vol. 12• no. 2 • juli 2014 issn 1693-3834 -...

Vol. 12• No. 2 • Juli 2014 ISSN 1693-3834

Daftar Isi Artikel Asli: Ekstrak dan Serbuk Kayu Jati sebagai Larvasida Aedes aegypti (Larvicide Activity of Teak Wood Powder and Its Extract to Dengue FeverMosquito) Deded S Nawawi, Anne Carolina, Cahyo Werdiningsih ……………….…...

101-107

Potensi Ekstrak Kulit Kayu dari Hutan Gunung Salak sebagai AgenAntidiabetes dan Antikanker (Potential Antidiabetic and Anticancer Agents from the Inner Bark Extractives of Mount Salak Forest Woods) Rita K Sari, Wasrin Syafii, Nur Azizah, Juliasman, Muhammad Fadli, Minarti …………….…………………………………………..……………..

108-117

Sifat Keawetan Alami dan Pengawetan Kayu Mangium, Manii danSengon secara Rendaman Dingin dan Rendaman Panas Dingin (Natural Durability and Preservative Treatability of Mangium, Manii andSengon Woods by Cold Soaking and Hot-Cold Soaking Methods) Trisna Priadi, Gendis A Pratiwi ……………………..……………..………...

118-126

Pengaruh Perlakuan Alkali terhadap Wettability pada Komposit Serat Sabut Kelapa–Polyester (Effects of Alkali Treatment on Wettability of Coconut Fiber – Polyester Composites) Imran S Musanif, Daud O Topayung, Oktovian BA Sompie ………….……

127-133

Kekuatan Tekan Tegak Lurus Serat Cross Laminated Timber (CLT) Tiga Jenis Kayu Rakyat (Compression Strength Perpendicular to the Grain of Cross LaminatedTimber (CLT) of the Three Community Wood Species) Muthmainnah, Sucahyo Sadiyo, Lina Karlinasari ………….….……………

134-145

Keawetan Alami Lima Jenis Bambu terhadap Serangan Rayap danBubuk Kayu Kering (Natural Durability of Five Bamboo Species Against Termites and Powder Post Beetle) Fauzi Febrianto, Adiyantara Gumilang, Sena Maulana, Imam Busyra,Agustina Purwaningsih ……………………………………….……………..

146-156

Karakteristik Papan Laminasi dari Batang Kelapa Sawit (The Characteristics of the Laminated Board of Oil Palm Trunk) Atmawi Darwis, Muhammad Y Massijaya, Naresworo Nugroho, Eka M Alamsyah …………………………………………………………………….

157-168

Vol. 12• No. 2 • Juli 2014 ISSN 1693-3834

Pengaruh Pengukusan dan Pengempaan Panas terhadap BeberapaSifat Kayu Jabon untuk Bahan Mebel (The Effect of Steaming and Heat-Compression on the Properties of Jabon Wood for Furniture Materials) Efrida Basri, Abdurachman, Wahyu Dwianto.............................................

169-177

Characteristics of Soda Pulp from Distilled Vetiver Root Firda A Syamani, Subyakto, Sukardi, Ani Suryani……………..…………… 178-185

Sifat Fisis dan Mekanis Glulam dari Kayu Samama (Physical and Mechanical Properties of Samama Wood Glulam) Tekat D Cahyono, Syarif Ohorella, Fauzi Febrianto, Trisna Priadi, Imam Wahyudi…………………………………………………………….………...

186-195

Peningkatan Rendemen Gula Pereduksi dari Kayu Jabon dengan Perlakuan Air Kapur (Ca(OH)2) (Lime Pretreatment on Jabon Wood to Improve Its Reducing Sugar Yield) Yusup Amin, Wasrin Syafii, Nyoman J Wistara, Bambang Prasetya ….……

196-206

Vol. 12 • No. 2 • Juli 2014 ISSN 1693-3834

Jurnal Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis (Journal of Tropical Wood Science and Technology)

Artikel dalam Volume 12 Nomor 1

Trace Elements Measurement of Mangium Wood (Acacia mangium) by AAS

Nyoman J Wistara, Evelin Yustiana

1-10

Perubahan Warna Kayu Jabon Terwarnai Ekstrak Kulit Kayu Samak (Syzygium inophyllum)

Muflihati, Deded S Nawawi, Istie S Rahayu, Wasrin Syafii

11-19

Distribusi Bahan Pengawet Larut Air pada Kayu Diawetkan secara Sel Penuh dan Sel Kosong

Fauzi Febrianto, Adiyantara Gumilang, Anne Carolina, Fengki S Yoresta

20-32

Studi Eksperimental Perilaku Lentur Balok Glulam Kayu Pinus (Pinus merkusii )

Fengky S Yoresta 33-38

Bond Ability of Oil Palm Xylem with Isocyanate Adhesive

Atmawi Darwis, Muhammad Y Massijaya, Naresworo Nugroho, Eka M Alamsyah, Dodik R Nurrochmat

39-47

Uji Bioaktivitas Zat Ekstraktif Pohon Mindi (Melia azedarach Linn) dengan Metode Brine Shrimp Lethality Test

Wasrin Syafii, Rita K Sari, Siti Maemunah

48-55

Proporsi Kayu Teras dan Sifat Fisik-Mekanik pada Tiga Kelas Diameter Kayu Gelam (Melaleuca sp) dari Kalimantan Tengah

Wahyu Supriyati, Tibertius A Prayitno, Soemardi, Sri N Marsoem

56-64

Karakteristik Bambu Lapis Menggunakan Anyaman Kajang dari Bambu Andong (Gigantochloa pseudoarundinaceae)

Ega P Yoga, Sukma S Kusuma, Jajang Suryana, Muhammad Y Massijaya

65-73

Sifat Permesinan Dua Jenis Kayu Kurang Dimanfaatkan Asal Papua Barat

Wahyudi, Muhamad Makrus, Antonius EB Susilo

74-81

Carbon Dioxide Injection in Bamboo Cement Board Manufacturing

Bakri, Suhasman 82-90

Aktivitas Antiproliferasi Ekstrak Kulit dan Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.) terhadap Sel Kanker Serviks HeLa dan Payudara MCF7

Rita K Sari, Devi Armilasari, Deded S Nawawi, Wayan Darmawan

91-100

Vol. 12 • No. 2 • Juli 2014 ISSN 1693-3834


Artikel dalam Volume 12

Nomor 2

Ekstrak dan Serbuk Kayu Jati sebagai Larvasida Aedes aegypti

Deded S Nawawi, Anne Carolina, Cahyo Werdiningsih

101-107

Potensi Ekstrak Kulit Kayu dari Hutan Gunung Salak sebagai Agen Antidiabetes dan Antikanker

Rita K Sari, Wasrin Syafii, Nur Azizah, Juliasman, Muhammad Fadl, Minarti

108-117

Sifat Keawetan Alami dan Pengawetan Kayu Mangium, Manii dan Sengon secara Rendaman Dingin dan Rendaman Panas Dingin

Trisna Priadi, Gendis A Pratiwi

118-126

Pengaruh Perlakuan Alkali terhadap Wettability pada Komposit Serat Sabut Kelapa–Polyester

Imran S Musanif, Daud O Topayung, Oktovian BA Sompie

127-133

Kekuatan Tekan Tegak Lurus Serat Cross Laminated Timber (CLT) Tiga Jenis Kayu Rakyat

Muthmainnah, Sucahyo Sadiyo, Lina Karlinasari

134-145

Keawetan Alami Lima Jenis Bambu terhadap Serangan Rayap dan Bubuk Kayu Kering

Fauzi Febrianto, Adiyantara Gumilang, Sena Maulana, Imam Busyra, Agustina Purwaningsih

146-156

Karakteristik Papan Laminasi dari Batang Kelapa Sawit

Atmawi Darwis, Muhammad Y Massijaya, Naresworo Nugroho, Eka M Alamsyah

157-168

Pengaruh Pengukusan dan Pengempaan Panas terhadap Beberapa Sifat Kayu Jabon untuk Bahan Mebel

Efrida Basri, Abdurachman, Wahyu Dwianto

169-177

Characteristics of Soda Pulp from Distilled Vetiver Root

Firda A Syamani, Subyakto, Sukardi, Ani Suryani

178-185

Sifat Fisis dan Mekanis Glulam dari Kayu Samama

Tekat D Cahyono, Syarif Ohorella, Fauzi Febrianto,

Trisna Priadi, Imam Wahyudi

186-195

Peningkatan Rendemen Gula Pereduksi dari Kayu Jabon dengan Perlakuan Air Kapur (Ca(OH)2)

Yusup Amin, Wasrin Syafii, Nyoman J Wistara, Bambang Prasetya

196-206

Vol. 12 • No. 2 • Juli 2014 ISSN 1693-3834


Indeks Penulis

Abdurachman 169 Maemunah S 48 Soemardi 56 Amin Y 196 Marsoem SN 56 Sompie OBA 127

Alamsyah EM 39, 157 Massijaya MY 39, 65, 157

Subyakto 178

Armilasari D 91 Minarti 108 Suhasman 82 Azizah N 108 Muflihati 11 Supriyati W 56 Bakri 82 Musanif IS 127 Suryana J 65 Basri E 169 Muthmainnah 134 Suryani A 178

Busyra I 146 Nawawi DS 11, 91,101

Susilo AEB 74

Cahyono TD 186 Nugroho N 39, 157 Syafii W 11, 48,108, 196

Carolina A 20, 101 Nurrohmat DR 39 Syamani FA 178

Darmawan W 91 Ohorella S 186 Topayung DO

127

Darwis A 39, 157 Prasetya B 196 Wahyudi 74 Dwianto W 169 Pratiwi GA 118 Wahyudi I 186

Fadli M 108 Prayitno TA 56 Werdiningsih C

101

Febrianto F 20, 146, 186

Priadi T 118, 186 Wistara NJ 1, 196

Gumilang A 20, 146 Purwaningsih A 146 Yoga EP 65 Karlinasari L 134 Rahayu IS 11 Yoresta FS 20, 33 Kusuma SS 65 Sadiyo S 134 Yustiana E 1

Makrus 74 Sari RK 48, 91, 108

Vol. 12 • No. 2 • Juli 2014 ISSN 1693-3834


Indeks Kata Kunci

-glucosidase 108 Furniture 169 Aedes aegypti 101 Gelam wood 56 Andong bamboo 65 Glulam 157, 186 Anthocephalus cadamba 91 Glulam beam 33 Anticancer 108 Heat pressure 169 Antidiabetic 108 Hela cervical

adenocarcinoma cell lines 91

Antiproliferative activity 91 Human MCF7 breast Cancer cell line

91

Acacia mangium 1 Heartwood 56 Artemia salina 48 Innerbark extractives 108 Atomic absorption spectrometry 1 Isocyanates 39 Bamboo 82, 146 Jabon wood 11, 196 Bark extract 11 Laminae 157 Bioactivity 48 Laminated board 39 Bond ability 39 Larvicide 101 Brine shrimp lethality test 48 Less-used species 74 Carbon dioxide injection 82 Lime pretreatment 196 Closed loop cycle 1 Line load 134 CLT 134 Machining properties 74 Cement board 82 Mechanical properties 186 Coconut fiber 127 Metallic contents 1 Compressive strength perpendicular to grain

134 Mindi 134

Contact angle 127 Mount salak forest 108 Diameter class 56 Modulus of rupture 33 Distribution pattern 20 Nangka 134 Droplet 127 Natural durability 118, 146 Dry wood termite 118, 146 Natural dye 11 Durability 20 Oil palm trunk 157 Empty cell process 20 Oil palm xylem 39 Enzymatic hydrolysis 196 Oxygen-based bleaching 1 Epoxy 65 Physical properties 186 Extractives 101 Physical-mechanical

properties 56, 157

Flexural behavior 33 Pinus merkusii 33 FT-IR analysis 178 Plybamboo 65 Full cell process 20 Powder post beetle 146

Vol. 12 • No. 2 • Juli 2014 ISSN 1693-3834


Indeks Kata Kunci

Preservative treatability 118 Tectona grandis 101 PVAC 65 Tectoquinone 101 Reducing sugar yield 196 toona sinensis 48 Samak wood 11 Vero normal cell lines 91 Samama wood 186 Vetiver root 178 Sengon 134 Water borne preservative 20 Simpur 74 Water gum 74 Soda pulping 178 Wettability 127 Steaming 169 Wood properties 169 Stiffness 33 X-ray diffraction 178

Subterranean termite 118, 146 Young age-jabon 169 Syzygium inophyllum 11

Vol. 12 • No. 2 • Juli 2014 ISSN 1693-3834


Ucapan Terima Kasih

Dewan Penyunting Jurnal Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis mengucapkan terima kasih kepada:

Dr. Ir. Adi Santoso (PUSTEKOLAH-KEMENHUT)

Prof (R). Dr. Ir. Anita Firmanti (PUSLITKIM) Dr. Ir. Dede Hermawan (IPB)

Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika (IPB) Dr. Ir. Eka Mulya Alamsyah (ITB)

Dr. Ganis Lukmandaru (UGM) Prof. (R). Dr. Gustan Pari (PUSTEKOLAH-KEMENHUT)

Dr. Ir. IsnaYuniar (UNMUL) Dr. Ir. IhakSumardi (ITB)

Prof. Dr. Imam Wahyudi (IPB) Prof. Kim Nam Hun (Kangwon National University, Korea) Dr. Lee Seung Hwan (Kangwon National University, Korea)

Dr. Lina Karlinasari (IPB) Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya (IPB) Prof. Dr. Musrizal Muin, M.Sc. (UNHAS)

Nyoman J Wistara, Ph.D. (IPB) Dr. Ir. Rudi Hartono (USU)

Dr. Suhasman (UNHAS) Prof. Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS. (IPB)

Dr. Wahyu Dwianto (LIPI) Prof. Dr. Wasrin Syafii (IPB)

Prof. Dr. Ir. Wayan Darmawan, M.Sc.(IPB) Prof. Dr. Yusuf Sudo Hadi (IPB)

Prof. Edi Suhaemi Bakar (University Putra Malaysia)

Sebagai penelaah naskah Jurnal Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis Volume 12 Nomor 1 dan 2 tahun 2014.

101 Ekstrak dan Serbuk Kayu Jati sebagai Larvasida Aedes aegypti Deded S Nawawi, Anne Carolina, Cahyo Werdiningsih

Ekstrak dan Serbuk Kayu Jati sebagai Larvasida Aedes aegypti (Larvicide Activity of Teak Wood Powder and Its Extract to Dengue Fever

Mosquito)

Deded S Nawawi*, Anne Carolina, Cahyo Werdiningsih

Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor Kampus IPB Darmaga Bogor, 16680

*Penulis korespondensi: [email protected]

Abstract

Dengue fever is transmitted to human by Aedes aegypti mosquito. Tectoquinone of teakwood extractives could be developed as natural larvicide for the mosquito due to its antifungal and insecticidal activities. However, larvicidal activities of Indonesian teak wood extract have not been investigated to a greater exten. In the present works, the larvicidal activity of teak wood extract and wood powder against fourth-instar larvae of A. aegypti was examined for different concentration of 2-methylanthraquinone based. Heartwood sample of 45 year old tree from East Java was used for the experiment. Isolation of extractives was carried out with ethanol: toluene (1:1 v/v). The concentration of 2-methylanthraquinone of the extract was determined by Pyr-Gas Chromatography Mass Spectrometry (Pyr-GC-MS). Larvacidal activity was expressed as a mortality of larva and lethal concentration (LC50 and LC90). The 2-methylanthraquinone was conformed as the main compound of teak wood extract. Teak wood extract was an effective larvicide against A. aegypti larvae. The LC50 and LC90 of the extract were found at 7.99 and 11.87 µg ml-1 of 2-methylanthraquinone, respectively. Higher lethal concentration was required by wood powder, i.e. with LC50 and LC90 of 849.30 µg ml-1 and 1051.10 µg ml-1, respectively.

Keywords: Aedes aegypti, extractives, larvicide, Tectona grandis, tectoquinone

Abstrak

Nyamuk Aedes aegypti adalah vektor penularan penyakit demam berdarah. Senyawa tektokuinon dari zat ekstraktif kayu jati berpotensi sebagai larvasida alami untuk nyamuk ini karena aktifitas insektisida dan anti jamurnya. Tetapi, aplikasi ekstrak kayu jati asal Indonesia sebagai larvasida A. aegypti belum intensif diteliti. Efektifitas ekstrak dan serbuk kayu jati sebagai larvasida nyamuk A. aegypti diuji pada konsentrasi berbeda berdasarkan komponen 2-metilantrakuinon. Ekstrak diisolasi dari kayu teras pohon jati berumur 45 tahun berasal dari Jawa Timur dengan metode sokhletasi berpelarut etanol:toluena (1:1 v/v). Konsetrasi 2-metilantrakuinon dalam ekstrak diuji dengan Pirolisis-Gas Kromatografi dilengkapi Spektrometri Massa. Aktifitas larvasida diukur sebagai nilai mortalitas larva dan lethal concentration (LC50 dan LC90). Senyawa 2-metilantrakuinon merupakan komponen utama dalam ekstrak kayu jati. Ekstrak kayu jati efektif sebagai larvasida A. aegypti dengan nilai LC50 dan LC90 masing-masing 7,99 dan 11,87 µg ml-1 setara komponen aktif 2-metilantrakuinon. Sementara itu, aplikasi serbuk kayu jati menghasilkan nilai lethal concentration 849,30 µg ml-1 (LC50) dan 1051,10 µg ml-1 (LC90).

Kata kunci: Aedes aegypti, larvasida, Tectona grandis, tektokuinon, zat ekstraktif

102 J. Ilmu Teknol. Kayu Tropis Vol. 12 No.2 Juli 2014

Pendahuluan

Demam berdarah adalah jenis penyakit yang disebabkan oleh salah satu virus dari genus Flavivirus yang penyebarannya kepada manusia terjadi melalui gigitan nyamuk Aedes aegypti (WHO 2009). Metode pencegahan yang banyak dilakukan adalah dengan pengendalian populasi nyamuk A. aegypti sebagai vektornya.

Pengendalian nyamuk demam berdarah (A. aegypti) dapat dilakukan dengan pendekatan pengelolaan lingkungan, cara biologis, dan kimia. Metode yang dianggap efektif untuk pengendalian nyamuk adalah dengan pencegahan perkembangbiakannya menggunakan larvasida. Pengendalian larva nyamuk cara kimia dengan insektisida sintetis dari golongan organofosfat misalnya Temephos (WHO 1975), walaupun dianggap efektif, tetapi semakin mendapat perhatian banyak pihak dalam kaitannya dengan masalah lingkungan, resistensi, dan sifat racunnya terhadap makhluk hidup lainnya. Oleh sebab itu salah satu strategi dalam pengembangan insektisida untuk pengendalian nyamuk vektor demam berdarah ini mengarah pada eksplorasi bahan bio-aktif alami.

Dari berbagai penelitian, teridentifikasi beberapa jenis komponen bioaktif yang berperan sebagai biolarvisida larva nyamuk antara lain saponin (Chapagain et al. 2007), kelompok terpena (Cheng et al. 2009a, Kiran et al. 2005), minyak atsiri (Cheng et al. 2009a,b, Silva et al. 2008, Nathan 2007), alkaloid (Garcez et al. 2009), dan kelompok kuinon (Georges et al. 2008, Cheng et al. 2008, Yang et al. 2003). Dalam kelompok quinon teridentifikasi komponen bio-aktif yang memiliki aktivitas larvasida antara lain antrakuinon yang terdapat pada tumbuhan Cassia spp. (Georges et

al. 2008, Yang et al. 2003) dan 2-metilanthrakuinon dalam zat ekstraktif kayu Cryptomeria japonica (Cheng et al. 2008).

Kayu jati (Tectona grandis Lin.) dikenal memiliki ketahanan tinggi terhadap faktor perusak kayu seperti rayap (Lukmandaru & Takahashi 2008) dan terhadap jamur white-rot dan brown rot (Haupt et al. 2003, Thulasidas & Bhat 2007). Komponen bio-aktif utama dalam zat ekstraktif kayu jati yang berperan terhadap keawetan alaminya adalah tektokuinon (Kafuku & Sebe 1932, Lukmandaru & Takahashi 2009, Haupt et al. 2003) yang berdasarkan struktur kimianya merupakan antrakuinon tersubstitusi yaitu 2-metilantrakuinon.

Kadar tektokuinon dalam kayu jati dapat mencapai 0,24-1,1% dari bobot kayu (Ohi 2001). Kadar tektokuinon dan kuinon lainnya dalam tumbuhan beragam bergantung pada lokasi tempat tumbuh, umur pohon dan bagian kayu (Ohi 2001, Haupt et al. 2003, Lukmandaru & Takahashi 2009). Sejauh ini, masih belum dilakukan penelitian intensif tentang pemanfaatan kuinon dalam zat ekstraktif kayu jati dari Indonesia sebagai larvasida pengendali larva nyamuk A. aegypti. Penelitian ini bertujuan untuk menguji efektivitas ekstrak dan serbuk kayu jati sebagai biolarvasida nyamuk A. aegypti.

Bahan dan Metode

Penyiapan bahan

Serbuk kayu jati berukuran 40-60 mesh disiapkan dari kepingan kayu jati umur 45 tahun yang berasal dari KPH Madiun Jawa Timur, melalui proses pencacahan, penggilingan dengan willey mill dan penyaringan. Ekstrak kayu jati disiapkan menggunakan metode sokletasi dengan pelarut campuran etanol:toluena 1:1


(v/v). Kadar 2-metilantrakuinon dalam ekstrak diuji menggunakan Pyr-GC-MS.

Penyiapan larva nyamuk Larva nyamuk disiapkan dengan menetaskan telur nyamuk A. aegypti dalam air suling dengan pakan hati ayam yang telah direbus. Pengujian dilakukan terhadap larva nyamuk A. aegypti instar IV yang merupakan fase larva dewasa sebelum menjadi pupa sehingga memiliki daya tahan paling tinggi.

Uji aktivitas larvasida

Pengujian aktivitas larvasida dari ekstrak kayu jati merujuk pada penelitian yang dilakukan oleh Cheng et al. (2008) yang dimodifikasi jumlah hewan ujinya menjadi 20 ekor. Konsentrasi bioaktif (setara 2-metilantrakuinon) yang digunakan adalah 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 ; 12,5; dan 15,0 μg ml-1. Pengujian aktivitas larvasida serbuk kayu jati menggunakan kon-sentrasi berdasarkan hasil pengujian berbahan ekstrak, dengan selang konsentrasi serbuk berkisar 600-1200 μg ml-1. Kontrol negatif yang digunakan berupa 24,5 ml air suling dan 500 µl DMSO, dan kontrol positif menggunakan insektisida komersial Abate dengan bahan aktif Temephos 1% setara konsentrasi yang sama dengan perlakuan ekstrak jati. Pengujian dilakukan sebanyak tiga ulangan.

Parameter yang diukur adalah nilai mortalitas larva nyamuk dan dikoreksi dengan kontrol. Nilai toksiksisitas dan efektivitas diukur dengan nilai lethal concentration (LC50 dan LC90) yang menunjukkan konsentrasi dalam μg ml-1 yang menyebabkan masing-masing 50 dan 90% kematian larva nyamuk dalam waktu 48 jam.

Analisis data

Nilai LC50 dan LC90 yang menyebabkan kematian larva nyamuk A. aegypti instar IV ditentukan menggunakan metode probit analisis menggunakan software minitab 16 for windows. Korelasi antara konsentrasi ekstrak dengan mortalitas larva diduga dengan regresi sederhana.

Hasil dan Pembahasan

Efektivitas larvasida ekstrak kayu jati

Tektokuinon atau 2-metilantrakuinon termasuk kelompok senyawa antrakuinon (Sumthong et al. 2006) yang merupakan senyawa utama dalam zat ekstraktif kayu jati. Pelarut etanol:toluena 1:1 (v/v) efektif mengekstrak zat ekstraktif kayu jati dengan kadar tektokuinon dominan, yaitu 23,85% terhadap ekstrak. Sementara itu isolasi ekstrak dengan campuran pelarut etanol-toluena (1:1 v/v) menghasilkan kadar ekstrak 8,86%.

Ekstrak kayu jati yang mengandung senyawa utama 2-metilantrakuinon efektif sebagai larvasida nyamuk A. aegypti, walaupun efektivitasnya masih lebih rendah dibandingkan dengan larvasida komersial Abate berbahan aktif Temephos (Gambar 1).

Ekstrak kayu jati sangat efektif sebagai insektisida alami, dengan konsentrasi setara tektokuinon 15 µg ml-1 sudah menyebabkan kematian larva nyamuk A. aegypti 100% dalam waktu 48 jam. Kematian larva nyamuk sudah terjadi pada konsentrasi setara tektokuinon 2,5 µg ml-1 dan meningkat dengan semakin tingginya konsentrasi ekstrak (Gambar 2). Pada konsentrasi 15 µg ml-1 mortalitas larva meningkat dengan bertambahnya waktu pengujian dan mencapai mortalitas 100% pada waktu 48 jam.


Senyawa 2-metilantrakuinon merupakan salah satu jenis senyawa kuinon, dan banyak jenis senyawa kuinon bersifat bioaktif sebagai insektisida dan larvasida terhadap larva nyamuk A. aegypti (Cheng et al. 2003, Yang et al. 2003, Chapagain et al. 2008).

Lethal concentration ekstrak kayu jati

Tingkat toksisitas ekstrak kayu jati sebagai larvasida dinyatakan dalam nilai LC50 dan LC90 yang menunjukkan konsentrasi setara tektokuinon yang menyebabkan mortalitas larva nyamuk

masing-masing 50 dan 90%. Nilai LC50 dan LC90 2-metilantrakuinon dalam ekstrak jati terhadap larva nyamuk A. aegypti masing-masing 8,05 dan 11,86 µg ml-1 atau setara 33,75 µg ml-1 (LC50) dan 49,73 µg ml-1 (LC90) ekstrak kayu jati. Berdasarkan nilai LC50 dan LC90 tersebut, tektokuinon dalam ekstrak kayu jati tergolong sangat toksik sebagai biolarvasida nyamuk A. aegypti. Geris et al. (2008) menyatakan bahwa standar nilai LC50 larvasida nabati senyawa murni berkisar 0,1-49 µg ml-1.

Gambar 1 Mortalitas larva nyamuk A. aegypti pada berbagai konsentrasi ekstrak jati.

Gambar 2 Korelasi konsentrasi 2-metilantrakuinon dalam ekstrak jati dengan mortalitas larva nyamuk A. aegypti.

Konsentrasi setara tektokuinon (µg ml-1)


Hasil penelitian sebelumnya, efektivitas 2-metilantrakuinon sebagai larvasida ditunjukkan dalam ekstrak kayu C. japonica (Cheng et al. (2008). Hasil isolasi dan pemurnian senyawa 2-metilantrakuinon dari kayu C. japonica memiliki toksisitas sangat tinggi terhadap larva A. aegypti dengan nilai LC50 dan LC90 masing-masing 3,3 dan 8,8µg ml-1.Toksisitas 2-metilantrakuinon dalam ekstrak kayu jati hasil penelitian ini lebih rendah dibandingkan dengan 2-metilantrakuinon dari ekstrak kayu C. Japonica (Cheng et al. 2008), karena penelitian ini menggunakan ekstrak kasar yang belum dimurnikan. Keberadaan senyawa lain dalam ekstrak dapat berperan positif maupun negatif terhadap toksisitas ekstrak. Ekstrak dari tumbuhan bisa terdiri atas banyak senyawa, dan nilai lethal concentration bisa dipengaruhi oleh masing-masing senyawa tersebut. Selain itu perbedaan interval konsentrasi pengujian juga dapat mempengaruhi nilai LC50 dan LC90. Semakin kecil interval dan semakin banyak variabel konsentrasi yang digunakan dalam pengujian akan semakin teliti hasil analisis probit untuk nilai LC50 dan LC90.

Efektivitas larvasida serbuk kayu jati

Penggunaan serbuk kayu jati secara langsung menyebabkan kematian larva nyamuk A. aegypti pada konsentrasi lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak. Walaupun mortalitas larva nyamuk meningkat sejalan dengan peningkatan konsentrasi serbuk, akan tetapi mortalitas larva 100% dicapai pada konsentrasi setara tektokuinon 1200 µg ml-1 (Gambar 3 dan 4).

Efektivitas serbuk kayu jati sebagai larvasida relatif rendah karena 2-metilantrakuinon yang diduga ber-tanggung jawab sebagai bioaktif larvasida tidak mudah terlarut dalam air. Ohi (2001) menyatakan bahwa 2-metilantrakuinon lebih bersifat non polar sehingga sukar terlarut dalam air. Akibatnya, mortalitas larva nyamuk mulai terjadi setelah waktu pengujian yang lama atau konsentrasi serbuk tinggi.

Lethal concentration serbuk kayu jati

Nilai LC50 dan LC90 larvasida serbuk jati terhadap larva nyamuk A. aegypti masing-masing 848,20 dan 1052,03 µg ml-1 setara 2-metilantrakuinon, atau setara 40140,25 dan 49786,31 µg ml-1 serbuk jati.

Gambar 3 Hubungan konsentrasi serbuk jati terhadap mortalitas larva nyamuk A. Aegypti.


Gambar 4 Korelasi konsentrasi 2-metilantrakuinon dalam serbuk jati dengan mortalitas larva nyamuk A. aegypti. Berdasarkan hal itu, serbuk kayu jati kurang efektif digunakan langsung sebagai larvasida. Nilai LC50 larvasida berbentuk serbuk kayu jati masih jauh dari standar larvasida nabati menurut Geris et al. (2008), yaitu LC50 berkisar 0,1-49 ppm.

Kesimpulan

Zat ekstraktif kayu jati dengan senyawa utama 2-metilantrakuinon efektif sebagai larvasida nyamuk A. aegypti. Efektivitas larvasida berbentuk ekstrak lebih tinggi dibandingkan dengan serbuk kayu. Nilai LC50 dan LC90 ekstrak kayu jati terhadap larva A. aegypti setara konsentrasi 2-metilantrakuinon 8,05 dan 11,86 µg ml-1 atau setara serbuk jati 848,20 µg ml-1

(LC50) dan 1052,03 µg ml-1 (LC90). Zat ekstraktif kayu jati dengan kandungan tektokuinon berpotensi sebagai larvasida pengendali nyamuk A. aegypti.

Daftar Pustaka

Chapagain BP, Saharan V, Wiesman Z. 2008. Larvacidal activity of saponins Balanites aegyptiaca callus againts Aedes aegypti mosquito. Biores. Technol. 99:1165-1168.

Cheng SS, Huang CG, Chen WJ, Kuo YH, Chang ST. 2008. Larvicidal activity of tectoquinone isolated from red heartwood-type Cryptomeria japonica against two mosquito species. Biores. Technol. 99:3617-3622.

Cheng SS, Liu JY, Huang CG, Hsui YR, Chen WJ, Chang ST. 2009a. Insecticidal activities of leaf essential oils from Cinnamomum osmophloeum against three mosquitos species. Biores. Technol. 100:457-464.

Cheng SS, Huan CG, Chen YJ, Yu JJ, Chen WJ, Chang ST. 2009b. Chemical composition and larvicidal activities of leaf essential oils from two eucalyptus species. Biores. Technol. 100:452-456.

Garcez WS, Garcez FR, da Silva LMGE, Hamerski L. 2009. Larvicidal activity against Aedes aegypti of some plants native to the West-Central region of Brazil. Biores. Technol. 100:6647-6650.

Georges K, Jayaprakasam B, Dalavoy SS, Nair MG. 2008. Pest-managing


activities of plants extracs and anthraquinones from Cassia nigricans from Burkina Faso. Biores. Technol. 99:2037-2045.

Geris R, Rodriguez E, Da Silva HHG, Da Silva IG. 2008. Larvacidal effects of Fungal Meroterpenoids in the Control of Aedes aegypti L. in the Main Vector of Dengue and Yellow Fever. Chem. Biodiv. 5:341-345.

Haupt M, Leithoff, Meier D, Puls J, Richter HG, Faix O. 2003. Heartwood extractives and natural durability of plantation-grown teakwood (Tectona grandis l.) – a case study. Holz Roh Werkst. 61: 473-474.

Kafuku K, Sebe K. 1932. On tectoquinone, the volatile principle of the teak wood. Bull. Chem. Soc. Japan 7:114-127.

Kiran SR, Bhavani K, Devi PS, Rao BRR, Reddy KJ. 2005. Composition and larvicidal activity of leaves and stem essential oils of Chloroxylon swietenia against Aedes aegypti and Anopeles stephensi. Biores. Technol. 97:2481-2484.

Lukmandaru G, Takahashi K. 2008. Variation in the natural termite resistance of teak (Tectona grandis Linn. Fil.) wood as a function of tree age. Ann. For. Sci. 65(7):708-716.

Lukmandaru G, Takahashi K. 2009. Radial distribution of quinones in plantation teak (Tectona grandis L.f.). Ann. For. Sci. 66(6):605-614.

Nathan SS. 2007. The use of Eucalyptus tereticornis Sm. (Myrtaceae) oil (leaf extract) as a natural larvacidal agent against the malaria vector Anopheles

stepensi Liston (Diptera: Culicidae). Biores. Technol. 98:1856-1860.

Ohi H. 2001. Rapid analysis of 2-methyl-anthraquinone in tropical hardwoods and its effect on polysulfide-AQ pulping. 11th International Symposium of Wood and Pulping Chemistry. Nice-France, June 11-14, 2001.

Silva WJ, Doria GAA, Maia RT, Nunes RS, Carvalho GA, Blank AF, Alves PB, Marcal RM, Cavalcanti SCH. 2008. Effects of essential oils on Aedes aegypti larvae: Alternatives to environmentally safe insecticides. Biores. Technol. 99:3251-3255.

Thulasidas PK, Bhat KM. 2007. Chemical extractive compound determining the brown-rot decay resistance of teak wood. Holz Roh Werkst. 65:121-124.

[WHO] World Health Organization. 2009. Dengue and dengue haemorrhagic fever. Fact sheet No117 March 2009. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs117/en/. (6 Maret 2010).

[WHO] World Health Organizarion. 1975. Temephos. Data sheets on Pesticides No.8 Rev 1. http://www.inchem.org/ documents/ pds/pds/pest8_e.html/. (31 Januari 2010).

Yang YC, Lim MY, Lee HS. 2003. Emodin isolated from Cassia obtusifolia (Leguminose) seed shows larvicidal activity againts three mosquito species. J Agri. Food Chem. 51:7629-7631.

Riwayat naskah (article history)

Naskah masuk (received): 3 Desember 2013 Diterima (accepted) : 2 Februari 2014


Potensi Ekstrak Kulit Kayu dari Hutan Gunung Salak sebagai Agen

Antidiabetes dan Antikanker

(Potential Antidiabetic and Anticancer Agents from the Inner bark

Extractives of Mount Salak Forest Woods)

Rita K Sari1,2*, Wasrin Syafii1, Nur Azizah1, Juliasman1, Muhammad Fadli1, Minarti3

1 Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, IPB, Kampus Dramaga, Bogor 16680 2 Pusat Studi Biofarmaka IPB, Jl. Taman Kencana No 03, Bogor 16151

3 Pusat Penelitian Kimia LIPI, Kawasan Puspitek Serpong 15314


Abstract

The aim of this research was to determine the extract contents, antidiabetic and anticancer activities of the acetone extracts of the inner barks of beunying (Ficus fistulosa)/BE, hamerang (F. foxicaria)/HE, kilemo (Litsea cubeba)/KLE, kiseueur (Antidesma tetandrum)/KSE, kopo (Eugenia cymosa)/KOE, and pasang butarua (Quercus induta)/PBE from Mount Salak Forest. The phytochemical profile of the best extract as antidiabetic and anticancer agents was also determined. The investigation of antidiabetic and anticacer activities of this extracts was carried out through invitro inhibitory α-glucosidase test and toxicity test to Artemia salina. The content of acetone extract of the KSE, KOE, and BE contents were in the range of 4.3-7.8% (high), however that of the KLE, HE, and PBE contents were in the range of 3.0-3.9% (moderate). The acetone extract of the KSE was very active as α-glucosidase inhibitor (IC50 5.9 mg ml-1), the KLE, PBE, and BE were rated active with IC50 value 11.2, 17.2, and 43.2 mg ml-1 respectively, while the HE and KOE were inactive (IC50 > 100 mg ml-1). The acetone extract of the KSE was very toxic to A.salina (LC50 19.7 mg ml-1), these of the HE, KOE, and BE were toxic with LC50 value 79.5, 94.5, and 115.9 µg ml-1 respectively, while these of the KLE and PSE were inactive (LC50 > 250 mg ml-1). The most potential antidiabetic and anticancer agents was the acetone extract of KSE. The acetone extract of the KSE was detected with strong intensity containing alkaloids, flavonoids, and tannins.

Keyword: anticancer, antidiabetic, α-glucosidase, innerbark extractives, Mount Salak Forest

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk menetapkan kadar ekstrak, aktivitas antidiabetes dan antikanker ekstrak aseton kulit kayu bagian dalam beunying/BE, hamerang/HE, kilemo/KLE, kiseueur/ KSE, kopo/KOE, dan pasang butarua/PBE yang diperoleh dari hutan Gunung Salak, serta fitokimia ekstrak teraktif sebagai agen antidiabetes dan antikanker. Investigasi aktivitas antidiabetes dan antikanker ekstrak menggunakan uji penghambatan α-glukosidase secara invitro dan toksisitas terhadap Artemia salina. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar KSE, KOE, dan BE tergolong tinggi (4,3-7,8%), tetapi kadar KLE, HE, dan PBE tergolong sedang (3,0-3,9%). KSE sangat aktif sebagai penghambat α-glukosidase (IC50 5,9 mg ml-1), KLE, PBE, dan BE tergolong aktif dengan nilai IC50 berturut-turut 11,2, 17,2, dan 43,2 mg ml-1, tetapi HE dan KOE tergolong tidak aktif (IC50 > 100 mg ml-1). KSE sangat toksik terhadap A.salina (LC50 19,7 mg ml-1), sedangkan HE, KOE, dan BE tergolong toksik dengan nilai LC50 berturut-turut 79,5, 94,5, dan 115,9 µg ml-1, tetapi KLE dan PSE tergolong tidak aktif (LC50 > 250 mg ml-1). Ekstrak paling potensial untuk dikembangkan sebagai agen antidiabetes dan antikanker adalah KSE. KSE terdeteksi kuat mengandung alkaloid, flavonoid, dan tanin.

Kata kunci: antidiabetes, antikanker, enzim a-glukosidase, ekstrak kulit kayu, hutan gunung salak

mailto:[email protected]

Potensi Ekstrak Kulit Kayu dari Hutan Gunung Salak sebagai Agen Antidiabetes dan Antikanker 109 Rita K Sari, Wasrin Syafii, Nur Azizah, Juliasman, Muhammad Fadli, Minarti

Pendahuluan

Peningkatan jumlah penderita Diabetes

mellitus (DM) dan kanker serta

penanggulangannya menjadi salah satu

masalah kesehatan utama di Indonesia.

Prevalensi DM tahun 2013 (2,1%) lebih

tinggi dibanding tahun 2007 (1,1%)

(Balitbangkes 2013). Sementara itu,

jumlah penderita kanker di dunia

diprediksi melonjak dari 7,6 juta (2005)

menjadi 26,4 juta (2030) dan 85% di

antaranya terjadi di negara berkembang

seperti Indonesia (Ferlay et al. 2010).

Penanggulangan DM dan kanker secara

kimiawi berbahan sintetik berefek

samping. Pemberian insulin sintetik

dalam jangka waktu yang lama terbukti

menyebabkan hipoglikemia, tetapi obat

antidiabetes sintetik yang bersifat

antihipoglikemia melalui penghambatan

enzim α-glukosidase menyebabkan perut

kembung, diare, mual, dan hepatotoksik

(Sudha et al. 2011). Penanggulangan

kanker dengan kemoterapi berbahan aktif

sintetik membahayakan sel normal dan

dapat menimbulkan leukemia (NCI

2012). Oleh karena itu, pengembangan

obat antidiabetes dan antikanker yang

bekerja efektif dengan efek samping

yang rendah melalui penggunaan bahan

alami perlu dikembangkan.

Zat ekstraktif dalam kulit kayu

berpotensi sebagai agen antidiabetes dan

antikanker alami. Ekstrak kulit kayu

raru (Shorea balanocarpoides), buni

(Antidesma buneus), dan matoa

(Pometia pinnata) terbukti bersifat

antidiabetes (Pasaribu 2011, Elya et al.

2012, Mataputun et al. 2013). Ekstrak

kulit kayu surian (Toona sinensis) dan

jabon (Anthocephalus cadamba) me-

ngandung senyawa aktif yang mampu

menghambat proliferasi sel kanker (Chia

et al. 2007, Sari et al. 2014).

Kawasan Hutan Gunung Salak (KHGS)

merupakan sumber plasma nutfah

tumbuhan obat. KHGS ditetapkan

sebagai kawasan wanafarma di Jawa

Barat karena terdapat 117 jenis

tumbuhan obat. Di KHGS Kabupaten

Bogor saja terdapat 89 jenis tumbuhan

obat (Rahayu 2010). Namun, kajian

potensi tumbuhan obatnya sebatas

etnobotani dan fitokimia kualitatif. Kulit

kayu beunying (Ficus fistulosa),

hamerang (F. foxicaria), kilemo (Litsea

cubeba), kiseueur (A. tetandrum), kopo

(Eugenia cymosa), dan pasang butarua

(Quercus induta) yang terdapat di KHGS

terdeteksi kuat mengandung flavonoid

dan alkaloid (Sugiana 2003). Beberapa

senyawa dari golongan flavonoid dan

alkaloid terbukti bersifat antidiabetes dan

antikanker (Sugiwati et al. 2009, Thu et

al. 2013, Sajuti et al. 2001). Oleh karena

itu, penelitian ini bertujuan untuk

menentukan kadar ekstrak terlarut aseton

keenam jenis kulit kayu yang berasal dari

pohon-pohon yang tumbuh di KHGS

tersebut, menguji potensinya sebagai

agen antidiabes dan antikanker, serta

menganalisis fitokimia kualitatif ekstrak

yang paling potensial sebagai anti-

diabetes dan antikanker.

Bahan dan Metode

Penyiapan bahan baku

Bahan baku penelitian ini adalah kulit

kayu beunying, hamerang, kilemo,

kiseueur, kopo, dan pasang butarua.

Bahan baku diperoleh dari KHGS

Kabupaten Bogor. Untuk memastikan

kebenaran jenis pohon yang digunakan,

bagian daunnya diidentifikasi di

Herbarium Bogoriense LIPI Cibinong.

Kulit kayu bagian dalam (innerbark)

dicacah dan dikeringudarakan. Serpih

kulit kemudian digiling dan disaring

untuk memperoleh serbuk berukuran 40-


60 mesh. Serbuk kulit kemudian diukur

kadar airnya.

Ekstraksi

Serbuk kulit kayu (± 300 g) direndam

dalam 1000 ml aseton selama ± 24 jam

pada suhu kamar. Ekstraksi dilakukan

berulang kali hingga diperoleh filtrat tak

berwarna. Semua filtrat dipekatkan

hingga 100 ml dengan evaporator putar

pada suhu sekitar 40-50 C dan 50 rpm.

Sebanyak ±5 ml kstrak pekat tersebut

dikeringkan dalam oven bersuhu ±103

C untuk menetapkan kadar ekstrak,

sedangkan sisanya dikeringkan dalam

oven bersuhu 40 C untuk uji aktivitas

antidiabetes (penghambatan α-

glukosidase) dan antikanker (toksisitas

terhadap Artemia salina). Ekstraksi

setiap jenis kulit kayu adalah 3 ulangan.

Uji penghambatan α-glukosidase

Potensi ekstrak sebagai agen anti

diabetes dapat diketahui melalui uji

aktivitas penghambatan enzim α-

glukosidase secara in vitro. Uji tersebut

mengacu pada Darmawan (2010).

Penyiapan larutan uji dimulai dengan

pembuatan larutan induk, yaitu dengan

melarutkan ± 4 mg ekstrak ke dalam 400

µl dimetil sulfoksida (DMSO). Larutan

induk dibuat dalam tiga ulangan.

Konsentrasi larutan uji diperoleh dengan

pengenceran larutan induk dengan

DMSO (100, 50, 25, dan 12,5 µg ml-1).

Larutan uji diaplikasikan dalam

pengujian aktivitas penghambatan enzim

α-glukosidasenya. Larutan ekstrak (±5

µl) dimasukkan ke dalam tabung lalu

ditambahkan 250 µl p-nitrofenil-α-D-

glukopiranosida (p-NPG) dan 495 µl

buffer fosfat. Setelah homogen, larutan

diinkubasi selama 5 menit pada suhu 37

˚C, kemudian ditambahkan 250 µl

larutan enzim α-glukosidase dan inkubasi

dilanjutkan selama 15 menit. Reaksi

dihentikan dengan penambahan 1000 µl

larutan Na2CO3 0,2 M. Jumlah p-

nitrofenol yang dilepaskan diukur

dengan spektrofotometer pada panjang

gelombang 400 nm. Larutan blanko

dibuat dengan campuran DMSO, bufer

fosfat, dan p-NPG tanpa penambahan

ekstrak, baik dengan enzim maupun

tanpa enzim. Kuersetin digunakan

sebagai kontrol positif dengan

konsentrasi 5, 10, 25, 50 µg ml-1.

Persentase penghambatan diukur dengan:

I = [(C – S)/C] x 100%

Keterangan:

I = persen penghambatan

C= absorban blanko

S= absorban ekstrak (selisih absorban

ekstrak dengan enzim dan tanpa

enzim α-glukosidase).

Interpolasi antara persen penghambatan

enzim α-glukosidase dan konsentrasi

ekstrak menghasilkan persamaan regresi.

Aktivitas antidiabetes diketahui dari nilai

inhibitor concentration (IC50) yang

diperoleh dari perhitungan mengunakan

persamaan regresi tersebut. Nilai IC50

didefinisikan sebagai konsentrasi

inhibitor untuk menghambat 50%

aktivitas enzim α-glukosidase. Suatu

senyawa tergolong tidak aktif sebagai

antidiabetes jika nilai IC50>100 µg ml-1,

tergolong aktif bila IC50 100-11 µg ml-1,

dan sangat aktif bila IC50<10 µg ml-1

(Darmawan 2010).

Uji toksisitas

Pengujian toksisitas terhadap larva udang

A. salina menggunakan metode brine

shrimp lethality test (BSLT). BSLT

merupakan penapisan tahap awal untuk

mendeteksi potensi senyawa antikanker.

Uji BSLT mengacu pada Sari et al.

(2011). Ekstrak sebanyak 10 mg

dilarutkan dalam 5 ml air laut untuk

menghasilkan larutan ekstrak 2000 µg

ml-1. Larutan yang diperoleh dijadikan

sebagai larutan induk. Larutan induk


dibuat sebanyak 6 ulangan. Pembuatan

larutan uji dilakukan dengan mencampur

larutan induk dengan air laut yang berisi

± 20 larva udang A. salina hingga batas

tera 2 ml. Banyaknya larutan induk yang

dimasukkan ke dalam wadah uji

tergantung konsentrasi yang diinginkan.

Larutan induk sebanyak 1 ml dicampur

dengan air laut yang mengandung larva

hingga batas tera 2 ml menghasilkan

konsentrasi larutan uji 1000 µg ml-1.

Larva yang digunakan adalah hasil

penetasan telur dalam air laut selama 48

jam. Setelah 1 hari pengujian, jumlah

larva yang mati dan yang hidup dihitung.

Data jumlah larva yang hidup dan mati

dari pengujian BSLT diolah dengan

menggunakan analisis probit untuk

menentukan lethal concentration 50%

(LC50) pada selang kepercayaan 95%.

LC50 adalah konsentrasi ekstrak yang

mampu mematikan 50% populasi larva

udang yang diujikan. Nilai LC50< 30 µg

ml-1 menunjukkan ekstrak sangat

toksik, tetapi bila LC50 < 250 µg ml-1

maka ekstrak tergolong toksik,

sedangkan ekstrak digolongkan tidak

toksik bila nilai LC50 > 250 µg ml-1.

Semakin rendah nilai LC50, akan semakin

tinggi potensinya sebagai agen

antikanker (Sari et al. 2011).

Analisis fitokimia

Analisis fitokimia secara kualitatif

dilakukan terhadap ekstrak teraktif

menghambat α-glukosidase dan

tergolong toksik. Analisis fitokimia

bertujuan untuk mendeteksi intensitas

kandungan flavonoid, tanin, alkaloid (uji

Meyer), saponin (uji froth), steroid, dan

triterpenoid (uji Liebermann Bouchard)

dalam ekstrak (Harborne 1996).


Identifikasi jenis pohon

Berdasarkan identifikasi jenis terhadap

herbarium daun, Herbarium Bogoriense

LIPI Cibinong telah memastikan

kebenaran jenis pohon yang digunakan

dalam penelitian ini. Jenis pohon tersebut

adalah beunying (Ficus fistulosa),

hamerang (F. foxicaria), kilemo (Litsea

cubeba), kiseueur (A. tetandrum), kopo

(Eugenia cymosa), dan pasang butarua

(Quercus induta).

Kadar ekstrak

Kadar ekstrak terlarut aseton keenam

jenis kulit kayu beragam. Gambar 1

menunjukkan bahwa kadar ekstrak

tertinggi dihasilkan dari ekstraksi kulit

kayu kiseueur, sedangkan kadar ekstrak

terendah adalah hasil ekstraksi kulit kayu

pasang butarua. Jenis kulit kayu

mempengaruhi kadar ekstrak. Hal ini

disebabkan oleh perbedaan komposisi

dan jenis ekstrak yang dikandungnya.

Hal ini diperkuat oleh hasil penelitian

Makino et al. (2009) yang membuktikan

bahwa ekstraksi kulit kayu Acacia

mangium, A. auriculiformis, Rhizophora

apiculata, dan Larix leptolepis dengan

menggunakan pelarut dan metode

ekstraksi yang sama ternyata meng-

hasilkan ekstrak dengan kandungan fenol

yang berbeda, yaitu berturut-turut 14,2,

12,9, 8,0, dan 5,3%.

Suatu bahan tergolong berkadar zat

ekstraktif tinggi jika kadar ekstrak > 4%,

sedang jika kadar ekstrak 2-4%, dan

kelas rendah jika kadar zat ekstraktifnya

< 2% (Syafii et al. 2014).


Gambar 1 Kadar ekstrak aseton enam jenis kulit kayu asal KHGS.

Berdasarkan penggolongan kadar ekstrak

tersebut, maka kulit kayu kiseueur, kopo,

dan beunying berkadar zat ekstraktif

tinggi, sedangkan kulit kayu kilemo,

hamerang, dan pasang butarua tergolong

berkadar zat ekstraktif sedang (Gambar

1).

Penghambatan α-glukosidase

Semua ekstrak yang diujikan mampu

menghambat kerja enzim α-glukosidase.

Peningkatan konsentrasi ekstrak telah

meningkatkan persentase penghambatan

α-glukosidase. Namun, kurva yang

menggambarkan hubungan antara

konsentrasi ekstrak dengan persen

penghambatan α-glukosidase dan

persamaan regresi antar ekstrak berbeda

(Gambar 2). Hal tersebut menyebabkan

nilai IC50 ekstrak berbeda (Tabel 1).

Aktivitas antidiabetes keenam jenis

ekstrak kulit kayu beragam (Tabel 1).

Hanya ekstrak kulit kayu kiseueur yang

tergolong sangat aktif menghambat α-

glukosidase. Ekstrak kulit kayu lainnya

seperti beunying, kilemo, dan pasang

butarua tergolong aktif, sedangkan

hamerang dan kopo tidak aktif meng-

hambat α-glukosidase. Penelitian Rizna

dan Kardono (2002) juga menunjukkan

hal yang sama bahwa jenis pohon

mempengaruhi aktivitas antidiabetes

ekstrak kulitnya. Aktivitas peng-

hambatan α-glukosidase ketiga puluh

jenis kulit kayu yang dikoleksi dari hutan

Gunung Rinjani beragam. Perbedaan ini

disebabkan oleh perbedaan jenis dan

komposisi kandungan senyawa anti-

diabetes diantara jenis kulit kayu.

Aktivitas penghambatan α-glukosidase

ekstrak kulit kayu kiseueur dan buni

relatif sama. Ekstrak kiseueur sangat

aktif menghambat α-glukosidase dengan

nilai IC50 5,7±1,4 µg ml-1 (Tabel 1).

Ekstrak kulit kayu buni sangat aktif

menghambat α-glukosidase (IC50 5,73 µg

ml-1) karena terdeteksi mengandung

terpenoid dan flavonoid (Elya et al.

2012). Ekstrak kulit kayu kiseueur

diduga mengandung Flavonoid dan

terpenoid. Flavonoid khususnya

kuersetin dan hesperetin (flavonol) serta

diterpenoid oksigenasi, sterol, dan

triterpenoid mudah larut dalam aseton

dan etil asetat (Chebil et al. 2007,

Ferreira & Pinho 2012, Citoglu &

Acikara 2012). Flavonoid dan

triterpenoid bersifat menghambat α-

glukosidase (Kumar et al. 2011).

Pada genus Ficus, perbedaan species

mempengaruhi perbedaan aktivitas

antidiabetes. Ekstrak kulit beunying

tergolong aktif menghambat kerja ɑ-

glukosidase, sedangkan hamerang tidak

aktif (Tabel 1). Fenomena yang sama

0

2

4

6

8

10

Beunying Hamerang Kilemo Kiseueur Kopo Pasang

butarua

kad

ar e

ksr

ak (

%)

Jenis ekstrak kulit kayu

Klasifikasi

kadar ekstrak:

Tinggi

Sedang

Rendah


dilaporkan Khan et al. (2011) bahwa

ekstrak F. bengalensis, F. carica, F.

racemosa, F. hispida, F. microcarpa,

Ficus religiosa berpotensi sebagai agen

antidiabetes, sedangkan F. microcarpa

tidak bersifat antidiabetes. Kumarin,

tritrpenoid, flavonoid, alkaloid, dan tanin

terdapat dalam Ficus dengan komposisi

yang beragam diantara jenis. Perbedaan

tersebut mempengaruhi aktivitas

antidiabetes.

Toksisitas

Hasil pengujian menunjukkan bahwa

toksisitas keenam eksrak kulit kayu

beragam. Tabel 2 menunjukkan bahwa

hanya ekstrak kulit kiseueur yang

tergolong sangat toksik. Ekstrak dengan

nilai LC50 < 30 µg ml-1 berdasarkan

BSLT bersifat sangat toksik dan sangat

potensial mengandung senyawa yang

bersifat antiproliferasi terhadap sel

kanker. Ekstrak kulit kayu beunying,

hamerang, dan kopo tergolong toksik

karena nilai LC50 < 250 µg ml-1 (Sari et

al. 2011).

Gambar 2 Grafik hubungan konsentrasi ekstrak denga persen penghambatan enzim α-

glukosidase serta persamaan regresi ekstrak beunying ( ), hamerang ( ), kilemo ( ),

kiseueur ( ), kopo ( ), dan pasang butarua ( ) ) asal KHGS.

Tabel 1 Nilai IC50 dan aktivitas penghambatan enzim α-glukosidase beberapa jenis

ekstrak kulit kayu asal KHGS

No. Jenis ekstrak Nilai IC50

*)

(µg ml-1)

Penggolongan aktivitas

penghambatan α-glukosidase**)

1 Beunying 43,2 ± 1,5 Aktif

2 Hamerang 131,1 ± 3,8 Tidak aktif

3 Kilemo 11,2 ± 0,3 Aktif

4 Kiseueur 5,9 ± 1,4 Sangat aktif

5 Kopo 724,8 ± 3,8 Tidak aktif

6 Pasang butarua 17,2 ± 1,2 Aktif

Keterangan: *) rerata dari 3 ulangan dengan kontrol positif kuersetin (nilai Nilai IC50 4,58 µg ml-1) **)

Darmawan (2010).

Persamaan regresi

Y beunying = 0,6757x + 20,846

R² = 0,9455

Y hamerang = 0,3989x + 2,243

R² = 0,9179

Y kilemo = 0,6384x + 42,861

R² = 0,8309Y kiseueur = 0,6019x + 46,47

R² = 0,7891Y kopo = 0,0697x - 0,4461

R² = 0,9946

Y pasang = 0,6231x + 39,291

R² = 0,94640

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

Pen

gham

bat

an α

-glu

kosi

das

e

(%)

Konsentrasi ekstrak (µg ml-1)


Tabel 2 Mortalitas larva udang, nilai LC50, dan toksisitas ekstrak aseton kulit kayu asal

KHGS

Jenis

ekstrak

kulit kayu

Mortalitas (%)1)

LC50

(µg ml-1)

Toksisitas2) Konsentrasi ekstrak (µg ml-1)

20 100 200 500 1000

Beunying 25,0±3,5 35,0±5,5 65,0±10,5 86,7±10,3 100,0±0,0 115,9±14,3 Toksik

Hamerang 23,3±1,1 50,0±4,1 68,3±7,5 98,3±4,1 100,0±0,0 79,5±9,4 Toksik

Kilemo 3,0±0,8 7,0±1,3 20,7±0,5 45,8±3,4 77,7±2,3 534,9±56,1 Tidak

toksik

Kiseueur 53,0±4,8 62,7±2,9 78±6,3 88,0±2,9 100,0±0,0 19,7±6,8 Sangat

toksik

Kopo 43,7±2,8 52,7±3,6 60,0±7,2 78,3±5,8 100,0±0,0 94,5±16,5 Toksik

Pasang

butarua 2,0±0,6 2,0±0,9 7,7±1,67 17,2±3,1 35,0±6,2 1566,3±39,7 Tidak

toksik Keterangan: 1) rerata dari 6 ulangan

2) Sari et al. (2011).

Fitokimia ekstrak teraktif

Ekstrak aseton kulit kayu kiseueur

merupakan ekstrak teraktif menghambat

α-glukosidase dan mematikan A. salina.

Untuk itu, ekstrak tersebut potensial

dikembangkan sebagai agen antidiabetes

dan antikanker. Selain itu, kadar

ekstraknya juga tergolong tinggi.

Berdasarkan analisis fitokimia kualitatif,

ekstrak kulit kayu kiseueur ini terdeteksi

mengandung senyawa kimia dari

golongan alkaloid, flavonoid, dan tanin

dengan intensitas kuat dan kuinon,

triterpenoid, serta saponin dengan

intensitas deteksi yang tergolong sedang

(Tabel 3). Senyawa kimia yang

terdeteksi dengan intensitas kuat tersebut

berperan terhadap aktivitasnya sebagai

agen antidiabetes dan antikanker.

Alkaloid dan flavonoid sangat berperan

terhadap tingginya aktivitas pengham-

batan α-glukosidase ekstrak aseton kulit

kayu kiseueur. Beberapa penelitian

membuktikan bahwa alkaloid seperti

vasicine dan vasicinol yang diisolasi dari

ekstrak Adhatoda vasica (nilai IC 50 125

dan 250 μM), piperumbellactam A,

piperumbellactam B, dan piper

umbellactam C (nilai IC50 berturut-turut

98,1 ± 0,4, 43,8 ± 0,6, dan 29,6± 0,5 µg

ml-1) yang diisolasi dari ekstrak cabang

Piper umbellatum tergolong aktif

menghambat α-glukosidase (Gao et al.

2008, Tabopda et al. 2008). Demikian

pula halnya flavonoid seperti antosianin,

isoflavon, dan flavonol mampu

menghambat α-glukosidase dengan nilai

IC50 < 15 μM (Kumar et al. 2011).

Terpenoid yang terdeteksi dengan

intensitas sedang juga turut berperan

meningkatkan penghambatan α-

glukosidase ekstrak kulit kayu kiseueur.

Senyawa terpenoid seperti 3b-Asetoksi-

16b-hidroksibetulinat yang diisolasi dari

Fagara tessmannii berpotensi sebagai

inhibitor α-glucosidase (IC 50 7,6 ± 0,6

μM) (Kumar et al. 2011).

Tingginya toksisitas kulit kayu kiseueur

disebabkan oleh terdeteksinya flavonoid,

dan tanin dengan intensitas kuat, serta

triterpenoid dengan intensitas sedang

(Tabel 3). Penelusuran pustaka menun-


jukkan bahwa aglikon flavonoid dan

glikosidanya, tanin, dan triterpenoid,

sangat toksik berdasarkan uji BSLT dan

mempunyai aktivitas antikanker dengan

menghambat pertumbuhan sel kanker

(Sajuthi 2001, Mitsui et al. 2005,

Jamilah 2008). Hal ini dipertegas oleh

hasil penelitian Wu et al. (2011) yang

berhasil mengisolasi senyawa triter-

penoid dari kulit mindi yang memiliki

aktivitas antiproliferasi terhadap tiga sel

kanker manusia (A549, H460, HGC27).

Alkaloid yang terdeteksi kuat dalam

ekstrak aseton kulit kayu kiseueur juga

berperan terhadap toksisitasnya. A.

cuspidatum sebagai jenis satu genus

dengan kiseueur alkaloid (kuspidatin dan

kuspidatinol) mampu menghambat

proliferasi sel kanker leukemia L1210

dengan IC50 8.41 dan 6.36 µg ml-1 (Elya

et al. 2014).

Tabel 3 Fitokimia ekstrak aseton kulit

kayu kiseueur

Golongan

senyawa

Intensitas

deteksi*)

Alkaloid +++

Flavonoid +++

p-hidrokinon ++

Triterpenoid ++

Saponin ++

Tanin +++

Steroid - Keterangan: *) - = tidak terdeteksi, + =lemah,++

= sedang, +++ = kuat

Kesimpulan

Kulit kayu dari KHGS yang berkadar zat

ekstraktif larut aseton yang tinggi (> 4%)

adalah kiseueur, kopo, dan beunying,

sedangkan kilemo, hamerang, dan

pasang butarua tergolong sedang (2-4%).

Ekstrak aseton kulit kayu yang tergolong

sangat aktif menghambat kerja enzim α-

glukosidase adalah kiseueur (IC50 <10 µg

ml-1), tergolong aktif adalah kilemo,

pasang butarua dan beunying (IC50 11-

100 µg ml-1), sedangkan hamerang dan

kopo tidak aktif karena nilai IC50> 100

µg ml-1.

Ekstrak aseton kulit kayu yang tergolong

sangat toksik mematikan A. salina adalah

kiseueur (LC50 < 30 µg ml-1), tergolong

toksik adalah hamerang, kopo, dan

beunying (LC50 31-250 µg ml-1),

sedangkan kilemo dan pasang butarua

tidak aktif karena nilai LC50> 250 µg

ml-1.

Ekstrak aseton kulit kayu kiseueur

merupakan ekstrak teraktif dengan kadar

ekstrak tergolong tinggi sehingga paling

potensial dikembangkan sebagai agen

antidiabetes dan antikanker. Alkaloid,

dan flavonoid yang terdeteksi kuat

terkandung dalam ekstrak tersebut

berperan terhadap tingginya toksisitas

dan aktivitas penghambatan kerja enzim

α-glukosidasenya.

Ucapan Terima Kasih

Penelitian ini dibiayai oleh the Tanabe

Foundation. Terima kasih disampaikan

kepada Bapak Supriatin dan Junawan

dari Laboratorium Hasil Hutan Bukan

Kayu Fak. Kehutanan IPB yang telah

membantu dalam penyediaan sampel,

ekstraksi, dan uji BSLT, Pusat Penelitian

Kimia LIPI Puspitek Serpong tempat

pengujian antidiabetes, dan Labora-

torium Kimia Analitik FMIPA IPB

dalam pelaksanaan analisis fitokimia.

Daftar Pustaka

[Balitbangkes] Badan Penelitian dan

Pengembangan Kesehatan. 2013.

Riset Kesehatan Dasar 2013. Jakarta:

Kementerian Kesehatan RI.


Chebil L, Humeau C, Anthoni J, Dehez

F, Engasser JM, Ghoul M. 2007.

Solubility of flavonoids in organic

solvents. J. Chem. Eng. 52(5):1552–

1556. doi: 10.1021/je7001094.

Chia YC, Wang PH, Huang YJ, Hsu HK.

2007. Cytotoxic activity of Toona

sinensis on human lung cancers. Nat.

Sc. Co. Rep. 230.

Citoglu GS, Acikara OB. 2012. Column

Chromatography for Terpenoids and

Flavonoids. In: Dhanarasu S, editor.

Chromatography and Its Applications.

Shanghai: Intech.Pp.13-50.

Darmawan A. 2010. Isolasi,

karakterisasi, dan elusidasi senyawa

bioaktif antidiabetes dari daun cocor

bebek (Kalanchoe pinnata (Lam.)

Pers.). JIEB 23(9):17-20.

Elya B, Malik, Septimahanani PI,

Loranza B. 2012. Antidiabetic

activity test by inhibition of α-

glucosidase and phytochemical

screening from the most active

fraction of buni (Antidesma bunius L.)

stem barks and leaves.

Int.J.Pharm.Tech,Res.4(4):1667-1671.

Elya B, Forestrania RC, Ropi M, Kosela

S, Awang K, Omar H, Hadi AA.

2014. The new alkaloids from

Antidesma cuspidatum M.A. Rec. Nat.

Prod. 8(4):342-347.

Ferlay J, Shin HR, Bray F, Forman

D, Mathers C, Parkin DM. 2010.

Estimates of worldwide burden of

cancer in 2008: GLOBOCAN 2008.

Int. J Cancer. 127(12):2893-917. doi:

10.1002/ijc.25516.

Ferreira O, Pinho SP. 2012. Solubility

of flavonoids in pure solvents. Ind.

Eng. Chem. Res. 51:6586−6590.

doi:10.1021/ie300211e.

Gao H, Huang YN, Gao B, Li P, Inagaki

C, Kawabata J. 2008. Inhibitory effect

on á-glucosidase by Adhatoda

vasica Nees. Food Chem. 108:965-

72.

Harborne. 1996. Metode Fitokimia:

Penemuan Cara Modern Mengana-

lisis Tumbuhan. Padmawinata K,

penerjemah; Niksolihin S, editor.

Bandung: Penerbit ITB. Terjemahan

dari: Phytochemical Methods.

Khan KY, Khan MA, Ahmad M,

Hussain I, Mazari P, Fazal H, AliB,

Khan IZ. 2011. Hypoglycemic

potential of genus Ficus L.: A review

of ten years of plant based medicine

used to cure diabetes (2000-2010). J

App. Pharm.Sci. 01(06):223-227.

Kumar S, Narwal S, Kumar V, Prakash

O. 2011. α-glucosidase inhibitors

from plants: A natural approach to

treat diabetes. Pharmacognosy Rev.

5(9):19-29. doi: 10.4103/ 0973-

7847.79096.

Makino R, Ohara S, Hashida K. 2009.

Efficient extraction of polyphenolics

from the bark of tropical tree species.

J. Trop. Forest Sci. 21(1):45-49.

Mataputuna SP, Roronga JA, Pontoha J.

2013. Aktivitas inhibitor α-

glukosidase ekstrak kulit batang

matoa (Pometia pinnata Spp.) sebagai

agen antihiperglikemik. J. MIPA

Unsrat Online 2(2):119-123.

Oboh G, Ademiluyi AO, Akinyemi A,

Henle T, Saliu J A, Schwarzenbolz U.

2012. Inhibitory effect of polyphenol-

rich extracts of jute leaf

(Corchorusolitorius) on key enzyme

linked to type 2 diabetes (α-amylase

and α-glucosidase) and hypertension

(angiotensin I converting) in vitro. J

Funct, Foods 4:450-458.

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je7001094

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je7001094

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Ferlay%20J%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21351269

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Shin%20HR%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21351269

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Bray%20F%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21351269

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Forman%20D%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21351269

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Forman%20D%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21351269

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Mathers%20C%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21351269

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Parkin%20DM%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21351269

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21351269

http://www.phcogrev.com/searchresult.asp?search=&author=Sunil+Kumar&journal=Y&but_search=Search&entries=10&pg=1&s=0

http://www.phcogrev.com/searchresult.asp?search=&author=Smita+Narwal&journal=Y&but_search=Search&entries=10&pg=1&s=0

http://www.phcogrev.com/searchresult.asp?search=&author=Vipin+Kumar&journal=Y&but_search=Search&entries=10&pg=1&s=0

http://www.phcogrev.com/searchresult.asp?search=&author=Om+Prakash&journal=Y&but_search=Search&entries=10&pg=1&s=0


Pasaribu G. 2011. Aktivitas inhibisi alfa

glukosidase pada beberapa jenis kulit

kayu raru. J. Penelit. Has. Hutan

29(1): 10-19.

Rahayu M. 2010. Pemanfaatan dan

Valuasi Ekonomi Keanekaragaman

Jenis Tumbuhan Berguna di Kawasan

penyangga Taman Nasional Gunung

Gede Pangrango, Jawa Barat. Bogor:

Pusat Penelitian Biologi- LIPI

Risna TD, Kardono LBS. 2002.

Screening on Alpha Glucosidase

inhibitory activity of wood extractives

of plant collected from Mount Rinjani

Forest. Di dalam: Yusuf S, Gopar M,

Doi S, editor. Proceedings of the

Fourth International Wood Science

Symposium; 2002 September 2-5;

Serpong, Indonesia. Serpong: LIPI-

JSPS Core Univ. Program in the Field

of Wood Science. Hlm 522 – 527.

Sari RK, Syafii WS, Achmadi SS, Hanafi

M. 2011. Aktivitas antioksidan dan

toksisitas ekstrak etanol surian (Toona

sinensis). JITHH 4(2):45-51.

Sari RK, Armilasari D, Nawawi DS,

Darmawan W, Mariya S. 2014.

Aktivitas antiproliferasi ekstrak jabon

putih (Anthocephalus cadamba Miq.)

terhadap sel kanker payudara dan

serviks. J Ilmu Teknol. Kayu Tropis

12(1):91-100.

Sarg TM, Abbas FA, El-Sayed ZI,

Mustafa AM. 2011. Two new

polyphenolic compounds from Ficus

retusa L."variegata" and the biological

activity of the different plant extracts.

J. Pharmacog. Phytother. 3(7):89-

100.

Sudha P, Zinjarde SS, Bhagava SY,

Kumar AR. 2011. Potent amylase

inhibitory activity of Indian ayurvedic

medicinal plants. BMC Comp. Alt.

Med. 11:2-5.

Sugiwati S, Setiasih S, Afifah E. 2009.

Antihyperglycemic activity of the

mahkota dewa [Phaleria macrocarpa

(scheff.) boerl.] leaf extracts as an

alpha-glucosidase inhibitor. Makara

kesehat. 13 (2): 74-78.

Syafii W, Sari RK, Maemunah S. 2014.

Uji bioaktivitas zat ekstraktif pohon

mindi (Melia azedarach Linn) dengan

Metode Brine Shrimp Lethality Test.

J Ilmu Teknol. Kayu Tropis 12(1): 48-

55.

Tabopda TK, Ngoupayo J, Liu J,

Mitaine-Offer AC, Tanoli SA, Khan

SN. 2008. Bioactive aristolactams

from Piper umbellatum. Phytochem.

69:1726-1731.


Naskah masuk (received): 5 Februari 2014

Diterima (accepted): 3 Mei 2014

118 J. Ilmu Teknol. Kayu Tropis Vol. 12 No.2 Juli 2014�

Sifat Keawetan Alami dan Pengawetan Kayu Mangium, Manii dan Sengon secara Rendaman Dingin dan Rendaman Panas Dingin

(Natural Durability and Preservative Treatability of Mangium, Manii and Sengon Woods by Cold Soaking and Hot-Cold Soaking Methods)

Trisna Priadi*, Gendis A Pratiwi Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB

Darmaga Bogor, 16680


Abstract

The understanding of the natural durability and preservative treatability of woods from community forests/lands is paramount to prevent biodeterioration of the woods in its utilization. This research was aimed to determine the natural durability of community woods (mangium, manii, and sengon) against subterranean termites (Coptotermes curvignatus) and dry wood termites (Cryptotermes cynocephalus), and to determine their preservative treatability with Diffusol CB applied through cold soaking and hot-cold soaking preservation methods. The results showed that manii and mangium woods were more resistant from subterranean termites and dry wood termites compared to that of sengon wood. The penetration and retension of Diffusol CB by Hot-cold preservation were twofold of that by cold soaking preservation. Penetration and retension of preservative in sengon wood was the highest, more than threefold of those in mangium (the lowest preservative treatability).

Keywords: dry wood termite, natural durability, preservative treatability, subterranean termite

Abstrak

Sifat keawetan dan pengawetan kayu rakyat sangat penting diketahui untuk upaya perlindungan biodeteriorasi kayu kurang awet dari hutan/lahan masyarakat dalam penggunaan furniture dan bangunan, terutama dalam penggunaan di lingkungan tropis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat keawetan beberapa jenis kayu rakyat (mangium, manii, dan sengon) dari rayap tanah (Coptotermes curvignatus) dan rayap kayu kering (Cryptotermes cynocephalus) serta sifat pengawetannya dengan Diffusol CB dengan metode rendaman dingin dan rendaman panas-dingin. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kayu manii dan mangium lebih tahan dari serangan rayap tanah dan rayap kayu kering dibandingkan dengan kayu sengon. Pengawetan Diffusol CB secara rendaman panas dingin menghasilkan penetrasi dan retensi sekitar dua kali lebih tinggi dibandingkan dengan teknik rendaman dingin. Penetrasi dan retensi pengawet pada kayu sengon paling tinggi, yaitu lebih dari tiga kali yang terjadi pada kayu mangium sebagai kayu yang paling rendah keterawetannya.

Kata kunci: keawetan, keterawetan, rayap kayu kering, rayap tanah

Pendahuluan

Potensi hutan rakyat dan hutan tanaman di Indonesia cukup besar dan diharapkan mampu memenuhi kekurangan bahan baku industri dan bangunan di Indonesia. Namun di sisi lain, peningkatan

penggunaan kayu rakyat sebagai bahan konstruksi juga menjadi tantangan terutama dalam hal peningkatan kualitasnya. Pada umumnya kayu yang berasal dari hutan rakyat berasal dari pohon berumur muda, berdiameter kecil (< 25 cm) dan bermutu rendah.

119 Sifat Keawetan Alami dan Pengawetan Kayu Mangium, Manii dan Sengon secara Rendaman Dingin dan Rendaman Panas Dingin Trisna Priadi, Gendis A Pratiwi �

Banyaknya bangunan yang mengguna-kan kayu tidak awet tanpa perlindungan memadai akan meningkatkan keren-tanannya dari serangan organisme perusak kayu, terutama rayap. Sebagaimana yang dilaporkan Subekti (2010) bahwa rayap tanah Coptotermes spp merupakan hama bangunan yang paling merugikan di Indonesia yang distribusi serangannya dipengaruhi oleh iklim dan keberadaan air. Oleh karena itu aplikasi teknologi pengawetan kayu yang semakin baik sangat diperlukan untuk meningkatkan service life (umur pakai) bangunan. Dengan demikian secara tidak langsung pengawetan kayu dapat menghemat penggunaan kayu dari hutan. Teknik pengawetan kayu ren-daman dingin dan rendaman panas dingin relatif mudah dilakukan masya-rakat industri kecil dibandingkan dengan pengawetan dengan tekanan dan avakum. Penelitian pengawetan terhadap beberapa jenis kayu dari hutan tanaman telah dilakukan oleh banyak peneliti (Kusumaningsih 2007, Karlinasari et al. 2010, Febrianto et al. 2014) namun masih banyak jenis kayu dari hutan masyarakat yang perlu dikaji sifat keawetan dan keterawetannya, sehingga bisa dimanfaatkan dengan umur pakai yang cukup panjang yaitu sekitar 20 tahun atau lebih.

Penelitian ini bertujuan untuk menge-tahui keawetan alami beberapa jenis kayu rakyat (kayu mangium, manii dan kayu sengon) dari rayap kayu kering dan rayap tanah serta keterawetannya dengan pengawet Diffusol CB yang berbahan aktif tembaga, krom dan boron dengan metode pengawetan rendaman dingin dan rendaman panas-dingin.

Bahan dan Metode

Kayu mangium (Acacia mangium), manii (Maesopsis eminii Engll), dan sengon

(Paraserianthes falcataria) berasal dari Ciampea, Bogor, dibuat contoh uji yang digunakan dalam penelitian ini. Dalam pengujian keawetan alami setiap contoh uji kayu berukuran (20x50x5) mm3 diumpankan terhadap 50 ekor rayap kayu kering (Cryptotermes cynocephalus) selama 3 bulan dalam bejana kaca. Adapun setiap contoh uji kayu berukuran (20x20x5) mm3 digunakan untuk pengujian keawetan dari 200 ekor rayap tanah (Coptotermes curvignatus) yang terdiri dari 90% rayap pekerja dan 10% rayap prajurit selama 4 minggu dalam botol berisi pasir 30 g sebagaimana dalam prosedur standar (BSN 2006). Di akhir pengujian ditentukan nilai penurunan berat contoh uji kayu dan mortalitas (kematian) rayap yang dinyatakan dalam persen. Nilai penurunan berat kayu menjadi dasar klasifikasi keawetan kayu tersebut sesuai standar SNI yang digunakan.

Dalam pengujian keterawetan kayu mangium, manii dan sengon dibuat contoh uji berukuran (50x50x400) mm3 dan dikering-udarakan. Pengawet kayu yang digunakan adalah Diffusol CB berbahan aktif tembaga, krom dan boron dengan konsentrasi larutan pengawet 5%. Proses pengawetan dilakukan secara rendaman dingin selama 24 jam, adapun proses rendaman panas dingin dilakukan selama 4 jam panas dan 20 jam rendaman dingin. Setelah proses pengawetan dilakukan uji retensi dan penetrasi bahan pengawet ke dalam kayu. Retensi dinyatakan dengan banyaknya bahan pengawet yang masuk per satuan volume kayu sehingga satuannya adalah kg cm-3. Adapun penetrasi bahan pengawet ke dalam kayu ditentukan dengan terlebih dahulu menyemprotkan bahan pereaksi tembaga dan boron.


Pereaksi tembaga terdiri dua larutan, yang pertama dibuat dari 1 bagian ammonia pekat dan 6 bagian air suling. Setelah penyemprotan larutan pertama dilanjutkan dengan penyemprotan larutan kedua yang dibuat dari 5 g asam rubianat, 900 ml alkohol dan 100 ml aseton. Pereaksi boron juga terdiri dari 2 larutan yang disemprotkan berurutan ke permukaan lintang kayu. Yang pertama adalah 2 g ekstrak kurkuma dalam 100 ml alkohol, sedangkan larutan kedua adalah 80 ml alkohol dan 20 ml HCl yang dijenuhkan dengan asam salisilat. Bagian kayu yang terpenetrasi tembaga berubah warna menjadi biru, sedangkan yang terpenetrasi boron menjadi merah jingga. Rata-rata kedalaman masuknya bahan pengawet dari permukaan luar kayu merupakan penetrasi bahan pengawet yang dinyatakan dalam satuan mm. Seluruh pengujian dilakukan dengan 5 ulangan contoh uji untuk setiap jenis kayu dan perlakuan pengawetan.

Data yang diperoleh diolah dengan program MS Excel dan program SAS 6.12. Analisis data uji keawetan dan keterawetan kayu dengan pengawet Diffusol CB dilakukan dengan rancangan percobaan acak lengkap (RAL) dengan melakukan analisis ragam (ANOVA) dan uji lanjut beda rata-rata Duncan Multiple Range Test (DMRT).


Hasil uji keawetan alami kayu menun-jukkan bahwa kayu sengon paling tidak tahan dari rayap tanah, disusul kemudian yang lebih awet adalah kayu manii dan

mangium. Namun perbedaan keawetan kayu manii dan mangium tidak nyata. Hal ini jelas dapat dilihat pada Gambar 1 dan 2. Dalam hal ini terbukti bahwa nilai kehilangan berat contoh uji kayu sengon adalah yang tertinggi, yaitu lebih dari 1,7 kali nilai kehilangan berat kayu mangium maupun manii. Berdasasrkan standar SNI, keawetan kayu manii dan mangium ini tergolong buruk (kelas IV), bahkan kayu sengon sangat buruk (kelas V). Sedangkan nilai kematian rayap yang terjadi pada kayu sengon adalah yang terendah, disusul kemudian oleh nilai kematian rayap pada kayu manii dan yang tertinggi pada kayu mangium yaitu sekitar 1,3 kali nilai kematian rayap pada kayu sengon. Perbedaan keawetan kayu sengon dari rayap tanah dibandingkan dengan keawetan kayu manii dan mangium juga terbukti nyata secara statistik terutama berdasarkan kehilangan berat kayunya.

Ketahanan ketiga jenis kayu dari rayap kayu kering juga mengindikasikan kecenderungan yang sama, yaitu kayu sengon adalah yang paling tidak awe t. Kehilangan berat contoh uji kayu sengon paling tinggi yaitu 2,7 kali kehilangan berat kayu manii yang kehilangan beratnya paling rendah (Gambar 3). Adapun kematian rayap kayu kering pada kayu sengon adalah yang paling rendah, yaitu 0,7 kali nilai kematian rayap pada kayu manii (Gambar 4). Secara statistik juga terbukti bahawa nilai kehilangan berat kayu sengon ini nyata lebih tinggi dibandingkan dengan nilai kehilangan berat kayu manii.


Gambar 1 Kehilangan berat kayu dalam uji keawaetan alami kayu dari rayap tanah.

Gambar 2 Kematian rayap tanah dalam uji keawetan alami kayu.

Gambar 3 Kehilangan berat kayu dalam uji keawetan alami kayu dari rayap kayu kering.


Gambar 4 Kematian rayap kayu kering dalam uji keawetan alami kayu.

Relatif rendahnya nilai kematian rayap tanah maupun rayap kayu kering pada kayu sengon menunjukkan bahwa kayu sengon tidak memiliki ekstraktif yang bersifat racun bagi kedua jenis serangga tersebut. Bahkan rayap lebih banyak memakan kayu tersebut yang meng-akibatkan kehilangan berat kayu sengon lebih banyak daripada jenis kayu lainnya. Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya sengon memiliki kadar ekstraktif larut air panas 4,3% (Martawijaya et al. 2005), lebih rendah dibanding dalam kayu mangium dan manii yaitu 8,56% (Nawawi et al. 2013) dan 15,42% (Karlinasari et al. 2010). Hal ini memperkuat keyakinan bahwa kadar ekstraktif kayu berpengaruh terhadap keawetan kayu mangium yang lebih tinggi daripada kayu sengon.

Ekstraktif kayu berperan penting dalam ketahanannya dari serangan rayap sebagaimana telah dibuktikan oleh Taylor et al. (2006) pada kayu Thuja plicata Donn ex Don dan Chamaecyparis nootkatensis (D.Don) yang tahan dari serangan formosanus dan jamur pelapuk Postia placenta. Lukmandaru dan Takahashi (2006) menyatakan bahwa Perbedaan keawetan kayu sejenis bisa

terjadi di antara umur yang berbeda juga disebabkan oleh faktor ekstraktif yang dikandungnya.�

Dalam kasus kayu manii yang kadar ekstraktif larut air panasnya hanya 4,11% (Wahyudi et al. 1990), lebih rendah daripada dalam kayu sengon, tapi keawetannya terhadap rayap tanah maupun rayap kayu kering lebih baik daripada kayu sengon. Hal ini menunjukkan bahwa bukan hanya aspek kuantitas dari ekstraktif yang ber-pengaruh terhadap keawetan, tapi juga adalah jenis dan sifat toksisitas ekstraktif yang dikandungnya berperanan penting dalam keawetan kayu, terutama yang terkandung dalam kayu teras Hwang et al. (2007).

Bahan kimia ekstraktif dalam kayu sangat berperan dalam ketahanan alami kayu dari organisme perusak. Taylor et al. (2006) melaporkan bahwa ekstraktif larut metanol dari plicata dan nootkatensis berperan penting dalam ketahanan kayu dari rayap formosanus dan jamur placenta. Penelitian Syofuna et al. (2012) membuktikan bahwa ekstraktif kayu Milicia excels, Albizia coriaria dan Markhamia lutea berperanan penting dalam perlindungan


kayu dari serangan rayap tanah (Macrotermes bellicosus). Selain itu Onuorah (2000) juga menyatakan bahwa ekstraktif dari kayu tropis Milicia excelsa (Welw.) C.C. Berg. dan Erythrophelum suaveolens (Guill. & Perr.) Brenan yang diimpregnasikan ke dalam kayu Ceiba pentandra Gaertn dapat mengendalikan serangan jamur Lenzites trabea (pelapuk coklat) or by Polyporous versicolor (pelapuk putih). Dengan demikian ada jenis-jenis kayu yang secara alami awet/ tahan dari serangan serangga perusak. Jenis dan kuantitas ekstraktif yang bersifat racun ini menjadi variabel yang menentukan keawetan kayu.

Dibandingkan dengan kayu mangium, kayu manii tampak lebih tahan dari serangan rayap kayu kering, sedangkan terhadap rayap tanah kayu mangium cenderung lebih tahan daripada kayu manii. Sementara itu menurut Mandang dan Pandit (1997) kedua jenis kayu ini sama-sama tergolong kelas awet III, berbeda dengan sengon yang tergolong kelas awet IV. Hal ini menunjukkan bahwa rayap tanah dan rayap kayu

kering memiliki kemampuan adaptasi makanan yang berbeda pada kayu. Sehingga jenis-jenis kayu yang disukai oleh rayap tanah bisa kurang atau tidak disukai oleh rayap kayu kering. Di sini juga terbukti bahwa berat jenis kayu mangium (0,61) yang lebih tinggi daipada berat jenis kayu manii (0,43) tidak menjadi jaminan lebih tahan dari rayap kayu kering. Hal tersebut menguatkan laporan Antwi-Boasiako dan Pitman (2009) bahwa pengaruh kerapatan terhadap keawetan kayu tropis relatif kecil.

Hasil pengujian pengawetan kayu manii, mangium dan sengon dengan bahan pengawet Diffusol CB menunjukkan bahwa jenis kayu dan metode pengawetan berpengaruh nyata terhadap penetrasi bahan pengawet.

Pada Gambar 5 tampak juga bahwa penetrasi bahan aktif boron lebih tinggi yaitu lebih dari 1,5 kali penetrasi bahan aktif tembaga baik dengan metode pengawetan rendaman dingin ataupun rendaman panas-dingin.

Gambar 5 Penetrasi bahan aktif tembaga dan boron dalam kayu, (A1) kayu manii, (A2) kayu mangium, (A3) kayu sengon, (B1) pengawetan rendaman dingin, (B2) pengawetan rendaman panas-dingin.


Bahan pengawet boron memang dikenal mudah masuk ke dalam kayu, tapi mudah tercuci kembali dengan air karena memiliki sifat fiksasi yang rendah. Sedangkan tembaga memiliki sifat fiksasi yang tinggi lebih tahan dari pencucian air.

Proses pengawetan rendaman panas-dingin menghasilkan penetrasi yang nyata lebih dalam yaitu pada umumnya lebih dari 1,5 kali penetrasi pengawetan rendaman dingin. Penetrasi bahan tembaga maupun boron paling tinggi pada kayu sengon karena volume rongga kayu sengon lebih banyak sehingga bahan pengawet cenderung lebih mudah masuk. Banyaknya rongga dalam kayu sengon diindikasikan oleh berat jenis (BJ) kayu yang paling rendah (0,33) dalam penelitian ini, sedangkan BJ kayu manii dan mangium berurutan adalah 0,43 dan 0,61 (Mandang & Pandit 1997).

Berdasarkan BSN (1999), persyaratan penetrasi kayu yang akan digunakan untuk komponen di bawah atap dan di luar atap yaitu sebesar 5 mm. Oleh karena itu metode rendaman dingin

sebaiknya tidak dilakukan untuk kayu mangium dan manii karena penetrasi bahan pengawet tembaga maupun boron kurang dari 5 mm, sedangkan untuk kayu sengon masih bisa memenuhi syarat penetrasi walaupun dengan metode pengawetan rendaman dingin. Adapun metode rendaman panas-dingin bisa digunakan untuk ketiga jenis kayu tersebut karena menghasilkan penetrasi yang lebih dari 5 mm terutama komponen pengawet boron.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa metode pengawetan panas-dingin menghasilkan retensi bahan pengawet lebih tinggi daripada metode pengawetan rendaman dingin yaitu sekitar 1,7-2,1 kalinya. Pemanasan yang digunakan dalam pengawetan rendaman panas-dingin berfungsi mengeluarkan udara dan uap air dari rongga sel kayu, sedangkan pendinginan menyebabkan seolah-olah terjadi vakum dalam rongga sel kayu yang dengan sendirinya menarik larutan bahan pengawet masuk lebih dalam.

Gambar 6 Retensi bahan pengawet dalam kayu manii (A1), kayu mangium (A2), dan kayu sengon (A3) setelah pengawetan rendaman dingin (B1) dan pengawetan rendaman panas-dingin (B2).


Retensi bahan pengawet pada kayu sengon juga yang paling tinggi, disusul kemudian oleh kayu manii dan mangium. Berat jenis (BJ) kayu mangium yang relatif tinggi dibanding kayu yang diuji lainnya mengindikasikan dinding sel kayu yang lebih tebal dan volume rongga dalam kayu yang relatif lebih kecil, sehingga lebih sedikit bahan pengawet yang dapat masuk kedalam kayu dibandingkan pada kayu manii dan sengon. Hal ini memperkuat temuan Usta (2003) bahwa retensi bahan pengawet CCA dipengaruhi oleh berat jenis dan kadar air ke dalam dalam kayu Caucasian fir.

Berdasarkan data yang diperoleh, nilai retensi yang dicapai dalam penelitian ini belum memenuhi standar SNI 03-5010.1-1999 karena syarat retensi yaitu sebesar 8 kg m-3 untuk penggunaan di bawah atap dan 11 kg m-3 untuk penggunaan di luar atap. Oleh karena itu, untuk penggunaan kayu di tempat dengan ancaman biodeteriorasi yang tinggi, sebaiknya menggunakan metode pengawetan dengan tekanan sehingga dapat menghasilkan retensi bahan pengawet yang cukup tinggi.

Kesimpulan

Kayu manii dan kayu mangium memiliki tingkat keawetan alami yang relatif sama, sedangkan kayu sengon lebih rawan dari rayap tanah dan rayap kayu kering. Dari aspek keterawetannya, kayu sengon adalah yang paling mudah diawetkan dengan nilai penetrasi dan retensi bahan pengawet yang lebih tinggi dari kayu manii dan mangium. Metode pengawetan panas-dingin menghasilkan penetrasi dan retensi lebih tinggi daripada metode pengawetan rendaman dingin. Walaupun penetrasi bahan pengawet dapat memenuhi standar SNI 03-5010.1-1999 melalui pengawetan rendaman dan rendaman panas dingin,

tapi nilai retensinya belum memenuhi persyaratan.

Daftar Pustaka

Antwi-Boasiako C, Pitman AJ. 2009. Influence of density on the durabilities of three Ghanaian timbers. J. Sci. Tech. 29(2):34-45.

Febrianto F, Gumilang A, Carolina A, Yoresta FS. 2014. Distribusi bahan pengawet larut air pada kayu diawetkan secara sel penuh dan sel kosong. J. Ilmu Teknol. Kayu Tropis 12(1):20-32.

Hwang WJ, Kartal SN, Yoshimura T, Imamura Y. 2007. Synergetic effect of heartwood extractives and quaternary ammonium compounds on termite resistance of treated wood. Pest Manage. Sci. 63:90-95.

Karlinasari L, Rahmawati M, Mardikanto TR. 2010. Pengaruh pengawetan kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik dan sifat mekanis entur serta tekan sejajar serat kayu Acacia mangium Willd. J. Tek. Sipil 17 (3): 163-170.

Karlinasari L, Nawawi DS, Widyani M. 2010. Kajian sifat anatomi dan kimia kayu kaitannya dengan sifat akustik kayu. Bionatura-Jurnal Ilmu-ilmu Hayati dan Fisik 12(3):110-116.

Kusumaningsih KR. 2007. Efektivitas limbah kayu jati dan sonokeling sebagai bahan pengawet pencegah rayap. Bul. Ilmu Instiper 14(2):42-50.

Lukmandaru G, Takahashi K. 2006. Variation in the natural termite resistance of teak (Tectona grandis


Linn. fil.) wood as a function of tree age. Annals. Forest. Sci. 65 (7):708-713.

Mandang YI, Pandit IKN. 1997. Seri Manual: Pedoman Identifikasi Jenis Kayu di Lapangan. Bogor: Yayasan Prosea.

Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang YI, Prawira SA, Kadir K. 2005. Atlas Kayu Indonesia Jilid I. Bogor: Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan.

Nawawi DS, Wicaksono SH, Rahayu IS. 2013. Kadar zat ekstraktif dan susut kayu nangka (Arthocarpus heterophyllus) dan mangium (Acacia mangium). J. Ilmu Teknol. Kayu Tropis 11(1): 46-54.

Onuorah EO. 2000. The wood preservative potentials of heartwood extracts of Milicia excelsa and Erythrophleum suaveolens. Bioresour. Technol. 75(2):171–173.

Subekti N. 2010. Karakteristik populasi rayap tanah Coptotermes spp (Blattodea: Rhinotermitidae) dan dampak serangannya. Biosaintifika J Biol. Ed. 2(2): 110-114.

Syofuna A, Banana AY, Nakabonge G. 2012. Efficiency of natural wood extractives as wood preservatives against termite attack. Maderas Ciencia Technologia 14(2):155-163.

Taylor AM, Gartner BL, Morrell JJ, Tsunoda K. 2006. Effects of extractive fractions of Thuja plicata and Chamaecyparis nootkatensis on wood degradation by termites or fungi. J Wood Sci. 52(2):147-153.

Usta Ü. 2004. The effect of moisture content and wood density on the preservative uptake of caucasian fir (Abies nordmanniana (Link.) Spach.) treated with CCA. Turkish J. Agriculture For. 28:1-7.

Wahyudi I, Santosa G, Pandit IKN. 1990. Sifat Dasar, Sifat Pengolahan Dan Sifat Penggunaan Kayu Afrika (Maesopsis eminii Engl). Bogor: Institut Pertanian Bogor.


Naskah masuk (received): 14 Januari 2014 Diterima (accepted): 10 Maret 2014

127 Pengaruh Perlakuan Alkali terhadap Wettability pada Komposit Serat Sabut Kelapa–Polyester


Pengaruh Perlakuan Alkali terhadap Wettability pada Komposit Serat

Sabut Kelapa–Polyester

(Effects of Alkali Treatment on Wettability of Coconut Fiber – Polyester

Composites)

Imran S Musanif1*, Daud O Topayung1, Oktovian BA Sompie2

1Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Manado 2Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Manado


Abstract

The effect of alkali treatment on the wettability of coconut fiber-polyester composites was

investigated. The fibers were treated with 3% solution of NaOH for 1, 2, and 3 hours.

Wettability of the fibers was measured through the measurement of polyester resin contact angle

dropped on either untreated fibers or alkali treated fibers. Upon drying, the droplet on the fiber

matrix was observed by analyzed software supported microscope. Contact angle decreased by

alkalization, therefore the quality of bond was expected to increase. Decreasing contact angle

was assumed due to the increasing of fiber surface roughness and porosity, the loss of lignin, and

the loss of other impurities. The increasing quality of bond between the fiber and the matrix was

believed to increase the strength properties of coconut fiber composites-polyester fiber compared

to that of untreated.

Keywords: coconut fiber, contact angle, droplet, wettability

Abstrak

Penelitian ini menyelidiki pengaruh perlakuan alkali terhadap kemampuan sifat keterbasahan

mampu basah(wettability) pada komposit serat sabut kelapa (coconut fiber)-polyester.Untuk

mengukur sudut kontak, resin polyester diteteskan pada serat tanpa perlakuan (green fiber) dan

serat yang telah direndam dalam larutan NaOH 3% selama 1, 2, dan 3 jam. Setelah kering,

droplet matrik pada serat diamati dengan mikroskop yang dilengkapi dengan piranti lunak untuk

analisis. Secara substansi, sudut kontak akan lebih kecil nilainya setelah dilakukan alkalisasi

sehingga kualitas ikatan akan meningkat, karena permukaan serat menjadi lebih kasar dan

berpori serta hilangnya lapisan lignin dan impuritas lainnya. Dengan meningkatnya kualitas

ikatan antara serat dan matrik diyakini kekuatan komposit serat sabut kelapa-polyester akan

meningkat dibanding serat tanpa perlakuan alkali.

Kata kunci: droplet, keterbasahan, serat sabut kelapa, sudut kontak

Pendahuluan

Perkembangan material teknik dewasa

ini mengarah pada penemuan dan

eksploitasi bahan-bahan alam atau

biomaterial berbasis selulosa yang

memiliki aspek menguntungkan baik

dari segi teknologi, ekonomi maupun

lingkungan (Chen et al. 2005). Sebagai

contoh, PT. Toyota di Jepang telah

memanfaatkan bahan komposit

berpenguat serat kenaf sebagai

komponen panel interior mobil jenis

sedan. Selain itu, produsen mobil

Daimler-Bens pun telah memanfaatkan

serat abaca sebagai penguat bahan

komposit untuk dashboard. Pergeseran

trend teknologi ini dilandasi oleh sifat

komposit berpenguat serat alam yang

lebih ramah lingkungan. Komposit ini



juga memiliki rasio kekuatan dengan

densitas yang tinggi sehingga komponen

yang dihasilkan lebih ringan. Para

industriawan menggunakan komposit

tersebut sebagai produk unggulan sesuai

dengan keistimewaannya. Dibandingkan

dengan serat sintetis, serat alam memiliki

beberapa keunggulan yang antara lain

sifat mampu diurai oleh bakteri pengurai

(biodegradable), ringan (lightweight),

dapat diperbaharui (renewable), sifat

mekanikal yang tinggi dan tak terbatas

ketersediaannya (Alves et al. 2013).

Disamping itu serat alam tidak

menyebabkan abrasive pada peralatan,

memiliki emisi CO yang netral dan

sebagai sumber yang penting untuk

meningkatkan kesejahteraan masyarakat

sekitar (Joshia et al. 2004).

Dalam material komposit, ikatan antara

serat dan matrik akan berpengaruh pada

sifat mekanisnya, dimana karakteristik-

nya melibatkan kemampuan basah serat

(Wettability) (de Velde et al. 1999).

Parameter wettability antara lain

ditentukan dengan sudut kontak yang

terbentuk antara matrik dan permukaan

serat serta ikatan antar muka (interfacial

bonding). Sifat adhesi antara serat

sebagai penguat dan matrik sangat

berpengaruh terhadap sifat mekanis

material komposit yang dihasilkan

(Bisanda 2000). Seringkali interface

didapatkan dengan memodifikasi sifat

kimia permukaan serat untuk meng-

optimalkan sifat adhesi antara serat dan

matrik (Bledzki et al. 1999, Mwaikambo

et al. 2006). Hal ini juga dapat dikontrol

dengan energi permukaan (Guillermo et

al. 2003). Yang menjadi permasalahan

apakah dengan perlakuan alkali pada

serat akan meningkatkan ikatan antara

serat dan matrik. Salah satu cara

mengetahui ikatan serat dan matrik

adalah menguji sifat wettability serat

dengan cara menetesi cairan matrik ke

serat untuk mendapatkan sudut kontak

diantaranya. Tujuan dari penelitian ini

adalah mengetahui pengaruh perlakuan

alkali (NaOH 3%) pada ikatan antara

muka komposit serat sabut kelapa

dengan matrik polyester.

Cara pengukuran kuantitatif yang

melibatkan sudut kontak (θ) antara

permukaan serat-matrik, yakni mem-

berikan cairan yang ditempatkan di

atas permukaan padatseperti pada

gambar 1. Semakin kecil sudut kontak

wettability semakin baik, sehingga

matrik sebagai media perekat serat harus

memiliki kemampuan melapisi luasan

permukaan serat secara optimal. Menurut

(Mwaikambo1999), sudut kontak untuk

menghasilkan kemampuan basah optimal

adalah tidak lebih dari 30°. Secara

kuantitatif, wettability ditunjukkan oleh

sudut kontak (θ) antara serat padat dan

matrik cair dalam bentuk droplet.

Gambar 1 Tingkat wettability menurut ukuran sudut kontak (Liu 2007).



Bahan dan Metode

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium

Uji Bahan dan Metrologi Politeknik

Negeri Manado pada bulan Maret – Mei

2014.

Sabut kelapa diperoleh dari petani kelapa

di Kabupaten Minahasa Propinsi

Sulawesi Utara yang terletak ± 970 meter

di atas permukaan laut. Matrik Polyester

dan hardener (Mekpo) dibeli di toko

teknik yang dipasok dari PT. Justus

Kimia Raya Surabaya. Alat yang

digunakan untuk pembuatan spesimen uji

(gelas ukur, pipet, profil U, akuades,

pHmeter, double tip), alat pengujian

wettability (mikroskop dengan software

analisis serta perangkat computer).

Metode penelitian

Sabut kelapa diurai untuk mendapatkan

serat secara manual.Serat dibagi menjadi

dua bagian, yaitu serat tanpa perlakuan

dan serat dengan perlakuan awal.Serat

dengan perlakuan awal direndam dengan

larutan NaOH 3% dengan variasi waktu

1, 2, dan 3 jam. Setelah direndam serat

dicuci dengan aquades untuk meng-

hilangkan efek kimia pada serat dan

dikeringkan tanpa pemanasan matahari.

Setelah kering, serat diambil secara acak

sebanyak 30 serat untuk masing-masing

variasi waktu perendaman dan

ditempatkan pada profil U yang sudah

diberi double tip pada kedua sisinya

kemudian diteteskan matrik poliester

yang dicampur dengan Mekpo 1%

(Gambar 2).

Gambar 2 Skema pembuatan benda uji

sudut kontak.

Pengamatan sudut kontak yang terbentuk

diamati dengan mikroskop Zeizz dan

software pendukungnya AxioCam LCc

1.Besarnya sudut kontak ditentukan

menggunakan fungsi distribusi weibull

F(θ) yang dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

θ = Sudut kontak, β = Parameter bentuk,

θo = Parameter skala, = Nilai rata-rata sudut kontak,

SD= Standar deviasi, Γ = Fungsi gamma.

Parameter skala ( ) ditentukan pada kondisi dimana ln ln[1/1-F(θ)] = 0,

sedang parameter bentuk (β) atau modulus Weibull adalah slope yang

ditentukan dari hubungan ln ln[1/1-F(θ)] dan ln θ.

Serat Matrik

Profil U

Arah pengamatan pada mikroskop



Gambar 3 memperlihatkan hasil foto

mikroskop dari droplet polyester pada

serat sabut kelapa dengan pembesaran

optik 200 x.

Tabel 1 menunjukkan perubahan tingkat

penyerapan serat terhadap matrik

(poliester + mekpo 1%) sebelum dan

sesudah perlakuan NaOH. Indikasi

perubahan ini terlihat dari penyim-

pangan (standar deviasi) yang terjadi,

dimana semakin lama waktu perendaman

nilai penyimpangan akan menjadi lebih

kecil. Semakin lama serat direndam

dengan alkali, matrik yang diserap akan

semakin banyak sehingga akan

memperkecil sudut antara peremukaan

serat dan droplet cairan matrik. Hal ini

disebabkan permukaan serat menjadi

lebih bersih dan terlepasnya kotoran

termasuk lignin yang menempel pada

serat.

Akibatnya matrik akan lebih mudah

masuk ke pori-pori serat dibanding

dengan serat yang tidak mengalami

perlakuan alkali (Gambar 3). Gambar 3a

memperlihatkan cairan matrik pada

waktu masih cair sulit untuk masuk ke

dalam pori-pori serat karena terhalang

oleh kotoran dan impuritas lain.

Gambar 3 Droplet polyester + Mekpo 1% pada serat tunggal, (a) Tanpa perendaman

NaOH, (b) Perendaman NaOH 3% (1 Jam), (c) Perendaman NaOH 3% (2 Jam), (d)

Perendaman NaOH 3% (3 Jam)

Tabel 1 Nilai parameter Weibull dan sudut kontak antara serat dan matrik (poliester)

Waktu

perendaman

Parameter Weibull Standar deviasi (SD)

Nilai rata-rata sudut

kontak () β θo

0 Jam 9,09 40,50 4,7795 44,95±4,78

1 Jam 11,70 38,35 3,5774 41,34±3,58

2 Jam 14,70 36,66 2,7403 39,67±2,82

3 Jam 20,55 32,55 1,9096 34,20±1,76

(b)

(c) (d)

(a)



Gambar 4 Distribusi Weibull dan sudut kontak pada perendaman NaOH 3%, (a) Tanpa

perendaman NaOH, (b) Perendaman NaOH 3% (1 Jam), (c) Perendaman NaOH 3% (2

Jam), (d) Perendaman NaOH 3% (3 Jam)

Hasil penelitian menunjukkan bahwa

sudut kontak yang terjadi antara garis

singgung droplet polyester dengan serat

dipengaruhi oleh lamanya perendaman

dan konsentrasi NaOH. Perubahan nilai

sudut kontak akibat perlakuan NaOH

juga diindikasikan pada Gambar 4.

Lamanya waktu perendaman sangat

mempengaruhi kemampuan serat

menyerap matrik. Gambar 4(d)

menunjukkan distribusi sudut kontak

yang terjadi, dimana nilai sudut

kontaknya memiliki penyimpangan yang

lebih kecil dibanding dengan grafik lain.

Perubahan nilai sudut kontak juga

terlihat pada perubahan nilai parameter

Weibull, semakin besar parameter bentuk

(β) maka parameter skala (θo) akan

menjadi kecil yang diikuti dengan

penurunan nilai standar deviasinya dan

nilai rata-rata sudut kontaknya Tabel 1).

Secara fisik, data tersebut

menginformasikan bahwa sudut kontak

akan akan menjadi lebih kecil dengan

perendaman alkali 3% selama 3 jam.

Perubahan nilai sudut kontak akibat

perlakuan alkali disebabkan antara lain

permukaan serat sabut kelapa memiliki

lapisan lilin (wax) dan zat lain disamping

kotoran lainnya. Kondisi ini menghalangi

penetrasi matrik dalam serat sehingga

penyerapan yang terjadi lebih kecil dan

secara langsung mengurangi sifat

adhesinya. Perlakuan alkali menyebab-

a. b.

c. d.


kan penetrasi matrik ketika masih basah

lebih baik sehingga matrik akan lebih

banyak diserap oleh serat. Hal ini terjadi

karena permukaan serat menjadi lebih

bersih dari kotoran dan lapisan lignin

serta impuritas lain. Pengaruh lain akibat

perlakuan alkali adalah permukaan serat

menjadi lebih kasar dan berpori sehingga

memudahkan matrik mudah diserap oleh

serat (Gambar 5).

Perubahan nilai sudut kontak akibat

lamanya perlakuan alkali (NaOH 3%)

juga diperlihatkan pada Gambar 6.

Grafik tersebut menampilkan distribusi

hasil pengukuran sudut kontak sebelum

dan sesudah perendaman NaOH.

Sebelum perendaman grafik distribusi

berada disebelah kanan dan setalah

perendaman NaOH grafik distribusi

bergerak ke arah kiri. Fenomena ini

menunjukkan adanya perubahan sudut

kontak menjadi lebih kecil terhadap

waktu perendaman. Hal ini disebabkan

permukaan serat setelah perendaman

NaOH serat menjadi lebih bersih karena

beberapa komponen seperti kotoran,

lignin dan wax terlepas akibat terjadi

reaksi antara serat dan larutan NaOH.

Disamping itu permukaan serat menjadi

lebih kasar dan berpori seperti

ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5 Foto mikroskop serat tanpa perlakuan NaOH (a) dan serat dengan perlakuan

(b).

Gambar 6 Distribusi Weibull serat tanpa dan perlakuan NaOH.



Kesimpulan

Perlakuan alkali (NaOH) dapat

meningkatkan sifat mampu basah

(wettability) serat sabut kelapa dengan

matrik poliester yang diindikasikan

dengan penurunan nilai sudut kontaknya.

Perlakuan alkali menyebabkan per-

mukaan menjadi bersih dari kotoran dan

impuritas lain namun permukaannya

menjadi kasar. Oleh karena itu,

perlakuan awal dengan alkali pada serat

sabut kelapa diperlukan untuk

meningkatkan ikatan antara serat dan

matrik.

Daftar Pustaka

Alves F, Castro P, Martins G, Andrade

S, Toledo F. 2103.The effect of fiber

morphology on the tensile strength of

natural fibers. J Mater. Res. Technol.

2(2):149–157.

Bisanda ETN. 2000. The effect of alkali

treatment on the adhesion

characteristics of sisal fibers. App.

Compos. Mater. 7:331–339.

Bledzki AK, Gassan J, 1999. Composites

reinforced with cellulose based fibres.

http://www.science

direct.com/science [27 Juni 2014].

Chen L, Chiparus I, Sun DV, Negulescu

TA, Calamari. 2005. Natural fibers for

automotive nonwoven composites, J

Ind. Text. 35(47): 80-86.

De Valde KV, Kiekens P. 1999.

Wettability of natural fibre used as

reinforcement for composite, 2nd

International Wood and Natural Fiber

Composites Symposium. hlm 7-1:7-12

Guillermo C, Aitor A, Rodrigo LP, Inaki

M. 2003. Effects of fibre treatment on

wettability and mechanical behavior

of flax/polypropylene composites.

Compos. Sci. Technol. 63:1247–1254.

Joshia SV, Drzalb LT, Mohantyb AK,

Arorac S. 2004. Are natural fiber

composites environmentally superior

to glass fiber reinforced composites.

Appl. Sci. Manuf. 35:371–376.

Liu XY, Dai GC. 2007, Surface

modification and micromechanical

properties of jute fiber mat reinforced

polypropylene composites. Express

Polym. Lett. 1(5):299-307.

Munawar SS, Umemura K, Kawai S,

2007. Characterized the morpho-

logical, physical, and mechanical

properties of the non-wood plant fiber

bundles.

http://www.springerlink.com/content/,

[8April 20014].

Mwaikambo LY, Ansell MP. 1999. The

effect of chemical treatment on the

properties of hemp, sisal, jute and

kapok fibres for composite

reinforcement, 2nd International Wood

and Natural Fibre Composites

Symposium. hlm 12.1–12.16.


Naskah masuk (received): 8 Januari 2014

Diterima (accepted): 15 April 2014

http://www.springerlink.com/content/


Kekuatan Tekan Tegak Lurus Serat Cross Laminated Timber (CLT)

Tiga Jenis Kayu Rakyat

(Compression Strength Perpendicular to the Grain of Cross Laminated

Timber (CLT) of the Three Community Wood Species)

Muthmainnah1*, Sucahyo Sadiyo2, Lina Karlinasari2

1Fakultas Kehutanan, Universitas Tadulako Kampus Bumi Tadulako Palu, 94118 2Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB

Darmaga Bogor, 16680


Abstract

Cross Laminated Timber (CLT) is an engineered wood products composed of multi-

layered panel of lumber where each layer of boards is placed cross-wise to adjacent layers. The

purpose of the present research was to evaluate the compression strength perpendicular to grain

of CLT composed of 5 layers tested with line loads in square surface. The position of line loads

was in the centre and edge of sample orientated both in parallel and perpendicular to the grain

direction at the CLT-surface. The CLT specimens were (15x20x20) cm3 (thickness, width and

length) in size and were prepared from three community timber, i.e. sengon (Paraserianthes

falcataria), mindi (Melia azedarach L.), and nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.). The

result showed that the edge loading position resulted in lower compression strength than that of

the central loading position. The highest comprresion strength was retained by CLT tested in the

center loading position oriented to perpendicular to the grain direction. The highest compression

strength perpendicular to grain was retained by CLT of nangka wood (20.28 kg cm-2) followed

successively by those of CLT of mindi (25.97 kg cm-2) and CLT of sengon(8.50 kg cm-2).

Keywords: CLT, compressive strength perpendicular to grain, line load, mindi, nangka, sengon

Abstrak

Cross Laminated Timber (CLT) merupakan suatu produk rekayasa kayu yang disusun dari

lamina-lamina berupa papan tipis secara bersilangan untuk arah tiap lapisannya. Penelitian ini

bertujuan untuk mengevaluasi kekuatan tekan panel CLT 5 lapis dari tiga jenis kayu rakyat

(sengon, mindi, nangka) yang diuji dengan pembebanan garis pada posisi tengah dan pinggir di

permukaan CLT. Macam posisi pembebanan garis yang dimaksud adalah(1) posisi A1, plat

beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat sejajar serat kayu pada permukan CLT,

(2) posisi B1, plat beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat tegak lurus serat

kayu pada permukaan CLT, (3) posisi A2, plat beban diletakkan di pinggir CLT dengan

permukaan plat sejajar serat kayu pada permukaan CLT, dan (4) posisi B2, plat beban diletakkan

di pinggir CLT dengan plat beban tegak lurus serat kayu pada permukaan CLT. Contoh uji

panel CLT berukuran (15x20x20) cm3 (tebal, lebar, dan panjang). Hasil penelitian menunjukkan

berdasarkan posisi pembebanan maka posisi plat beban di pinggir menghasilkan kekuatan tekan

yang lebih rendah dibandingkan posisi plat di tengah. Kekuatan tekan CLT posisi plat beban B1

adalah yang tertinggi dibandingkan pengujian lainnya untuk semua jenis kayu. Panel CLT

nangka menghasilkan kekuatan tekan tegak lurus seratyang tertinggi (25,97 kg cm-2), diikuti

kayu mindi (15,75 kg cm-2), dan yang terendah adalah panel CLT kayu sengon (8,50 kg cm-2).

Kata kunci: CLT, kekuatan tekan tegak lurus serat, pembebanan garis, mindi, nangka, sengon


135 Kekuatan Tekan Tegak Lurus Serat Cross Laminated Timber (CLT) dari Tiga Jenis Kayu Rakyat


Pendahuluan

Kebutuhan bahan baku kayu bulat terus

mengalami peningkatan dari tahun ke

tahun. Pada tahun 2013, kebutuhan

bahan baku kayu bulat nasional

diproyeksikan mencapai 54,5 juta.

Industri wood working kebutuhan bahan

bakunya diproyeksi mencapai 15,4 juta

m³ pada tahun 2014 (Dirjen Industri

Agro 2013). Untuk memenuhi pasokan

kayu bulat tersebut, pembangunan Hutan

Tanaman Industri (HTI) dan Hutan

Rakyat (HR) diharapkan menjadi

pemasok utama industri perkayuan di

masa mendatang. Kayu dari hutan

tanaman dan hutan rakyat saat ini

memiliki keterbatasan, diantaranya

ukuran diameter yang kecil karena rotasi

penebangannya yang lebih singkat dan

bermutu kurang baik (mata kayu, lebih

ringan, strukturnya lebih kasar, juvenile

wood), sehingga kayu sebagai bahan

alamiah berupa balok atau log belum

merupakan produk yang efisien sebagai

komponen struktural.

Cross Laminated Timber (CLT)

merupakan produk kayu yang inovatif

yang diperkenalkan awal tahun 1990-an

di Austria dan Jerman dan mengalami

perkembangan yang signifikan pada

tahun 2000-an (Mohammad et al. 2012).

CLT merupakan produk rekayasa kayu

yang disusun dari lamina-lamina berupa

papan dan direkatkan secara bersilangan

(Sturzenbecher et al. 2010). Produk CLT

dirancang untuk kapasitas struktural

yang kuat dengan pembebanan pada arah

longitudinal dan transversal dan produk

ini dapat meminimalkan perubahan

dimensi akibat kelembaban dan

perubahan suhu. CLT digunakan sebagai

komponen dinding dan lantai dan

biasanya pada pembuatan bagunan ber-

tingkat (multi-story builing). Pembuatan

CLT dapat mengatasi keterbatasan

dimensi yang dimiliki kayu hutan rakyat

seperti jenis kayu sengon (Paraserian-

thes falcataria), kayu nangka (Artocar-

pus heterophyllus Lamk) dan kayu Mindi

(Melia azedarach L).

Produk CLT pada umumnya berbeda

dengan kayu. CLT tersusun atas papan-

papan yang memiliki lapisan sejajar dan

tegak lurus membentuk sudut 90 yang

akan mempengaruhi kekuatan tekan yang

dihasilkan. Penelitian mengenai kekuatan

tekan tegak lurus CLT antara lain

dilakukan Hasuni et al. (2009) dan

Serrano dan Enquist (2010) pada kayu

dengan kerapatan 400-439 kg m-3.

Kekuatan tekan yang dihasilkan berkisar

2,9-5,8 MPa. Penelitian ini bertujuan

mengevaluasi besarnya kekuatan tekan

tegak lurus serat dari panel CLT lima

lapis dari tiga jenis kayu rakyat yang

diuji dengan pembebanan garis pada

posisi tengah dan pinggir.

Bahan dan Metode

Bahan baku yang digunakan dalam

penelitian ini adalah kayu sengon

(Paraserianthes falcataria), kayu nangka

(Artocarpus heterophyllus Lamk) dan

kayu mindi (Melia azedarach L.) yang

diperoleh dari daerah Jasinga, Bogor

dengan perkiraan umur ± 7 tahun dan

berdiameter 25-35 cm. Perekat yang

dipakai adalah perekat isosianat merek

Koyo Bond KR-560 (Aqueous Polymer-

Isocyanate Adhesive) degan penambahan

hardener Koyo Bond crosslinker AP.

Persiapan bahan

Balok dari sengon, nangka dan mindi

digergaji menggunakan circular saw

yang menghasilkan papan dengan

ketebalan ± 3,2 cm, panjang ± 205 cm,

dan lebar ± 18 cm. Papan-papan tersebut

kemudian dikeringkan sampai mencapai

kadar air kering udara 12-15%, dan

selanjutnya diserut serta diamplas sampai

mencapai ketebalan 3 cm.


Pembuatan CLT diawali dengan dengan

penyusunan dan perekatan papan-papan

atau lamina dalam 5 lapisan yang saling

bersilangan atau tegak lurus satu dengan

yang lainnya. Lapisan sejajar berukuran

tebal 3 cm, lebar 14 cm dan panjang 168

cm ditempatkan pada bagian permukaan

atas, tengah dan bawah. Sedangkan

lapisan bersilang dengan ukuran tebal 3

cm, lebar 14 cm dan panjang 84 cm

terletak diantara ketiga lapisan tersebut.

Lapisan sejajar dan lapisan bersilang

kemudian direkatkan per lapisan dengan

menggunakan perekat isosianat dengan

berat labur 280 g m-2 pada dua

permukaan (double spread). Lamina-

lamina tersebut kemudian dirakit

menjadi panel CLT dengan ukuran akhir

(15x84x168) cm3 untuk tebal, lebar dan

panjang. Selanjutnya panel CLT dikempa

menggunakan mesin kempa dingin

dengan tekanan pengempaan 15 MPa

selama 12 jam. Setelah itu CLT

dikeluarkan dari mesin kempa dan

dikondisi keringudarakan selama 1

minggu sebelum dilakukan pengujian.

Pengujian sifat fisis dan kekuatan

tekan CLT

Sifat fisis yang diuji adalah kerapatan

dan kadar air dengan ukuran contoh uji

(15x5x5) cm3 (tebal, lebar dan panjang).

Pengujian kekuatan tekan tegak lurus

CLT menggunakan sampel berukuran

(15x20x20) cm3 (tebal, lebar dan

panjang) yang mengacu pada Serrano

dan Enquist (2010). Sampel diambil dari

hamparan CLT yang dibuat sebanyak 12

buah secara acak. Proses pengujian

dilakukan dengan memberi beban berupa

beban segaris atau line load meng-

gunakan plat berukuran tebal 2 cm lebar

5 cm dan panjang 20 cm. Pembebanan

dilakukan dengan 4 macam posisi

peletakan beban (Gambar 1), yaitu (1)

posisi A1, plat beban diletakkan di

tengah CLT dengan permukaan plat

sejajar serat kayu pada permukan CLT,

(2) posisi B1, plat beban diletakkan di

tengah CLT dengan permukaan plat

tegak lurus serat kayu pada permukaan

CLT, (3) posisi A2, plat beban

diletakkan di pinggir CLT dengan

permukaan plat sejajar serat kayu pada

permukaan CLT, dan (4) posisi B2, plat

beban diletakkan di pinggir CLT dengan

permukaan plat beban tegak lurus serat

kayu pada permukaan CLT. Pada

masing-masing posisi pengujian

dilakukan ulangan sebanyak 3 kali untuk

3 jenis kayu yang diuji. Total sampel

pengujian tekan CLT adalah 36 sampel.

Data hasil pengujian tekan CLT berupa

beban, deformasi dan kekuatan tekan

dari empat macam posisi pembebanan

dianalisis secara statistik desktiptif dan

menggunakan rancangan percobaan acak

kelompok (Rancangan Acak Kelompok,

RAK) subsampling dari tiga ulangan. Uji

lanjut Duncan dilakukan apabila terdapat

pengaruh jenis kayu dan posisi

pembebanan secara nyata pada tingkat

kepercayaan 95% terhadap parameter

yang diuji.



Gambar 1 Posisi pembebanan tekan panel CLT ( : arah serat kayu permukaan CLT;

a. Posisi pembebanan A1, b. Posisi pembebanan B1, c. Posisi pembebanan A2; d. Posisi

pembebanan B2)


Sifat fisis

Hasil penelitian menunjukkan nilai

rataan kadar air panel CLT untuk ketiga

jenis kayu berkisar antara 13,00%

sampai 14,60%. JAS 234:2003 untuk

panel laminasi kayu mempersyaratkan

kadar air maksimal 15%. Berdasarkan

standar tersebut, maka kadar air panel

CLT yang dibuat telah memenuhi

standar. Kadar air dalam panel CLT

berpengaruh terhadap kekuatan lentur

dan kekakuan geser (Gulzow et al.

2011). Sifat kekakuan CLT menurun

secara signifikan dengan meningkatnya

kadar air kayu pada kisaran higroskopis.

Produk balok laminasi dengan kadar air

12% memiliki kekuatan kayu 50% lebih

tinggi dibandingkan dengan balok

laminasi berkadar air 20% (Frese et al.

2012). Kadar air sangat berpengaruh

terhadap proses perekatan produk

komposit kayu. Air yang banyak terdapat

pada kayu akan menghambat ikatan dari

cairan perekat. Kondisi ideal pada proses

perekatan komposit kayu adalah kayu

dengan kadar air 6-14% (Ruhendi et al.

2007).

a b

c d


Rataan kerapatan panel CLT dari ketiga

panel CLT sengon, mindi dan nangka

masing-masing 0,32 g cm-3, 0,47 g cm-3

dan 0,64 g cm-3 (Gambar 2). Dengan

asumsi bahwa panel CLT inidianggap

sama dengan kayu solid, maka menurut

Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia

(PKKI) 1961, ketiga panel CLT memiliki

kerapatan yang berbeda nyata satu

dengan lainnya. Berdasarkan kerapatan

panel tersebut, panel CLT sengon, mindi

dan nangka masing-masing tergolong

dalam kelas kuat IV, III dan II.

Kerapatan panel CLT bervariasi

disebabkan adanya perbedaan lapisan

lamina-lamina penyusun panel CLT.

Panel CLT nangka memiliki nilai

kerapatan yang lebih tinggi dibandingkan

dengan panel CLT sengon dan mindi, hal

ini dikarenakan kayu nangka memiliki

dinding sel yang tebal dan lumen kecil.

Kecenderungan sel yang memiliki

dinding tebal dan lumen kecil memiliki

kerapatan tinggi, sebaliknya sel yang

memiliki dinding tipis dan lumen besar

memiliki kerapatan yang rendah

(Ruhendi et al. 2007). Lepage (2012)

menyatakan bahwa semakin tinggi berat

jenis kayu penyusun CLT maka semakin

tinggi pula kerapatan panel CLT yang

dihasilkan.

Beban batas proporsional panel CLT

Pengujian beban dan kekuatan tekan

tegak lurus dalam penelitian ini diambil

hanya dari nilai tegangan serat pada

batas proporsional. Menurut (Mardikanto

et al. 2010), efek pertama yang terjadi

akibat tekanan tegak lurus serat kayu

adalah pemadatan sel karena dinding

bagian atas dan bawah sel menyatu.

Dengan kejadin tersebut, maka kekuatan

kayu seolah-olah menjadi meningkat

lagi, sebenarnya sudah terjadi kerusakan.

Lebih lanjut Serrano dan Enquist (2010)

menyatakan kegagalan yang diperoleh

dari tekan tegak lurus serat akan

menyebabkan deformasi yang ber-

lebihan. Dengan demikian pendekatan

yang digunakan mengacu pada standar

Eropa, bahwa perhitungan kekuatan

dengan memperkirakan tegangan pada

1%, dimana regangan tekan tidak akan

kembali lagi.

Gambar 2 Histogram kerapatan panel CLT sengon, mindi dan nangka. (Keterangan: notasi dengan huruf kecil yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan nilai yang signifikan

pada taraf nyata 5%).



Gambar 3 Histogram beban batas proporsional berdasarkan posisi pembebanan panel

CLT. (Keterangan: A1= plat beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat sejajar serat kayu pada

permukan CLT, B1 = plat beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat tegak lurus serat kayu

pada permukaan CLT, A2 = plat beban diletakkan di pinggir CLT dengan permukaan plat sejajar serat

kayu pada permukaan CLT, dan B2 = plat beban diletakkan di pinggir CLT dengan permukaan plat tegak

lurus serat kayu pada permukaan CLT, notasi dengan huruf kecil yang sama menunjukkan tidak ada

perbedaan nilai yang signifikan pada taraf nyata 5%).

Tanpa memperhatikan pengaruh jenis

kayu sebagai kelompok/blok, rataan

beban batas proporsional yang dihasilkan

panel CLT pada empat posisi pem-

bebanan berkisar antara 4206 kg sampai

6275 kg dengan rataan umumsebesar

5011 kg (Gambar 3). Analisis sidik

ragam memperlihatkan bahwa posisi plat

pada pembebanan garis berpengaruh

nyata terhadap besarnya beban batas

proporsional panel CLT pada taraf nyata

5%. Hasil uji lanjut duncan mem-

perlihatkan beban batas proporsional

pada posisi pembebanan A1 tidak

berbeda nyata dengan beban propor-

sional pada tipe B1, namun berbeda

nyata dengan tipe A2 dan B2. Posisi plat

beban A2 tidak berbeda nyata dengan

tipe B2 namun berbeda nyata dengan tipe

A1 dan B1. Posisi pembebanan A1 dengan

plat baja ditengah menghasilkan beban

yang lebih tinggi daripada pengujian tipe

A2 dengan plat baja yang ditempatkan

dipinggir.

Rataan beban pada batas proporsional

tertinggi pada posisi pembebanan B1

(6275 kg) dan terendah pada tipe A2

(4168 kg). Posisi B1 dengan pembebanan

ditempatkan ditengah dengan arah

memanjang tegak lurus serat kayu pada

permukaan panel CLT menghasilkan

beban yang lebih tinggi dibanding

dengan tipe pengujian lainnya. Hal ini

diduga, karena beban yang dibutuhkan

untuk memutuskan rantai selulosa pada

mikrofibril lebih besar dibanding untuk

memisahkan rantai pada molekul-

molekul selulosa. Hal ini sejalan dengan

yang disampaikan Mardikanto et al.

(2010) yang menyatakan bahwa

kekuatan geser tegak lurus serat lebih

besar dibandingkan dengan kekuatan

geser sejajar serat. Lebih lanjut Gupta

dan Siller (2005) menyatakan bahwa

kekuatan geser tegaklurus LVL pada

bidang tegak lurus lebih besar (7,66 kg

cm-2) dibanding bidang sejajar (5,83 kg

cm-2). Sementara itu berdasarkan jenis

b

a


kayu, hasil penelitian menunjukkan

rataan beban yang dihasilkan panel CLT

sengon, mindi dan nangka masing-

masing 2938 kg, 4533 kg dan 7563 kg

(Gambar 4).

Analisis sidik ragam menunjukkan

bahwa kelompok jenis kayu berpengaruh

nyata terhadap beban batas proporsional

pada taraf 95%. Hasil uji lanjut duncan

juga menunjukkan bahwa beban batas

proporsional panel CLT sengon berbeda

nyata dengan jenis kayu mindi dan

nangka. Panel CLT kayu nangka

menghasilkan beban yang lebih tinggi

dibanding dengan panel kayu mindi dan

sengon. Hal ini diduga karena adanya

perbedaan berat jenis kayu penyusun

panel CLT. Semakin tinggi berat jenis

dan kerapatan kayu, semakin kuat kayu

tersebut dalam hal menerima beban

(Mardikanto et al. 2010).

Kekuatan tekan serat batas propor-

sional panel CLT

Kekuatan tekan adalah kekuatan batas

yang dapat dicapai kayu ketika

komponen kayu tersebut mengalami

kegagalan akibat tekan. Rataan kekuatan

tekan tegak lurus serat dari tiga jenis

kayu dan empat tipe pengujian disajikan

pada Tabel 1. Rataan kekuatan tekan

serat batas proporsional dari empat tipe

pembebanan disajikan pada Gambar 5.

Gambar 4 Histogram beban batas proporsional panel CLT sengon, mindi dan nangka. (Keterangan: notasi dengan huruf kecil yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan nilai yang signifikan


Tabel 1 Rata-rata kekuatan tekan CLT (kg cm-2) menurut jenis kayu dan posisi

pembebanan panel CLT pada batas proporsioanal

Jenis Kayu Posisi Pembebanan

Rata-rata A1 B1 A2 B2

Sengon 8,97 11,41 5,79 7,83 8,5

Mindi 16,44 19,7 13,67 13,19 15,75

Nangka 29,44 29,74 22,9 21,8 25,97

Rata-rata 18,28 20,28 14,12 14,27

a

b



Gambar 5 Histogram kekuatantekanserat berdasarkan posisi pembebanan panel CLT. (Keterangan: A1= plat beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat sejajar serat kayu pada

permukan CLT, B1 = plat beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat tegak lurus serat kayu

pada permukaan CLT, A2 = plat beban diletakkan di pinggir CLT dengan permukaan plat sejajar serat

kayu pada permukaan CLT, dan B2 = plat beban diletakkan di pinggir CLT dengan permukaan plat tegak

lurus serat kayu pada permukaan CLT, notasi dengan huruf kecil yang sama menunjukkan tidak ada

perbedaan nilai yang signifikan pada taraf nyata 5%).

Kekuatan tekan CLT sangat tergantung

dari posisi pembebanan (Serrano dan

Enquist 2010). Rataan kekuatan tekan

tegak lurus serat batas proporsional

berkisar 14,12 kg cm-2 sampai 20,28 kg

cm-2. Analisis sidik ragam menunjukkan

posisi pembebanan berpengaruh

signifikan terhadap nilai kekuatan tekan

serat batas proporsional. Berdasarkan

hasil uji lanjut Duncan, posisi

pembebanan B1 (20,28 kg cm-2) tidak

berbeda dengan A1 (18,28 kg cm-2),

namun berbeda nyata dengan posisi

pembebanan A2 (14,27 kg cm-2) dan B2

(14,27 kg cm-2).

Miller (1999) menyatakan molekul-

molekul selulosa tersusun dari helai-helai

yang disebut mikrofibril yang akan

membentuk dinding sel. Posisi B1

dengan plat beban ditempatkan ditengah

dengan arah memanjang tegak lurus

serat kayu pada permukaan panel CLT

memberikan hasil kekuatan tegak lurus

serat yang lebih tinggi dibanding dengan

posisi pengujian lainnya. Hal ini diduga,

karena kekuatan tekan yang dibutuhkan

untuk memutuskan rantai selulosa pada

mikrofibril lebih besar dibanding untuk

memisahkan rantai pada molekul-

molekul selulosa. Hasuni et al. (2009),

menyatakan bahwa kekuatan tekan tegak

lurus serat lebih tinggi dibanding dengan

kekuatan tekan sejajar serat, hal ini

disebabkan karena lapisan permukaan

dengan arah tegak lurus serat dan bagian

CLT tersebut terlibat dalam men-

distribuikan beban. Selanjutnya, Serrano

dan Enquist (2010) menyatakan bahwa

tipe pembebanan di tengah tegak lurus

serat menghasilkan nilai kekuatan tekan

yang tertinggi, hal ini disebabkan karena

beban yang diterapkan hanya sebagian

kecil dari bidang pengujian. Bidang

diluar pembebanan mencegah terjadinya

deformasi dan bertindak sebagai

pendukung kearah tranversal.

b b


Pengujian posisi pembebanan A1 mirip

dengan pengujian yang dilakukan pada

A2. Pengujiannya dilakukan pada arah

sejajar serat, namun berbeda dalam hal

letak beban. Pada A1 plat pembebanan di

tengah dan tipe A2 plat beban diletakkan

di pinggir. Hasil pengujian menunjuk-

kan bahwa kekuatan tekan dari tipe A2

(14,2 kg cm-2) lebih kecil dibanding

dengan tipe A1 (18,28 kg cm-2). Hal ini

diduga disebabkan karena ketika suatu

sampel diber beban dan ketika bebannya

meningkat, maka sel-sel dinding kayu

akan runtuh pada daerah yang dikenai

beban dan daerah diluar pembebanan.

Posisi A1 yang memiliki daerah lebih

luas yang terlibat dalam distribusi beban

dibanding A2, sehingga akan menghasil-

kan kekuatan yang lebih besar (Hasuni et

al. 2009). Hal inilah yang menyebabkan

kekuatan tekan tipe A1 lebih besar

dibanding tipe A2. Lebih lanjut Serrano

dan Enquist (2010) menyatakan, beban

garis dipinggir sejajar serat, kekuatannya

lebih rendah dari semua posisi

pembebanan, hal ini dikarenakan

densifikasi pada tegangan tidak terjadi

karena kurangnya interaksi antar papan-

papan dalam lapisan CLT.

Rataan kekuatan tekan serat batas

proporsional pada kelompok jenis kayu

disajikan pada Gambar 6.

Berdasarkan penelitian Serrano dan

Enquist (2010), rata-rata kekuatan tekan

tegak lurus CLT tertinggi dari kayu

dengan kerapatan 427 kg m-3 juga

dihasilkan dari pengujian tipe B1 (plat

ditengah dengan arah tegak lurus serat)

berkisar 5,8 MPa. Namun, jika

dibandingkan dengan hasil penelitian ini,

kayu mindi dengan kerapatan yang

hampir sama, memiliki nilai kekuatan

tekan tegak lurus yang lebih rendah. Hal

ini mungkin disebabkan karena per-

bedaan jumlah lapisan.

Kekuatan tekan tegak lurus serat dari

CLT bervarias dari 2,85 MPa

(Bogensperger et al. 2011) sampai 3,3

MP (Serrano and Enquist 2010).

Penelitian Augustin et al. (2006) dari

glulam spruce (Picea abies) meng-

hasilkan nilai kekuatan tekan tegak lurus

seratsebesar 2,1 N mm-2. Berdasarkan

hasil penelitian ini, kekuatan tekan tegak

lurus terbesar dihasilkan dari panel CLT

nangka sebesar 25,97 kg cm-2, nilai ini

masih lebih rendah dibandingkan

penelitian Bogensperger et al. (2011) dan

Serrano and Enquist (2010), namun

masih lebih tinggi bila dibandingkan

dengan Augustin et al. (2006). Ini

mengindikasikan bahwa CLT masih

memiliki nilai kekuatan tekan tegak lurus

serat yang lebih tinggi dari glulam.

Tipe kerusakan panel CLT

Secara umum, kerusakan sampel CLT

untuk ketiga jenis kayu disajikan pada

Gambar 7. Kerusakan yang terjadi

tergantung dari posisi plat beban pada

saat pengujian. Pengujian posisi A1 dan

B1 memiliki tipikal kerusakan yang

hampir sama, begitu pula dengan

pengujian posisi A2 dan B2. Posisi

pengujian dengan beban ditengah pada

arah sejajar permukaan serat, kerusakan-

nya lebih besar dibanding pada arah

tegak lurus serat permukaan. Tipikal

kerusakannya berupakerusakan pada

bekas pembebanan pada daerah tekan.

Untuk tipe A2 dan B2 dengan beban

dipinggir, kerusakannya sangat lokal dan

jauh lebih rapuh. Terjadi retak kearah

horizontal (barissel). Hal ini sejalan

dengan (Ed dan Hasselqvist, 2011) yang

menyatakan bahwa ketika kayu

mendapat tekanan tegak lurus serat

diawali dengan keretakan dinding sel

kayu dibagian luar yang berasal dari

pusat sel yang mengarah terhadap

kerusakan sel. Perilaku ini terjadi



diseluruh baris sel, dan dikuti dengan

kerusakan baris sel berikutnya.

Kerusakan panel CLT pada posisi beban

dipinggir dapat pula berupa patahan pada

sampel di bagian lingkaran tahun.

Serrano dan Enquist (2010) menyatakan

bahwa pola kegagalan pada tipe A2 dan

B2 mengikuti pola lingkaran tahun,

sehingga orientasi lingkaran tahun

merupakan faktor penting yang mem-

pengaruhi kerusakan CLT.

Gambar 6 Histogram kekuatan tekan serat batas proporsional panel CLT sengon, mindi

dan nangka. (Keterangan: notasi dengan huruf kecil yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan nilai yang signifikan


Gambar 7 Kerusakan kekuatan tekan serat pada posisi pembebanan panel CLT. (Keterangan: a. Kerusakan pada posisi pembebanan A1; b. Kerusakan pada posisi pembebanan B1; c.

Kerusakan pada posisi pembebanan A2; d. Kerusakan pada posisi pembebanan B2).

a

d c

b a


Kesimpulan

Nilai kekuatan tekan tegak lurus yang

dihasilkan dari tiga jenis panel CLT

bervariasi tergantung posisi beban pada

permukaan contoh uji. Kekuatan tekan

tegak lurus dengan posisi plat beban

ditengah permukaan CLT menghasilkan

nilai kekuatan tekan yang lebih tinggi

dibanding dengan peletakan beban di

pinggir permukaan CLT.

Kekuatan tekan tegak lurus dengan posisi

pembebanan B1 yaitu plat beban

diletakkan di tengah dengan plat beban

tegak lurus serat kayu pada permukaan

CLT pada batas proporsional meng-

hasilkan nilai tertinggi (20,28 kg cm-2)

dibanding pengujian lainnya.

Panel CLT nangka menghasilkan

kekuatan tekan tegak lurus serat yang

tertinggi (25,97 kg cm-2), diikuti kayu

mindi (15,75 kg cm-2), dan yang terendah

adalah panel CLT kayu sengon (8,50 kg

cm-2).

Daftar Pustaka

Augustin M, Ruli A, Brandner R,

Schichofer G. 2006. Behavior of

glulam perpendicular to grain in

different strength grades and load

configuration. In: Proceeding of CIB

W18; Florence, 28-31 August 2006;

Italy. Pp. 39-12-6.

Bogensperger T, Augustin M, Schikhofer

G.2011. Properties of CLT – Panels

Exposed to Compression perpen-

dicular to their llane. In: International

Council for Research and Innovation

in Building and Construction,

Working Commission W18 – Timber

Structures; Alghero. 28 August – 1

September 2011, Italy. Pp. 1–15.

[Dirjen Industri Agro] Direktorat

Jenderal Industri Agro. 2013. Bahan

Baku kebutuhan kayu bulat

meningkat.

http://agro.kemenperin.go.id/site/inde

x. [15April 2014].

Ed D, Hasselqvist F. 2011. Timber

compression strength perpendicular to

the grain-testing of glulam beams

with and without reinforcement.

[Disertasi]. Sweden: Lund Institute of

Technology.

Frese M, Enders-Comberg M, Blab HJ,

Glos P. 2012. Compressive strength

of spruce glulam. European Journal

of Wood and Wood Products. 70

(6):801-809.

Gulzow A, Richter K, Steiger R. 2011.

Influence of wood moisture content

on bending and shear stiffness of

cross laminated timber panels. Eur. J.

Wood Wood Prod. 69(2):193-197.

Gupta R, Siller T. 2005. Shear strength

of structural composite lumber using

torsion test. J. Test. Eval. 33(2): 110-

117.

[JPIC] Japan Plywood Inspection

Corporation. 2003. Japanese

Agricultural Standard for Glued

Laminated Timber. Tokyo: JPIC. Pp.

234.

Lepage RTM. 2012. Moisture response

of wall assemblies of cross laminated

timber construction in cold Canadian

climates. Canada: [Thesis]. University

of Waterloo.

Mardikanto TR, Karlinasari L, Bahtiar

ET. 2010. Sifat Mekanis Kayu.

Bogor (ID): IPB Press.

Mohammad M, Gagnon S, Douglas BK,

Podesto L. 2012. Introduction to cross

laminated timber. Wood Design

Focus. 22(2):3-12.

Miller RB. 1999. Structure of Wood. In:

Wood Handbook: Wood as an

Engineering Material. Chapter 2.

USA: Forest Products Society. Pp. 2-1

– 2-4.

http://agro.kemenperin.go.id/site/index

http://agro.kemenperin.go.id/site/index

http://www.scopus.com/source/sourceInfo.url?sourceId=24993&origin=recordpage






[PKKI] Peraturan Konstruksi Kayu

Indonesia. 1961. Yayasan Lembaga

Penyelidikan Masalah Bangunan.

Jakarta.

Ruhendi S, Koroh DS, Syamani FA,

Yanti H, Nurhaida, Saad S, Sucipto T.

2007. Analisis Perekatan Kayu.

Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Stürzenbecher R, Hofstetter K,

Eberhardsteiner J. 2010. Structural

design of Cross Laminated Timber

(CLT) by advanced plate theories.

Compos. Sci. Technol. 70(9):1368-

1379.

Serrano E, Enquist B. 2010.

Compression strength perpendicular

to grain in Cross laminated Timber

(CLT). In: Ceccotti A, editor. 11th

World Conference on Timber

Engineering; Trentino, 20-24 June

2010. Italy: Trees and Timber

Institute, National Research Council.


Naskah masuk (received): 12 Maret 2014



Keawetan Alami Lima Jenis Bambu terhadap Serangan Rayap dan

Bubuk Kayu Kering

(Natural Durability of Five Bamboo Species Against Termites and

Powder Post Beetle)

Fauzi Febrianto1*, Adiyantara Gumilang2, Sena Maulana1, Imam Busyra1, Agustina

Purwaningsih1

1Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB

Dramaga, Bogor 16680 2Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Kampus IPB Dramaga, Bogor 16680


Abstract

Bamboo is multipurpose plant and is traditionally used by Indonesian rural community to

substitute wood for housing material. Bamboo is susceptible to termite and powder post beetle.

Consequently, bamboo and its derivative products have relatively short service life. Most

available information regarding the natural durability of bamboo in Indonesia was acquired

based on various different methods and are less accurate. The present research was aimed to

analyze the natural durability of ampel bamboo (Bambusa vulgaris Schrad. Ex Wendl), betung

bamboo (Dendrocalum asper), andong bamboo (Gigantochloa verticillata), hitam bamboo

(Gigantochloa atroviolaceae) and tali bamboo (Gigantochloa apus)) against subterranean

termite (Coptotermes curvignathus), dry wood termite (Cryptotermes cynocephalus), and

powder post beetle (Anobium sp) referring to SNI 01.7207-2006. The results showed that

bamboo species determined its natural durability against C. curvignathus, C. cynocephalus and

Anobium sp. Natural durability of tali bamboo, betung bamboo, and hitam bamboo against C.

curvignathus belonged to the 2nd class (resistant), while andong bamboo and ampel bamboo

belonged to the 4th class (poor). Natural durability of non-barked hitam bamboo, and andong

bamboo against C. cynocephalus belonged to the 3rd class (medium), while those of tali bamboo,

betung bamboo, and ampel bamboo belonged to the 4th class (poor). Natural durability of all

barked bamboos species against C. cynocephalus were categorized to the 4th class (poor). The

resistance of ampel bamboo and andong bamboo against Anobium sp were lower compared to

those of tali bamboo, hitam bamboo, and betung bamboo.

Keywords: bamboo, dry wood termite, natural durability, powder post beetle, subterranean

termite

Abstrak

Bambu merupakan tumbuhan serba guna dan secara tradisional telah dimanfaatkan oleh

masyarakat sebagai bahan bangunan substitusi kayu di Indonesia. Bambu rentan terhadap

serangan rayap dan bubuk kayu kering, akibatnya bambu dan produk turunannya mempunyai

masa pakai yang relatif singkat. Beberapa informasi mengenai keawetan alami bambu yang ada

ditentukan dengan metode yang berbeda-beda dan tidak baku. Penelitian ini bertujuan

menganalisis keawetan alami 5 jenis bambu (bambu ampel (Bambusa vulgaris Schrad. Ex

Wendl), bambu betung (Dendrocalum asper), bambu andong (Gigantochloa verticillata), bambu

hitam (Gigantochloa atroviolaceaea) dan bambu tali (Gigantochloa apus)) terhadap serangan

rayap tanah (Coptotermes curvignathus), rayap kayu kering (Cryptotermes cynocephalus). dan

bubuk kayu kering (Anobium sp) mengacu kepada metode standar SNI 01.7207-2006. Hasil

penelitian menunjukkan keawetan alami bambu terhadap serangan C. curvignathus, C.


147 Keawetan Alami Lima Jenis Bambu terhadap Serangan Rayap dan Bubuk Kayu Kering

Adiyantara Gumilang, Sena Maulana, Imam Busyra, Agustina Purwaningsih, Fauzi Febrianto

cynocephalus. dan Anobium sp tergantung jenisnya. Bambu tali, bambu betung dan bambu hitam

termasuk kelas awet 2 (tahan) dan bambu andong dan bambu ampel termasuk kelas awet 4

(buruk) terhadap serangan C. curvignathus. Bambu hitam dan bambu andong dengan kulit

termasuk kelas awet 3 (sedang), sedang bambu tali, bambu betung dan bambu ampel kelas awet

4 (buruk) terhdap serangan C. cynocephalus. Seluruh 5 jenis bambu tanpa kulit termasuk ke

dalam kelas awet 4 (buruk) terhadap serangan C. cynocephalus. Ketahanan bambu ampel dan

bambu andong terhadap serangan Anobium sp lebih rendah dibandingkan bambu tali, bambu

hitam dan bambu betung.

Kata kunci: bambu, bubuk kayu kering, keawetan alami, rayap kayu kering, rayap tanah

Pendahuluan

Bambu adalah tanaman yang sangat

bermanfaat dan berperan sangat penting

dalam kehidupan sehari-hari masyarakat

Indonesia. Bambu sudah lama digunakan

sebagai bahan bangunan untuk dinding

rumah sederhana (anyaman), komponen

konstruksi baik untuk space frame,

tulangan beton atau sebagai tiang

penyangga dalam pembuatan rumah dan

gedung-gedung bertingkat, .sebagai

bahan baku kerajinan baik untuk

dekorasi maupun untuk peralatan dapur,

perabot, pulp dan kertas, bahan bakar

(arang/arang aktif, bio-etanol), sebagai

alat musik tradisional (angklung, suling

dan kulintang) maupun sebagai obat

herbal. Selain itu, bambu yang masih

muda merupakan sumber nutrisi yang

sangat bermanfaat bagi kesehatan

(Febrianto et al. 2012).

Bambu sangat menjanjikan sebagai

bahan baku substitusi kayu karena

harganya lebih murah dari kayu, laju

pertumbuhan cepat, daur pendek, mudah

dibudidayakan, mudah diproses,

memiliki keteguhan tarik yang sangat

baik dan dapat digunakan sebagai bahan

baku beragam produk bangunan. Bambu

juga secara tradisional telah dikenal baik

oleh masyarakat sebagai komponen

bahan bangunan dan terbukti tahan ter-

hadap goncangan gempa. Selain

kelebihan di atas, bambu juga mem-

punyai beberapa kelemahan, terutama

jika digunakan sebagai komponen

konstruksi yaitu diameter yang terbatas,

serta memiliki kandungan pati yang

tinggi sehingga rentan terhadap serangan

faktor perusak kayu terutama bubuk kayu

kering dan rayap (Febrianto et al. 2012).

Potensi bambu di Indonesia sangat

melimpah. Dilaporkan bahwa terdapat

143 jenis bambu di Indonesia dan baru

diketahui 32 jenis yang mempunyai

kegunaan yang berbeda (Wijaya et al.

2004; Wijaya 2001). Di P.Jawa, bambu

ampel (Bambusa vulgaris Schrad. Ex

Wendl), bambu betung (Dendrocalum

asper (Schult.F) Backer ex. Heyne),

bambu andong (Gigantochloa verticillata

(Willd.) Munro), bambu hitam

(Gigantochloa atroviolaceae Widjaja)

dan bambu tali (Gigantochloa apus J.A

& J.H. Schultes Kurz) merupakan jenis-

jenis bambu yang banyak dipakai untuk

bahan bangunan (Wijaya 2001).

Bambu dilaporkan sangat rentan

terhadap serangan organisme perusak

terutama oleh rayap dan bubuk kayu

kering (powder post beetle). Akibatnya

bambu solid dan produk turunannya

mempunyai masa pakai yang relatif

singkat terutama jika digunakan sebagai

bahan bangunan (Febrianto et al. 2012).

Seberapa rentan setiap jenis bambu

terhadap faktor perusak tidak dilaporkan

secara spesifik. Beberapa informasi yang

ada mengenai keawetan alami bambu

terhadap faktor perusak kayu ditentukan

dengan metode yang berbeda-beda atau

tidak baku. Setiap jenis bambu memiliki

karakteristik tersendiri baik sifat

anatomi, kimia, fisis dan mekanis


sehingga kerentanan terhadap faktor

perusak dan penggunaannya pun akan

berbeda untuk setiap jenis bambu

(Nuryatin 2011, Fatriasari & Hermiati

2006).

Keawetan alami bambu adalah daya

tahan bambu secara alami terhadap

berbagai faktor perusak bambu seperti

rayap, bubuk kayu kering, dan jamur

perusak. Ketahanan bambu tergantung

kepada kondisi iklim dan lingkungan.

Bambu tanpa perlakuan khusus dapat

bertahan antara satu sampai tiga tahun

jika berinteraksi dengan tanah dan udara,

namun jika berinteraksi dengan air laut

masa pakainya kurang dari satu tahun.

Sebaliknya jika diawetkan masa

pakainya dapat mencapai empat sampai

tujuh tahun, dan dalam kondisi tertentu

dapat mencapai 10 sampai 15 tahun

(Elsppat 1999).

Berdasarkan sifat ketahanannya terhadap

faktor perusak, di Indonesia sudah

disusun klasifikasi keawetan alami kayu.

Untuk bambu hal serupa belum ada

informasinya. Informasi akurat dan baku

keawetan alami bambu di Indonesia

sangat diperlukan oleh pengguna agar

pemanfaatan bambu menjadi lebih

efektif dan efisien terutama untuk

penggunaan bambu sebagai bahan

bangunan subtitusi kayu. Pada tahun

2006 badan standarisasi nasional

Indonesia telah menyusun prosedur baku

untuk menguji sifat keawetan alami kayu

(termasuk bambu) yaitu SNI 01.7207-

2006 (BSN 2006). Penelitian ini

bertujuan untuk menganalisis

keawetanan alami 5 jenis bambu yang

banyak digunakan oleh masyarakat di

Indonesia sebagai bahan bangunan

terhadap serangan rayap tanah, rayap

kayu kering dan bubuk kayu kering

mengacu kepada metode standar SNI

01.7207-2006.

Bahan dan Metode

Waktu dan tempat

Penelitian dilaksanakan selama 5 bulan,

di laboratorium Peningkatan Mutu Hasil

Hutan, Departemen Hasil Hutan,

Fakultas Kehutanan IPB dan labora-

torium Taksonomi dan Biosistematika

Serangga, Departemen Proteksi Tanaman

Fakultas Pertanian IPB.

Bahan dan alat

Bahan yang digunakan adalah bambu

ampel (Bambusa vulgaris Schrad. Ex

Wendl), bambu betung (Dendrocalum

asper (Schult.F) Backer ex. Heyne),

bambu andong (Gigantochloa verticillata

(Willd.) Munro), bambu hitam

(Gigantochloa atroviolaceae Widjaja)

dan bambu tali (Gigantochloa apus J.A

& J.H. Schultes Kurz), alkohol, rayap

kayu kering (Cryptotermes cynocephalus

Light), rayap tanah (Coptotermes

curvignathus Holmgren), pasir steril, air

mineral, alkohol, lilin, dan kapas. Alat

yang digunakan adalah botol kaca,

timbangan, oven, water bath, desikator,

gelas ukur, lembaran kawat, wadah

plastik, paralon, kamera, aluminium foil,

dan digital video mikroskop.

Pengujian ketahanan bambu terhadap

serangan rayap tanah

Pengujian keawetan alami kayu terhadap

serangan rayap tanah: Contoh uji kayu

dipotong dengan ukuran (2,5x2,5 x tebal)

cm. Tebal contoh uji menyesuaikan tebal

bambu. Contoh uji dioven pada suhu 60

± 2 ºC selama 48 jam untuk men-

dapatkan berat bambu sebelum pengujian

(W1). Pasir dan botol uji kemudian

disterilisasi. Selanjutnya, contoh uji

dimasukkan ke dalam botol uji

sedemikian rupa sehingga salah satu

bidang terlebar sampel bambu

menyentuh dinding botol uji. Kemudian

ke dalam botol uji dimasukkan pasir



steril 200 g lalu ditambahkan air mineral

sebanyak 50 ml. Sebanyak 200 ekor

rayap tanah (C. curvignathus) kasta

pekerja yang sehat dan aktif dimasukkan

ke dalam botol uji. Botol uji ditutup

aluminium foil dan disimpan dalam

ruang gelap selama 4 minggu (Gambar

1).

Setiap minggu aktivitas rayap dalam

botol uji diamati tanpa mengganggu

aktivitasnya. Setelah 4 minggu, contoh

uji dibongkar, dibersihkan dan dihitung

jumlah rayap yang masih hidup untuk

menentukan mortalitasnya. Contoh uji

dioven pada suhu 60 ± 2 ºC selama 48

jam untuk mendapatkan berat bambu

setelah pengujian (W2). Nilai kehilangan

berat contoh uji akibat serangan rayap

tanah dihitung dengan persamaan

berikut:

WL= (W1-W2)/W1 ×100%

Dimana:

WL = Penurunan berat (%)

W1 = Berat kering oven bambu

sebelum pengumpanan (g)

W2 = Berat kering oven bambu

setelah pengumpanan (g)

Nilai mortalitas rayap tanah dihitung

dengan menggunakan rumus:

MR= D/200 × 100%

Dimana:

MR = Mortalitas rayap

D = Jumlah rayap mati

200 = Jumlah rayap awal pengujian

Penentuan ketahanan dan kelas awet

contoh uji terhadap rayap tanah

diklasifikasikan berdasarkan penurunan

berat sebagaimana disajikan pada Tabel

1.

Tabel 1 Klasifikasi ketahanan kayu

terhadap rayap tanah SNI 01.7202.2006

Kelas Ketahanan Penurunan berat

(%)

I Sangat

tahan

<3.52

II Tahan 3.52-7.50

III Sedang 7.50-10.96

IV Buruk 10.96-18.94

V Sangat

buruk

18.94-31.89

Gambar 1 Pengujian ketahanan bambu

terhadap serangan rayap tanah C.

curvignathus

Keawetan alami bambu terhadap

serangan rayap kayu kering

Contoh uji bambu dipotong dengan

ukuran (5 x 2,5 x tebal) cm. tebal contoh

uji menyesuaikan tebal bambu. Contoh

uji dioven pada suhu 60 ± 2 ºC selama 48

jam untuk mendapatkan berat bambu

sebelum pengujian (W1). Pada salah satu

sisi yang terlebar pada contoh uji

tersebut dipasang pipa paralon yang

diberi lilin kemudian ke dalam pipa

paralon tersebut dimasukkan rayap kayu

kering (C. cynocephalus) sebanyak 50

ekor kasta pekerja yang sehat dan aktif

dan ditutup dengan kapas setelah itu

contoh uji tersebut disimpan di tempat

gelap selama 12 minggu (Gambar 2).


Setelah 12 minggu contoh uji dibongkar,

dibersihkan dan dihitung jumlah rayap

yang masih hidup untuk menentukan

mortalitasnya. Contoh uji dioven pada

suhu 60 ± 2 ºC selama 48 jam untuk

mendapatkan berat bambu setelah

pengujian (W2). Nilai kehilangan berat

contoh uji akibat serangan rayap kayu

kering dihitung dengan persamaan

berikut:

WL= (W1-W2)/W1 ×100%

Dimana:

WL = Penurunan berat (%)

W1 = Berat kering oven bambu sebelum

pengumpanan (g)

W2 = Berat kering oven bambu setelah

pengumpanan (g)

Nilai mortalitas rayap kayu kering

dihitung menggunakan rumus:

MR = D/50 ×100%

Dimana:

MR = Mortalitas rayap

D = Jumlah rayap mati

50 = Jumlah rayap awal pengujian

Kelas ketahanan contoh uji terhadap

rayap kayu kering dikelompokkan ke

dalam lima kelas (Tabel 2).

Tabel 2 Klasifikasi ketahanan kayu

terhadap rayap kayu kering SNI

01.7202.2006

Kelas Ketahanan Kehilangan

berat (%)

I Sangat

tahan

<2.0

II Tahan 2.0-4.4

III Sedang 4.4-8.2

IV Buruk 8.2-28.1

V Sangat

buruk

>28.1

Pengujian ketahanan bambu terhadap

serangan bubuk kayu kering

Pengujian bersifat “semi lapangan”

(Purwantiningsih 2012). Contoh uji

bambu dengan dan tanpa perlakuan

steam ukuran 5 cm x 2.5 cm x tebal

menyesuaikan jenis bambu dari bagian

pangkal bambu dilakukan pengovenan

selama 48 jam dengan suhu 60 ± 2ºC

untuk mendapatkan berat awal contoh

uji sebelum pengujian (W1).

Contoh uji dimasukan ke dalam bak

plastik, dengan susunan acak dan posisi

mendatar. Bak plastik ditutup

menggunakan lembaran kawat dengan

ukuran lubang (0,5 x 0,5) cm2. Kemudian

diletakan diatas tumpukan papan/kayu

yang terserang oleh bubuk kayu kering.

Setiap minggu bak plastik diamati

apakah ada tanda-tanda serangan oleh

bubuk kayu kering. Setelah 3 bulan

contoh uji dalam bak plastik dibongkar,

dilakukan identifikasi jenis bubuk kayu

kering yang menyerang. Contoh uji kayu

dibersihkan dari bubuk halus dan dioven

selama 48 jam dengan suhu 60 ± 2 ºC,

kemudian ditimbang untuk memperoleh

berat akhir (W2). Selanjutnya sampel

bubuk kayu kering diambil dan di

diidentifikasi jenisnya.

Analisis data

Rancangan penelitian yang digunakan

adalah rancangan acak lengkap dengan

faktor tunggal yaitu jenis bambu (betung,

andong, ampel, tali, dan hitam). Se tiap

perlakuan dilakukan 3 kali ulangan.



(a) (b)

Gambar 2 (a) Pengujian ketahanan bambu terhadap serangan rayap kayu kering C.

cynocephalus (b) Sampel uji setelah pengumpanan 12 minggu.



serangan rayap tanah

Nilai kehilangan berat bambu setelah

diumpankan pada rayap tanah berkisar

antara 3,63-14,60%. Nilai kehilangan

berat bambu bervariasi antar jenis

bambu. Kehilangan berat bambu yang

terkecil dan terbesar terdapat pada

bambu tali dan ampel (Gambar 3).

Hasil analisis ragam menunjukkan

bahwa jenis bambu berpengaruh nyata

terhadap nilai kehilangan berat. Bambu

tali, bambu betung dan bambu hitam

mempunyai ketahanan yang sama

terhadap rayap tanah. Demikian pula

bambu andong dan ampel mempunyai

ketahanan yang sama terhadap rayap

tanah. Bambu tali, bambu hitam dan

bambu betung lebih tahan terhadap

serangan rayap tanah dibandingkan

bambu andong dan bambu ampel.

Keawetan alami kayu demikian juga

bambu sangat dipengaruhi oleh kom-

ponen zat ekstraktif yang terdapat pada

kayu atau bambu tersebut. Namun, tidak

semua zat ekstraktif bersifat racun

terhadap faktor perusak (Sjostrom 1995,

Pandit & Kurniawan 2008, Wistara et al

2002). Pada bambu kandungan

hemiselulosa (pati) sangat menentukan

kerentanan bambu terhadap serangan

organisme perusak kayu (rayap dan

bubuk kayu kering). Semakin tinggi

kandungan pati maka semakin rentan

bambu terhadap serangan faktor perusak

kayu (rayap dan bubuk kayu kering).

Kelarutan bambu andong dan ampel

dalam berbagai pelarut jauh lebih tinggi

dibandingkan bambu tali, betung dan

hitam (Tabel 3). Hal ini diduga salah satu

penyebab bambu andong dan bambu

ampel lebih disukai oleh rayap tanah

dibandingkan ketiga jenis bambu

lainnya. Mengacu pada standar SNI

01.7207-2006, bambu tali, bambu betung

dan bambu hitam tergolong kelas awet 2

terhadap serangan rayap tanah,

sementara itu bambu andong dan bambu

ampel termasuk kelas awet 4.

Gambar 4 menunjukkan persentase

mortalitas rayap tanah diakhir pengujian

pada ke lima jenis bambu yang diuji.

Nilai rata-rata mortalitas rayap tanah

berkisar antara 96.38-100%. Nilai

mortalitas rayap tanah tidak dipengaruhi

oleh jenis bambu. Data ini mendukung

bahwa dengan jumlah rayap yang mati

relatif sama namun kehilangan berat

berbeda menunjukkan bahwa tingkat

kesukaan rayap tanah terhadap berbagai

jenis bambu sebagai sumber makanan

berbeda.


Gambar 3 Kehilangan berat bambu setelah diumpankan pada rayap tanah (C.

curvignathus).

Tabel 3 Sifat kimia 5 jenis bambu

Sumber: Gusmailina dan Sumadiwangsa (1988), Fitriasari dan Hermiati (2008); Manuhuwa dan

Laiwatu (2006). *= kadar Holoselulosa

Gambar 4 Mortalitas rayap tanah (C. curvignathus) pada 5 jenis bambu diakhir

pengujian.

Jenis

bambu

Selulosa

(%)

Lignin

(%)

Pentosan

(%)

Abu

(%)

Kelarutan dalam (%)

Silica

(%)

Air

dingin

Air

panas

Alkohol

benzen

NaOH

1%

Betung 52.9 24.8 18.8 2.63 0.2 4.5 6.1 0.9 22.2

Tali 52.1 24.9 19.3 2.75 0.37 5.2 6.4 1.4 25.1

Ampel 45.3 25.6 20.4 3.09 1.78 8.3 9.4 5.2 29.8

Andong 49.5 23.9 17.8 1.87 0.52 9.9 10.7 6.9 28

Hitam 73.32* 30.01 - 3.30 2.93 3.31 5.49 1.06 19.2



Gambar 5 Kehilangan berat 5 jenis bambu setelah diumpankan pada rayap kayu kering

(C. cynosephalus).


serangan rayap kayu kering

Nilai kehilangan berat bambu setelah

diumpankan pada rayap tanah untuk

bambu dengan dan tanpa kulit berkisar

antara 4,87-9,98% dan 8,21-11,07%.

Nilai kehilangan berat bambu bervariasi

antar jenis kayu. Kehilangan berat

bambu yang terkecil dan terbesar

terdapat pada bambu tali dan bambu

ampel. Kehilangan berat bambu tanpa

kulit lebih besar dibandingkan bambu

dengan kulit. Kehilangan berat bambu

tanpa kulit terbesar dan terkecil terjadi

pada bambu hitam dan bambu tali.

Kehilangan berat bambu dengan kulit

terbesar dan terkecil terjadi pada bambu

andong dan bambu ampel (Gambar 5).

Hasil analisis ragam menunjukkan

bahwa jenis bambu berpengaruh nyata

terhadap nilai kehilangan berat. Bambu

hitam, bambu andong, bambu betung dan

bambu ampel memiliki ketahanan yang

sama terhadap serangan rayap kayu

kering dan berbeda dengan bambu tali.

Bambu andong dengan kulit lebih tahan

serangan rayap tanah dibandingkan ke

empat jenis bambu lainnya. Berbeda

halnya dengan rayap tanah, pada rayap

kayu kering kandungan hemiselulosa

(pati) pada bambu tidak berpengaruh

terhadap nilai pengurangan berat bambu

setelah diumpankan pada rayap kayu

kering. Kehilangan berat bambu dengan

dan tanpa kulit terlihat nyata pada bambu

andong dan bambu tali dan tidak berbeda

pada bambu betung, bambu ampel dan

bambu hitam.

Bambu termasuk salah satu jenis

tanaman rumput-rumputan dan

mengandung silika yang lebih tinggi

dibandingkan tanaman kayu sebagai

upaya tanaman secara alami untuk

melindungi diri dari pengaruh

lingkungan. Kandungan silika pada kulit

bambu lebih tinggi dibandingkan di

bagian dalam batang bambu (Fatriasari &

Hermiati 2008). Diantara ke lima jenis

bambu tersebut kandungan silika pada

bambu ampel adalah yang paling rendah

(Tabel 3). Berdasarkan standar SNI

01.7207-2006 kelas keawetan alami

bambu hitam dan bambu andong dengan

kulit adalah kelas awet 3 (sedang),

sedang bambu tali, bambu betung dan

bambu ampel kelas awet 4 (buruk)

terhadap serangan rayap kayu kering.

Seluruh 5 jenis bambu tanpa kulit


termasuk ke dalam kelas awet 4 (buruk)


Gambar 6 menunjukkan persentase

mortalitas rayap kayu kering diakhir

pengujian pada ke lima jenis bambu yang

diuji. Nilai rata-rata mortalitas rayap

kayu kering berkisar antara 84,50-

99,00%. Nilai mortalitas rayap kayu

kering tidak dipengaruhi oleh jenis

bambu. Data ini mendukung bahwa

dengan jumlah rayap yang mati relatif

sama namun kehilangan berat berbeda

menunjukkan bahwa tingkat kesukaan

rayap kayu kering terhadap berbagai

jenis bambu sebagai sumber makanan

berbeda.


serangan bubuk kayu kering

Ketahanan bambu terhadap serangan

bubuk kayu kering dilakukan dengan

merode semi lapangan selama 30

minggu. Pengamatan terhadap tingkat

serangan bubuk kayu kering dilakukan

setiap minggu. Serangan pertama terjadi

pada minggu ke 18 pada bambu ampel.

Ketahanan bambu terhadap serangan

bubuk kayu kering bervariasi diantara

jenis bambu. Nilai rata-rata kehilangan

berat bambu setelah diumpankan pada

bubuk kayu kering selama 30 minggu

berkisar antara 2,12-25,36%.

Kehilangan berat bambu terbesar dan

terkecil terjadi pada bambu ampel dan

bambu tali (Gambar 7). Bubuk kayu

kering menyerang bambu karena bambu

banyak mengandung pati sebagai sumber

makanan sekaligus juga bambu sebagai

tempat tinggal. Tingginya nilai

kehilangan berat pada bambu ampel dan

bambu andong karena kedua jenis ini

mengandung pati (hemiselulosa) yang

lebih tinggi dibandingkan bambu betung,

bambu tali dan bambu hitam. Hal ini

didukung data kelarutan bambu di dalam

NaOH 1% yang tinggi pada bambu

ampel dan bambu andong dibandingkan

ketiga jenis bambu lainnya (Gusmailina

& Sumadiwangsa 1988, Fitriasari &

Hermiati 2008, Manuhuwa & Laiwatu

2006). Jenis bubuk kayu kering yang

menyerang adalah Anobium sp. (Fam.

Anobidae).

Gambar 6 Mortalitas rayap kayu kering (C. cynocsephalus) pada 5 jenis bambu diakhir

pengujian.



Gambar 7 kehilangan berat 5 jenis bambu setelah diumpankan pada bubuk kayu kering.

Kesimpulan


serangan rayap tanah, rayap kayu kering

dan bubuk kayu kering tergantung

jenisnya. Bambu tali, bambu betung dan

bambu hitam termasuk kelas awet 2

(tahan) dan bambu andong dan bambu

ampel termasuk kelas awet 4 (buruk)

terhadap serangan rayap tanah (C.

curvignathus). Bambu hitam dan bambu

andong dengan kulit termasuk kelas awet

3 (sedang), sedang bambu tali, bambu

betung dan bambu ampel kelas awet 4

(buruk) terhadap serangan rayap kayu

kering. Seluruh 5 jenis bambu tanpa kulit

termasuk ke dalam kelas awet 4 (buruk)


Ketahanan bambu ampel dan bambu

andong terhadap serangan bubuk kayu

kering lebih rendah dibandingkan bambu

tali, bambu hitam dan bambu betung.

Daftar Pustaka

Elsppat T. 1999. Pengawetan Kayu dan

Bambu. Jakarta: Penerbit Puspa

Swara.

Fatriasari W, Hermiati E. 2006. Analysis

of fiber morphology and physical-

chemical properties of six species of

bamboo as raw material for pulp

and paper. Cibinong: UPT Balai

Penelitian dan Pengembangan Bio-

material. LIPI. Hlm. 34-47

Febrianto F., Sahroni, Hidayat W, Bakar

ES, Kwon GJ, Kwon JH, Hong SI,

Kim NH. 2012. Properties of

oriented strand board made from

Betung bamboo (Dendrocalamus

asper (Schultes.f) Backer ex Heyne).

Int. J. Wood Sci. Tech. 46 (1-3): 53-

62.

Gusmailina, Sumadiwangsa S. 1988.

Analisis kimia sepuluh jenis bambu

dari Jawa Timur. Jurnal Hasil

Hutan. 5(5):290-293.

Manuhuwa M, Laiwatu M. 2006.

Komponen kimia dan anatomi tiga

jenis bambu. http://unpatti-

forester.net/kimia_bambu. pdf.[13

Januari 2013]

Nuryatin N. 2012. Vascular bundle

pattern as predictor of bamboo

utilization. [Dissertation]. Bogor:

Sekolah Pascasarjana Institut

Pertanian Bogor.

[BSN] Badan Standardisasi Nasional.

2006. Standar Nasional Indonesia.

Uji ketahanan kayu dan produk kayu

terhadap organisme perusak kayu.

SNI 01.7207-2006. Jakarta: BSN.

http://unpatti-forester.net/kimia_bambu

http://unpatti-forester.net/kimia_bambu


Purwaningsih A. 2012. Ketahanan

oriented strand board bambu

terhadap serangan rayap dan

kumbang [skripsi]. Bogor (ID):

Institut Pertanian Bogor.

Wijaya EA, Utami NW, Saefudin. 2004.

Panduan Membudidayakan Bambu.

Bogor: LIPI.

Wijaya EA. 2001. Identifikasi Jenis-

Jenis Bambu di Jawa. Bogor: LIPI

Seri Panduan Lapangan

Pandit IKN, Kurniawan D. 2008.

Struktur kayu: Sifat Kayu Sebagai

Bahan Baku dan Ciri Diagnostik

Kayu Perdagangan Indonesia.

Bogor (ID): Fakultas Kehutanan

IPB.

Sjöstrom E. 1993. Wood Chemistry:

Fundamentals and Applications.

California: Academic Press. Pp. 90-

108.

Wistara INJ, Rachmansyah R, Denes F,

Young RA. 2002. Ketahanan 10

Jenis Kayu Tropis. JTHH 15(2): 48-

56.




157 Karakteristik Kayu Laminasi dari Batang Kelapa Sawit


Karakteristik Papan Laminasi dari Batang Kelapa Sawit

(The Characteristics of the Laminated Board of Oil Palm Trunk)

Atmawi Darwis1*, Muhammad Y Massijaya2, Naresworo Nugroho2, Eka M Alamsyah1

1Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesa 10

Bandung 40132 2Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB

Dramaga, Bogor 16680


Abstract

The purpose of this study was to determine the physical and mechanical properties of glue

laminated (glulam) of oil palm trunks lumber (OPTL) composed of different number of layers

and trunk heights (2 m, 4 m, and 6 m). The number of layers was varied at 2, 3 and 4 layers with

the thickness of lamina of 3 cm, 2 cm, and 1.5 cm, respectively. The results showed that the

glulam of OPTL retained higher density and mechanical properties compared to those of its solid

form. The properties of OPTL glulam decreased from the bottom to the top division of the trunk.

The physical and mechanical properties of glulam increased with increasing layers. Modulus of

Elasticity (MOE) of OPTL 4 layered glulam increased by more than 50% compared to that of its

solid OPT. Isocyanate based adhesive used to produce the glulam resulted in a satisfied bonding

indicated by 100% and 0% wood damage in shear and delamination test, respectively. The

mechanical properties of OPTL glulam (MOE, MOR, and shear strength) failed to satisfy the

requirement of Japan Agricultural Standard for Glued Laminated: No 1152 (2007).

Keywords: glulam, laminae, oil palm trunk, physical-mechanical properties

Abstrak

Tujuan penelitian ini adalah mengetahui karakteristik kayu laminasi dari batang kelapa sawit

berdasarkan jumlah lapisan dimana lamina yang digunakan dari berbagai ketinggian pada batang

(2m, 4m, dan 6m). Kayu laminasi batang kelapa sawit tersususn atas 2, 3, dan 4 lapisan dengan

ketebalan lamina berturut-turut 3 cm, 2 cm, dan 1,5 cm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

kerapatan dan sifat mekanis kayu laminasi batang kelapa sawit lebih besar dibandingkan dengan

kayu utuhnya. Karakteristik kayu laminasi batang kelapa sawit menurun dari pangkal kebagian

ujung. Berdasarkan jumlah lapisannya, karakteristiknya meningkat dengan semakin banyaknya

jumlah lapisan lamina. Nilai MOE kayu laminasi dari batang kelapa sawit 4 lapis meningkat

lebih besar 50% dibandingkan kayu utuhnya. Performa perekat isosianat mampu menghasilkan

kekuatan rekat yang baik dimana nilai kerusakan dan rasio delaminasinya berturut-turut sebesar

100% dan 0%. Sifat mekanis kayu laminasi dari batang kelapa sawit belum seluruhnya

memenuhi standar Japan Agricultural Standard for Glued Laminated: 1152 (2007).

Kata kunci: batang kelapa sawit, kayu laminasi, lamina, sifat fisis mekanis

Pendahuluan

Di Indonesia terdapat banyak per-

kebunan kelapa sawit (Elaeis guineensis

Jacq.), baik milik pemerintah, swasta

maupun masyarakat. Pada saat ini,

kelapa sawit merupakan tanaman

primadona subsektor perkebunan. Hal ini

terlihat dengan semakin bertambahnya

luasan perkebunan kelapa sawit dari

tahun ke tahun. Tahun 2013 luas

perkebunan kelapa sawit di Indonesia


telah mencapai 10,6 juta hektar (BPS

2014). Peningkatan luas perkebunan

kelapa sawit di Indonesia secara

signifikan dimulai pada awal tahun 1980-

an.

Pohon kelapa sawit yang sudah tidak

produktif lagi akan ditebang dan

batangnya selama ini hanya dibiarkan

saja di lahan perkebunan dan dapat

menjadi sarang hama kelapa sawit.

Dalam satu hektar perkebunan sawit

terdapat 120 sampai 130 pohon. Setiap

pohon sawit memiliki volume batang 1,5

m3, sehingga volume kayu yang

dihasilkan antara 180 sampai 195 m3 per

ha (Bakar et al. 2008).

Penelitian sifat dasar kayu kelapa sawit

menunjukkan bahwa sifat fisis dan

mekanis serta sifat keawetan kayu kelapa

sawit tergolong rendah (Bakar et al.

1998). Berat jenis dan sifat mekanisnya

cenderung menurun dari tepi kearah

pusat batang (Bakar et al. 1998, Rahayu

2001, Erwinsyah 2008, Darwis 2013).

Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya

dapat diketahui bahwa bagian batang

kelapa sawit yang layak digunakan

sebagai bahan baku kontruksi ringan

adalah 1/3 bagian terluar dari batang

kelapa sawit seperti yang rekomen-

dasikan oleh Bakar et al. (1999).

Rendemen kayu gergajian dengan pola

penggergajian yang dimodifikasi yang

dinamakan polygon sawing hanya

sebesar 30% (Bakar et al. 2006).

Berdasarkan penelitian tersebut, maka

kayu sawit yang dapat diproduksi

berkisar antara 54 sampai 58 m3 per ha.

Keterbatasan dimensi sortimen yang

dapat dihasilkan dari limbah batang

kelapa sawit, merupakan salah satu

faktor yang menghambat penggunaannya

sebagai bahan bangunan. Pembuatan

kayu laminasi merupakan salah satu

langkah cerdas yang dapat memecahkan

masalah tersebut. Kayu laminasi

merupakan cara yang efektif dalam

memanfaatkan kayu berkekuatan tinggi

dengan dimensi terbatas menjadi elemen

struktural yang besar dalam berbagai

bentuk dan ukuran (CWC 2000).

Kayu laminasi merupakan produk yang

dihasilkan dengan cara menyusun

sejumlah papan atau lamina di atas satu

dengan lainnya dan merekatnya sehingga

membentuk penampang yang diinginkan

(Serrano 2003). Keuntungan penggunaan

kayu laminasi adalah meningkatkan

sifat-sifat kekuatan dan kekakuan,

memberikan pilihan bentuk geometri

yang lebih beragam, memungkinkan

untuk penyesuaian kualitas laminasi

dengan tingkat tegangan yang diinginkan

dan meningkatkan akurasi dimensi dan

stabilitas bentuk. Keuntungan utama dari

pembuatan kayu laminasi adalah dapat

menghasilkan kayu besar dari kayu

berdimensi kecil dengan kualitas rendah

(Berglund & Rowell 2005).

Perekat merupakan salah satu komponen

penting yang juga menentukan karak-

teristik kayu laminasi yang dihasilkan.

Perekat isosianat merupakan salah satu

perekat yang baik dan cocok digunakan

sebagai bahan perekat dalam kayu

laminasi, khususnya dari bahan batang

kelapa sawit. Pada penelitian kedua,

perekat ini mampu merekatkan bahan

tersebut dengan baik. Penelitian ini

merekomendasikan untuk menggunakan

perekat ini dengan berat labur 300 g cm-2

dengan lama pengempaan selama 1 jam

(Darwis et al. 2014).

Karakteristik kayu laminasi juga

dipengaruhi oleh sifat lamina-lamina

penyusunnya (Bodig & Jayne 1982).

Kadar air dan kerapatan merupakan

indikator kualitas kayu yang paling

mendasar dimana akan mempengaruhi

sifat-sifat kayu (Kretschmann & Green



1996). Pada umumnya, kerapatan kayu

memiliki keterkaitan yang erat dengan

sifat mekanis kayu (Sonderegger et al.

2008). Sebagai bahan kontruksi, sifat

mekanis yang sangat penting adalah

MOR dan MOE. Tujuan penelitian ini

adalah mengetahui karakteristik kayu

laminasi dari batang kelapa sawit bagian

luar berdasarkan ketebalan lamina yang

diambil dari tepi batang.

Bahan dan Metode

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian

ini adalah kayu dari batang kelapa sawit

berumur 20 tahun yang diambil dari

perkebunan kelapa sawit PT. Perkebunan

Nusantara VII Propinsi Lampung. Bahan

perekat yang digunakan adalah isosianat

yang diproduksi oleh PT Koyobond

Indonesia.

Pembuatan lamina

Batang kelapa sawit ditebang menjadi

kayu gelondongan (log) dengan chain

saw menjadi 3 bagian berdasarkan

ketinggian (2 m, 4 m, 6 m) dan dibelah

menjadi papan/sortimen pada 1/3 bagian

batang terluar. Papan-papan yang

dihasilkan kemudian dikeringkan dalam

kiln drying sampai mencapai kadar air

kering udara (12-14%). Sortimen-

sortimen tersebut kemudian dipotong

dan dibelah dengan circular saw hingga

diperoleh papan lamina dengan ukuran

ketebalan masing-masing 6 cm, 3 cm, 2

cm, dan 1,5 cm dengan lebar 60 cm dan

panjang 150 cm. Tebal lamina diukur

mulai dari bagian terluar batang (Gambar

1). Papan lamina kayu sawit diuji MOE

dengan metode non destruktif. Metode

yang digunakan adalah dengan mencari

hubungan antara pembebanan dan nilai

defleksinya.

Pembuatan kayu laminasi

Kayu laminasi kelapa sawit yang dibuat

bervariasi jumlah lapisannya tergantung

tebal lamina penyusunnya (3 cm, 2 cm,

dan 1,5 cm). Lamina-lamina selanjutnya

direkatkan satu sama lain dengan

perekat isosianat dengan berat labur 300

g m-2. Kayu laminasi kelapa sawit yang

dibuat berukuran (6 x 6 x 150) cm3

sehingga jumlah lapisan bervariasi

menjadi 2 lapis, 3 lapis dan 4 lapis.

Sebagai pembandingnya dibuat kontrol

berupa kayu kelapa sawit utuh dengan

ukuran kayu laminasi yang dibuat

(Gambar 1). Setelah direkatkan, kayu

laminasi kelapa sawit tersebut ditekan

dengan kempa dingin sebesar 10 kg cm-2

dengan waktu kempa 1 jam sesuai

penelitian Darwis et al. (2014). Kayu

laminasi batang kelapa sawit kemudian

dikondisikan selama 1 minggu.

Karakteristik kayu laminasi kelapa sawit

yang dihasilkan ditentukan dengan

melakukan pengujian sifat fisis dan sifat

mekanis. Pengujian sifat fisis

diantaranya: kadar air dan kerapatan

sedangkan pengujian sifat mekanisnya

adalah kekuatan geser, keteguhan patah

(Modulus of Rupture) dan kekakuan

lentur (Modulus of Elastisity). Alat yang

dipergunakan dalam uji mekanis adalah

Universal Testing Machine (UTM)

Instron Type 3369. Selanjutnya contoh

uji diuji dengan konfigurasi center point

loading yang mengacu pada Japan


Laminated: Timber Notification No.

1152 (JPIC 2007).


Kayu Laminasi Lamina

Gambar 1 Bahan lamina yang digunakan dan konfigurasi struktur lapisan kayu laminasi

batang kelapa sawit.

Analisis data

Penelitian ini menggunakan dua faktor:

faktor A adalah posisi ketinggian pada

batang yang terdiri dari 3 taraf, yaitu 2

m, 4 mdan 6 m. Faktor B adalah jumlah

lapisan kayu laminasi yang terdiri dari 4

taraf, yaitu 1 lapis (kayu utuh), 2 lapis, 3

lapis dan 4 lapis. Pengaruh faktor-faktor

tersebut terhadap respon pengamatan

dianalisis dengan menggunakan model

rancangan percobaan faktorial acak

lengkap 3 x 4 dengan 3 ulangan. Model

linier rancangan percobaan tersebut

adalah:

𝑌𝑖𝑗 = 𝜇 + 𝛼𝑖 + 𝛽𝑗+ 𝛼𝛽𝑖𝑗 + 𝜀𝑖𝑗𝑘

dimana i (1,2,3): taraf posisi ketinggian

batang, j (1,2,3,4): taraf jumlah lapisan, k

(1,2,3): ulangan. Apabila hasil uji F

menunjukkan ada pengaruh nyata secara

statistik (pada α = 5%) pada kedua

perlakuan maupun kombinasinya,

selanjutnya akan dilakukan uji lanjut

dengan menggunakan uji selang

berganda Duncan (Duncan multiple

range test/DMRT).


Karakteristik lamina kayu kelapa

sawit

Sifat fisis (kerapatan) dan sifat mekanis

(MOE) kayu lamina kelapa sawit

memiliki nilai yang bervariasi (Tabel 1).

Kerapatan dan MOE kayu sawit

bervariasi pada berbagai posisi

ketinggian dan ketebalan lamina yang

diambil dari bagian tepi batang. Pada

setiap posisi ketinggian batang, semakin

tipis ketebalan lamina, kerapatan dan

MOE-nya semakin besar. Semakin

tipisnya ketebalan lamina yang diambil

dari bagian terluar batang kelapa sawit

menyebabkan distribusi ikatan pembuluh

semakin besar persatuan luasnya. Hal

tersebut menyebabkan nilai kerapatan

dan MOE semakin besar. Namun hal ini

tidak berlaku pada posisi ketinggian yang

berbeda.



Tabel 1 Karakteristik lamina batang kelapa sawit

Karakteristik Ketebalan lamina (cm)

Kontrol (6,0) A (3,0) B (2,0) C (1,5)

2 meter

Kadar Air (%) 12,47 ± 0,21* 12,38 ± 0,16 12,29 ± 0,43 12,35 ± 0,19

Kerapatan

(g cm-3) 0,32 ± 0,001 0,34 ± 0,004 0,36 ± 0,003 0,38 ± 0,005

MOE (kg cm-2) 20,0 x 103 ± 103,73 25,3 x 103 ± 67,57 28,3 x 103 ± 69,47 30,4 x 103 ±

106,05

4 meter

Kadar Air (%) 12,35 ± 0,09 12,38 ± 0,29 12,34 ± 0,27 12,38 ± 0,20

Kerapatan

(g cm-3) 0,30 ± 0,007 0,30 ± 0,004 0,32 ± 0,014 0,34 ± 0,007

MOE (kg cm-2) 16,6 x 103 ± 130,84 21,2 x 103 ±

321,62

23,9 x 103 ±

140,51 25,6 103 ± 260,56

6 meter

Kadar Air (%) 12,39 ± 0,09 12,44 ± 0,27 12,38 ± 0,21 12,34 ± 0,21

Kerapatan

(g cm-3) 0,23 ± 0,006 0,27 ± 0,009 0,29 ± 0,005 0,30 ± 0,004

MOE (kg cm-2) 10,6 x 103 ± 45,86 13,4 x 103 ±

541,72 15,1 x 103 ± 98,05 16,2 x 103 ± 98,68

*) nilai simpangan baku

Pada bagian pangkal nilai kerapatan

maupun MOE-nya lebih besar

dibandingkan pada bagian atas. Semakin

tinggi posisi pengambilan bahan lamina,

akan semakin menurun nilainya. Dilihat

dari segi umur batang yang sama, bagian

pangkal lebih tua dari bagian atasnya

sehingga mempengaruhi karakteristik

sel-sel penyusunnya (Lim & Khoo

1986). Sel-sel penyusun ikatan pembuluh

pada bagian ujung masih berumur muda

dibandingkan bagian dibawahnya dan

dalam pertumbuhannya masih dipe-

ngaruhi oleh meristem pucuk. Sel-sel

muda tentu memiliki sifat-sifat yang

berbeda dibandingkan sel-sel dewasa.

Hasil penelitian Rahayu (2001), berat

jenis ikatan pembuluh kelapa sawit umur

27 tahun menurun dari pangkal ke ujung

batang. Hal ini didukung dengan

penelitian Shirley (2002) melalui kajian

anatomi dinding sel serat dimana jumlah

lapisan dinding selnya menurun dari

pangkal ke ujung batang kelapa sawit.

Karakteristik kayu laminasi batang

kelapa sawit

Kadar air dan kerapatan

Kadar air kayu laminasi batang kelapa

sawit berkisar antara 12,10% sampai

12,87%. Hal ini menunjukkan bahwa

kayu laminasi batang kelapa sawit telah

memenuhi standar Japan Agricultural

Standard for Glued Laminated : Timber

Notification No. 1152 (JPIC 2007) yang

mensyaratkan tidak lebih dari 15%. Nilai

kadar air kayu laminasi batang kelapa

sawit ditunjukkan dalam Gambar 2.

Kayu laminasi batang kelapa sawit

memiliki nilai kerapatan yang lebih besar

dibandingkan dengan kayu utuhnya

(Gambar 3). Kayu laminasi batang

kelapa sawit yang tersusun dari lamina

dengan ketebalan 1,5 cm memiliki

kerapatan yang paling besar dibanding-

kan kayu laminasi dari lamina-lamina

yang ketebalannya lebih besar pada

posisi ketinggian yang sama.


Semakin besar kerapatan lamina

penyusunnya, semakin besar pula

kerapatan kayu laminasinya. Kerapatan

kayu laminasi batang kelapa sawit

menurun dengan semakin tingginya

posisi pengambilan bahannya pada

batang kelapa sawit.

Kayu laminasi batang kelapa sawit

memiliki nilai kerapatan yang lebih besar

dibandingkan dengan kayu utuhnya

(Gambar 3). Kayu laminasi batang

kelapa sawit yang tersusun dari lamina

dengan ketebalan 1,5 cm memiliki

kerapatan yang paling besar dibanding-

kan kayu laminasi dari lamina-lamina

yang ketebalannya lebih besar pada

posisi ketinggian yang sama. Semakin

besar kerapatan lamina penyusunnya,

semakin besar pula kerapatan kayu

laminasinya. Kerapatan kayu laminasi

batang kelapa sawit menurun dengan

semakin tingginya posisi pengambilan

bahannya pada batang kelapa sawit.

Gambar 2 Kadar air kayu utuh dan kayu laminasi batang kelapa sawit.

Gambar 3 Kerapatan kayu utuh dan kayu laminasi batang kelapa sawit.



Sifat mekanis kayu laminasi batang

kelapa sawit

Sifat kelenturan kayu laminasi batang

kelapa sawit (MOE) ditentukan oleh

kerapatan maupun MOE lamina

penyusunnya sebagaimana halnya pada

kayu laminasi pada umumnya maupun

pada kayu utuh. Izekor et al. (2010)

melaporkan bahwa nilai MOE dan MOR

kayu jati pada kelas umur yang berbeda

meningkat dengan meningkatnya

kerapatan kayu. Hasil penelitian

menunjukkan adanya hubungan linieritas

antara kerapatan dan MOE serta antara

MOE lamina penyusun dengan MOE

kayu laminasi. Hubungan ini ditunjukkan

dengan persamaan regresi linier yMOE =

177864xkerapatan – 32225 (R2 = 82%) dan

yMOE = 1,0466xMOE lamina + 1748,5 (R2 =

95%). Kayu laminasi batang kelapa

sawit memiliki MOE dan MOR lebih

tinggi dari kayu utuhnya (Gambar 4 dan

Gambar 5). Karakteristik LVL dari

batang kelapa sawit juga juga

dipengaruhi sifat-sifat finir penyusunnya.

Berdasarkan penelitian Wahab et al.

(2008), karakteristik LVL dari bagian

tepi dan pangkal batang memiliki

kerapatan dan sifat mekanis yang paling

tinggi.

Gambar 4 Keteguhan lentur kayu utuh dan kayu laminasi batang kelapa sawit.

Gambar 5 Keteguhan patah kayu utuh dan kayu laminasi batang kelapa sawit.


Pada berbagai posisi ketinggian, kayu

laminasi 4 lapis memiliki nilai MOE dan

MOR terbesar. Peningkatan nilai MOE

kayu laminasi sawit 4 lapis dibandingkan

kayu utuhnya cukup signifikan yaitu

62,38% (2 m), 66,56% (4 m), dan

62,72% (6 m). Jumlah lapisan kayu

laminasi berbanding lurus dengan jumlah

perekat yang dibutuhkan, dimana

semakin banyak jumlah lapisan kayu

laminasi maka jumlah perekat yang

dibutuhkan juga semakin banyak. Hal ini

disebabkan luas permukaan bidang

rekatnya juga semakin besar. Jumlah

perekat yang semakin banyak akan

meningkatkan sifat kekakuan kayu

laminasi karena perekat ini berperan

penting dalam memperkuat kayu

laminasi yang dihasilkan (Persson &

Wogelberg 2011).

Secara umum dapat dikatakan bahwa

jumlah lamina pada suatu balok dengan

dimensi yang sama, akan mempengaruhi

kekakuan balok. Penambahan jumlah

lamina akan menambah luas bidang rekat

antar lapisan lamina tersebut sehingga

dapat meningkatkan kekakuan balok

(Yoresta 2014). Kayu lamina penyusun

kayu laminasi yang lebih tipis cenderung

meningkatkan sifat kekakuannya

(Sulistyawati et al. 2008). Selain itu,

karakteristik kayu laminasi juga

dipengaruhi oleh karakteristik lamina

penyusunnya (Yang et al. 2007).

Terdapat hubungan matematis yang

eksak antara sifat mekanis lentur (MOE

dan MOR) kayu laminasi dengan sifat

mekanis lentur lamina penyusunnya.

Hubungan matematis itu telah disajikan

oleh Bahtiar et al. (2010, 2011). Namun

demikian, berdasarkan standar Japan


Laminated: Timber Notification No.

1152 (JPIC 2007), nilai MOE dan MOR

kayu laminasi batang kelapa sawit belum

memenuhi standar yang mensyaratkan

MOE dan MOR minimum 75 x 103 kg

cm-2 dan 300 kg cm-2.

Sistem pelapisan juga mempengaruhi

nilai kekuatan kayu. Penyusunan lamina

kayu sawit menempatkan bagian yang

kuat di bagian terluar seperti pada

Gambar 4.1. Penelitian kayu laminasi

bambu yang memiliki karakteristik

struktur anatomi yang sama dengan kayu

kelapa sawit yang dilakukan oleh

Nugroho et al. (2001) menunjukkan

bahwa pola penyusunan lapisan lamina

akan mempengaruhi sifat mekanisnya.

Bahtiar et al. (2014) membuktikan

bahwa konfigurasi luar-luar yang

digunakan untuk membuat bambu

laminasi dua lapis akan memiliki MOE

yang lebih tinggi daripada konfigurasi

dalam-dalam dan luar-dalam.

Keteguhan geser rekat kayu laminasi

juga menunjukkan fenomena yang sama

seperti halnya pada keteguhan lentur,

kecuali pada kayu laminasi yang tersusun

dua lapis. Nilai keteguhan geser rekat

kayu laminasi 2 lapis lebih kecil

dibandingkan kayu utuhnya, hal ini

dipengaruhi keberadaan leaf trace pada

kayu utuhnya. Nilai keteguhan geser

rekat kayu laminasi batang kelapa sawit

belum memenuhi standar Japan


Laminated : Timber Notification No.

1152 (JPIC 2007) yang mensyaratkan

keteguhan geser rekat minimum 54 kg

cm-2 (Gambar 6). Rendahnya keteguhan

geser rekat juga disebabkan oleh

rendahnya kerapatan kayu laminasi

batang kelapa sawit dan ditunjukkan

dengan persamaan regresi linier y =

123,56x–23,184 (R² = 77%).

Hubungan yang erat antara kerapatan dan

nilai keteguhan geser rekat juga terjadi

pada produk laminasi dari kayu tropis

(Alamsyah et al. 2007). Hal ini juga

ditunjukkan dengan persentase kerusakan



kayu pada bidang geser sebesar 100%

untuk semua perlakuan. Kerusakan

tersebut terjadi pada jaringan parenkim

kayu penyusunnya dan sebagian kecil

juga terjadi pada ikatan pembuluhnya

(Darwis et al. 2014)).

Rasio delaminasi

Kayu laminasi batang kelapa sawit tidak

mengalami delaminasi baik yang

direndam dalam air dingin maupun air

panas (Gambar 7). Hal ini menunjukkan

bahan perekat isosianat mampu bekerja

dengan baik dalam mengikat lamina-

lamina dari batang kelapa sawit.

Penelitian ini sesuai dengan penelitian

tahap kedua. Rasio delaminasi kayu

laminasi batang kelapa sawit telah

memenuhi standar JAS (JPIC 2007) yang

mensyaratkan tidak melebihi 5%.

Gambar 6 Keteguhan kayu utuh dan keteguhan geser rekat kayu laminasi batang kelapa

sawit.

Gambar 7 Delaminasi kayu laminasi batang kelapa sawit a) sebelum direndam, b)

setelah direndam air, dan c) setelah di oven. Angka 2, 3 dan 4 menunjukkan jumlah

lamina penyusun kayu laminasi. Tanda panah menunjukkan garis rekat.


Tabel 2 Analisis sidik ragam karakteristik kayu laminasi batang kelapa sawit

Karakteristik Kayu

laminasi Batang Kelapa

sawit

Perlakuan

Posisi Ketinggian Jumlah Lapisan Kombinasi Perlakuan

F hit. Sig. F hit. Sig. F hit. Sig.

Kadar Air 0,132 0,877tn 0,139 0,936tn 0,213 0,969tn

Kerapatan 947,127 0,000** 423,63 0,000** 13,22 0,000**

MOR 947,127 0,000** 3014,757 0,000** 32,203 0,000**

MOE 29449,459 0,000** 10282,074 0,000** 310,145 0,000**

Keteguhan geser rekat 177,234 0,000** 125,477 0,000** 4,930 0,002**

Keterangan: tn tidak nyata, * nyata pada taraf 5% dan ** sangat nyata pada taraf 1%

Tabel 3 Karakteristik kayu laminasi batang kelapa sawit

Ketinggian

(m)

Jumlah

Lapisan

Karakteristik Kayu Utuh dan Kayu Laminasi Batang Kelapa Sawit

KA (%)* Kerapatan

(g cm-3)*

MOR

(kg cm-2)*

MOE

(kg cm-2)*

Keteguhan geser rekat

(kg cm-2)*

Kerusakan

Kayu

(%)

Rasio

Delaminasi

(%)

2

1 12,47 0,32de 151,3e 20,0 x 103d 18,55fg 100 0

2 12,38 0,34f 191,5i 30,8 x 103h 15,98de 100 0

3 12,30 0,36g 205,2j 31,2 x 103i 21,03h 100 0

4 12,33 0,38h 212,4k 32,6 x 103j 26,45i 100 0

4

1 12,35 0,30c 130,2b 16,6 x 103b 14,11bc 100 0

2 12,46 0,31d 159,4f 26,1 x 103e 12,71ab 100 0

3 12,41 0,32e 172,6g 26,5 x 103f 15,72d 100 0

4 12,47 0,35f 177,6h 27,6 x 103g 19,13g 100 0

6

1 12,39 0,23a 97,1a 10,6 x 103a 12,94ab 100 0

2 12,46 0,28b 130,9b 13,4 x 103b 11,70a 100 0

3 12,39 0,30c 138,5c 15,1 x 103b 15,05cd 100 0

4 12,35 0,31d 141,6d 17,3 x 103c 17,32ef 100 0

*)Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf

uji 5%(uji selang berganda Duncan).

Hasil uji statistik menunjukkan bahwa

semua faktor perlakuan (posisi pada

ketinggian batang dan jumlah lapisan

kayu laminasi) serta kombinasinya

menunjukkan pengaruh yang sangat

nyata pada nilai kerapatan, MOE, MOR

dan keteguhan geser rekat (Tabel 2).

Hasil uji lanjut dengan uji selang

berganda Duncan dapat dilihat pada

Tabel 3.

Kesimpulan

Kayu laminasi dari batang sawit

memiliki kerapatan dan sifat mekanis

yang lebih baik dibandingkan kayu

utuhnya pada berbagai posisi ketinggian

pada batang. Kayu laminasi yang

tersusun 4 lapis dengan ketebalan lamina

1,5 cm memiliki nilai kerapatan dan sifat

mekanis tertinggi dibandingkan yang

lainnya. Berdasarkan karakteristik kayu

laminasi dari batang kelapa sawit, nilai

kadar air dan rasio delaminasi kayu

laminasi batang kelapa sawit umur 20

tahun yang telah memenuhi standar JAS

1152 (JPIC 2007).

Daftar Pustaka

[BPS] Badan Pusat Statistik. 2014.

Statistik Indonesia: Statistical

Yearbook of Indonesia 2014. Jakarta:



Badan Pusat Statistik Republik

Indonesia.

Bahtiar ET, Nugroho N, Massijaya MY,

Roliandi H, Nurbaiti RA, Satriawan

A. 2010. A new method to estimate

modulus of elasticity and modulus of

rupture of glulam I-Joist. AIP

Conference Proceedings 1325. 2010,

Oktober, 12-13; Bandung. USA, AIP

Publishing hlm 319-322. doi:

10.1063/1.3537940.

Bahtiar ET, Nugroho N, Massijaya MY,

Roliandi H, Nurbaiti RA, Satriawan

A. 2011. Method of estimate

mechanical properties of glulam on

flexure testing based on its laminae

characteristics and position.

Indonesian J. Physics. 22 (2):57-67.

Bahtiar ET, Nugroho N, Karlinasari L,

Surjokusumo S, Darwis A. 2014.

Rasio ikatan pembuluh sebagai

substitusi rasio modulus elastisitas

pada analisa layer system pada bilah

bambu dan bambu laminasi. J Tek.

Sipil 21(2):147-162.

Bakar ES, Rachman O, Hermawan D,

Karlinasari L, Rosdiana N. 1998.

Pemanfaatan batang kelapa sawit

(Elaeis guineesis Jacq.) sebagai bahan

bangunan dan furniture (I): Sifat fisis,

kimia dan keawetan alami kayu

kelapa sawit. J. Teknik. Has. Hutan

11(1):1-12.

Bakar ES, Rachmat O, Darmawan W,

Hidayat I. 1999. Pemanfaatan batang

kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.)

sebagai bahan bangunan dan furnitur

(II): Sifat mekanis kayu kelapa sawit.

JTHH 12 (1):10-20.

Bakar ES, Febrianto F, Wahyudi I,

Ashaari Z. 2006. Polygon sawing: an

optimum sawing pattern for oil palm

stems. J Biol Sci. 6(4):744-749.

Bakar ES, Sahry MH, H’ng PS. 2008.

Anatomical Characteristic and

Utilization of Oil Palm Wood. Di

dalam: Nobuchi T, Sahry MH. editor.

The Formation of Wood in Tropical

Forest Tree: A Challenge from the

Perspective of Functional Wood

Anatomy. Serdang: Penerbit Universiti

Malaysia.

Berglund L, Rowell RM. 2005. Wood

Composites, Handbook of Wood

Chemistry and Wood Composites.

Boca Raton, Fla: CRC Press, hlm.

279-301.

Bodig J, Jayne BA. 1982. Mechanics of

Wood and Wood Composites. New

York: Van Nostrand Reinhold.

[CWC] Canadian Wood Council. 2000.

Wood Reference Handbook: A Guide

to The Architectural Use Of Wood In

Building Contruction. Ed ke-4.

Ottawa: Canadian Wood Council.

Darwis A, Nurrochmat DR, Massijaya

MY, Nugroho N, Alamsyah EM,

Bahtiar ET, Safe’I R. 2013. Vascular

bundle distribution effect on density

and mechanical properties of oil palm

trunk. Asian J. Plant Sci. 12(5):208-

213.

Darwis A, Massijaya MY, Nugroho N,

Alamsyah EM, Nurrochmat DR.

2014. Bond ability of oil palm xylem

with isocianate adhesive. J. Ilmu

Teknol. Kayu Tropis.12(1):39-47.

Erwinsyah. 2008. Improvement of oil

palm wood properties using bioresin

[disertasi]. Dresden: Institut für

Forstnutzung und Forsttechnik

Fakultät für Forst-, Geo- und

Hydrowissenschaften Technische

Universität Dresden

Izekor DN, Fuwape JA, Oluyege AO.

2010. Effect of density on variations

in the mechanical properties of

http://en.wikipedia.org/wiki/American_Institute_of_Physics

http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-abs_connect?fforward=http://dx.doi.org/10.1063/1.3537940


plantation grown Tectona grandis

wood. Arch. Appl. Sci. Res. 2 (6):113-

120.

[JPIC] Japan Plywood Inspection

Corporation. 2007. Japanese


Laminated Timber Notification No.

1152. Tokyo: JPIC.

Kretschmann DE, Green DW. 1996.

Modeling moisture content-

mechanical property relationships for

clear southern pine. Wood Fiber Sci.

28(3):320-337.

Lim SC, Khoo K. 1986. Characteristic of

oil palm trunk and its potential

utilization. The Malaysian Forester.

49(1):3-22.

Nugroho N, Ando N. 2001. Development

of structural composite products made

from bamboo II: fundamental

properties of laminated bamboo

lumber. J. Wood Sci. 47 (3):237-242.

Persson M, Wogelberg S. 2011.

Analytical models of pre-stressed and

reinforced glulam beams: A

competitive analysis of strengthened

glulam beams [Tesis]. Göteborg:

Chalmers University of Technology

Rahayu IS. 2001. Sifat dasar vascular

bundle dan parenchyma batang kelapa

sawit (Elaensis guineensis) dalam

kaitannya dengan sifat fisis, mekanis

serta keawetan [Tesis]. Bogor: Institut

Pertanian Bogor.

Serrano E. 2003. Mechanical

Performance and Modeling of

Glulam. Di dalam: Thelandesson S,

Larsen HJ, editor. Timber

Engineering. Madison: USDA Forest

Service, Forest Products Laboratory.

Shirley MB. 2002. Cellular structure of

stems and fronds of 14 and 25 year-

old Elaeis guineensis Jacq [Tesis].

Serdang : Universiti Putra Malaysia.

Sonderegger W, Mandallaz D, Niemz P.

2008. An investigation of the

influence of selected factors on the

properties of spruce wood. Wood Sci.

Technol. 42:281-298.

Sulistyawati I, Nugroho N, Suryokusumo

S, Hadi YS. 2008. Kekakuan dan

kekuatan lentur maksimum balok

glulam dan utuh kayu akasia. J. Tek.

Sipil. 15 (3):113-121.

Wahab R, Samsi HW, Mohamad A,

Sulaiman O, Salim R. 2008.

Properties of laminated veneer

lumbers of oil palm trunks. J. Plant

Sci. 3(4):255-259.

Yang TH, Wang SY, Lin CJ, Tsai MJ,

Lin FC. 2007. Effect of laminate

configuration on the modulus of

elasticity of glulam evaluated using a

strain gauge method. J. Wood Sci.

53(1): 31-39.doi: 10.1007/s10086-

006-0818-z

Yoresta FS. 2014. Studi eksperimental

perilaku lentur balok glulam kayu

pinus (Pinus merkusii). J. Ilmu

Teknol. Kayu Tropis. 12(1):33-38.




169 Pengaruh Pengukusan dan Pengempaan Panas terhadap Beberapa Sifat Kayu Jabon

(anthocephalus cadamba miq.) untuk Bahan Mebel


Pengaruh Pengukusan dan Pengempaan Panas terhadap Beberapa

Sifat Kayu Jabon untuk Bahan Mebel

(The Effect of Steaming and Heat-Compression on the Properties of

Jabon Wood for Furniture Materials)

Efrida Basri1*, Abdurachman1, Wahyu Dwianto2

1Pusat Litbang Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan (PUSTEKOLAH),

Jl. Gunung Batu 5, Bogor. 2Pusat Penelitian Biomaterial Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Jl. Raya Bogor

Km. 46, Cibinong Bogor.


Abstract

The inferior properties of juvenile jabon wood (Anthocephalus cadamba Miq.) limit its utility.

Densification through heat-compression presently conducted is possibly useful to improve its

properties. Preceding heat-compression, jabon wood samples were either steamed or non-

steamed. Heat-compression temperatures were varied at 170 C, 180 C and 190 C.

Compression was carried out until 20% reduction in wood thickness. Physical and mechanical

properties and machining properties of the compressed wood samples were determined in

accordance with standard procedures of ASTM D143-94 and ASTM D1666-64, respectively. In

the present works, both of the ASTM standard referred were slightly modified. X-ray

diffractometer (XRD) was used to determine crystallinity degree of wood. The result showed

that either steamed or not, densification was successfully increased the properties of juvenile

jabon wood and satisfied the requirement of wood for furniture raw materials.

Keywords: furniture, heat pressure, steaming, wood properties, young age-jabon

Abstrak

Kayu jabon muda (Anthocephalus cadamba Miq.) yang baru dipanen memiliki sifat inferior

sehingga penggunaannya terbatas. Pemadatan dengan tekanan panas adalah salah satu metode

untuk memperbaiki sifat kelemahan kayu. Tulisan ini mempelajari kemungkinan pemadatan

kayu jabon dengan tekanan panas untuk memperbaiki sifat-sifat kayunya. Kayu jabon yang

dikukus dan tidak dikukus dikempa panas dengan tiga variasi suhu yaitu 170 C, 180C dan

190C hingga tebal kayu berkurang sebesar 20%. Pengujian sifat fisis dan mekanis kayu

menggunakan standar ASTM D143-94 yang dimodifikasi, sifat pemesinan dengan ASTM

D1666-64 yang dimodifikasi, dan uji kristalinitas kayu dengan X-Ray Diffractometer (XRD).

Hasil penelitian menunjukkan perlakuan pemadatan, baik pada contoh uji yang dikukus maupun

tidak dikukus dapat memperbaiki sifat kayu jabon umur muda untuk bahan mebel.

Kata kunci: jabon muda, kempa panas, pengukusan, mebel, sifat kayu

Pendahuluan

Persyaratan teknis kayu untuk bahan

mebel harus memenuhi SNI 01-0608-

1989 (BSN 1989), baik dari kadar air,

kekuatan, keawetan, kemudahan dalam

pengerjaan dengan mesin, maupun

penampilan atau bernilai dekoratif.

Berdasarkan standar tersebut, kelas kuat

dan kelas awet kayu untuk bahan mebel

yaitu III. Kayu sebagai bahan mebel

harus memiliki dimensi yang stabil untuk

meminimalisir terjadinya distorsi pada


170 J. Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis Vol. 12 No.2 Juli 2014

komponen atau sambungannya, sehingga

kekuatannya menjadi lemah (Menon &

Burgess 1979, Praptoyo 2010).

Jabon (Antocephalus cadamba Miq.)

termasuk family Rubiaceae tumbuh baik

pada jenis tanah lempung, podsolik

cokelat dan alluvial lembab

(Martawijaya et al. 2005). Dibandingkan

jati, pertumbuhan jabon sangat cepat.

Jika kondisi tanah serta lingkungan

pertumbuhannya optimal maka tanaman

ini bisa dipanen dalam jangka waktu 5

tahun dengan diameter batang sekitar 30

cm (Anonim 2011). Keunggulan lain

dari kayu jabon terletak pada tingkat

kelurusan batangnya yang sangat bagus

dengan batang bebas cabang sampai 60%

serta lebih tahan terhadap penyakit.

Tekstur kayu jabon yang agak halus

dengan arah serat lurus (kadang agak

berpadu), serta tahan terhadap rayap

kayu kering (Martawijaya et al. 2005),

membuat kayu tersebut banyak diminati

oleh industri mebel. Namun, hasil

penelitian Utami (2013) menunjukkan

sampai umur pohon 7 tahun porsi kayu

muda (juvenile wood) kayu jabon masih

100%, sehingga kemungkinan memiliki

dimensi yang tidak stabil serta pecah

ujung dalam pengeringan jika meng-

gunakan jabon yang belum memenuhi

persyaratan panen.

Upaya menstabilkan dimensi serta

meningkatkan kerapatan dan kekuatan

kayu dapat dilakukan melalui pemadatan

(densifikasi) dengan kempa panas

(Esteves et al. 2007). Kayu yang

dipadatkan lebih kristalin, sehingga

berdimensi lebih stabil dibandingkan

kayu aslinya (Haygreen & Bowyer

1993, Hill 2006, Basri 2011, Hadiyane et

al. 2011). Derajat kristalinitas

merupakan proporsi daerah kristalin

dengan total daerah kristalin dan daerah

amorf pada selulosa kayu (Lee 1962,

Moon et al. 2011). Semakin tinggi

derajat kristalinitas kayu, semakin bagus

sifat-sifat kayunya (Hadiyane et al.

2011). Kerusakan ikatan H antar

molekul-molekul di dalam matriks

hemiselulosa-lignin agar dapat mencapai

daerah kristalit mulai terjadi pada suhu

150 C.

Perubahan sifat kayu yang dimodifikasi

dengan perlakuan kempa panas

bergantung pada kadar air, perlakuan

awal dan besarnya suhu, serta sifat kayu

asal atau jenis kayunya (Hill 2006).

Pengempaan terhadap kayu diupayakan

tidak merusak dinding sel karena akan

menurunkan kekuatan kayu. Hal tersebut

bisa diperoleh jika dinding sel kayu

plastis sehingga mudah dipadatkan.

Plastisasi dinding sel dapat dilakukan

dengan perlakuan pengukusan atau

perebusan sebelum kayu dipadatkan

(Navi et al. 2000, Ibach 2010). Waktu

pengukusan yang disarankan Ibach

(2010) untuk kayu dengan kadar air 20-

25% adalah 15 menit cm-1 tebal kayu,

sedangkan untuk kadar air lebih rendah

sekitar 30 menit cm-1 tebal kayu

Tulisan ini mempelajari peningkatan

sifat kayu jabon umur 5 tahun dengan

pemadatan melalui perlakuan pengukus-

an dan pengempaan pada beberapa

kondisi perlakuan. Sifat kayu yang

diteliti meliputi beberapa karakter yang

berhubungan dengan persyaratan pema-

kaian kayu untuk mebel yang penem-

patannya di dalam ruangan (indoor).

Bahan dan Metode

Bahan

Bahan yang digunakan adalah kayu

jabon umur 5 tahun dari hutan rakyat di

Jawa Barat. Ukuran diameter batang

setinggi dada berkisar antara 27–30 cm

dan tinggi batang bebas cabang 6–7 m.

Pengambilan contoh dilakukan seperti

pada skema Gambar 1.




Metode Penelitian

Contoh uji kayu yang dipadatkan dan

kontrol berukuran 2,5 cm (tebal) x 10 cm

(lebar) x 30 cm (panjang) dibuat dari

papan tangensial. Prosedur pembuatan

contoh uji maupun pengujian sifat fisik

dan mekanis kayu mengacu pada ASTM

D143-94 (ASTM 2006) yang dimodi-

fikasi dan sifat pemesinan kayu pada

ASTM D1666-64 (ASTM 1981) yang

dimodifikasi sesuai kondisi bahan dan

peralatan yang tersedia (Supriadi dan

Rachman 2003). Ukuran contoh uji

untuk sifat fisis kayu 2,5 (tangensial/T) x

2,5 (radial/R) x 3 cm (longitudinal/L)

dan sifat mekanis kayu 2,5 (T) x 2,5 cm

(R) x 30 cm (L), sedangkan sifat

pemesinan 2,5 cm (tebal) x 10 cm (lebar)

x 30 cm (panjang) sesuai ukuran kayu

yang dipadatkan. Cacat pemesinan kayu

yang diamati mencakup cacat pem-

bentukan, pemboran, dan pembubutan.

Jumlah contoh uji untuk setiap perlakuan

3 buah.

Contoh uji untuk semua perlakuan

dikeringkan bersama-sama dalam dapur

pengering kombinasi tenaga surya dan

panas tungku pada suhu 40–60 oC secara

bertahap sampai kayu mencapai kadar

air 25% untuk perlakuan pemadatan dan

10% untuk kontrol. Berikutnya, contoh

uji dikelompokkan untuk perlakuan

dikukus dan tidak dikukus. Pengukusan

dilakukan pada suhu 125 C selama 40

menit. Pemadatan contoh uji meng-

gunakan tekanan 25 kg cm-2 dengan 3

perlakuan suhu kempa, yaitu 170 C,

180 C, dan 190 C sampai tebal contoh

uji berkurang sebesar 20%. Semua

contoh uji yang telah dipadatkan,

ditimbang berat dan diukur dimensi lebar

dan tebalnya, kemudian disimpan dalam

ruangan yang lembab (Rh ±80%) selama

1 bulan. Selanjutnya, contoh uji diamati

sifat fisis, mekanis, kualitas pemesinan,

perubahan permukaan fisik kayu (warna

dan kehalusan permukaan) secara visual,

dan derajat kristalinitas kayu. Uji

kristalinitas kayu menggunakan X-Ray

Diffractometer (XRD).

Kualitas pemesinan kayu yang dipadat-

kan diklasifikasi berdasarkan persentase

nilai bebas cacat dari tiga cacat yang

diamati (Tabel 1).

A

B

A

Gambar 1 Skema pengambilan contoh uji (A) dan arah pengempaan (B).

Penampang log kayu jabon

Contoh uji papan berukuran

2,5x10x30 cm

Arah pengempaan


Tabel 1 Nilai bebas cacat dan klasifikasi sifat pemesinan Nilai bebas cacat (%) Kelas Kualitas pemesinan

0 - 20 V Sangat buruk

21 - 40 IV Buruk

41 - 60 III Sedang

61 - 80 II Baik

> 80 I Sangat baik Sumber: Supriadi dan Rachman (2003)

Rancangan percobaan dan analisis

data

Data sifat fisis dan mekanis diolah

dengan bantuan program SAS 612.

Untuk menelaah data kedua sifat kayu

tersebut (kerapatan, berat jenis,

pengembangan tebal, kadar air

setimbang, keteguhan lentur dan

keteguhan tekan mutlak) dari berbagai

perlakuan (masing-masing perlakuan 3

ulangan), digunakan rancangan acak

lengkap dengan model linier :

Yijk = u + Ti +Eij

di mana: Yij = sifat fisis/mekanis kayu yang

dipadatkan pada perlakuan (T) ke I dan ulangan

ke j;

T1-3 = suhu 170 oC, 180 oC, 190 oC (tanpa

dikukus);

T4-6 = suhu 170 oC, 180 oC, 190 oC (dikukus);

T7 = 172 kontrol (hanya dikeringkan secara

konvensional)

Jika pengaruh perlakuan nyata terhadap

sifat fisis-mekanis kayu jabon yang

dipadatkan, maka penelaahan dilanjut-

kan dengan uji beda nyata jujur (BNJ)

atau uji Tukey (Snedecor & Cochran

1980).


Sifat fisis

Pemadatan kayu dikatakan berhasil

apabila dapat meningkatkan nilai

kerapatan dan berat jenis (BJ) kayu, serta

menurunkan pengembangan tebal dan

kadar air kesetimbangan kayu. Pada

Tabel 3, tampak kerapatan dan BJ jabon

yang dipadatkan pada suhu kempa 170–

180 C, baik pada contoh uji dikukus

maupun tidak dikukus meningkat antara

17-43% (rata-rata 26%) atau 1,4 kali

dibandingkan dengan kayu kontrol,

kemudian menurun dengan penambahan

suhu kempa 190 oC. Meskipun terjadi

penurunan nilai kerapatan dan BJ kayu

terpadatkan ketika suhu kempa dinaikkan

190 oC, namun nilainya masih lebih

tinggi dibandingkan kayu tanpa

dipadatkan. Peningkatan nilai kerapatan

kayu jabon yang dipadatkan sudah sesuai

dengan hasil yang dikeluarkan oleh

Forest Products Laboratory USA (FPL

1999) yaitu meningkat 1,25–1,40 kali

dibandingkan dengan kerapatan kayu

tanpa dipadatkan. Di samping kerapatan

dan BJ kayu meningkat, warna kayu

jabon yang dipadatkan juga berangsur-

angsur bertambah gelap dengan

penambahan suhu kempa dari 170 C,

180 C, dan 190 C (Gambar 1).

Kerapatan kayu yang dipadatkan

bertambah terkait dengan berkurangnya

porositas kayu karena dinding sel kayu

satu dengan lainnya saling merapat

akibat melunaknya lignin. Menurut

Takahashi et al. (1998), pelunakan kayu

terjadi pada dua tahap, yaitu pada suhu

sekitar 80 C dan 180 C. Dijelaskan

oleh Tabarsa (2002) dalam Hadiyane

(2011), pelunakan lignin terjadi saat

tercapai suhu transisi gelas (Tg) lignin

sebesar 83 C, berikutnya terjadi

dekomposisi hemiselulosa di dinding sel

menjadi monomer gula pada suhu sekitar




180 oC. Pada kondisi tersebut, terjadi

relokasi lignin dari dalam ke permukaan

dan mengisi ruang matriks kayu serta

degradasi selulosa dan hemiselulosa,

sebagaimana dibuktikan dari hasil

analisa kimia kayu yang dipadatkan

(Basri 2011, Hadiyane et al. 2011). Hal

ini menyebabkan kayu jabon yang

dipadatkan meskipun warnanya lebih

gelap, namun teksturnya lebih halus,

permukaan kayu lebih mengkilap dan

ketika diraba lebih licin. Kayu jabon

hasil pemadatan dengan kempa panas

juga lebih padat karena selulosa

kristalinnya bertambah, sebagaimana

dibuktikan dengan kenaikan derajat

kristalinitas kayu dari rata-rata 48,6%

(kayu asli) menjadi 54,3% (kayu

terpadatkan).

Dibandingkan dengan kayu yang tidak

dikukus, sifat fisis kayu yang dikukus

pada suhu 180 C selama 40 menit

sebelum dipadatkan sedikit lebih baik.

Menurut Koshima dan Watanabe (2003)

dalam Suhasman et al. (2009),

kehadiran uap air di dalam dinding sel

kayu dapat membantu mempercepat

proses plastisasi lignin, sehingga sewaktu

mengempa kayu yang dikukus

dimensinya cenderung tidak mengem-

bang lagi. Berkurangnya higroskopitas

atau kemampuan kayu mengeluarkan dan

menyerap air ke lingkungan merupakan

salah satu faktor penting untuk menjaga

kualitas mebel kayu, terutama yang akan

ditempatkan pada ruang berpendingin

atau berpemanas.

Hasil analisis keragaman menunjukkan

bahwa perbedaan perlakuan nyata

berpengaruh terhadap sifat fisis kayu

jabon, meskipun hasil uji lanjutannya

perbedaan tersebut hanya pada kayu

yang dipadatkan dan kontrol (Tabel 2).

Secara keseluruhan sifat fisis kayu jabon

yang dipadatkan (baik yang dikukus

ataupun tanpa kukus, juga pada selang

suhu 170–190 C) cenderung lebih baik

dibandingkan sifat fisis kayu jabon asli

(kontrol).

Sifat mekanis

Salah satu faktor yang mempengaruhi

sifat mekanis kayu adalah BJ kayu (Oey,

1991). Oleh karena itu kayu yang

dipadatkan umumnya memiliki sifat

mekanis lebih baik dibandingkan kayu

asli. Pada penelitian ini, kayu jabon yang

dipadatkan menggunakan suhu kempa

170-190 oC dapat menaikkan nilai

keteguhan lentur dan keteguhan tekannya

(Tabel 3).

Tabel 2 Nilai rata-rata sifat fisis kayu jabon yang dipadatkan, diikuti dengan hasil uji

jarak beda nyata jujur

Perlakuan

awal

Suhu kempa

(oC)

Kerapatan

(g cm-3)

Berat

jenis

Pengembangan

tebal

(%)

Kadar air

setimbang ( %)

Kontrol - 0,34b 0,30b 3,0b 15,8b

Tanpa kukus

170 0.47a 0,40a 2,5a 11,9a

180 0.47a 0,40a 1,9a 11,0a

190 0.44a 0,38a 1,9a 11,0a

Kukus

170 0.48a 0,42a 1,5a 10,4a

180 0.49a 0,43a 1,4a 10,2a

190 0.47a 0,41a 1,4a 9,2a Keterangan Angka yang diikuti huruf sama tidak berbeda nyata [a>b]


Gambar 1 Kayu jabon hasil pemadatan dan kontrol.

Hal ini diduga sewaktu permukaan kayu

dikenai tekanan dan panas, molekul

selulosa pada daerah amorf mengkristal

ataupun terjadi perekatan mikrofibril

oleh lignin yang meleleh dan kemudian

mengeras pada suhu kamar, sehingga

kayu menjadi lebih padat dan kokoh.

Pengukusan pada suhu 180 C selama 40

menit sebelum kayu dipadatkan juga

menghasilkan sifat mekanis kayu jabon

yang dipadatkan lebih baik disbanding-

kan kayu tanpa dikukus. Hasil uji BNJ

(Tabel 3) menunjukkan perlakuan kukus

maupun tanpa kukus dan penggunaan

suhu kempa 170–190 C, tidak

berpengaruh terhadap sifat mekanis

kayu. Secara keseluruhan sifat mekanis

kayu jabon yang dipadatkan (baik yang

dikukus ataupun tanpa kukus pada 170–

190 oC) cenderung lebih baik dibanding-

kan kontrol. Berdasarkan spesifikasi

kelas kuat kayu yang berlaku di

Indonesia (Oey 1990), kekuatan kayu

jabon terpadatkan naik dari kelas kuat IV

(kayu asli) menjadi kelas kuat III.

Pemesinan

Persentase nilai bebas cacat pada

kegiatan pembentukan, pemboran,

maupun pembubutan kayu jabon yang

dipadatkan lebih tinggi dibandingkan

kayu asli (kontrol), namun jika mengacu

pada klasifikasi sifat pemesinan kayu

Indonesia (Supriadi & Rachman 2003),

kualitas pemesinan kedua tipe kayu

tersebut sama-sama kelas II, kecuali

kualitas pemboran (Tabel 4). Meskipun

begitu, permukaan fisik kayu jabon yang

dipadatkan lebih baik dibandin-gkan

permukaan fisik kayu tanpa dipadatkan

(kayu asli).

Tabel 3 Nilai rata-rata sifat mekanis kayu jabon yang dipadatkan, diikuti dengan hasil

uji jarak beda nyata jujur

Perlakuan awal

Suhu kempa

( oC)

Keteguhan

lentur mutlak

(kg cm-2)

Keteguhan tekan

mutlak

(kg cm-2)

Kelas kuat 1

Kontrol (Control) - 544d 304b IV

Tanpa kukus

(Non-steaming)

170 668bc 355a III

180 762ab 370a III

190 738abc 340a III

Kukus (Steaming) 170 720abc 366a III

180 790a 382a III

190 766ab 365a III

Keterangan : 1)Klasifikasi kelas kuat kayu mengacu pada Oey (1990). Angka yang diikuti huruf sama

tidak berbeda nyata [a>b>c.d]

190OC

180OC

170OC

Pemadatan

Kontrol




Tabel 4 Nilai bebas cacat sifat pemesinan (%) dan kelas kualitas pemesinan

Perlakuan

Nilai bebas cacat (%) (Kualitas pemesinan)

Pembentukan

Pemboran

Pembubutan

Kontrol

67 (II)

56,5 (III)

67,5 (II)

Pemadatan 74 (II) 60 (III) 76 (II)

Keterangan: Kelas II= Baik III= Sedang

Berdasarkan data sifat fisis, mekanis,

pemesinan, maupun nilai keindahan

kayu menunjukkan kayu jabon umur 5

tahun yang dipadatkan pada suhu

minimal 170 oC, baik dengan maupun

tanpa perlakuan kukus telah memenuhi

kriteria SNI 01-0608-1989 (BSN 1989)

untuk kayu mebel.

Kesimpulan

Perlakuan pemadatan kayu jabon umur 5

tahun dengan kempa panas, baik diawali

dengan proses pengukusan maupun tanpa

pengukusan dapat meningkatkan sifat

fisis dan mekanisnya. Tampilan per-

mukaan kayu yang dipadatkan indah,

halus dan licin, sekalipun warnanya lebih

gelap. Penggunaan suhu kempa 170–

180 C pada proses pemadatan

menaikkan nilai kerapatan dan berat jenis

kayu berturut-turut dari 0,34 g cm-3

menjadi 0,47 g cm-3 dan 0,30 menjadi

0,41, sebaliknya menurunkan pengem-

bangan tebal dan kadar air setimbang

berturut-turut dari 2,5% menjadi 1,8%

dan 15,8% menjadi 10,6%. Sifat

mekanis kayu yang dipadatkan:

keteguhan lentur mutlak naik dari 544

kg cm-2 ke 741 kg cm-2 dan keteguhan

tekan mutlak naik dari 304 kg cm-2 ke

363 kg cm-2. Berdasarkan spesifikasi

kelas kuat kayu yang berlaku di

Indonesia, maka kekuatan kayu jabon

terpadatkan naik dari kelas kuat IV (kayu

asli) menjadi kelas kuat III. Berdasarkan

persyaratan SNI untuk kayu mebel, jabon

umur 5 tahun yang dipadatkan pada suhu

minimal 170 C, baik yang dikukus

maupun tidak dikukus sudah memenuhi

persyaratan sebagai bahan baku mebel.

Ucapan Terima Kasih

Penulis mengucapkan terima kasih

kepada Prof. Ris. Dr. Gustan Pari MSi.

yang turut memberikan masukan.

Daftar Pustaka

[ASTM] American Standard for Testing

Materials. 1981. Standard Method of

Conducting Machining Test of Wood

and Wood Based Materials: ASTM

D1666-64. Annual Book of ASTM

Standards, Part 22. Philadelphia:

ASTM.

[ASTM] American Standard for Testing

Materials. 2006. Standard Method of

Testing Small Clear Specimen of

Timber D143-94 (modifikasi). Annual

Book of ASTM Standards, Vol. 0410

(Wood). Philadelphia: ASTM.

Basri E. 2011. Kualitas kayu waru

gunung (Hibiscus macrophyllus

Roxb.) pada tiga kelompok umur dan

sifat densifikasinya untuk bahan

mebel. [Tesis]. Yogyakarta:

Universitas Gadjah Mada.

Esteves B, Domingo I, Pereira H. 2007.

Improvement of technological quality


of eucalypt wood by heat treatment in

air at 170-200ºC. For. Prod. J. 57

(1/2):47-52.

[FPL] Forest Products Laboratory. 1999.

Wood Handbook. Forest Product

Laboratory. USDA For. Serv.

Agricultural Handbook 72. Madison:

USDA.

Hadiyane A, Coto Z, Wahyudi I,

Febrianto F, Pari G. 2011. Perubahan

komponen kimia kayu terpadatkan

secara parsial. Prosid. Sem. Nas.

MAPEKI XIV, Yogjakarta 6-7

November 2011. Yogjakarta:

MAPEKI. Pp 911-915.

Haygreen JG, Bowyer JL. 1993. Hasil

Hutan dan Ilmu Kayu: Suatu

Pengantar. Sutjipto Hadikusumo,

penerjemah. Yogjakarta: Gajah Mada

Univ. Press. Terjemahan dari Forest

Products and Wood Science.

Hill C. 2006. Wood Modification:

Chemical, Thermal, and Other

Processes. School of Agricultural &

Forest Sciences. London: John Wiley

& Sons, Ltd. Pp.239.

Ibach RE. 2010. Specialty

Treatments.Wood Handbook Chapter

19. Forest Products Laboratory.

Madison: USDA.

Lee CL. 1962. Cristallinity of wood

cellulose fibers studies by X-Ray

methods. For. Prod. J. 11: 108 – 112.

Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang

YI, Prawira SA, Kadir K. 2005. Atlas

Kayu Indonesia Edisi II.. Bogor:

Pusat Penelitian dan Pengembangan

Hasil Hutan.

Menon PKB, Burgess HJ. 1979.

Malaysian Timbers for Furniture.

Revised by H.C. Sim. Timber

Research Officer. Kepong: Forest

Research Institute.

Moon RJ, Martini A, Nairn J, Simonsenf

J, Youngblood J. 2011. Cellulose

nanomaterials review: structure,

properties and nanocomposites.

Chem. Soc. Rev. 40:3941–3994.

Navi P, Girardet F, Heger F. 2000.

Thermo-hydro-mechanical post

treatments of densified wood. In: P D.

Evans. Proceed. of 5th Bio-Based

Composites Symposium in Canberra,

December 10-13, 2000. Canbera: The

Australian National University.

Oey DS. 1990. Berat Jenis dari Jenis-

Jenis Kayu Indonesia dan Pengertian

Beratnya Kayu untuk Keperluan

Praktek.Pengumuman No. 1. Bogor:

Pusat Litbang Hasil Hutan.

Praptoyo H. 2010. Pengenalan Sifat

Dasar Kayu untuk Mebel dan

Kerajinan. Dalam Peningkatan

Kualitas Mebel dan Kerajinan Kayu

Ekolabel. Yogjakarta: Pusat

Pendidikan dan Pelatihan THH

Fahutan UGM dan Cakrawala Media

Yogyakarta.

Snedecor GW, Cochran WG. 1980.

Statistical Methods. 5th edition. Ames:

IOWA State Univ. Press.

[BSN] Badan Standardisasi Nasional.

1989. Kayu untuk Mebel, Syarat Sifat

Fisik dan Mekanik. SNI 01-0608-

1989. Jakarta: BSN.

Suhasman S, Sadiyo S, Coto Z. 2009.

Perbaikan karakteristik kayu kelapa

hibrida melalui metode pemanasan

dan pemadatan. J. Perennial 5 (1): 1-

8.

Supriadi A, Rachman O. 2003.

Hubungan sifat pemesinan dengan

berat jenis dan jumlah pori empat

jenis kayu kurang dikenal asal

Kalimantan Timur. Bul. Penelit. Has.

Hutan 21(2): 175-188.




Takahashi K, Marooka T, Norimoto M.

1998. Thermal softening of wet wood

in the temperature range of 0 – 200 oC. Bull. Wood Research Insti. 78-80.

Utami NG. 2013. Penentuan masa

transisi kayu juvenil ke kayu dewasa

pada bagian tengah batang sengon

(Falcataria moluccana (Miq). B.

Grimes) dan jabon (Anthocephalus

cadanba Miq.). [Skripsi]. Bogor: IPB.



Diterima (accepted): 5 April 2014


Characteristics of Soda Pulp from Distilled Vetiver Root

Firda A Syamani1*, Subyakto1, Sukardi2, Ani Suryani2

1Research Center for Biomaterials, Indonesian Institute of Sciences, 2Department of Agro-Industrial Technology, Faculty of Agricultural Engineering and

Technology, Bogor Agricultural University (IPB), 16680 Indonesia

Corresponding author : [email protected]

Abstract

Cellulose was commonly extracted from wood and other lignocellulosic materials such as leaf,

straw, bast, or grass. There is no report found on extraction of cellulose from root plant yet.

Industrially, the root of vetiver is distilled to obtain its essential oil. In this study, the distilled

vetiver root was soda pulped and the resulted pulp was characterized by the use of X-ray

diffraction and FT-IR spectroscopic methods. Response surface methodology with central

composite design was used to investigate the influence of delignification on the chemical

properties of pulp. Soda pulping was carried out at 160 – 180 oC for 1 – 3 hrs with 20 – 40% of

alkali charge. Severe process conditions were required to achieve a significant degree of

delignification. Pulping at 180 oC for 3 hours with alkali charge of 40% decreased the lignin

content of pulp from 39.53% to 4.47%.

Keywords: FT-IR analysis, soda pulping, vetiver root, X-ray diffraction

Abstrak

Umumnya, selulosa diekstrak dari kayu atau bahan ber-lignoselulosa, seperti daun, kulit batang

atau rumput. Laporan mengenai selulosa yang diekstrak dari bagian akar tanaman masih

terbatas. Akar tanaman akarwangi (Vetiveria zizanioides L.) mengandung minyak atsiri. yang

diperoleh dengan cara distilasi uap dan menyisakan ampas akarwangi. Pada penelitian ini ampas

akarwangi diolah menjadi pulp menggunakan proses soda. Pulp soda ampas akarwangi

kemudian dikarakterisasi kristalinitas dan gugus fungsionalnya menggunakan difraksi sinar X

and FT-IR. Metode statistik Respon Permukaan dengan desain komposit terpusat digunakan

untuk mengetahui pengaruh kondisi proses delignifikasi (suhu 160-180oC, waktu 1-3 jam dan

alkali aktif 20-40%) selama proses pulping terhadap sifat kimia pulp soda ampas akarwangi.

Untuk mendapatkan memperoleh tingkat delignifikasi yang nyata, dibutuhkan kondisi pulping

yang cukup ekstrim. Setelah proses pulping pada suhu 180oC, alkali aktif 40%, selama 3 jam,

kandungan lignin dalam pulp soda ampas akarwangi berkurang dari 39,53% menjadi 4,47%.

Kata kunci: akarwangi, analisis FT-IR, difraksi sinar X, pulping soda.

Introduction

Indonesia is a producer of essential oil

from vetiver root (Vetiver zizaniodes).

The distillation process of vetiver roots

set aside a large quantities of distilled

vetiver root. Based on 2,316 hectare of

vetiver plantations in Garut Regency

(center of vetiver plantation in

Indonesia), productivity of 10 tonnes

vetiver root/ha/yr and vetiver oil yield of

0.7%, there would be approximately

23,017 tonnes/yr of distilled vetiver root.

These distilled vetiver roots are

lignocellulosic materials that contain

30.33% of cellulose (Syamani et al.

2013).

In the cell wall of lignocellulosic plant,

cellulose is the main constituent and is

organized into fibrils, which are

surrounded by a matrix of lignin and

179 Characteristics of Soda Pulp from Distilled Vetiver Root


hemicellulose. This material is a linear

polymer of anhydroglucose units, in

form of alpha-cellulose, beta-cellulose

and gamma-cellulose, based on its

degree of polymerization (Horvath

2006). An aqueous solution of acetic acid

and sodium chlorite (acid-chlorite

delignification) is the most popular and

established laboratory method for the

removal of lignin from biomass (Hubbell

& Ragauskas 2010). Nevertheless, the

organochlorite that was produced during

delignification contaminated environ-

ment. Many researchers are trying to

employ less harmfull chemical in

delignification process and studying the

extraction of cellulose fibers from wood

and other lignocellulosic materials such

as leaf, straw, bast, or grass (Hubbell &

Ragauskas 2010, Cherian et al. 2010,

Zaini et al. 2013, Nuruddin et al. 2011,

Rosli et al. 2013). There is no report on

cellulose extracted from root plant, yet.

In this study, we investigated delignifica-

tion of distilled vetiver root by soda

pulping and characterized soda pulp of

vetiver root by using X-ray diffraction

and FT-IR spectra.

Materials and Methods

Distilled vetiver roots were obtained

from essential oil industry in Garut

Regency, West Java, Provence of

Indonesia. The vetiver roots were

washed several times, sun-dried and cut

into ± 2 cm length, then cooked in

digester to produce vetiver pulp. The

cross section and element of undistilled

and distilled vetiver root were analyzed

by scanning electron microscope/energy

dispersive spectroscope (SEM/EDS)

JEOL JSM 6510, operated at 15 kV.

Samples were coated with gold using a

vacuum sputter-coater to improve

conductivity of the samples and thus the

quality of the SEM images.

Experimental design on pulping

process

Response surface methodology was

utilised to optimise the delignification by

pulping process and a central composite

design (CCD) was adopted. The central

combination for the experimental design

was as follows: pulping temperature

T=170 oC, pulping-time-at-temperature

t=2 hours and soda concentration or

alkali charge (AC) = 30%, with variable

of 160 – 180 oC, 1 to 3 hours and 20 to

40%, respectively.

All pulping trials were carried out in

batch rotary digester with 4 oC min-1 of

heating rate. The pulping process

(cooking) was carried out at liqour-to-

material ratio of 8:1. After cooking, the

pulps was washed several times until

neutralised.

Pulp characterization

The pulp chemical component content

was determined following the TAPPI

methods as T 204 om-88 for extractive

content, T 222 om-88 for lignin content,

and T 203 om-93 for alpha cellulose

content, with slightly modification. The

procedure to determine hollocellulose

content was according to Wise’s chlorite

method.

XRD measurements were performed on a

Shimadzu XRD7000 MAXima X-ray

diffractometer to analyze pulp

crystallinity. The diffracted intensity of

Cu K radiation (λ= 0.1542 nm; 40 kV

and 30.0 mA) was measured in a 2θ

range between 10 and 40.

The FT IR ABB was used to analyze

chemical structure of vetiver pulp

component. The analysis was run using

the KBr pellet technique. The KBr

pellets of samples were prepared by

mixing 2 ± 0.05 mg of pulp sample with

200 mg KBr (spectroscopy grade) in a


vibratory ball mixer for 20 s. The KBr

pellets were prepared under vacuum in a

standard device under a pressure of 80

kN cm–2 for 3 min to form pellet with

diameter and thickness of 13 mm and 0.5

cm, repectively. The spectral resolution

was 4 cm–1 and the scanning range was

from 400 to 4000 cm–1.

Results and Discussion

Cross section morphology of vetiver

root fiber

As lignocellulosic materials, vetiver

roots contain cellulose, hemicellulose

and lignin in its cell wall. The vetiver

grass has a long (3–4 m), massive and

complex root system. It is grown for soil

conservation, water conservation and

stabilization. Volatile extracts of vetiver

roots are used in the perfume, soap and

related industries. After oil extraction,

98% of the starting material remains,

leaving huge amounts of residues which

are not used as industrial material, but

burnt in fields or at the road side

(Gaspard 2006).

As shows at Figure 1, vetiver root

morphology contructs hollow tube, with

cortex and vascular tissue. The two main

components of vascular tissue are the

xylem and phloem.

Distillation during vetiver oil extraction

was done at temperature of 120 C for 16

hours, caused vetiver fiber cracking

(Figure 2). The cracking began from pith

of vetiver fiber, then splitted fiber into 4

fragments.

Figure 1 Scanning electron micrographs of vetiver root cross section (100x

magnification); (a) xylem, (b) phloem, (c) parenchyma (2000x magnification).



Figure 2 Scanning electron micrographs of distilled vetiver root fiber cross section.

Vetiver root can uptake and accumulate

Pb up to 3000 mg kg-1 dry weight

without affecting its growth (Andra et al.

2010). Vetiver root from Garut Regency

in West Java, Indonesia contained 8.35%

of Pb element or 15.96% of PbO (Table

1). In vetiver root, Pb was deposited in

cortex and pith (Andra et al. 2009) and

did not chemically attached to vetiver

component. During distillation, Pb was

taken out from vetiver root. It confirmed

by EDS analysis that distilled vetiver did

not contain Pb in form of element or

compound.

Chemical analysis of vetiver pulp

Delignification of vetiver roots was done

by studying the responses of pulp

properties to the process variables.

Lignin dissolved during delignification.

In that case, the chemical agent used in

this study (NaOH) was the only variable

that has direct impact on the chemical

properties of resulting pulp. The results

for soda pulping of vetiver roots are

summarized in Table 2.

Table 1 Component and oxide compound in vetiver fiber

Element % Mass Oxide compound % Mass

Undistilled vetiver

C 44.61

O 45.51

K 1.51 K2O 16.09

Pb 8.36 PbO 15.96

Distilled vetiver

C 53.48

O 41.94

Al 4.15 Al2O3 14.02

Si 0.43 SiO2 1.49


Table 2 Lignocelulosic component of vetiver pulp

Lignin content in distilled vetiver root

was 39.53% (Syamani et al. 2013). After

pulping with alkali charge of 40% for

180 min at 180 C, lignin content

decreased to 4.47%. Statistical analysis

on the pulping variables interaction

shows that temperature or time of

pulping had no significant effect on the

pulp lignin content at all levels of alkali

charge.

FTIR analysis

IR spectroscope has been employed to

determine delignification of vetiver soda

pulp. Natural lignin contain the

following functional groups: metoxyl,

phenolic hydroxyl, primary and

secondary aliphatic hydroxyl, ketone and

aldehyde groups. Depending on method

of isolation and chemical treatment, new

functional groups that are not present in

natural lignin, may appear (Bykov

2008).

The infrared spectra of lignin present

peaks in the range 1200-1300 cm-1

corresponding to the aromatic skeletal

vibration. In addition, due to the

presence of functional groups such as

methoxyl-O-CH3, C-O-C and aromatic

C=C, peaks in the region between 1830

cm-1 and 1730 cm-1 were also observed.

The peak presents at 1730-1740 cm-1 in

the spectrum corresponding to the

presence of C=O lingkage, which is a

characteristic of lignin groups (Owen &

Thomas 1989).

The enhanced carbonyl absorption peak

at 1735 cm-1 (C=O ester), C–H

absorption at 1381 cm-1 (–C–CH3), and –

C–O– stretching band at 1242 cm-1

confirmed the formation of ester bonds.

Also, it is evidenced an increase in the

intensity of OH in plane bending

vibration at 1385 cm–1 band specific to

the wood components, cellulose and

hemicelluloses (Bykov 2008).

Every lignin IR spectrum has a strong

wide band between 3000-3500 cm-1

assigned to OH stretching vibrations.

This band is caused by presence of

alcoholic and phenolic hydroxyl groups

involved in hydrogen bonds (Bykov

2008).

The enhanced O–H absorption band at

3348 cm-1 and 2901 cm-1 (Figure 3) were

Pulping variables Responses

No Temperature Time Alkali Charge Extractive Holocellulose Lignin Cellulose

(oC) (min) (%) (%) (%) (%) (%)

1 160 60 20 1.93 61.34 32.05 52.87

2 180 60 20 1.96 68.67 27.56 61.44

3 160 180 20 2.01 81.28 13.81 72.18

4 180 180 20 1.96 69.40 25.54 61.35

5 160 60 40 1.48 85.71 11.73 75.70

6 180 60 40 1.94 93.76 9.25 84.68

7 160 180 40 1.72 90.56 6.32 79.12

8 180 180 40 1.96 91.89 4.47 82.56

9 153 120 30 1.66 76.85 19.20 58.33

10 187 120 30 2.20 91.68 5.29 81.11

11 170 19 30 1.48 84.04 13.24 73.36

12 170 221 30 1.79 89.38 8.36 80.04

13 170 120 13 2.81 51.49 40.49 44.76

14 170 120 47 1.87 91.82 4.74 81.93

15 170 120 30 2.44 90.79 5.96 81.82

16 170 120 30 1.50 89.13 8.71 78.56

17 170 120 30 1.62 89.47 8.88 79.35



observed, indicated that the hydroxyl

group contents in vetiver soda pulp were

increased after pulping reaction.

Peak at 2361 cm-1 was observed on

spectra from vetiver soda pulp produced

by pulping at alkali charge 20% though

with different pulping temperature 160C

(pulp a) and 180 C (pulp c), then was

disappeared on spectra of vetiver soda

pulp produced at alkali charge 40% (pulp

b and pulp d). The band in the 2700 –

2200 cm-1 region is the ammonium band

(Silverstein et al. 2005). In particular, the

peak of 2361 cm-1 corresponds to a

azide bond, which is the anion with

formula NH3- (Kshirsagar et al. 2013).

The root of vetiver absorp some nitrogen

compounds from fertilizer and detected

in vetiver pulp which was cooked at

alkali charge of 20%. While vetiver pulp

from pulping process at alkali charge of

40% has no nitrogen element anymore.

X-ray diffraction analysis

X-ray diffraction analysis was conducted

to determine vetiver soda pulp

crystallinity. Vetiver soda pulp that was

produced by pulping at temperature 160

C for 60 min and alkali charge of 20%

and 40%, indicated crystallinity of 32.58

-47.55%, respectively. While vetiver

soda pulp that was produced by pulping

at temperature 180 C for 60 min and

alkali charge of 20% and 40%, showed

crystallinity of 34.83%, 49.00%,

respectively.

Temperature of pulping had no

significant effect on the pulp

crystallinity. However, alkali charge of

pulping had significant effect. Vetiver

soda pulp crystallinity was higher at

higher alkali charge of pulping. The

higher alkali charge of pulping, the more

lignin dissolved from vetiver root and

delivered the more cellulose and thus

pulp crystallinity.

Figure 3 FTIR analysis of vetiver pulp from varied temperature, time and alkali charge

pulping condition: (a) 160 C, 60 min, AC 20%; (b) 160 C, 60 min, AC 40%; (c) 180

C, 60 min AC 20%; (d) 180 C, 60 min, AC 40%.


a

b

c

d

Figure 4 XRD analysis of vetiver pulp from varied temperature, time and alkali charge

pulping condition: (a) 160 C, 60 min, AC 20%; (b) 160 C, 60 min, AC 40%; (c) 180

C, 60 min AC 20%; (d) 180 C, 60 min, AC 40%.

Conclusions

Distillation at 120 C for 16 hours during

vetiver oil extraction caused vetiver fiber

cracking and removed Pb out of vetiver

root. Statistical analysis on the pulping

variables interaction effects shows that

NaOH was the only variable that has

direct impact on the chemical properties

of resulting pulp. Severe pulping

condition (180 oC and alkali charge of

40% for 3 hours) need to be employed

for vetiver root delignification from

39.53 - 4.47%. FTIR spectras show

chemical compound alteration due to

soda pulping. Vetiver soda pulp

crystallinity was higher at higher alkali

charge pulping.

References

Syamani FA, Astari L, Subyakto,

Sukardi, Suryani A. 2013.

Characteristics of strands and pulp

from oil palm fronds and vetiver

roots. In: Dwianto W, editor.

Proceeding of the 2nd International

Symposium for Sustainable

Humanosphere; Bandung, August 29,

2012. Cibinong: Research and

Development Unit for Biomaterials

LIPI. Pp 1-7.

Horvath AL. 2006. Solubility of

structurally complicated materials: I.

wood. J. Phys. Chem. Ref. Data. 35

(1):77-92.

Hubbell CA, Ragauskas AJ. 2010. Effect

of acid-chlorite delignification on

cellulose degree of polymerization.

Bioresour. Technol. 101: 7410–7415.

Cherian BM, Leao AL, de Souza SF,

Thomas S, Pothan LA, Kottaisarmy

M. 2010. Isolation of nanocellulose

from pineapple leaf fibres by steam

explosion. Carbohydr. Polym. 81:

720–725.

Zaini LH, Jonoobi M, Tahir P Md,

Karimi S. 2013. Isolation and

Characterization of Cellulose

Whiskers from Kenaf (Hibiscus

cannabinus L.) Bast Fibers. J.

Biomater. Nanobiotechnol. 4:37-44.



Nuruddin M, Chowdhury A, Haque SA,

Rahman M, Farhad SF, Sarwar JM,

Quaiyyu A. 2011. Extraction and

characterization of cellulose

microfibrils from agricultural waste in

an integrated biorefinery initiative.

Cellul. Chem. Technol. 45(5-6): 347-

354.

Rosli NA, Ahmad I, Abdullah I. 2013. Isolation and characterization of

cellulose nanocrystals from Agave

angustifolia fibre. BioResources. 8

(2): 1893-1908.

Gaspard S, Altenor S, Dawsonc EA,

Barnes PA, Ouensanga A. 2006.

Activated carbon from vetiver roots:

Gas and liquid adsorption studies. J.

Hazard. Mater. 44(1-2):73-81.

doi:10.1016/j.jhazmat.2006.09.089.

Andra SS, Datta R, Sarkar D,

Saminathan SKM, Mullens CP, Bach

SBH. 2009. Analysis of phytochelatin

complexes in the lead tolerant vetiver

grass [Vetiveria zizanioides (L.)]

using liquid chromatography and

mass spectrometry. Environ. Pollut.

157:2173–2183.

Bykov I. 2008. Characterization of

natural and technical lignins using

FTIR spectroscopy [Thesis]. Lulea:

Lulea University of Technology.

Owen NL, Thomas DW. 1989. Infrared

studies of "hard" and "soft" woods.

Appl. Spectroscopy. 43:451–455.

Silverstein RM, Webster FX, Kiemle DJ.

2005. Spectrometric identification of

organics compounds 7th ed. New

York:State University of New York.

Kshirsagar SS, Shanmugasundaram P.

2013. Synthesis and Calcium Channel

Blocking Activity of 1, 2, 3, 4, -

Tetrahydropyrimidine Derivatives

Containing Carbamates and

Carbamides. Int. J. Chem. Tech. Res.

5(6):2899-2912.




http://www.researchgate.net/journal/0304-3894_Journal_of_Hazardous_Materials


Sifat Fisis dan Mekanis Glulam dari Kayu Samama

(Physical and Mechanical Properties of Samama Wood Glulam)

Tekat D Cahyono1*, Syarif Ohorella1, Fauzi Febrianto2, Trisna Priadi2, Imam Wahyudi2

1Program Studi Kehutanan. Fakultas Pertanian Universitas Darussalam Ambon Maluku 2Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB, Bogor


Abstract

In the present research, four types of samama wood (Anthocephallus macrophyllus) glulam of (3

x 6 x 120) cm3 (thickness, width, length) in size were prepared. Two types of glulam were

assembled with the same thickness of lamina and two other types were assembled with lamina of

different thickness. The result showed that the average moisture content and densities of the

glulam were of 12.48% and 0.41, respectively. The MOE, MOR, and shear strength of the

glulam were in the average of 6.08 GPa, 33.06 MPa, 30.08 kg cm-2, respectively. The highest

MOE and MOR were obtained by the D type glulam. All types of the produced glulam

contributed to the increase of MOE and MOR by 31 and 23% of those of its solid wood,

respectively.

Keywords: glulam, mechanical properties, physical properties, samama wood

Abstrak

Penelitian ini dilakukan dengan mendesain empat tipe glulam dengan ukuran (3 x 6 x 120) cm3

dari kayu samama (Antocephallus macrophyllus). Dua tipe glulam disusun dengan ketebalan

lamina yang seragam, sedangkan dua tipe lainnya disusun dengan variasi ketebalan lamina yang

berbeda. Perekat yang digunakan adalah isosianat dengan variasi berat labur sebesar 200, 250

dan 300 g m-2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rataan kadar air dan kerapatan glulam

adalah 12,48% dan 0.41. Sementara itu, rataan nilai MOE, MOR dan keteguhan gesernya

berturut-turut sebesar 6,08 GPa, 33,06 GPa dan 30,08 kg cm-2. Semua tipe glulam berkontribusi

menaikkan rataan nilai MOE dan MOR sebesar 31 dan 23% dibandingkan dengan kayu samama

tanpa laminasi, dimana rataan nilai MOE dan MOR tertinggi terdapat pada glulam tipe D.

Kata kunci : glulam, kayu samama, sifat fisis, sifat mekanis

Pendahuluan

Ketersediaan kayu struktural semakin

sulit dipenuhi karena sebagian besar

kayu yang tersedia adalah berdiameter

kecil.Kalaupun tersedia kayu struktural

jumlahnya semakin terbatas dengan

harga yang tinggi. Glulam sebagai salah

satu produk teknologi peningkatan

kualitas kayu mampu memaksimalkan

penggunaan kayu berdiameter kecil,

memiliki kekuatan rendah menjadi lebih

kuat dengan dimensi dan kegunaan dapat

diatur sesuai kebutuhan. Teknologi ini

meningkatkan efisiensi penggunaan kayu

yang tersedia.

Salah satu bahan baku glulam yang

potensial adalah kayu samama

(Antocephallus macrophyllus (Roxb.)

Havil.) yang merupakan tanaman

endemik Sulawesi dan Maluku.

Potensinya cukup besar, pohonnya tinggi

dan bersifat pionir, berbatang lurus

dengan riap diameter 5-7 cm per tahun.

Rata-rata volume kayu dari pohon yang

berumur 10 tahun dapat mencapai 1,8

m3. Menurut Litbang PT. Mangole 2011,

187 Sifat Fisis dan Mekanis Glulam dari Kayu Samama

Tekat D Cahyono, Syarif Ohorella, Fauzi Febrianto, Trisna Priadi, Imam Wahyudi

Meskipun bersifat lokal, kayu samama

telah digunakan sebagai bahan baku

furnitur, pertukangan dan bahan

bangunan. Bahkan kulit batangnya sudah

dimanfaatkan sebagai obat pencahar oleh

masyarakat Desa Lemo-lemo Halmahera

Selatan dan/atau sebagai pengawet jaring

ikan oleh masyarakat Desa Tulehu

Kabupaten Maluku Tengah (Ohorella &

Djumat 2009).

Menurut Cahyono et al. (2012), nilai

rata-rata MOE (Modulus of Elasticity)

dan MOR (Modulus of Rupture) kayu

samama berturut-turut adalah 48.750 kg

cm-2 dan 560 kg cm-2. Jika dibandingkan

dengan beberapa standar, nilai MOE

kayu samama belum memenuhi

persyaratan. Standar Jepang (JAS 2007)

mensyaratkan nilai rata-rata MOE

70.000 kg cm-2 untuk kayu laminasi tipe

E70, sedangkan standar Indonesia (SNI

1994) mensyaratkan nilai MOE 75.000

kg cm-2 untuk kayu kelas tiga. Untuk

balok geladak kapal, Biro Konstruksi

Indonesia (BKI) mensyaratkan tegangan

ijin 77.400 kg cm-2 (Sauter et al. 1999).

Oleh karena itu salah satu teknik untuk

memperbaiki kekurangan kayu samama

tersebut adalah dengan melakukan teknik

laminasi menjadi produk glulam.

Prinsip desain laminasi adalah

memaksimalkan dimensi dengan

meminimalkan material. Apabila prinsip

tersebut dapat dilakukan secara simultan

maka tujuan penggunaan laminasi dapat

dicapai secara maksimal, sehingga

laminasi merupakan desain ekonomis

dengan tetap memenuhi prinsip struktural

(Jayne & Bodig 1982). Juga dinyatakan

bahwa sistem lapisan komposit

khususnya laminasi kayu menambah

pilihan di dalam desain struktur.

Penelitian ini akan mendesain 4 tipe

glulam kayu samama berdasarkan

ketebalan, susunan lamina dan berat

labur perekat. Tujuan penelitian ini

adalah untuk menentukan desain

laminasi yang memiliki karakteristik

terbaik, baik dari sifat fisis maupun

mekanisnya.

Bahan dan Metode

Penyiapan bahan baku

Kayu samama yang digunakan dalam

penelitian ini diambil dari Desa Sleman

Kabupaten Maluku Tengah. Pohon

berumur 8 tahun dengan diameter 42 cm

dan tinggi bebas cabang mencapai 13 m.

Tidak dilakukan pemilahan bagian atas,

tengah dan bawah selama proses

pemotongan kayunya. Selanjutnya

dilakukan pengeringan dan pembuatan

lamina.

Desain glulam

Kayu samama yang telahdikeringkan

dibuat lamina dengan ukuran panjang,

dan lebar, 120 dan 6 cm, sedangkan

tebalnya, sesuai desain penelitian yaitu 0,

5, 1, 1, 5 dan 2 cm. Masing-masing

lamina tersebut selanjutnya diukur

kelenturannya (MOE). Glulam dibuat

dengan ukuran (3x6x120) cm3 dengan

variasi ketebalan lamina dan berat labur

perekat. Sebanyak 4 tipe glulam dibuat

pada penelitian ini disusun berdasarkan

ketebalan lamina dan posisi lapisan

lamina. Selengkapnya disajikan pada

Gambar 1.


Gambar 1 Variasi tipe glulam kayu samama.

Perekat yang digunakan adalah isosianat

dengan variasi berat labur 200, 250 dan

300 g m-2. Perekat diaplikasikan pada

kedua permukaan lamina (double glue

spread) kemudian diletakkan sesuai tipe

glulam. Lamina yang telah dilabur

perekat dan disusun kemudian di klem

dengan jarak klem 30 cm selama 24 jam.

Setelah proses perekatan, selanjutnya

proses pengkondisian selama satu

minggu sebelum dilakukan pengujian

sifat fisis dan mekanisnya.

Prosedur pengujian

Pengujian kadar air (KA), berat jenis

(BJ), delaminasi, keteguhan rekat, MOE

dan MOR menggunakan standar JAS

2007 untuk produk glulam tipe

struktural.

a. Kadar air: contoh uji ditimbang untuk

menentukan berat awalnya,

selanjutnya dimasukkan ke dalam

oven dengan suhu 103±2 ºC selama

24 jam sampai beratnya konstan.

Kadar air didapatkan dari persentase

perbandingan antara berat air dan

berat kering tanur contoh uji.

b. Berat jenis: contoh uji diukur dimensi

awalnya (panjang, lebar dan tebal),

selanjutnya dimasukkan ke dalam

oven dengan suhu 103±2 C selama

24 jam hingga beratnya konstan.

Berat jenis dihitung dari perban-

dingan antara berat kering tanur

dengan volume kering udara.

c. Delaminasi akibat perendaman dalam

air panas (struktural): contoh uji

direndam dalam air dengan suhu 70 ±

3 C selama 2 jam, kemudian

dimasukkan ke dalam oven pada

suhu 60 ± 3 C sampai KA contoh uji

kurang dari 8%. Selanjutnya diukur

delaminasi pada setiap garis rekat

pada setiap sisi kemudian dijumlah-

kan.

d. Delaminasi akibat perendaman dalam

air dingin (non struktural): contoh uji

direndam dalam air dingin selama 24

jam, kemudian dikeringkan pada

oven dengan suhu 60±3 C selama 24

jam. Selanjutnya diukur delaminasi

pada setiap garis rekat pada setiap

sisi kemudian dijumlahkan.

e. Keteguhan rekat: pengujian kete-

guhan rekat dilakukan dengan cara

memberikan pembebanan yang

diletakkan pada arah sejajar serat

dengan meletakkan contoh uji secara

vertikal. Nilai beban maksimum

dibaca saat contoh uji mengalami

kerusakan. Nilai keteguhan rekat

adalah beban maksimum dibanding-

kan dengan luasan bidang rekat.



f. MOE dan MOR: Contoh uji dengan

ukuran panjang 22 x tebal diberi

beban tunggal pada bagian tengah

bentang. Besarnya defleksi selama

pembebanan dianalisis untuk men-

dapatkan nilai MOE dengan

persamaan: ,

sedangkan MOR dihitung dengan

persamaan , dimana P

adalah pembebanan, L = jarak

sanggah, b = lebar penampang, h =

tebal penampang dan Y adalah

defleksi maksimum akibat pem-

bebanan.

Analisis data

Analisis data menggunakan rancangan

faktorial dalam RAL dengan dua faktor,

faktor A adalah berat labur perekat dan

faktor B adalah tipe glulam. Jika hasil


pengaruh, dilanjutkan dengan uji tukey

dengan tingkat kepercayaan 95%.


Sifat fisis

BJ dan KA

Berat jenis glulam berkisar antara 0,34-

0,45 dengan rataan sebesar 0,41.

Sementara itu kayu samama sebagai

pembanding memiliki berat jenis rata-

rata sebesar 0,40 dengan standar deviasi

sebesar 0,03. Sifat fisis yang lain, yaitu

KA glulam berkisar antara 11,33-13,62%

dengan rataan sebesar 12,48%.

Selengkapnya disajikan pada Gambar 2.

Rataan BJ tertinggi terdapat pada glulam

tipe B dan C dengan berat labur sebesar

300 g m-2 yaitu 0,43 sedangkan terendah

terdapat pada glulam tipe B dengan berat

labur 200 g m-2 yaitu sebesar 0,39.

Tipe glulam dan berat labur (g m-2)

Gambar 2 Berat jenis glulam berdasarkan tipe dan berat labur perekat. Keterangan : B, C, D, E = tipe laminasi; 200, 250, 300 = berat labur.


Secara umum, BJ kayu samama

meningkat setelah dibuat menjadi

glulam, walaupun glulam tipe B dengan

berat labur 200 g m-2 memiliki BJ yang

sama dengan BJ kayu samama. Namun

peningkatannya tidak signifikan, hal ini

dibuktikan dengan hasil analisis sidik

ragam yang menunjukkan bahwa bahwa

tipe glulam dan berat labur perekat tidak

berpengaruh terhadap BJ.

Variasi nilai berat jenis kayu terjadi

sebagai akibat dari adanya perbedaan

ketebalan dinding serat. Kecenderungan

serat yang memiliki dinding tebal dan

lumen kecil memiliki berat jenistinggi,

sebaliknya serat yang memiliki dinding

tipis dan lumen besar memiliki berat

jenis yang rendah (Rathke & Sinn 2013).

Pada glulam, selain perbedaan ketebalan

dinding serat, perbedaan berat jenis juga

disebabkan karena adanya proses

perekatan. Perekat mengisi rongga

diantara permukaan lamina dimana pada

kayu utuh pada ukuran yang sama tidak

ada proses penambahan perekat.


bahwa tipe lamina tidak berpengaruh

terhadap KA, sedangkan berat labur

mempengaruhi KA. Air dalam kayu

mempengaruhi kedalaman penetrasi

perekat dan waktu pematangan perekat

cair. Dalam penggabungannya, air yang

banyak terdapat pada kayu akan

menghambat ikatan dari cairan perekat.

Pada umumnya, ikatan perekat yang baik

terjadi pada tingkat kadar air 6-14%

(Rathke & Sinn 2013).

Rataan KA glulam pada penelitian ini

sebesar 12,56%. JAS (2007) men-

syaratkan KA maksimum untuk glulam

dibawah 15%, sehingga semua glulam

pada penelitian ini memenuhi syarat.

Bowyer et al. ( 2007) menyatakan bahwa

kadar air untuk balok laminasi tidak

melebihi 15%. Perbedaan antara lamina

yang saling bersebelahan tidak lebih dari

5%. Hal ini dilakukan agar distribusi

kadar air merata sehingga menghindari

tekanan akibat penyusutan dan

pengembangan yang menyebabkan

kerusakan pada sambungan.

Kadar air adalah berat air yang terdapat

dalam kayu yang dinyatakan dalam

persen terhadap berat kering tanurnya

(Tsoumis 1991). Perubahan kayu terjadi

karena kayu bersifat higrokopis. Kayu

mampu menarik dan menyerap air dari

udara dan mengembang ketika

kelembaban relatif tinggi dan akan

menyusut ketika kelembaban relatif

rendah. Perubahan ukuran kayu menjadi

permasalahan yang besar dalam proses

pengerjaan kayu (Tasissa & Burkhart

1998). Sifat higroskopis pada kayu

mempengaruhi jumlah kadar air yang

dikandung oleh kayu. Kadar air glulam

dipengaruhi oleh kadar air lamina

penyusunnya dan kondisi lingkungan.

Sifat mekanis

Keteguhan rekat

Rataan keteguhan rekat semua tipe

glulam kayu samama adalah sebesar

30,08 kg cm-2 dengan standar deviasi

sebesar 7,11. Sementara itu rataan

kekuatan geser kayu samama sebagai

bahan perbandingan pada penelitian ini

sebesar 51,19 kg cm-2 dengan standar

deviasi sebesar 5,78 (Gambar 3).

Kekuatan geser kayu samama (A) lebih

besar dibandingkan dengan keteguhan

rekat glulamnya. Hal ini dikarenakan

selama pengujian, kayu mengalami

kerusakan, bukan garis rekatnya. Nilai

rataan keteguhan rekat tertinggi pada

glulam tipe C dengan berat labur perekat

300 g m-2 yaitu 41,99 kg cm-2, sedangkan

yang terendah adalah glulam tipe E

dengan berat labor 250 g m-2 yaitu 22,56

kg cm-2.



Tipe glulam dan berat labur (g m-2)

Gambar 3 Keteguhan rekat glulam berdasarkan tipe glulam dan berat labur. Keterangan : B, C, D, E = tipe laminasi; 200, 250, 300 = berat labur

Hal ini dikuatkan dengan analisis sidik

ragam yang menunjukkan bahwa tipe

glulam berpengaruh terhadap nilai

keteguhan rekat sedangkan berat labur

tidak berpengaruh. Hasil uji lanjut untuk

tukey menjelaskan bahwa tipe glulam

yang memiliki keteguhan rekat yang

terbaik adalah tipe C.

Nilai keteguhan rekat bervariasi

tergantung perekat yang digunakan dan

kondisi proses produksi glulam. Sinha

dan Clauson (2012) menyajikan data

keteguhan rekat glulam menggunakan

perekat isosianat sebesar 99,6 kg cm-2.

Bahan yang digunakan adalah kayu

Douglas Fir dan bambu moso. Sementara

itu jika menggunakan perekat fenol

resorsinol formaldehida (PRF),

keteguhan rekatnya 66,7 kg cm-2.

Sementara itu (Piao et al. 2010, Piao et

al. 2011) menyajikan data keteguhan

rekat glulam yang telah diawetkan

dengan CCA (chromated copper

arsenate) dan PCP (pentachlorophenol)

berturut-turut sebesar 100,7 kg cm-2 dan

110,6 kg cm-2. Masih menurut Piao

(2010), glulam dari kayu Southern pine

kontrol yang tidak diawetkan memiliki

keteguhan rekat sebesar 100,3 kg cm-2.

MOE dan MOR

Hasil penelitian menunjukkan bahwa

rata-rata MOE glulam adalah 6,08 GPa

dengan standar deviasi sebesar 0,35.

Sementara itu rata-rata MOE kayu

samama kontrol dalam penelitian ini

adalah 4,65 GPa dengan standar deviasi

sebesar 0,63. MOR rata-rata glulam

sebesar 33,06 MPa dengan standar

deviasi sebesar 2,43. MOR kayu samama

control dalam penelitian ini adalah 26,8

Mpa dengan standar deviasi sebesar 2,84.

Selengkapnya disajikan pada Gambar 4.


bahwa tipe glulam berpengaruh terhadap

nilai MOE dan MOR, sedangkan berat

labor perekatnya tidak berpengaruh. Jika

faktor penghematan dijadikan perhatian

utama, maka penelitian ini

merekomendasikan bahwa aplikasi

perekat isosianat dengan berat labor 200

g m-2 sudah cukup untuk mendapatkan

peningkatan nilai MOE dan MOR kayu

samama.


Gambar 4 MOE dan MOR glulam kayu samama berdasarkan tipe lamina,

Keterangan : B, C, D, E = tipe laminasi; 200, 250, 300 = berat labur.

Analisis lanjutan tukey menunjukkan

bahwa tipe glulam D memberikan nilai

MOE dan MOR terbaik diantara tipe

lainnya. Sementara itu glulam tipe E

menunjukkan nilai MOE dan MOR

terendah.

Susunan lamina dengan modulus

elastisitas yang berbeda-beda mem-

punyai pengaruh pada sifat mekanis

produk laminasi. Analisis secara tepat

diperlukan untuk memenuhi kondisi

tersebut (Sulistyawati 2006). Susunan

laminasi pada penelitian ini terbukti

meningkatkan MOE dan MOR kayu

samama. Glulam tipe D memberikan

kontribusi kenaikan MOE dan MOR

sebesar 36 dan 30%. Sementara glulam

yang memberikan kontribusi terendah

adalah tipe E dengan kenaikan nilai

MOE dan MORnya sebesar 27 dan 26%

dibandingkan kayu tanpa laminasi.

Delaminasi

Rata-rata delaminasi dalam air panas

sebesar 0,58% dengan standar deviasi

sebesar 0,55 sedangkan delaminasi

dalam air dingin sebesar 0,41% dengan

standar deviasi sebesar 0,51.Besarnya

variasi nilai delaminasi, baik air dingin

maupun air panas disebabkan karena

tidak semua sampel mengalami

delaminasi saat pengujian. Kejadian

delaminasi, baik pengujian air panas

maupun air dingin hanya terjadi pada

glulam tipe B dan E (Gambar 5).

Sementara itu, jika dibandingkan dengan

standar JAS (2007), semua nilai

delaminasi masuk standar untuk produk

glulam yang mensyaratkan 5% untuk

delaminasi dalam air panas dan 10%

delaminasi dalam air dingin.



Gambar 5 Delaminasi glulam kayu samama berdasarkan tipe lamina,

Keterangan : A, B, C, D, E, F, G = tipe laminasi; 200, 250, 300 = berat labur; DAP = Delaminasi

Air Panas; DAD = Delaminasi Air Dingin

Gambar 6 Peta serapan infra merah kayu samama kontrol dan kayu samama dengan

isosianat.

Pengujian delaminasi dilakukan untuk

melihat kemampuan glulam terhadap

cuaca yang moderat (delaminasi air

dingin) sampai cuaca yang ekstrim

(delaminasi air panas). Tidak semua

sampel menunjukkan kejadian

delaminasi menunjukkan bahwa produk

yang dibuat efektif digunakan pada cuaca

moderat maupun ekstrim. Hal ini juga

merupakan salah satu indikator bahwa

perekat isosianat berikatan sangat baik

dengan kayu samama. Perekat isosianat

merupakan salah satu perekat water

based yang sangat baik berikatan dengan


produk kayu maupun bahan ber-

lignoselulosa lainnya (Sinha & Clauson

2012, Sulastiningsih et al. 2013, Darwis

et al. 2014).

Perekat isosianat memiliki gugus kimia

yang sangat reaktif dan berikatan dengan

gugus OH pada bahan berlignoselulosa

dengan ikatan yang sangat kuat (Ruhendi

& Hadi 1997). Gambar 6 menyajikan

data FTIR kayu samama kontrol dan

lapiran tipis kayu samama yang bereaksi

dengan isosianat. Dari gambar tersebut

dapat dijelaskan bahwa walaupun pita

serapan pada panjang gelombang 2240-

2275 cm-1 yang menunjukkan adanya

isosianat tidak tergambar, namun

naiknya persentase T pada panjang

gelombang sekitar 3500 cm-1 (pita

serapan yang menunjukkan gugus –OH)

dan antara 600-1700 cm-1 menunjukkan

bahwa terjadi reaksi antara kayu samama

dengan perekat isosianat.

Kesimpulan

Beberapa sifat kayu samama yang

meningkat setelah dibuat produk glulam

jika dibandingkan dengan kayu solidnya

adalah berat jenis, MOE dan MOR.

Semua tipe glulam memiliki nilai MOE

dan MOR lebih tinggi dibandingkan

dengan kayu solidnya dan yang

memberikan kontribusi terbaik pada nilai

MOE dan MOR adalah glulam tipe D.

Terjadinya kerusakan pada kayu, bukan

pada garis rekat saat pengujian geser dan

nilai delaminasi yang minim

menunjukkan bahwa perekat isosianat

sangat baik berikatan dengan kayu

samama.

Daftar Pustaka

Bowyer JL, Shmulsky R, Haygreen JG.

2007. Forest Products and Wood

Science: An Introduction. Ames:

Blackwell Publishing.

Cahyono TD, Ohorella S, Febrianto F.

2012. Sifat fisis mekanis kayu samama

(Anthocephallus macrophyllus) dari

kepulauan maluku. J. Ilmu Teknol. Kayu

Tropis. 10(1): 28-39

Darwis A, Massijaya MY, Nugroho N,

Alamsyah EM, Nurrochmat DR.

2014. Bond ability of oil palm xylem

with isocyanate adhesive. J. Ilmu

Teknol. Kayu Tropis. 12(1): 39-47

Jayne B, Bodig J. 1982. Mechanics Of

Wood And Wood Composites. New

York: Van Nostrand Reinhold Co.

Mangole LP. 2011. Riap Tumbuh Kayu

Samama di Maluku. Ternate: Litbang

PT. Mangole.

Ohorella S, Djumat JL. 2009. Kajian

Keberhasilan Program Penanaman

Kayu Samama berbasis Kearifan

Lokal Masyarakat (Studi Kasus di

Desa Tulehu Kabupaten Maluku

Tengah). Ambon: Fakultas Pertanian

Universitas Darussalam.

Piao C, Gibson M, Shupe TF, Nipper

WA. 2010. Laminated crossarms

made from decommissioned

chromated copper arsenate-treated

utility pole wood. Part II: preservative

retention, glue-line shear, and

delamination. For. Prod. J. 59(10):31-

39

Piao C, Monlezun CJ, Gibson MD,

Groom LH. 2011. Recycling of

pentachlorophenol-treated southern

Pine utility poles. Part II: Mechanical

and Delamination properties of

laminated beams. For. Prod. J. 61(7):

517-525

Rathke J, Sinn G. 2013. Evaluating the

wettability of MUF resins and pMDI

on two different OSB raw materials.

Eur. Wood Wood Prod. 71(3):335-

342.



Ruhendi S, Hadi Y. 1997. Perekat dan

Perekatan. Bogor:Institut Pertanian

Bogor.

Sauter UH, Mutz R, Munro BD. 1999.

Determining juvenile-mature wood

transition in Scots pine using

latewood density. Wood Fiber Sci.

31(4):416-425.

Sinha A, Clauson M. 2012. Properties of

bamboo-wood hybrid glulam beams.

For. Prod. J. 62((7/8):541-544.

Sulastiningsih IM, Ruhendi S, Massijaya

MY, Darmawan W, Santoso A. 2013.

Respon Bambu Andong

(Gigantochloa pseudoarundinacea)

terhadap perekat isosianat. J. Ilmu

Teknol. Kayu Tropis 11(2): 140-152

Sulistyawati IM. 2006. Ratio of shear to

bending deflection and its influence to

bending stiffness (EI) of timber beam.

J. Ilmu Teknol. Kayu Tropis 4(2):44-

49.

Tasissa G, Burkhart HE. 1998. Juvenile-

mature wood demarcation in loblolly

pine trees. Wood Fiber Sci. 30(2):119-

127.

Tsoumis G. 1991. Science and

Technology of Wood. Structure,

Properties, Utilization. New York:

Van Nostrand Reinhold.





Peningkatan Rendemen Gula Pereduksi dari Kayu Jabon dengan

Perlakuan Air Kapur (Ca(OH)2)

(Lime Pretreatment on Jabon Wood to Improve Its Reducing Sugar

Yield)

Yusup Amin1, Wasrin Syafii2*, Nyoman J Wistara2, Bambang Prasetya3

1) Pusat Penelitian Biomaterial LIPI, Jl. Raya Bogor Km 46, Cibinong Bogor 2) Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor

Kampus IPB Dramaga Bogor 16680 3) Badan Standardisasi Nasional, Jakarta


Abstract

The purpose of this study was to determine the performance of enzymatic hydrolysis on lime

pretreated jabon wood (Anthocephalus cadamba Miq). Proceeding hydrolysis process, the

morphology and crystallinity changes of pretreated jabon were also examined. In the present

study, jabon wood meal was put into digester and then lime was loaded at varied lime loading,

i.e. at 0.1, 0.3, and 0.5 g Ca(OH)2 g-1 of dry biomass in 90 ml of water. The slurry was then

homogenized and heated in the oil bath at 100, 125 and 150 C for 2, 4 and 6 hours. Enzymatic

hydrolysis was performed in accordance to the NREL procedures using a cellulase enzyme. The

enzyme loading variation was 10, 20 and 40 FPU g-1 of the substrate. the RSY of pretreated

jabon increased up to 9.7 folds from that of its control. The highest RSY was obtained for

pretreatment with 0.5 g Ca(OH)2 g-1 dried biomass at 150 °C for 4 hours and hydrolyzed with 40

FPU of cellulase (118 mg equivalent glucose g-1 dry biomass). This yield was comparable with

14.4% More than a third of the lignin and hemicellulose content (45.83 and 65.52%) were

degraded by lime pretreatment.

Keywords: enzymatic hydrolysis, jabon wood, lime pretreatment, reducing sugar yield

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan rendemen gula pereduksi (RGP) pada proses

hidrolisis enzimatis kayu jabon dengan praperlakuan air kapur, serta mempelajari perubahan

karakteristik morfologi dan kristalinitas kayu jabon setelah melalui perlakuan tersebut.

Perlakuan dilakukan dengan menimbang 9 g serbuk jabon yang sudah diketahui kadar airnya,

dimasukkan dalam digester, ditambahkan kapur dengan konsentrasi (KK) 0,1; 0,3 dan 0,5 g

Ca(OH)2 g-1 serbuk kering, dan 90 ml air. Larutan kapur dan serbuk kayu diaduk sampai merata

kemudian dipanaskan dalam penangas minyak dengan variasi suhu 100, 125 dan 150 C selama

2, 4 dan 6 jam. Hidrolisis enzimatis dilakukan dengan mengacu metode National Renewable

Energy Laboratory (NREL) menggunakan enzim selulase komersial. Variasi konsentrasi enzim

(KE) yang digunakan adalah 10, 20, dan 40 FPU g-1 substrat. perlakuan kapur mampu

meningkatkan RGP kayu jabon sampai 9,7 kali lebih tinggi daripada RGP kayu jabon tanpa

perlakuan. RGP tertinggi (118 mg setara gula g-1 biomassa kering) diperoleh pada kombinasi

perlakuan KK 0,5 g Ca(OH)2 g-1 biomassa kering pada suhu 150 C selama 4 jam dengan KE 40

FPU g-1 substrat. Hasil ini setara dengan 14,4%. Lebih dari sepertiga komponen lignin dan

hemiselulosa jabon (45,83 dan 65,52%) dapat terdegradasi dengan praperlakuan kapur.

Kata kunci: hidrolisis enzimatis, jabon, praperlakuan kapur, rendemen gula pereduksi

197 Peningkatan Rendemen Gula Pereduksi dari Kayu Jabon dengan Perlakuan Air Kapur (Ca(OH)2)


Pendahuluan

Komponen utama dinding sel kayu

adalah selulosa, hemiselulosa dan lignin.

Secara biologis hanya komponen

selulosa dan hemiselulosa yang dapat

dihidrolisis menjadi gula dan

difermentasi menjadi etanol. Struktur

selulosa terdiri dari bagian yang besifat

amorf dan kristalin. Dalam hidrolisis

enzimatis, keberadaan lignin dan sifat

kristalin selulosa menghambat proses

kinerja enzim dalam mengkonversi

selulosa menjadi gula, sehingga

diperlukan praperlakuan agar dapat

meningkatkan kinerja enzim.

Praperlakuan merupakan tahapan penting

dalam proses pembuatan etanol dari

bahan ligonselulosa (Mosier et al. 2005,

Wang et al. 2008). Secara umum

praperlakuan berfungsi untuk meng-

hilangkan lignin, mereduksi tingkat

kristalinitas selulosa, meningkatkan

permukaan kontak enzim, memudahkan

hidrolisis selulosa, serta menghilangkan

zat ekstraktif yang dapat menghambat

kerja enzim dan mikroba (Stenberg et al.

1999, Hendriks & Zeeman 2009).

Penelitian mengenai praperlakuan bahan

berligno selulosa dalam pembuatan

bioetanol telah banyak dilakukan. Salah

satunya adalah perlakuan alkali meng-

gunakan kapur (Ca(OH)2). Dibandingkan

dengan praperlakuan dengan natrium

hidroksida (NaOH) dan ammoniak (NH3),

praperlakuan Ca(OH)2 paling banyak

diterapkan (Chang et al. 2001).

Praperlakuan dengan kapur pada jerami

gandum, bagas, kertas koran, kayu

poplar (Chang et al. 1998, 2001), rumput

bermuda (Wang et al. 2008), dan sereh

(Xu et al. 2010) telah dilaporkan

sebelumnya. Kondisi praperlakuan

dengan air kapur untuk hidrolisis bagas

dan jerami gandum ( Chang et al. 1998,

2001), sereh (Xu et al. 2010), dan

rumput bermuda (Wang et al. 2008)

untuk menghasilkan RGP optimum

bervariasi bergantung pada bahan

bakunya. Selain efektif, praperlakuan

menggunakan kapur juga lebih ekonomis

dan ramah lingkungan karena pemu-

lihannya dapat dilakukan melalui proses

karbonasi air pembilasan sampel

menggunakan CO2 (Chang et al. 1998,

Xu et al. 2010). Sierra et al. (2009)

menambahkan bahwa perlakuan kapur

tidak banyak mendegradasi selulosa,

tidak mahal sehingga dapat diaplikasikan

pada produksi energi dan bahan kimia,

dan aman untuk digunakan.

Praperlakuan dengan kapur cocok

diterapkan untuk material yang kasar

(Chang et al. 1998), terutama dari limbah

pertanian, rumput-rumputan dan kayu

keras (Limayen & Ricke 2012). Jabon

(Anthocephalus cadamba Miq.) merupa-

kan salah satu jenis kayu tropis asli

Indonesia yang tergolong tanaman cepat

tumbuh dengan riap diameter dapat

mencapai 7-10 cm tahun-1, riap tinggi 3-6

m tahun-1 (Mansur & Tuheteru 2010),

dan rata-rata riap volume 10-26 m³ ha-1

tahun-1 (Pratiwi 2003). Kayu jabon

memiliki kemampuan beradaptasi pada

berbagai kondisi tempat tumbuh, per-

lakuan silvikulturnya yang relatif mudah,

serta relatif bebas dari serangan hama

dan penyakit yang serius (Krisnawati et

al. 2011). Namun demikian, kayu jabon

termasuk ke dalam kelas kuat IV-III dan

kelas awet V (Martawijaya et al. 1989),

sehingga kurang cocok untuk digunakan

sebagai kayu konstruksi. Pembuatan

bioetanol dari kayu jabon dengan

praperlakuan delignifikasi proses kraft

telah dilakukan oleh Pelawi (2011), dan

diperoleh RGP tertinggi 11,53% pada

kadar lignin 12%.

Xu et al. (2010) melaporkan bahwa

perlakuan dengan kapur terhadap sereh

meningkatkan kinerja enzim dan


meningkatkan RGP proses hidrolisis.

Sejauh ini belum ada penelitian peng-

gunaan praperlakuan kapur pada kayu

jabon. RGP terbaik dengan perlakuan

kapur umumnya diperoleh pada

kombinasi perlakuan kadar kapur 0,1 g

Ca(OH)2 g-1 biomassa kering dengan

suhu yang relatif rendah dah waktu yang

relatif lama. Sehingga perlakuan kapur

dengan kadar diatas 0,1 g Ca(OH)2 g-1

biomassa kering diharapkan dapat

menghasilkan RGP jabon yang tinggi

dengan tingkat konsumsi energi (suhu)

dan waktu yang lebih rendah. Penelitian

ini bertujuan untuk meningkatkan RGP

pada proses hidrolisis enzimatis kayu

jabon dengan praperlakuan air kapur,

serta mempelajari perubahan karak-

teristik morfologi dan kristalinitas kayu

jabon setelah melalui perlakuan tersebut.

Bahan dan Metode

Serbuk kayu (tanpa kulit) ukuran 40-60

mesh dibuat dan dipersiapkan dari log

kayu jabon umur 7 tahun asal Garut,

Jawab Barat. Persiapan bahan baku dan

pengukuran kadar air (KA) masing-

masing dilakukan dengan mnegacu pada

standar TAPPI T257 om-85 dan TAPPI

T264 om-88. Analisis komponen kimia

kayu jabon (kadar ekstraktif alkohol-

benzena 1:2, holoselulosa, -selulosa,

hemiselulosa dan lignin klason) dilaku-

kan terhadap sampel sebelum dan setelah

praperlakuan masing-masing mengacu

pada pada standar TAPPI T204 om-88,

TAPPI T9m-54, Browning (1967), dan

TAPPI T222 om-88.

Praperlakuan dilakukan dengan memasak

9 g serbuk jabon (40-60 mesh) di dalam

digester ukuran 100 ml, ditambahkan

kapur dengan konsentrasi (KK) 0,1; 0,3

dan 0,5 g Ca(OH)2 g-1 serbuk kering, dan

90 ml air. Larutan kapur dan serbuk kayu

diaduk sampai merata kemudian dipanas-

kan dalam penangas minyak dengan

variasi suhu 100, 125, dan 150 C selama

2, 4, dan 6 jam. Sebagai pembanding,

pemasakan juga dilakukan dengan air

tanpa kapur yang selanjutnya disebut

sebagai perlakuan dengan liquid hot

water (LHW). Praperlakuan dengan

LHW dilakukan pada variasi suhu dan

waktu yang sama dengan praperlakuan

air kapur. Substrat hasil praperlakuan

disaring dan dibilas menggunakan air

suling sampai pH-nya netral. Sebagian

substrat yang sudah netral dikeringkan

dalam oven 60 °C selama 3 hari untuk

mengukur KA dan kehilangan berat

(WL), sedangkan sebagian lainnya tetap

disimpan dalam lemari pembeku untuk

proses hidrolisis enzimatis dan pengujian

lainnya.

Hidrolisis enzimatis dalam penelitian ini

mengacu metode National Renewable

Energy Laboratory (NREL) (Selig et al.

2008) menggunakan enzim selulase

komersial (Meicellase, Meiji Seika,

Jepang) dengan aktifitas enzim 200 FPU

g-1. Sebanyak 0,1 g sampel (berat kering)

ditambahkan 0,05 M bufer natrium sitrat

(pH 5). Kemudian ditambahkan enzim

selulase dengan konsentrasi enzim (KE)

10, 20 dan 40 FPU g-1 substrat dan 0,1

ml natrium azide 2% (b/v) sampai berat

total 10 g. Sebagai faktor koreksi,

dibuatkan kontrol buffer (tanpa substrat

dan enzim) dan kontrol enzim (tanpa

substrat). Hidrolisis dilakukan dalam

shaking incubator 150 rpm pada suhu

50 °C selama 48 jam. Posisi vial

diletakkan horisontal untuk memperluas

kontak substrat dengan enzim.

Pengukuran RGP dilakukan dengan

spektrofotometer UV-Vis (HITACHI U-

2001) pada panjang gelombang 500 nm

berdasarkan metode Nelson-Samogyi

(Wrolstad et al. 2005). Analisis mor-

fologi substrat sebelum dan setelah

praperlakuan dilakukan menggunakan

FE-Scanning Electron Microscopy



(SEM) INSPECT F50 pada voltase 20

kV dan working distance (WD) 15,3 mm.

Analisis X-Ray Difraction (XRD) dengan

Shimadzu XRD-700 MaximaX series (40

kV, 30 mA, sudut 2Ɵ 10-40o, kecepatan

2o/menit) dilakukan untuk mengetahui

kristalinitas selulosa jabon sebelum dan

setelah praperlakuan. Data hasil pene-

litian dianalisis menggunakan rancangan

acak lengkap (RAL) faktorial mengguna-

kan penganalisa statistika yang terdapat

di dalam program Microsoft Excel 2010

for Windows.


Pengaruh praperlakuan terhadap

RGP kayu jabon

Selulosa dapat dihidrolisis menjadi gula

pereduksi yang kemudian difermentasi

menjadi bioetanol. Kadar -selulosa

kayu jabon pada penelitian ini adalah

43,92%, hampir sama dengan hasil

penelitian sebelumnya (Emil 2013) yang

melaporkan bahwa pada umur 7 tahun

kayu jabon memiliki kandungan selulosa

42,26%. Kadar -selulosa yang tinggi

umumnya berpengaruh positif terhadap

RGP.

Hasil penelitian Chang et al. (1998)

menunjukkan bahwa penambahan KK

diatas 0,1 g Ca(OH)2 g-1 biomassa kering

tidak memberikan pengaruh yang

signifikan terhadap RGP bagas dan

jerami gandum. Siera et al. (2009)

menyatakan bahwa dalam praperlakuan

kapur, selain KK, faktor suhu, waktu dan

tekanan yang digunakan juga ber-

pengaruh terhadap rendemen gulanya.

Tabel 1 menunjukkan bahwa secara

umum RGP jabon meningkat seiring

dengan peningkatan suhu praperlakuan.

Hasil analisis statistik menunjukkan

bahwa hanya 150 C yang berpengaruh

signifikan (p<0,05) terhadap RGP kayu

jabon baik pada praperlakuan kapur

maupun LHW. Sebaliknya, peningkatan

suhu dari 100 oC sampai 125 C tidak

menunjukkan pengaruh signifikan ter-

hadap RGP pada praperlakuan kapur

maupun LHW. Pada kondisi KK yang

sama peningkatan suhu yang diterapkan

mampu mengurangi waktu pemasakan.

Hal ini sejalan dengan hasil penelitian

Wang et al. (2008). Perbedaan variasi

waktu (2, 4, dan 6 jam) tidak memberi-

kan pengaruh signifikan terhadap

peningkatan RGP pada praperlakuan

kapur maupun LHW. RGP tertinggi

diperoleh pada kombinasi perlakuan KK

0,5 g Ca(OH)2 g-1 biomassa kering pada

suhu 150 C selama 4 jam. Peningkatan

waktu pemasakan dari 4 ke 6 jam pada

perlakuan kapur (KK 0,5 g Ca(OH)2 g-1

biomassa kering pada suhu 150 C)

cenderung menurunkan RGP kayu jabon.

Hal ini diduga karena pada waktu

pemasakan 6 jam telah terjadi degradasi

sebagian komponen selulosa. Chang et al.

(2001) menyatakan bahwa pada kondisi

suhu tinggi, waktu pemasakan yang lama

menyebabkan terbentuknya senyawa

asam organik yang mengkonsumsi kapur,

sehingga perlakuan jadi kurang efektif.

Faktor KK, suhu dan waktu pemasakan

mengakibatkan terjadinya kehilangan

berat (WL) biomassa jabon setelah

praperlakuan (Gambar 1). Besarnya WL

bervariasi antara 1,36-21,55%, ber-

gantung pada kombinasi perlakuan yang

diterapkan. Hasil penelitian menunjuk-

kan bahwa faktor suhu memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap WL

pada perlakuan LHW dan air kapur.

Makin tinggi suhu umumnya meng-

akibatkan kenaikan WL. Secara statistik,

hanya perlakuan suhu 150 C yang

berpengaruh signifikan terhadap WL,

sedangkan peningkatan suhu dari 100 ke

125 C tidak memberikan pengaruh

signifikan. Seperti halnya pada RGP,

pengaruh penambahan KK sampai 0,5 g


Ca(OH)2 g-1 biomassa kering juga

berpengaruh signifikan terhadap WL.

Tetapi peningkatan KK dari 0,1 ke 0,3 g

Ca(OH)2 g-1 biomassa kering tidak

berpengaruh signifikan. Hanya waktu

pemasakan 6 jam yang berpengaruh

signifikan terhadap WL biomassa jabon.

WL tertinggi (21,55%) diperoleh dari

kombinasi perlakuan KK 0,5 g Ca(OH)2

g-1 biomassa kering, suhu 150 C selama

6 jam. Dalam proses hidrolisis bahan

berlignoselulosa, WL yang tinggi sangat

tidak diharapkan karena menyebabkan

rendemen biomassa berkurang (Chang et

al. 1998).

WL setelah praperlakuan disebabkan

karena hilangnya atau terdegradasinya

beberapa komponen penyusun bahan

lignoselulosa. Tabel 2 menunjukkan

perubahan beberapa komponen kimia

kayu jabon setelah praperlakuan LHW

dan air kapur. Persentase kehilangan

komponen kimia kayu jabon ditunjukkan

pada Gambar 3. Semua komponen kimia

yang diukur makin terdegradasi seiring

dengan peningkatan suhu dan penam-

bahan KK. Rata-rata kehilangan tertinggi

adalah bagian ekstraktif (> 45%).

Komponen ekstraktif tidak terikat pada

dinding sel, sehingga lebih mudah

terdegradasi. Keberadaan zat ekstraktif

pada bahan berlinoselulosa dapat

menghambat kinerja enzim dan mikroba

(Stenberg et al. 1999), sehingga ter-

degradasinya zat ekstraktif ini diduga

turut berperan dalam meningkatnya RGP

jabon.

Seperti perlakuan alkali lainnya (NaOH

dan NH3), efek air kapur dalam

praperlakuan bahan berlignoselulosa

adalah menghilangkan lignin (Siera et al.

2009). Pada perlakuan suhu dan waktu

yang sama, penambahan kapur (0,5 g

Ca(OH)2 g-1 biomassa kering) dapat

mendegradasi lignin 6 kali lebih banyak

dibandingkan dengan perlakuan LHW

(Gambar 2). Praperlakuan dengan KK

0,5 g Ca(OH)2 g-1 biomassa kering pada

150 C selama 4 jam mampu men-

degradasi lignin sebanyak 45,83%.

Kehilangan lignin pada jabon lebih tinggi

daripada kehilangan lignin pada bagas

(14,03%) (Chang et al. 1998).

Tabel 1 Rendemen gula pereduksi kayu jabon pada berbagai variasi perlakuan

KE

(FPU)

RGP (mg setara glukosa g-1 biomassa kering)

waktu

(jam)

Kontr

ol

LHW Kapur (g Ca(OH)2 g-1 biomassa kering)

0,1 0,3 0,5

100°

C

125°

C

150

°C

100

°C

125°

C

150°

C

100°

C

125°

C

150°

C

100°

C

125

°C

150

°C

10

2 8,3 9,8 9,9 23,8 18,6 19,0 15,2 19,0 15,2 22,5 18,0 22,0 38,9

4 10,1 10,2 30,0 17,1 19,1 24,5 16,2 21,1 25,0 16,6 23,7 52,1

6 10,2 10,3 31,4 17,8 19,3 24,3 15,7 18,8 28,6 17,2 23,7 49,6

20

2 9,8 12,6 12,4 28,8 30,8 33,7 29,7 31,0 27,6 35,7 26,6 26,8 49,0

4 11,3 12,0 37,2 33,7 29,1 38,2 35,4 27,5 37,8 30,4 30,6 82,0

6 12,1 12,4 38,8 31,6 30,5 37,6 31,1 33,2 39,1 31,1 33,2 77,7

40

2 12,1 13,7 16,9 37,9 36,5 38,3 39,8 37,3 37,5 37,5 37,8 39,0 56,6

4 15,6 17,4 43,8 38,1 36,8 38,0 40,2 39,6 37,8 39,9 39,7 118,0

6 16,4 17,8 44,2 38,7 39,0 40,7 39,2 38,6 42,6 40,1 41,0 110.9



Kehilangan lignin merupakan salah satu

indikator penting dalam penilaian

efektifitas metode praperlakuan pem-

buatan bioetanol, dimana makin tinggi

kehilangan lignin maka semakin efektif

metode tersebut. Praperlakuan kapur

terbukti mampu memperbaiki tingkat

delignifikasi jabon dan meningkatkan

RGP (Tabel 1).

Selain mendegradasi lignin, praperlakuan

kapur juga menyebabkan terdegradasinya

hemiselulosa jabon. Hemiselulosa mem-

bentuk ikatan kovalen dengan lignin,

sehingga apabila komponen lignin

terdegradasi maka sebagian hemiselulosa

akan ikut terdegradasi (Siera et al. 2009,

Hendrik & Zeeman 2009). Penambahan

kapur dan peningkatan suhu mampu

mendegradasi komponen hemiselulosa

kayu jabon hingga 65,52% (Gambar 2).

Gambar 1 Kehilangan berat biomassa jabon setelah praperlakuan.

Tabel 2 Perubahan komponen kimia kayu jabon setelah praperlakuan

Komponen

kayu (%)

Praperlakuan

Kontrol

LHW

100 C,

4 jam

LHW

150 C,

4 jam

Kapur (0,5)

100 C,

4 jam

Kapur (0,5)

150 C,

4 jam

Ekstraktif 2,57 1,57 1,47 1,31 1,15

Lignin Klason 25,20 24,45 23,35 20,04 13,65

Holoselulosa 73,88 68,94 59,02 58,80 53,85

Alfa-selulosa 43,92 44,00 43,54 43,73 43,52

Hemiselulosa 29,96 24,94 15,48 15,07 10,33

0

5

10

15

20

25

10

0°C

12

5°C

15

0°C

10

0°C

12

5°C

15

0°C

10

0°C

12

5°C

15

0°C

10

0°C

12

5°C

15

0°C

0.1 0.3 0.5

LHW Kapur (g Ca(OH)2/g biomassa kering)

Ke

hila

nga

n B

era

t (1

%)

2 jam 4 jam 6 jam


Gambar 2 Kehilangan komponen kimia kayu jabon setelah praperlakuan.

Struktur rantai bercabang dan derajat

polimerisasi yang rendah menyebabkan

polimer hemiselulosa lebih mudah

terdegradasi dibandingkan dengan

selulosa. Dengan hilangnya sebagian

hemiselulosa maka akan berdampak

positif pada tingkat hidrolisis selulosa

oleh enzim (Hendrik & Zeeman 2009),

sehingga berpengaruh terhadap mening-

katnya RGP (Tabel 1).

Pengaruh konsentrasi enzim terhadap

RGP kayu jabon

Chang et al. (2001), karena faktor enzim

meliputi 44% dari biaya produksi gula,

maka diperlukan penggunaan KE yang

tepat. KE selulase yang digunakan pada

proses hidrolisis bervariasi mulai dari 7

sampai 33 FPU g-1 substrat, bergantung

pada jenis dan konsentrasi substrat (Sun

& Cheng 2002). Mussatto et al. (2008)

menggunakan KE selulase 5-85 FPU g-1

substrat untuk menghidrolisis brewer’s

spent grain, dengan hasil yang optimal

pada KE 45 FPU g-1 substrat. Sattler et al.

(1989), dengan rentang KE selulase 5-

100 FPU g-1 substrat kayu poplar, hasil

hidrolisis terbaik diperoleh pada

penambahan KE 5-50 FPU/g substrat.

KE 10 FPU/g selulosa merupakan dosis

yang sering digunakan pada penelitian

skala laboratorium, karena terbukti dapat

menghasilkan RGP yang cukup tinggi

selama inkubasi 48-72 jam (Gregg &

Saddler 1996).

Tabel 1 menunjukkan bahwa pada KE 10

FPU g-1 substrat, praperlakuan kapur

mampu meningkatkan RGP kayu jabon

sampai 6,2 kali daripada kayu jabon

tanpa praperlakuan (8,3 menjadi 52,1 mg

setara glukosa g-1 biomassa kering).

Demikian juga pada KE 20 dan 40 FPU

g-1 substarat, perlakuan kapur mampu

meningkatkan RGP kayu jabon masing-

masing sebanyak 8,3 dan 9,7 kali (9,8

dan 12,1 masing-masing menjadi 82 dan

118 mg setara glukosa g-1 biomassa

kering). Secara statistik, ketiga variasi

KE berpengaruh signifikan terhadap

RGP praperlakuan kapur, tetapi

sebaliknya tidak berpengaruh signifikan

pada praperlakuan LHW. RGP tertinggi

masing-masing KE diperoleh dari

kombinasi perlakuan KK 0,5 g Ca(OH)2

g1 biomassa kering pada suhu 150 C

selama 4 jam. Pada kondisi tersebut,

penambahan KE dari 10 ke 20 FPU g-1

substrat mampu meningkatkan RGP

sebanyak 57,4%. Pada penambahan KE

dari 20 ke 40 FPU g1 substrat terjadi

peningkatan RGP sebanyak 43,9%. Hal

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Ekstraktif Lignin Hemiselulosa

Jum

lah

keh

ilan

gan

(%

)

Komponen kimia

LHW 100 °C, 4 jam

LHW 150 °C, 4 jam

Kapur (0.5), 100 °C, 4 jam

Kapur (0.5), 150 °C, 4 jam



ini berarti peningkatan enzim 10-20 FPU

g-1 substrat lebih efektif pengaruhnya

untuk meningkatkan RGP dibandingkan

dengan 20-40 FPU g-1 substrat.

Fenomena ini sejalan dengan penelitian

Chang et al. (2001) pada kayu poplar,

KE di atas 25 FPU g-1 substrat

menyebabkan selulosa menjadi jenuh

oleh penetrasi enzim sehingga laju

hidrolisis jadi kurang efektif.

RGP tertinggi diperoleh pada KE 40

FPU g-1 substrat (118 mg setara gula g-1

biomassa kering), sedikit lebih tinggi

dari penelitian Pelawi (2011) dengan

kondisi perlakuan yang berbeda. Secara

teori, konversi selulosa jabon menjadi

gula pereduksi dengan asumsi derajat

hidrolisis 100% dapat menghasilkan

820 mg setara glukosa g-1 biomassa

kering (RGP 82%). Perlakuan kapur

pada penelitian ini menghasilkan RGP

tertinggi 14,4% dari jumlah maksimal

gula pereduksi yang dapat dikonversi

dari kayu jabon.

Perubahan kristalinitas dan struktur

kayu jabon setelah praperlakuan

Salah satu tujuan praperlakuan adalah

untuk mengurangi sifat kristalinitas dan

meningkatkan porositas bahan (Sun &

Cheng 2002). Tabel 3 menunjukkan

bahwa kristalinitas kayu jabon cenderung

meningkat seiring kenaikan suhu dan

penambahan kapur, sehingga hasil ini

berbanding terbalik dengan salah satu

target penelitian yang diharapkan.

Fenomena ini serupa dengan yang

dilaporkan Chundawat et al. (2011) dan

Pu et al. (2013). Keduanya melaporkan

bahwa praperlakuan asam, LHW, steam

explotion dan kapur secara umum

menyebabkan terjadinya peningkatan

kristalinitas selulosa dibanding yang

tanpa praperlakuan. Bagian amorf pada

selulosa dapat terdegradasi pada suhu

kurang dari 150 C, sedangkan bagian

kristalin baru dapat terdegradasi pada

suhu minimal 180 C (Pu et al. 2013).

Oleh karena itu suhu maksimal yang

diterapkan pada penelitian ini (150 C)

belum dapat mendegradasi bagian daerah

kritaslin kayu jabon. Kombinasi per-

lakuan suhu dan penambahan konsentrasi

kapur menyebabkan terdegradasinya

komponen yang bersifat amorf (lignin

dan hemiselulosa), sehingga intensitas

bagian kristalin kayu jabon secara kese-

luruhan akan mengalami peningkatan.

Hasil pencitraan SEM menunjukkan

perbedaan yang cukup jelas antara

sampel sebelum dan setelah praperlakuan

(Gambar 3). Pada sampel tanpa

praperlakuan (Gambar 3A) struktur

dinding sel terlihat masih utuh, belum

terjadi kerusakan seperti pada sampel

yang telah mengalami praperlakuan

(Gambar 3B-E). Praperlakuan (LHW dan

kapur) mengakibatkan struktur dinding

sel kayu jabon mengembang dan

terbentuknya pori. Pada kondisi suhu dan

waktu yang sama, perlakuan kapur

menyebabkan kerusakan struktur sel

yang lebih parah. Dinding sel tampak

semakin mengembang, makin terkoyak

dan lebih porous (Gambar 3D dan E).

Tabel 3 Kristalinitas selulosa kayu jabon setelah praperlakuan

Perlakuan Puncak

2Theta

Icr

(kristalin)

Ia

(amorf)

Kristalinitas

(%)

Kontrol 22,23 0,82 1,47 35,76

LHW; 100 C; 4 jam 22,22 0,88 1,39 38,77

LHW; 150 C, 4 jam 22,33 1,00 1,34 42,71

Kapur (0,5); 100 C; 4 jam 22,33 0,92 1,27 42,01

Kapur (0,5); 150 C; 4 jam 22,37 0,78 1,13 40,88


Gambar 3 Citra SEM penampang melintang kayu jabon perbesaran 4000x: (A) tanpa

praperlakuan; (B) LHW 100 C, 4 jam; (C) LHW 150 C, 4 jam; (D) 0.5 g Ca(OH)2 g-1

biomassa kering, 100 C, 4 jam; (E) 0.5 g Ca(OH)2 g-1 biomassa kering, 150 C, 4 jam.

Hal ini mengindikasikan sebagian

komponen lignin dan hemiselulosa telah

terdegradasi (Gambar 2) yang

mengakibatkan daerah permukaan

selulosa jadi makin terbuka (Hu & Wen

2008). Tye et al. (2012) menambahkan

bahwa perlakuan alkali pada serat kapuk

lebih efektif dalam mendegradasi lignin

dan hemiselulosa, sedangkan perlakuan

asam hanya mendegradasi hemiselulosa.

Derajat kristalinitas tidak dapat dijadikan

sebagai satu-satunya faktor pengukur

tingkat aksesibilitas bahan

berlignoselulosa pada proses hidrolisis

enzimatis (Park et al. 2010), karena

terdapat faktor-faktor lain yang

berpengaruh terhadap aksesibilitas

enzim. Faktor hilangnya komponen

lignin dan hemiselulosa cenderung

memberikan pengaruh yang lebih

dominan terhadap peningkatan RGP

jabon. Degradasi lignin dan hemiselulosa

yang cukup tinggi menyebabkan

porositas selulosa meningkat. Dengan

semakin banyaknya lignin dan

hemiselulosa yang terdegradasi dan

makin terbukanya daerah permukaan

selulosa maka aksesibilitas enzim pada

proses hidrolisis akan meningkat,

sehingga RGP yang dihasilkan semakin

tinggi.

Kesimpulan

Praperlakuan kapur mampu

meningkatkan RGP kayu jabon 9,7 kali

lebih tinggi dibandingkan kayu jabon

tanpa praperlakuan. Penambahan KK

(0,1-0,5 g Ca(OH)2 g-1 biomassa kering)

dan peningkatan suhu (100-150 C)

memberikan pengaruh yang signifikan

terhadap RGP jabon, sedangkan

perbedaan waktu pemasakan (2, 4, dan 6

jam) tidak berpengaruh secara signifikan.

RGP tertinggi (118 mg setara glukosa/g

A B C

D E



sebuk kering) diperoleh pada kombinasi

perlakuan KK 0,5 g Ca(OH)2 g-1

biomassa kering pada suhu 150 C

selama 4 jam, dengan KE 40 FPU/g

substrat. Hasil ini setara dengan 14,4%

dari perhitungan teori jumlah maksimal

gula pereduksi yang dapat dikonversi

dari kayu jabon. Penambahan KE 10-20

FPU g-1 substrat lebih efektif

pengaruhnya terhadap peningkatan RGP

jabon daripada penambahan KE 20-40

FPU g-1 substrat. Lebih dari sepertiga

komponen lignin dan hemiselulosa jabon

(45,83 - 65,52 %) dapat terdegradasasi

dengan praperlakuan kapur. Meskipun

derajat kristalinitasnya meningkat,

praperlakuan kapur menyebabkan

permukaan dinding sel kayu jabon makin

terbuka dan semakin poros sebagai

akibat dari terdegradasinya komponen

lignin dan hemiselulosa, sehingga hal ini

menyebabkan RGP jabon meningkat.

Daftar Pustaka

Browning BL. 1967. Methods of Wood

Chemistry. New York: Interscience

Publ.

Chang VS, Nagwani M, Holtzapple MT.

1998. Lime pretreatment of crop

residues bagasse and wheat straw.

Appl. Biochem. Biotechnol. 74:135-

159.

Chang VS, Nagwani M, Kim CH,

Holtzapple MT. 2001. Oxidative lime

pretreatment of high-lignin biomass:

poplar wood and newspaper. Appl.

Biochem. Biotechnol. 94:1-28.

Chundawat SPS, Beckham GT, Himmel

ME, Dale BE. 2011. Deconstruction

of lignocellulosic biomass to fuels and

chemicals. Ann. Rev. Chem. Biomol.

2(6): 1-25.

Emil N. 2013. Analisis komponen kimia

dan dimensi serat jabon (Anthoce-

phalus cadamba Miq.) menurut

lingkar tahun [Skripsi]. Bogor (ID):


Gregg DJ, Saddler JN. 1996. Factors

affecting cellulose hydrolysis and the

potential of enzyme recycle to

enhance the efficiency of an

integrated wood to ethanol process.

Biotechnol. Bioeng. 51:375-383.

Hendriks ATWM, Zeeman G. 2009.

Pretreatments to enhance the

digestibility of lignocellulosic

biomass. Bioresour. Technol. 100:10-

18.

Hu Z, Wen Z. 2008. Enhancing

enzymatic digestibility of switchgrass

by microwave-assisted alkali

pretreatment. Biochem. Eng. J.

38:369-378.

Krisnawati H, Maarit K, Markku K. 2011.

Anthocephalus cadamba Miq.:

Ekologi, Silvikultur, dan Produktivitas.

Bogor (ID): CIFOR.

Limayen A, Ricke SC. 2012.

Lignocellulosic biomass for

bioethanol production: Current

perspectives, potential issues and

future prospects. Progress Energy

Combust. Sci. 38:449-467.

Mansur I, Tuheteru FD. 2010. Kayu

Jabon. Bogor (ID): Penebar Swadaya.

Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang

IY, Prawira SA, Kadir K. 1989. Atlas

Kayu Indonesia Jilid II. Bogor (ID):

Badan Litbang Kehutanan.

Mosier N, Wyman C, Dale B, Elander R,.

Lee YY, Holtzapple M, Ladisch M.

2005. Features of promising

technologies for pretreatment of

lignocellulosic biomass. Bioresour.

Technol. 96:673–686

Mussatto SI, Dragone G, Fernandes M,

Milagres AMF, Roberto IC. 2008.

The effect of agitation speed, enzyme


loading and substrate concentration on

enzymatic hydrolysis of cellulose

from brewer’s spent grain. Cellulose.

15:711–721.

Park S, Baker JO, Himmel ME, Parilla

PA, Johnson DK. 2010. Cellulose

crystallinity index: measurement

techniques and their impact on

interpreting cellulase performance.

Biotechnol. Biofuels. 3(10): 1-10

Pelawi R. 2011. Pulp kraft kayu jabon

sebagai bahan baku pembuatan

bioetanol. [Skripsi]. Bogor (ID):


Pratiwi. 2003. Prospek pohon jabon

untuk pengembangan hutan tanaman.

Bogor: Buletin Penelitian dan

Pengembangan Kehutanan 4 (1): 61-

66.

Pu Y, Hu F, Huang F, Davison BH,

Ragauskas AJ. 2013. Assessing the

molecular structure for biomass

recalcitrance during dilute acid and

hydrothermal pretreatments.

Biotechnol. Biofuels. 6(15): 1-13

Sattler W, Esterbauer H, Glatter O,

Steiner W. 1989. The effect of

enzyme concentration on the rate of

the hydrolysis of cellulose. Biotechnol.

Bioeng. 33:1221-1234.

Selig M, Weiss N, Ji Y. 2008. Enzymatic

Saccharification of Lignocellulosic

Biomass, Laboratory Analytical

Procedure (LAP), Technical Report

NREL/TP- 510-42629. Colorado

(US): National Renewable Energy

Laboratory.

Sierra R, Granda CB, Holtzapple MT.

2009. Lime pretreatment. Di dalam:

Mielenz J R, editor. Biofuels:Methods

in Molecular Biology: 581. New

York: Humana Press. Pp. 115-124.

Stenberg, Gable M, Zacci G. 1999. The

influence of lactic acid formation on

simultaneous saccharification and

fermentation (SSF) of softwood to

ethanol. J. Enzyme Microb.

Biotechnol. 70:697-708.

Sun Y, Cheng J. 2002. Hydrolysis of

lignocellulosic materials for ethanol

production: a review. Bioresour.

Technol. 83: 1–11.

Tye YY, Lee KT, Abdullah WNW, Leh

CP. 2012. Potential of Ceiba

pentandra (L.) Gaertn. (kapok fiber)

as a resource for second generation

bioethanol: effect of various simple

pretreatment methods on sugar

production. Bioresour. Technol.

116:536–539.

Wang Z, Keshwani DR, Redding AP,

Cheng JJ. 2008. Alkaline pretreatment

of coastal bermudagrass for

bioethanol production. The ASABE

Annual International Meeting; 2008

Jun 29-Jul 2; Rhode Island

Convention Center Providence. Rhode

Island (US): ASABE.

Wrolstad RE, Acree TE, Decker EA,

Penner MH, Reid DS, Scwartz SJ,

Shoemaker CF, Smith D, Sporns P.

2005. Handbook of Food Analytical

Chemistry: Water, Proteins, Enzymes,

Lipids, and Carbohydrates. New

Jersey (US): John Wiley & Sons.

p.655.

Xu J, Cheng JJ, Shivappa RRS, Burns

JC. 2010. Lime pretreatment of

switchgrass at mild temperatures for

ethanol production. Bioresour.

Technol. 101: 2900–2903.


Naskah masuk (received): 12 April 2014

Diterima (accepted): 8 Juni 2014

Vol. 12 • No. 2 • Juli 2014 ISSN 1693-3834

PEDOMAN PENULISAN

Ketentuan

1. Makalah yang dipublikasikan adalah

hasil penelitian dan artikel ulas balik

(review) baik dalam bahasa Indonesia

maupun bahasa Inggris.

2. Makalah tersebut belum pernah

dipublikasikan pada jurnal lainnya.

3. Makalah dapat dikirimkan ke alamat

editor dalam bentuk softcopy melalui

alamat e-mail: [email protected]

4. Penulis bersedia memperbaiki makalah

yang diterima di jurnal ini sesuai

dengan saran dan koreksi dari mitra

bestari.

5. Tata bahasa dan tata letak gambar/ tabel

bersedia diubah oleh Redaksi tanpa

mengubah substansi.

6. Bersedia membayar biaya publikasi Rp.

200.000,- s/d 8 halaman cetak dan

kelebihan halaman akan dikenakan

biaya sebesar Rp. 50.000,- per halaman.

Khusus mengenai gambar yang dicetak

berwarna akan dikenakan biaya

tambahan.

7. Setiap penulis akan mendapatkan 2

eksemplar jurnal dan 5 artikel cetak

lepas

Format Penulisan

1. Makalah ditulis dalam bahasa Indonesia

atau bahasa Inggris dengan program MS

Word; ukuran kertas Letter; huruf Times

New Roman; satu spasi. Margin

kiri/kanan = 3 cm dan atas/bawah = 2,5

cm. Besar huruf untuk Judul = 14 pt.;

Nama Penulis = 12 pt; dan Teks = 12

pt.

2. Makalah harus menyertakan abstrak

dalam bahasa Inggris dan Indonesia.

Untuk makalah yang ditulis dalam

bahasa Indonesia harus menuliskan

judul dalam bahasa Inggris. Untuk

makalah yang ditulis dalam bahasa

Inggris telah diperiksa spelling dan

grammar-nya oleh native speaker.

3. Sistematika penulisan:

3.1. Judul ditulis dalam bahasa Indonesia

dan Inggris (dianjurkan tidak lebih dari

14 kata dalam tulisan berbahasa

Indonesia, atau 10 kata bahasa Inggris)

3.2. Nama lengkap penulis dan nama

institusi disertai alamat lengkap

termasuk email

3.3. Mencantumkan corresponding author

3.4. Abstrak (maksimum 200 kata)

3.5. Kata kunci (maksimum 6 kata)

3.6. Teks:

Pendahuluan

Bahan dan Metode


Kesimpulan

Ucapan Terima Kasih (jika perlu)

Daftar Pustaka

4. Ketentuan lainnya:

4.1. Penulisan kata bahasa asing dengan

huruf miring.

4.2. Nama kayu atau tumbuhan harus

disertai nama botani pada

pengungkapan pertama kali.

4.3. Penulisan angka dengan desimal

menggunakan koma untuk teks

berbahasa Indonesia dan titik untuk

teks berbahasa Inggris.

4.4. Penulisan besaran diantara mengguna-

kan simbol - (contoh: 3,75-8,92%).

4.5. Satuan pembagi ditulis sebagai berikut:

kg cm-2, bukan kg/cm2

4.6. Gambar yang dikirimkan harus masih

dapat diubah.

4.7. Contoh penulisan nama pustaka pada

teks adalah: Palomar et al. (1990),

(Arancon 1997).

4.8. Penulisan kesimpulan tidak dalam

bentuk poin-poin tetapi diuraikan.

4.9. Daftar Pustaka ditulis memakai sistem

nama-tahun dan disusun secara abjad.

Vol. 11 • No. 2 • Juli 2013 ISSN 1693-3834

Beberapa contoh penulisan sumber pustaka:

Jurnal

Curreli N, Agelli M, Pisu B, Rescigno A,

Sanjust E, Rinaldi A. 2002. Complete

and efficient enzymatic hydrolysis of

pretreated wheat straw. Process

Biochem. 37:937-41.

Buku

Gunawan AW. 2000. Usaha Pembibitan

Jamur. Jakarta: Penebar Swadaya.

Bab dalam buku

Kharazipour A, Hüttermann A, 1998.

Biotechnologycal Production of Wood

Composites. In: Bruce A, Palfreyman

JW, editors. Forest Product

Biotechnology. UK: Taylor & Francis

Ltd. Pp 141-150.

Prosiding

Alamsyah EM, Yamada M, Taki K. 2005.

Bond quality of Indonesian and

Malaysian fast growing tree species. In:

Dwianto W, editor. Proceeding of the 6th

International Wood Science Symposium;

Bali, 29–31 August 2005. Jakarta: JSPS-

LIPI Core University Program. Pp 220-

227.

Tesis/Disertasi

Taskirawati I. 2006. Peluang investasi dan

strategi pengembangan usaha budidaya

Kutu Lak (Laccifer lacca Kerr.) [Tesis].

Bogor: Pasca Sarjana, Institut Pertanian

Bogor.

Informasi dari internet

Chowdhury R, Hasan CM, Rashid MA.

2003. Bioactivity from Toona ciliata

stem bark. http://www.informahealth

care.com/doi/abs/10.1076/phbi.41.4.

281.html. [4 September 2009].

http://www.informahealth/

vol. 12• no. 2 • juli 2014 issn 1693-3834 -...

Documents