## Rancang Bangun Alat Kempa Panas Dingin Berbasis PLC Untuk Pengolahan Sabut Kelapa Menjadi Parket Sebagai Upaya Peningkatan Nilai Ekonomis Limbah Sabut Kelapa
Ivan Sujana (1) , Yopa Eka Prawatya (2) , Retno Budi Lestari (3)
(1,2) Program Studi Teknik Industri, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik,
(3) Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Tanjungpura
e-mail: ivan_sujana30@yahoo.com
Abstract – This  research  aimed  to  design  and  construct PLC based press machine to produce parquet from coco fiber  in  accordance  with  the  Indonesian  National Standard (SNI 01-4449-2006). Researchers conducted a factorial  experiment  on  the  composition  of  the  material forming the parquet to have been a factor in the study of high density < 0.84 g/cm3 and medium density factor is 0.40g/cm3  to  0.84  g/cm3.  Next  step  is  designing  the construction  and  workings  of  PLC  based  parquet  press machine,  mold  the  parquet  and  conduct  testing  molded parquet products based on the guidelines of the National Standards Agency (BSN) on standard fiber board is SNI 01-4449-2006  .  Based  on  the  test  results  of  density, parquet generated by the composition of 50% coco fiber with 50% adhesive and filler classified as High Density Fiberboard  and  parquet  with  composition  of  65%  coco fiber with a 35% mixture of adhesive and filler classified as Medium density Fiberboard. Based on tests of water absorption  and  water  content,  parquet  with  a composition  of  35%  coco  fiber  with  65%  adhesive  and filler  or  parquet  with  composition  of  50  %  coco  fiber with 50 % adhesive and filler has been able to meet the requirement  .  Based  on  the  thick  expansion  test  ,  only parquet  with  code  C3-IK6  and  C3-IK9  qualified  to  the category  of  medium  density  fiberboard.  Based  on  the tensile  test  perpendicular  surface  firmness,  parquet printout for the composition 35 % coco fiber with 65 % adhesive  and  filler,  and  the  composition  of  50%  coco fiber  with  50%  adhesive  and  filler  has  a  surface perpendicular firmness pull more than 1.5 kgf/cm2 thus meeting  the  requirements.  Based  on  the  constancy  test flexural  fracture  (MOR)  and  modulus  of  elasticity firmness  (MOE),  test  of  parquet  in  this  research  meet the  requirements  of  SNI  No.  01-4449-2006  to  the category of medium density fiberboard Type 15.
Keywords – Parquet, coco fiber, design, fiber board

## 1. Pendahuluan
Kelapa  hibrida  di  Kalimantan  Barat  berdasar  data Badan  Pusat  Statistik  memiliki  luas  tanam  8.277  Ha dengan hasil 4.521 Ton. Sayangnya kelimpahan sumber daya  alam  yang  ada  dari  kelapa  hibrida  tersebut  belum dapat  menghasilkan  nilai  tambah  yang  tinggi  dan  juga manfaat  besar  bagi  masyarakat,  khususnya  petani kelapa.  Sebagian  besar  kelapa  yang  dihasilkan  hanya
diolah  sebagai  kopra  dan  limbah  sabut  kelapanya digunakan  sebagai  bahan  bakar  untuk  memasak  atau hanya  sebagai  limbah  yang  tidak  dimanfaatkan  oleh masyarakat,  hal  ini  dikarenakan  harga  jual  sabut  kelapa cukup  rendah.  Berdasarkan  survei  yang  dilakukan  tim peneliti,  harga  sabut  kelapa  di  daerah  Punggur Kabupaten  Kubu  Raya  hanya  dijual  dengan  harga  Rp. 12.000,-/bak mobil pick up (± 1,5 m 3 ).
Pengolahan  sabut  kelapa  menjadi  parket  (parquet) merupakan pengembangan dari pengolahan sabut kelapa menjadi  papan  partikel,  dengan  pertimbangan  bahwa parket  memiliki  nilai  jual  yang  lebih  baik  dibanding papan  partikel.  Parket  umumnya  digunakan  sebagai desain  interior  rumah mewah,  apartemen,    restoran, diskotik  dan  interior  ruangan  lain  dengan  fungsinya membuat ruangan lebih hangat dan simbol kemewahan.
Penggunaan alat kempa panas dingin berbasis PLC dalam  pengolahan  sabut  kelapa  menjadi  parket  ini bertujuan  untuk  mempermudah  proses  pengolahan dengan  mengutamakan  proses  yang  cepat  dan  efisien serta  produk  yang  berkualitas  baik  secara  mekanik maupun  fisik.  Penggunaan  alat  yang  mudah  juga  dapat meningkatkan  minat  masyarakat  untuk  lebih  produktif sehingga diharapkan dapat meningkatkan nilai ekonomis sabut kelapa.

## 2. Teori Dasar
Stark and Rowlands (2003) mengungkapkan bahwa komposit  yang  diperkuat  serat  tanaman,  sifat-sifat mekanisnya akan meningkat secara linear seiring dengan pertambahan  persen  berat  serat,  karakteristik mekanik yang  meningkat  adalah  kekuatan  tarik,  kekuatan bending, serta kekuatan impak.
Menurut Biswas, dkk. (2001), beberapa karakteristik  yang  juga  merupakan  kelebihan  dari komposit yang diperkuat serat alam yaitu :
1. Dapat dicat, dipoles, maupun dilaminasi
2. Tahan terhadap penyerapan air
3. Murah  karena  bahan  baku  seratnya  banyak  tersedia di  alam  dan  proses  pembuatannya  relatif  muda  dan sederhana
4. Kuat dan kaku
5. Ramah  lingkungan,  karena  materialnya  merupakan bahan  organik  dan  bisa  didaur  ulang  secara  alami oleh lingkungan
Memiliki kemampuan dan diproses dengan baik.
Menurut  Grimwood  (1975)  diacu  dalam  Tyas (2000),  terdapat  tiga  jenis  serat  yang  dihasilkan  dari sabut kelapa, yaitu:
1. Mat/yarn  fibre adalah  bahan  yang  memiliki  serat yang  panjang  dan  halus,  cocok  untuk  pembuatan tikar dan tali.
2. Bristle/fibre adalah  bahan  yang  memiliki  serat  yang kasar  yang  sering  dimanfaatkan  untuk  pembuatan sapu dan sikat.
3. Mattres adalah  bahan  yang  memiliki  serat  pendek dan dimanfaatkan sebagai bahan untuk pengisi kasur.
Sabut  kelapa  memiliki  beberapa  sifat  yaitu  tahan lama,  kuat  terhadap  gesekan  dan  tidak  mudah  patah, tahan  terhadap  air  (tidak  mudah  membusuk),  tahan terhadap jamur dan hama (Ulfa, 2006).
Menurut Achmad (1973) papan serat adalah papan tiruan  yang  dibuat  dari  serat  kayu  atau  bahan berlignoselulosa  lainnya  dimana  bahan  pengikatnya berasal dari bahan baku yang bersangkutan.  Bahan lain dapat ditambahkan untuk  memberikan sifat-sifat khusus seperti  kekuatan,    ketahanan  terhadap  kelembaban,  api, serangan jamur dan serangga.
Alat  kempa  panas  dingin  berbasis  PLC  untuk pengolahan sabut kelapa menjadi parket yang dirancang dan  dibangun  melalui  langkah-langkah  seperti  pada gambar 1 berikut :

## 3. Hasil

## 3.1. Material Parket Sabut Kelapa
Pada bahan serat sabut kelapa dilakukan pemotongan  serat  dengan  ukuran  ±  1cm  sebelum dicampurkan  dengan  filler  dan  perekat  untuk  kemudian dipress.
Faktor  komposisi  antara  serat  sabut kelapa,  filler dan perekat yang digunakan pada penelitian ini adalah :
1. 65%  berat  partikel  sabut  kelapa  dengan  campuran perekat dan pengisi 35%
2. 50%  berat  partikel  sabut  kelapa  dengan  campuran perekat dan pengisi 50%
3. 35%  berat  partikel  sabut  kelapa  dengan  campuran perekat dan pengisi 65%
Faktor  kerapatan  parket  pada  penelitian  ini berdasarkan pada teori Maloney yang menyatakan papan serat terdiri dari 3 golongan yaitu :
1. Kerapatan rendah < 0,40 g/cm 3 (IK 04)
2. Kerapatan sedang 0,40 – 0,84 g/cm 3 (IK 06)
3. Kerapatan tinggi > 0,84 g/cm 3 (IK 09)

## 3.2. Mesin Kempa Panas/Dingin Berbasis PLC
Mesin kempa dirancang untuk mempercepat proses pencetakan  parket  secara  otomatis  dan  menghasilkan produk  yang  memiliki  kualitas  sama  pada  setiap pencetakan  baik  dari  segi  kerapatan,  daya serap  air, kadar air dan kekuatan.  Sehingga diperlukan  komponen untuk mendukung proses tersebut yaitu :
1. Silinder  Pneumatik  berfungsi  sebagai  penggerak penampang  cetakan  pres  parket  yang  terhubung dengan kompresor dan rangkaian PLC.
2. Elemen  pemanas  berfungsi  sebagai  pemanas  bagian cetakan  parket  yang  terhubung  dengan  rangkaian kelistrikan dan PLC.
3. PLC  berfungsi  sebagai  pengatur  waktu  pengepresan dan suhu pengepresan.
4. Kompresor  berfungsi  sebagai  penggerak  silinder pneumatik.
Pengaturan  lamanya  waktu  pengepresan  dan besarnya  temperatur  pemanas  mesin  kempa  saat melakukan pencetakan yaitu 5 menit waktu pengepresan dan dengan temperatur 80 0 C, hal ini disesuaikan dengan kondisi  optimal  yang  telah  diperoleh  melalui  beberapa kali percobaan pengempaan parket.
Proses mekanisme  kerja  alat  kempa  berbasis  PLC dalam  penelitian  ini  dirancang  sesuai  dengan  tahapan logika  proses  pencetakan  parket  yang  akan  dilakukan yaitu sebagai berikut :
1. Saat  tombol  ON  dihidupkan,  maka  PLC  akan menghidupkan  aliran  listrik  ke  elemen  pemanas untuk  melakukan  proses  pemanasan  pada  mat pencetak parket.
2. Kontrol  temperatur  pada  mat  pencetak  parket  akan memberikan  informasi  perubahan  suhu  pada  PLC. Batas  temperatur  pada  mat  pencetak  parket  yang diinginkan adalah 80 0 C.
Konstr uksi dan Cara Kerja Alat Kempa Mulai Studi Literatur Perencanaan Kualitas Parket serta Persiapan Bahan dan Peralatan Pembuatan Konstruksi Alat Kempa Berbasis PLC
Pengujian Alat Kempa Berbasis PLC Pengujian Parket Hasil Pencetakan Analisis Hasil
Kesimpulan Selesai
3. Setelah  temperatur  pada  mat  pencetak  parket mencapai  80 0 C,  maka  PLC  akan  mengalirkan  arus listrik  ke  Solenoid  sehingga  katup  inlet  tekanan udara  akan  terbuka  dan  mengalirkan  tekanan  udara ke Silinder Pneumatik.
4. Setelah  mendapat  aliran  tekanan  udara,  maka  piston Silinder Pneumatik akan bekerja dan menekan turun penampang mat cetakan parket. Pada saat penampang  mat  cetakan  parket  turun,  mat  cetakan akan  menyentuh  Limit  Switch  yang  kemudian  akan memberikan informasi ke PLC untuk menghidupkan Timer,  sehingga  akan  mengatur  lama  waktu penekanan cetakan parket sesuai dengan yang sudah diprogramkan.
5. Setelah  lama  waktu  pengepresan  telah  tercapai  (5 menit),  maka  PLC  kemudian  akan  memutuskan aliran  listrik  ke  Solenoid  dan  katup  outlet  tekanan udara  akan  terbuka  dan  membuang  tekanan  udara yang  terdapat  pada  Silinder  Pneumatik  sehingga piston  Silinder  Pneumatik  akan  tertarik  ke  atas  dan penampang mat cetakan parket akan terbuka (naik).
6. Siklus untuk proses pengepresan parket tersebut akan terus berulang dari langkah 1 sampai dengan langkah 6 dan diprogramkan ke dalam PLC.
Gambar 2. Mesin Kempa Parket Berbasis PLC
3.3. Pengujian Sifat Fisik Parket
1. Uji Kerapatan
Tabel 1. Hasil Pengujian Kerapatan
Berdasarkan tabel 1, menunjukkan bahwa kerapatan  yang  dihasilkan  dari  pembuatan  parket berbahan  baku  sabut  kelapa  dengan  perekat urea formaldehyde secara keseluruhan memenuhi persyaratan SNI  Nomor  01-4449-2006  yaitu  antara  0,40  g/cm3  s/d 0,84  g/cm3  dengan kategori  PSKS  dan  >  0,84  g/cm3 dengan kategori PSKT.

## 2. Uji Penyerapan Air
Tabel 2.Data Hasil Pengujian Penyerapan Air
Berdasarkan  Tabel  2,  diketahui  bahwa  kandungan perekat  berpengaruh  terhadap  tingkat  penyerapan  air dari  parket,  semakin  tinggi  perekat  yang  digunakan maka  air  yang  diserap  semakin  sedikit.  Parket  dengan kandungan perekat yang lebih rendah akan menyerap air lebih banyak daripada parket dengan persentase perekat yang lebih banyak.
3. Kadar Air
Tabel 3. Data Hasil Pengujian Kadar Air
Hasil  pengujian  menunjukkan  pengaruh  perekat dengan  kadar  air,  kadar  air  terendah  diperoleh  pada perbandingan  35%  rajangan  sabut  kelapa  dengan  65% filler dan perekat.
Ditinjau  berdasarkan  SNI  No.  01-4449-2006  yang menetapkan kadar air maksimal pada papan serat adalah 13%.  Hasil  dari  pencetakan  parket  berbahan  baku rajangan  sabut  kelapa  didapatkan  bahwa  seluruh perlakuan  pada  kerapatan  0,6  g/cm3  dan  0,9  g/cm3 kadar  airnya  dibawah  13%  sehingga  memenuhi persyaratan kadar air.
4. Pengembangan Tebal
Tabel 4. Data Hasil Pengujian Pengembangan Tebal
Berdasarkan  Tabel  4,  diketahui  bahwa  kandungan perekat berpengaruh pada ketahanan terhadap pengembangan tebal, semakin tinggi kandungan perekat maka semakin kecil pengembangan tebal dari parket.
5. Pengujian Keteguhan Tarik Tegak Lurus Permukaan.
Tabel 5. Data Hasil Pengujian Tarik Tegak Lurus Permukaan
Berdasarakan  Tabel  5  menunjukkan  bahwa semakin  tinggi  perekat  dan  kerapatan  parket  maka semakin  tinggi  kekuatan  keteguhan  tarik  tegak  lurus permukaan parket yang dihasilkan.
Berdasarkan SNI Nomor 01-4449-2006 yaitu keteguhan tarik  tegak  lurus  permukaan  dipersyaratkan  lebih  dari 1,5 kgf/cm2  sehingga  seluruh perlakuan pada kerapatan 0,6 g/cm2 dan 0,9 g/cm2 memenuhi persyaratan.
6. Pengujian  Keteguhan  Modulus  Elastisitas  (MOE) Parket.
Tabel 6. Data Hasil Pengujian MOE
Modulus  elastisitas  bedasarkan  SNI  Nomor  01- 4449-2006  dipersyaratkan  minimum  20.400  kgf/cm2 sehingga  keseluruhan  komposisi  dengan  kerapatan  0,6 g/cm2 dan 0,9 g/cm2 memenuhi persyaratan. Pembagian kriterianya  untuk  kode  C1-IK6  sesuai  dengan  papan serat biasa dan papan serat dekoratif tipe 8, C2-IK6 dan C3-IK6 sesuai dengan tipe 13 dan C1-IK9 sesuai dengan tipe  28,  sedangkan  untuk  C2-IK9  dan  C3-IK9  sesuai dengan persyaratan papan serat biasa struktural.
7. Pengujian Keteguhan Lentur Patah (MOR) Parket.

## Tabel 7. Data Hasil Pengujian MOR
Berdasarkan hasil pengujian menunjukkan hubungan antara jumlah perekat dan kerapatan terhadap
keteguhan  lentur  parket  dimana  C3-IK9  memiliki keteguhan modulus lentur mencapai 247,06 kgf.
Produk  parket  sabut  kelapa  dari  hasil  pengujian jika  dibandingkan  dengan  persyaratan  dari  SNI  Nomor 01-4449-2006  diperoleh  bahwa  produk  parket  dengan kode  C1-IK6,  C2-IK6  dan  C3-IK6  termasuk  dalam golongan Papan Serat Kerapatan Sedang (PSKS) Tipe 5, karena  memiliki  keteguhan  lentur  patah ≥  51  kgf/cm2 dan ≤  152  kgf/cm2,  sedangkan  produk  parket  dengan kode  C1-IK9,  C2-IK9  dan  C3-IK9  termasuk  dalam golongan  Papan  Serat  Kerapatan  Sedang  (PSKS)  Tipe 15  karena  memiliki  keteguhan  lentur  patah ≥  153 kgf/cm 2 dan ≤ 254 kgf/cm 2 .

## 4. Kesimpulan
Kesimpulan  yang  dapat  diberikan  dari  hasil penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Ukuran serat sabut kelapa yang tidak terlalu panjang (±  1  cm)  mempermudah  proses  pemasukan  bahan pada  pencetak  dan  dapat  menghasilkan kerapatan parket yang lebih optimal.
b. Berdasarkan  hasil  penelitian  ini,  parket  yang dihasilkan dengan komposisi 50% serat sabut kelapa dengan  50%  perekat  dan  filler  tergolong  dalam Papan  Serat  Kerapatan  Tinggi  (PSKT)  dengan kerapatan  0,84  g/cm 3 dan  parket  dengan  komposisi 65%  serat    sabut  kelapa  dengan  35%  campuran perekat  dan  filler  tergolong  dalam  Papan  Serat Kerapatan  Sedang  (PSKS)  dengan  kerapatan  0,40
g/cm 3 s/d 0,84 g/cm 3 .
c. Berdasarkan  uji  daya  serap  air  dan  kadar  air,  baik parket  dengan  komposisi  35%  serat  sabut  kelapa dengan  65%  perekat  dan  filler  maupun  parket dengan  komposisi  50%  serat  sabut  kelapa  dengan 50%  perekat  dan  filler  sudah  dapat  memenuhi  SNI No. 01-4449-2006.
d. Berdasarkan  uji  pengembangan  tebal,  hanya  hasil cetakan  parket  dengan kode  C3-IK6  dan  C3-IK9 yang  memenuhi  syarat  untuk  kategori  papan  serat kerapatan  sedang  (PSKS),  artinya  semakin  tinggi kandungan perekat maka semakin kecil pengembangan tebal dari parket.
e. Berdasarkan  uji  keteguhan  tarik  tegak  lurus permukaan,  hasil  cetakan  parket  untuk  komposisi 35%  serat  sabut  kelapa  dengan  65%  perekat  dan filler, dan komposisi 50% serat sabut kelapa dengan 50%  perekat  dan  filler  memiliki  keteguhan  tarik tegak  lurus  permukaan  lebih  dari  1,5  kgf/cm2 sehingga  memenuhi  persyaratan  SNI  Nomor 01- 4449-2006.
f. Berdasarkan  uji  keteguhan  lentur  patah  (MOR) keteguhan  modulus  elastisitas  (MOE),  hasil  cetakan parket uji dalam penelitian ini memenuhi persyaratan SNI  Nomor  01-4449-2006  untuk  kategori  papan serat kerapatan sedang (PSKS) Tipe 15.
Gambar 3. Proses Pengujian Parket

## Referensi
[1]. Achmadi, SS.  1973.  Industri Papan Serat, Prospek dan Masalahnya. LPHH. Laporan No.7.  Bogor.
[2]. Biswas, S., Srikanth, G. and Nangia, N.,
(2001). Develpoment of  Natural  Fibre  Composites  in India,  2001  Convention  and  Trade  Show.  Florida  USA: Composites Fabricators Association.
[3]. Maloney,  TM,  (1993),  Modern  Particel  Board  and  Dry- Process  Fiberboard  Manufacturing,  Edisi  Revisi,  USA  : Miller Freeman Inc. San Fransisco
[4]. Stark, N.M. and R.E. Rowlands.  2003. Effects of Wood Fiber  Characteristics  on  Mechanical  Properties  of Wood/Polypropylene  Composites.    Wood  and  Fiber Science. 35(2): 167-174.
[5]. Tyas,  S.I.S.,  2000. Studi  Netralisasi  Limbah  Serbuk Sabut  Kelapa  (Cocopeat) Sebagai  Media  Tanam. Skripsi.  Fakultas  Teknologi  Pertanian,  Institut  Pertanian Bogor. Bogor.
[6]. SNI  01-4449-2006.  2006. Fibre  Board, Badan Standarisasi Nasional.
[7]. Ulfa,  Maria.  Khoiri,  Miftahul.  Permata,  Erlanda.  2007. Rekayasa  Sabut  Kelapa  Sebagai  Papan Partikel Peredam  Panas  Pada  Interior  Perumahan.  Program Kreatifitas  Mahasiswa.  Malang:  Fakultas  Teknik Universitas Negeri Malang.

## Biography.
Ivan Sujana, lahir  di  Singkawang,  30  Desember  1970. Tahun 1995 dia  memperoleh  gelar Sarjana Teknik (ST) dari  Universitas  Jenderal  Achmad  Yani  dengan  bidang keahlian  Teknik  dan  Manajemen  Industri.  Kemudian gelar  Magister  Teknik  (MT)  Teknik  dan  Manajemen Industri  di  peroleh  dari  Institut  Teknologi  Bandung (ITB) pada tahun 2004. Sejak tahun 1999 sampai dengan sekarang dia merupakan dosen tetap pada Program Studi Teknik  Industri  di  Fakultas  Teknik  Universitas Tanjungpura
Yopa  Eka  Prawatya, lahir  di  Yogyakarta,  8  April  1985. Tahun 2007 dia  memperoleh  gelar Sarjana Teknik (ST) dari  IST  Akprind  dengan  bidang  keahlian  Teknik Industri. Kemudian gelar Master of Engineering (MEng) Jurusan Teknik Mesin di peroleh dari Universitas Gajah Mada  (UGM)  pada  tahun  2010.  Sejak  tahun  2010 sampai  dengan  sekarang  dia  merupakan  dosen  tetap pada  Program  Studi  Teknik  Industri  di  Fakultas  Teknik Universitas Tanjungpura.
Retno Budi Lestari, lahir di Jombang 21 Maret 1966. Tahun 1990  dia  memperoleh  gelar  Insinyur  di  bidang  peternakan dari  Universitas  Brawijaya.  Kemudian  gelar  MSc  diperoleh dari Universitas Gadjah Mada (UGM) pada bidang Ilmu dan Teknologi  Pangan.  Sejak  tahun  1993  menjadi  dosen  tetap pada  Program  Studi  Agroteknologi  di  Fakultas  Pertanian Universitas Tanjungpura.