A Study on the utilization of coffee grounds for particle board

Cut Rizka Maulida, Mursal Mursal, Ismail Ismail

Abstract


Abstrak. Penelitian ini bertujuan untuk membuat papan partikel dengan menggunakan limbah ampas kopi dan resin epoksi sebagai perekat. Komposisi resin epoksi divariasikan yaitu 5, 10, 15 dan 20 vol.% untuk masing-masing partikel ampas kopi berukuran 20 dan 40 mesh. Papan partikel dibuat dengan teknik pressing dengan beban sebesar 9 ton selama 30 menit. Sifat mekanik yang diuji adalah MOE, MOR, dan kuat tekan. Sifat fisis papan partikel yang diuji adalah kerapatan dan pengembangan tebal. Hasil menunjukkan bahwa nilai MOE tertinggi yaitu 20,910 kgf/cm2 pada komposisi 95 vol.% ampas kopi dan 5 vol.% resin epoksi dengan ukuran ampas kopi 40 mesh. MOR tertinggi yaitu 167 kgf/cm2 pada ukuran partikel 40 mesh dengan komposisi ampas kopi 90 vol.% dan resin epoksi 10 vol.%. Nilai kuat tekan tertinggi diperoleh 220 kgf/cm2 pada 20 mesh, dengan komposisi 85 vol.% ampas kopi dan 15 vol.% resin epoksi. Kerapatan dan pengembangan tebal papan partikel yang tertinggi masing-masing adalah 1,16 g/cm3 dan 0,85%. Secara umum, sifat mekanis papan partikel ampas kopi tergantung pada komposisi dan ukuran partikel ampas kopi. Namun, sifat fisisnya tidak berubah secara signifikan untuk ukuran partikel dan komposisi yang berbeda. Papan partikel yang diperoleh dari penelitian ini memenuhi standar ANSI sehingga berpotensi untuk dijadikan sebagai papan partikel atau komposit.

 

Abstract.. This study aims to make a particle board using coffee ground waste and epoxy resin as an adhesive. The composition of the epoxy resin was varied, namely 5, 10, 15 and 20 vol.% for 20 mesh and 40 mesh of coffee grounds particles. Particle board is made by pressing technique with a load of 9 tons for 30 minutes. The mechanical properties tested were MOE, MOR, and compressive strength. The physical properties of the particle board tested were density and thickness swelling. The results showed that the highest MOE particle board was 20.910 kgf/cm2 (95 vol.% coffee grounds:5 vol.% epoxy resin; 40 mesh). The highest MOR was 167 kgf/cm2(90 vol.% coffee grounds:10 vol.% epoxy resin;40 mesh). The hihgest compressive strength values was 220 kgf/cm2(85 vol.% coffee grounds:15 vol.% epoxy resin;20 mesh). The highest density and thickness expansion were 1.16 g/cm3 and 0.85%, respectively. In general, the mechanical properties of coffee grounds particleboard depend on the composition and particle size of coffee grounds. However, their physical properties do not change significantly for different particle sizes and compositions. The particle board obtained from this study meets the standard of ANSI. Thus, coffee grounds have the potential to be used as particle board or composite.

 

Keywords particle board, coffee grounds, epoxy resin, mechanical properties, physical properties


Full Text:

PDF

References


Abrido, H., Johannes L. & Maulida. 2012. Pengaruh penggunaan larutan alkali dalam kekuatan bentur dan uji degradasi pada komposit termoplastik berpengisi serbuk serabut kelapa. Jurnal Teknik Kimia USU. 1(2).

Alkhaly, Y.R., dan Meutia S. 2016. Studi Eksperimen Penggunaan Abu Ampas Kopi Sebagai Material Pengganti Parsial Semen pada Pembuatan Beton. Teras Jurnal. 6 (2): 101-110.

Anas, P.V., dan Mora. 2020. Analisis Pengaruh Variasi Massa Papan Partikel Berlapis dari Batang Pisang dan Tempurung Kelapa Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Perekat Resin Epoksi. Jurnal Fisika Unand (JFU). 9 (1) : 60–66.

ASTM. 2003. Standard Test Method for Tensile Propertise of Plastics D638-02a. ASTM International: 46-58, United States.

ASTM. 2003. Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials D790 – 03. ASTM International :1-11, United States.

ASTM. 2003. Standard Test Methods for Evaluating Properties of Wood-Base Fiber and Particle Panel Materials D1037 – 06a. ASTM International: 46-58, United States.

Badan Pusat Statistik Indonesia. 2018. Statistik Indonesia (Statistical Yearbook of Indonesia) 2018. Badan Pusat Statistik Republik Indonesia, Jakarta.

Bansal, R. C., J.B. Donnet, dan F. Stoeckli. 1988. Actived Carbon, New York.

Bressani R. 1979. The By-Products of Coffee Berries. Di dalam : Braham J E dan Bressani R. (eds.) Coffee Pulp Composition, Technology, and Utilization. Institute of Nutrition of Central America and Panama. Hal 5-10.

Bhatnagar, M.S. 2004. Polymers : Chemistry and Technology of Polymers (Condensation Polymers). Ram Nagar, New Delhi.

Boyle, A. M., Martin C. J. dan Neuner J. D. 2001. Epoxy Resins. ASM Handbook Composites . 21 (Materials Park: ASM International) : 78-89.

Callister, W.D. 1940. Material Science and Engineering: an Introduction, third edition. John Wiley and Sons, Inc., United States.

Chawla, K.K. 2012. Composite Material, Science and Engineering third edition. Springer, New York.

Clarke, R dan Macrae, R. 1985. Coffee dalam Yi-Fang C. (ed.) Coffee: Emerging Health Effects and Disease Prevention. John Wiley & Sons Ltd, London.

Gibson, R. F. 1994. Principles of Composite Material Mechanics. McGraw-Hill Inc, New York.

Gultom, L.A., Dirhamsyah dan Setyawati, Dina. 2013. Sifat Fisik Mekanik Papan Partikel Jerami Padi. Jurnal Hutan Lestari . 1 (3): 458-465.

Haygreen J.G, Bowyer J.L. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu, Suatu Pengantar. Terjemahan dari Forest Product And Wood Science, An Introduction, oleh Hadikusumo S.A., Gajah Mada University Press, Yogyakarta.

I. Ismail, Quratul Aini, Zulfalina, Zulkarnain Jalil, Siti Hajar Sheikh Md Fadzullah. 2020. Particle Size Effect on Mechanical and Physical Properties of Rice Straw Epoxy Resin Particleboard. International Journal on Advance Science Engineering Information Technology. 10 (3): 1221-1227.

Johanna, L., Purnama E. D. T., Muhammad T.R. 2019. Penggunaan Ampas Kopi Sebagai Material Alternatif pada Produk Interior. Jurnal Intra. 7 (2): 846-849.

Kollman, F.F.P., E.W Kwenzi, dan A.J. Stamm. 1975. Principle of Wood Science and Technology Vol II, Wood Based Materials. Springer Verley Berlin Heidelberg, New York.

Leonard NB, Clinton RW, dan Alexandra NG. 1996. Caffeine Content In Coffee as Influenced by Grinding and Brewing Techniques. Food Research International. 29: 785-789.

Maloney, T. M., 1993. Modern Particle Board and Dry Process Fibre Board Manufacturing. Miller Freeman Inc, San Fransisco.

Mahmuda, E., Shirley S., dan Sugiyanto. 2013. Pengaruh Panjang Serat terhadap Kekuatan Tarik Komposit Berpenguat Serat Ijuk dengan Matrik Epoxy. Jurnal FEMA. 1: 79-84.

Nijssen, R.P.L. 2015. Composite Materials : an Introduction. Inholland University of Applied Sciences, Rotterdamseweg.

Oroh, J., Frans P. Sappu dan Romels Lumintang. 2013. Analisis Sifat Mekanik Material Komposit dari Serat Sabut Kelapa. Universitas Sam Ratulangi, Manado.

Maloney, T. M., 1997. Modern Particle Board and Dry Process Fibre Board Manufacturing. Miller Freeman Inc, San Fransisco.

Mangiwa, S., dan Agnes Eri Maryuni. 2020. Pengaruh Metode Ekstraksi Terhadap Sifat Fisik dan Kimia Ekstrak Biji Kopi Sangrai Jenis Arabika (Arabica coffea) Asal Wamena dan Lanny Jaya. AVOGADRO Jurnal Kimia. 4 (1): 31-40.

Panggabean, Edy. 2011. Buku Pintar Kopi. PT Agro Media Pustaka, Jakarta.

Porwanto, D dan Johar L. 2012. Karakterisasi Komposit Berpenguat Serat Bambu dan Serat Gelas sebagai Alternatif Bahan Baku Industri. Jurnal Teknik Fisika FTI ITS Surabaya : 1-16.

Randi S. 2006. Kebijakan Pengembangan Industri Pengolahan dan Pemasaran Kopi. Bina Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian, Departemen Pertanian, Jakarta.

Reisa, K.C., Lucinéia P., Isabel C. N. A.M., José M.M., Paulo F.T., Trugilhoc, dan Gustavo H.D.T. Particles of Coffee Wastes as Reinforcement in Polyhydroxybutyrate (PHB) Based Composites. Materials Research. 18(3): 546-552.

Rowell, R.M., Raymond A.Y., and Judith K.R. 1997. Paper and Composites from Agro-Based Resources. CRC Press, USA.

Sastra A., I.P.K., Nasmi H.S. dan Sujita. 2013. Analisis Uji Penyerapan Air dan Struktur Mikro Komposit Laminate Hybrid Serat Sisal dan Batang Pisang Dengan Matrik Epoxy. Jurnal Dinamika Teknik Mesin. 3 (1): 41-49.

Shackely, M.S. 2011. X-Ray Fluorescence Spectrometry (XRF) in Geoarchaeology. Springer Science and Business Media, Berkeley.

Slamet, Slamet. 2013. Karakterisasi Komposit dari Serbuk Gergaji Kayu (Sawdust) dengan Proses Hotpress Sebagai Bahan Baku Papan Partikel. Prosiding SNST ke-4. Universitas Wahid Hasyim Semarang.

Smallman, R.E. dan Bishop, R.J. 2000. Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa Material, edisi keenam Terjemahan dari Modern Physical Metallurgy and Materials Engineering, oleh Sriati Djaprie . Erlangga, Jakarta.

Smith, W.F. 2004. Foundations of Materials Science and Engineering, third edition. Mc Graw Hill, New York.

Sofyan, B.T. 2010. Pengantar Material Teknik. Salemba Teknika, Jakarta.

Sumarji, Dede D.L., Ahmad S., Haaidzar N., dan Muhammad A. 2017. Pengaruh Ukuran Partikel Limbah Kopi Terhadap Karakterisasi Sifat Mekanik pada Panel Komposit. Jurnal Rotor. 3: 1-4.

Suo, S., dan Jim L. Bowyer. 1995. Modeling of Strength Properties of Structural Particleboard. Wood and Fiber Science. 21(1):84-94.

Sutigno. 1994. Mutu Papan Partikel. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosialisai Ekonomi Kehutanan, Bogor. www.dephut.go.id/INFORMASI/setjen/PUSTANINFO/html. Tanggal akses 17 Februari 2020].

Tano, E. 1997. Pedoman Membuat Perekat Sintetis. Rineka Cipta, Jakarta.

Van Vlack, L.H. 2004. Elemen-elemen Ilmu dan Rekayasa Material. Terjemahan dari Elements of Materials Science and Engineering, oleh Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta.

Vasiliev, V.V. dan Morozov, E.V. 2001. Mechanics and Analysis of Composite Materials. Elsevier, Oxford.

Widyotomo, S. 2013. Potensi dan Teknologi Diversifikasi Limbah Kopi Menjadi Produk Bermutu dan Bernilai Tambah. Review Penelitian Kopi dan Kakao. 1: 63-80.




DOI: https://doi.org/10.24815/jacps.v10i2.19063

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


INDEXED AND HARVESTED BY

   

 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0).

©2020 | J. Aceh Phys. Soc. | Banda Aceh, Indonesia | www.jurnal.unsyiah.ac.id/JAcPS | E-ISSN 2355-8229