Judul: Evaluation of the Characteristics of Fast-Grown Teakwood (Tectona grandis L.f.) modified by Mild Pyrolysis
Abstrak: Karakteristik kayu jati cepat tumbuh (JCT) berbeda dengan karakteristik kayu jati konvensional. Pada umumnya kayu JCT memiliki kekuatan, stabilitas dimensi dan keawetan yang lebih rendah dengan warna yang lebih pucat karena berasal dari tegakan yang lebih muda. Oleh karena itu, mutu kayu JCT perlu ditingkatkan. Modifikasi termal berbasis mild pyrolysis (MP) dipilih pada penelitian ini dengan pertimbangan prosesnya sederhana dan mudah dikerjakan dengan produk yang masih berupa kayu dengan karakteristik yang lebih baik dan warna yang menyerupai kayu jati tua. Tujuan penelitian ini adalah 1) menganalisis fenomena perubahan karakteristik yang terjadi pada kayu JCT termodifikasi MP serta mengevaluasi pengaruh suhu dan tambahan uap panas yang diterpkan dalam proses MP, 2) menentukan kondisi perlakuan MP terbaik pada masing-masing kayu dan 3) mengevaluasi kelayakan dan kesesuaian kayu JCT termodifikasi MP sebagai bahan baku furnitur. Contoh uji berupa kayu JCT kondisi kering udara yang berasal dari tegakan jati berumur 5 dan 8 tahun. Proses MP berlangsung secara closed system selama 120 menit pada suhu 170 dan 190 °C di dalam sebuah reaktor pirolisis, baik tanpa uap panas (MPNG) maupun dengan uap panas (MPS). Durasi perlakuan maupun aplikasi tambahan uap panas selama 30 dan 60 menit dilakukan setelah suhu target tercapai. Parameter yang diteliti terdiri dari perubahan warna, cacat pengeringan, sifat fisis-mekanis, keawetan serta konduktivitas termal kayu. Hasil penelitian menunjukkan kayu JCT termodifikasi MP memiliki karakteristik yang berbeda dengan kayu aslinya. Warna kayu JCT termodifikasi MP berubah menjadi gelap kecoklatan sebagai akibat perubahan komposisi komponen kimia kayu dan keberadaan senyawa quinon yang terdeteksi dari spektra FTIR. Stabilitas dimensi kayu juga meningkat yang ditunjukkan dari nilai anti shrinkage efficiency (ASE) yang lebih tinggi. Hal tersebut dipengaruhi oleh penurunan kadar hemiselulosa yang signifikan yang berdampak pada berkurangnya gugus OH bebas sehingga kemampuan kayu mengikat air menjadi berkurang. Keawetan kayu juga meningkat, dari kelas awet IV‒V menjadi kelas awet II‒III, yang terkait dengan peningkatan kadar lignin dan senyawa fenolik yang berperan dalam ketahan kayu terhadap serangan rayap. Dampak negatif terhadap sifat mekanis tergolong rendah: modulus of rupture (MOR) hanya berkurang ±6%, sedangkan modulus of elasticity (MOE), kekuatan tekan sejajar serat dan kekerasan cenderung meningkat. Nilai konduktivitas termal kayu termodifikasi MP lebih rendah dibandingkan kayu tanpa perlakuan, yang mengindikasikan kayu menjadi lebih bersifat isolator. Fenomena ini sebagai akibat berkurangnya kadar air dan kerapatan kayu sehingga strukturnya lebih berongga. Perlakuan MPNG pada suhu 190 °C adalah kondisi perlakuan terbaik untuk kayu JCT umur 5 tahun, sedangkan untuk kayu umur 8 tahun adalah proses MP pada suhu 190 °C dengan tambahan uap panas selama 30 menit. Faktor utama yang memengaruhi hampir semua parameter uji adalah suhu, sedangkan uap panas lebih berperan pada perubahan warna dan stabilitas dimensi kayu. Hasil penelitian juga memperlihatkan sifat fisis-mekanis, keawetan dan nilai konduktivitas termal kayu dipengaruhi oleh umur kayu. Karena perlakuan MP berlangsung pada suhu yang cukup tinggi, keberadaan cacat pengeringan seperti retak dan perubahan bentuk tidak dapat dihindari. Hal ini akibat terdekomposisinya komponen kimia kayu dan adanya perbedaan besar susut akibat sifat anisotropi kayu. Kayu termodifikasi MP layak digunakan sebagai bahan baku produk furnitur fungsional eksterior maupun interior karena tergolong awet (kelas awet II‒III) serta mampu
Keyword: durability, fast growing teakwood, hot steam, mild pyrolysis, physical-mechanical properties