pemanfaatan daun nanas sebagai bahan baku …digilib.unila.ac.id/32386/3/skripsi tanpa bab...

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 %.


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


ABSTRACT

UTILIZATION OF PINEAPPLE LEAVES AS MATERIAL OF

FIBERBOARD WITH ORGANIC ADHESIVE

By


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%.


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


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,


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



19. Perhitungan kadar air ulangan 1 ..................................................................... 57



22. Rata-rata kadar air papan serat ....................................................................... 58

23. Perhitungan daya serap air ulangan 1............................................................. 58



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



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





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


39. Noda perekat papan dengan kadar perekat 20% mutu B ............................... 74


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.

http://www.pertanian.go.id/ap_pages/mod/datahorti.%20Diakses%20pada%2028%20Oktober%202017

http://www.pertanian.go.id/ap_pages/mod/datahorti.%20Diakses%20pada%2028%20Oktober%202017

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.

pemanfaatan daun nanas sebagai bahan baku …digilib.unila.ac.id/32386/3/skripsi tanpa bab...

Documents