KOMPOSIT SERAT TEBU

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Perkembangan zaman menuntut manusia untuk berpikir lebih maju guna terpenuhinya semua kebutuhan manusia, sehingga muncullah teknologi rekayasa yang menghasilkan berbagai macam material baru sebagai bukti kecanggihan teknologi. Belakangan ini, sebagian orang lebih memilih mengembangkan penemuan material yang berbahan dasar alam, dengan alasan lebih ramah lingkungan mudah ditemui dan harga yang murah.

Komposit adalah campuran dari dua atau lebih material dalam skala makro sehingga menghasilkan material baru yang memiliki sifat yang berbeda. Umumnya dalam komposit terdapat bahan yang disebut sebagai “matriks” dan bahan “penguat”. Bahan matriks umumnya dapat berupa logam, polimer, keramik, karbon. Matriks dalam komposit berfungsi untuk mendistribusikan beban ke dalam seluruh material penguat komposit. Sifat matriks biasanya “ulet” (ductile). Bahan penguat dalam komposit berperan untuk menahan beban yang diterima oleh material komposit. Sifat bahan penguat biasanya kaku dan tangguh. Bahan penguat yang umum digunakan selama ini adalah serat karbon, serat gelas, keramik. (Wage Nugraha, 2008)

Indonesia merupakan Negara yang kaya akan hayati dan sebagian penduduk Indonesia bermatapencaharian sebahai petani. Diantara hasil pertanian yang banyak diperoleh di Indonesia, terutama di daerah Jawa dan Sumatera adalah tebu. Tebu dimanfaatkan untuk memproduksi gula. Proses pengolahan tebu menjadi gula menyisakan limbah berupa serat. Serat tebu ini dapat jadikan bahan untuk membuat komposit serat alam dan dapat diaplikasikan  dalam berbagai bidang, diantaranya di bidang bangunan, otomotif, dan sipil. Contohnya campuran pada beton, campuran untuk body dan lain-lain. Dalam makalah ini akan dibahas mengenai komposit serat alam dari tebu.

B.     Rumusan Masalah

1.    Apa yang dimaksud dengan komposit serat tebu?

2.    Bagaimana sifat mekanis dari komposit serat tebu?

3.    Bagaimana aplikasi komposit serat tebu?

C.    Tujuan

1.    Mengetahui komposit dari serat tebu

2.    Memahami sifat mekanis komposit serat tebu

3.    Mengetahui aplikasi komposit serat tebu

BAB III

PEMBAHASAN

A.    Komposit Serat Tebu

Tebu (Saccharum officinarum) adalah tanaman yang ditanam untuk bahan baku gula.Tanaman ini hanya dapat tumbuh di daerah beriklim tropis. Tanaman ini termasuk jenis rumput-rumputan. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen kurang lebih 1 tahun. Di Indonesia tebu banyak dibudidayakan di pulau Jawa dan Sumatra (Anonim, 2007).

Serat tebu atau lazimnya disebut bagas, adalah hasil samping dari proses ekstraksi (pemerahan) cairan tebu. Dari satu pabrik dihasilkan serat tebu sekitar 35% – 40% dari berat tebu yang digiling (Indriani dan Sumiarsih, 1992). Husin (2007) menambahkan, berdasarkan data dari Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia (P3GI) serat tebu yang dihasilkan sebanyak 32% dari berat tebu giling. Serat tebu sebagian besar mengandung ligno-cellulose. Panjang seratnya antara 1,7 sampai 2 mm dengan diameter sekitar 20 mikro, sehingga serat tebu ini dapatmemenuhi persyaratan untuk diolah menjadi papan-papan buatan. Bagas mengandung air 48 - 52%, gula rata-rata 3,3% dan serat rata-rata 47,7%. Seratbagas tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar terdiri dari selulosa, pentosan dan lignin (Husin, 2007).

B.     Cara Pengolahan Komposit Serat Tebu

Dalam industri pengolahan batang tebu menjadi gula, air perasan tebu dipisahkan dari serat ampas tebu. Pemisahan ini menggunakan bantuan mesin. Air perasan nantinya akan diolah gula sebagai produk industri, sedangkan serat ampas tebu menjadi limbah industri yang biasanya akan diolah dan dimanfaatkan oleh industri lain menjadi pupuk, pulp kertas, penguat asbes semen, bahan bakar boiler dan lain sebagainya.

Pengolahan serat ampas tebu dimulai dengan serat ampas tebu dari sisa limbah industri gula direndam 1 hari lalu dicuci bersih untuk menghilangkan rasa manis dari serat, kemudian disisir dengan sikat kawat untuk menghilangkan gabus yang menempel dengan serat. Setelah itu dikeringkan dengan diangin-anginkan selama kurang lebih 7 hari.  Serat ampas tebu yang telah kering dilakukan penyisiran lagi untuk menghilangkan gabus yang masih melekat pada serat. Serat dalam pelepah tebu diambil satu persatu secara manual dengan menggunakan tangan untuk mendapatkan benang-benang serat tebu. Benang-benang serat yang telah terkumpul bervariasi baik diameter maupun kualitas keuletannya, oleh karena itu benang-benang serat diikat dengan jumlah antara 8-12 benang yang memilki diameter kurang lebih 2,5 mm dengan tujuan agar diperoleh serat yang memiliki diameter dan tingkat keuletan yang homogen. Proses selanjutnya melakukan penganyaman serat secara manual dengan menggunakan tangan untuk memperoleh serat ampas tebu dalam bentuk lembaran-lembaran. (Yudo Hartono dan Sukanto Jatmiko. 2008: 97-98)

Pembuatan komposit serat tebu membutuhkan alat dan bahan yang cukup sederhana. Bahan campuran yang digunakan dalam pembuatan komposit bermacam-macam, misal matrik, epoxy dan polyester. Dalam penelitian Hartono Yudo dan Sukanto Jatmiko (2010) pembuatan komposit ampas tebu menggunakan bahan campuran berupa matrik. Proses pembuatan komposit dilakukan sebagai berikut :

1.      Menyiapkan bahan-bahan yang akan diperlukan dalam pengerjaan pembuatan material komposit. Bahan-bahan yang dibutuhkan, antara lain;

a.       Lembaran-lembaran serat ampas tebu hasil penganyaman

b.      Matrik

Dalam penelitian ini, jenis material polymer yang dipilih sebagai bahan matrik adalah jenis Unsaturated Polyester Resin dengan merk dagang YUKALAC 157 BQTN-EX dengan data teknis sebagai berikut;

·         Massa Jenis   : 1,19 gr/cm3

·         Modulus Young        : 1,18.103 N/mm2

·         Angka Poison            : 0,33

·         Kekuatan Tarik         : 12,07 N/mm2

Dalam resin ini, mengandung komposisi campuran resin polyester tak jenuh murni dan bahan pelarut sterin dengan perbandingan 1:3. Selain itu di tambah katalis berupa MEKPO (Metil Etil Keton Peroksida) sebagai zat curing.

c.       Wax

Wax berfungsi memudahkan melepas komposit dari cetakan.

2.      Peralatan yang digunakan untuk menunjang pembuatan material komposit, antara lain;

a.  Alat Cetakan;

Cetakan yang digunakan berbahan kaca dengan ketebalan 10 mm dan terdiri atas tiga bagian yaitu; bagian tepi, bagian alas dan bagian tutup cetakan..

b. Timbangan;

Digunakan untuk mengukur berat serat dan matriks

c.  Gelas Ukur;

Untuk mengukur volume resin yang akan dituang di cetakan.

d. Mixer:

Untuk mengaduk antara resin dengan katalis agar campuran katalis dengan resin menyatu.

e.  Kuas (1”)

Untuk meratakan resin yang dituang ke dalam cetakan di atas serat.

f.  Penjepit kayu;

Untuk menjepit tutup cetakan supaya permukaan rata dan mengatur ketebalan lamina yang diinginkan.

g. Sarung Tangan;

Untuk melindungi tangan agar tidak bersentuhan langsung dengan campuran resin.

h. Gergaji;

Digunakan untuk memotong spesimen sesuai bentuk standar ASTM.

i.   Gerinda;

Untuk memotong dan menghaluskan spesimen sesuai standar ASTM.

3.      Menghitung ketebalan lamina

4.      Menghitung fraksi berat dan volume bahan. Setelah diketahui fraksi berat dan volume untuk serat untuk satu cetakan, maka lembaran-lembaran serat dapat dibagi sesuai dengan dimensi panjang dan lebar cetakan.

5.      Cetakan kaca dilapisi dengan wax secara merata agar lamina kulit mudah dilepas dari cetakan.

6.      Kemudian resin yang telah diukur dicampur dengan katalis dengan perbandingan 1 lt resin : 10 ml katalis, hal ini dilakukan supaya proses polimerisasi tidak terlalu cepat sehingga gelembung yang muncul dan terperangkap dalam matriks bisa dikeluarkan dengan cara ditekan-tekan dalam waktu yang cukup lama. Resin yang telah diberi katalis dicampur/diaduk dengan menggunakan mixer pada putaran rendah selama 2 menit, tujuannya supaya proses pencampuran resin dan katalis merata dengan putaran adukan yang konstan. Kemudian diamkan selama kurang lebih 4 menit agar gelembung udara dapat terlepas keluar.

7.      Metode pembuatan material komposit menggunakan metode woven roving, yaitu serat ampas tebu yang dianyam saling tegak lurus membentuk seperti tikar. Pada proses pembuatan lamina, perbandingan volume antara serat woven roving dengan resin yang digunakan adalah sekitar 45 – 50 % serat woven roving dan 50 – 55 % resin polyester

8.      Menuangkan campuran resin, cobalt dan katalis ke dalam cetakan sebanyak 1/2 dari total campuran lamina, lalu diratakan dengan kuas

9.      Kemudian bingkai anyaman serat tebu pada sisi-sisinya lalu diletakkan di atas cairan resin dalam cetakan. Untuk menghilangkan gelembung udara yang terperangkap maka lamina harus ditekan-tekan sehingga gelembung udara bisa keluar

10.  Menuangkan sisa campuran resin, cobalt dan katalis ke dalam cetakan sebanyak 1/2 dari total campuran lamina, lalu diratakan dengan kuas

11.  Cetakan ditutup dengan plastik, dan untuk menghilangkan gelembung udara yang terperangkap saat pengerjaan, maka lamina ditekan-tekan dengan roll sehingga gelembung udara bisa keluar

12.  Selanjutnya tutup cetakan diletakan di atas lamina untuk meratakan permukaan lamina

13.  Setelah kurang lebih 9 jam atau lamina material komposit benar-benar kering, material boleh dikeluarkan dari cetakan.

C.    Aplikasi Serat Tebu

Serat tebu merupakan salah satu material natural fibre alternatif dalam pembuatan komposit. Secara ilmiah pemanfaatannya masih dikembangkan. Komposit serat tebu memiliki banyak keuntungan diantaranya:

1.      Bobot ringan

2.      Mempunyai kekuatan dan kekakuan yang baik

3.      Biaya produksi murah

4.      Tahan korosi

5.      Tidak beracun

6.      Lebih ramah lingkungan dan mudah untuk didaur ulang. (Masyrukan.2010)

Pemanfaatan komposit digunakan dalam berbagai bidang seperti industri otomotif, militer, alat olahraga, kedokteran, dan juga alat rumah tangga. Aplikasi komposit serat tebu untuk saat ini sudah banyak dan beragam. Sifat yang kuat dan kaku menjadikan material ini sering digunakan sebagai material penguat diantaranya:

1.      Pembuatan dinding interior ruangan tahan gempa yang mampu meredam suara

2.      Memberikan solusi material alternatif untuk aplikasi berbasis struktural pengganti batu bata atau batako

3.      Dapat digunakan untuk interior mobil

4.      Serat ampas tebu (bagasse) dapat digunakan sebagai pengganti fiberglass untuk material kulit kapal-kapal kecil, kapal ikan dan speedboat. (Setiawan, Windu.)

BAB IV

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Berdasarkan beberapa uraian dia atas, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1.      Serat tebu atau lazimnya disebut bagas, adalah hasil samping dari proses ekstraksi (pemerahan) cairan tebu.serat ampas tebu biasanya dimanfaatkan menjadi pupuk, pulp kertas, penguat asbes semen, bahan bakar boiler dan lain sebagainya.

2.      Cara pengolahan komposit serat tebu meliputi 2 tahap pokok yaitu pengolahan serat tebu dan pengolahan kompositnya.

3.      Serat tebu dapat diaplikasikan sebagai peredam suara, material alternatif pada bangunan, sebagai pengganti fiberglass untuk material kulit berbagai kendaraan.

B.     Saran

Indonesia merupakan negara yang kaya akan hasil alamnya. Tak sedikit limbah dari pengolahan hasil alam yang dibuang percuma. Alangkah baiknya dilakukan penelitian dalam pemanfaatan limbah baik dari limbah hasil alam maupun limbah sintetis disamping bernilai jual juga baik untuk menjaga kelestarian alam Indonesia. Contohnya adalah serat tebu, serat tebu ini dapat jadikan bahan untuk membuat komposit serat alam dan dapat diaplikasikan  dalam berbagai bidang, diantaranya di bidang bangunan, otomotif, dan sipil. Contohnya campuran pada beton, campuran untuk body kendaraan dan lain-lain.

DAFTAR PUSTAKA

Masyrukan. 2010. Pemanfaatan Limbah Tebu Untuk Bahan Serat Komposit Chopped Strand Mad Dengan Perbandingan Variasi Jenis Resin Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis. Hibah penelitian dosen muda dari DIKTI

Setiawan, Windu. Studi Penggunaan Ampas Tebu sebagai Material Inti Kapal F.R.P. Surabaya: ITS

Siregar, N. 2010. Pemanfatan Abu Pembakaran Ampas Tebu dan Tanah Liat pada Pembuatan Batu Bata. Jurnal USU

Sudarsono. 2012. Kajian Sifat Mekanik Material Komposit Propeler Kincir Angin Standard Naca 4415 Modifikasi. Jurnal SNAST periode III

Wagenugraha. 2008. Material Komposit Tangguh Berbasis Serat Alam.

Yudo, Hartono dan Sukanto Jatmiko. 2008.  Analisa Teknis Kekuatan Mekanis Material Komposit Berpenguat Serat Ampas Tebu (Baggase) Ditinjau Dari Kekuatan Tarik Dan Impak. Jurnal KAPAL Vol.5 No.2