Optimasi Proses Produksi Papan Partikel Dari Ampas Biji Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Menggunakan Response Surface Method (Rsm)

Abstract

Pemanfaatan biji jarak pagar sebagai bahan baku pembuatan biodiesel menghasilkan produk samping berupa ampas yang komponen utamanya adalah protein dan serat. Sebagai campuran serat dan protein, ampas biji jarak pagar merupakan komposit alami yang dapat dimanfaatkan menjadi produk biokomposit seperti papan partikel. Papan partikel dari ampas biji jarak pagar dapat dibuat tanpa menggunakan perekat sintetis yaitu dengan memanfaatkan protein pada ampas biji jarak pagar sebagai perekat alami. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisik dan mekanik papan partikel dari ampas biji jarak pagar, dan mengetahui model hubungan antara variabel kondisi proses produksi (kadar air bahan, suhu pengempaan, waktu pengempaan dan waktu kukus) terhadap respon (sifat fisik dan mekanik). Selain itu, penelitian ini bertujuan untuk mengoptimasi kondisi proses produksi papan partikel dari ampas biji jarak pagar dalam menghasilkan papan partikel yang terbaik. Penelitian diawali dengan karakterisasi bahan baku untuk mengetahui komposisi kimia ampas biji jarak pagar. Sebelum digunakan, ampas biji jarak pagar digiling dan disaring hingga lolos ayakan 50 mesh. Kondisi proses produksi dilakuan dengan penyiapan kadar air ampas (X1 ; 10, 15, 20, 25, dan 30 %), pengukusan bahan (X4;0, 15, 30, 45 dan 60 menit), pengepresan pada tekanan 200 kgf/cm2 dengan suhu kempa (X2 ; 20, 140, 160, 180, dan 200 oC) dan waktu kempa (X3 ; 2, 4, 6, 8, dan 10 menit), waktu). Papan partikel dibuat berukuran 10 cm x 10cm x 0,5 cm dengan kerapatan sekitar 0,9 g/cm3. Setelah dikondisikan pada suhu 30 oC selama 14 hari, papan partikel diuji dengan mengacu pada JIS 5908 : 2003 untuk sifat fisik (kerapatan, kadar air, dan daya serap air) dan mekanik (MOR dan MOE).Metode optimasi yang digunakan adalah Response Surface Method (RSM) dengan rancangan percobaan Central Composite Design (CCD). Hasil penelitian menunjukkan bahwa model hubungan antara variabel faktor proses terhadap respon sifat fisik (kerapatan, kadar air, daya serap air selama 2 jam dan 24 jam) bersifat linier (orde kesatu), sedangkan model hubungan antara variabel faktor proses terhadap respon sifat mekanik (MOR dan MOE) bersifat kuadratik (orde kedua). Regresi polinomial respon MOR adalah , Y = 235,86 – 32,95X1 + 34,37X2 + 37,23X3 + 5,80X4 - 14,75 X12 - 22,43X22 - 23,02X32 - 28,18X42 - 12,28X1X2 + 1,58X1X3 - 11,39X1X4 - 8,99X2X3 + 6,06X2X4 - 10,55X3X4 dan respon MOE Y = 11302,33 - 1621.37X1 + 1606,85X2 + 1790,87X3 + 172,30X4 - 598,35X12 - 1171,40 X22 - 929,36 X32 -1673,29 X42 - 1018,05X1X2 - 322,75 X1X3 - 517,17X1X4 - 343,60 X2X3 + 186,60X2X4 - 578,77 X3X4. Kondisi proses produksi hasil optimasi multi respon diperoleh pada kondisi proses produksi dengan kadar air bahan 15%, waktu kukus 25 menit, suhu kempa 180 oC, dan waktu kempa 8 menit. Kondisi proses terbaik ini diprediksi menghasilkan papan partikel dengan kerapatan 1,09 g/cm3,kadar air 6,51%, daya serap air 2 jam 22,64%, daya serap air 24 jam 34,67%, MOR 275,4 kgf/cm2, dan MOE 14.600 kgf/cm2. Ketika kondisi terbaik ini divalidasi, hasil validasi menunjukkan bahwa model telah cukup memadai untuk respon densitas, daya serap air dan MOR namun belum untuk MOE.