TINJAUAN PUSTAKA Ciri Umum Kayu Mandang dan Pandit (1997

TINJAUAN PUSTAKA
Ciri Umum Kayu
Mandang dan Pandit (1997) menjelaskan sifat-sifat umum kayu berikut:
a. Warna dan Corak
Warna kayu berkisar dari hampir putih sampai hitam, ada yang polos dan
ada pula yang terdiri atas dua macam warna atau lebih, sehingga tampak seperti
ada coraknya. Corak yang ada pada suatu jenis kayu dapat ditimbulkan oleh
perbedaan warna antara kayu awal dan kayu akhir dari lingkar tumbuh.
b. Tekstur
Tekstur kayu berkenaan dengan kualitas permukaan yang ditentukan oleh
ukuran relatif sel-sel penyusun. Tekstur suatu jenis kayu dikatakan halus jika selselnya, terutama pembuluh dan jari-jari, berukuran kecil-kecil. Tekstur suatu jenis
kayu dikatakan kasar jika sel-selnya berukuran relatif besar.
c. Arah Serat
Arah serat pada sepotong kayu mudah ditetapkan berdasarkan arah sel-sel
pembuluh yang pada permukaan kayu tampak seperti goresan-goresan. Kayu
dikatakan berserat lurus jika pembuluh dan sel-sel aksial lainnya membentang
searah dengan sumbu batang. Kayu dikatakan berserat melintang jika arah
bentangan pembuluh membentuk sudut terhadap sumbu batang pohon.
d. Kilap
Suatu jenis kayu dikatakan menkilap jika permukaannya bersifat
memantulkan cahaya. Ada jenis-jenis kayu yang kusam, ada yang agak
mengkilap dan ada pula yang yang sangat mengkilap tanpa dipolitur.
Universitas Sumatera Utara
e. Kesan raba
Kesan raba dinilai licin atau kesat dengan menggosok-gosokkan jari ke
permukaan kayu. Biasanya kayu yang mempunyai tekstur yang halus serta berat
jenis yang tinggi menimbulkan kesan raba yang licin.
f. Bau
Pada umumnya kayu mempunyai bau tertentu apalagi waktu masih segar.
Bau harum merupakan ciri beberapa jenis kayu yang tergolong suku Lauraceae,
Santalaceae dan Magnolioceae.
g. Kekerasan
Kekerasan dinilai sangat lunak, lunak, agak lunak, agak keras, keran dan
sangat keras. Jenis-jenis kayu yang tergolong lunak adalah pulai dan jelutung.
Sedangkan jenis-jenis yang tergolong sangat keran adalah ulin, lara dan
sonokeling.
Kayu adalah bahan yang sangat kompleks, serbaguna pemakaiannya dan
mempunyai sifat yang berbeda dengan yang lainnya. Penggunaan kayu tidak
selalu memerlukan keahlian yang tinggi. Kayu banyak digunakan sebagai bahan
bangunan, perabot, kerajinan patung, peti kemas, alat angkutan dan penggunaan
lainnya dalam berbagai industri. Sebagai bahan bangunan, kayu salah satu produk
yang paling sederhana, paling mudah digunakan, dapat dipotong dan dibentuk
dengan mudah serta mudah dipasang. Kayu tersusun atas sel-sel kecil, masingmasing memiliki struktur lubang-lubang kecil, selaput dan dinding-dinding yang
berlapis-lapis rumit. Kemudahan kayu untuk diubah menjadi suatu produk dan
lama dipergunakan tergantung pada pengetahuan praktis dan strukturnya
(Haygreen dan Bowyer, 2003).
Universitas Sumatera Utara
Kayu dapat disebut sebagai polimer alami, mengingat 97-99% bobotnya
sebagai polimer. Jaringan kayu merupakan bahan komposit yang dibangun dari
berbagai polimer organik, yakni molekul yang terbuat dari ribuan sub unit atau
monomer (Achmadi, 1990).
Kayu bersifat higroskopis yaitu kayu yang mengikat dan melepaskan air
sesuai dengan temperatur dan kelembaban udara relatif sekitarnya. Kayu juga
bersifat anisotropis yaitu kembang susut pada tiga arah sumbunya tidak sama
besar (Kollman, et al, 1968).
Sifat fisikomekanik kayu ditentukan oleh tiga ciri yaitu (1) porositasnya
atau proporsi volume rongga, yang dapat diperkirakan dengan mengukur
kerapatannya; (2) oeganisasi struktur sel, yang meliputi struktur mikro dinding
sel, variasi dan proporsi tipe-tipe sel, dan (3) kandungan air (Haygreen dan
Bowyer, 2003).
Sifat Fisik Kayu
Menurut Kasmudjo (2010) yang termasuk pada sifat fisik kayu antara lain
kadar air kayu, penyusutan dan perubahan dimensi kayu, berat jenis kayu, sifat
termis kayu, sifat elektrisnya, sifat resonansi dan akustiknya, daya apung dan
layang, sifat energi dan sebagainya. Beberapa sifat fisis kayu antara lain :
a. Kadar air kayu
Kadar air kayu merupakan banyaknya air yang terdapat dalam kayu,
dinyatakan dalam persentase terhadap berat kering tanurnya. Kandungan air
dalam kayu berupa air bebas yang terdapat di dalam pembuluh sel dan air ikatan
yang terdapat di dalam dinding sel (Sribuono, 2000).
Universitas Sumatera Utara
b. Perubahan dimensi kayu
Pengurangan kadar air kayu di bawah titik jenuh serat (kurang dari 25%)
akan menyebabkan penyusutan dimensi kayu, sedang penambahan kadar air kayu
akan menyebabkan pengembangan dimensi kayu. Penyusutan kayu umumnya
sama dengan pengembangan dimensi kayu dan disebut dengan perubahan
dimensi kayu. Penyusutan kayu lebih penting untuk diketahui karena dapat
menyebabkan perubahan dimensi (ukuran) kayu. Penyusutan kayu (dimensi
kayu) terjadi saat kondisi kayu di bawah titik jenuh serat, tetapi belum mencapai
kadar air seimbang (antara 18-25%) (Kasmudjo, 2010).
c. Berat jenis kayu
Berat jenis kayu adalah perbandingan antara kerapatan kayu tersebut
dengan kerapatan benda standar. Besarnya berat jenis pada tiap-tiap kayu
berbeda-beda dan tergantung kandungan zat-zat dalam kayu, kandungan
ekstraktif serta kandungan air kayu, disamping ukuran sel kayunya (Kasmudjo,
2010)
d. Kerapatan
Kerapatan adalah perbandingan antara massa atau berat benda terhadap
volumenya. Pada suhu 40C, air mempunyai kerapatan sebesar 1 gram/cm3 dan
oleh karena itu air pada suhu tersebut dijadikan sebagai benda standar (Brown et
al., 1949).
Sifat Mekanik Kayu
a. Sifat kekakuan
Universitas Sumatera Utara
Sifat
kekakuan
kayu
adalah
ukuran
kemampuan
kayu
untuk
mempertahankan bentuk aslinya akibat adanya beban yang cenderung mengubah
bentuk dan ukuran benda. Setiap benda yang dibebani akan mengalami
perubahan bentuk baik berupa beban tekan, tarik lentur maupun geser. Besar
kecilnya perubahan bentuk akibat beban ini dipngaruhi sifat kekakuan benda
yang bersangkutan. Semakin kaku kayu tersebut, maka semakin sulit pula kayu
tadi untuk dirubah bentuknya, demikian pula sebaliknya. Sifat kekakuan ini
biasanya disimbolkan dengan modulus of elasticity (MOE) (Mardikanto, dkk,
2011).
b. Sifat Keteguhan Patah
Sifat keteguhan patah sering pula disebut dengan modulus geser.
Kekuatan geser kayu adalah ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya yang
cenderung untuk menggeser satu bagian dengan bagian yang lainnya pada kayu
yang sama. Dengan adanya beban ini akan timbul tegangan geser. Geseran yang
terjadi dapat berupa geser sejajar serat (shear parallel/along to grain), geser
tegak lurus serat (shear across the grain atau shear perpendicular to grain),
geser miring serat (oblique shear), serta geser antar serat (rolling shear). Sifat
keteguhan ini biasanya disimbolkan dengan modulus of rupture (MOR)
(Tsoumis, 1991).
c.
Kekuatan tekan
Pengujian tekan pada arah tegak lurus serat dapat berupa tekanan pada
seluruh permukaan kayu atau tekanan pada sebagian permukaan kayu. Tekanan
sejajar serat atau “endwise compression” banyak terjadi dalam praktek bila kayu
dipakai untuk bangunan sebagai komponen untuk tiang, tunggul, kusen pintu dan
Universitas Sumatera Utara
jendela serta bagian yang lainnya. Komponen bangunan semacam ini akan
menerima beban yang cenderung mendesaknya atau memendekkannya pada arah
memanjang atau sejajar serat. Pada kasus batang yang menerima beban tekan
sejajar serat, dibedakan antara tiang yang panjang dan batang yang pendek
(Mardikanto, dkk, 2011).
Tanur Gelombang Mikro (Micowave Oven)
Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik. Energi gelombang
mikro merupakan radiasi non-ionisasi yang dapat menyebabkan pergerakan
molekuler melalui migrasi ion dan rotasi dipol, tetapi tidak menyebabkan
perubahan struktur molekuler (Buhler dkk, 2002 dalam Qadariyah dkk, 2009).
Aplikasi gelombang mikro dibagi atas 3 kelompok, yaitu untuk pengukuran
(misalnya radar, pengukuran dimensi, suhu, dan lain-lain), telekomunikasi, dan
sebagai
sumber
energi.
Berdasarkan
ketetapan
Federal
communication
Commission and International Radio Regulation di Genewa tahun 1959 maka
frekwensi yang biasa digunakan untuk oven gelombang mikro domestik adalah
v=2450 MHz (λ=12,2 cm) (Collin, 1988).
Tanur gelombang mikro (microwave oven) merupakan salah satu piranti
dalam proses pengolahan pangan. Energi panas yang dihasilkan oleh tanur
gelombang mikro memiliki berbagai keuntungan diantaranya daya penetrasi yang
yang relatif tinggi, molekul-molekul air pada bahan dapat berfungsi sebagai
penyerap energi serta energi yang dihasilkan lebih efektif (Rokwell, 1967 dalam
Yudiana, 2000). Pada saat ini tanur gelombang mikro banyak digunakan dalam
skala rumah tangga yaitu sebagai alat untuk memasak makanan. Namun
penggunaan tanur gelombang mikro dalam skala industri perlu mendapat
Universitas Sumatera Utara
perhatian lebih lanjut, terutama karena kemampuannya yang dapat menghasilkan
energi dalam jumlah yang banyak serta dapat menangani masalah-masalah yang
timbul pada proses pengolahan yang tidak dapat diatasi oleh piranti konvensional.
Microwave atau gelombang mikro telah lama digunakan sebagai metode
pemanasan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Rimawan (2001) bahwa
energi gelombang mikro dapat mempercepat reduksi pasir besi. Kandungan
konsentrat pada pasir besi tersebut meningkat seiring dengan bertambahnya waktu
penyinaran gelombang mikro.
Pada sistem komunikasi gelombang mikro baik yang bersifat tetap maupun
bergerak, gangguan terbesar adalah karena terjadinya fading dan multipath fading
yang menyebabkan atau berpengaruh terhadap sinyal terima karena dapat
memperkuat ataupun memperlemah level sinyal yang tergantung besar fasa dari
resultan sinyal langsung dan tidak langsung. Pada komunikasi yang tetap dapat
diatasi dengan penerimaan sistem sistem diversity, baik dengan space diversity
atau frekuensi dibversity. Sedangkan pada komunikasi bergerak, karena banyak
faktor yang berpengaruh yang menyangkut struktur dan topografi lingkungan
sekeliling akan menciptakan efek-efek transmisi yang rumit pula. Salah satu
pengaruhnya adalah terjadinya Dopler shift yang merupakan perubahan frekuensi
atau pergeseran frekuensi yang disebabkan oleh gerakan MS (mobile station).
Pergeseran frekuensi ini bergantung pada kecepatan dan arah gerak MS, yang
akan menyebabkan modulasi frekuensi acak pada sinyal radio bergerak sehingga
dapat menyebabkan menurunnya kualitas suara (Purbawanto, 2011).
Menurut Fuller (1990) dalam Yuniarti (2007), salah satu sifat dari
gelombang mikro (microwave) adalah mudah diserap oleh molekul air atau
Universitas Sumatera Utara
material yang mengandung air. Kayu dengan kandungan air cukup tinggi dapat
menyerap gelombang mikro dalam jumlah besar sehingga akan timbul panas dan
tekanan dalam kayu. Penggunaan gelombang mikro yang dikontrol dapat
mengeringkan kayu dengan cepat dan seragam dibandingkan dengan cara
konvensional (Saltiel et al.,1995 dalam Yuniarti, 2007). Panas yang ditimbulkan
umumnya berasal dari dalam kayu sehingga ruangan tempat mengeringkan tidak
perlu
dipanaskan
(Roussy
dan
Pearce,
1995
dalam
Yuniarti,
2007).
Kelemahannya, kayu dapat mengalami kerusaakan struktur apabila intensitas yang
diberikan tinggi. Ini pernah terjadi pada penelitian pengolahan kayu dengan
teknologi gelombang mikro menggunakan aplikator terowong (wave guide) yang
tengah dikembangkan Australia. Agar pemanfaatan gelombang mikro dapat
dilakukan secara efektif, pemahaman mengenai perubahan pada waktu yang
diolah dengan gelombang ini perlu diketahui terlebih dahulu.
1.
Prinsip Pemanasan Tanur Gelombang Mikro
Prinsip dasar dari pemanasan gelombang mikro yaitu adanya agitasi
molekul-molekul polar atau ion-ion yang bergerak karena adanya gerakan medan
magnetik atau elektrik. Dengan adanya gerakan medan tersebut, diantara partikelpartikel mencoba untuk berorientasi atau mensejajarkan dengan medan tersebut.
Pergerakan partikel terbatas oleh adanya gaya pembatas (interaksi inter partikel
dan ketahanan elektrik) yang menahan gerakan partikel dan membangkitkan
gerakan acak menghasilkan panas (Taylor, 2005 dalam Cisadesi, 2007).
Universitas Sumatera Utara
Gambar 1. Alat tanur gelombang mikro (microwave) merk Yamatsu
2.
Pemanasan Dengan Tanur Gelombang Mikro
Ada tiga tipe dasar dari mekanisme pindah panas yaitu konduksi,
konveksi, dan radiasi. Konduksi adalah perpindahan panas dari suatu bagian
benda ke bagian benda lainnya pada benda yang sama, atau dari satu benda ke
benda lainnya dengan adanya kontak fisik. Konveksi adalah perpindahan panas
dari satu titik ke titik lainnya dalam suatu fluida, gas, atau cairan melalui
pergerakan campuran fluida yang memiliki perbedaan suhu dan identitas. Radiasi
adalah pepindahan panas dari suatu benda ke benda lainnya, tanpa adanya kontak
fisik, melalui gerakan gelombang (Parry dan Green, 1922 dalam Soesanto, 2006).
Menurut Decaurau (1985) dalam Sribuono (2000) pemanasan dengan
gelombang mikro merupakan akibat dari interaksi kimia kandungan bahan dengan
medan elektromagnetik. Gelombang mikro merupakan suatu frekuensi tinggi,
Universitas Sumatera Utara
tidak berionisasi dan merupakan gelombang elektromagnetik, hampir sama
dengan gelombang radio dan signal pengendali jarak jauh televisi. Pada
kenyataannya merupakan gelombang radio yang sangat pendek yang dibatasi
dengan dinding metal pada tanur menjadi suatu bentuk miniatur sistem pemancar
dan pancaran magnet dari energi gelombang mikro yang diubah menjadi panas
dalam bahan.
3.
Faktor Yang Mempengaruhi Pemanasan Gelombang Mikro
a.
Tipe Oven Gelombang Mikro
Bagian dari oven gelombang mikro yang mempengaruhi reaksi pemanasan
adalah ruangan tempat sampel pada oven gelombang mikro itu sendiri. Terdapat
dua tipe dasar dari oven gelombang mikro, yaitu: single mode dan multi mode.
Variasi dari pemanasan tempat sampel gelombang mikro mempengaruhi tipe
dasar dari oven gelombang mikro tersebut, yang pada akhirnya mempengaruhi
proses pemanasan dari reaksi kimia yang berlangsung. Tipe single mode
menghasilkan gelombang berdiri di dalam ruangan oven, untuk itu dimensi dari
ruangan tempat sampel harus dikontrol secara teliti untuk merespon secara
sistematik panjang gelombang dari gelombang mikro tersebut. Kelebihan tipe ini
adalah tingkat pemanasan dapat dikontrol dengan memposisikan sampel pada
daerah yang paling baik intensitasnya, dengan catatan bahwa gangguan apapun
(bahkan dari sampel) akan dapat mengganggu pola dari gelombang dan akan
mempengaruhi keefektifan proses pemanasan tipe ini (Taylor, 2005 dalam
Cisadesi, 2007).
Desain oven gelombang mikro tipe multi mode sangat menghindari
terbentuknya gelombang berdiri. Tujuan pembuatannya terletak pada produksi
Universitas Sumatera Utara
ketidakberaturan sebanyak-banyaknya di dalam ruangan oven. Keadaan yang
dicapai seperti ini harus membentuk dimensi dari ruangan tempat sampel
sedemikian rupa agar tidak terjadi gelombang penuh dalam ruangan oven.
Kelebihan dari oven gelombang mikro tipe ini adalah posisi dan skala sampel
dapat divariasikan. Tipe single mode dapat dimanfaatkan untuk meneliti keadaan
reaksi secara spesifik, sedangkan tipe multi mode digunakan untuk percobaan dengan
ukuran sampel bervariasi, tetapi dengan pengamatan yang tidak terlalu spesifik.
Kedua tipe dari oven gelombang mikro ini dapat dimanfaatkan untuk kepentingan
reaksi kimia yang spesifik untuk tujuan yang berbeda (Taylor, 2005 dalam Cisadesi,
2007).
b. Sifat Materi Terhadap Gelombang Mikro
Sifat material terhadap gelombang mikro berbeda-beda, tidak semua
material cocok untuk digunakan dalam pemanasan gelombang mikro. Ada tiga
material yang dibedakan menurut sifatnya terhadap gelombang mikro, yaitu:
1. Materi yang memantulkan radiasi, yaitu yang memiliki sifat konduktor
sehingga tidak menyerap panas, contoh belerang.
2. Materi yang transparan terhadap radiasi atau hanya sedikit mengubah energi
gelombang mikro menjadi energi panas, yaitu memiliki sifat isolator sehingga
energi panas gelombang mikro diteruskan, contoh tembaga.
3. Materi yang menyerap radiasi atau merubah sebagian dari energi gelombang
mikro menjadi energi panas, yaitu yang memiliki sifat dielektrik sehingga
panas yang dihasilkan sangat bagus (Soesanto, 2006).
Walau belum diketahui secara jelas bagaimana tepatnya perilaku material
dalam medan gelombang mikro, tetapi dapat diamati bahwa setiap material akan
Universitas Sumatera Utara
menyerap, memantulkan atau bahkan meneruskan energi gelombang mikro. Hal
ini dipengaruhi oleh komposisi kimia ataupun ukuran dan bentuk dari material
secara fisik. Namun hanya materi yang dapat menyerap radiasi gelombang mikro
yang relevan dengan aplikasi sintesis kimia. Materi yang dipakai sebagai wadah
dalam pemanasan gelombang mikro harus terbuat dari bahan yang transparan
terhadap radiasi gelombang mikro, sehingga energi dari gelombang mikro tidak
terserap ke dalam wadah tetapi akan melewati dan langsung tertuju pada larutan
reaksi (Soesanto, 2006).
4. Aplikasi Pemanasan Gelombang Mikro
Pemanasan gelombang mikro sekarang banyak diaplikasikan dalam reaksi
kimia. Telah diketahui bahwa gelombang mikro banyak diaplikasikan dalam
berbagai industri seperti bioteknologi, farmasi, plastik, kimia, dan lainnya.
Bagaimanapun juga aplikasinya terbatas pada skala laboratorium dan belum
diperluas dalam skala produksi. Beberapa aplikasi radiasi gelombang mikro pada
reaksi kimia, antara lain : reaksi diels-alder,reaksi heck, reaksi suzuki, reaksi
mannich, hidrolisis, dehidrasi, esterifikasi, reaksi sikloadisi, epoksidasi, reduksi,
kondensasi, reaksi siklisasi, dan lainnya. Keuntungan utama dari penggunaan
gelombang mikro dalam sintesis kimia organik adalah kecepatan reaksinya. Efek
termal (pemanasan dielektrikum) akan dihasilkan oleh polarisasi dipol sebagai
interaksi dipol-dipol antara molekul polar dengan medan magnet elektromagnetik
(Taylor, 2005 dalam Cisadesi, 2007).
Universitas Sumatera Utara
Pengenalan Jenis Kayu Durian (Durio zibethinus Murr.)
Klasifikasi Kayu Durian adalah sebagai berikut (Setiadi, 1999):
Kingdom
: Plantae (tumbuhan)
Divisi
: Magnoliophyta (tumbuhan berbunga)
Kelas
: Magnoliopsida (berkeping dua/dikotil)
Ordo
: Malvales
Famili
: Bombacaceae
Genus
: Durio
Spesies
: Durio zibethinus Murr
Nama botanis durian adalah Durio spp famili Bombacaceaea (terutama D.
carinatus Mast., D. Oxleyanus Griff., D. Zibethinus Murr.). Nama daerahnya
adalah duren, deureuyan, andurian, duriat, duriang, derian, duiang, duhuian,
tuleno, turene. Sedangkan nama lain : durian (Philipina, Sabah, Inggris, Amerika
Serikat, Perancis, Spanyol, Italia, Belanda, Jerman). Penyebaran kayu durian ini di
seluruh Indonesia (Setiadi, 1999).
Menurut Mandang & Pandit (1997) ciri anatomi kayu durian adalah
pembuluh atau pori baur, soliter dan berganda radial yang terdiri atas 2-3 pori,
umumnya berukuran agak besar, frekuensinya sangat jarang atau jarang, kadangkadang ada endapan berwarna putih, bidang perforasi sederhana. Parenkima
terutama bertipe apotrakea baur, berupa garis-garis tangensial pendek diantara
jari-jari atau ada yang bentuk jala. Jari-jari sangat sempit sampai lebar, letaknya
jarang sampai agak jarang, ukurannya pendek sampai agak pendek.
Menurut Oey Djoen Seng (1990) dalam Kurnia (2009), sifat kayu durian
termasuk kelas kuat II-III dengan berat jenis 0,57. Kayunya mudah digergaji
meskipun permukaanya cenderung untuk berbulu, selain itu mudah dikupas untuk
dibuat finir. Kayu durian cepat menjadi kering tanpa cacat, tetapi papan yang tipis
Universitas Sumatera Utara
cenderung untuk menjadi cekung. Sedangkan kegunaan kayu ini adalah sebagai
bangunan di bawah atap, rangka pintu dan jendela, perabot rumah tangga
sederhana (termasuk lemari), lantai, dinding, sekat ruangan, kayu lapis, peti,
sandal kayu, peti jenazah, dan bangunan kapal.
Universitas Sumatera Utara