Pengembangan Proses Produksi Papan Partikel Berbahan Baku Ampas Jarak Kepyar (Ricinus communis L.)

Abstract

Ampas jarak kepyar merupakan produk samping dari proses ekstraksi minyak jarak kepyar yang saat ini belum dimanfaatkan secara optimal. Sebagai produk samping yang mengandung protein(32-48%) serta serat kasar (28-33%), ampas jarak kepyar memiliki potensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku papan partikel.Penelitian ini bertujuan untuk pengembangan proses produksi dan mengetahui sifat fisik dan mekanik papan partikel yang dihasilkan dari ampas jarak kepyar.Papan partikel diproduksi pada berbagai kondisi proses yang meliputi suhu kempa (150-190 C), waktu kempa (4-12 menit), tekanan kempa (140-200 kgf/cm2) dan ukuran partikel (20-100 mesh). Penelitian dirancang menggunakan Central Composite Design (CCD). Analisis dan optimasi data menggunakanResponse Surface Method (RSM) dan Artificial Neural Network (ANN). Penambahan polipropilena dengan konsentrasi 30-50% pada ampas jarak kepyar juga telah dilakukan. Pengujian sifat fisik dan mekanik papan partikel sesuai standar pengujian menurut JIS A 5908-2003 tipe-8 dan pengujian kekuatan tarik sesuai standar ASTM D 638-2003. Karakterisasi mikrostruktur papan dengan SEM, pola keteraturan struktur papan dengan XRD dan analisis gugus fungsi dengan FTIR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ukuran partikel 60 mesh dengan rasio protein-serat ampas jarak kepyar 1.15 menghasilkan papan partikel tanpa perekat terbaik untuk seluruh respon fisik dan mekanik. Pada rasio protein-serat 1.15 menghasilkan papan partikel dengan kadar air 6.94%, kerapatan 0.95 g/cm3, DSA2 45.07%, DSA24 76.54%, PT2 14.82%, PT24 29.51%, MOE 2444.48 kgf/cm3, MOR 31.74 kgf/cm2 dan IB 2.27 kgf/cm2.Kondisi proses pengempaan mempengaruhi sifat fisik dan mekanik papan partikel, akan tetapi hanya kadar air, kerapatan dan keteguhan rekat papan yang memenuhi standar JIS A 5908-2003. Metode ANN memprediksi lebih baik kondisi proses optimum berdasarkan R2 dan RMSE dibandingkan metode RSM. Pada kondisi proses optimum menurut ANN yaitu pada suhu 180 C, waktu 10 menit, tekanan 200 kgf/cm2 dan ukuran partikel 80 mesh diperoleh sifat fisik dan mekanik optimum papan partikel dengan kadar air 6.97%, kerapatan 0.91 g/cm3, DSA2 43.07%, DSA24 77.17%, PT2 14.09, PT24 27.8%, MOE 2458 kgf/cm2, MOR 32.98 kgf/cm2 dan IB 2.28 kgf/cm2. Sifat fisik dan mekanik produk WPC (Wood Plastic Composite) dari ampas jarak kepyar semakin meningkat dengan penambahan polipropilena (PP), dan konsentrasi PP 50% merupakan konsentrasi terbaik untuk menghasilkan WPC dengan sifat fisik dan mekanik terbaik yaitu DSA24 3.87 %, PT24 0.97%, MOE 7317.45 kgf/cm2, MOR 93.08 kgf/cm2, kuat tarik 64.12 kgf/cm2, elongasi 2.46% dan modulus tarik 2568,9 kgf/cm2.