## Manutech :
Jurnal Teknologi Manufaktur
Vol. 15, No. 02, (2023)    p-ISSN : 2089-5550 e-ISSN : 2621-3397
Komposit Hybride Serat Buah Kelapa dan Tebu Pada Bagian Akar, Batang, Pucuk Bermatrix Polyester BQTN 157
Muhammad Subhan 1 , Anugerah Ergiantoro 2 , Yuliyanto 3*
Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung, Sungailiat *email : belzanyuliyanto@yahoo.com
Received : 9 Desember 2022; Received in revised form : 6 Juni 2023; Accepted : 4 Desember 2023

## Abstract
The  buildup  of  sugarcane  bagasse  fiber  and  coconut  pulp  fiber  will  cause  rotting  and  an unpleasant  odor,  therefore  it  needs  to  be  handled  seriously.  One  of  them  is  making  natural  fiber composites. The aim of the research was to obtain the highest tensile test value for a hybrid composite of coconut fiber and sugarcane fiber in the roots, stems and shoots with a volume fraction of 10% sugarcane fiber - 20% coconut fiber, 20% sugarcane fiber - 10% coconut fiber and sugarcane fiber. 15% - Coconut Fiber  15%,  with  5%  NaOH  alkaline  treatment  for  2  hours.  Samples  were  made  using  the  hand  lay-up method. The analysis was carried out using the direct experimental design method. The result was the highest tensile strength of 17.2 Mpa at a volume fraction of 10% Sugarcane Fiber - 20% Coconut Fiber and there was a decrease in tensile strength at a volume fraction of 20% Sugarcane Fiber - 10% Coconut Fiber. The lowest tensile strength is at a volume fraction of 20% Sugarcane Fiber  - 10% Coconut Fiber with a tensile  test  strength  value  of  6.6  Mpa,  meaning  that  the  more  fiber  distribution  in  the  resin  in  each composite will strengthen the bond between the matrix and fiber which causes the composite to be strong and not brittle. . In the micro photo, soaking in 5% NaOH for 2 hours was not able to clean the dirt or film attached to the coconut fiber, whereas in sugar cane fiber, soaking for 2 hours was able to clean the layer or dirt on the fiber. Dirt that sticks to it will affect the bond between the fiber and resin.
Keywords : composite; coconut fiber, sugarcane fiber; Tensile testing.

## Abstrak
Penumpukan serat ampas tebu dan ampas serat buah kelapa akan menyebabkan pembusukan dan  bau  yang  tidak  sedap,  maka  dari  itu  perlu  dilakukan  penanganan  yang  serius.  Salah  satunya pembuatan komposit serat alam.  Tujuan  penelitian untuk mendapatkan nilai pengujian tarik  tertinggi pada komposit hybride serat buah kelapa dan  serat tebu pada bagian akar,batang, dan pucuk dengan fraksi volume Serat Tebu 10% - Serat Kelapa 20%, Serat Tebu 20% - Serat Kelapa 10% dan Serat Tebu 15% - Serat Kelapa 15%, dengan perlakuan alkali NaOH 5% selama 2 jam. Pembuatan sampel menggunakan metode  hand  lay,-up.  Analisis  dilakukan  menggunakan  metode  desain  eksperimen  langsung.  Hasilnya kekuatan tarik tertinggi sebesar  17,2 Mpa pada fraksi  volume Serat Tebu 10% - Serat Kelapa  20% dan terjadi penurunan kekuatan tarik pada fraksi volume Serat Tebu 20% - Serat Kelapa 10%. Kekuatan tarik terendah pada fraksi volume Serat Tebu 20% - Serat Kelapa 10% dengan nilai kekuatan uji tarik 6,6 Mpa, artinya semakin banyak penyebaran serat pada resin disetiap komposit akan memperkuat ikatan antara matrik dan serat yang menyebabkan komposit akan bersifat kuat dan tidak getas. Pada foto mikro pada perendaman NaOH 5% selama 2 jam belum mampu membersihkan  kotoran atau lapisan yang menempel pada serat kelapa, sedangkan pada serat tebu dengan perendaman 2 jam sudah mampu membersihkan lapisan atau kotoran pada serat. Kotoran yang  menenpel akan mempengaruhi ikatan antara serat dan resin.
Kata kunci : komposit; serat kelapa, serat tebu; pengujian tarik.

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  negara  penghasil  buah  kelapa  dan  pohon  tebu  terbesar  di  dunia, (BPS,2021) dengan luas area tanaman kelapa mencapai 3,76 juta Ha, dengan total produksi diperkirakan sebanyak  14  milyar  butir  kelapa  dan luas  perkebunan  tebu  (P3GI,2020)  mencapai  418.000  hektar  (ha) yang terdiri dari 237.000 ha perkebunan rakyat, 124 ha perkebunan besar swasta, dan 56.600 perkebunan masyarakat.  Dari  total  data  tersebut,  menurut  hasil  penelitian  dari  100%  ampas  tebu  yang  dihasilkan hanya 60% yang dapat diolah oleh pabrik sebagai bahan bakar dan kanvas rem kendaraan, sekitar 40% persen sisanya masih di anggap sampah[1][2].
Seperti berdasarkan hasil survey  bahwa banyaknya sisa ampas tebu dari penjualan sari perasan tebu dan sisa hasil sabut kelapa yang dihasilkan dari industri parut kelapa yang  berlokasikan di Pasar Induk  dan  Pasar  Trem  Ramayana  Pangkal  Pinang,  yang  ampasnya  masih  dibiarkan  begitu  saja berhamburan di tepi lapak berjualan.  Lama kelamaan sabut kelapa dan ampas tebu menimbulkan bau yang    tidak  sedap  [3][4].  Sehingga  dari  sisa  sampah  ini  dapat  diolah  untuk  penggunaan  material  baru seperti pembuatan komposit Hybride berpenguat  serat serabut buah kelapa tua serta serat tebu, dimana akan dilakukan 3 tahap pengujian pada tebu yaitu pada bagian bawah, tengah, serta pucuk batang pohon tebu yang akan dikombinasikan dengan matrix polyester BQTN 157.
Gambar 1. Pohon Tebu Dan Pohon Kelapa
Penelitian  komposit hybride serat     bulu ayam dan serat ijuk dengan perbadingan variasi NaOH 0%,2%,5%,10%. Dari penelitian tersebut menghasilkan nilai uji Tarik tertingi sebesar  138,71Mpa dengan variasi NaOH 2%, sedangkan nilai tertinggi pengujian impak dengan nilai 0.161 J/mm²  [5]. Penelitian komposit hybrid serat sabut kelapa  dan  serat  tebu  dengan  persentase  serat  SSK  10%  :  ST  30%,  SSK 20%  : ST 20%, SSK 30% : ST 10%, sehingga didapatkan hasil uji tarik tertinggi fraksi volume serat tebu 30% dan kelapa 10% dengan nilai 114,66 Mpa, Uji Impak fraksi volume serat tebu 20% dan kelapa 20% dengan nilai 0,4766 J/mm 2 [6]. Beberapa penelitian lainnya mengatakan bahwa untuk perendaman serat dengan  NaOh  tidak  boleh  melebihi  5%  dan  waktu  yang  dibutuhkan  tidak  boleh  lebih  dari  4  jam  [7]. Menurut [8] perendaman memberikan pengaruh yang sangat besar karena lamanya waktu perendaman akan mempengaruhi serat sehingga mudah putus dan rapuh.

## 2. METODE PENELITIAN
Pengertian  metodologi  penelitian  secara  umum    membahas  berupa  tahapan  proses  penelitin yang  dilakukan.  Tahapan  penelitian  yang  dilakukan  mengikuti  diagram  alir  yang  ditunjukkan  pada Gambar2.

## Gambar 2. Diagram Alir Penelitian

## 2.1 Bahan Penelitian
Bahan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah Serat kelapa dan serat tebu sebagai penguat dan resin polyester sebagai pengikat. Jenis serat yang digunakan adalah serat buah kelapa tua dan serat tumbuhan tebu yang dibagi menjadi tiga bagian yait bagian akar, bagian tengah, bagian pucuk . Matriks yang digunakan adalah resin Polyester BQTN157 dan NaOH yang digunakansebesar 5 %. NaOH digunakan untuk menghilangkan kotoran atau lignin pada serat yang merupakan  larutan  basa [9]. berikut bahan yang digunakan untuk pembuatan komposit (Gambar 3).
Gambar 3. Bahan Pembuatan Komposit
2.2 Proses Pengambilan Serat kelapa dan tebu
Proses pengambilan serat dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu:
1. Persiapkan  alat dan bahan
2. Perendaman serat sabut kelapa dan tanaman tebu yang sudah di hancurkan agar mudah dalam pengambilan serat.
3. Sikat lapisan luar serat dengan sikat baja.
4. Bersihkan sekali lagi agar serat benar-benar bersih.
5. Keringkan serat di bawah sinar matahari agar tidak terjadi pembusukan.

## 2.3 Proses Pembuatan Spesimen [10]
Berikut proses pembuatan sample komposit:
1. Lapisi cetakan komposit menggunakan Wax secara merata agar proses pelepasan komposit tidak k lengket serta mudah terlepas dari cetakan.
2. Ukur  serat  tebu  dan  kelapa  sesuai  dengan  hasil  perhitungan    menggunakan timbangan  digital.  Kemudian  letakkan  serat  kedalam  cetakan  dengan  arah susunan  serat  vertikal,  ukur  resin  polyester  dan  resin menggunakan  timbangan digital sesuai dengan perbandingan volume. Kemudian kedua  bahan diaduk  hingga merata  kurang  lebih  15  menit  agar  campuran  merata   serta  mengurangi  ruang kosong diantara material komposit.
3. Campuran tadi  dituang  kedalam cetakan dan ratakan.
4. Kemudian campuran dibiarkan selama 30 menit untuk dilepaskan dari cetakan.
5. Setelah di lepaskan biakan spesimen mengering selama 24 jam (1hari)untuk menjalani proses curing dan kering  suhu ruangan

## 2.4. Pengolahan Data
Pengolahan data dilakukan dengan metode Experimental. Dimana sampel dibuat serta diuji dan diolah  secara  langsung.  Cetakan  spesimen  pengujian  tarik  sesuai  dengan  standart  ASTM  D3039  dan. Berikut bentuk spesimen uji ASTM D3039 ditunjukan pada Gambar 4[7][8].
Gambar 4. Bentuk Sample Uji Tarik Dan Proses Pengujian Tarik

## 2.5 Analisis data
Analisis dilakukan menggunakan metode  desain eksperimen langsung,  dengan tujuan melihat pengaruh kekuatan tarik. Dengan maksud harapan hasilnya dapat diketahui berapakah nilai maximum dan minimum dari perbandingan komposit tersebut sehingga menghasilkan data yang valid dan benar agar penelitian  lebih baik.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil Pengujian Tarik
Pengujian tarik dilakukan dengan menggunakan mesin Uji tarik zwick /Roel Z020. Standar yang digunakan ASTM D 3039. Berikut hasil pengujian tarik sesuai dengan fraksi volume serat yang digunakan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengujian Tarik No Bagian tebu Persentase Sampel Pengujian Tarik Rata-rata Serat Tebu Serat Kelapa Resin Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 % % % MPa Mpa Mpa Mpa Pucuk 10 20 70 10,6 10,2 10 10,2 1 20 10 70 6,9 6,6 6,4 6,6 15 15 70 8,5 8,7 8,2 8,4 Tengah 10 20 70 17,4 17,2 17 17,2 2 20 10 70 15,7 15,4 15,4 15,5 15 15 70 16,8 16,3 16,2 16,4 Akar 10 20 70 14,5 14,4 14,1 14,3 3 20 10 70 11,2 10,8 11 11 15 15 70 12,7 12,4 12,3 12,4
Berdasarkan Tabel 1, akan dijadikan grafik hasil pengujian untuk mempermudah titik mana yang paling maksimum dan minimum. Berikut grafik hasil pengujian pada Gambar 5.
Gambar 5. Grafik Hasil  Pengujian Tarik
Berdasarkan  Gambar  5  dapat  dilihat  bahwa  hasil  variasi  dari  masing-masing  spesimen  uji memiliki hasil yang berbeda. Dari hasil uji yang didapatkan perbedaan pada bagian pucuk, bagian tengah, bagian akar tanaman tebu pada bagian pucuk. komposisi serat (tebu 10% : kelapa 20%) dengan hasil rata rata 10,2 Mpa, sedangkan pada komposisi serat (tebu 20% : kelapa 10%) menghasilkan  rata rata 6,6 Mpa dan pada komposisi serat (tebu 15% : kelapa 15%) mengalami kenaikan menjadi 8,4 Mpa sedangkan pada bagian  tengah  dengan  komposisi  serat  (tebu  10%  :  kelapa  20%)  menghasilkan  rata-rata  17,2  Mpa, komposisi serat (tebu 20%  : kelapa 10%) menghasilkan rata rata 15,5 Mpa sedangkan pada komposisi serat (tebu 15% : kelapa15%) mengalami kenaikan menjadi 16,4 Mpa. Pada bagian akar menghasilkan nilai rata rata (tebu 10% : kelapa 20%) 14,3 Mpa, pada komposisi serat (tebu 20% : kelapa 10%) menghasilkan
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 PUCUK BATANG AKAR T10-K20 T20-K10 T15-K15 10,2 6,6 8,4 17,2 15,5 16,4 14,3 11 12,4
rata rata 11 Mpa dan pada komposisi serat (tebu15% : kelapa 15%) menghasilkan nilai rata rata 12,4 Mpa. Artinya komposisi fraksi volume serat pada bagian batang tebu memiliki nilai kekuatan tarik tertingi pada fraksi volume 10% (tebu) : 20% (kelapa) sebesar 17,2 Mpa, sedangkan pada bagian pucuk tebu memiliki penurunan kekuatan tarik dapat dilihat pada fraksi volume 20%(tebu) : 10%(kelapa) dengan nilai uji tarik 6,6 Mpa. Volume serat kelapa dapat mempengaruhi nilai dari hasil kekuatan uji tarik dimana dapat kita lihat bahwa selalu ada penurunan kekuatan tarik baik pada bagian pucuk, pada bagian tengah dan bagian akar. Persentase serat kelapa sebesar dengan peningkatan persentase akan menambah nilai kekuatan Tarik.
.
Gambar 6. Foto Mikro Patahan Hasil Pengujian Tarik
Berdasarkan  foto  mikro  Patahan  hasil  pengujian  tarik  pada  Gambar  6  bahwa  masih  terdapat kotoran yang melekat pada serat kelapa. Hal itu akan mengakibatkan tingkat penyatuan antara serat dan resin belum sempurna. Serat ini akan mengurangi hasil kekuatan Tarik pada saat pengujian.

## 4. SIMPULAN
Dari hasil penelitian komposit hybride berpenguat serat kelapa dan tumbuhan tebu yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai berikut:
Terdapat pengaruh jumlah fraksi volume serat terhadap kekuatan tarik komposit berpenguat serat kelapa dan serat tebu dengan matrik poliester. Dimana jenis fraksi volume Serat Tebu 10% - Serat Kelapa 20%, Serat Tebu 10% - Serat Kelapa 20%, dan Serat Tebu 10% - Serat Kelapa 20% baik pada bagian akar, batang, dan pucuk  masing-masing memiliki nilai sebesar 14,3 Mpa, 17,2 Mpa, dan 10,2 Mpa. Sedangkan kekuatan tarik  komposit  berpenguat  serat  kelapa  dan  serat  tebu  dengan  matrik  poliester.  Dimana  jenis  fraksi volume Serat Tebu 20% - Serat Kelapa 10% - Serat Kelapa 10%, dan Serat Tebu 20% baik di bagian akar, batang, dan pucuk masing-masing memiliki nilai sebesar 11 Mpa, 15,5 Mpa , dan 6,6 Mpa. Nilai tertinggi dengan fraksi volume serat pada bagian batang jenis Serat Tebu 10% - Serat Kelapa 20%  sebesar 17,2Mpa dan  terendah  pada  bagian  pucuk  dengan  fraksi  volume  Serat  Tebu  20%  - Serat  Kelapa  10%  sebesar 6,6Mpa.  Pada  foto  mikro  pada  perendaman  NaOH  5%  selama  2  jam  belum  mampu  membersihkan kotoran atau lapisan yang menempel pada serat kelapa, sedangkan pada serat tebu dengan perendaman 2  jam  sudah  mampu  membersihkan  lapisan  atau  kotoran  pada  serat.  Kotoran  yang  menenpel  akan mempengaruhi ikatan antara serat dan resin.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] . Rahmanto,  M.  H.,  &  Palupi,  A.  E ,  “ Analisa  kekauantantarik  dan  impak  komposit  berpenguat  sert kelapa dan tebu dan perendaman  NaOH dan menggunakan resin polyester ”, Jurnal teknik mesin , Vol.7, No.3, 2019
[2] . Wirawan, W. A., Setyabudi, S. A., & Widodo, T. D., ” Pengaruh Jenis Matrik Terhadap Sifat Tarik pada Natural Fiber Komposit ” . Seminar Nasional Teknologi Terapan MESIn, Vol.3, No. 01, pp. 29-34), 2017 [3] . Nuruddin, M., Santoso, R. A., & Hidayati, R. A , “ Desain Komposisi Bahan Komposit yang       Optimal Berbahan Baku Utama Limbah Ampas Serat Tebu (Baggase) ”, Prosiding Seminar Nasional Teknoka, Vol. 3, pp. M53-M58), 2018.
[4] . Purkuncoro, A. E., Djiwo, S., & Rahardjo, T , “ Pemanfaatan Komposit Hybrid sebagai Produk Panel Pintu  Rumah  Serat  Bulu  Ayam  (Chicken  Feather)  dan  Serat  Ijuk  (Arenga  Pinata)  terhadap  Sifat Mekanik dan sifat Thermal Komposit Hybrid Matrik Polyester ” Prosiding Seminar Nasional Teknik Mesin, 2019.
[5] . Rahmanto,  Mochammad  Heru,  and  Aisyah  Endah  Palupi.  "Analisa  Kekauatan  Tarik  Dan  Impak Komposit Berpenguat Serat Kelapa Dan Tebu Dengan Perendaman Naoh Dan Menggunakan Resin Polyester." Jurnal teknik mesin , Vol.7, No.3, 2019.
[6] . Setyadi,  I.,  Yuliyanto,  Y.,  &  Pranandita,  N. “ Analisis  Pengaruh  Serat  Daun  Nanas  Terhadap  Sifat Mekanik  Pada  Matrik  Polyester  Dengan  Jenis  Daun  Nanas  Smooth  Cayenne ” Seminar  Nasional Inovasi Teknologi Terapan , Vol. 2, No. 01, pp. 433-437,2022.
[7] . Kunarto,  K.,  &  Ernawan,  E ,  “ Serat  Pelepah    Pisang  dan  Eceng  Gondok  Sebagai  Penguat  Komposit Dengan Variasi Arah Serat Terhadap Uji Tarik dan Bending ”, Jurnal Teknik Mesin, Vol. 5, No.2, 2018.
[8] . Yuliyanto  dan  Masdani, “Analisis  Pengaruh  Orientasi  Serat  Terhadap  Kekuatan  Impak  Dan  Model Patahan Komposit Polyester Berpenguat Serat Gaharu” Machi , e : Jurnal Teknik Mesin, Vol.4 No.2, pp. 15-20, 2018.
[9].  Deni, Yuliyanto, Juanda ,” Analisis Pengaruh Serat Pohon Pisang Terhadap Sifat Mekanik Dan Topografi Pada Matriks Polyester Dengan 8 Jenis Pisang, Seminar nasional Inovasi Teknologi Terapan, pp. 127- 130, 2021.
[10]. Dedhe J. P. S., Yuliyanto, Masdani,” Pengaruh Serat Karbon Terhadap Sifat Mekanik Dan Topografi Pada Komposit Bermatriks Polyester BQQTN 157”, Jurnal Syntax Admiration, Vol.2 No.7, pp 1219 - 1236, 2021.