BAB 7 SKEDUL SUHU DAN KELEMBABAN
7.1. Arti dan Tujuan Skedul suhu dan kelembaban merupakan istilah baru sebagai penyempurnaan terhadap istilah skedul pengeringan. Mengapa demikian Istilah skedul pengeringan sering kali dimengerti sebagai jadwal aktifitas pengeringan yang diproyeksikan dalam satuan hari atau waktu. Sebagai contoh, menurut skedul pengeringan yang telah direncanakan, maka pada hari Selasa yang akan datang merupakan saat untuk memulai mengeringkan kayu jati. Pengertian skedul pengeringan seperti itu merupakan pengertian yang bias. Oleh karena itu, lebih baik kita menyebut skedul suhu dan kelembaban. Di samping itu, skedul suhu dan kelembaban yang pemah populer dengan nama skedul pengeringan itu sering disebut sebagai jadwal pengeringan atau bagan pengeringan. Sekurang-kurangnya terdapat tiga definisi yang memerikan terminologi skedul suhu dan kelembaban ini. Pertama didefinisikan oleh Rasmussen. Menurut Rasmussen (1961), skedul suhu dan kelembaban adalah seperangkat himpunan suhu bola kering dan suhu bola basah, yang dapat digunakan oleh operator untuk mengeringkan produk-produk kayu yang spesifik pada tingkat kecepatan pengeringan yang memuaskan, tanpa disertai oleh cacat pengeringan yang berarti. Sementara itu, menurut Vlasov (1968), skedul pengeringan diartikan sebagai nama yang diberikan kepada suatu label suhu dan kelembaban relatif udara, yang harus diselenggarakan dalam tanur pengeringan selama proses pengeringan berlangsung. Di dalam Vademicum Kehutanan (1976) dicantumkan definisi yang lain lagi, yaitu bahwa skedul pengeringan merupakan suatu pedoman untuk menetapkan suhu, kelembaban relatif dan langkah perubahan suhu dan kelembaban itu selama proses pengeringan kayu, agar kayu dapat dikeringkan dalam durasi waktu yang singkat tanpa mengalami cacat. Sebagai salah satu contoh, skedul suhu dan kelembaban dengan kode T1O.D4. merupakan skedul yang sesuai untuk mengeringkan sortimen kayu jati berketebalan 1,5 inci (3,81 cm atau mendekati 4 cm). Kayu jati tersebut memiliki berat jenis sebesar 0,7. Sebagai contoh berikutnya, disajikan Skedul suhu dan kelembaban ini dengan kode T8.C3 yang disusun. untuk mengeringkan sortimen maple berukuran 4/4. Penampilan skedul untuk maple dapat dilihat sebagai berikut.
Universitas Gadjah Mada
1
Skedul suhu dan kelembaban diterapkan untuk mencapai tiga tujuan. Pertama, agar pengeringan kayu gergajian dapat dilakukan dalam durasi (jangka waktu) yang relatif cepat. Kedua, kayu-kayu yang dikeringkan tersebut relatif bebas dari carat pengeringan. Ketiga, biaya yang dikeluarkan selama proses pengeringan relatif kecil dan ekonomis. 7.2. Skedul Umum dan Skedul Khusus Skedul pengeringan dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok, yaitu skedul umum dan skedul khusus. Skedul umum mencakup berbagai kondisi pengeringan yang normal dan secara keseluruhan skedul umum ini digunakan dalam tanur pengering. Suatu skedul umum digunakan untuk mengeringkan setiap produk kayu dengan pertimbangan ekonomi yang rasional. Sementara itu, skedul khusus adalah skedul pengeringan yang dikembangkan untuk melayani pengeringan terhadap obyek tertentu. Skedul khusus diterapkan misalnya bertujuan untuk menguranngi jangka waktu pengeringan, atau mengeringkan secara tepat kayu-kayu yang telah diperlakukan dengan bahan kimia, atau untuk memelihara kekuatan maksimum kayu yang dikeringkan itu bagi penggunaan khusus. Meskipun ada pembagian skedul seperti itu, ternyata tidak ada satu pun skedul suhu dan kelembaban, baik yang umum maupun yang khusus, dapat dikatakan sebagai skedul suhu dan kelembaban yang ideal. Hal ini disebabkan karena begitu banyaknya variabilitas sifat-sifat kayu, bentuk dan kondisi pengeringan, kualitas pengeringan yang diperlukan, serta pemikiran tentang biaya pengeringan. Oleh karena itu, skedul yang disajikan dalam bab ini dimaksudkan sebagai pedoman bagi operator tanur untuk membuat sendiri skedul suhu dan kelembaban yang paling sesuai terhadap operasi pengeringan yang menjadi profesinya. Sebagai tambahan informasi, bahwa dalam skedul suhu dan kelebaban itu telah mencakup berbagai tahap pengeringan. Tahap-tahap dalam proses pengeringan ini meliputi tahap untuk sterilisasi, tahap untuk pengeringan, tahap untuk penyeragaman kadar air serta
Universitas Gadjah Mada
2
tahap kondisioning (perlakuan paripuma). Masing-masing tahap ini telah disesuaikan dengan jangka waktu proses pengeringan secara keseluruhan. 7.3. Skedul Suhu dan Kelembaban Menurut Kadar Air atau Menurut Waktu Pengeringan dalam tanur yang berlangsung secara cepat dapat diusahakan dengan penggunaan temperatur tinggi dan kelebaban relatif rendah. Meskipun demikian, kits perlu waspada bahwa kesalahan dalam penggunaan suhu dan kelembaban itu akan mengarah pada terbentuknya cacat pengeringan. Cacat pengeringan ini disebabkan oleh tegangan (stress) yang berkembang di dalam kayu selama kayu tersebut dikeringkan Tegangan kayu berhubungan erat dengan kadar air rata-rata yang dimiliki oleh muatan kayu yang sedang dikeringkan. Oleh karena keterkaitan itulah maka skedul suhu dan kelembaban ada yang dibuat berdasarkan pada kadar air tumpukan kayu. Karena kadar air berkurang selama perjalanan proses pengeringan dan besarnya pengurangan itu seirama dengan panjangnya jangka waktu yang menyertai berlangsungnya proses pengeringan, maka skedul pengeringan juga sangat mungkin untuk didasarkan pada jangka waktu pengeringan. Kayu daun lebar pada umumnya memerlukan waktu yang relatif panjang untuk mengering bila dibandingkan dengan kayu daun jarum. Di samping itu, berbagai pemanfaatan kayu daun lebar juga sangat kritis terhadap cacat pengeringan dan kondisi kadar air. Oleh karena itu, skedul pengeringan kayu daun lebar biasanya didasarkan pada kadar air. Perkembangan
tegangan
pengeringan
pada
kayu
daun
memungkinkan
untuk
menurunkan kelembaban relatif dan meningkatkan temperatur secara terpisah, dalam upaya untuk mendapatkan tingkat pengeringan yang tercepat. Beberapa skedul berdasar kadar air dapat diubah menjadi skedul berdasar waktu, ketika muatan yang sama dan serupa pada jenis kayu yang sama dikeringkan secara berulang-ulang di dalam tanur yang sama pula. Pada saat bentuk muatan atau prosedur operasi berubah, maka operator harus kembali kepada skedul yang berdasar pada kadar air. Skedul pengeringan berbasis waktu telah diberlakukan oleh industri dengan hasil yang memuaskan ketika industri tersebut mengeringkan secara berulang-ulang terhadap barangbarang yang berasal dan kayu jarum yang mempunyai karakter yang sama dan pengeringan itu selalu dilaksanakan dalam tanur pengering yang sama. Oleh karena itu, operator yang belum berpengalaman dalam pengeringan kayu jarum, mungkin akan mendapatkan basil yang lebih baik apabila menggunakan skedul berbasis kadar air. Demikian pula seorang operator yang telah berpengalaman mungkin dapat menghemat waktu pengeringan dengan menggunakan skedul berdasar kadar air, ketika dirinya merasakan bahwa jangka waktu pengeringan terlalu panjang. Skedul yang dibahas dalam pada bab ini, dirancang untuk digunakan dalam tanur moderen dengan aliran udara yang dipercepat, yaitu udara yang sirkulasinya diatur pada Universitas Gadjah Mada
3
kecepatan udara antara 200-400 kaki per menit ketika melewati muatan. Modifikasi terhadap skedul ini dapat dilakukan bila tanur yang operasikan dengan udara yang sirkulasi berkecepatan rendah. Modifikasi yang lain lagi terhadap skedul ini mungkin diperlukan bila tanur yang digunakan berkecepatan sirkulasi udara yang lebih tinggi. Pemilihan skedul suhu dan kelembaban hares didasarkan pada kesamaam persepsi antara operator dan kebijakan manajemen dalam hal standar hasil pengeringan yang dikehendaki. Standar ini antara lain mencakup cacat pengeringan yang diperbolehkan, kadar air akhir rata-rata, derajat keseragaman kadar air dan kondisi kayu pada akhir proses pengeringan. Skedul umum cukup konservatif untuk menghasilkan muatan dengan cacat pengeringan yang minimal dan jangka waktu pengeringan yang relatif pendek. Operator tidak boleh membuat skedul yang lebih konservatif tanpa disertai salah satu dari dua alasan berikut Pertama, bahwa dirinya sedang melakukan pengeringan terhadap muatan kayu yang abnormal. Kedua, penampilan tanur sedang berada di bawah standar kinerjanya yang normal. Dengan perawatan yang cukup terhadap tanur, sangatlah mungkin untuk membuat modifikasi terhadap skedul suhu dan kelembaban dalam rangka memperpendek jangka waktu pengeringan tersebut.
7.4. Skedul Umum bagi Kayu Daun Forest Product Laboratory (FPL) di Amerika telah mengembangkan skedul suhu dan kelembaban
berdasarkan
banyak
percobaan
yang
terpadu
secara
ekstensif.
Hasil
pengembangan skedul yang diperuntukkan bagi kayu daun itu yang disajikan disini. Penerapan skedul tersebut bagi penggunaan komersiil dengan cakupan yang luas menunjukkan hasil pengeringan yang cukup memuaskan, terutama ketika diberlakukan untuk mengeringkan kayu gergajian yang berketebalan 2 inci atau lebih tipis lagi atau untuk mengeringkan beberapa produk (sortimen) yang lain. Skedul umum ini membentuk sebuah dasar yang dapat digunakan oleh operator untuk dapat mengembangkan skedul yang paling ekonomis untuk diterapkan pada tanur dengan tipe khusus. Informasi yang berkaitan dengan penerapan skedul dan modifikasinya juga disajikan bersama dengan saran untuk pengeringan kayu daun yang lebih tebal.
7.5. Skedul Berdasar Kadar Air bagi Kayu Daun Kesuksesan dalam mengendalikan cacat pengeringan pada kayu daun bergantung pada pengaturan yang tepat atas suhu dan kelembaban udara selama proses pengeringan. Dengan kata lain, prosedur pengeringan harus diikuti secara tepat. Pada saat memulai pengeringan, temperatur yang cukup rendah diperlukan untuk melindungi kayun terhadap cacat salah bentuk dan retak-dalam. Kelembaban relatif hams dijaga pada posisi tinggi agar dapat melindungi kayu dari retak permukaan dan retak ujung, sehingga pemunculan kedua cacat itu dapat ditekan pada tingkat yang relatif minimum. Pada kondisiUniversitas Gadjah Mada
4
kondisi yang sejuk ini, kayu gergajian juga akan kehilangan kelembabannya secara tepat. Untuk menjaga tingkat pengeringan yang cepat, kelembaban relatif harus segera diturunkan dan temperatur harus ditingkatkan sesuai dengan keadaan kadar air dan tegangan pada kayu yang akan terjadi. Kelembaban akan diturunkan secara berangsurangsur setelah kayu mengalami kehilangan kadar air sekitar sepertiga dari kadar air ketika berkondisi segar. Temperatur dapat ditingkatkan secara berangsur-angsur dan peningkatan ini dimulai pada saat kadar air rataratanya mencapai 30%. Peningkatan temperature itu dapat diubah menjadi perubahan secara drastis ketika bagian kayu pada pertengahan tebal sortimen telah mencapai kadar air 30%. Oleh karena itu, suatu prinsip pengeringan berikut perlu dijunjung tinggi, yaitu bahwa untuk melaksanakan pengeringan secara efisien, maka diperlukan skedul kayu daun yang didasarkan pada kadar air muatan kayu. Disamping itu, juga harus menggunakan banyak contoh uji untuk mamantau proses pengeringan dalam tanur. Prosedur penentuan contoh uji perlu diikuti, yakni bahwa contoh uji (sample) perlu diambil dari sortimen kayu yang terbasah. Kadar air rata-rata pada sample yang terbasah itulah yang ditetapkan sebagai faktor untuk menentukan saat dimulainya pengubahan kondisi pengeringan. Sampel yang digunakan untuk menentukan saat pengubahan kondisi pengeringan itulah yang disebut sebagai sampel pengontrol.
7.6. Pengembangan Skedul Berdasarkan Pemikiran Tentang Bahan Skedul umum diperuntukkan bagi pengeringan terhadap kayu daun yang berkondisi segar. Skedul umum ini dapat dimodifikasi bila akan diterapkan untuk mengeringkan kayu yang baru saja selesai dari pengeringannya secara alami. Skedul yang dimodifikasi tersebut juga disusun untuk menangani tipe-tipe kayu yang lebih sulit untuk dikeringkan pada spesies tertentu, misalnya kayu teras yang dihasilkan dari gergajian secara tangensial. Disebabkan oleh adanya perbedaan kadar air pada kayu teras dan kayu gubal dalam beberapa spesies, maka sebagian besar contoh-contoh uji tanur harus diambil dari kayu teras yang terbasah. Kadar air kayu teras ini digunakan untuk memantau penerapan skedul pengeringan. Modifikasi terhadap skedul juga perlu dilakukan bila semua muatan kayu yang dikeringkan terdiri atas sortimen kayu gubal. 7.7. Pengembangan Skedul berdasarkan Pemikiran Tentang Pengoperasian Tanur Skedul umum dirancang untuk dioperasikan di dalam tanur kompartemen moderen dengan jangka waktu pengeringan yang penuh. Predikat moderen hanya dapat disandangkan padanya bila tanur kompartemen tersebut memiliki perlangkapan berikut. Pertama, tanur difasilitasi dengan sirkulasi udara secara paksa. Kedua, Tanur mempunyai bola-bola pengontrol suhu yang diletakkan secara tepat pada sisi muatan yang menjadi tempat bagi masuknya udara Universitas Gadjah Mada
5
ke dalam muatan itu. Dengan demikian, bola-bola pengontrol itu diletakkan pada untuk lokasi yang dilewati oleh udara terpanas. Apabila tidak demikian, yakni bola-bola pengontrol tidak diletakkan pada zona terpanas, tetapi diletakknan pada sisi tempat keluarnya udara sehingga udara itu tidak pada konsisi yang terpanas, maka Skedul harus dimodifikasi. Jika skedul tidak dimodifikas, maka kayu yang diletakkan pada sisi tempat masuknya udara akan mengalami cacat, karena kayu ini akan menjadi subyek pengeringan dengan kondisi yang berlebihan. Disamping itu, depresi suhu bola basah pada skedul harus dimodifikasi jika kecepatan udara yang melewati muatan adalah kurang dari 200 kaki per menit. Pada tanur dengan blower eksternal, depresi suhu bola basah pada tingkat awal dapat dibuat 1° atau 2° F lebih tinggi dari suhu yang disarankan dalam skedul. Dalam tanur dengan sikulasi alami, depresi itu dapat ditingkatkan lagi sampai sebanyak 4° F. Selama pengeringan berlangsung, depresi bola basah harus secara berangsur-angsur disesuaikan dengan skedul. Bila kecepatan udara yang melewati muatan lebih dari 400 kaki per menit, mungkin sangatlah perlu untuk menggunakan depresi suhu bola basah yang agak lebih kecil daripada depresi yang ditunjukkkan pada skedul.
Universitas Gadjah Mada
6
7.8 Skedul yang Disarankan bagi Pengeringan Kayu Daun Lebar Skedul yang tersusun atas temperatur bola basah dan depresi suhu bola basah dan diperuntukka bagi kayu daun disajikan pada tabel 2 dan 3 berikut
Tabel 2 Temperature suhu bola kering bagi skedul suhu nomor … Tabel 3. Kadar air awal dan depresi suhu bola basah.
Universitas Gadjah Mada
7
Bersama dengan dua entitas itu, terdapat pula temperatur bola kering dan depresi bola basah yang menurunkan kelembaban relatif dan kadar air seimbang kayu. Hubingan antara suhu bola kering dan depresi suhu bola basah yang mementukan kelembaban relative dan kadar air seimbang tersebut disajikan oleh Tabel 1 di atas. Tabel 2 memberikan 14 bush skedul suhu yang berkisar dari skedul yang sangat lunak, yaitu T.1, sampai skedul yang keras, yaitu T.14. Dalam semua kasus pengeringan, suhu awal dipertahankan sampai kadar air rata-rata pada sampel pengontrol mencapai 30%. Tabel 2 memberikan katagori depresi bola basah yang terbagi ke dalam 6 kelas kadar air, yaitu A s.d F. Kelas-kelas ini berkaitan dengan kadar air kayu dalam kondisi segar (Tabel 4). Di camping itu, terdapat pula 8 katagori pada penentuan skedul yang bersumber dari depresi bola basah. Dari 8 katagori itu, katagori nomor 1 sebagai yang terlunak dan nomor 8 sebagai yang paling keras. Temperatur bola basah yang harus diterapkan, acapkali dijadikan sarana dalam pemantauan atau perekaman kondisi pengeringan. Temperatur bola basah ini diperoleh sebagai basil pengurangan temperatur bola kering oleh depresi bola basah. Tabel 12 merupakan indeks skedul yang disarankan untuk 4/4 sampai dengan 8/4 kayu gergajian daun lebar atau barang-barang yang lain. Sementara skedul yang sama diberikan bagi muatan 4/4, 5/4 dan 6/4, yang sudah tentu berbagai ketebalan ini akan sangat jelas mempunyai waktu pengeringan yang saling berbeda. Oleh karena itu sortimen dengan ketebalan berbeda harus dikeringkan secara terpisah. Untuk mengeringkan muatan 6/4 dari jenis kayu yang sifatnya sulit dikeringkan, misalnya oak, maka skedul pengeringan yang diperuntukkan bagi muatan 8/4 mungkin diperlukan untuk mengeringkan muatan 6/4 tersebut. Pengeringan di dalam tanur terhadap kayu daun berkondisi segar dengan sortimen yang lebih tebal dari 8/4, biasanya tidak praktis. Hal ini disebab kan karena jangka waktu pengeringan yang panjang. Praktik terbaik bagi kayu yang berspesifikasi demikian ini adalah dengan memberikan pelapisan (coating) pada bagian ujung. Sebagai altematifnya, sortimen demikian dikeringkan dalam pengeringan udara secara alami di bawah atap, sesudah itu bari diikuti dengan mengeringkannya dalam tanur pengering. Tabel 13 merupakan indeks skedul yang disarankan untuk kayu daun yang berbentuk kayu gergajian berketebalan 10/4 atau lebih. Skedul ini harus dipikirkan sebagai alternative, jika pengujian terhadap skedul tersebut belum dilakukan secara komersil.
Universitas Gadjah Mada
8
7.9. Penyusunan Skedul Pengeringan Dengan menggunakan sebuah bentuk matriks sebagaimana diperlihatkan pada Tabel 1, Rasmussen (1961) menyarankan untuk menyusun sebuah skedul pengeringan dengan prosedur sebagai berikut: 1. Dari Tabel 1, tentukan keseragaman kadar air dan kurva tegangan pengeringan diperoleh dengan perlakuan penyamaan dan pengkondisian pada tahap akhir pengeringan sebagaimana untuk bahan bagi sugar maple 4/4 pada tabel 1 tertunjuk nomor kode T. 8 - C. 3. Tempatkan nomor-nomor kode dalam ruang yang diseiakan pada bagian atas formulir tersebut. 2. Mengingat kondisi pertama pada kondisi pengeringan melibatkan depresi bola basah, maka tulislah langkah-langkah depresi bola basah nomor 1,2,3,4,5,6 pada kolom 2. 3. Pada kolom 3 formulir itu, tulislah nilai kadar air yasng berhubungan dengan langkahlangkah tersebut dari kel;as kadar air yang sesuai pada tabel 2. Dalam contoh ini, kelas itu adalah C dan nilai tersebut masing- masing adalah >40, 40, 35, 30, 25 dan 20. 4. Dalam kolom 5 formulir tersebut, tulislah depresi bola basah yang berhubungan dengan langkah-langkah dari nomor skedul depresi bola basah yang sesuai dari Tabel 3. Nomor itu dalam contoh uji ini adalah nomor 3 dan depresi bola basah masing-masing 5,7,11,19, 35 dan 50. 5. Tulislah nomor-nomor langkah temperatur dalam kolom 1 formulir tersebut. Karena perubahan temperatur bola kering tidak dibuat sampai rata-rata kadara air pada contoh uji pengontrol mencapai 30 %, ulangilah langkah temperatur nomor 1 sesering mungkin sesuai dengan yang diperlukan. Dalam contoh ini, hal itu diulang 3 kali. Kadar air pada tahap awal langkah temperatur ke-5 adalah 15 % (Tabel 2). Oleh karena itu, dalam pengisisn formulir skedul, sangatlah perlu untuk mengulang depresi bola basah langkah 6 seperti diperlihatkan Tabel 1. 6. Dalam kolom 4 pada formulir itu , tulislah temperatur bola kerng yang behubungan dengan langkah temperatur dalam Tabel 2. Jika langkah 1 diulang, temperatur bola kering pada langkah awal harus diulang seperti diperlihatkan pada Tabel 1. 7. Kurangi depresi bola basah dari suhu bola kering dari setiap langkah untuk mendapatkan termometer suhu bola basah yang berhubungan atau terkait. Nilai-nilai ini dimasukkan dalam kolom 6 pada formulir tersebut. Jika diinginkan kolom untuk kelembaban relatif dan kadar air seimbang dapat ditambahkan pada sebelah kanan tabel. Nilai-nilai tersebut dapat diperoleh dari Tabel 2.
Universitas Gadjah Mada
9
Skedul T. 8 — C. 3 untuk sugar maple 4/4 dan kurva poengeringan diperoleh dari percobaan yang ter[padu dalam pengoperasikan tanur diilustrasikan pada gambar 104. Pada tahap akhir proses pengeringan, temperatur bola basah tidak perlu untuk dikendalikan secara tepat. Ketika skedul depresi suhu bola basah memerlukan depresi suhu bola basah 50 °F , sementara temperatur suhu bola kering masih relatif rendah, ketidakberlanjutan kontrol terhadap temperautr suhu bola basah dilakukan dengan penutupan klep tangan penyemprot uap dan pembukaan ventilasi. Jangan menigkatkan temperatur bola kering, tanpa malakukan modifikasi skedul secara berhati-hati.
Daftar Pertanyaan 1. Apakah arrti dan tujuan skedul suhu dan kelembaban 2. Apakah yang dimaksu dengan skedul umum dan skedul khusus 3. Jelaskan pengertian anda tentang skedul suhu dan kelembaban menurut kadar air Jelaskan pengertian anda tentang skedul suhu dan kelembaban menurut waktu 4. Bagimana cara menyusun skedul secara umum bagi kayu daun 5. Mengapa Skedul Berdasar Kadar Air lebih utama daripada berdasar waktu 6. Bagimana pengembangan skedul berdasarkan pemikiran tentang bahan 7. Bagimana pengembangan skedul berdasarkan pemikiran tentang kondisi tanur
Universitas Gadjah Mada
10
