METODOLOGI Waktu dan Tempat Penelitian Bahan dan Alat Metode Penelitian 1. Pembuatan Contoh Uji 2. Pemilahan Contoh Uji

Transkripsi

1 METODOLOGI Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan selama 3 bulan, dari bulan April sampai bulan Juni 2008 di Laboratorium Sifat Dasar Bagian Peningkatan Mutu Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB dan Laboratorium Peningkatan Sifat Kayu UPT Biomaterial Balitbang LIPI Cibinong. Pengambilan gambar dengan Scanning Electron Microscope (SEM) dilakukan di Laboratorium Geologi Quarter Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan Bandung. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan adalah sejumlah papan tangensial kayu Agathis yang diperoleh dari Hutan Pendidikan Gunung Walat Sukabumi dan kayu Gmelina yang diperoleh dari Kampus Fakultas Kehutanan UNWIM Jatinangor, Sumedang. Alat utama yang digunakan adalah mesin kempa (dingin dan panas) rakitan Pusat Penelitian dan Pengembangan Fisika Terapan LIPI dengan ukuran plat 30 cm x 30 cm, kemampuan hidrolis maksimum 70 kg/cm 2 dan suhu maksimum 250 o C. Peralatan lain yang digunakan antara lain gergaji, oven, jangka sorong, desikator vakum, timbangan elektrik, Universal Testing Machine (UTM), slide microtome, dan SEM JEOL JSM-6360LA, Jepang. Metode Penelitian 1. Pembuatan Contoh Uji Log kayu Agathis dan Gmelina di gergaji menjadi sortimen-sortimen berbentuk papan tangensial yang bebas cacat. Ukuran akhir contoh uji yang digunakan adalah 2 cm (L) x 2 cm (T) x 4 cm (R) sebanyak 45 buah per jenis seperti Gambar Pemilahan Contoh Uji Contoh uji yang diambil dari bagian kayu teras selanjutnya dipilah berdasarnya keseragaman berat jenis (BJ)-nya. Penentuan BJ kayu dilakukan dengan menggunakan metode gravimetri dan dihitung berdasarkan berat kering tanur 12

2 dan volume basah. Contoh uji terlebih dahulu dikeringkan dalam oven pada suhu 60 o C selama 3 hari, kemudian diukur beratnya. Nilai berat yang diperoleh merupakan berat kering tanur. T L R Gambar 2. Bentuk Contoh Uji 3. Pelunakan Contoh uji sebelum dipadatkan terlebih dahulu diberi perlakuan awal yakni direndam dalam air pada suhu kamar, dan selanjutnya di vakum sampai jenuh air. 4. Pengukuran Stress-Strain Hubungan antara stress-strain untuk menentukan tingkat pemadatannya dilakukan pada contoh uji dalam kondisi jenuh air. Pengujian ini dilakukan dengan cara menekan contoh uji arah radial dengan menggunakan UTM. 5. Pemadatan atau Pengempaan Contoh uji yang telah mengalami perlakuan awal kemudian dipadatkan dengan menggunakan kempa panas pada arah radial dengan suhu kempa 100 o C hingga mencapai ketebalan sasaran (compression set). Tebal sasaran ditentukan berdasarkan hasil uji stress dan strain yang telah lebih dahulu dilakukan. Berdasarkan hasil pengujian, tingkat pemadatan yang dilakukan terdiri 3 taraf yaitu 12,5%, 25% dan 37,5%. Lamanya pengempaan tergantung drying set contoh ujinya. 6. Pengukuran BJ Kayu Nilai BJ yang diukur adalah BJ kayu sebelum dipadatkan, BJ kayu terpadatkan dan BJ kayu terpadatkan yang telah dioven kembali pada suhu 180 o C. BJ ditentukan pada kondisi kering tanur dengan persamaan sebagai berikut : 13

3 Berat Kering Tanur Berat Jenis = : Kerapatan Air (1g/cm 3 ) Volume Kering Tanur 7. Pengujian Tingkat Pemulihan Tebal ( Recovery of Set ) Besarnya recovery of set (RS) contoh uji yang telah dipadatkan dapat diketahui dengan terlebih dahulu mengukur dimensi tebalnya. Tebal yang diukur adalah tebal kondisi kering tanur sebelum dipadatkan (To), tebal setelah dipadatkan dan dioven pada suhu 180 o C selama 0, 5, 10, 15, dan 20 jam (Ts), dan tebal Ts setelah dilanjutkan dengan perendaman 24 jam dan pengovenan kembali pada suhu 60 o C selama 3 hari sampai kering tanur (T i ). Nilai RS dihitung dengan persamaan (Inoue, 1993): Ti - Ts Recovery of Set = x 100 % To - Ts 8. Pengamatan Struktur Kayu dengan SEM Sampel kontrol (1), sampel yang telah dipadatkan dan dioven suhu 180 o C selama 5 jam (2), dan sampel (2) yang telah direndam kemudian diamati struktur anatominya dengan menggunakan SEM. Sampel pengamatan diambil pada bagian permukaan dan bagian tengah (Gambar 3) dengan cara disayat mikrotom geser. Selanjutnya sampel divakum sampai kering, kemudian dilapisi emas dengan ketebalan 800Å dan siap untuk diamati. Gambar pemotretan kemudian dianalisis dengan Scion Image. Analisis gambar dipergunakan untuk menentukan kebundaran (roundness) rongga sel. Kebundaran ditentukan dengan mengacu pada rumus P 2 /(4πA) dimana P adalah perimetri/keliling) dan A adalah luas (Russ, 1995 dalam Blomberg et al., 2006). permukaan tengah Gambar 3. Lokasi Contoh Uji Pengamatan SEM 14

4 9. Analisis Data dan Rancangan Percobaan Data kemudian dianalisis secara faktorial dalam rancangan acak lengkap untuk mengetahui pengaruh faktor variasi jenis kayu (A 1 : Agathis, A 2 : Gmelina), variasi perlakuan tingkat pemadatan (B 1 : 12,5 %, B 2 : 25 %, B 3 : 37,5 %), dan variasi perlakuan lamanya pemanasan (C 1 : 0 jam, C 2 : 5 jam, C 3 : 10 jam, C 4 : 15 jam, dan C 5 : 20 jam). Ulangan yang dipakai dalam penelitian ini sebanyak 3 ulangan. Model umum statistika linier dari penelitian ini adalah : Y ijkl = µ + A i + B j + C k +(AB) ij + (AC) ik + (BC) jk + (ABC) ijk + ε ijkl Dimana: Yijkl = nilai pengamatan pada faktor A taraf ke-i faktor B taraf ke-j faktor C taraf ke-k pada ulangan ke-l µ = rataan umum Ai = pengaruh utama faktor A taraf ke-i Bj = pengaruh utama faktor B taraf ke-j Ck = pengaruh utama faktor B taraf ke-k (AB)ij = pengaruh interaksi faktor A taraf ke-i dan faktor B taraf ke-j (AC)ik = pengaruh interaksi faktor A taraf ke-i dan faktor C taraf ke-k (BC)jk = pengaruh interaksi faktor A taraf ke-j dan faktor B taraf ke-k (ABC)ijk = pengaruh interaksi faktor A taraf ke-i, faktor B taraf ke-j dan faktor C taraf ke-k εijkl = kesalahan (galat) percobaan pada faktor A taraf ke-i faktor B taraf ke-j faktor C taraf ke-k ulangan ke-l Diagram Alir Penelitian Diagram alir penelitian disajikan pada Gambar 4. 15

5 Contoh Uji ( 2 jenis kayu ) ukuran 2 cm (L) x 2 cm (T) x 4 cm (R) Pengovenan Contoh Uji a. Berat Awal (Bo) b. Berat Jenis c. Tebal Kering Tanur Awal (To) Perendaman dalam Air pada Suhu Kamar selama ± 1 minggu Uji Stress dan Strain Pengempaan Panas Suhu: C Sampai drying set (Mencapai Target Ketebalan: 12,5%, 25%, dan 37,5%) Berat (B 1 )dantebal Setelah Pemadatan (T s ) Peng-oven-an pada Suhu C selama 0, 5, 10, 15, dan 20 jam Berat Akhir (B 2 ) Perendaman dalam Air selama 24 Jam Pengovenan Contoh Uji Tebal Kering Tanur Akhir (T i ) Berat Jenis Recovery of Set Struktur Anatomi Gambar 4. Diagram Alir Penelitian 16