Rancangan Optimal pada Model Non-linier untuk Meningkatkan Kadar Kemurnian Silikon Oksida dan Konduktivitas Listrik

Abstract

Silikon oksida (SiO2) memiliki potensi yang cukup besar untuk bidang industri dan bisnis. Berdasarkan daya jual oleh Sigma Aldrich, harga satu gram silikon oksida kemurnian 99.9 % sebesar Rp 4000. Bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan SiO2 relatif mudah. SiO2 dapat dihasilkan dari biomassa antara lain: jerami padi, sekam padi dan ampas tebus. SiO2 dengan tingkat kemurnian yang tinggi (>95%) juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku industri, solar sel, mikro chip komputer, elektronik dan semikonduktor. Silikon oksida yang memiliki kemurnian rendah dapat ditingkatkan melalui proses pemurnian dengan pengaturan suhu, kadar kemurnian SiO2 dan laju kenaikan suhu yang berbeda-beda. Kombinasi dari setiap faktor yang mempengaruhi proses pemurnian yang akan menghasilkan peningkatan kemurnian yang berbeda. Kombinasi yang akan dilakukan dapat diperoleh melalui serangkaian percobaan. Percobaan dirancang untuk mendapatkan kesimpulan dengan galat dugaan sekecil mungkin (rancangan optimal). Rancangan optimal merupakan suatu rancangan yang diperlukan dalam menentukan titik-titik dari faktor yang akan dicobakan untuk mengoptimalkan sejumlah informasi yang relevan sehingga terpenuhi kriteria yang diinginkan. Kriteria pemenuhan optimal didasarkan pada matriks informasi dari model yang dipilih. Faktor yang digunakan pada penelitian ini yaitu Suhu dengan responnya tingkat kadar kemurnian SiO2 dan konduktivitas listrik. Hubungan antara suhu dan tingkat kadar kemurnian SiO2 dan konduktivitas listrik mengikuti sebaran eksponensial yang merupakan model non-linier. Metode yang digunakan adalah kriteria G-optimal dan V-optimal pada model non-linier menggunakan algoritma exchange. G-optimal merupakan suatu kriteria optimal dengan tujuan meminimumkan maksimal ragam dugaan respon. Sedangkan V-optimal merupakan kriteria optimal dengan tujuan meminimumkan rataan ragam dugaan respon. Tujuan dari penelitian adalah memperoleh rancangan optimal untuk meningkatkan tingkat kadar kemurnian SiO2 dan konduktivitas listrik. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa rancangan terbaik untuk model non-linier terhadap respon tingkat kadar kemurnian SiO2 (Y1) dan konduktivitas listrik (Y2) adalah rancangan V-optimal. Titik rancangan terbaik diperoleh pada rancangan alternatif 3 dengan suhu 715oC, 720oC, 725oC, 730oC, 795oC, 860oC, 865oC, 870oC, 875oC, 880oC, 885oC dan 895oC dengan nilai ragam dugaan Y1 sebesar 0.3333���������2 dan nilai ragam dugaan Y2 sebesar 0.3333���������2.