SIFAT FISIS MEKANIS PAPAN GIPSUM DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) DENGAN PERLAKUAN PERENDAMAN DAN VARIASI KADAR GIPSUM SKRIPSI Oleh : FAUZAN KAHFI 031203035 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL HUTAN DEPARTEMEN KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007
SIFAT FISIS MEKANIS PAPAN GIPSUM DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) DENGAN PERLAKUAN PERENDAMAN DAN VARIASI KADAR GIPSUM SKRIPSI Oleh : FAUZAN KAHFI 031203035 Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL HUTAN DEPARTEMEN KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007
LEMBAR PENGESAHAN Judul Penelitian : Sifat Fisis Mekanis Papan Gipsum dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dengan Perlakuan Perendaman dan Variasi Kadar Gipsum. Nama : Fauzan Kahfi NIM : 031203035 Program Studi : Teknologi Hasil Hutan Departemen : Kehutanan Disetujui oleh, Komisi Pembimbing : Ketua, Anggota, Iwan Risnasari, S.Hut,M.Si Ridwanti Batubara, S.Hut,MP NIP. 132 295 571 NIP. 132 296 841 Mengetahui, Ketua Departemen Kehutanan Dr. Ir. Edy Batara Mulya Siregar, MS NIP 132 287 853
Fauzan Kahfi 031203035. Sifat Fisis Mekanis Papan Gipsum dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dengan Perlakuan Perendaman dan Variasi Kadar Gipsum di bawah bimbingan Iwan Risnasari, S.Hut, M.Si dan Ridwanti Batubara, S.Hut,MP ABSTRAK Kebutuhan akan kayu semakin meningkat dengan semakin berkembangnya pembangunan di Indonesia. Fakta menunjukkan, besarnya laju kerusakan hutan di Indonesia menyebabkan industri kehutanan mengalami krisis bahan baku. Hal ini perlu segera diatasi dengan melakukan efisiensi pemanfaatan kayu, pemanfaatan kayu secara maksimal, ataupun dengan mencari alternatif melalui pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pengolahan kayu dan bahan berlignoselulosa lainnya. Salah satu pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pengolahan kayu dan bahan berlignoselulosa lainnya adalah pembuatan papan gipsum. Papan gipsum merupakan upaya pengembangan teknologi pembuatan papan partikel dengan mengolah kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dan menggunakan bahan perekat anorganik berupa gipsum serta dilakukan pengempaan dingin. Pada penelitian ini digunakan partikel tandan kosong kelapa sawit (TKS) dengan perbandingan antara gipsum dan TKS adalah sebesar 90:10%; 85-15%; dan 80:20%. Partikel TKS yang digunakan diberi perlakuan tanpa perendaman (kontrol) dan perendaman dingin selama 24 jam untuk mengurangi kadar zat ekstraktif yang dapat menghambat perekatan, sehingga diharapkan sifat fisis mekanis papan gipsum yang dihasilkan akan meningkat. Hasil yang diperoleh yaitu perlakuan perendaman berpengaruh nyata pada kerapatan, kadar air, keteguhan lentur, dan keteguhan patah papan gipsum yang dihasilkan. Variasi kadar gipsum berpengaruh sangat nyata terhadap kuat pegang sekrup, dan interaksi antara perlakuan perendaman dan variasi kadar gipsum berpengaruh sangat nyata terhadap kadar air dan kuat pegang sekrup. Adapun nilai yang diperoleh meliputi : 1. sifat fisis papan gipsum yang memenuhi standar JIS A 5908-2003 dan SNI 03-2105-1996 adalah kadar air dengan nilai 7.71-10.93%, untuk daya serap air dan pengembangan tebal masing-masing bernilai 19.97-32.19% dan 0.85-3.21%, sedangkan untuk kerapatan tidak ada yang memenuhi standar. 2. sifat mekanis papan gipsum yang dihasilkan belum memenuhi standar JIS A 5908-2003 dan SNI 03-2105-1996 untuk keteguhan lentur, keteguhan patah, kuat pegang sekrup dan keteguhan rekat internal. Kata kunci : Papan Gipsum, Tandan Kosong Kelapa sawit, Perlakuan Perendaman, Variasi Kadar Gipsum
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 23 Juli 1985 dari Ayah Chazali dan Ibu Sri Suryani. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara. Pada tahun 2003 penulis lulus dari SMU Negeri 84 Kalideres, Jakarta Barat dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) di Program Studi Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten laboratorium pada Mata Kuliah Geodesi, Inventarisasi Hutan, Biokomposit, Perekat dan Perekatan, dan Praktik Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H). Penulis. Penulis juga mengikuti organisasi Himpunan Mahasiswa Sylva (HIMAS) USU sebagai anggota. Penulis melakuakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PT. Andalas Merapi Timber, Kabupaten Solok, Sumatera Barat. Penulis melakukan penelitian dengan judul Sifat Fisis Mekanis Papan Gipsum dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dengan Perlakuan Perendaman dan Variasi Kadar Gipsum di Laboratorium Biokomposit Program Studi Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian USU dan di Laboratorium Teknik Rekayasa dan Desain Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB. Di bawah bimbingan Ibu Iwan Risnasari, S.Hut, M.Si dan Ibu Ridwanti Batubara, S.Hut, MP.
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan atas berkat dan rahmat Allah SWT sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dengan Judul : Sifat Fisis Mekanis Papan Gipsum dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq) dengan Perlakuan Perendaman dan Variasi Kadar Gipsum. Dalam melaksanakan penelitian hingga penyelesaian skripsi, penulis menyadari banyak mendapat bantuan, motivasi, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesarnya kepada : 1. Ayahanda Chazali dan Ibunda Sri Suryani selaku orang tua, Kakanda Willy dan Adinda Hablina Muslim serta Keluarga Besar Yusuf dan Keluarga Besar Jawahir selaku keluarga penulis yang telah memberikan kasih sayang, motivasi, dan dukungan serta doa untuk keberhasilan penulis. Semoga mereka selalu dalam lindungan rahmat dan kasih sayang Allah SWT. Amin. 2. Ibu Iwan Risnasari, S.Hut, M.Si dan Ibu Ridwanti Batubara selaku Komisi Pembimbing penulis yang telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan dan membantu serta memberikan kritik dan saran kepada penulis dalam pelaksanaan penelitian hingga skripsi. 3. Seluruh Dosen Departeman Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu pengetahuan dan wawasan kepada penulis. 4. Bapak Tito Sucipto, S.hut, Bapak Apri, S.Hut, Ibu Arida, S.Hut dan seluruh keluarga Asrama Sylvasari, serta Mas Irfan atas sambutan, bantuan dan keramah- tamahannya selama penulis melakukan pengujian di IPB. 5. Teman-teman di Kehutanan, khususnya Zai dan Heri (rabun) Muda sebagai teman sekerja dalam pelaksanaan penelitian, Rika, Ayu, Ria, Fitri, Sundari, Magda, Astri (BDH), Astri 04, Paisal, Riadi, Senop, dan temanteman angkatan 2003 yang tidak dapat dituliskan semuanya. Juniorku Ira, Ina, Mey, Tini, Yuni, Nia, Raya, Jimmy, Bowo atas segala bantuan dan kebersamaan selama ini.
6. Pihak-pihak yang secara sengaja dan tidak sengaja telah membantu penulis menyelesaikan karya ilmiah ini. Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karenanya penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkan dan bagi pengembangan ilmu pengetahuan di Indonesia Medan, Maret 2008 Penulis
DAFTAR ISI Hal. ABSTRACT... i ABSTRAK... ii RIWAYAT HIDUP... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR LAMPIRAN...ix PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Tujuan... 3 Manfaat Penelitian... 3 Hipotesa... 4 TINJAUAN PUSTAKA Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq)... 5 Potensi Tandan Kosong Kelapa Sawit... 7 Kandungan Tandan Kosong Kelapa Sawit... 8 Papan Partikel... 9 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Papan Partikel... 10 Bahan Baku Papan Partikel... 12 Definisi Papan Gipsum... 13 Penggunaan Papan Gipsum... 14 Proses Pembuatan Papan Gipsum... 14 Perekat Gipsum... 15 Perlakuan Perendaman... 18 METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian... 19 Alat dan Bahan... 19 Prosedur Penelitian... 19 Persiapan Bahan Baku... 19 Perlakuan Pendahuluan Partikel... 20 Proses Pembuatan Papan Gipsum... 20 Pembuatan Adonan (Pencampuran)... 20 Pengempaan... 21 Pengkondisian... 21 Pengujian... 21 Pengujian Kadar Zat Ekstraktif Tandan Kosong Kelapa Sawit... 21 Pengujian Papan Gipsum... 22 Pengujian Sifat Fisis Papan Gipsum... 23 Pengujian Sifat Mekanis Papan Gipsum... 24
Analisa Data... 26 HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Kadar Zat Ekstraktif Tandan Kosong Sawit... 29 Pengujian Sifat Fisis Mekanis Papan Gipsum... 30 Pengujian Sifat Fisis Papan Gipsum... 30 Kerapatan... 31 Kadar Air... 33 Daya Serap Air... 35 Pengembangan Tebal... 37 Pengujian Sifat Mekanis Papan Gipsum... 39 Keteguhan Lentur (Modulus of Elasticity)... 39 Keteguhan Patah (Modulus of Rupture)... 41 Kuat Pegang Sekrup... 43 Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond)... 44 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan... 47 Saran... 47 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Hal. 1. Kapasitas Produksi Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit PTPN III Medan... 8 2. Sifat Mekanis Beberapa Serat Penting... 8 3. Komponen Kimia Beberapa Serat Penting... 9 4. Komposisi Kimiawi Tandan Kosong Kelapa Sawit (dalam %)... 9 5. Sifat Fisik dan Morfologi Tandan Kosong Kelapa Sawit... 9 6. Jumlah Gipsum Tahun 2000 2003 (dalam ton)... 17 7. Komposisi Kebutuhan Bahan Baku Papan Gipsum... 20 8. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dengan Berbagai Standar... 23 9. Nilai Rata-Rata Sifat Fisis Papan Gipsum... 31 10. Nilai Rata-Rata Sifat Mekanis Papan Gipsum... 39
DAFTAR GAMBAR Hal. 1. Diagram Proses Pembuatan Papan Gipsum... 15 2. Pola Pemotongan Contoh Uji Papan Partikel... 22 3. Titik Pengukuran Dimensi Contoh Uji... 23 4. Cara Pengujian Modulus Patah dan Modulus Elastisitas... 25 5. Cara Pengujian Keteguhan Rekat... 26 6. Posisi Sekrup pada Pengujian Kuat Pegang Sekrup... 26 7. Grafik Nilai Kadar Zat Ekstraktif Tandan Kosong Kelapa Sawit... 29 8. Papan Gipsum Yang Dihasilkan Pada Penelitian... 30 9. Grafik Nilai Rata-Rata Kerapatan Papan Gipsum... 32 10. Grafik Nilai Rata-Rata Kadar Air Papan Gipsum... 33 11. Grafik Nilai Rata-Rata Daya Serap Air 2 Jam Papan Gipsum... 35 12. Grafik Nilai Rata-Rata Daya Serap Air 24 Jam Papan Gipsum... 36 13. Grafik Nilai Rata-Rata Pengembangan Tebal 2 Jam Papan Gipsum... 37 14. Grafik Nilai Rata-Rata Pengembangan Tebal 24 Jam Papan Gipsum.. 38 15. Grafik Nilai Modulus Elastisitas (MOE) Papan Gipsum... 40 16. Grafik Nilai Modulus Elastisitas (MOR) Papan Gipsum... 42 17. Grafik Nilai Kuat Pegang Sekrup (KPS) Papan Gipsum... 43 18. Grafik Nilai Keteguhan Rekat Internal (IB) Papan Gipsum... 45
DAFTAR LAMPIRAN 1. Data Hasil Pengujian Kerapatan Papan Gipsum... 52 2. Data Hasil Pengujian Kadar Air Papan Gipsum... 53 3. Data Hasil Pengujian Daya Serap Air Papan Gipsum... 53 4. Data Hasil Pengujian Pengembangan Tebal Papan Gipsum... 54 5. Data Hasil Pengujian MOE, MOR, KPS Papan Gipsum... 55 6. Data Hasil Pengujian Keteguhan Rekat Internal Papan Gipsum... 55 7. Data Hasil Pengujian Kerapatan Papan Gipsum... 56 8. Analisis Keragaman Kerapatan... 56 9. Hasil Uji Jarak Duncan Kerapatan... 56 10. Analisis Keragaman Kadar Air... 56 11. Hasil Uji Jarak Duncan Kadar Air... 56 12. Hasil Uji Jarak Duncan Kadar Air... 57 13. Analisis Keragaman Daya Serap Air 2 Jam... 57 14. Analisis Keragaman Daya Serap Air 24 Jam... 57 15. Analisis Keragaman Pengembangan Tebal Air 2 Jam... 57 16. Analisis Keragaman Pengembangan Tebal Air 24 Jam... 57 17. Analisis Keragaman Modulus Elastisitas (MOE)... 58 18. Hasil Uji Jarak Duncan Modulus Elastisitas (MOE)... 58 19. Analisis Keragaman Modulus Patah (MOR)... 58 20. Hasil Uji Jarak Duncan Modulus Patah (MOR)... 58 21. Analisis Keragaman Kuat Pegang Sekrup... 58 22. Hasil Uji Jarak Duncan Kuat Pegang Sekrup... 59 23. Hasil Uji Jarak Duncan Kuat Pegang Sekrup... 59 24. Analisis Keragaman Kekuatan Rekat Internal... 59 25. Perbandingan Sifat Fisis Mekanis Papan Gipsum dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Perlakuan Perendaman dan Variasi Kadar Gipsum dengan Standar JIS A 5908-2003 dan SNI 03-2105-1996... 60 Hal.