Rancangan D-Optimal untuk Peningkatan Kadar Silikon Dioksida

Abstract

Indonesia merupakan negara agraris karena sebagian besar penduduk bekerja di sektor pertanian. Hasil sektor pertanian tersebut merupakan biomassa yang megandung silika yang apabila dimanfaatkan dengan baik dapat menghasilkan silikon dioksida. Tingkat kemurnian silikon dioksida (SiO2) yang tinggi (>95%) memiliki banyak kegunaan, yaitu sebagai bahan baku industri solar sel, mikro chip komputer, elektronik, semikonduktor dan lain-lain. Sekam padi merupakan biomassa dengan kadar kemurnian silikon tertinggi dibandingkan dengan biomassa lainnya. Silikon dioksida dapat ditingkat kemurniannya dengan beberapa tahapan, yaitu dengan menggunakan kadar kemurnian (SiO2) melalui proses pembakaran dengan faktor suhu (oC) tertentu dan laju kenaikan suhu (oC/menit). Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk meningkatkan kemurnian dengan cara membangun rancangan yang optimal dengan malakukan kombinasi dari faktor yang digunakan. Perancangan percobaan adalah suatu metode yang efisien untuk merancang suatu percobaan, dengan tujuan untuk menentukan langkah-langkah percobaan yang sistematis dan mendapatkan suatu kesimpulan. Penggunaan kombinasi beberapa faktor dengan taraf tertentu dapat menggunakan rancangan optimal. Faktor yang digunakan dalam meningkatkan kemurnian silikon dioksida dapat dikombinasikan untuk mendapatkan hasil yang optimal. Kritera rancangan D-optimal berdasarkan pada optimasi parameter. Pemilihan titik rancangan terbaik dengan D-optimal didapat dengan cara meminimalkan nilai ragam dari dugaan koefisien regresi. Pemilihan rancangan D-optimal dalam penelitian ini menggunakan beberapa algoritma yaitu Fedorov, Sequential, modified Fedorov, Detmax dan Exchange. Berdasarkan hasil penelitian ini, pada kasus dengan rentang suhu 800 oC - 900 oC dan faktor laju kenaikan suhu dengan rentang 1.67 oC/menit – 5 oC/menit, untuk variasi 6 titik dihasilkan 6 kombinasi titik rancangan dengan persebaran titik yang acak dengan nilai determinan yang sama pada algorima Fedorov, modified Fedorov dan Detmax. Variasi 9 titik pada kasus pertama menghasilkan 9 kombinasi titik rancangan dengan persebaran titik yang sistematis dengan memperoleh nilai determinan yang sama pada algoritma Fedorov, modified Fedorov dan Detmax. Kombinasi 12 titik rancangan pada kasus ini menghasilkan 9 titik rancangan dengan 3, algoritma dengan nilai determinan yang paling besar yaitu algoritma Fedorov dan modified Fedorov. Kasus 2 rentang suhu 700oC - 1200 oC dengan faktor laju kenaikan suhu dan rentang 0.05 oC/menit – 5 oC/menit. Kasus yang menggunakan variasi titik 6, menghasilkan 6 kombinasi titik rancangan antara suhu (oC) dan laju kenaikan suhu (oC/menit), dengan diagram pencar yang dihasilkan titik-titik yang tersebar secara acak dan menghasilkan nilai determinan algoritma Fedorov, modified Fedorov dan Detmax yang sama. Penggunaan variasi 9 titik kasus kedua menghasilkan kombinasi kedua faktor yang membentuk 9 titik rancangan dengan sebaran yang sistematis dan mendapatkan nilai determinan yang sama pada algoritma Fedorov, modified Fedorov dan Detmax. Variasi 12 titik pada kasus ini terdapat 3 ulangan sehingga menghasilkan 9 kombinasi titik rancangan dengan determinan terbesar pada algoritma Sequential.