BAB 2 HUBUNGAN AIR DAN KAYU: AIR DI DALAM KAYU

Transkripsi

1 BAB 2 HUBUNGAN AIR DAN KAYU: AIR DI DALAM KAYU 2.1. Perspektif Hubungan Kayu dan Air Hubungan antara air dan kayu dapat dilihat dari dua perspektif atau dua sudut pandang. Sudut pandang pertama dilakukan dengan menjadikan air sebagai titik tolah hubungan antara air dan kayu tersebut. Sebaliknya, sudut pandang yang kedua dilakukan dengan menjadikan kayu sebagai perspektive hubungan antar keduanya. Dengan bertitik tolak dari substansi air dalam pandangan menurut sudut pandang yang pertama, maka hubungan itu akan terfokus pada air di dalam kayu. Topik ini akan mencakup pembahasan tentang beberapa sub-topik, yaitu asal air dalam kayu, keberadnan air di dalam kayu, jumlah air di dalam kayu, kondisi kebasahan/kekeringan kayu menurut jumlah air yang dikandungnya, kadar air kayu serta prosedur penentuan kadar air. Sementara itu, bila substansi kayu yang digunakan sebagai titik tolak dalam memandang hubungan kedua hal tersebut, maka hubungan kayu dan air tersebut akan terfokus pada penyusutan kayu. Pokok bahasan tentang penyusutan ini akan mencakup: hubungan antara kandungan air dalam kayu dan penyusutan. jenis pemotongan papan kayu gergajian. awal terjadinya penyusutan, penyusutan arch tangensial, radial dan longitudinal, rumus umum penyusutan kayu, rumus penyusutan dari kondisi basah ke kondisi kering, penyusutan total, rumus penyusutan dari kondisi kering ke kondisi lebih kering, perhitungan penyusutan dan contoh perhitungannya, variabilitas penyusutan, pengaruh penyusutan terhadap sortimen kayu. Substansi air sebagai titik tolak hubungan antara air dan kayu akan dibahas dalam bab ini, sedangkan substansi kayu sebagai titik tolak dalam memandang hubungan keduanya akan dibahas pada bab berikutnya Asal Air Yang Berada Di dalam Kayu Kayu dari batang pohon yang baru saja ditebang, mengandung air dalam jumlah yang sangat banyak. Mengapa demikian? Hal ini disebabkan karena pohon yang masih hidup secara biologis menggunakan akarnya untuk secara terus menerus menyerap air dan garam mineral, yang secara keseluruhan disebut sap. Air dan garam mineral tersebut di alirkan ke daun melalui kayu pada batang, terutama pada bagian kayu gubal. Sesampainya di daun, khususnya pada bagian khlorofil, sap tersebut bersama karbon dioksida dari Udara akan dijadikan bahan untuk membentuk karbohidrat dan oksigen melalui aktifitas fotosintesis dengan bantuan sinar matahari. Universitas Gadjah Mada 1

2 2.3. Jumlah Air Di dalam Kayu Keberadaan air di dalam kayu dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu air terikat dan air bebas. Air terikat adalah air yang berada di dalam dinding sel, yang molekulmolekulnya terikat oleh molekul-molekul selulosa dengan ikatan hidrogen. Sebaliknya, air bebas adalah air yang berada dalam rongga sel (lumen), yang molekul-molekul air tersebut bebas dari ikatan dinding sel Keadaan Kayu Menurut Banyak dan Sedikitnya Air yang Dikandungnya. Dari penjelasan di atas, diketahui bahwa kayu mengandung air dalam jumlah yang sangat banyak. Kayu yang kondisinya demikian disebut sebagai kayu segar. Bila kayu itu dibedahkan pada lingkungan (udara dalam kondisi yang tidak jenuh), air yang ada di dalam kayu akan semakin berkurang karena proses penguapan. Air yang menguap pertama-tama adalah air bebas. Proses penguapan itu berlangsung terus, sehingga pada saat tertentu, seluruh air bebas telah menguap meninggalkan rongga sel, sementara air terikat belum sedikit pun menguap dari kayu. Kayu yang mengalami kondisi demikian disebut sebagai kayu yang berkondisi titik jenuh serat. Penguapan selanjutnya akan terus berlangsung dan air yang divapkan adalah air terikat. Lama-kelamaan, jumlah air yang diupakan (didesorbsikan) dari kayu ke dalam udara yang melingkupinya akan sama besarnya dengan uap air dari udara yang diserap (diabsorbsi) kembali oleh kayu. Kondisi kayu yang kandungan airnya tepat seimbang antara laju desorbsi dan laju absorbsi, disebut kayu yang berbeda dalam Kadar Air Seimbang (KAS). Kondisi keseimbangan yang demikian ini pada kayu yang telah berlangsung relatif lama dalam proses pengeringan alami, terutama melalui hembusan angin, disebut sebagai kondisi kayu kering angin. Apabila kayu itu kemudian dikeringkan secara paksa dalam tanur pengering, sehingga seluruh air terikat telah menguap meninggalkan kayu, sehingga kayu tersebut sama sekali tidak mengandung air lagi, maka kondisi demikian disebut sebagai kondisi kayu kering tanur. Kondisi kayu kering tanur jugs disebut sebagai kondisi kering mutlak. Dari uraian tersebut, maka dikenal kayu basah dan kayu kering, dengan berbagai nuansa kebasahan atau kekeringannya. Apabila kayu itu direndam dalam air dalam waktu yang cukup lama, maka kayu akan mempunyai kandungan yang maksimal. Kayu yang berkondisi demikian disebut kayu yang jenuh air. Universitas Gadjah Mada 2

3 2.5. Kadar Air Kayu Dan uraian di atas, dapat dimengerti bahwa kandungan air di dalam kayu sangat bervariasi, seirama dengan variasi kebasahan dan kekeringan kayu. Ada kandungan air dalam jumlah banyak, yaitu manakala terdapat air dalam jumlah sangat banyak pada kayu berkondisi segar. Sebaliknya, kandungan air tidak terdapat sama sekali, yakni pada kayu kering tanur atau kayu kering mutlak. Tolok ukur untuk menyatakan jumlah air di dalam kayu adalah kadar air kayu. Dengan kata lain, kadar air kayu merupakan terminologi yang digunakan untuk menyatakan banyak-sedikitnya jumlah air yang dikandung di dalam kayu. Dengan demikian kadar air merupakan ukuran untuk menyatakan kandungan air di dalam kayu. Secara definitif, kadar air merupakan perbandingan antara berat substansi air yang ada di dalam kayu dan berat substansi kayu itu sendiri ketika sama sekali tidak mengandung air. Kadar air selalu dinyatakan dalam persen. Mengingat berat substansi kayu tersebut merupakan berat kayu dalam kondisi kering tanur, maka kadar air dirumuskan sebagai perbandingan antara berat air dan berat kayu dalam kondisi kering tanur, yang kemudian dinyatakan dalam persen. Secara matematis, kadar air dirumuskan sebagai: Ka = (Wa / Wo) x 100%... (1) dengan catatan bahwa Ka adalah kadar air, Wa adalah berat air dan Wo adalah berat kayu berkondisi kering tanur. Disadari, bahwa karena sifatnya higroskopis, maka kayu itu secara instringsik selalu mengandung air, sehingga berat kayu merupakan penjumlahan dari berat substansi kayu (berat kayu kering mutlak) dan berat air yang ada di dalam kayu. Bila berat kayu yang mengandung air itu disimbolkan sebagai wb, sehingga terdapat kenyataan Baru, yaitu Wb = Wa + Wo atau Wa = Wb Wo, maka rumus matematis kadar air di atas dapat dinyatakan menjadi: Ka = {(Wb Wo)/Wo} x 100%... (2) Rumus (2) tersebut dapat diekspresikan lebih lanjut menjadi Ka = {(wb/wo) 1) x 100%... (3) Dengan bantuan rumus-rumus di atas, sudah tentu akan dapat menghitung kadar air, atau berat kayu kering tanur atau berat air atau berat kayu bersama air, apabila tersedia data tentang dua parameter (bilangan anu) yang lain. Universitas Gadjah Mada 3

4 2.6. Contoh-contoh Soal Perhitungan 1. Sebuah contoh uji kayu mempunyai berat awal 88,7 gram. Setelah dikeringkan dalam tanur pengering secara terus menerus selama waktu 24 jam kemudian ditimbang lagi dan beratnya 76,7 gram. Diasumsikan bahwa pengeringan selama 24 jam itu telah mencapai kering mutlak, berapa persenkah kadar air sample kayu pada penimbangan pertama? Jawaban Kadar air sample kayu: Ka = {(Wb-Wo)/Wo} x 100% = {(88,7-76,7 )I 76,7 } x 100% = 15,65% 2. Berat awal sebuah papan kayu adalah 23 kg dan contoh uji yang diambil dari papan tersebut sebelum dilakukan penimbangan awal berkadar air 27,5%. Berapakah berat kering mutlak papan kayu tersebut? Jawaban Berat kering mutlak papan: Ka = {(wb/wo) 1} x 100% 27,5% = {(23/Wo )-1 } x 100% Wo = 23 kg /(0, ) = 18,04 Kg 3. Setelah dibiarkan selama 3 minggu, papan kayu pada nomor 2 tersebut ditimbang lagi dan beratnya 21,9 kg. Hitunglah berapa kadar airnya? Jawaban Kadar air sample kayu: Ka = {(Wb-Wo)/Wo)x 100% = {(21,9-18,04 )/ 18,04 }x 100% = 19,4% 2.7. Keterkaitan Kondisi Kebasahan/Kekeringan, Kandungan Air dan Kadar Air Dari uraian di atas, dikenal berbagai kondisi kebasahan/kekeringan kayu, yaitu kayu jenuh air, kayu segar, kayu berkondisi titik jenuh serat, kayu kering angin dan kayu kering tanur. Kayu berkondisi jenuh air dan kayu segar niscaya akan mengandung air dalam jumlah yang sangat banyak, dan bila diekspresikan dengan kadar air, maka kayu berkondisi demikian pasti berkadar air sekurang-kurangnya 100%. Kayu berkondisi titik jenuh serat, berarti kandungan air terikatnya maksimal tanpa disertai adanya air bebas, berkadar air kurang lebih 30%. Kayu berkondisi kering angin akan mempunyai kadar air berkisar 17 20%, sedangkan kayu hasil pengeringan dengan dapur pengering akan dapat diatur sesuai dengan kadar air yang dikehendaki, yaitu berkadar air 6 s.d. 12%, bergantung pada kegunaannya, sedangkan kayu berkondisi kering mutlak berkadar air 0% Dengan demikian, dalam konteks pengeringan ini, kayu dikatakan sebagai kayu Universitas Gadjah Mada 4

5 basah atau sebaliknya sebagai kayu kering sudah tentu perlu dipikirkan batas-batasnya. Mengingat kayu hasil pengeringan alami akan berkadar air 15 20%, maka kadar air tersebut dapat digunakan sebagai pemisah untuk menentukan dua kelompok kayu, yaitu kelompok kayu kering dan kelompok kayu yang masih basah. Kayu yang kadar airnya di atas kadar air kondisi kering angin (15 20%) disebut sebagai kayu basah, sedang kayu yang kadar airnya sama atau dibawah kadar air berkondisi kering angin, disebut sebagai kayu kering Penentuan Kadar Air Kadar air suatu kayu dapat ditentukan melalui 3 metode. Ketiga metode itu meliputi: (1) Metode kering tanur, (2) Metode distilasi, dan (3) Moisture meter. Penentuan dengan metode kering tanur disajikan lebih mendetail dalam kuliah sifat fisika kayu. Secara garis besar prosedur penentuan kadar air menurut metode ini adalah dengan menimbang kayu dalam kondisi basah, kemudian diikuti dengan mengeringkan kayu pada suhu C dan menimbangnya secara beralih-alih sehingga beratnya konstan. Kadar air dihitung dengan menggunakan rumus pertama tersebut di atas. Penentuan kadar air dengan metode destilasi dilakukan dengan prosedur yang sedikit lebih rumit dibandingkan dengan penentuan kadar air menkurut metode kering tanur. Meskipun demikian, penentuan kadar air dengan metode destilasi perlu dipilih untuk dilakukan pada situasi tertentu, karena akan menghasilkan kadar air yang lebih presisi dibandingkan dengan penentuan kadar air berdasarkan metode kering tanur. Penentuan kadar air dengan metode destilasi perlu dipilih apabila menghadapi dua situasi berikut. Pertama, kayu tersebut banyak mengandung minyak atau resin yang mudah menguap seperti pada kayu keruing atau kayu pinus. Kedua, kayu tersebut telah diawetkan dengan bahan pengawet berupa minyak atau bahan pengawet yang dilarutkan dalam minyak. Pada kedua kondisi itu, minyak atau resin yang ikut menguap meninggalkan kayu akan menjadi sumber bias, sehingga kadar air hasil penentuan (perhitungan) menjadi tidak presisi, bila penentuan kadar air dilakukan dengan metode kering tanur. Metode destilasi dilakukan dengan mendestilasikan kayu yang sudah diketahui beratnya di dalam labu berisi minyak berkerapatan rendah atau cairan yang tidak larut air, misalnya xylol. Dalam destilasi kayu itu, air yang telah menguap dari kayu dikondensasikan kembali, ditampung dan ditimbang beratnya atau diukur volumenya. Kadar air diperoleh dari berat air dibagi oleh basil pengurangan berat kayu sebelum didestilasi dengan berat air desilasi tersebut. Agar lebih jelas, kadar air dihitung dengan rumus berikut: Ka = {(berat air) : (berat kayu awal berat air)} x 100% Penentuan kadar air dengan metode moisture meter dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut moisture meter. Ada dua tipe alat moisture meter listrik, Universitas Gadjah Mada 5

6 yaitu: (1) tipe yang mendasarkan pada ketahanan listrik kayu dan (2) tipe yang mendasarkan pada kapasitor listrik kayu. Pada tipe pertama, alat ini mempunyai dua jarum elektroda. Pemakaian alat ini dilakukan dengan menancapkan dua jarum elektroda tersebut pada kayu. Daya hantar listrik pada kayu digunakan sebagai indeks kadar air. Kadar air dapat dibaca secara langsung pada skala yang ditunjukkan oleh alat tersebut. Pada tipe kedua, alat ini mempunyai dua lempeng logam. Pemakaian alat ini dilakukan dengan cars menghimpitkan permukaan logam tersebut pada permukaan kayu. Lempeng logam yang satu dihimpitkan pada permukaan tertentu sortimen kayu, sedang lempeng logam yang kedua dihimpitkan pada permukaan lain pada sortimen tersebut yang posisinya berlawanan terhadap permukaan yang teiah dihimpit oleh lempeng yang tertama. Kapasitor listrik diantara dua lempengan tersebut digunakan sebagai indeks kadar air. Kadar air dapat dibaca secara langsung pada skala yang ditunjukkan oleh monitor pada alat tersebut. Daftar Pertanyaan 1. Jelaskanlah dua sudut pandang mengenai hubungan kayu dan air? 2. Mengapa kayu yang diperoleh dari batang pohon hidup yang baru saja ditebang selalu mengandung air? 3. Jelaskan arti higroskopisitas kayu 4. Jelaskan jenis air dan keberadaannya di dalam kayu 5. Uraikan berbagai kondisi kayu menurut tingkat kebasahan atau kekeringannya? 6. Tulislah pengetian ands tentang kadar air kayu 7. Sebutkan dan uraikan berbagai cam pengukuran air dalam kayu 8. Keterkaitan antara kondisi kebasahan/kekeringan kayu dan kandungan air serta kadar air Universitas Gadjah Mada 6