BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kayu sebagai bahan konstruksi sudah sejak dulu dikenal orang. Dahulu menggunakan kayu sebagai bahan konstruksi hanya didasarkan pada pengalaman dan intuisi. Berkat kemajuan ilmu pengetahuan, terutama di bidang matematik, mekanika teknik dan juga ditemukan alat-alat penyambung modern, maka dapat dibuat konstruksi yang berat. Kayu sebagai hasil utama hutan akan tetap terjaga keberadaannya selama hutan dikelola secara lestari dan berkesinambungan. Bila dibandingkan dengan material struktur lain, material kayu mempunyai berat jenis yang ringan dan proses pengerjaan dapat dilakukan dengan peralatan yang sederhana dan ringan. Sebagai bahan dari alam kayu dapat terurai secara sempurna sehingga tidak ada istilah limbah pada konstruksi kayu (environmental friendly) (Sumarni, 2007). Kebutuhan kayu bulat tiap tahun diperkirakan mencapai 86,6 juta m 3, sedangkan ketersediaannya hanya 29,9 juta m 3 sehingga terjadi kekurangan pasokan sebanyak 56,7 juta m3 atau sekitar 190 %. Kekurangan kayu bulat dalam jumlah yang sangat besar akan berakibat negatif terhadap kelestarian hutan (Santoso, 2004). Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) adalah tumbuhan industri penting penghasil minyak masak, minyak industri, maupun bahan bakar (biodisel). Perkebunan menghasilkan keuntungan besar sehingga banyak hutan dan perkebunan lama dikonversi menjadi perkebunan kelapa sawit. Di Indonesia penyebarannya di daerah Aceh, pantai timur Sumatera, Jawa, dan Sulawesi (Hasibuan, 2010). Banyak sekali kayu kelapa sawit tersedia selama penanaman kembali untuk menggantikan pohon kelapa sawit yang tidak produktif lagi. (H ng, 2013). Kayu kelapa sawit telah diidentifikasi sebagai salah satu biomassa potensial untuk kayu berbasis industri. Kelapa sawit digenerasi setiap tahun rata-rata 700,000 ha/tahun (Loh, 2011).
Di Indonesia terdapat banyak perkebunan kelapa sawit baik milik pemerintah, milik swasta ataupun milik rakyat. Kelapa sawit merupakan tanaman rakyat dan primadona subsektor perkebunan. Sejak sepuluh tahun terakhir ini pemerintah mempercepat perluasan tanaman kelapa sawit untuk meningkatkan devisa disektor non migas (Deptan, 2005). Sedangkan di Sumatera utara, luas perkebunan kelapa sawit yang sudah digunakan sebesar 1.183.280 HA (BPS, 2012) Pohon kelapa sawit memiliki umur ekonomis 25 tahun. Setelah itu pohon akan ditebang, karena produksinya mulai menurun dan sulit untuk dipanen. Setelah ditebang pohon tersebut dibiarkan melapuk dan membusuk di lapangan atau dibakar (Siburian, 2001). Peremajaan perkebunan kelapa sawit dengan cara diracuni dan dibakar, membawa dampak lingkungan yang sangat besar, khususnya asap kebakaran. Asap kebakaran selalu terjadi mengingat pola peremajaan dengan diracun dan dibakar masih terus dilakukan, untuk itu perlu dilakukan upaya pemanfaatan limbah sawit agar dapat dimanfaatkan, sehingga tidak perlu dilakukan pembakaran. Limbah terbesar dari perkebunan sawit yang dibakar (hasil pembakaran) adalah bagian batang. Apabila batang sawit yang merupakan biomasa terbesar dapat dimanfaatkan, akan membawa dampak positif bagi supply kayu maupun pada pengelolaan perkebunan kelapa sawit yang dapat mengarah pada zero waste (Sumardi, 2000). Pemanfaatan batang kelapa sawit selama ini masih belum dilakukan secara komersial dan bahkan belum dikenal masyarakat. Padahal menurut penelitian terdahulu, sepertiga bagian terluar batang kelapa sawit umur daur dapat dimanfaatkan sebagai kayu gergajian dengan kualitas tertentu(sebanding dengan kayu sengon). Berdasarkan luas tanaman yang ada untuk masing-masing kelas umur, maka dengan lima tahun mendatang dapat dihasilkan sejumlah kayu gergajian kelapa sawit yang berarti, yaitu rata-rata 0,8 juta meter kubik per tahun kayu kelapa sawit secara nasional. Tetapi untuk dijadikan bahan bangunan dan perabotan rumah tangga kayu sawit memiliki beberapa kelemahan dalam hal stabilitas dimensi, keawetan (kelas awet V), kekuatan(kelas kuat III-V) dan sifat permesinan. Sehingga diperlukan upaya perbaikan kualitas yang sesuai,
sehingga kualitas kayunya dapat ditingkatkan sesuai dengan persyaratan bahan bangunan dan perabotan rumah tangga (Mulyono, 2000). Salah satu masalah serius dalam pemanfaatan batang sawit adalah sifat higroskopis yang berlebihan. Meskipun telah dikeringkan sehingga mencapai kadar air kering tanur, kayu sawit dapat kembali menyerap uap air dari udara hingga mencapai kadar air lebih dari 20%. Pada kondisi ini beberapa jenis jamur dapat tumbuh subur baik pada permukaan maupun bagian dalam kayu sawit. Hal ini terutama berhubungan dengan karakteristik kimia kayu sawit yang memiliki kandungan ekstraktif (terutama pati) yang lebih banyak dibandingkan kayu biasa (Hasibuan, 2010). Kekurangan kayu kelapa sawit seperti kekuatan yg lemah, kelas awet rendah, stabilitas dimensi rendah, dan sifat permesinan yang buruk pada porsi tinggi dari adanya jaringan parenkim pada cabang. Meskipun cairan, seperti air dan senyawa dengan bobot molekul rendah dapat di absorpsi ke dalam dinding sel dan lumen (H ng, 2013). Oleh sebab itu resin bisa dengan dalam sebagai penetrasi ke dalam sel diatas dan dibawah merekatkan dan mengisi area kosong lumen (Hoong, 2013). Oleh karena itu perlu dilakukan peningkatan sifat-sifat kayu kelapa sawit diantaranya adalah dengan impregnasi, kompregnasi, dan compress (kompregnasi dan press), sehingga kayu kelapa sawit dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin dengan meningkatkan nilai gunanya yang pada akhirnya dapat dijadikan sebagai bahan pengganti dari kekurangan pasokan kayu saat ini (Margono, 2001). Teknologi pengolahan kayu telah berkembang dan tersedia sesuai dengan kemajuan iptek sehingga saat ini dikenal bermacam-macam produk hasil rekayasa teknologi, yang berbeda baik dari bahan asalnya maupun dalam bentuk dimensi, sifat dan kualitasnya (Arinana, 2009). Kompregnasi merupakan upaya perbaikan kualitas kayu dengan memasukkan bahan-bahan kimia melalui bantuan tekanan dan suhu dalam tangki tertutup. Proses kompregnasi merupakan penggantian posisi (replacement) satu tingkat dengan cara mengisi kayu dengan resin yang akan membantu larutan dengan molekul berukuran cukup kecil yang menembus dinding sel (Abidin, 2009).
Pada tahun 2000 Mulyono melakukan penelitian tentang kajian sifat permesinan kayu kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) terkompregnasi sebagai bahan bangunan dan perabot rumah tangga diperoleh hasil sifat pengetaman (planning), pembentukan (shaping) dan pemboran (boring) kayu sawit terkompregnasi secara umum termasuk sedang hingga sangat baik dan sifat pengampelasan (sanding) sangat baik dan terjadi peningkatan yang sangat besar dibandingkan dengan kontrol, cacat yang paling banyak ditemukan pada sifat permesinan kayu sawit terkompregnasi adalah jenis cacat serat berbulu tetapi dapat direduksi dengan pengampelasan. Kualitas sifat permesinan kayu kelapa sawit terkompregnasi sebanding dengan jenis-jenis kayu meranti yang biasa digunakan sebagai bahan baku meubel dan furniture (Mulyono, 2000). Pada tahun 2000, Sumardi telah melakukan penelitian Kompregnasi Phenol Formaldehida Sebagai Usaha Peningkatan Kualita Kayu Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dengan konsentrasi PF 20%, 30% dan 40% dengan waktu tekan 30, 60, dan 90 menit dan besarnya tekanan 10kg/cm 2 dalam silinder tertutup diperoleh berat jenis meningkat seiring bertambahnya konsentrasi PF. Peningkatan nilai MoR terjadi sampai 85% pada konsentrasi 40%, MoE meningkat 30% dan kekerasan meningkat hampir 100%, sedangkan keteguhan pukul tidak menunjukkan peningkatan yang signifikan (Sumardi, 2000). Pada tahun 2001 Margono telah melakukan penelitian Pengaruh Waktu Tekanan Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis Kayu Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) Compress Dengan Menggunakan Fenol Formaldehida 30%, tekanan 15 kgf/cm 2 diperoleh nilai rata-rata kadar air sebesar 16,3%, nilai rata-rata susut volume 14,1%, nilai rata-rata MoE sebesar 1,4 x 10 5 kgf/cm 2, nilai rata-rata MoR berkisar antara 323 kgf/cm 2 392 kgf/cm 2 (Margono, 2001). Pada tahun 2010 Nasirwan, dkk melakukan penelitian Alat Kompregnasi Untuk Peningkatan Mutu Kayu Batang Kelapa Sawit diperoleh hasil dari berbagai kombinasi perlakuan suhu dan tekanan yang paling optimal dalam proses kompregnasi yang memberikan peningkatan kelas kuat kayu batang kelapa sawit keteguhan lentur statis (MOR) dan berat jenis (BJ) masuk kelas II. Dalam pengujian sifat fisik dan mekanis pada suhu 80 o C dengan tekanan 11kg/cm 2 (KA = 10,4267%, BJ = 0,6211gr/cm 3, PB =
36,4703, S = 8,0799%, MOR = 523kg/cm 2, H = 73,2163 kg/cm 2, T = 35,2331 kg/cm 3 ) (Nasirwan, 2010). Pada tahun 2011 Balfas melakukan penelitian Perlakuan Resin Pada Kayu Kelapa (Cocos nucifera), hasil penelitian menunjukkan bahwa kayu kelapa memiliki sifat penyerapan air (higroskopis) yang relative tinggi dibandingkan dengan kayu biasa. Sifat ini seragam menurut tingkat kerapatan pada kayu tersebut. Kayu kelapa dengan kerapatan rendah bersifat lebih higroskopis daripada kayu kelapa berkerapatan tinggi. Namun demikian, sifat pengembangan radial (transversal) pada kayu kelapa berhubungan sebaliknya terhadap kerapatan kayu. Kayu kelapa dengan kerapatan lebih tinggi mengalami pengembangan dimensi lebih besar daripada kayu kelapa yang berkerapatan lebih rendah. Sifat penyerapan air dan pengembangan radial pada kayu kelapa berlangsung secara cepat pada proses rendaman dalam air. Pada awal proses rendaman, kecepatan kayu kelapa dalam penyerapan air dan mengalami pengembangan radial lebih dari sepuluh kali kecepatan yang terjadi pada kayu biasa, seperti jati, bangkirai dan mangium (Balfas, 2011). Resin, cairan getah lengket yang dipanen dari beberapa jenis pohon hutan, merupakan produk dagang tertua dari hutan alam Asia Tenggara. Damar adalah istilah yang umum digunakan di Indonesia untuk menamakan resin dari pohon-pohon yang termasuk suku Dipterocarpaceae dan beberapa suku pohon hutan lainnya. Dewasa ini Indonesia merupakan satu-satunya negara penghasil damar di dunia. Pada masa kejayaan damar, ketika digunakan secara intensif oleh industri-industri, areal utama penghasil damar adalah hutan-hutan alam di Sumatera bagian selatan dan barat serta Kalimantan bagian barat. Dewasa ini Kalimantan bagian barat dan Sumatera bagian selatan masih tetap menghasilkan dammar, tetapi daerah produksi yang paling utama adalah di daerah paling selatan di Sumatera, tepatnya di Pesisir Krui, Lampung (Michon, 2000). Damar merupakan suatu resin alami yang dihasilkan oleh tanaman Dipterocarpaceae dan Burseraceae. Damar banyak digunakan dalam industri, misalnya pembuatan cat, lilin, plastic, bahan isolator, bahan campuran pernis, bahan pengisi kertas dan industry pangan serta obat-obatan (Mulyono, 2004).
Kebijakan pemerintah tentang perluasan lahan sawit mendorong para peneliti untuk saling mengembangkan penggunaan produk sawit. Saat ini pemerintah akan melakukan peremajaan tanaman sawit selauas 500.000 HA (Jamasri, 2006). Berdasarkan hal tersebut diatas maka pada penelitian ini akan ditingkatkan stabilitas dimensi, kekuatan, keawetan dan memperbaiki sifat pengerjaan kayu sawit melalui teknik kompregnasi dengan resin alam dengan perlakuan konsentrasi resin dan waktu kompregnasi serta mencari kondisi optimum untuk kedua perlakuan tersebut. 1.2 Perumusan Masalah 1. Bagaimana cara kompregnasi KKS dengan resin getah damar. 2. Bagaimana proses kompregnasi optimum resin damar kedalam kayu kelapa sawit. 3. Bagaimana karakteristik kayu kelapa sawit yang telah di kompregnasi. 1.3 Pembatasan Masalah Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada: 1. Kayu kelapa sawit yang digunakan dari spesies jenis E. guineensis yang berasal dari CIKAL USU Jalan Dr. Mansyur, Padang Bulan, Sumatera Utara. 2. Resin yang digunakan adalah resin alam yaitu getah damar. 3. Karakterisasi kayu kelapa sawit terkompregnasi dengan menggunakan Scan Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform-Infra Red (FT-IR), Modulus Elastisitas (MoE), Modulus Patah (MoR), dan Thermogravimetry Analysis (TGA).
1.4 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan stabilitas dimensi, kekuatan, keawetan dan memperbaiki sifat pengerjaan kayu sawit melalui teknik kompregnasi dengan perlakuan konsentrasi resin dan ketinggian kayu kelapa sawit serta mencari kondisi optimum untuk kedua perlakuan tersebut. 1.5 Manfaat Penelitian Adapun manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah: Untuk meningkatkan kualitas dari kayu kelapa sawit menjadi produk yang bermanfaat dan bernilai jual tinggi, serta mengubah cara pandang dalam mengatasi limbah kelapa sawit yang semakin hari semakin meningkat dan dapat memberikan informasi mengenai cara meningkatkan kualitas kayu kelapa sawit yang merupakan material yang menjanjikan di masa mendatang. 1.6 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Fisika FMIPA USU Medan, Laboratorium Kimia Polimer FMIPA USU Medan, Laboratorium Analisa Material SEM Banda Aceh, Laboratorium Uji Mekanis Fakultas Teknik USU, Analisa sifat termal bahan polimer TGA dan analisa gugus fungsi FT-IR di Laboratorium Terpadu 1.7 Metodologi Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana pada penelitian ini dilakukan beberapa tahapan, yaitu: - Tahap persiapan kayu kelapa sawit - Tahap persiapan resin alam. - Tahap kompregnasi kayu kelapa sawit dengan resin alam.
- Tahap karakterisasi kayu kelapa sawit, yaitu: Scan Electron Microscopy (SEM), Infra Red (IR), Modulus Elastisitas (MoE), Modulus Patah (MoR), Analisa termal (TGA). Variabel yang digunakan pada penelitian adalah: a. Variabel tetap - Jenis kayu kelapa sawit - Resin Alam yaitu resin getah damar b. Variabel bebas - Ketinggian KKS - Konsentrasi resin c. Variable terikat - Analisa permukaan dengan Scan Electron Microscopy (SEM) - Infra Red (IR) - Modulus Elastisitas (MoE) - Modulus Patah (MoR) - Analisa Termal (TGA)