PEMANFAATAN DAUN NANAS SEBAGAI BAHAN BAKU PAPAN
SERAT DENGAN PEREKAT ORGANIK
(Skripsi)
Oleh
RETNO AYU KUSUMA WARDANI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
ABSTRAK
PEMANFAATAN DAUN NANAS SEBAGAI BAHAN BAKU PAPAN
SERAT DENGAN PEREKAT ORGANIK
Oleh
Retno Ayu Kusuma Wardani
Tingkat deforestasi yang tinggi menyebabkan hasil produksi hutan menurun dan
tidak dapat memenuhi kebutuhan kayu. Karena itu dibutuhkan alternatif
pengganti kayu. Penggunaan bahan yang belum dimanfaatkan seperti limbah
pertanian daun nanas berpotensi untuk menggantikan penggunaan kayu. Daun
nanas banyak tersedia dan mengandung kadar selulosa mencapai 71,5%. Limbah
daun nanas merupakan salah satu bahan yang dapat digunakan untuk mensubtitusi
penggunaan kayu yang relatif meningkat. Tujuan dari penelitian ini untuk
mengetahui sifat fisis dari papan serat daun nanas, mengetahui perlakuan terbaik
dari sifat fisis daun nanas, dan mengetahui mutu penampilan papan berdasarkan
syarat khusus penampilan papan serat dalam SNI 01-4449-2006.
Penelitian ini dilaksanakan pada pada bulan Maret – Mei 2018 di Lab. Daya Alat
dan Mesin Pertanian (DAMP), Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian,
Universitas Lampung dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap Faktorial
(RALF) 2 faktor.
Faktor 1 merupakan kadar perekat tapioka dengan 4 taraf perlakuan yaitu tanpa
pemberian tapioka, pemberian 10% tapioka, 20% tapioka, dan 30% tapioka
dengan faktor 2 yaitu waktu pressing menggunakan 2 taraf perlakuan yaitu 60
menit dan 120 menit. Daun nanas dikeringkan di bawah sinar matahari dengan
kadar air sekitar 12%. Daun kering dipotong – potong dengan ukuran 1 – 2 cm
lalu direndam selama 1 minggu dan diblender menjadi pulp atau bubur. Pulp
dicetak dengan kempa dingin bertekanan 5 MPa dengan dimensi cetakan papan
10x10cm. Parameter yang diamati adalah sifat fisis papan yang meliputi
kerapatan, kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal serta mutu papan
berdasarkan penampilan papan serat yang dihasilkan dengan mengacu pada SNI
01-4449-2006.
Hasil penelitian diperoleh sifat fisis papan serat daun nanas memiliki kerapatan
0,33 – 0,59 g/cm3
termasuk kedalam papan serat berkerapatan rendah dan papan
serat berkerapatan sedang, kadar air 9,14 – 10,86 %, daya serap air papan setelah
perendaman 2 jam yaitu 119,34% - 221,34%, daya serap air papan setelah 24 jam
berkisar antara 132,04 % - 235,97 %, dan pengembangan tebal 18,95 – 26,01 %.
Perlakuan terbaik untuk mendapatkan papan serat dengan kerapatan rendah yaitu
pada perlakuan tanpa pemberian perekat sedangkan perlakuan terbaik untuk
mendapatkan papan serat kerapatan sedang pada perlakuan pemberian perekat
10%, 20%, dan 30%. Mutu penampilan papan mengacu pada syarat khusus mutu
penampilan dalam SNI 01-4449-2006 pada perlakuan tanpa perekat persentase
papan mutu A 16,67 %, mutu B 16,67 % dan mutu C 66,67 %. Perlakuan dengan
kadar perekat 10% persentase papan dengan mutu A 16,67 %, mutu B 66,67 %,
dan mutu C 16,67 %.
Retno Ayu Kusuma Wardani
Perlakuan dengan kadar perekat 20% perstentase papan dengan mutu A 33,33 %,
mutu B 50 %, dan mutu C 16,67 %. Dan perlakuan dengan kadar perekat 30%
persentase papan dengan mutu A 33,33%, mutu B 50%, dan mutu C 16,6 7%.
Kata Kunci : Daun Nanas, Kadar Tapioka, Papan Serat, Waktu Pressing
Retno Ayu Kusuma Wardani
ABSTRACT
UTILIZATION OF PINEAPPLE LEAVES AS MATERIAL OF
FIBERBOARD WITH ORGANIC ADHESIVE
By
Retno Ayu Kusuma Wardani
High levels of deforestasion cause forests to production decrease and cannot fulfil
wood need. Therefore needed alternative wood replacement. Unutilized biomass
material, that considept as agriculture waste such as pineapple leaves are potential
to substitute main use of wood. Pineapple leaves are aboundahtly available and
contain up to 71,5% cellulose. Pineapple leaves waste is one of the materials that
can be used to substitute the use of wood that is relatively increased. The purpose
of this research is to know the physical properties of pineapple fiberboard, to
determine the best treatment to produce pineapple leaf with proper physical, and
to know the quality of board appearance based on the special condition of fiber
board appearance in SNI 01-4449-2006.
The research was conducted in March - May 2018 at the Lab. Agricultural
Equipment and Machinery, Department of Agricultural Engineering, Faculty of
Agriculture, University of Lampung by using Factorial Complete Random Design
with two factors.
First factor is adhesive provision with 4 level, 0%, 10%, 20%, and 30%. Second
factor is pressing time 60 minutes and 120 minutes. Pineapple leaves are dried in
the sun with a moisture content of about 12%. The dried leaves are cut into pieces
1 - 2 cm then soaked for 1 week and blend into pulp or porridge. Fiberboard
produce with 5 MPa pressing without heat in 10x10 cm molding. The parameters
observed are the physical properties of the board which include the density,
moisture content, water absorption, and the thickness development.
The results showed that the physical properties of pineapple fiber board had a
density of 0.33-0.59 g / cm3 included into low density fiberboard and medium
density fiberboard water content 9.14 – 10.86 %, water absorption of boards after
immersion of 2 hours is 119.34% - 221.34%, water absorption board after 24
hours ranged from 132.04% - 235.97%, and the development of thickness 18.95 -
26.01 %. The best treatment for obtaining low-density fiberboard is in the non-
adhesive treatment while the best treatment is to obtain a medium density
fiberboard in the adhesive treatment of 10%, 20%, and 30%. The quality of board
performance refers to SNI 01-4449-2006 on the treatment without adhesive
percentage of board A quality 16.67%, B quality 16.67% and C quality 66.67%.
Treatment with 10% adhesive percentage of boards with A quality 16.67%, B
quality 66.67%, and C quality 16.67%. Treatment with 20% adhesive percentage
of board with A quality 33.33%, B quality 50%, and C quality 16.67%.
Retno Ayu Kusuma Wardani
And treatment with 30% adhesive percentage of board with A quality 33.33%, B
quality 50%, and C quality 16.6 7%.
Keywords : Adhesive Level, Fiberboard, Pineapple Leaves, Pressing
Time
Retno Ayu Kusuma Wardani
PEMANFAATAN DAUN NANAS SEBAGAI BAHAN BAKU PAPAN SERAT
DENGAN PEREKAT ORGANIK
Oleh
RETNO AYU KUSUMA WARADANI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada
Jurusan Teknik Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Lampung
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Seputih Raman, Kecamatan Seputih
Raman, Kabupaten Lampung Tengah pada 07 September 1996,
sebagai anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan Bapak
Joko dan Ibu Asih Ambarsih. Penulis menyelesaikan
pendidikan Taman Kanak-Kanak (TK) Aisyah pada tahun 2001-
2002, Sekolah Dasar (SD) Negeri 2 Rukti Harjo pada tahun 2002-2008, Sekolah
Menengah Pertama (SMP) Negeri 1 Seputih Raman pada tahun 2008-2011, dan
Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 1 Kotagajah pada tahun 2011-2014.
Tahun 2014, Penulis terdaftar sebagai mahasiswa SI Program Studi Teknik
Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Bersama
Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN). Selama menjadi mahasiswa penulis
aktif di Organisasi Persatuan Mahasiswa Teknik Pertanian (PERMATEP) sebagai
anggota Bidang Penelitian dan Pengembangan (LitBang) Periode 2015-2016.
Sebagai bendahara umum di Organisasi Persatuan Mahasiswa Teknik Pertanian
PERMATEP Periode 2016-2017.
Pada tahun 2017 penulis melaksanakan kegiatan Praktik Umum (PU) di Pusat
Penelitian Teh Dan Kina (PPTK) Gambung, Bandung, Jawa Barat dengan judul
“Proses Pengeringan Teh Hitam Dalam Skala Mini Processing di Pusat Penelitian
Teh Dan Kina (PPTK) Gambung, Bandung – Jawa Barat” dan pada tahun 2018
melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) Tematik periode I tahun 2018 di Desa
Sumberjaya Kecamatan Waway Karya Kabupaten Lampung Timur dan Penulis
berhasil mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian (S.T.P.) S1 Teknik Pertanian
dengan menghasilkan skripsi yang berjudul “Pemanfaatan Daun Nanas Sebagai
Bahan Baku Papan Serat Dengan Perekat Organik”.
Alhamdulillahirobbil’alamin..
Dengan rasa bangga kupersembahkan karya kecil ini untuk:
Kedua Orang Tuaku
Bapak Joko dan Ibu Asih Ambarsih
Adikku
Wisnu Dwi Wibowo
Dan
Keluarga Besarku
Serta
Teman Seperjuangan Angkatan 2014
i
SANWACANA
Alhamdulillahirabbil’alamin, Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas limpahan
Rahmat dan Karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan
penyusunan skripsi ini. Sholawat serta salam semoga tercurahkan kepada Nabi
Muhammad SAW, yang kita nantikan syafa’atnya di yaumil akhir kelak.
Skripsi dengan judul “Pemanfaatan Daun Nanas Sebagai Bahan Baku Papan
Serat Dengan Perekat Organik” ini disusun sebagai salah satu syarat untuk
mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian Universitas Lampung. Atas
bimbingan, dukungan moral dan materil yang diberikan dalam penyusunan skripsi
ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa, M.Si., selaku Dekan Fakultas
Pertanian Universitas Lampung;
2. Bapak Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P., selaku Ketua Jurusan Teknik Pertanian
Universitas Lampung, dosen Pembimbing Akademik sekaligus Pembimbing
Utama atas kesediaannya untuk meluangkan waktu, memberikan bimbingan,
ilmu, pengalaman, saran dan kritik dalam proses penyelesaian skripsi ini;
3. Ibu Winda Rahmawati, S.TP., M.Si., M.Sc., selaku pembimbing 2 yang telah
memberikan pengarahan, ilmu, bimbingan, saran, serta motivasi selama
penyusunan skripsi ini;
ii
4. Ibu Dr. Siti Suharyatun, S.TP., M.Si., selaku pembahas yang telah
memberikan saran dan masukan dalam perbaikan penyusunan skripsi ini;
5. Seluruh Dosen dan karyawan Jurusan Teknik Pertanian yang telah membantu
dan memberikan ilmunya selama ini;
6. Untuk kedua orang tuaku tercinta Bapak Joko dan Ibu Asih Ambarsih yang
yang telah memberi kasih sayang yang tiada tara, dorongan semangat, nasihat,
doa, dukungan, dan bantuan berupa moril maupun materil;
7. Adikku satu-satunya Wisnu Dwi Wibowo yang selalu menemani dan
memberikan keceriaan selama ini;
8. Irvan Kurniawan yang selalu menemani, mendampingi dan memberikan
bantuan serta semangat selama pelaksanaan penelitian dan penyelesaian
skripsi ini;
9. Sahabat dari Maba Yesi Erika, Dian Nova Ayu P, Tri Meitiarani Yacub yang
selalu memberikan semangat dan berbagi canda tawa serta keceriaan selama
ini;
10. Teman-temanku Siti Anisa, S.T.P., M. Teguh Angga S., S.T.P., Made Aditya
Putra, S.T.P., Roni Agung Laksono, dan Danang Rezki Nugraha yang telah
meluangkan waktunya dalam membantu melakukan penelitian dan
penyusunan skripsi ini;
11. Partner penelitian Atika Kusuma Dewi, Rizky Hendra Wijaya, dan Gede
Agustiawan yang telah memberikan ilmu maupun bantuan dalam melakukan
penelitian ini;
iii
12. Pisang Pusing Squad Aziza Putri Utami, Linda Fauziah, Debby Nuzulia
Arlini, Christanty T. Saragih, Eva Eka Purnama, dan Desi Sulistyawati yang
selalu berbagi cerita serta memberikan keceriaan selama ini;
13. Teman-teman seperjuangan Teknik Pertanian Angkatan 2014;
14. Anak Kosan Opa Shevyta Ryandani, Tria Yanuariska, Ristiana Restuti, Janik
Dyan Prasinta, Umi Imro’atun Nurdiana yang selalu menemani dan
memberikan semangat serta canda tawa selama ini;
15. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu
penulis menyelesaikan skripsi.
Semoga segala kebaikan yang telah diberikan kepada penulis mendapat balasan
kebaikan dari Allah SWT. Aamiin. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan
skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan akan tetapi ada sedikit harapan semoga
skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang membacanya.
Bandar Lampung,
Penulis,
Retno Ayu Kusuma Wardani
iv
DAFTAR ISI
Halaman
SANWACANA ........................................................................................................ i
DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .................................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii
I. PENDAHULUAN .............................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3
1.3. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 4
2.1. Nanas .......................................................................................................... 4
2.2. Selulosa, Hemiselulosa, Lignin .................................................................. 6
2.2.1. Selulosa .......................................................................................... 6 2.2.2. Hemiselulosa .................................................................................. 8 2.2.3. Lignin ............................................................................................. 9
2.3. Papan Serat ............................................................................................... 10
2.4. Proses Pembuatan Papan Serat ................................................................. 14
2.4.1. Pengeringan.................................................................................. 14
2.4.2. Pemotongan.................................................................................. 14 2.4.3. Perendaman .................................................................................. 14 2.4.4. Penghancuran (refining)............................................................... 15
2.4.5. Pendiaman Pulp ........................................................................... 15 2.4.6. Pencetakan ................................................................................... 16
v
III. METODOLOGI PENELITIAN ..................................................................... 17
3.1. Waktu dan Tempat ................................................................................... 17
3.2. Alat dan Bahan ......................................................................................... 17
3.3. Rancangan Percobaan ............................................................................... 17
3.4. Prosedur Penelitian ................................................................................... 18
3.4.1. Pengambilan Daun Nanas ............................................................ 19
3.4.2. Pengeringan.................................................................................. 20 3.4.3. Pemotongan.................................................................................. 20 3.4.4. Perendaman .................................................................................. 20
3.4.5. Penghancuran (refining)............................................................... 20 3.4.6. Perendaman Pulp ......................................................................... 21 3.4.7. Pencetakan ................................................................................... 21
3.5. Parameter Penelitian ................................................................................. 21
3.6. Analisis Data ............................................................................................ 23
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................... 25
4.1. Pembuatan Papan Serat Daun Nanas ........................................................ 25
4.2. Sifat Fisis Papan Serat .............................................................................. 28
4.3. Syarat Khusus Mutu Penampilan Papan Serat ......................................... 38
V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 49
5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 49
5.2. Saran ......................................................................................................... 50
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 51
vi
DAFTAR TABEL
Tabel Teks Halaman
1. Komposisi kimia daun nanas ............................................................................. 6
2. Nilai sifat fisis dan mekanis papan serat menurut SNI 01-4449-2006 ............ 13
3. Sifat fisis mekanis papan serat kerapatan sedang (SNI 01-4449-2006) ........... 14
4. Syarat khusus mutu penampilan papan serat (SNI 01-4449-2006) .................. 24
5. Analisis ragam pengaruh kadar perekat dan waktu pengepresan terhadap
kerapatan .......................................................................................................... 28
6. Hasil uji BNT 5% pengaruh kadar perekat terhadap kerapatan papan ........... 28
7. Analisis ragam pengaruh kadar perekat dan waktu pengepresan terhadap kadar
air ...................................................................................................................... 30
8. Hasil uji BNT 5% pengaruh kadar perekat terhadap kadar air papan ............. 30
9. Analisis ragam pengaruh kadar perekat dan waktu pengepresan terhadap daya
serap air 2 jam .................................................................................................. 32
10. Hasil uji BNT 5% pengaruh kadar perekat terhadap daya serap 2 jam ........ 33
11. Analisis ragam pengaruh kadar perekat dan waktu pengepresan terhadap daya
serap air 24 jam .............................................................................................. 33
12. Hasil uji BNT 5% pengaruh kadar perekat terhadap daya serap air 24 jam . 34
13. Analisis ragam pengaruh kadar perekat dan waktu pengepresan terhadap
pengembangan tebal ....................................................................................... 37
14. Mutu papan serat berdasarkan SNI 01-4449-2006......................................... 47
vii
15. Sifat fisis papan serat daun nanas berdasarkan SNI 01-4449-2006 ............... 48
Lampiran
16. Perhitungan kerapatan pada ulangan 1 ........................................................... 56
17. Perhitungan kerapatan pada ulangan 2 ........................................................... 56
18. Perhitungan kerapatan pada ulangan 3 ........................................................... 56
19. Perhitungan kadar air ulangan 1 ..................................................................... 57
20. Perhitungan kadar air ulangan 2 ..................................................................... 57
21. Perhitungan kadar air ulangan 3 ..................................................................... 57
22. Rata-rata kadar air papan serat ....................................................................... 58
23. Perhitungan daya serap air ulangan 1............................................................. 58
24. Perhitungan daya serap air ulangan 2............................................................. 59
25. Perhitungan daya serap air ulangan 3............................................................. 59
26. Rata-rata daya serap air setelah perendaman 2 jam ....................................... 60
27. Rata-rata daya serap air setelah perendaman 24 jam ..................................... 60
28. Perhitungan pengembangan tebal ulangan 1 .................................................. 60
29. Perhitungan pengembangan tebal ulangan 2 .................................................. 61
30. Perhitungan pengembangan tebal ulangan 3 .................................................. 61
31. Rata-rata pengembangan tebal papan serat .................................................... 61
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar Teks Halaman
1. Tanaman nanas ................................................................................................... 5
2. Struktur selulosa (Fessenden dan Fessenden, 1992) .......................................... 8
3. Diagram alir ..................................................................................................... 19
4. Proses pembuatan papan serat .......................................................................... 26
5. Nilai rata-rata kerapatan papan serat ................................................................ 29
6. Nilai kadar air rata-rata papan serat ................................................................. 32
7. Grafik daya serap air setelah perendaman 2 jam ............................................. 35
8. Grafik daya serap air setelah perendaman 24 jam ........................................... 36
9. Cacat permukaan papan adanya warna hitam di bagian permukaan atas papan
.......................................................................................................................... 40
10. Partikel kasar di permukaan serat dengan mutu A ......................................... 40
11. Partikel kasar di permukaan serat dengan mutu B ......................................... 41
12. Noda perekat perlakuan tanpa perekat mutu A .............................................. 43
13. Noda perekat pada papan mutu B .................................................................. 44
14. Rusak tepi papan mutu A ............................................................................... 45
15. Rusak tepi papan mutu C ............................................................................... 46
Lampiran
16. Pengujian kadar air ......................................................................................... 62
ix
17. Daun nanas kering .......................................................................................... 63
18. Daun nanas yang sudah dipotong ................................................................... 63
19. Daun nanas yang telah diblender ................................................................... 63
20. Pemotongan papan untuk uji fisis .................................................................. 64
21. Papan serat setelah dipotong .......................................................................... 64
22. Perendaman papan dengan air dingin ............................................................ 65
23. Papan setelah dilakukan perendaman............................................................. 65
24. Penirisan papan yang telah direndam ............................................................. 66
25. Pengukuran tebal papan ................................................................................. 66
26. Penimbangan berat papan .............................................................................. 67
27. Partikel kasar pada papan tanpa perekat dengan mutu A ............................... 67
28. Partikel kasar pada papan tanpa perekat dengan mutu B ............................... 68
29. Partikel kasar pada papan pemberian perekat 10% dengan mutu A .............. 69
30. Partikel kasar pada papan pemberian perekat 10% dengan mutu B .............. 69
31. Partikel kasar pada papan pemberian perekat 20% dengan mutu A .............. 70
32. Partikel kasar pada papan pemberian perekat 20% dengan mutu B .............. 70
33. Partikel kasar pada papan pemberian perekat 30% dengan mutu A .............. 71
34. Partikel kasar pada papan pemberian perekat 30% dengan mutu B .............. 71
35. Noda perekat pada papan perlakuan tanpa perekat dengan mutu A .............. 72
36. Noda perekat papan dengan kadar perekat 10% mutu A ............................... 73
37. Noda perekat papan dengan kadar perekat 10% mutu B ............................... 73
38. Noda perekat papan dengan kadar perekat 20% mutu A ............................... 74
39. Noda perekat papan dengan kadar perekat 20% mutu B ............................... 74
40. Noda perekat papan dengan kadar perekat 30% mutu A ............................... 75
x
41. Rusak tepi pada papan tanpa perekat dengan mutu A.................................... 76
42. Rusak tepi pada papan tanpa perekat dengan mutu C .................................... 76
43. Rusak tepi pada papan dengan kadar perekat 10% mutu A ........................... 77
44. Rusak tepi pada papan dengan kadar perekat 10% mutu C ........................... 77
45. Rusak tepi pada papan dengan kadar perekat 20% dengan mutu A .............. 78
46. Rusak tepi pada papan dengan kadar perekat 20% dengan mutu C ............... 78
47. Rusak tepi pada papan dengan kadar perekat 30% dengan mutu A .............. 79
48. Rusak tepi pada papan dengan perekat 30% dengan mutu C......................... 79
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Hutan sebagai sumberdaya alam dengan kekayaan melimpah agar manfaatnya
bisa dirasakan oleh semua pihak harus dikelola secara adil. Pengelolaan hutan
yang selama ini mengedepankan hasil utama kayu tidak mampu mempertahankan
kondisi hutan alam karena tingginya tingkat deforestasi dan degradasi hutan.
Secara nasional, kebutuhan bahan baku kayu bulat pada saat ini (kapasitas
terpasang industri) setiap tahunnya mencapai 63 juta m3. Sedangkan produksi
kayu bulat dari hutan produksi adalah sekitar 31,9 juta m3
per tahun (Departemen
Kehutanan, 2009). Ancaman kerusakan yang paling besar terhadap hutan alam di
Indonesia adalah penebangan liar, jika kerusakan terjadi terus menerus dapat
menyebabkan terganggunya keseimbangan ekosistem hutan dan lingkungan
disekitarnya. Kementerian Kehutanan, melalui siaran pers menyebutkan angka
deforestasi di Indonesia berada di angka 613 ribu hektar di tahun 2011-2012.
Kebutuhan industri kayu Indonesia berbanding terbalik dengan produksi kayu dari
hutan. Sehingga konsumsi penggunaan kayu tidak dapat terpenuhi dan diperlukan
solusi dengan mencari bahan baku pengganti (substitusi) kayu dengan bahan yang
ramah lingkungan dan mudah ditemukan maupun bahan yang tidak dimanfaatkan
seperti limbah sehingga penggunaan serat non kayu sebagai bahan untuk
2
memproduksi papan serat dapat dijadikan alternatif. Daun nanas dapat digunakan
sebagai pengganti karena memiliki selulosa yang tinggi. Perkebunan nanas
menghasilkan limbah yang cukup tinggi. Produksi buah nanas secara nasional
pada tahun 2013 adalah sebesar 1.558.196 ton (BPS, 2014).
Menurut Nurhayati (2013), limbah kulit nanas yang dihasilkan dari industri
pengolahan buah nanas mencapai 27% dari total produksi buah nanas. Menurut
Raharjo dkk (2013), terdapat sekitar 596 ribu ton setahun limbah kulit nanas yang
dapat dimanfaatkan. Pemanfaatan tanaman nanas selama ini hanya sebatas pada
buahnya saja sedangkan daun nanas relatif belum banyak dimanfaatkan.
Perusahaan yang memanfaatkan daun nanas sebagai pupuk untuk lahan
perkebunannya membutuhkan waktu yang relatif panjang dan jumlah daun nanas
masih berlimpah. Tanaman nanas merupakan salah satu tanaman yang memiliki
kandungan serat yang tinggi. Menurut Hidayat (2008), terdapat 69,5-71,5%
selulosa dalam serat daun nanas.
Papan serat merupakan produk papan turunan kayu umumnya dibuat dengan
menggunakan bahan tambahan berupa perekat, sehingga dapat membantu
terbentuknya ikatan antar serat yang lebih kuat dan dihasilkan sifat papan yang
baik. Klasifikasi papan serat dibagi menjadi beberapa kategori yaitu berdasarkan
dasar tipe bahan baku, metode pembuatan lembaran, kerapatan dan fungsi atau
kegunaan. Pembuatan papan serat melibatkan dua tahapan utama, yaitu
pengolahan menjadi pulp (pulping) dan pembentukan lembaran papan serat.
Pembuatan papan serat juga memerlukan perekat untuk menikat antar lembaran
serat tersebut. Perekat alami (lignin dan hemiselulosa) yang terdapat dalam
3
biomassa dapat lebih diefektifkan dengan cara menaikkan suhu (Saputro dkk.,
2012).
Daun nanas dengan kadar selulosa hingga 71 % berpotensi untuk dimanfaatkan
sebagai bahan baku papan serat. Papan serat dapat digunakan sebagai material
pelapis, kemasan sekunder, wadah semai dan lain sebagainya. Pemanfaatan daun
nanas sebagai papan serat tersebut diharapkan dapat mensubtitusi penggunaan
kayu untuk berbagai keperluan manusia. Sehingga intensitas penggunaan kayu
dapat dikurangi.
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah
1. Mengetahui sifat fisis dari papan serat daun nanas.
2. Mengetahui perlakuan terbaik untuk mendapatkan sifat fisis terbaik dari papan
serat daun nanas.
3. Mengetahui mutu papan serat berdasarkan syarat khusus penampilan pada SNI
01-4449-2006.
1.3. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian yang akan dilakukan adalah
1. Memanfaatkan daun nanas sebagai bahan baku papan serat dan
memanfaatkan ketersediaan daun nanas yang melimpah;
2. Mengurangi atau mensubtitusi penggunaan kayu sebagai bahan baku papan
serat.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Nanas
Tanaman nanas merupakan tanaman yang mempunyai tinggi 50-150 cm, daun
memanjang seperti pedang dengan tepi berduri maupun tidak berduri, panjangnya
80-150 cm. Nanas merupakan tanaman xerofit dan termasuk tanaman yang sangat
tahan terhadap kondisi kekeringan karena tergolong dalam golongan
Crassulacean Acid Metabolism. Secara alami, tanaman ini berbunga pada umur
15 – 22 bulan bergantung pada asal bibit dan kondisi lingkungan (Riama dkk,
2012). Klasifikasi tanaman nanas atau Ananas comosus menurut Soedarya
(2009):
Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Subkingdom : Tracheabionta (berpembuluh)
Superdivisio : Spermatophyta (tumbuhan berbiji)
Divisio : Liliaopsida (monokotil)
Subkelas : Comelinidiae
Ordo : Falrinosae (bromeliales)
Family : Bromeliaceae
Genus : Ananas
Spesies : Ananas comosus Merr.
Terdapat dua varietas yang sudah lama dikembangkan di Indonesia yaitu nanas
queen (daun pendek berduri tajam, buah lonjong mirip kerucut) dan nanas smooth
cayenne (daun halus, tidak berduri, dan buah besar).
5
Gambar 1. Tanaman nanas
Nanas queen banyak ditanam di daerah Bogor dan Palembang. Nanas queen
memiliki rasa yang lebih manis dari pada nanas cayenne dan memiliki daun yang
berduri. Salah satunya pada perkebunan PT Great Giant Pineapple ini
menghasilkan buah nanas smooth cayene dengan hasil sampingan berupa sisa
tanaman nanas, yaitu daun sebanyak 90%, tunas batang 9%, dan batang 1%. Pada
kondisi kering serat kasarnya sebasar serat kasar 29,12%, akan tetapi, daun dalam
keadaan segar memiliki serat kasar yang cukup tinggi (29,12%). Komposisi
kimia serat daun nanas dapat dilihat pada Tabel 1. Daun nanas mempunyai lapisan
luar yang terdiri dari lapisan atas dan bawah. Diantara lapisan tersebut terdapat
banyak ikatan atau helai-helai serat (bundles of fibre) yang terikat satu dengan
yang lain oleh sejenis zat perekat (gummy substances) yang terdapat dalam daun
(Bartholomew, dkk. 2003).
6
Tabel 1. Komposisi kimia daun nanas
Komposisi kimia serat daun nanas Nilai (%)
Selulosa 69,5 – 71,5
Pentosan 17,0 – 17,8
Lignin 4,4 – 4,7
Pektin 1,0 – 1,2
Lemak dan Wax 3,0 – 3,3
Abu 0,7 – 0,8
Zat-zat lain (protein, asam organik,
dl).
4,5 – 5,3
Sumber: Onggo dan Jovita, 2005
Umumnya limbah tanaman nanas berupa batang, daun, kulit, bonggol belum
dimanfaatkan secara optimal, bahkan hanya digunakan sebagai pakan ternak.
Terutama daun nanas relatif belum banyak diolah. Untuk 2-3 kali panen, tanaman
ini harus diganti dengan tanaman nanas baru, dengan demikian banyak limbah
daun nanas yang dihasilkan. Pada penelitian Hidayat (2008) daun nanas
dimanfaatkan sebagai alternatif bahan baku tekstil dan pada penelitian Setiawan
dkk (2017) daun nanas digunakan untuk bahan dasar arang aktif untuk adsorpsi
fe(ii) sehingga diperlukan inovasi untuk memanfaatan daun nanas salah satunya
dengan menggunakan daun nanas sebagai bahan baku papan serat.
2.2. Selulosa, Hemiselulosa, Lignin
2.2.1. Selulosa
Selulosa merupakan salah satu polimer yang tersedia melimpah di alam.
Produksi selulosa sekitar 100 milyar ton setiap tahunnya. Sebagian dihasilkan
dalam bentuk selulosa murni seperti yang terdapat dalam rambut biji tanaman
7
kapas. Namun paling banyak adalah yang berkombinasi dengan lignin dan
polisakarida lain seperti hemiselulosa dalam dinding sel tumbuhan berkayu, baik
pada kayu lunak dan keras, jerami atau bambu. Selain itu selulosa juga dihasilkan
oleh bakteri Acetobacter xylinum secara ekstraseluler (Klemm, 1998). Selulosa
adalah komponen utama penyusun dinding sel tanaman. Kandungan selulosa
pada dinding sel tanaman tingkat tinggi sekitar 35-50% dari berat kering tanaman
(Lynd et al, 2002).
Selulosa merupakan polimer glukosa dengan ikatan ß -1,4 glukosida dalam rantai
lurus. Bangun dasar selulosa berupa suatu selobiosa yaitu dimer dari glukosa.
Rantai panjang selulosa terhubung secara bersama melalui ikatan hidrogen dan
gaya van der Waals (Perez et al, 2002). Selulosa mempunyai struktur rantai yang
linier, sehingga kristal selulosa menjadi stabil. Polimer ini tidak larut dalam air
meskipun bersifat hidrofilik. Hal ini disebabkan karena kristalinitas dan ikatan
hidrogen intermolekuler antar gugushidroksil sangat tinggi. Selulosa hanya dapat
larut dengan pelarut yang mampu membentuk ikatan hidrogen dengan selulosa.
Adanya ikatan hidrogen tersebut menyebabkan molekul selulosa mengalami
penggembungan. Kemampuan menggembung akan semakin meningkat jika
ikatan hidrogen yang terbentuk antara selulosa dengan pelarut semakin kuat.
Selulosa membentuk kerangka yang dikelilingi oleh senyawa lain (Sjostrom,
1995). Struktur selulosa dapat dilihat pada Gambar 2. Selulosa juga memeliki
polimerisasi yang sangat kompleks dari gugus karbohidrat yang mempunyai
persen komposisi yang mirip dengan starch yaitu glukosa yangterhidrolisa oleh
asam.
8
Rumus kimia selulosa yaitu (C6H10O5)n, dimana n adalah jumlah dari
pengulangan glukosa.n juga dinamakan derajat polimerisasi (DP). Derajat
polimerisasi (DP) selulosa berkisar 7.000–10.000 glukosa. Kandungan dan
struktur kimia selolusa antara kayu daun lebar dan kayu daun jarum relatif tidak
berbeda. Satu-satunya yang membedakan hanya DP, dimana DP selulosa kayu
daun jarum lebih tinggi dibandingkan kayu daun lebar (Syafii, 2000).
Gambar 2. Struktur selulosa (Fessenden dan Fessenden, 1992)
Sifat kimia selulosa adalah tahan terhadap alkali kuat (17,5% berat) tetapi dengan
mudah terhidrolisis oleh asam menjadi gula yang larut air dan selulosa relatif
tahan terhadap agen pengoksida dengan ketahanan panas serat selulosa adalah
mencapai temperatur 211 - 280°C tergantung pada jenis seratnya (Suryanto,
2015).
2.2.2. Hemiselulosa
Hemiselulosa adalah struktur karbohidrat kompleks yang terdiri dari polimer yang
berbeda seperti pentosa (seperti xilosa dan arabinosa), heksosa (seperti manosa,
glukosa, dan galaktosa), dan asam gula. Hemiselulosa merupakan istilah umum
9
bagi polisakarida yang larut dalam alkali. Rantai utama hemiselulosa dapat terdiri
atas hanya satu jenis monomer (homopolimer), seperti xilan atau terdiri atas dua
jenis atau lebih monomer (heteropolimer) seperti glukomanan. Selain itu rantai
molekul hemiselulosa pun lebih pendek dibandingkan dengan selulosa (Hermiati
dkk, 2010) karena hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi yang lebih
rendah dari selulosa dengan derajat polimerisasi hanya 200.
Hemiselulosa memiliki kestabilan yang rendah terhadap bahan kimia dan
pemanasan jika dibandingkan dengan selulosa. Hal tersebut terkait dengan
kristalinitas dan derajat polimerasisasi dari hemiselulosa yang rendah.
Hemiselulosa merupakan suatu kesatuan yang membangun komposisi serat dan
mempunyai peranan penting karena bersifat hidrofilik sehingga berfungsi sebagai
perekat antar selulosa yang menunjang kekuatan fisik serat (Anindyawati, 2009).
Hemiselulosa berfungsi mendukung dalam dinding-dinding sel dan sebagai
perekat. Hemiselulosa mengikat lembaran serat selulosa membentuk mikrofibril
yang meningkatkan stabilitas dinding sel. Hemiselulosa juga berikatan silang
dengan lignin membentuk jaringan kompleks dan memberikan struktur yang kuat
(Suparjo, 2010).
2.2.3. Lignin
Lignin dibentuk dengan penghilangan non-reversibel air dari gula (terutama
xilosa) untuk membuat struktur aromatik. Lignifikasi berlangsung pada tanaman
dewasa untuk kestabilan mekanik tanaman. Lignin berfungsi memberi kekakuan
kepada tanaman, terlokalisasi pada permukaan lumen dan daerah dinding berpori
untuk mempertahankan kekuatan dinding, permeabilitas dan membantu transport
10
air. Lignin tahan serangan mikroorganisme dan kebanyakan dalam bentuk cincin
aromatik yang tahan terhadap proses anaerobik sehingga kerusakan akibat proses
anaerobik pada lignin adalah lambat (Bismarck et al, 2005).
Lignin sama seperti hemiselulosa, biasanya larut dalam air pada 180°C dalam
kondisi netral. Lignin dianggap sebagai suatu polimer termoplastik yang
memperlihatkan adanya temperatur transisi glass di sekitar 90°C dan meleleh pada
temperatur sekitar 170°C (Olesen & Plackett, 1999). Kesulitan utama di dalam
kimia lignin adalah tidak ada metoda yang mapan untuk mengisolasikan lignin
dalam kondisi asli dari serat. Lignin tidak terhidrolisis oleh asam, hanya dapat
larut di dalam alkali panas, dapat teroksidasi, dan dengan mudah terkondensasi
dengan fenol (Bismarck et al, 2005).
Tahan terhadap proses hidrolisis oleh asam-asam mineral tetapi mudah larut
dalam larutan sulfit dalam keadaan biasa. Lignin berfungsi untuk melindungi
hemiselulosa dan selulosa dari aksi kimiawi. Dibandingkan dengan selulosa atau
hemiselulosa, pemecahan lignin terjadi sangat lambat oleh jamur dan bakteri
(Schlegel dan Schmidt, 1994).
2.3. Papan Serat
Papan serat adalah produk panel kayu yang dihasilkan melalui proses pengempaan
serat kayu atau bahan baku berlignoselulosa lain dengan ikatan utama berasal dari
bahan baku yang bersangkutan (khususnya lignin) atau bahan lain (khususnya
perekat) untuk memperoleh sifat khusus (SNI 01 -4449-2006). Papan serat
merupakan produk rekonstitusi kayu atau serat berlignoselulosa lain (seperti
11
merang padi, bambu, ampas tebu, tandan kosong kelapa sawit, dan limbah
pertanian/perkebunan).
Sifat bahan baku sangat berpengaruh terhadap papan serat yang dihasilkan. Sifat
tersebut antara lain berat jenis, kandungan kimia, dan dimensi serat. Selain sifat
bahan baku, perekat, bahan tambahan (additives) dan pengempanan juga dapat
berpengaruh terhadap mutu papan serat. Kandungan kimia bahan baku yang
berpengaruh terhadap papan serat yang dihasilkan adalah zat ekstraktif dan lignin.
Zat ekstraktif antara lain berupa lemak, minyak, tanin dan resin. Lemak dan
minyak berpengaruh negatif terhadap papan serat, karena dapat mengurangi daya
ikat serat, sedangkat tanin dan resin berpengaruh positif karena dapat menambah
kekuatan ikatan lembaran sehingga dapat mengurangi penggunaan bahan
penolong (Silitonga et al dalam Idris, 1994). Lignin berfungsi sebagai bahan
pengikat dalam lembaran papan serat (FAO dalam Idris, 1994).
Klasifikasi papan serat berdasarkan kerapatannya terbagi menjadi papan serat
berkerapatan rendah (low density fiberboard) dengan kerapatan <0,40 g/cm3 dapat
disebut juga dengan papan isolasi, papan serat kerapatan sedang (medium density
fiberboard) dengan kerapatan 0,40-0,80 g/cm3, dan papan serat berkerapatan
tinggi (high density fiberboard) yaitu kerapatan >0,80 g/cm3 papan serat
berkerapatan tinggi dapat disebut juga dengan hardboard. Papan serat kerapatan
sedang terbuat dari serat-serat kayu atau bahan lain yang mengandung
lignoselulosa dan pada proses pembuatannya ditambahkan resin sintetis sebagai
perekat (Maloney 1977 dalam Amurwaraharja 1996). Papan MDF dan hardboard
12
banyak digunakan untuk bahan peredam suara, dinding penyekat, mebel, bagian
peralatan elektronik, interior kendaraan, dan konstruksi ringan hingga sedang
(Smook, 2002).
Pembuatan papan serat dapat dilakukan dengan dua metode produksi yaitu proses
basah (wet process) dan proses kering (dry process). Klasifikasi menurut SNI 01-
4449-2006 adalah sebagai berikut :
1. Papan serat proses basah, merupakan pembentukan lembaran papan serat yang
dilakukan dengan bantuan media air. Pulp akan dicampur dengan air
kemudian dipindahkan ke saringan kasa dan air pada pulp dihilangkan
menggunakan penghisap, pemberian kempa pendahuluan, dan kempa panas.
2. Papan serat proses kering, yaitu pembentukan papan serat yang tidak
dilakukan dengan media air tetapi dengan bantuan udara. Pulp yang
dihasilkan dikeringkan dan ditambahkan perekat kemudian dimasukkan ke
dalam alat pembentuk lembaran, dikempa menggunakan kempa berbentuk
silinder selanjutnya dikempa panas.
Pada proses pembuatan papan serat terdapat proses penggilingan serat dari stock
yang dihasilkan (refining). Proses ini bertujuan untuk mendapatkan sifat - sifat
serat yang lebih baik dan untuk tujuan tertentu, dimana serat harus mendapatkan
perlakuan mekanis yaitu penggilingan yang membawa tiga dampak utama yaitu :
pemotongan serat, fiblilasi eksternal dan internal. Fibrilasi eksternal terjadi
karena lepasnya dinding primer serat dengan atau tanpa dinding sekunder dan
akan menghasilkan serat halus, sedangkan fibrilasi internal terjadi karena
terbentuknya fiblil - fibril pada bagian dalam serat. Ketahanan sobek meningkat
13
pada awal penggilingan dan selanjutnya menurun karena sangat dipengaruhi oleh
panjang serat. Untuk menghasilkan kekuatan yang tinggi penggilingan harus
memaksimalkan fibrilasi, baik fibrilasi internal maupun eksternal dan
meminimalkan terjadinya pemotongan serat.
Dalam standar papan serat yang dikeluarkan oleh beberapa negara masih mungkin
terjadi perbedaan dalam hal kriteria, cara pengujian dan persyaratannya.
Walaupun demikian, secara garis besar persyaratan tersebut sama. Standar SNI
01-4449-2006 untuk pengujian papan serat dapat dilihat pada Tabel 2. Persyaratan
menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) dan sifat fisis dan mekanis papan serat
khususnya papan serat berkerapatan sedang (MDF) dapat dilihat pada SNI 01-
4449-2006 pada Tabel 3.
Tabel 2. Nilai sifat fisis dan mekanis papan serat menurut SNI 01-4449-2006
Sifat Fisis dan Mekanis SNI 01-4449-2006
Kerapatan (g/cm3)
PSKR < 0,40
PSKS 0,40 – 0,84
PSKT > 0,84
Kadar air (%) Maks 13
Daya serap air (%) -
Pengembangan tebal (%)
PSKR Maks 10
PSKS
Tipe 30
Tipe 25
Tipe 15
PSKT
MOR (kgf/cm2)
MOE (kgf/cm2)
< 17 %
< 12 %
< 10 %
-
51 – 306
0,82 – 22,5
14
Tabel 3. Sifat fisis mekanis papan serat kerapatan sedang (SNI 01-4449-2006)
Tipe
Papan Serat
Density
(g/cm3)
MC
(%)
TS
maksimal
(%)
MOE
min. 104
kg/cm2
MOR
kg/cm2
IB
kg/cm2
Tipe 30 < 17 ≥ 2,55 ≥ 306 ≥ 5,1
Tipe 25 0,40 – 0,84 ≤ 13 < 12 ≥ 2,04 ≥ 255 ≥ 4,1
Tipe 15 < 10 ≥ 1,33 ≥ 153 ≥ 3,1
Tipe 5 - ≥ 0,82 ≥ 51 ≥ 2,1
2.4. Proses Pembuatan Papan Serat
2.4.1. Pengeringan
Pengeringan dilakukan dengan tujuan agar kadar air pada bahan baku sesuai
dengan yang diharapkan. Dalam pembuatan papan serat, kadar air hamparan
(campuran partikel dengan perekat) yang optimum adalah 13%. Apabila terlalu
tinggi, akan berpengaruh terhadap papan serat yang dihasilkan yaitu kekuatan
lentur dan kekuatan rekat internal papan serat akan menurun.
2.4.2. Pemotongan
Proses pemotongan bahan baku bertujuan untuk mengecilkan ukuran selulosa
yang terkandung dalam bahan tersebut sehingga selulosa akan mudah untuk
bereaksi dengan air.
2.4.3. Perendaman
Perendaman dilakukan untuk mengurangi zat ekstratif dalam bahan sehingga
kualitas papan serat lebih baik. Semakin lama papan serat direndam dalam air
dingin maka semakin rendah pengembangan tebal papan serat yang dihasilkan.
15
Dengan demikian, air akan melarutkan zat ekstratif dan daya rekat papan serat
lebih kuat.
2.4.4. Penghancuran (refining)
Sebelum dilakukan penghancuran serat daun nanas panjang. Sehingga
penghancuran atau refining dilakukan untuk memberikan hasil akhir berupa bubur
atau pulp dan memudahkan dalam pencetakan bahan baku menjadi papan serat.
Karakteristik serat daun nanas setelah penghancuran akan menjadi serat pendek.
Proses ini dilakukan dengan menghancurkan bahan menggunakan blender dan
ditambahkan perekat organik agar bahan baku dan air bercampur sempurna.
Penggilingan dihentikan ketika derajat kehalusan pulp mencapai 600-700 mL
CSF. Delignifikasi yang semakin intensif, berakibat pula lebih banyak senyawa
pentosan yang terekspos pada permukaan serat dan pentosan banyak berperan
sebagai pelumas (lubricant) pada proses penggilingan pulp (Smook, 2002).
Pentosan memudahkan proses penggilingan serat pulp sehingga tak mudah rusak
pada perlakukan mekanis.
2.4.5. Pendiaman Pulp
Pendiaman pulp bertujuan untuk penghilangan getah dalam bahan sehingga yang
tersisa adalah serat dan bertujuan untuk memperpanjang permukaan selulosa pada
daun nanas tersebut. Setelah didiamkan pulp disaring menggunakan saringan.
Dan dilakukan penambahan perekat organik yaitu tapioka.
Dalam pembuatan papan serat, dibutuhkan bahan perekat untuk menyatukan
ikatan antar serat bahan. Bahan perekat yang umumnya digunakan adalah urea
16
formaldehida, phenol formaldehida dan melamin formaldehida tergantung dari
tujuan akhir penggunaan papan serat. Perekat urea formaldehida paling banyak
digunakan dalam pembutaan papan serat, namun perekat seperti urea
formaldehida, melamin formaldehida, phenol formaldehida, serta isosianat
merupakan perekat yang menggunakan bahan baku turunan minyak bumi
sehingga tidak ramah lingkungan dan memiliki harga relatif mahal. Oleh karena
itu diperlukan perekat pengganti tapioka yaitu dengan perekat organik seperti
tapioka. Pada penelitian Sihombing (2015) menggunakan perekat tapioka dalam
pembuatan papan partikel berbahan ampas tebu dengan variasi perbandingan
komposisi antara partikel ampas tebu dan perekat tapioka, 90% -10 %, 80% -
20%, 70%-30%,60%-40%.
2.4.6. Pencetakan
Sebelum dilakukan pencetakan dilakukan pengepresan agar hasil yang berupa
bubur atau pulp menjadi lebih kompak atau padat dengan waktu yang ditentukan
yaitu 60 dan 120 menit. Pencetakan dilakukan untuk membentuk papan serat
sesuai dengan ukuran yang dikehendaki. Proses pencetakan bertujuan untuk
menyusun kembali serat yang telah mengalami perlakuan mekanis hingga menjadi
papan serat.
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret – Mei 2018 di Lab. Daya Alat dan
Mesin Pertanian (DAMP), Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian,
Universitas Lampung.
3.2. Alat dan Bahan
Alat yang akan digunakan dalam penelitian ini yaitu oven, timbangan digital,
pisau, gunting, baskom, toples, blender, mistar, saringan, alat press (molding),
jangka sorong dan plastik zip. Sedangkan bahan yang digunakan adalah daun
nanas, perekat organik (tapioka), dan air.
3.3. Rancangan Percobaan
Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap faktorial (RAL) 2 faktor.
Faktor 1 pemberian perekat dengan 4 taraf perlakuan dan faktor 2 waktu pressing
dengan 2 taraf perlakuan. Faktor 1 yaitu pemberian perekat organik (tapioka) :
b. Pemberian 0% tapioka;
c. Pemberian 10% tapioka;
d. Pemberian 20% tapioka;
18
e. Pemberian 30% tapioka.
Faktor 2 yaitu waktu pressing :
a. 60 menit;
b. 120 menit.
Sehingga diperoleh 8 kombinasi perlakuan dengan 3 kali ulangan dan 24 satuan
percobaan.
3.4. Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian dilakukan dengan tahapan-tahapan seperti disajikan pada
diagram alir (Gambar 3)
19
Gambar 3. Diagram alir
3.4.1. Pengambilan Daun Nanas
Pengambilan daun nanas yaitu di PT GGP Lampung Tengah karena disana
merupakan perusahaan penghasil nanas terbesar sehingga memiliki limbah daun
nanas dalam jumlah yang banyak.
Mulai
Penghancuran (refining)
Pengambilan daun nanas
Perendaman
Pengeringan
Pemotongan
Pendiaman pulp
Pencetakan
Selesai
Pengujian dan analisa data
20
3.4.2. Pengeringan
Sebelum dikeringkan daun nanas dibersihkan dahulu dari durinya menggunakan
pisau. Proses pengeringan dilakukan dengan bantuan sinar matahari dengan suhu
110oC selama kurang lebih 5 hari. Pengeringan dilakukan untuk memperoleh
kadar air daun nanas yaitu sekitar 12-14%.
3.4.3. Pemotongan
Setelah dikeringkan diambil daun nanas sebagai sampel untuk dihitung kadar
airnya. Setelah kadar air akhir daun nanas 12-14% maka dilakukan pemotongan.
Daun nanas yang sudah dikeringkan dipotong menggunakan gunting dengan
ukuran 1 atau 2 cm.
3.4.4. Perendaman
Daun nanas yang telah dipotong-potong dilakukan perendaman dengan air bersih
di dalam baskom kemudian disimpan dalam suhu ruang selama 7 hari.
Perendaman ini bertujuan untuk mengembangkan serat yang ada pada daun
nanas.
3.4.5. Penghancuran (refining)
Setelah dilakukan perendaman daun nanas diambil dan ditiriskan dari air
perendaman. Proses penghancuran yaitu menggunakan blender. Daun nanas
dimasukkan ke dalam blender dan dicampur dengan air bersih dengan
perbandingan 1:2 dan diblender selama 10 menit dengan kecepatan maksimal.
21
3.4.6. Perendaman Pulp
Setelah daun nanas dihancurkan maka hasil akhir akan seperti bubur. Bubur daun
nanas dimasukkan ke dalam toples kedap udara dan disimpan dalam suhu ruang
selama 7 hari. Proses perendaman ini bertujuan untuk memperpanjang permukaan
selulosa pada daun nanas tersebut.
3.4.7. Pencetakan
Bubur yang disimpan selama 7 hari akan mengendap kemudian dilakukan
penyaringan menggunakan saringan. Dilakukan penambahan perekat organik
tapioka 0%, 10%, 20%, dan 30%. Kemudian dicetak menggunakan cetakan
(molding) atau alat press sehingga papan serat berukuran 10x10cm selama
perlakuan yaitu 60 menit dan 120 menit.
3.5. Parameter Penelitian
Parameter penelitian meliputi:
1. Sifat Fisis:
a. Kerapatan Papan Serat
Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm yang sudah dalam keadaan kering
udara ditimbang. Kemudian pengukuran dimensi dilakukan meliputi panjang,
lebar, dan tebal untuk mengetahui volume contoh uji. Kerapatan papan dihitung
menggunakan rumus:
........... (1)
22
b. Kadar Air
Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang berat kering udara (BKU),
kemudian oven pada suhu 103±2°C selama 24 jam, setelah dioven contoh uji
dimasukan ke dalam desikator selama 10 menit, kemudian dikeluarkan untuk
ditimbang. Selanjutnya dimasukan kembali ke dalam oven selama ± 3 jam, dan
dimasukan kedalam desikator, dikeluarkan dan ditimbang. Demikian selanjutnya
hingga mencapai berat konstan yaitu berat kering oven (BKO). Nilai kadar air
dihitung menggunakan rumus:
.........(2)
Keterangan:
BA = Berat Awal (g)
BKO = Berat Kering Oven (g)
c. Daya Serap Air
Contoh uji 5 cm x 5 cm x 1 cm pada kondisi kering udara ditimbang beratnya
(B0). Kemudian direndam dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam. Selanjutnya
contoh uji diangkat dan ditiriskan sampai tidak ada lagi air yang menetes,
kemudian timbang kembali beratnya (B1). Nilai daya serap air dihitung
menggunakan rumus:
...........(3)
Keterangan:
B0 = Berat Awal (g)
B1 = Berat setelah perendaman (g)
23
d. Pengembangan Tebal Papan Serat
Uji ini berhubungan dengan uji daya serap air, dengan ukuran sampel 5 cm x 5 cm
x 1 cm. Papan serat yang telah terbentuk kemudian direndam dalam air selama
beberapa waktu. Sehingga dapat dihitung pengembangan tebal papan serat yang
menyerap air.
....... (4)
Keterangan:
T0 = Tebal Awal (cm)
T1 = Tebal setelah perendaman (cm)
2. Mutu Penampilan Papan Serat Berdasarkan SNI 01-4449-2006
Menurut SNI 01-4449-2006 tentang papan serat dicantumkan syarat khusus
penampilan untuk papan serat biasa yang mencakup papan serat kerapatan rendah,
papan serat kerapatan sedang, dan papan serat kerapatan tinggi, untuk menentukan
mutu penampilan papan. Syarat khusus disajikan pada Tabel 4.
3.6. Analisis Data
Pada penelitian ini data yang diperoleh akan dianalisis dengan menggunakan
analisis ragam (ANOVA), apabila berpengaruh dilakukan uji lanjut BNT pada
taraf 5%. Data yang telah diuji disajikan dalam bentuk tabel dan grafik.
24
Tabel 4. Syarat khusus mutu penampilan papan serat (SNI 01-4449-2006)
No Jenis Cacat Mutu
A B C D
1 Partikel kasar
di
permukaan
papan
serat (debu,
sisa
pengampelasan
,
serat lepas,
pasir,
dsb)
Maksimum 3
buah, tidak
berkelompok
Maksimum 10
buah, tidak
berkelompok
Maksimum
15
buah
Maksimum
20
Buah
2 Noda minyak Tidak
diperkenankan
Tidak
Diperkenankan
Maksimum
diameter 1.0
cm, 1 buah
Maksimum
diameter 2.0
cm,
maksimum
4 buah
3 Noda perekat Tidak
diperkenankan
Maksimum
diameter 1.0
cm,
maksimum 2
buah
Maksimum
diameter 2.0
cm,
maksimum
2 buah
Maksimum
diameter
4.0 cm,
maksimum
2 buah
4 Rusak tepi Tidak
diperkenankan
Tidak
Diperkenankan
Maksimum
lebar
5.0 mm,
panjang
maksimum
100
mm
Maksimum
lebar
10.0 mm,
panjang
maksimum
200 mm
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah :
1. Papan serat daun nanas memiliki kerapatan 0,33 – 0,59 g/cm3
termasuk
kedalam papan serat kerapatan rendah dan papan serat kerapatan sedang,
kadar air 9,14 – 10,86 %, daya serap air papan setelah perendaman 2 jam yaitu
119,34% - 221,34%, daya serap air papan setelah 24 jam berkisar antara
132,04 % - 235,97 %, dan pengembangan tebal 18,95 – 26,01 %.
2. Perlakuan terbaik untuk mendapatkan papan serat dengan kerapatan rendah
yaitu pada perlakuan tanpa pemberian perekat sedangkan perlakuan terbaik
untuk mendapatkan papan serat kerapatan sedang pada perlakuan pemberian
perekat ≥ 10%.
3. Syarat khusus mutu berdasarkan penampilan papan pada perlakuan tanpa
perekat persentase papan mutu A 16,67 %, mutu B 16,67 % dan mutu C 66,67
%. Perlakuan dengan kadar perekat 10% persentase papan dengan mutu A
16,67 %, mutu B 66,67 %, dan mutu C 16,67 %. Perlakuan dengan kadar
perekat 20% perstentase papan dengan mutu A 33,33 %, mutu B 50 %, dan
mutu C 16,67 %. Dan perlakuan dengan kadar perekat 30% persentase papan
dengan mutu A 33,33 %, mutu B 50%, dan mutu C 16,6 7%.
50
5.2. Saran
1. Sebaiknya menggunakan mesin pengering untuk mengeringkan bahan yang
bersifat higroskopis yang akan digunakan sebagai papan serat agar tidak
menggunakan waktu yang lama dalam proses pengeringan ini.
2. Perlu dilakukan uji lebih lanjut dalam penentuan sifat mekanis pada papan
serat.
3. Perlu dilakukan modifikasi alat pencetak dengan dimensi yang lebih luas dan
menggunakan kempa panas.
DAFTAR PUSTAKA
Amurwaraharja, I. P. 1996. Sifat Fisis Mekanis Papan Serat Berkerapatan Sedang.
(Skripsi). Jurusan Teknologi Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. Institut
Pertanian Bogor, Bogor.
Anindyawati, T. 2009. Porspek Enzim dan Limbah Berlignoselulosa untuk
Produksi Bioetanol. Jurnal Berita Selulosa 44(1): 49-56.
Anton, S. 2012. Pembuatan dan Uji Karakteristik Papan Partikel dari Serat Buah
Bintaro (Cerbera Manghas). (Skripsi). Fakultas Teknologi Pertanian. Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
Badan Pusat Statistik. 2014. Produksi buah-buahan di Indonesia 2010-2014.
http://www.pertanian.go.id/ap_pages/mod/datahorti. Diakses pada 28
Oktober 2017
Bartholomew, D.P., Paull, R.E., and Rohrbach, K.G. 2003. The Pineapple :
Botany, Production and Uses. CABI publishing, London.
Bismarck, A., Mishra, S., and Lampke, T. 2005. Plant Fibers as Reinforcement
for Green Composites. In: Mohanty, A.K., Misra, M., and Drzal, L.T. (Ed.),
Natural Fibers, Biopolymer, and Biocomposites. CRC Press Tailor and
Francis group, Boca Raton.
Bowyer J.L., Shmulsky, and Haygreen, J.G. 2003. Forest Products and Wood
Science- An Introduction, Fourth edition. Iowa State University Press.
Departemen Kehutanan. 2009. Data Potensi Hutan Rakyat di Indonesia.
Direktorat Jenderal Rehabilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial. Departemen
Kehutanan, Jakarta.
52
Erniwati, Hadi, Y.S., Massijaya, M.Y., dan Nugroho, N. 2006. Kualitas Papan
Komposit Berlapis Anyaman Bamboo (II) : Penggunaan Berbagai Kadar
Parafin. Jurnal Teknolgi Hasil Hutan 19 (2) : 11 – 18.
Febrianti, S. 2015. Pembuatan Papan Partikel Dari Ampas Tebu (Saccharum
Officinarum) Dengan Menggunakan Perekat Tapioka Dan Parafin. (Skripsi).
Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Fessenden, R. J. and Fessenden, J.S. 1992. Kimia Organiik, Jilid 2, Edisi ketiga.
Penerbit Erlangga, Jakarta.
Hakim, L., Herawati, E., dan Wistara, I.N.J. 2011. Papan Serat Berkerapatan
Sedang Berbahan Baku Sludge Terasetilasi Dari Industri Kertas. Makara
Teknologi 15(2) : 123-130.
Haygreen J.G., and Bowyer, J.L. 1986. Hasil Hutan Ilmu Kayu, Suatu Pengantar.
Hadikusumo SA, penerjemah. Yogyakarta : UGM Press.Terjemahan dari:
Forest Products and Wood Science, an Introduction.
Hermiati, E., Mangunwidjaja, D., Sunarti, T.C., Suparno, O., dan Prasetya, B.
2010. Pemanfaatan Biomassa Lignoselulosa Ampas Tebu untuk Produksi
Bioetanol. Jurnal Litbang Pertanian 29 (4) : 121 – 130.
Hidayat, P. 2008. Teknologi Pemanfataan Serat Daun Nanas sebagai Alternatif
Bahan Baku Tekstil. Jurnal Teknoin 13 : 31 – 35.
Idris, K. 1994. Pembuatan Papan Serat Berkerapatan Sedang dari Kayu
Daun Lebar dengan Proses Panas Mekanis. (Skripsi). Jurusan Teknologi
Industri Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor,
Bogor.
Klemm, D. 1998. Comprehensive Cellulose Chemistry. Volume I. Wiley-VCH,
New York.
Kollman, F.F.P., Kuenzi, E.W., and Stamm, A.J. 1975. Principles of Wood
Science and Technology II. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, New York.
Lynd L.R., Weimer, P.J., van Zyl, W.H., and Pretorius, I.S. 2002. Microbial
Cellulosa Utilization:Fundamentals And Biotechnology. J. of Int
Microbiology and Molecular Biology Reviews 66 : 506 – 577.
53
Massijaya, M.Y., Hadi, S., Tambunan, B., Bakar, E.S., dan W.A. Subari. 2000.
Penggunaan Limbah Plastik Sebagai Komponen Bahan Baku Papan Partikel.
Jurnal Teknologi Hasil Hutan. XIII (2) : 18 – 24.
Nurhayati. 2013. Penampilan Ayam Pedaging yang Mengkonsumsi Pakan
Mengandung Kulit Nanas Disuplementasi dengan Yoghurt. Jurnal Agripet
13 (02) : 15 – 20.
Olesen, P.O., and Plackett, D.V. 1999. Perspectives on the Performance of
Natural Plant Fibres. In: Natural Fibres Performance Forum Copenhagen. p.
27th-28th May 1999. Copenhagen, Denmark.
Onggo, H. dan Astuti, J.T. 2005. Pengaruh Sodium Hidroksida dan Hidrogen
Peroksida Terhadap Rendemen dan Warna Pulp Dari Serat Nanas. Jurnal
Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis 3 (1) : 1 – 7.
Perez, J., Munoz , J., Rubia, T., and Martinez, J. 2002. Biodegradation and
Biological Treatments Of Cellulose, Hemicelluloses And Lignin: An
Overview. J. of Int Microbiol 5 : 53 – 63.
Putri, D.R. 2009. Pengaruh Ukuran Contoh Uji Terhadap Beberapa Sifat Papan
Partikel Dan Papan Serat. (Skripsi). Departemen Hasil Hutan, Fakultas
Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Raharjo, A.T.W., Suryapratama,W., dan Widiyastuti, T. 2013. Pengaruh
Imbangan Rumput Lapang – Konsentrat Terhadap Kecernaan Bahan Kering
Dan Bahan Organik Secara In Vitro. Jurnal Ilmiah Peternakan 1 (3) : 796 –
803.
Riama, G., Veranika, A., dan Prasetyowati. 2012. Pengaruh H2O2, Konsentrasi
NaOH dan Waktu Terhadap Derajat Putih Pulp dari Mahkota Nanas. Jurnal
Teknik Kimia 18(3) : 27 – 28.
Saputro, D.D., Widayat,W., Rusiyanto, Saptoadi, H., dan Fauzun. 2012.
Karakterisasi Briket Dari Limbah Pengolahan Kayu Sengon dengan Metode
Cetak Panas. Prosiding. Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi
(SNAST) Periode III, Yogyakarta.
Schlegel, H.G. and Schmidt, K. 1994. Mikrobiologi Umum Edisi keenam. Alih
Bahasa: Baskoro T. UGM-Press,Yogyakarta.
Sjostrom, E. 1995. Kimia Kayu dan Dasar-Dasar Penggunaan. Edisi 2.
Terjemahan Hardjono Sastrohamidjojo. UGM Press, Yogyakarta.
54
Sihombing, A. 2015. Analisis Papan Partikel Berbahan Baku Ampas Tebu
Terhadap Kekuatan Tarik Dengan Menggunakan Perekat Tepung Tapioka.
Jurnal Pendidikan Teknik Mesin 1 (2) : 1 – 14.
Siregar, H.S., Rudi, H., Tito, S., dan Apri, H.I. 2015. Variasi Suhu dan Waktu
Pengempaan Terhadap Kualitas papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa
Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida. Jurnal Kehutanan Universitas
Sumatra Utara 2 (3) : 11 – 17.
Soedarya, P. 2009. Budidaya Usaha Pengolahan Agribisnis Nanas. Pustaka
Grafika, Bandung.
Suparjo. 2010. Analisis Bahan Pakan Secara Kimiawi: Analisis Proksimat dan
Analisis Serat. Fakultas Peternakan Universitas Jambi, Jambi.
Suryanto, H. 2015. Thermal Degradation of Mendong Fiber. In: 6th International
Conference on Green Technology. Prosiding. Universitas Islam Negeri
Malang, Malang, pp. 306–309.
Smook, G.A. 2002. Handbook for Pulp and Paper Technologists. 3rd Edition.
Angus Wilde Publications, Inc., 207.
SNI 01-4449-2006. Papan Serat. Badan Standardisasi Nasional, Jakarta.
Syafii, W. 2000. Sifat Pulp Daun Kayu Lebar dengan Proses Organosolv. Jurnal
Teknologi Industri Pertanian 10 (2) : 54 – 55.
Umam, T., Setyawati, D., Diba F. 2017. Kualitas Papan Komposit Serat Kulit
Batang Sagu Dan Plastik Polipropilena (Pp) Berlapis Finir Dan Bambu.
Jurnal Hutan Lestari 5 (4) : 942 – 951.