Yuliana, dkk./ ROTASI, Vol. 23  No. 1  (Januari  2021) Hal. 1-5
Pengaruh Rasio Cangkang Kerang Darah ( Anadara granosa ) dan Serat Alam Terhadap Kekuatan Bending Komposit
Srifatun Yuliana 1, *, Arum Vania Utami 2 , Akida Mulyaningtyas 3
1 Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta Alamat resmi Jl. A. Yani, Mendungan, Pabelan, Kec. Kartasura, Kabupaten Sukoharjo, Jawa Tengah 57162
2 Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta Alamat resmi Jl. A. Yani, Mendungan, Pabelan, Kec. Kartasura, Kabupaten Sukoharjo, Jawa Tengah 57162
3 Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani, Mendungan, Pabelan, Kec. Kartasura, Kabupaten Sukoharjo, Jawa Tengah 57162
*E-mail: d500160052@student.ums.ac.id

## Abstract
Particle board composites that uses fiber as alternative to meet the needs of wood which is significant increase  while  forest  resources  can  not  meet  it.  The  manufacture  of  fiber  boards  experienced instability  in  several  quarters  of  2015,  in  the  first  quarter  82,30  thousand  m 3 of  fiber  boards  were produced and continued to experience a significant increase per year.  In addition, increasing amount of waste palm fiber and coconut fiber also causes problems for the environment. This research aims to determine  the  effect  of  ratio  of  blood  shells  (Anadara  granosa)  and  natural  fibers  to  the  bending strength of the composite. In this research used hand lay up method or manual printing by pressing the mold  according  to  free  variable  i.e.  fiber  type  with  volume  fraction  0:30,  20:10,  15:15,  and  10:20 (%v).  Obtained  a  composite  with  coconut  fiber  has  the  greatest  average  bending  strength  when  the volume  fraction  ratio  of  blood  shells  and  coconut  fiber  0:30  is  equal  to  39,57  MPa,  while  the composite  with  palm  fiber  has  the  greatest  average  bending  strength  when  the  fraction  ratio  10:20 volume of 39,57 MPa.
Keywords: blood shells (Anadara granosa), bending strength, palm fiber, coconut fiber

## Abstrak
Komposit  papan  partikel  dengan  menggunakan  serat  merupakan  salah  satu  alernatif  pemenuhan kebutuhan  kayu  yang  mengalami  kenaikan  signifikan  sedangkan  hutan  tidak  dapat  memenuhinya. Pembuatan papan serat mengalami ketakstabilan di beberapa triwulan tahun 2015 yaitu pada triwulan I diproduksi  papan  serat  sebanyak  82,30  ribu  m³  dan  terus  mengalami  peningkatan  yang  signifikan setiap  tahunnya.  Selain  itu  jumlah  limbah  serat  aren  dan  sabut  kelapa  yang  meningkat  juga menimbulkan  permasalah  bagi  lingkungan.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh rasio cangkang kerang darah ( Anadara granosa ) dan serat alam terhadap kekuatan bending komposit. Dalam penelitian menggunakan metode hand lay up atau cetak manual dengan menekan cetakan sesuai variasi  cangkang  kerang  darah  dan  serat  pada  komposit  yaitu  0:30,  20:10,  15:15,  dan  10:20  (%  v). Diperoleh  komposit  dengan  sabut  kelapa  memiliki  kekuatan bending rata-rata  paling  besar  pada  saat rasio fraksi volume cangkang kerang darah dan serat kelapa 0:30 yaitu sebesar 39,57 MPa, sedangkan komposit dengan serat aren kekuatan bending rata-rata paling besar pada saat rasio fraksi volume 10:20 sebesar 39,57 MPa.
Kata kunci: cangkang kerang darah ( Anadara granosa ), kuat bending , serat aren, sabut kelapa

## 1. Pendahuluan
Perkembangan  bahan  komposit  semakin  maju  dengan  pesat.  Hal  ini  disebabkan  oleh  meningkatnya  kebutuhan material  komposit  di  berbagai  bidang.  Telah  banyak  dilakukan  penelitian  untuk  meningkatkan  kualitas  komposit diantaranya  adalah  meningkatkan  sifat  mekaniknya  dengan  memanfaatkan  serat  alam  sebagai  penguat  komposit. Komposit  serat  alam  saat  ini  semakin  berkembang  dan  dapat  bersaing  dengan  komposit  matrik  logam.  Bahan  baku komposit dengan menggunakan serat alam mempunyai ciri khusus yaitu ringan. Oleh karena itu, nantinya bahan logam akan tergantikan oleh bahan komposit serat alam. Di Indonesia terutama di daerah Jawa Tengah terdapat banyak sekali serat  alam  yang  dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan  komposit.  Dalam  penelitian  ini  serat  alam  yang  digunakan  adalah serat aren dan serat sabut kelapa.
Dari hasil wawancara kepada Kepala Urusan Kesejahteraan Rakyat (Kaurkesra) Desa Daleman limbah aren dari sisa produksi mi di Klaten pada 2011, limbah yang dihasilkan dari proses pengolahan batang pohon aren sebagai bahan baku mi  itu  mencapai  20-50  ton/hari.  Limbah  serat  ini  hanya  dibiarkan  hingga  membusuk  atau  dibakar  setelah  mengering,
Yuliana, dkk./ ROTASI, Vol. 23  No. 1  (Januari  2021) Hal. 1-5
sehingga  menjadi  masalah  di  lingkungan.  Serat  aren  mempunyai  beberapa  kelebihan  diantaranya  awet,  tidak  mudah terurai, tahan terhadap asam dan air laut, mencegah penembusan rayap tanah [1].
Menurut The  Asian  and  Pacific  Coconut  Community (APCC) 2019,  Indonesia  adalah  satu  negara  yang  menjadi penghasil  kelapa  terbesar  di  dunia  dengan  jumlah  penghasilan  kelapa  kurang  lebih  252,2  miliar  dalam  setahun [2]. Sabut kelapa adalah hasil samping buah kelapa yaitu sekitar 35 persen dari bobot buah kelapa . Pengolahan sabut limbah kelapa belum dilakukan secara optimal oleh petani tradisional di bidang perkebunan kelapa, hanya beberapa masyarakat memanfaatkan  sabut  kelapa  sebagai  keset  dan  sapu  [3]. Sabut  kelapa  mempunyai  beberapa  keunggulan  diantaranya tidak mudah patah, tahan terhadap air, tidak mudah membusuk, memiliki tingkat kelenturan yang tinggi [4].
Selain  serat  alam,  limbah  cangkang  kerang  darah  yang  banyak  terdapat  di  tepi  pantai  dapat  dimanfaatkan  sebagai bahan  pengisi  pada  komposit.  Produksi  kerang  darah  ( Anadara  granosa ) tahun  2012  di Indonesia  menurut  Direktorat Jendral Perikanan Tangkap Indonesia 2013 yaitu 48.994 ton dengan limbah cangkang yang dihasilkan berkisar 37.672 ton-36.599  ton  dan  setiap  tahun  mengalami  peningkatan  [5].  Limbah  cangkang  kerang  belum  banyak  dimanfaatkan hanya diolah sebagai pernak pernik, dan sebagai campuran pakan ternak. Oleh sebab itu, presentase  limbah cangkang kerang darah semakin lama semakin banyak dan mengganggu. Cangkang kerang darah umumnya memiliki sifat lebih keras daripada  matriks itu sendiri. Sehingga, pada penelitian ini  menggunakan  komposit berpengisi partikel cangkang kerang darah yang diharapkan dapat meningkatkan kekuatan uji bending komposit. Alasan dari pemilihan cangkang ini yaitu  sifat  cangkangnya  relatif  keras  dan  kuat,  cangkang  kerang  darah  mengandung  Kalsium  Oksida  66,70%  dan Magnesium Oksida 22,28% cocok untuk meningkatkan sifat mekanik komposit [6].
Penelitian  pembuatan  komposit  telah  dilakukan  oleh  beberapa  peneliti  di  antaranya  yaitu  komposit  papan  semen- gipsum  dengan  menggunakan  serat  enceng  gondok  diperoleh  kekuatan  tekan  14,89  kg/cm 2 –  24,99  kg/cm 2 pada komposisi  massa  serat  dan  gipsum  tetap  30%  sedangkan  tanpa  serat  14,89  kg/cm 2 [7].  Pada  Penelitian  Mei menggunakan kulit kerang sebagai pengisi pada polypropilen. Komposit cangkang kerang terbaik diperoleh keteguhan patah  40,94  MPa  pada  komposisi  30%  [8].  Komposit  menggunakan  serat hybrid kapas/gelas  menghasilkan  kekuatan bending lebih tinggi dibandingkan menggunakan kayu mahoni [9]. Komposit menggunakan serat aren diperoleh energi terserap dan kekuatan impak maksimum pada fraksi volume 40% sebesar 10,15 J dan kekuatan impaknya 0,321 J/mm 2 [10]. Komposit berpenguat serat ijuk dengan matrik epoxy dan panjang serat 90 mm menghasilkan tegangan tarik rata- rata  tertinggi  36,37  MPa  [11] . Kekuatan  tarik  menggunakan  serat  aren  276,6  MPa  [12].  Selain  itu  komposit menggunakan serat aren dapat tahan lama, tahan terhadap air laut jika digunakan untuk kapal [13].
Beberapa  penelitian  menggunakan  sabut  kelapa  yaitu  komposit  polyester  menghasilkan  nilai  optimal  dengan  nilai 3912.307994  MPa  pada  fraksi  volume  40%  serat  dan  60%  resin  [14].  Komposit  dengan  fraksi  berat  15%  diperoleh tagangan  bending  sebesar  56.362  MPa  [15].  Kekuatan  impak  paling  besar  komposit  sabut  kelapa  terdapat  pada komposisi  15%  [16].  Selain  itu  cangkang  dan  serat  perlu  dibersihkan  dan  dihilangkan  komponen  yang  dapat mengganggu kekuatan bending komposit dengan cara proses perlakuan kimia, yaitu alkalisasi atau perendaman bahan pada larutan alkali berupa natrium hidroksida (NaOH) [17].
Dengan memanfaatkan bahan-bahan tersebut maka kita mengurangi limbah yang berada di lingkungan, menghemat biaya  operasional  dan  mendapatkan  nilai  tambah.Selain  itu  dengan  mengkombinasi  serat  dan  cangkang  kerang  darah diharapkan dapat meningkatkan kekuatan bending komposit dan dapat diaplikasikan di dunia otomotif maupun kapal.

## 2. Material dan Metode Penelitian
Material  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  terbagi  menjadi  dua,  yaitu  bahan  dan  peralatan.  Bahan-bahan  yang digunakan adalah sabut kelapa, serat aren, cangkang kerang darah (Anadara granosa), resin polyester, katalis MEKPO, NaOH, aquades dan margarin. Sedangkan peralatannya menggunakan ayakan 200 mesh, botol timbang, cawan porselin, cetakan spesimen uji bending dengan ukuran 10 x 2 cm dan 5 x 0,5 cm, ember, gelas ukur, gelas beker, gerinda, grinder, kaca  arloji,  kuas,  mesin  uji  bending  ASTM  D-790,  neraca  digital,  oven,  pengaduk  kaca,  pipet  ukur,  plastik  laundry, gelas platik dan penjepit kertas.
Dalam penelitian ini menggunakan bahan serat alam yaitu serat aren dan sabut kelapa. Dimana serat aren diperoleh dari limbah pengolahan mi soun di Klaten sedangkan sabut kelapa diperoleh dari Pasar Legi Surakarta serta cangkang kerang darah diperoleh dari pantai utara di daerah Kendal.
Yuliana, dkk./ ROTASI, Vol. 23  No. 1  (Januari  2021) Hal. 1-5
Berikut ini merupakan diagram alir proses pembuatan komposit
Serat dan cangkang kerang direndam dalam larutan
NaOH 5% selama 2 jam
Bilas serat dan cangkang kerang dengan aquades, lalu dijemur selama 24 jam
Serat dan cangkang kerang ditimbang dengan neraca analitik dengan komposisi masing-masing 10:20; 15:15; 20:10 dan 0:30
Siapkan cetakan sampel, kemudian lapisi dengan plastik dan diolesi margarin
Resin poliester dimasukkan ke dalam gelas plastik sebanyak 20ml. Ditambahkan katalis MEKPO sebanyak 1% volume resin
Campuran resin dan katalis dituang ke dalam cetakan, kemudian ditambahkan serat dan cangkang kerang sesuai komposisi lalu dituang kembali resin dan katalis sebagai penutup
Lalu ditekan dengan penjepit kertas supaya padat
Spesimen dimasukkan ke dalam oven selama 1 jam kemudian dilepaskan dari cetakan dan diamkan selama 24 jam
Spesimen dirapikan agar hasilnya rata dengan menggunakan gerinda
Spesimen di uji dengan mesin uji bending ASTM D-790
Serat dipotong kecil-kecil dengan panjang maksimal 1 cm. Sedangkan cangkang kerang di haluskan dengan grinder, lalu diayak dengan ayakan 200 mesh
Gambar  1. Diagram Alir Proses Pembuatan Komposit Berpenguat Serat Alam

## 3. Hasil dan Pembahasan
Komposit  serat  kelapa  menghasilkan  warna  yang  lebih  terang  daripada  serat  aren.  Hal  ini  dipengaruhi  oleh  warna asli serat, dimana untuk serat aren berwarna coklat kehitaman. Di dalam komposit ini partikel cangkang kerang hampir tidak terlihat, karena partikelnya tertutup oleh serat dan sebagian berikatan dengan resin menutup rongga-rongga. Pada penelitian  ini  spesimen  komposit  pengujian  bending  yang  telah  dilakukan  diperoleh  data  yang  ditunjukkan  pada Gambar 2. berikut.
Gambar 2. Grafik hubungan kuat bending terhadap fraksi volum cangkang kerang dan serat
Berdasarkan Gambar 2. dapat diketahui bahwa kekuatan bending rata-rata komposit dengan sabut kelapa dan serat aren pada fraksi volume 0:30 yaitu 39,57 MPa dan 21,20 MPa, pada fraksi volume 10:20 sebesar 29,19 MPa dan 30,81 MPa, fraksi volume 15:15 sebesar 24,04 MPa dan 14,46 MPa, serta pada fraksi volume 20:10 sebesar 23,63 dan 23,95 MPa.  Komposit  dengan  sabut  kelapa  memiliki  kekuatan  bending  rata-rata  dengan  sabut  kelapa  memiliki  kekuatan bending rata-rata paling besar pada saat rasio fraksi volume cangkang kerang darah dan sabut kelapa 0:30 yaitu sebesar 39,57  MPa,  sedangkan  komposit  dengan  serat  aren  kekuatan  bending  rata-rata  paling  besar  pada  saat  rasio  fraksi volume 10:20 sebesar 39,57 MPa. Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa sabut kelapa tanpa cangkang kerang darah lebih kuat dibandingkan dengan serat aren. Hal ini terjadi karena sifat dari kedua serat yang berbeda yaitu serat kelapa lebih ulet dibandingkan serat aren.
Berikut ini merupakan tabel SNI papan partikel biasa dan papan partikel dekoratif
Tabel 1. Syarat SNI-03-2105-2006 Papan Partikel
No. Jenis Papan Partikel Tipe Keteguhan Lentur Minimum (Kgf/cm 2 ) Kering Arah Panjang Dan Lebar Basah Arah Panjang dan Lebar 1. Papan  partikel  biasa  dan  papan partikel dekoratif 18 18,0442 9,0221 13 133,0428 6,4724 8 8,0415 -
Berdasarkan  Tabel  1.  dapat  diketahui  hasil  pegujian  hasil  kekuatan  bending  atau  keteguhan  lentur  komposit  serat dengan filler cangkang kerang darah telah memenuhi keteguhan lentur minimum semua tipe pada syarat SNI-03-2105- 2006 papan partikel biasa dan papan partikel dekoratif.
Penambahan  cangkang  kerang  darah  dapat  meningkatkan  nilai  kuat  bending,  namun  dengan  fraksi  volume  serat yang lebih sedikit dibandingkan fraksi volume cangkang kerang juga menurunkan kuat bending komposit dikarenakan struktur  (ikatan)  komposit  yang  semakin  kecil.  Semakin  sedikit  serat  yang  digunakan  semakin  kecil  pula  struktur komposit,  karena  secara  otomatis  mengurangi  jumlah  bahan  penguat  komposit  yang  menyebabkan  ikut  melemahnya pula  kekuatan  komposit.  Hal  ini  disebabkan  komposit  yang  banyak  mengandung  cangkang  kerang  darah  kekuatan lenturnya  melemah  karena komposit  hanya bertumpu pada cangkang  kerang darah saja.  Selain  iu penyebaran partikel cangkang  kerang  darah  yang  tidak  merata  juga  dapat  menimbulkan  adanya  lubang-lubang  pada  komposit  sehingga keteguhan lentur semakin menurun. Papan partikel dengan nilai kuat bending yang rendah dapat mengakibatkan papan partikel berubah bentuk dan mudah melengkung serta patah.

## 4. Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan analisis pengujian data yang telah diperoleh, dapat disimpulkan bahwa sifat mekanik dan sifat  fisik  semua  fraksi  volume  yang  dimiliki  komposit  serat  kelapa  lebih  besar  dibandingkan  sifat  mekanik  dan  sifat fisik  komposit  serat  aren.  Komposit  dengan  sabut  kelapa  memiliki  kekuatan  bending  rata-rata  dengan  sabut  kelapa
Yuliana, dkk./ ROTASI, Vol. 23  No. 1  (Januari  2021) Hal. 1-5
memiliki kekuatan bending rata-rata paling besar pada saat rasio fraksi volume cangkang kerang darah dan sabut kelapa 0:30 yaitu sebesar 39,57 Mpa. Sedangkan Komposit dengan serat aren kekuatan bending rata-rata paling besar pada saat rasio fraksi volume 10:20 sebesar 39,57 Mpa dan kedua komposit telah memenuhi syarat SNI.
Untuk pengembangan penelitian  di masa depan, lebih diperhatikan susunan serat dan cangkang kerang darah pada proses pembuatan agar mendapatkan hasil komposit yang terbaik. Volume resin yang digunakan tidak kurang dari 80% volume  total  komposit.  Serta  diperlukan  penelitian  lebih  lanjut  mengenai  komposit  yang  dibuat  dalam  skala  besar sehingga  nantinya  diaplikasikan  dalam  kehidupan  sehari-hari  misalnya  sebagai  dinding  rumah,  packaging  suatu kemasan menggantikan plastik dan lain sebagainya.

## Ucapan Terima Kasih
Terimakasih  kepada  laboratorium  Teknik  Kimia  dan  Laboratorium  Teknik  Mesin  Universitas  Muhammadiyah Surakarta yang telah mendukung dan memfasilitasi dalam penelitian ini.

## Daftar Pustaka
[1] Arifin, Y.F., Permana, P.Y., Samlawi, A.K., 2018, “ Pembuatan Dan Karakterisasi Material Komposit Serat Ijuk (Arenga  pinnata)  Sebagai  Bahan  Baku  Cover  Body  Sepeda  Motor, ”  Prosiding  Seminar  Nasional  Lingkungan Lahan Basah Teknik Universitas Lambung Mangkurat, 3(2): 380–383.
[2] Asian and Pacific Coconut Community (APCC) , 2019, https://apccsec.org/, diakses: 11 Februari 2020.
[3] Dharmawan,  I.B.,  Zulkifli,  2019,  “ Analisa  Pengaruh  Perlakuan  Alkali  Dan  Hydrogen  Peroksida  Terhadap Kekuatan Mekanik Komposit Serat Sabut Kelapa Bermatriks Epoxy, ” Jurnal Polimesin, 17(1): 41−46.
[4] Kulkarni,  A.G.,  Rohatgi,  P.K.,  Satyanarayana,  K.G.,  1981,  “ Structure  and  Properties  of  Coir  Fibres,” Proc. Indian Acad. Sci. (Engg. Sci.), 4(4): 419−436.
[5] KKP  Direktorat  Jendral  Perikanan  Tangkap,  2012,  “ Statistik  Perikanan  Tangkap  Indonesia ,”  KKP  Direktorat Jendral Perikanan Tangkap, 12(1).
[6] Kusuma, G.S., 2018, “ Sifat Mekanik Komposit Partikel Cangkang Kerang Darah Bermatrik Polyester dengan Komposisi Fraksi Volume Penguat 5%, 15%, dan 25%,” Skripsi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
[7] Handani, S., Mahyudin,  A., Qorina,  U., 2016, “ Pengaruh Persentage Masa Gipsum Dan Serat Terhadap Kuat Tekan Dan Kuat Lentur Papan Semen-Gipsum Bersera Eceng Gondok ,” Fisika unand, 5(3): 233−237.
[8] Chen,  T.,  Ge,  L.Q.,  Li,  H.Y.,  Xia,  M.S.,  Yao,  Z.T.,  2015,  “ A  Potential  Bio-Filler:  The  Subtitution  Effect  Of Furfural  Modified  Clam  Shell  For  Carbonate  Calcium  In  Polypropylene ,”  Journal  Of  Composite  Materials, 49(7): 807−816.
[9] Harsi, Sari, N.H., Sinarep, 2015, “ Karakteristik Kekuatan Bending dan Kekuatan Tekan Komposit Serat Hybrid Kapas/Gelas Sebagai Pengganti Produk Kayu, ” Dinamika Teknik Mesin, 5(2): 59−65.
[10] Diharja, K., Rahman, M.B.N., Riyanta, B., 2011, “ Pengaruh Fraksi Volume Serat dan Lama Perendaman Alkali terhadap Kekuatan Impak Komposit Serat Aren-Polyester ” Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, 14(1): 27−32.
[11] Mahmudah, E., Savetlana, S., Sugiyanto, 2013, “ Pengaruh Panjang Serat Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Berpenguat Serat Ijuk dengan Matrik Epoxy ,” Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, 1(3):79−84.
[12] Maleque,  Sahari,  J.,  Sapuan,  S.M.,  Zainudin,  E.S.,  2012, “Flexural  and  Impact  Properties  of  Biopolymer Derived from Sugar Palm Tree,” Advanced Materials Research, 701: 225−228.
[13] Ibrahim, M.S, Ishak, M.R., Leman, Z., Sahari, J., Sapuan, S.M., 2011, “Effect of Impregnation Time on Physical and  Tensile  Properties  of  Impregnated  Sugar  Palm  (Arenga  pinnata)  Fibres,” Key  Engineering  Material, 471−472: 1153−1158.
[14] Lumintang,  R.,  Marpaung,  J.L.,  Sutrisno,  A.,  2017,  “ Penerapan  Metode  Anova  Untuk  Analisis  Sifat  Mekanik Komposit Serabut Kelapa ,” Jurnal Online Poros Teknik Mesin, 6(2): 151−162.
[15] Nindhia, T.G.T., Surata, I.W., Wirawan, I.G.R.T., 2018, “ Pengaruh Fraksi Berat Terhadap Kekuatan Tarik dan Lentur Komposit Polyester Serat Serabut Kelapa, ” Jurnal Ilmiah Teknik Desain Mekanika, 7(2):109−114.
[16] Apriansyah, M.R., Ginting,  M.,  Rasid, M.,  2017, “ Pengaruh Fraksi Volume Serat Serabut Kelapa Dan Serbuk Plastik HDPE Bermatrik Resin Polyester Terhadap Kekuatan Impak ,” 9(2): 15−18.
[17] Arsyad,  M.,  Kondo,  Y.,  2018,  “ Analisis  Kandungan  Lignin,  Sellulosa,  dan  Hemisellulosa  Serat  Sabut  Kelapa Akibat Perlakuan Alkali, ” INTEK Jurnal Penelitian, 5(2): 94−97.