Pengeringan kayu

Pengeringan kayu adalah proses untuk mengeluarkan air yang terdapat di dalam kayu. Kadar air kayu memberikan pengaruh yang sangat besar dalam pemakaian kayu. Untuk berbagai macam kegunaan dengan kondisi udara tertentu kayu memerlukan batas kandungan kadar air. Oleh karena itu masalah pengeringan merupakan factor yang penting pada kayu. Dengan adanya pengeringan akan diperoleh keuntungan-keuntungan sebagai berikut:

• Menjamin kestabilan dimensi kayu. Sebab di bawah titik jenuh serat, perubahan kadar air dapat mengakibatkan kembang susut pada kayu. Sebaliknya bila kayu dikeringkan sampai mendekati kadar air lingkungan, maka sifat kembang susut ini akan dapat teratasi, bahkan dapat diabaikan
• Menambah kekuatan kayu. Makin rendah kadar air kayu yang dikandung, akan semakin kuat kayu tersebut.
• Membuat kayu menjadi ringan. Dengan demikian ongkos angkutan berkurang.
• Mencegah serangan jamur dan bubuk kayu. Sebab umumnya jasad renik perusak kayu atau jamur tak dapat hidup di bawah persentase kadar air + 20%.
• Memudahkan pengerjaan selanjutnya, antara lain: pengetaman, perekatan, finishing, pengawetan serta proses-proses kelanjutan lainnya.

PROSES PENGERINGAN KAYU

Pergerakan air di dalam kayu terjadi dari daerah berkelembapan tinggi ke daerah yang berkelembapan lebih rendah. Kayu akan mongering dan bagian luar ke dalam kayu. Dengan kata lain permukaan kayu lebih cepat mengering daripada bagian dalamnya. Proses keluarnya air dalam proses pengeringan disebut proses evaporasi. Evaporasi akan terjadi bila kadar air di dalam kayu lebih besar dari kadar air keseimbangan (EMC). Selama proses pengeringan kayu berlangsung, yang terlebih dahulu keluar adalah air bebas yang terdapat dalam rongga sel. Setelah itu menyusul air yang terikat pada dinding-dinding sel. Keadaan titik air bebas telah habis keluar, tetapi air terikat masih dalam keadaan jenuh, dinamakan keadaan pada titik jenuh serat (FSP=Fiber Saturation Point). Perubahan kadar air yang dialami kayu pada keadaan di atas titik jenuh serat ini tidak mempengaruhi bentuk dan ukuran kayu. Tetapi segala perubahan bentuk dan ukuran kayu. Oleh sebab itu perubahan-perubahan kadar air di bawah titik ini sangat mempengaruhi sifat-sifat fisik dan mekanik kayu. Pada setiap usaha pengeringan kayu hal ini harus mendapat perhatian yang khusus.
Macam – Macam Pengeringan
Kita mengenal dua cara pengeringan yang umum dipergunakan yaitu:

• Pengeringan alam-udara
• Pengeringan buatan

1. Pengeringan Kayu dengan Alam atau Udara

Keuntungan :
- biaya relative murah, tanpa peralatan yang mahal
- pelaksanaannya lebih mudah, tanpa memerlukan tenaga ahli
- pengeringan dengan tenaga alam / udara (matahari)
- kapasitas dan sortimen kayu tidak terbatasKerugian:
- waktu yang dipergunakan cukup lama (tergantung cuaca)
- memerlukan areal / lapangan yang cukup luas
- memerlukan persediaan kayu lebih banyak
- cacat – cacat yang timbul sulit diperbaiki kembali
- kadar air akhir umumnya masih cukup tinggi.

Cepat atau lambatnya kayu mengering tergantung dari beberapa faktor yaitu :

1. Iklim: yaitu besar/kecilnya curah huja, intensitas penyinaran matahari, ada/tidaknya kabut
2. Suhu: Didalam keadaan udara yang tetap, makin tinggi suhu, makin cepat kayu mengering.
3. Kelembaban udara : Dalam keadaan suhu yang tetap, makin rendah kelembaban udara, makin cepat proses pengeringan.
4. Peredaran udara : Berfungsi mengganti udara yang basah dengan udara yang kering sehingga pengeringan dipercepat.
5. Kadar air awal : Makin basah kayu itu pada awalnya, makin lama pula proses pengeringannya.
6. Jenis kayu : Beberapa jenis kayu akan lebih cepat mengering, umumnya kayu lunak akan lebih cepat mongering daripada kayu yang lebih keras.
7. Letak kayu : Umumnya kayu gubal lebih cepat mengering daripada kayu teras.
8. Ukuran kayu : Tebal tipisnya kayu yang akan dikeringkan.
9. Cara penyusunannya dengan menggunakan ganjal/sticker

2. Pengeringan Kayu dengan Cara Buatan (Kiln Drying)
Pengeringan ini merupakan lanjutan hasil perkembangan pengeringan udara. Dengan kemajuan dan perkembangan teknologi modern, meningkatkan permintaan akan kayu berkualitas tinggi, maka timbul usaha pengeringan buatan yang lebih efektif dan lebih efisien daripada pengeringan buatan yang lebih efektif dan lebih efisien daripada pengeringan udara.

Keuntungan:

• Waktu pengeringan sangat singkat
• Kadar air akhir dapat diatur sesuai dengan keinginan, disesuaikan dengan tujuan penggunaan
• Kelembaban udara (RH), temperature dan sirkulasi udara dapat diatur sesuai dengan jadwal pengeringan
• Terjadinya cacat kayu dapat dihindari dan beberapa jenis kayu dapat diperbaiki
• Kontinuitas produksi tidak terganggu dan tidak diperlukan persediaan kayu yang banyak
• Tidak membutuhkan tempat yang luas
• Kualitas hasil jauh lebih baik

Kerugian:

• Memerlukan investasi/modal yang besar
• Memerlukan tenaga ahli pengalaman
• Sortimen kayu yang akan dikeringkan tertentu

Jenis Dry Kiln
a. Compartment Kiln

• Tingkat kekeringan kayu sama
• Pintu masuk lori sama dengan pintu keluar
• Arah pergerakan udara melintang kiln
• Tidak membutuhkan ruang yang besar

b. Progessive Kiln

• Tingkat kekeringan kayu berbeda
• Pintu masuk dan keluar tidak sama
• Arah pergerakan udara berlawanan dengan arah lori
• Merupakan bentuk terowongan

Pekerjaan pengeringan kayu dengan kiln dapat dibagi dalam 4 tahap yaitu :

1. Tahap penyediaan alat – alat
2. Tahap penumpukan/penyusunan kayu
3. Tahap pengambilan contoh – contoh kayu pengamatan
4. Tahap pekerjaan selama pengeringan berlangsung yang mencakup : penggunaan jadwal pengeringan, pengaturan dan pengawasan suhu serta kelembaban udara di dalam kiln.

PELAKSANAAN PENGERINGAN KAYU
Seperti disebutkan pada artikel sebelumnya bahwa dalam pekerjaan pengeringan kayu dengan kiln dibagi menjadi 4 tahap yaitu :

1. Tahap penyediaan alat – alat
2. Tahap penumpukan/penyusunan kayu
3. Tahap pengambilan contoh – contoh kayu pengamatan
4. Tahap pekerjaan selama pengeringan berlangsung yang mencakup : penggunaan jadwal pengeringan, pengaturan dan pengawasan suhu serta kelembaban udara di dalam kiln.

A. Tahap Penyediaan Alat
Selain mesin pengering yang sudah lengkap dengan peralatannya, ada beberapa alat lagi yang masih perlu disediakan, antara lain alat pengukur kadar air kayu (Hydrometer) untuk mengetahui kadar air di dalam kayu setiap waktu diperlukan. Batas pembacaan alat tersebut tidak lebih dari 60% yang dikandung oleh kayu. Atau bila kita tidak memiliki alat ini, dapat digunakan alat timbangan dan oven (tungku pemanas) untuk mengeringkan potongan contoh – contoh kayu pengamatan hingga tercapai tingkat kering mutlak. Sebagai sumber pemanas dalam kiln pada umumnya digunakan uap panas dengan menggunakan ketel uap. Uap panas yang dihasilkan dialirkan melalui radiator (pemancar panas) ke dalam kiln. Sebab pemberian uap panas ke dalam kiln pada tumpukan kayu, akan mempercepat proses keringnya kayu tersebut. Untuk mengukur suhu dan kelembaban udara digunakan 2 alat termometer : termometer kering (dry bulb temperature) dan termometer basah (wet bulb temperature). Penunjukan suhu pada termometer basah selalu lebih rendah daripada suhu termometer kering. Selisih kedua suhu pada termometer ini akan menunjukkan kelembaban udara (RH) = Relative Humidity. Selain sumber panas, peredaran udara di dalam kiln berperanan pula, sebab dengan adanya peredaran udara, suhu dan kelembaban udara di dalam kiln dapat merata. Di samping peredaran udara itu bertujuan juga untuk mengeluarkan uap air yang telah keluar dari permukaan kayu dari ruang kiln. Dengan sirkulasi ini, udara yang panas dapat mencapai seluruh bagian permukaan kayu, sehingga pengeringan dapat berlangsung cepat dan merata. Kecepatan peredaran udara yang tinggi diutamakan pada saat permulaan pengeringan, terutama untuk kayu yang masih basah agar tidak terserang jamur. Peredaran udara di dalam kiln dapat ditimbulkan oleh :

• Perbedaan temperatur : karena pemanasan (sebab udara panas lebih ringan daripada udara dingin)
• Tenaga kipas (fan) yang dibedakan atas 2 macam yaitu radial fan (centrifugal blowers) dan axial fan. Fan ini terpasang di dalam ataupun di luar kiln (external fan dan internal fan).

B. Tahap Penumpukan/ Penyusunan Kayu
Sebagai syarat mutlak, fondasi dan lantai harus kuat dan datar, agar tidak mempengaruhi kerusakan kayu dan tumpukan kayu secara keseluruhan. Kayu yang akan dikeringkan harus diseragamkan dalam hal : jenis kayu, kualitas kayu, ketebalan kayu, kadar air awal. Dengan keseragaman ini, maka pelaksanaan pengeringan akan lebih sempurna. Kayu ada yang diletakkan langsung diatas pondasi, tapi ada pula dengan menggunakan lori. Pada umumnya cara terakir lebih banyak dipakai. Agar peredaran udara merata pada seluruh bagian permukaan kayu, maka lapisan papan tingkat demi tingkat harus diberi ganjel. Tumpukan kayu secara keseluruhan hendaknya merupakan bentuk persegi dengan ganjel lurus, baik secara vertical maupun horizontal. Selanjutnya pada bagian teratas tumpukan diletakkan beban pemberat yang merata keseluruh bagian tumpukan kayu untuk menghindari kemungkinan perubahan bentuk selama proses pengeringan.

C. Tahap Pengambilan Contoh-contoh Pengamatan
Yang terpenting dalam pembuatan contoh kayu pengamatan adalah bagaimana caranya agar benar – benar kayu itu mewakili kelompoknya. Karena contoh pengamatan sangat berguna sebagai petunjuk dalam menentukan langkah – langkah perubahan kondisi pengeringan. Kadar air kayu awal yang akan dikeringkan, perlu diketahui lebih dahulu, sebab langkah – langkah perubahan suhu dan kelembaban udara selama pengeringan berlangsung, didasarkan atas besarnya kangdungan kadar air sebelum dikeringkan. Contoh pengamatan diletakkan di dalam tumpukan kayu sedemikian rupa, sehingga memudahkan pemeriksaan. Contoh pengamatan ini sebagai petunjuk nantinya secara periodic diamati perubahan – perubahannya, yang menjurus pada kerusakan yang mungkin timbul selama pengeringan berlangsung. Sehingga dengan demikian dapat diketahui apakah pengeringan tersebut berjalan terlalu cepat atau lambat, apakah kadar air kayu yang diinginkan telah tercapai dan apakah ada kerusakan yang terjadi sebelum proses pengeringan berakhir.

D. Penggunaan Jadwal Pengeringan (Skema Pengeringan)
Skema pengeringan merupakan suatu daftar yang memuat tahap-tahap perubahan suhu dan kelembaban udara dalam proses pengeringan berdasarkan kayu. Berdasarkan sifat-sifat kayu secara umum maka skema pengeringan untuk beberapa jenis kayu dapat dikelompokkan dalam beberapa macam. Dari skema pengeringan dapat dilihat, bahwa pada awal mulainya pengeringan, ketika kayu masih mengandung banyak air, dipergunakan suhu yang rendah dengan kelembaban yang tinggi. Selanjutnya secara bertahap suhu pengeringan dinaikkan, kelembaban udara diturunkan bertahap. Dengan naiknya suhu, kadar air kayu akan menurun secara bertahap sampai kadar air sesuai yang diharapkan.

Agar dicapai pengeringan yang sempurna dengan kerusakan yang tak berarti, maka suhu dan kelembaban udara di dalam kiln perlu diamati, diatur sesuai dengan skema pengeringan yang digunakan selama pengeringan berlangsung. Pada kiln yang modern dengan perlengkapan yang lebih lengkap, alat-alat dapat mengatur sendiri secara otomatis sesuai kondisi yang diinginkan, sehingga perkembangannya selalu dapat diikuti. Cepat atau lambatnya muatan kayu dikeringkan tergantung dari beberapa faktor seperti kadar air kayu awal, kadar air kayu akir yang diinginkan, jenis kayu yang dikeringkan, tebal tipisnya kayu, kipas angin, dan kualitas alat kiln itu sendiri
Kadang kadar air kayu menjelang tahap-tahap terakir pengeringan tidak merata. Dengan adanya perbedaan kadar air terutama pada bagian permukaaan dan bagian dalam kayu, maka akan timbul tegangan-tegangan pada kayu, akirnya pada kayu akan timbul cacat. Sehingga dalam hal ini perlu adanya tindakan penyamaan. Dengan istilah lain perlu proses equalizing dan conditioning, yang mempunyai tujuan menghilangkan tegangan-tegangan yang timbul pada kayu selama proses proses pengeringan berlangsung, agar diperoleh kadar air kayu yang sama pada setiap papan. Pelaksanaan equalizing dan conditioning harus didasarkan pada kenyataan yang ada dari contoh-contoh kayu pengamatan.

Pada tahap penggunaan jadwal pengeringan, perlu dilakukan pencatatan jalannya pengeringan. Agar pengeringan berhasil dengan baik maka setiap langkah perlu dicatat. Tujuan pencatatan ini untuk mengawasi hasil pengeringan, sebagai tindakan penyesuaian pemakaian jadwal pengeringan, sehingga kerusakan yang mungkin terjadi akibat pengeringan dapat diperkecil. Adapun data-data yang perlu dicatat adalah

• Pengeringan : nomor urut muatan/kiln, nama pengawas.
• Kayu : jenis kayu, sortimen, kubikasi, kadar air kayu akhir yang dikehendaki.
• Perubahan kondisi pengeringan : suhu dan kelembaban udara dari waktu ke waktu tertentu dengan menyesuaikan perkembangan keadaan kayu.
• Jadwal pengeringan yang digunakan.
• Cacat-cacat yang terjadi selama dan setelah kayu dikeringkan.

Selain pencatatan data-data teknis diatas, perlu pula dicatat data-data ekonomis, antara lain pemakaian bahan bakar atau listrik, lamanya pengeringan dan lain sebagainya yang termasuk biaya pengeluaran.

KERUSAKAN KAYU AKIBAT PROSES PENGERINGAN

Dalam garis besar kerusakan yang timbul disebabkan oleh 3 hal :

• Akibat penyusutan kayu
• Serangan jamur pembusuk
• Bahan kimia di dalam kayu (zat ekstraktif)

Kerusakan Akibat Penyusutan Kayu
Terjadi pada saat kayu mengering. Umumnya pada pengeringan dengan kiln atau secara alami dapat timbul kerusakan akibat penyusutan ini, disebabkan kurang hati-hati dalam pelaksanaan. Di antara ketiga golongan kerusakan kayu, kerusakan oleh penyusutan adalah yang paling banyak terjadi. Hal ini perlu mendapat perhatian, agar kerusakan tersebut dapat dicegah dengan jalan menurunkan suhu atau menaikkan kelembaban udara. Kerusakanny biasanya bisa berupa retak pecah atau yang lainnya.Cacat-cacat serupa yang diakibatkan penyusutan antara lain adalah :

• Pecah ujung (end checks) dan pecah permukaan (surface checks)
• Pecah dimulai pada bagian ujung kayu dan menjalar sepanjang papan
• Retak di bagian dalam kayu (honeycombing)
• Casehardening
• Bentuk mangkok (cupping) : perubahan bentuk melengkung pada arah lebar kayu
• Bentuk busur (bowing) : perubahan bentuk melengkung pada arah memanjang kayu
• Menggelinjang (twist)
• Perubahan bentuk penampang kayu (diamonding)

Cacat-cacat bentuk ini sukar dihindari, tetapi dapat dikurangi dengan cara penumpukan yang baik dan meletakkan beban pemberat pada bagian atas tumpukan serta tidak memberikan suhu yang terlalu tinggi selama proses pengeringan.
Kerusakan Akibat Serangan Jamur Pembusuk
Kerusakan ini terjadi pada permulaan pengeringan. Jamur itu sendiri sebenarnya telah melekat sebelum kayu tersebut dikeringkan dalam kiln. Yang banyak diserang umumnya adalah bagian kayu gubal. Karena jamur dapat tumbuh subur pada suhu yang rendah dan kelembaban yang tinggi, maka untuk mengendalikan kerusakan ini ialah dengan mempercepat pengeringan pada suhu lebih tinggi. Umumnya kerusakan ini hanya mengubah warna kayu, tidak menurunkan sifat mekanik kayu.
Kerusakan Akibat Bahan Kimia Di Dalam Kayu
Kayu memiliki kandungan beberapa zat, diantaranya adalah zat ekstraktif. Melalui reaksi kimia zat ini dapat mengakibatkan perubahan warna atau noda kimia pada kayu. Perubahan ini tidak mempengaruhi kekuatan kayu itu sendiri, hanya pengruh yang tidak baik terhadap penglihatan mata saja. Hal itu terjadi karena bereaksinya zat ekstraktif dengan panas yang ada pada klin.