PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN HASIL HUTAN BADAN PENELITIAN, PENGEMBANGAN DAN INOVASI KEMENTERIAN LINGKUNGAN HIDUP DAN KEHUTANAN BOGOR, 2015

Transkripsi

1 PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN HASIL HUTAN BADAN PENELITIAN, PENGEMBANGAN DAN INOVASI KEMENTERIAN LINGKUNGAN HIDUP DAN KEHUTANAN BOGOR, 2015 SINTESIS ANTARA RPPI 8 PENGOLAHAN HASIL HUTAN

2 SINTESIS RENCANA PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN INTEGRATIF (RPPI) TAHUN PENGOLAHAN HASIL HUTAN Koordinator: Ir. Jamal Balfas, MSc.

3 KATA PENGANTAR Sintesis RPPI Pengolahan Hasil Hutan merupakan sintesis antara hasil pelaksanaan kegiatan tahun 2015, memberikan gambaran hasil kegiatan dalam pencapaian luaran RPPI. Sintesis ini disusun dengan memperhatikan dokumen RPPI dan Laporan Hasil Penelitian (LHP) tahun Informasi yang disampaikan dalam sintesis ini, diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai review dan dasar pelaksanaan kegiatan ke depan dan nantinya dapat diintegrasikan dalam penyusunan sintesis akhir untuk mencapai luaran RPPI secara komprehensif. Kami menyampaikan penghargaan dan terimakasih kepada koordinator RPPI, pembina RPPI, pelaksana kegiatan dan semua pihak terkait yang telah berkontribusi dalam penyusunan sintesis ini. Bogor, 2016 Kepala Pusat, Dr. Ir. Dwi Sudharto, M.Si NIP iii

4 DAFTAR ISI Halaman Kata Pengantar... iii Daftar Isi... v I. PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 II. METODE SINTESIS... 2 III. SINTESIS... 3 A. Informasi ilmiah tentang sifat dasar dan penyempurnaan 3 kualitas kayu, bamboo dan rotan serta karakteristik fosil kayu... B. Teknologi penyempurnaan sifat dan kualitas kayu dan 3 bahan berlignoselulosa, teknologi pembuatan dan diversifikasi produk serat, teknologi pengolahan produk bambu dan rotan serta teknologi pengolahan bahan penunjang industri... IV. PENUTUP... 4 v

5 I. PENDAHULUAN Dalam upaya mengoptimalkan manfaat hasil penelitian dan pengembangan, maka arah kegiatan litbang kehutanan perlu diselaraskan dengan tantangan dan kebutuhan sektor kehutanan (Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, 2009), dengan sasaran pokok yang ingin dicapai, antara lain: 1). Kelembagaan kehutanan yang mantap, 2). Peningkatan produktivitas dan nilai sumberdaya hutan yang berkelanjutan, 3). Produk barang dan jasa yang ramah lingkungan, kompetitif dan bernilai tambah tinggi (termasuk melalui upaya promosi barang dan jasa kehutanan secara intensif dan efektif), 4). Iklim usaha kehutanan yang kondusif, 5). Kesejahteraan dan partisipasi aktif masyarakat dalam pengelolaan hutan. Uraian sasaran pokok di atas menggambarkan perlunya dukungan ilmiah pada upaya peningkatan produktivitas dan pembuatan produk ramah lingkungan pada bidang pengolahan hasil hutan. Salah satu masalah penting yang berkaitan dengan produktivitas dan kontinuitas industri kehutanan adalah keterbatasan pasokan kayu bulat untuk keperluan industri. Pola konsumsi kayu secara tradisional yang mengarah pada kelompok jenis komersil tertentu akan melemahkan daya saing industri kayu nasional, sehingga perlu perubahan pola pemanfaatan sumber kayu atau jenis bahan berkayu lainnya. Pola pemanfaatan kayu akan menjadi lebih fleksibel bila dilakukan diversifikasi pada bahan baku dan produk yang dihasilka. Oleh karena itu penelitian dan pengembangan pengolahan hasil hutan diarahkan pada pemanfaatan dan pengembangan bahan baku dari kelompok lesser-used dan lesser-known species serta bahan berlignoselulosa lainnya, optimasi proses produksi (peningkatan kualitas, diversifikasi), rekayasa alat produksi dan bahan pembantu (ramah lingkungan) serta pengembangan produk baru (new and improved products) terutama panel kayu, pulp dan kertas. Keterbatasan pasokan kayu komersial berdiameter besar dari hutan alam tropis untuk kebutuhan industri perkayuan memerlukan solusi praktis yang dapat diadopsi oleh industri dalam menjaga kelangsungan produksinya. Salah satu alternatif potensial saat ini adalah pemanfaatan kayu dari hutan tanaman yang umumnya berdiameter kecil, atau dari sumber bahan lignoselulosa lain seperti bambu dan rotan yang potensinya cukup besar. Hal ini sesuai dengan indikator kinerja kegiatan (IKK) yang dicanangkan oleh Direktorat Bina Usaha Hutan Alam, serta IKK Direktorat Bina Pengelolaan dan Pemasaran Hasil Hutan. Pemanfaatan bahan baku berligno-selulosa seperti tersebut di atas memerlukan rekayasa teknis untuk mendapatkan produk berkualitas,seperti balok lamina (Abdurachman dan Hadjib, 2009; Sutton et al, 2011) maupun produk kayu komposit lainnya untuk keperluan pertukangan, serta produk turunannya berupa produk serat dan partikel bambu, produk inovatif nano komposit bio plastik bambu dan kayu sebagaimana dilaporkan 1

6 oleh Manocha et al (2006), Maria et al. (2013) dan Pisignato et al (2013), serta inovasi teknologi pengolahan rotan. Keberlangsungan industri pengolahan kayu jugaperlu didukung dengan ketersediaan bahan pembantu yang dikonsumsi dalam jumlah besar seperti komponen perekat. Komponen ini banyak digunakan industri untuk menghasilkan berbagai komoditi seperti kayu lapis, LVL, bare core, papan blok, papan partikel dan papan sambung, serta produk komposit lainnya. Perekat yang digunakan sebagian besar masih impor dengan harga sangat mahal, terutama perekat berbasis resorsinol. Oleh karena itu penelitian eksploratif untuk memperoleh bahan perekat yang relatif murah dan berdampak minimal terhadap lingkungan masih terus dilakukan. Kayu sebagai biomaterial mengandung komponen utama lignoselulosa dan bahan lain yang dikenal sebagai zat ekstraktif,yang dapat diekstrak dengan bantuan pelarut baik polar dan/atau non-polar, tanpa merusak struktur selulosa/lignin dalam kayu. Beberapa macam zat ekstraktif yang terkandung dalam kayu dan/atau kulitnya adalah tanin dan polifenol lainnya, yang menurut berbagai hasil penelitian terdahulu sebagaimana dilaporkan oleh Bertaud et al. (2012), Santoso (2005) dan Zhou et al. (2013) dapat digunakan sebagai bahan perekat. Penemuan perekat berbahan dasar alami seperti tanin dari zat ekstraktif kulit kayu mangium atau serbuk gergajian kayu merbau mendorong dilakukannya penelitian serupa untuk mendapatkan bahan alternatif perekat alami, karena diduga masih terdapat jenis kayu lain yang memiliki kandungan bahan fenolik seperti tanin atau sejenisnya dalam jumlah relatif tinggi. Zat ekstraktif kayu dapat juga dimanfaatkan sebagai senyawa impregnan dan/atau sebagai bahan finishing kayu. Aplikasi senyawa-senyawa ekstraktif/ destilat tersebut diharapkan dapat meningkatkan stabilitas dimensi kayu, sifat keawetan kayu, serta memperbaiki sifat fisis-mekanis kayu, selain memperbaiki kualitas permukaan kayu (Basri dan Balfas, 2014). Dalam periode tahun akan dilakukan kegiatan formulasi impregnan dan teknik impregnasi kayu dengan destilat dan formulasi bahan finishing organik. II. METODE SINTESIS Sintesis RPPI 8 dilakukan dengan metode sistesis terfokus berdasarkan hasil kegiatan penelitian yang menjadi cakupan RPPI dan berdasarkan literatur review. Sintesis RPPI disajikan dengan pendekatan sintesis berdasarkan luaran RPPI. 2

7 III. SINTESIS RPPI 8 akan menghasilkan 2 luaran, yang akan dicapai melalui kegiatan penelitian yang dilaksanakan oleh P3HH dan BPTS Riau. A. Informasi ilmiah sifat dasar dan penyempurnaan kualitas kayu, bambu dan rotan serta karakteristik fosil kayu Berdasarkan pencermatan sifat dasar bahan serat (bambu tali dan bambu ampel), sifat pengolahan pulp, dan sifat fisis-kekuatan/mekanis produk harboard, bahan serat yang paling berprospek untuk hardboard adalah pulp bambu ampel 100%. Sedangkan yang paling tidak berprospek adalah pulp bambu tali 100%. Bahan serat berupa campuran pulp bambu tali dan pulp bambu ampel pada proporsi 50%+50% dan 25%+75% berturut-turut menempati urutan prospek kedua dan ketiga. Sifat produk hardboard pada urutan prospek pertama, kedua dan ketiga banyak memenuhi persyaratan (JIS dan ISO). Sifat fisis-mekanis hardboard yang diberi bahan perekat TRF 8% lebih baik dibandingkan dengan TRF 6%. Sifat hardboard tersebut dengan perekat TRF lebih baik daripada sifat hardboard kontrol (tanpa TRF). Adapun sejumlah fosil kayu yang diperoleh dari wilayah Banten dan Garut telah berhasil diambil langsung dari lokasi keberadaannya. Hasil pengamatan ciri-ciri anatomi yang berhasil diidentifikasi menunjukkan bahwa jenis fosil adalah jenis Shoreoxylon sp. (Meranti) dan Dryobalanoxylon sp. (Kamper). Analisa pengukuran umur fosil terhadap kedua jenis fosil tersebut berdasarkan data peta geologi diperkirakan berumur Plistosen yaitu sekitar 0,01 hingga 2,5 juta tahun lalu. Sedangkan hasil pengujian berdasarkan metoda radio karbon terhadap 5 sampel fosil lainnya yang juga berasal dari wilayah Banten diperkirakan berumur Plistosen awal (0,012 hingga 0,027 juta tahun lalu). Lokasi wilayah temuan fosil kayu umumnya berada pada lahan pesawahan dan kebun dengan lokasi ketinggian berkisar antara 63 hingga 107 mdpl. B. Teknologi penyempurnaan sifat dan kualitas kayu dan bahan berlignoselulose, teknologi pembuatan dan diversifikasi produk serat, teknologi pengolahan produk bambu dan rotan, dan teknologi pengolahan bahan penunjang industri. Hasil penelitian menyimpulkan bahwa pengeringan rotan berukuran pendek sebagai berikut bahwa Microwave oven yang dimodifikasi dapat menurunkan kadar air rotan pendek dan panjang basah (>80%) menjadi kadar air 25 30%. Semakin tinggi energi microwave yang digunakan, penurunan kadar air rotan semakin besar dan cepat. Buku pada batang rotan tidak 3

8 mempengaruhi penurunan kadar air pada saat pengeringan dengan microwave dan digoreng dengan minyak. Semakin tinggi energi microwave yang digunakan, semakin cepat rotan menjadi kering, namun pengamatan visual menunjukan batang rotan menjadi keriput akibat penyusutan pada pemanasan microwave 100% dan 75%, sehingga disarankan pengeringan dengan microwave menggunakan energi lebih kecil dari 50%. Penyusutan batang rotan arah longitudinal dapat diabaikan (0,11 0,21%). Untuk pengeringan rotan berukuran panjang bahwa Microwave oven yang dimodifikasi dapat menurunkan kadar air rotan pendek dan panjang basah (>80%) menjadi kadar air 25 30%. Semakin tinggi energi microwave yang digunakan, penurunan kadar air rotan semakin besar dan cepat. Semakin tinggi energi microwave, semakin tinggi intensitas keriput batang rotan. Untuk menghindari keriput direkomendasikan penggunaan energi microwave 50%. Penumpukan getah di permukaan batang rotan dapat dihilangkan dengan mengusap dengan kain yang sudah dicelup minyak tanah, pengusapan meningkatkan kilap rotan sehingga tidak jauh berbeda dengan kilap rotan setelah digoreng. Rata-rata waktu pengeringan rotan dengan panjang 2 meter sekitar 12 menit lebih pendek dibandingkan pengeringan dengan minyak tanah selama 30 menit. Analisis biaya menunjukkan biaya pengeringan satu batang rotan sepanjang 2 m adalah Rp 205,- per batang, sehingga dapat diterapkan di industri kecil menengah pengrajin rotan. IV. PENUTUP Jenis-jenis kayu alternatif perlu terus dieksplorasi sifat dan kegunaannya untuk mendukung pemenuhan kebutuhan kayu yang terus meningkat. Selain itu, rotan dan bambu merupakan hasil hutan yang patut diperhitungkan karena memiliki potensi penggunaan yang cukup baik. Teknologi pengolahan kayu maupun bahan berlignoselulosa lainnya dapat meningkatkan nilai tambah dan efisiensi bahan baku. 4

9 Lokasi penemuan fosil kayu di wilayah Garut 1 mm Ciri-ciri anatomi utama yang terlihat : Pembuluh sebagian besar soliter dan sebagian kecil bergabung 2-3 dalam arah radial dan terkadang berkelompok dalam arah diagonal atau tangensial Terdapat saluran damar aksial berderet tangensial panjang (tanda panah) Sel parenkim paratrakeal bentuk selubung lengkap atau tidak lengkap dan terkadang berbentuk aliform atau konfluen Jari-jari hampir seluruhnya multiseriate berukuran sedang 5

10 a a b b c c Shoreoxylon sp. Sumber : Balitbanghut, 2014 Shorea sp. Keterangan : a. Penampang lintang, b. Penampang radial, c. Penampang tangensial Foto perbandingan mikroskopis fosil kayu Shoreoxylon sp. (Meranti) dengan kayu Shorea sp. (Meranti) 6

11 1 mm Ciri-ciri anatomi utama yang terlihat : Pembuliuh hampir seluruhnya soliter dan terkadang terdapat gabungan 2-3 arah radial atau tangensial Terdapat parenkim tipe paratrakeal berbentuk selubung lengkap dan parenkim pita terputus serta parenkim baur Terdapat saluran tangensial dengan diameter lebih kecil dari pembuluh (tanda panah) Foto makroskopis penampang lintas jenis Dryobalanoxylon sp. (Kamper) 7

12 a a b b c c Dryobalanoxylon sp. Dryobalanops sp. Keterangan : a. Penampang lintang, b. Penampang radial, c. Penampang tangensial Sumber : Balitbanghut, 2014 Foto perbandingan mikroskopis fosil kayu Dryobalanoxylon sp. (Kapur) dengan kayu Dryobalanops sp. (Kapur) 8

13 Untai bambu (bamboo strand ) ukuran panjang 7,5 cm Untai bambu (bamboo strand ) ukuran panjang 10 cm Untai bambu (bamboo strand ) ukuran panjang 15 cm 9

14 Untai bambu ditimbang Untai bambu dicampur perekat Bahan OSB bambu siap dikempa panas suhu 160 C Pengempaan panas OSB bambu siap dikeluarkan dari mesin kempa panas OSB bambu didinginkan 10

15 OSB bambu dari untai (strand) ukuran panjang 7,5 cm OSB bambu dari untai (strand) ukuran panjang 10 cm OSB bambu dari untai (strand) ukuran panjang 15 cm 11

16 Perbesaran 50x Perbesaran 100x 12

17 Perbesaran 250x Perbesaran 50x 13

18 Perbesaran 100x Perbesaran 250x 14

19 Perbesaran 500x Perbesaran 50x 15

20 Perbesaran 100x Perbesaran 250x 16

21 Perbesaran 50x Perbesaran 100x 17

22 Perbesaran 250x Perbesaran 500x 18

23 Perbesaran 50x Perbesaran 100x 19

24 Perbesaran 250x Perbesaran 500x 20

25 Perbesaran 50x Perbesaran 100x 21

26 Perbesaran 250x Perbesaran 500x 22

27 (A) (B) Keriput pada permukaan rotan semambu setelah perlakuan microwave (A) dan tidak berkeriput setelah digoreng (B) (A) 23

28 (B) Keriput pada permukaan rotan kesur setelah perlakuan microwave (A) dan tidak berkeriput setelah digoreng (B) (A) Microwave energi 100% (B) Microwave energi 75% (C) Microwave energi 50% (D) Microwave energi 25% (E) Digoreng (A) Microwave energi 100% (B) Microwave energi 75% 24

29 (C) Microwave energi 50% (D) Microwave energi 25% (E) Digoreng Batang rotan kesur setelah dianaskan dengan microwave 100% (A), 75% (B), 50% (C), 25% (D) dan digoreng (E) Modifikasi micrwave generasi pertama 25

30 Kegiatan survey potensi kulit kayu mahoni di Ciamis Ekstraksi kulit kayu mahoni 26 Bentuk cacahan dan serpihan kulit kayu mahoni

31 Proses pemanasan solid content Pengkondisian solid content dalam desikator Proses pencampuran komponen perekat 27

32 Penimbangan solid content dari sisa pemakaian perekat Contoh uji kerapatan kayu lamina menggunakan perekat ekstrak kulit kayu mahoni 28

33 Contoh uji keteguhan geser rekat kayu lamina menggunakan perekat ekstrak kulit kayu mahoni Pengujian pembasahan contoh uji dalam desikator 29

34 Produk kayu karet dipolitur dengan formulasi organik dan vaselin 30

35 PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN HASIL HUTAN Jl. Gunung Batu 5 Bogor Telp./Fax (0251) /