MESIN-MESIN INDUSTRI HASIL HUTAN LAY OUT PABRIK PAPAN PARTIKEL

I.  PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Meningkatnya jumlah penduduk menyebabkan kebutuhan kayu meningkat. Kebutuhan kayu untuk industri perkayuan di Indonesia diperkirakan sebesar 70 juta m³  per tahun dengan kenaikan rata-rata sebesar 14,2% pertahun. Produksi kayu bulat  diperkirakan hanya sebesar 25 juta m³   per tahun, dengan demikian terjadi defisit sebesar 45  juta m³ (Priyono, 2001 dalam Setyawati, 2004).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  daya  dukung  hutan  sudah  tidak  dapat memenuhi  kebutuhan kayu. Keadaan ini diperparah oleh adanya konversi hutan alam menjadi lahan  pertanian, perladangan berpindah, kebakaran hutan, praktek pemanenan yang tidak efisien dan pengembangan infrastruktur lain yang diikuti oleh perambahan hutan. Kondisi ini menuntut penggunaan kayu secara efisien dan bijaksana dan pengembangan produk-produk inovatif bahan lain pengganti kayu.

Salah satu upaya untuk meningkatkan efisiensi penggunaan kayu dapat dilakukan  dengan teknik laminasi. Dengan teknik laminasi, potongan-potongan kayu atau bahan berligno-selulosa lainnya yang relatif kecil ukurannya dipadukan untuk  memperoleh  lembaran  papan  kayu  yang  lebih  luas  sebelum  digunakan sebagai bahan konstruksi. Produk laminasi  yang ada antara lain berupa papan serat, papan partikel, kayu lapis, serta produk-produk perekatan lainnya (Fakhri, 2002).

Proyek yang direncanakan adalah pendirian pabrik papan partikel di Kabupaten Kubu Raya Kalimantan Barat. Bahan baku yang akan dipakai adalah partikel kayu akasia (Acacia mangium) yang potensinya sangat besar di daerah ini. Pabrik ini direncanakan dengan kapasitas produksi 20 m³ per hari atau 6000 m³ per tahun. Jenis produk yang dihasilkan adalah papan partikel yang dapat digunakan sebagai bahan baku industri furniture dan bangunan. Kebutuhan akan papan partikel di dalam negeri cukup besar.

Pemasaran produk papan partikel direncanakan untuk pemasaran dalam negeri. Potensi pemasaran dalam negeri cukup besar dan terus meningkat sejalan dengan berkembangnya industri furniture dan perumahan.

Pabrik yang direncanakan dengan kapasitas 20 m³ per hari, ini akan memproduksi papan partikel yang memenuhi standar. Persyaratan kualitas dan ukuran produk akhir papan partikel akan disesuaikan dengan permintaan konsumen.

B.     Masalah

Sifat papan partikel berhubungan erat dengan sifat bahan baku, bahan penolong dan teknologi proses yang di pakainya. Dalam pembuatan papan partikel, perekat yang digunakan dan kerapatan sangat penting dalam pembuatan produk ini. Perekat dan kerapatan yang akan menentukan sifat fisis dan mekanis dari papan partikel tesebut, dengan pengujian menggunakan metode ASTM.

C.    Tujuan dan Manfaat

a.      Tujuan

Perkembangan ilmu pengetahuan terutama di bidang teknologi dituntut mengetahui lebih lanjut untuk mengetahui baik secara teori maupun aplikasi pemakaian di lapangan sehingga tujuan yang hendak di capai dalam penelitian ini adalah memanfaatkan cabang dan ranting kayu akasia  sebagai nilai tambah dan nilai ekonomi yang lebih tinggi

b.      Manfaat

Penelitian ini di harapkan dapat memberikan manfaat berupa informasi mengenai alternatif lain untuk memperluas pemanfaatan cabang dan ranting kayu akasia sebagai bahan baku pembuatan papan partikel.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A.    Acacia mangium

Acacia mangium Willd., yang juga dikenal dengan nama mangium, merupakan salah satu jenis pohon cepat tumbuh yang paling umum digunakan dalam program pembangunan hutan tanaman di Asia dan Pasifik. Keunggulan dari jenis ini adalah pertumbuhan pohonnya yang cepat, kualitas kayunya yang baik, dan kemampuan toleransinya terhadap berbagai jenis tanah dan lingkungan (National Research Council 1983). Tekanan terhadap ekosistem hutan alam di Indonesia yang tidak dapat dihindari belakangan ini mengakibatkan penggunaan jenis cepat tumbuh, termasuk mangium, sebagai pengganti bahan baku untuk menopang pasokan produksi kayu komersial. Berdasarkan hasil uji coba dari 46 jenis tanaman yang dilakukan oleh Departemen Kehutanan di Subanjeriji (Sumatera Selatan), mangium dipilih sebagai jenis tanaman yang paling cocok untuk tempat tumbuh yang marjinal, seperti padang rumput alang-alang (Arisman 2002, 2003).

Luas areal hutan tanaman mangium di Indonesia dilaporkan mencapai 67% dari total luas areal hutan tanaman mangium di dunia (FAO 2002). Rimbawanto (2002) dan Barry dkk. (2004) melaporkan bahwa sekitar 80% dari areal hutan tanaman di Indonesia yang dikelola oleh perusahaan negara dan swasta terdiri dari mangium. Sekitar 1,3 juta ha hutan tanaman mangium telah dibangun di Indonesia untuk tujuan produksi kayu pulp (Departemen Kehutanan 2003). Mangium juga diusahakan oleh rakyat (petani) dalam skala kecil. Menurut Departemen Kehutanan dan Badan Statistika Nasional (2004), Provinsi Jawa Tengah dan Jawa Timur merupakan provinsi dengan jumlah tanaman mangium rakyat tertinggi, mencakup lebih dari 40% total jumlah tanaman mangium yang diusahakan oleh rakyat di Indonesia.

A. mangium termasuk jenis Legum yang tumbuh cepat, tidak memerlukan persyaratan tumbuh yang tinggi dan tidak begitu terpengaruh oleh jenis tanahnya.  Kayunya bernilai ekonomi karena merupakan bahan yang baik untuk finir serta perabot rumah yang menarik seperti: lemari, kusen pintu, dan jendela serta baik untuk bahan bakar. Tanaman Acacia mangium yang berumur tujuh dan delapan tahun menghasilkan kayu yang dapat dibuat untuk papan partikel yang baik.

B.     Papan Partikel

Papan partikel adalah papan komposit yang dibuat dari potongan-potongan kecil kayu,  termasuk  serbuk  gergaji  atau  bahan  berligno-selulosa  lain.  Potongan- potongan tersebut direkatkan dengan perekat atau resin sintetis, kemudian ditekan sehingga  membentuk  papan  dengan  disain  dan  ukuran  tertentu  (Salomba  dan Purwanto, 1995).

Papan partikel merupakan salah satu jenis produk partikel/panel kayu yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan-bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan perekat sintetis atau bahan pengikat lain kemudian dikempa panas (Maloney 1993). Bahan berlignoselulosa banyak ditemukan dalam tanaman. Hal inilah yang memungkinkan papan partikel dapat dibuat dalam skala industri dimana Indonesia kaya akan bahan bakunya.

Menurut Rowell (1988), bahan baku papan partikel dimasa mendatang sangat bervariasi. Penggunaan berbagai campuran bahan baku dapat dilakukan dalam pembuatan papan partikel. Penggunaan bahan baku dalam produk partikel tidak harus berasal dari bahan yang berkualitas tinggi tetapi juga dapat menggunakan limbah seiring dengan timbulnya isu lingkungan, kelangkaan sumber bahan baku, penguasaan teknologi yang semakin maju, imajinasi, pengetahuan, dan penguasaan ilmu yang semakin tinggi serta berbagai faktor lain yang merangsang terciptanya produk partikel yang berkualitas tinggi dari bahan baku yang berkualitas rendah. Bahan baku dengan kualitas rendah maupun tinggi tidak terlalu menjadi masalah terhadap kualitas papan partikel karena papan partikel dapat dibuat sesuai dengan keinginan pembuatnya, salah satunya adalah kerapatan dari papan tersebut.

Berdasarkan kerapatannya, Maloney (1993) membagi papan partikel menjadi beberapa golongan, yaitu:

a.      Papan partikel berkerapatan rendah (low density particleboard), yaitu papan yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 gr/cm³.

b.      Papan partikel berkeraptan sedang (medium density particleboard), yaitu papan yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 gr/cm³.

c.      Papan partikel berkerapatan tinggi (high density particleboard), yaitu papan yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 gr/cm³.

Selanjutnya Maloney (1993) menyatakan bahwa dibandingkan dengan kayu asalnya, papan partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti:

1.      Papan partikel bebas mata kayu, pecah, dan retak.

2.      Ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

3.      Tebal dan kerapatannya seragam serta mudah untuk dikerjakan.

4.      Mempunyai sifat isotropis.

5.      Sifat dan kualitasnya dapat diatur.

Beberapa faktor kunci yang berpengaruh terhadap kualitas papan partikel antara jenis kayu, bentuk partikel, kerapatan papan, profil kerapatan papan, jenis dan kadar serta distribusi perekat, kondisi pengempaan (suhu, tekanan, dan waktu), kadar air adonan, kontruksi papan, particle alignment, dan kadar air partikel (Maloney 1993).

Dalam proses pembuatan papan partikel, semakin tinggi suhu kempa yang digunakan, maka pengembangan tebal dan daya serap air semakin rendah, keteguhan lentur dan kekuatan tarik sejajar permukaan semakin tinggi. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan maka kualitas papan partikel yang dihasilkan semakin baik. Namun karena pertimbangan biaya produksi, biasanya kadar perekat yang digunakan pada industri papan partikel tidak lebih dari 12% (Massijaya 1997).

 

Gambar: Partikel dan Papan Partikel

III. METODE PELAKSANAAN

A.    Alat dan Bahan

Peralatan  yang  digunakan  adalah  chippers, flakers, impact mills, hammer mills, attrition mills, particle drayer, blender, glue spreader, cold press, hot press, trimming, sanding, dan lain-lain. Bahan baku adalah akasia yang diperoleh  dari  hutan tanaman di Kabupaten Kubu Raya karena kondisi daerah ini cocok untuk tanaman akasia, sedangkan bahan pembantu berupa perekat urea formaldehid dan wax di peroleh dari PT Duta Pertiwi Nusantara yang berlokasi di Kabupaten Kubu Raya.  Hardener menggunakan ammonium sulfat, dan bahan pengisi menggunakan tepung kanji.

B.     Lokasi Pabrik

Lokasi pabrik sangat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup suatu pabrik, maka dalam menentukan tempat berdirinya perlu didasarkan pada perhitungan yang matang sehingga menguntungkan perusahaan baik dari segi teknis maupun ekonomisnya.

Lokasi pendirian pabrik papan partikel rencananya di Kabupaten Kubu Raya. Pemilihan lokasi tersebut didasarkan faktor Pemasaran dan Transportasi karena papan partikel bukan merupakan barang jadi, namun merupakan barang setengah jadi yang digunakan sebagai bahan baku oleh industri lainnya seperti: furniture, bangunan dan lain-lain.

C.    Tata Letak Pabrik

Dasar perencanaan lay out pabrik adalah untuk memperoleh suatu bentuk lay out yang memberikan efisiensi tinggi dalam setiap kegiatan serta meliputi keselamatan dan keamanan pabrik.

Lay out pabrik dibagi menjadi 3 daerah utama:

1. Area proses produksi
2. Area penyimpanan bahan baku dan produk
3. Area administrasi dan perkantoran.

D.    Skema Proses Produksi Papan Partikel

Lay Out Pabrik Papan Partikel

Keterangan:

A.    Penyimpanan Bahan Baku

B.     Pembuatan Chip (Chippers)

C.     Pembuatan Serpihan (Flake)

D.    Impact Mills

E.     Hammer Mills

F.      Attrition Mills

G.    Pengeringan (Drying)

H.    Pemisahan Partikel (Screening)

I.       Pencampuran Partikel Dengan Perekat (Blender)

J.       Penaburan (Stroying)

K.    Pengempaan Awal (Cold  press)

L.     Pengempaan Panas (Hot Press)

M.   Pemotongan (Trimming)

N.    Pengamplasan (Sanding)

O.    Pengkondisian (Conditioning)

P.      Pemilahan (Grading)

Q.    Gudang pengepakan/dikemas (Packing)

R.     Kantor Administrasi

S.      Areal parkiran

IV.  PEMBAHASAN

Proses Pembuatan Papan Partikel

1.      Pembuatan Chip (Chippers)

Drum chipper dan disk chipper menghasilkan partikel ukuran besar (tatal), biasanya untuk bahan baku partikel yang lebih kecil.

Gambar: Chippers

2.      Pembuatan Serpihan (Flake)

Tahapan awal proses produksi pembuatan papan partikel adalah dengan membuat flake atau serpihan yang berasal dari bahan baku kayu (log) dengan menggunakan mesin flaker. Ukuran flake yang dihasilkan biasanya memiliki dimensi lebar ± 2 – 3 cm, serta tebal 2 – 4 mm. Flake tersebut akan masuk ke dalam drum penampung(wet silo).

Drum, disk dan ring flakers menghasilkan partikel dengan ketebalan rendah (tipis) yang dinamakan flake. Drum dan disk flakers berfungsi untuk memutar dan menghancurkan kayu dengan ukuran agak besar (kayu berdiameter kecil dan limbah saw mill) menjadi chip dan ring flaker mengubahnya menjadi flake.

Gambar : Flake

3.      Impact Mills

Impact Mills berfungsi untuk menggerinda partikel untuk menghasilkan “fines” partikel yang halus/kecil, biasanya untuk bagian permukaan papan partikel. Ukuran partikel yang dihasilkan berdiameter 1200 mm dan lebar 1400 mm.

  

Gambar: Impact Mills

4.      Hammer Mills

Hammer Mills merupakan bagian alat yang berbentuk gerigi fungsinya untuk menghancur dan memecahkan material kayu menjadi ukuran lebih kecil. Ukuran dan bentuk agak berbeda tetapi bisa dikontrol.

  

Gambar : Hammer Mills

5.      Attrition Mills

Menghasilkan bundelan serat melalui proses penghancuran kayu antara dua flat atau disk bergerigi yang berputar/saling berputar.

Gambar: Attrition Mills

6.      Pengeringan (Drying)

Tujuan Utama dari kegiatan pengeringan adalah untuk menurunkan kadar air flake. Faktor kunci keberhasilan proses pengeringan adalah Suhu, Suplai bahan bakar, dan suplai flake yang masuk kedalam mesin. biasanya kadar air yang dituju adalah sebesar 2-6 % (tergantung ketetapan dari perusahaan). Setelah dikeringkan flake tersebut dpotong kembali oleh mesin hammer mill.

 

Gambar: Drying

7.      Pemisahan Partikel (Screening)

Pada bagian ini flake disaring dan akan terpisah menjadi 3 bagian yaitu: Surface Layer (SL), Core Layer (CL), dan Debu.

8.      Pencampuran Dengan Perekat

Masing-masing bagian flake (kecuali debu) akan dicampurkan dengan perekat pada mesin blender. biasanya perekat yang digunakan adalah perekat tipe UF (Urea Formaldehyde).

9.      Penaburan (Stroying)

Flake yang telah tercampur dengan perekat akan ditaburkan melalui mesin stroyer. jumlah lapisan yang digunakan bisa 3 lapis dan 5 lapis. bagian atas dan bawah kayu lapis menggunakan bahan SL dan bagian inti kayu lapis menggunakan bahan CL.

10.  Pengempaan Awal (cold  press)

Tahap pengempaan awal ini bertujuan agar hasil taburan menjadi lebih kompak atau padat. kempa awal ini dilakukan pada suhu kamar dengan tekanan biasanya 150 kg/cm2.

 

Gambar: Cold Press

11.  Pengempaan Panas (Hot Press)

Kunci keberhasilan dalam prosen pengempaan panas ini adalah suhu, waktu pengempaan, dan tekanan. pengempaan lembaran ini dapat dibedakan menjadi dua kategori yaitu discontinous production dan continous production.

 

Gambar: Hot Press

12.  Pemotongan (Trimming)

Tahapan ini bertujuan untuk memotong papan yang telah di kempa menjadi ukuran yang diinginkan. terdapat 2 gergaji yang digunakan untuk memotong papan yaitu longitudinal trim saw dan cross trim saw.

13.  Pengamplasan (Sanding)

Proses ini bertujuan agar ketebalan papan partikel sesuai dengan yang diinginkan.

V. PENUTUP

A.    Kesimpulan

Berdasarkan lay out pabrik papan partikel yang direncanakan harus sesuai dengan tata letak mesin-mesin yang akan digunakan. Susunan dan tahapan kinerja fungsi mesin juga perlu di perhatikan. Apabila posisi mesin tidak efektif maka proses pengerjaannya juga dapat terhambat.

Sedikit banyaknya jumlah produk yang dihasilkan maka semakin luas lokasi pabrik serta alat-alat yang digunakan juga lebih canggih.

B.     Saran

1.      Diharapkan dapat dilakukan penelitian terhadap lay out industri papan partikel dengan bahan yang berbeda dapat menguntungkan secara ekonomis.

2.      Diharapkan agar dilakukan penataan mesin-mesin yang ada dalam industry papan partikel.

REFERENSI

-----------. 1996. Mutu Papan Partikel. SNI 07-2105-1996. Dewan Standardisasi Nasional, Jakarta

-----------. 1999. Emisi Formaldehida Pada Panel Kayu. SNI 01-6050-1999. Badan Standardisasi Nasional (BSN), Jakarta

Anonim. 1983. Standar Papan Partikel Datar. SII 0797-83. Departemen Perindustrian, Jakarta

Euis. H. at. al. UPT Balai Litbang Biomaterial – LIPI

Prasetyo Joko Teguh, 2007. Kekuatan Papan Partikel Terbuat dari Sekam Padi, Skripsi Teknik Mesin, IST AKPRIND, Yogyakarta

Sutigno, P. 1994. Teknologi Papan Partikel Datar. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan, Bogor.