yang disesuaikan dengan pemanfaatannya.. Setelah diketahui perlakuan pemberian panas pada pengaktifan lignin dan tekanan pengempaan panas yang menghasilkan sifat contoh uji terbaik dari percobaan yang akan dilakukan, selanjutnya akan diaplikasikan ke dalam salah satu produk bio- 7
  8. 8. molded. Produk bio-molded dapat dibuat dengan bentuk apa saja misalnya piring, gelas, bemper mobil, interior mobil, dan lain sebagainnya, dimana hal ini didukung oleh sifat dari produk bentukan yang dapat dibuat dengan bentuk yang paling rumit sekalipun. Namun, dalam penelitian ini akan dibuat produk bentukan berbentuk panel dashboard mobil dengan orientasi teknologi dan tren yang sedang berkembang dan kemudahan pelaksanaannya. Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa pembuatan bio-molded product ini mudah untuk dilakukan dan bisa dilaksanakan oleh masyarakat pada umumnya. Hal ini dikarenakan masyarakat dapat dengan mudah mendapatkan serbuk kayu apa saja untuk membuat produk ini, selain itu juga metode yang digunakan sangatlah sederhana sehingga dapat dilaksanakan oleh masyarakat awam. B. Identifikasi Masalah Kayu merupakan hasil hutan yang paling digemari oleh sebagian besar masyarakat dibandingkan dengan bahan lainnya, sehingga membuat bahan ini semakin banyak dieksploitasi dan menyebabkan kualitas dan kuantitas bahan ini menjadi menurun. Dalam industri pengolahan kayu, selalu dijumpai limbah yang jumlahnya relatif besar yatu 40 %-60 %. Semua bahan-bahan limbah diatas bisa dimanfaatkan untuk membuat berbagai produk turunan, terutama produk bentukan. Pemanfaatan limbah bisa meningkatkan rendemen pemanfaatan kayu, menaikkan nilai kayu (terutama limbahnya), dan memenuhi kebutuhan manusia akan produk kayu yang bisa dipenuhi dengan produk turunan. Serbuk kayu yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan produk bentukan mendapat saingan dari bahan plastik. Produk plastik merupakan produk yang tidak dapat didegradasi oleh mikroorganisme, selain itu juga menimbulkan emisi dan pencemaran lingkungan. Sedangkan produk dari kayu merupakan produk yang dapat didegradasi oleh mikroorganisme sehingga keberadaannya dapat dikembalikan ke alam dan dirotasi oleh alam serta tidak menimbulkan pencemaran lingkungan. Semua kayu dari berbagai spesies memiliki komponen yang dinamakan lignin. Lignin merupakan perekat alami yang dapat dibiodegradasikan oleh mikroorganisme dan tidak menimbulkan pencemaran lingkungan seperti halnya perekat sintesis, misalnya urea formaldehida, fenol formaldehida dan perekat sintesis lainnya. 8
  9. 9. Kayu jati merupakan kayu yang sudah banyak dikenal masyarakat pada umumnya, merupakan spesies yang banyak diminati masyarakat sehingga banyak berdiri pabrik pengolahan kayu jati dimana limbah serbuknya dapat dimanfaatkan lebih efisien. Serbuk jati memiliki kandungan lignin yang relatif tinggi. Semakin tinggi suhu pengaktifan lignin dalam otoklaf yang diberikan pada lignin, maka lignin dapat teraktifasi dengan lebih sempurna. Namun, untuk memberikan suhu yang tinggi memerlukan energi yang besar pula. Semakin besar tekanan dalam pengempaan panas yang diberikan kepada produk bentukan akan menghasilkan kekuatan produk yang semakin baik. Namun, pemberian tekanan yang semakin besar akan memerlukan energi yang semakin besar pula. C. Perumusan Masalah Dalam percobaan ini, akan diteliti berapa pemberian panas pada pengaktifan lignin dan tekanan pengempaan panas yang tepat terhadap sifat bio-molded product sebagai pengganti produk molded sintetis. Untuk mendapatkan hasil ini, digunakan pendekatan dengan bereksperimen memberikan suhu yang berbeda terhadap pemasakan serbuk untuk pengaktifan lignin dalam otoklaf dan pemberian tekanan yang berbeda terhadap pengempaan panas, kemudian dipilih mana pemberian panas pada pengaktifan lignin dan tekanan pada pengempaan panas yang menghasilkan kualitas sifat bio-molded product terbaik. Dugaan sementara dari percobaan ini menunjukkan bahwa pemberian panas pada pengaktifan lignin dan tekanan pada pengempaan panas yang semakin besar akan menghasilkan produk yang semakin baik kualitasnya karena lignin dapat teraktifasi dengan lebih sempurna dan dapat ditekan dan dibentuk dengan sempurna. Bio-molded product ini berasal dari serbuk kayu, yang dapat memanfaatkan limbah industri penggergajian kayu. Sehingga pemanfaatan limbah industri yang berupa serbuk kayu ini dapat memberikan nilai tambah ekonomis khususnya pengrajin souvenir. Selain itu, serbuk kayu yang dihasilkan dari pohon merupakan sumber daya alam yang dapat diperbarui. 9
  10. 10. D. Tujuan Program Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Mengetahui pengaruh perbedaan suhu pengaktifan lignin terhadap sifat fisika dan mekanika produk bentukan, kemudian dipilih suhu pengaktifan lignin yang menghasilkan produk terbaik. 2. Mengetahui pengaruh perbedaan pemberian tekanan pengempaan panas terhadap sifat fisika dan mekanika produk bentukan, kemudian dipilih pemberian tekanan pengempaan panas yang menghasilkan produk terbaik. 3. Memperoleh suatu teknologi tepat guna yang mudah, murah dan ramah lingkungan dalam proses pembuatan bio-molded product dari serbuk kayu yang berguna bagi masyarakat untuk melestarikan lingkungan dan meningkatkan pendapatan masyarakat. 4. Mengevaluasi sifat fisik dan mekanik bio-molded product dari serbuk kayu yang dibuat, yang kemudian diaplikasikan untuk membuat produk bio-molded berupa panel dashboard mobil. E. Kegunaan Kegunaan program ini adalah diketahuinya pemberian suhu pada pengaktifan lignin dan tekanan dalam pengempaan panas yang paling tepat untuk menghasilkan bio-molded product yang terbaik. Mahasiswa lebih mengetahui faktor penyebab variasi kualitas oleh adanya perbedaan suhu pengaktifan lignin dan tekanan pada pengempaan panas dalam pembuatan bio-molded product. Dari langkah ini, selanjutnya oleh tim peneliti dikembangkan pada tahap teknologi pembuatan produk bio-molded bentuk panel dashboard mobil sehingga dapat dialihkan teknologi laboratoris menjadi teknologi aplikasi di masyarakat. Sehingga terbina kreativitas dari tim, kerjasama untuk saling mengisi dan bertukar pikiran serta peka terhadap fenomena lingkungan yang terjadi. Setelah diketahui pemberian suhu pada pengaktifan lignin dan tekanan dalam pengempaan panas terbaik, maka akan diperoleh suatu teknologi tepat guna yang mudah, murah dan ramah lingkungan dalam proses pembuatan bio-molded product dari serbuk kayu yang berguna bagi masyarakat untuk melestarikan lingkungan dan meningkatkan pendapatan masyarakat dari sektor industri bio-molded. 10
  11. 11. METODE PENDEKATAN A. Bahan dan Alat Penelitian Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah pisau, Otoklaf, Circularsaw, Refiner, alat penyaring, Oven, Timbangan, Desikator, Kempa panas dan cetakan, , Botol timbang, Gergaji, Penggaris, spidol, ballpoint, buku, Gelas ukur, Caliper, Mesin uji united testing system, Kantong plastik. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah . Limbah serbuk kayu Jati diperoleh dari pabrik penggergajian kayu di daerah sekitar Jalan Kaliurang, Sleman Yogyakarta, Gambar : Alat uji mekanik. aquadest. B Prosedur Penelitian Pembuatan Produk Bentukan 1. Persiapan serbuk/tepung Jati : limbah serbuk kayu gergajian dibersihkan dari kotoran seperti tanah, batu. 2. Serbuk kemudian di timbang, dimasukkan kedalam oven, dan dikeringkan hingga kering tanur untuk menghitung kadar air serbuk. Kadar air = (berat awal-berat kering tanur) : berat awal 3. Menambahkan air pada serbuk dengan perbandingan serbuk dengan air 1 : 4. 4. Memasukkan seluruh serbuk di dalam otoklaf dan menutup otoklaf dengan penutupnya. Selanjutnya memastikan tutupnya telah tertutup rapat dan jangan 11
  12. 12. sampai ada kebocoran sehingga tidak ada udara yang keluar selama proses pemanasan . 5. Memanasi otoklaf dengan kompor minyak, pemanasan dilakukan dengan mengatur suhu sehingga didapatkan 3 variasi suhu pemanasan yaitu 150 0C, 170 0 C dan 190 0C. Tepat pada saat awal pencapaian kondisi konstan, klep otoklaf dibuka selama 10 detik. Pembukaan ini berfungsi untuk melepaskan tekanan palsu dalam otoklaf. Kondisi ini dipertahankan selama 2 jam. 6. Melepaskan tekanan dalam otoklaf secara perlahan-lahan dengan jalan membuka klep secara perlahan. 7. Menuang isi otoklaf pada ember dan pindah lagi ke dalam penyaring yang diletakkan diatas drum untuk membuang air. 8. Serbuk kemudian di haluskan lagi dalam refiner. Kemudian air dihilangkan sebisa mungkin dengan menuangkan serbuk tersebut dalam penyaring kemudian diperas. 9. Serbuk kemudian dimasukkan ke cetakan ukuran diameter 5,5 cm dengan ketebalan 63 mm untuk membentuk contoh uji dan dilakukan pengempaan awal. Pengempaan panas dilakukan pada suhu 190 0C, tekanan yang bervariasi yaitu 20 Mpa, 25 Mpa dan 30 MPa selama 10 menit. 10. Pengkondisian: hasil cetakan yang telah dikempa dikondisikan untuk menyeragamkan kadar air dan melepaskan tegangan sisa akibat pengempaan panas, selama 14 hari pada suhu kamar sebelum dilakukan pengujian. 11. Setelah didapatkan pemberian panas pada pengaktifan lignin dan tekanan pada pengempaan yang menghasilkan produk terbaik, selanjutnya dicoba untuk membuat molded product berupa panel dashboard mobil. Contoh uji Berdasarkan ASTM D 5524-93 (Anonim 1993, hal. 413), cetakan untuk contoh uji bahan plastik produk bentukan yang berbentuk disk adalag diameter 51 mm dengan kedalaman 3,175 60,076 mm. Oleh karena ukuran contoh uji yang kecil, maka 3 ulangan untuk tiap kombinasi faktor masing-masing di buat 3 contoh uji, yang terdiri 1 contoh uji untuk uji mekanik tekan dan lengkung, 1 contoh uji untuk penyerapan air dan pengembangan tebal, dan 1 contoh uji untuk pengukuran kadar air dan kerapatan. Produk bentukan dibuat 81 contoh uji, yang terdiri 3 faktor keseragaman ukuran serbuk dan keseragaman BJ kayu yang digunakan, masing- masing dibuat 3 ulangan. 12
  13. 13. Pola pemotongan contoh uji produk bentukan dilihat pada gambar sebagai berikut : 3 2 1 1. Contoh uji MOE (50 x 12,7 mm) 2. Contoh uji MOR (35,2 x 12,7 mm) 3. Contoh uji kadar air dan kerapatan (40 x 40 mm) Gambar : Cara Pemotongan Contoh Uji Pengujian Sifat Fisika dan Mekanika Produk Bentukan Pengujian sifat fisika dan mekanika produk bentukan ini meliputi kadar air, kerapatan, penyerapan air, pengembangan tebal, kekuatan tekan dan keteguhan lengkung. 1. Kadar air Kadar air adalah gambaran banyaknya air yang terkandung dalam produk bentukan yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur. Penentuan kadar air ini dilakukan dengan cara mengeringkan sample pada oven dengan suhu 103 62 0C, dan diketahui berat basah dan berat kering tanurnya. Berat basah – berat kering tanur KA = ----------------------------------------- x 100 % Berat kering tanur 13
  14. 14. 2. Kerapatan Kerapatan adalah menyatakan banyaknya zat kayu per satuan volume. Cara penentuan kerapatan kayu yaitu dengan menimbang berat kering tanur, dan sekaligus mengkur volume produk bentukan pada kondisi kering udara. Berat kering tanur Kerapatan = ---------------------------- Volume kering udara 3. Penyerapan air Penyerapan air produk bentukan dihitung berdasarkan berat sebelum (B1) dan sesudah perendaman (B2) dalam air selama 24 jam. B1 Penyerapan air = ------- x 100 B2 4. Pengembangan tebal Pengembangan tebal berdasar atas tebal sebelum (T1) dan sesudah perendaman (T2) dalam air selama 24 jam. T1-T2 Pengembangan tebal = ---------- x 100 T1 5. Keteguhan lengkung Pengujian keteguhan lengkung terdiri dari MOE dan MOR. Pengujian dilakukan dengan menggunakan mesin uji united testing system dengan menggunakan jarak bentangan bebas 40 mm. 3pl 3pl3 MOE = ---------- MOR = ------------ 2bd 2 4 bd3 14
  15. 15. p : beban b : lebar : defleksi l : bentangan bebas d : tebal 6. Keteguhan tekan Keteguhan tekan ini bertujuan untuk menguju kekuatan tekan produk bentukan. Pengujuian ini dilakukan dengan menggunakan mesin uji united testing system. P keteguhan tekan = ----- A C. Rancangan penelitian Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap yang disusun secara faktorial. Faktor yang digunakan adalah : 1. Faktor variasi suhu pengaktifan lignin dalam otoklaf (A) 0 a. 150 C (A1) 0 b. 170 C (A2) 0 c. 190 C (A3) 2. Faktor variasi Tekanan pada pengempaan panas (B) a. 20 MPa (B1) b. 25 MPa (B2) c. 30 MPa (B3) Dari kedua faktor itu akan diperoleh sembilan kombinasi perlakuan dengan ulangan yang dilakukan sebanyak tiga kali. 15
  16. 16. Tabel : Rancangan acak lengkap dengan percobaan factorial 3x3 Variasi suhu pengaktifan variasi Tekanan Ulangan lignin dalam otoklaf (A) pada pengempaan panas (B) 150 0C 20 Mpa A1B11 A1B12 A1B13 25 Mpa A1B21 A1B22 A1B23 30 MPa A1B31 A1B32 A1B33 170 0C 20 Mpa A2B11 A2B12 A2B13 25 Mpa A2B21 A2B23 A2B23 30 MPa A2B21 A2B22 A2B23 190 0C 20 Mpa A3B11 A3B12 A3B13 25 Mpa A3B21 A3B22 A3B23 30 MPa A3B31 A3B32 A3B33 Adapun parameter produk bentukan yang diuji meliputi kadar air, kerapatan kering udara, pengembangan dan penyusutan, kekuatan lengkung statatik dan kekuatan tekan. Tabel : Analisis varians (Anova) Sumber Derajad Jumlah Kuadrat F hitung variasi bebas kuadrat tengah Ukuran (A) a-1 JK A JK A/db KTA/KTE Jenis kayu (B) b-1 JK B JK B/db KTB/KTE AxB (a-1)(b-1) JK P JK P/db KTP/KTE Error (r-1)(ab-1) JK E JK E/db Total rab-1 JK T 16
  17. 17. Jika hasil analisis variasi berbeda nyata maka diuji lanjut dengan menggunakan metode Honestly Significant Difference (HSD) atau uji Tuckey untuk mengetahui pada taraf-taraf mana faktor tersebut menunjukkan perbedaan dengan rumus sebagai berikut : HSD A : Q α (a,db,error) Sy A HSD B : Q α (b,db,error) Sy B HSD AxB : Q α (k,db,error) Sy (AxB) Sy A : (√ KTE / rb ) Sy B : (√ KTE / ra ) Sy (AxB) : (√ KTE / r ) Keterangan R : banyaknya ulangan A : jumlah perlakuan / taraf faktor A B : jumlah perlakuan / taraf faktor B K : jumlah perlakuan / interaksi faktor A dan faktor B (AxB) Sy : error baku rata-rata umum KTE : kuadrat tengah error Q α (k,db,error) : nilai baku q pada taraf uji α, dengan db error dengan jumlah perlakuan k (table q) 17
  18. 18. PROSEDUR PENELITIAN Persiapan bahan baku pengumpulan serbuk jati menambahkan air hingga perbandingan serbuk : air = 1 : 4 pengaktifan lignin dengan pemasakan dalam otoklaf dengan suhu 150 0C, 170 0C dan 190 0C Penghalusan serbuk dalam refiner Pengempaan: 1. pre press 2. press panas suhu 190 0C, (20 Mpa, 25 Mpa dan 30 Mpa), 10 menit Pengkondisian produk bentukan Pemotongan contoh uji Pengujian contoh uji Pembuatan produk bio-molded berbentuk panel dashboard mobil Gambar : Bagan prosedur Penelitian 18
  19. 19. PELAKSANAAN KEGIATAN A. Waktu dan Tempat Pelaksanaan Penelitian Program Kreativitas Mahasiswa dengan judul: “ANALISIS PENGARUH PERBEDAAN SUHU PENGAKTIFAN LIGNIN DAN TEKANAN PENGEMPAAN PANAS TEHADAP SIFAT BIO-MOLDED PRODUCT SEBAGAI PENGGANTI SYNTHETIC-MOLDED PRODUCT”. dilaksanakan pada tanggal 15 April 2005 sampai dengan 27 Juli 2005 yang bertempat di Laboratorium Pengolahan Hasil Hutan Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Universitas Gadjah Mada dan Laborarorium Perekatan Kayu Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Universitas Gadjah Mada. B. Tahapan Pelaksanaan Tabel : Tahapan Pelaksanaan Penelitian Program Kreativitas Mahasiswa. No. Kegiatan Tanggal 1 Membeli serbuk dari Sragen, Jawa Tengah. 15 April 2005 2 Mengajukan permohonan penggunaan Laboratorium 18 April 2005 Pengolahan Hasil Hutan dan Laborarorium Perekatan Kayu Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Universitas Gadjah Mada 3 1. Pemesanan/pembelian cetakan Molded Product 18 April 2005 s.d. berbentuk silinder. 28 Mei 2005. 2. Pengayakan serbuk jati. 3. Mengukur kadar air serbuk. 4 1. Mengaktifkan lignin dengan cara memasak dalam 1 Juni 2005 s.d otoklaf. 14 Juni 2005. 2. Pengempaan. (sesuai metode awal) 19
  20. 20. 5 Menyaring serbuk hingga kehalusan lolos saringan 45 20 Juni 2005 s.d. mesh / tertahan 60 mesh dan lolos 60 mesh, kemudian 25 Juni 2005. keduanya di lakuan proses yang sama dengan metode awal, yaitu : a. Mengaktifkan lignin dengan cara memasak dalam otoklaf. b. Pengempaan. (Modifikasi metode penelitian yang pertama) 6 1. Mengaktifkan lignin dengan cara memasak serbuk 27 Juni 2005 s.d. dengan kehalusan lolos saringan 45 mesh / tertahan 2 Juli 2005. 60 mesh dan lolos 60 mesh dalam otoklaf dengan menambah waktu masak hingga 150 menit. 2. Pengempaan. (Modifikasi metode penelitian yang kedua) 7 1. Mengaktifkan lignin dengan cara memasak serbuk 4 Juli 2005 s.d. dengan kehalusan lolos saringan 45 mesh / tertahan 9 Juli 2005 60 mesh dan lolos 60 mesh dalam otoklaf dengan menambah waktu masak hingga 150 menit dimana serbuk dan air dimasak dengan cara pengukusan yaitu serbuk dipisahkan dari air dengan saringan yang terbuat dari kain. 2. Pengempaan. (Modifikasi metode penelitian yang ketiga) 8 1. Mengaktifkan lignin dengan cara memasak serbuk 11 Juli 2005 s.d. dengan kehalusan lolos saringan 45 mesh / tertahan 16 Juli 2005. 60 mesh dan lolos 60 mesh dalam otoklaf dengan menambah waktu masak hingga 150 menit (cara modifikasi kedua). 2. Pengempaan dengan mengurangi ketebalan produk, menambah waktu kempa hinngga 20 menit, dan menambah suhu kempa hingga 200 0C.. (Modifikasi metode penelitian yang keempat) 20
  21. 21. 9 Mencari bengkel pembuat cetakan dengan rancangan 18 Juli 2005 s.d. alat yaitu dengan menambah lubang uap panas pada 27 Juli 2005. cetakan lengkap dengan alat pengatur tekanan uap panas yang keluar, sehingga uap panas dan alat kempa tidak lagi menjadi bagian yang terpisah. (Modifikasi metode penelitian yang kelima) 21
  22. 22. HASIL PROGRAM DAN PEMBAHASAN A. Hasil Program Dalam penelitian ini secara garis besar dinyatakan gagal. Hal ini disimpulkan dari produk bentukan yang dihasilkan. Produk bentukan yang dihasilkan memang sudah bisa membentuk mat (cetakan) seperti pada cetakannya, namun pada saat produk bentukan tersebut dipindahkan dari cetakannya, produk bentukan tersebut langsung hancur. Tim peneliti sudah mencoba berbagai alternatif metode lain dengan prinsip kerja dasar yang serupa, namun masih menemui banyak kendala, yang menyebabkan penelitin ini tidak bisa dilanjutkan lagi hingga pada batas pernyataan bahwa penelitian ini gagal. Metode pertama pembuatan produk bentukan adalah sebagai berikut: Persiapan bahan baku pengumpulan serbuk jati menambahkan air hingga perbandingan serbuk : air = 1 : 4 pengaktifan lignin dengan pemasakan dalam otoklaf dengan suhu 150 0C, 170 0C dan 190 0C Penghalusan serbuk dalam refiner Pengempaan: 1. pre press 2. press panas suhu 190 0C, (20 Mpa, 25 Mpa dan 30 Mpa), 10 menit Pengkondisian produk bentukan 22
  23. 23. Hasil dari proses tesebut menunjukkan kondisi bahwa produk bentukan yang dihasilkan sudah bisa membentuk mat (cetakan) seperti pada cetakannya, namun pada saat produk bentukan tersebut dipindahkan dari cetakannya, produk bentukan tersebut langsung hancur. Kemudian tim peneliti mengambil beberapa modifikasi metode penelitian. 1. Serbuk yang sudah ada dihaluskan lagi dan disaring hingga kehalusan lolos saringan 45 mesh / tertahan 60 mesh dan lolos 60 mesh, kemudian keduanya di lakuan proses yang sama dengan metode awal. Hasil penelitian menghasilkan produk bentukan dengan sifat yang sama dengan produk bentukan menggunakan metode awal (tidak mengalami perubahan). 2. Modifikasi proses di otoklaf (1). Modifikasi ini dilakukan dengan menambah waktu masak di otoklaf hingga 150 menit. Hasil dari metode ini tidak berbeda dengan hasil sebelumnya. 3. Modifikasi proses di otoklaf (2). Serbuk dan air dimasak dengan cara pengukusan, dimana serbuk dipisahkan dari air dengan saringan yang terbuat dari kain, kemudian dilakukan pengempaan. Hasil dari metode ini tetap tidak mengalami perubahan. 4. Modifikasi proses pengempaan. Modifikasi ini dilakukan dengan mengurangi ketebalan produk, menambah waktu kempa hinngga 20 menit, dan menambah suhu kempa hingga 200 0C. Hasil dari metode masih menunjukkan kegagalan. 5. Rencana modifikasi cetakan. Rancangan alat ini adalah dengan menambah lubang uap panas pada cetakan lengkap dengan alat pengatur tekanan uap panas yang keluar, sehingga uap panas dan alat kempa tidak lagi menjadi bagian yang terpisah. Namun rencana ini gagal karena beberapa bengkel bubut yang telah didatangi oleh tim peneliti tidak sanggup untuk membuat alat cetakan ini. Dengan adanya fakta bahwa produk bentukan yang dihasilkan gagal, maka segala uji sifat mekanika dan sifat fisika contoh uji produk bentukan tidak bisa dilakukan. 23
  24. 24. B. PEMBAHASAN Dalam penelitian ini, produk bentukan yang dihasilkan dinyatakan gagal. Hal ini disebabkan oleh beberapa hal. Adapun faktor-faktor penyebab kegagalan tersebut akan diterangkan sebagai berikut. Faktor kagagalan penelitian yang pertama adalah jarak antara laboratorium pemasakan serbuk (dalam otoklaf) dengan laboratorium pengempaan cukup jauh, dimana laboratorium pemasakan serbuk (dalam otoklaf) berlokasi di Klebengan, sedangkan laboratorium pengempaan berlokasi di Fakultas Kehutanan UGM. Dengan jarak lokasi antar laboratorium yang cukup, maka untuk mencapai laboratorium pemasakan serbuk (dalam otoklaf) menuju laboratorium pengempaan memerlukan waktu yang cukup lama, sehingga menyebabkan lignin aktif serbuk yang sudah dimasak akan kehilangan sifat aktifnya saat dikempa. Hal ini disebabkan karena sifat dari lignin adalah termoplastis, yaitu sifat dimana lignin akan melunak (dan aktif) jika dipanaskan dan akan mengeras jika didinginkan. Pemecahan masalah dari faktor penyebab kegagalan ini adalah dengan menempatkan kedua alat ini (otoklaf dan alat kempa) dalam satu ruang untuk memperpendek waktu yang bisa mendinginkan serbuk kayu yang sudah dimasak. Pemecahan masalah ini tidak dapat dilaksanakan karena kedua alat ini dikoordinasi oleh dua laboratorium yang berbeda, sehingga tidak mungkin kedua alat ini ditempatkan dalam satu ruang. Faktor kegagalan penelitian yang kedua adalah metode pemasakan yang salah dimana serbuk dimasak dengan cara direbus. Dengan cara perebusan, pemasakan ini menyebabkan lignin yang telah aktif dan meleleh akan terlarut dalam air. Syarat untuk melakukan pengempaan panas adalah bahan yang akan dikempa harus memiliki kadar air yang serendah mungkin. Oleh karena itu, sebelum dilakukan pengempaan, serbuk yang telah dimasak harus diperas terlebih dahulu. Pemerasan ini menyebabkan lignin yang telah aktif banyak terbuang bersamaan dengan air yang terbuang saat pemerasan serbuk yang telah dimasak. Hal ini juga menyebabkan suhu serbuk yang telah dimasak turun secara cepat, sehingga menyebabkan sifat aktif lignin menurun secara cepat. Pemecahan masalah yang dicoba oleh tim peneliti untuk menghilangkan faktor penyebab kegagalan ini adalah dengan cara memisahkan serbuk dan air pada waktu pemasakan, yaitu dengan cara pengukusan. Hal ini dilakukan dengan cara menempatkan serbuk didalam kain dan di pasang diatas air pada saat pemasakan. 24
  25. 25. Cara ini memberikan hasil yang tidak jauh berbeda dengan metode sebelumnya. Hal ini dikarenakan lignin yang telah aktif dan meleleh pada akhirnya akan banyak menempel pada kain dan sebagian lignin menembus kain dan jatuh ke air. Kehilangan serbuk juga terjadi karena pada saat tekanan otoklaf dilepaskan, banyak serbuk kayu yang ikut menyembur keluar bersama dengan uap air. Faktor kegagalan penelitian yang ketiga adalah faktor yang berperan paling besar dalam kegagalan penelitian ini. Faktor kegagalan ini adalah proses pengaktivan lignin dan pembentukan produk yang dilakukan secara terpisah. Metode yang dilakukan oleh tim peneliti adalah pemasakan serbuk untk mengaktifkan lignin, kemudian dilakukan pembentukan produk dalam pengempaan panas. Hal ini menyebabkan lignin yang telah aktif kemudian menjadi dingin yang disebabkan oleh proses pemindahan dari otoklaf ke dalam mesin kempa, sehingga lignin kehilangan kemempuannya untuk mengikat material yang ada menjadi produk bentukan. Hal ini juga di dukung oleh banyaknya lignin yang hilang bersama air pada saat pemasakan serbuk di dalam otoklaf. Disamping itu, pemanasan di dalam mesin kempa hanya mampu beraksi di permukaan produk (material yang berhimpit dengan pelat kempa) dan tidak mampu menembus sampai ke tengah produk, walaupun tim peneliti sudah mengurangi ketebalan produk bentukan yang akan dibuat. Pemecahan masalah dari faktor penyebab kegagalan ini adalah dengan merancang alat dimana lignin dapat diaktifkan dengan menggunakan uap panas bersamaan dengan pembentukan produk bentukan. 25
  26. 26. W. Ernest Hsu, (1993) menggambarkan seperangkat alat kempa produk bentukan dengan cara aktivasi lignin seperti gambar di bawah ini. Hydraulic cylinder press Screen Upper Bolster Platen Mat Periphecal Wall Insulation Lowe Bolster Steam Chanels Oil Heating Chanels Steam In / Steam Out (vacuum) Hot Oil Dengan menggunakakan metode pengempaan dan alat seperti gambar diatas, maka lignin dapat di-aktivasi tanpa kehilangan jumlah lignin karena air, dan dapat langung di bentuk dalam kempa tanpa kehilangan sifat aktif lignin. Prinsip kerja dasar alat ini adalah: 1. Serbuk dimasukkan ke dalam cetakan. 2. Uap panas masuk ke dalam cetakan melalui lubang/chanel yang tersebar di permukaan pelat kempa untuk mengaktifkan lignin yang ada pada serbuk kayu. Di dalam alat itu juga dilengkapi lubang/chanel pembuangan uap yang telah melewati cetakan. 3. Bersamaan dengan proses pengaktifan lignin, kempa membentuk mat menjadi produk bentukan. Dengan menggunakan alat ini, diharapkan mampu memberikan hasil produk bentukan dengan sifat-sifat produk bentukan yang semaksimal mungkin. Namun rencana dalam pembuatan alat ini mengalami kendala, yaitu di dalam pembuatan alat cetakan ini 26
  27. 27. peneliti belum bisa menemukan cara yang tepat untuk mengalirkan uap panas ke dalam cetakan dengan tekanan serendah mungkin supaya serbuk dalam cetakan tidak berhamburan keluar cetakan. Selan dari pada itu, penelitian ini gagal karena beberapa bengkel bubut yang telah didatangi oleh tim peneliti tidak sanggup untuk membuat alat cetakan seperti yang diminta oleh tim peneliti. 27
  28. 28. KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN 1. Dalam penelitian ini secara garis besar dinyatakan gagal karena produk bentukan yang telah dihasilkan. sudah bisa membentuk mat (cetakan) seperti pada cetakannya, namun pada saat produk bentukan tersebut dipindahkan dari cetakannya, produk bentukan tersebut langsung hancur. 2. Tim peneliti sudah mencoba berbagai alternatif metode lain dengan prinsip kerja dasar yang serupa, yaitu: • Serbuk yang sudah ada dihaluskan lagi dan disaring hingga kehalusan lolos saringan 45 mesh / tertahan 60 mesh dan lolos 60 mesh, kemudian keduanya di lakuan proses yang sama dengan metode awal. • Modifikasi proses di otoklaf (1). Modifikasi ini dilakukan dengan menambah waktu masak di otoklaf hingga 150 menit. • Modifikasi proses di otoklaf (2). Serbuk dan air dimasak dengan cara pengukusan, dimana serbuk dipisahkan dari air dengan saringan yang terbuat dari kain, kemudian dilakukan pengempaan. • Modifikasi proses pengempaan. Modifikasi ini dilakukan dengan mengurangi ketebalan produk, menambah waktu kempa hinngga 20 menit, dan menambah suhu kempa hingga 200 0C. Namun masih menemui banyak kendala, yang menyebabkan penelitin ini masih mengalami kegagalan. • Rencana modifikasi cetakan. Rancangan alat ini adalah dengan menambah lubang uap panas pada cetakan lengkap dengan alat pengatur tekanan uap panas yang keluar, sehingga uap panas dan alat kempa tidak lagi menjadi bagian yang terpisah. Rencana ini gagal karena beberapa bengkel bubut yang telah didatangi oleh tim peneliti tidak sanggup untuk membuat alat cetakan ini. 28
  29. 29. 3. Kegagalan penelitian ini disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu: • Jarak antara laboratorium pemasakan serbuk (dalam otoklaf) dengan laboratorium pengempaan cukup jauh, memerlukan waktu lama untuk mencapai satu laboratorium ke leboratorium yang lainnya, sehingga menyebabkan lignin aktif serbuk yang sudah dimasak akan kehilangan sifat aktifnya saat dikempa. • Pemasakan yang salah dimana serbuk dimasak dengan cara direbus yang menyebabkan lignin yang telah aktif dan meleleh akan terlarut dalam air. • Proses pengaktifan lignin dan pembentukan produk yang dilakukan secara terpisah sehingga lignin yang telah aktif kemudian menjadi dingin disebabkan oleh proses pemindahan dari otoklaf ke dalam mesin kempa yang mengakibatkan lignin kehilangan kemampuannya untuk mengikat material yang ada menjadi produk bentukan. SARAN 1. Perlu dilakukan modifikasi cetakan dimana cetakan tersebut memiliki lubang uap panas pada cetakan lengkap dengan alat pengatur tekanan uap panas yang keluar, sehingga uap panas dan alat kempa tidak lagi menjadi bagian yang terpisah. 2. Perlu ditinjau/dipelajari lebih dalam lagi tentang metode yang digunakan, sehingga faktor-faktor penyebab kegagalan dalam penelitian ini dapat diketahui secara detail dan jelas dan dapat diketahui cara mengatasi faktor- faktor penyebab kegagalan penelitian tersebut. 29
  30. 30. DAFTAR PUSTAKA Anonimus, 1993, Standard Practise for Compression Molding Test Speciments of Thermosetting Molding Compounds, ASTM volume 08.01 Designation 5948-96, American Society for Testing Materials, Philadelphia, USA. Haygreen, J.G. dan J.L. Bowyer, 1982, Forest Product and Wood Science. An Introduction. Ames : The Lowa State University Press. Maloney, 1977, Modern Particleboard and Dry Process Fiberboard manufacturing, Miller Freeman Publication. Inc., California, USA. Prayitno, 1995, Teknologi Papan Majemuk, Bagian penerbitan Fakultas Kehutanan Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Prayitno, 1995, Teknologi Papan Mineral, Bagian penerbitan Fakultas Kehutanan Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. 30

×