Nondestructive Determination of Chemical Composition of Jatropha Curcas L by Using NIR Method and Artificial Neural Network

Abstract

The objective of this research was to determine chemical composition of Jatropha curcas L nondestructively by using NIR method and artificial neural network. In this research, NIR spectroscopy was assessed to determine chemical composition of fat content, free fatty acid (FFA) and moisture content of Jatropha curcas L. The non-destructive method was based on optical reflectance within NIR wavelength 1000-2500nm. Principle component analysis-back propagation neural network (PCA-BPNN) was established, based on PCA-BPNN adjusting the number of input nodes (principle component).The best model is obtained for 20 node input and 10 hidden layer with a coefficient of corellation (r) of 0.848, 0.872 and 0.993 with a root mean square error of prediction (RMSEP) 3.718%, 1.314% and 1.989% for fat content, FFA and moisture content, respectively.

Minyak jarak pagar merupakan salah satu bahan bakar nabati yang prospektif untuk dikembangkan di tengah berkurang dan kelangkaan bahan bakar fosil. Jarak pagar relatif mudah ditanam, toleransinya tinggi terhadap berbagai jenis tanah dan iklim serta produksi minyaknya tinggi yaitu 25-40% dari berat biji. Keuntungan lain minyak jarak pagar adalah ramah lingkungan, tidak mencemari air, udara, maupun tanah karena mudah terurai secara biologi, dan bahan bakunya dapat diperbaharui. Nilai energi minyak jarak 40.31 MJ/kg, sedangkan nilai energi minyak diesel adalah 42.49 MJ/kg Tingkat variasi mutu hasil panen jarak pagar yang tinggi berdampak pada variasi harga jual jarak pagar yang tinggi. Hal ini menimbulkan keengganan bagi petani dan produsen jarak pagar dalam mengembangkan usahanya. Seiring dengan kondisi ini dapat berdampak pada kemunduran dalam pengembangan bahan bakar nabati, sehingga diperlukan teknologi yang dapat mengklasifikasi keragaman kualitas dan mutu jarak pagar secara kuantitatif untuk menjamin stabilitas harga jual jarak pagar. Penentuan mutu jarak pagar selama ini dilakukan dengan metode kimia yang memerlukan waktu yang lama, mahal, tidak ramah lingkungan dan destruktif sehingga tidak sesuai dengan kebutuhan pengukuran mutu jarak pagar yang cepat dan murah. Salah satu metode yang dapat dijadikan alternatif pengukuran mutu jarak pagar secara nondestruktif adalah metode NIR. Secara umum tujuan penelitian ini adalah menentukan mutu jarak pagar secara nondestruktif dengan menggunakan NIR dan jaringan saraf tiruan. Sedangkan tujuan spesifik dari penelitian ini meliputi: mempelajari mutu utama jarak pagar (kadar air, FFA, dan kandungan minyak biji jarak pagar) secara nondestruktif dengan menggunakan NIR spectroscopy;menentukan hubungan antara parameter mutu dengan spektra NIR dan membangun model penduga dengan menggunakan jaringan saraf tiruan; dan melakukan validasi terhadap model jaringan saraf tiruan untuk menduga parameter mutu jarak pagar secara nondestruktif dengan menggunakan gelombang NIR.