Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel Berbasis Minyak Nabati
DESAIN SISTEM PENENTUAN KUALITAS BIODIESEL
BERBASIS MINYAK NABATI
ELVIYANTI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Desain Sistem Penentuan Kualitas
Biodiesel Berbasis Minyak Nabati adalah karya saya sendiri dengan arahan
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Juli 2007
Elviyanti
NIM F351030081
ABSTRACT
ELVIYANTI. Design of System for Determining the Quality of Vegetable OilBased Biodiesel. Supervised by MARIMIN, SAPTA RAHARDJA and SUROSO.
In this research, the prototype of assessment system and quality prediction
of vegetable oil-based biodiesel during the production process were developed by
involving 2 factors of analyses, that is, fundamental analysis and technical
analysis and by integrating expertise system in constructing rulebase (rule or
attribute range) for reasoning process and decision making using the method of
artificial intelligence (AI), Multilayer System Back Propagation, to predict
different processes using Statistic Process Control. Fundamental process referred
to quality control, processes in critical points of production until the performance
of the finished product. In the meantime, technical analysis referred to prediction
of variety of critical points of transesterification process, separation and washing
in a number of the next production stages. These two analyses were used so that
the system could assess and predict patterns of quality increase and decrease of
biodiesel when there was a change in fundamental and technical factors. The
system was designed and developed using the software of Matlab 7.01 in a menu
of simple interface called SINKUAL BIODiESEL. Input and output of this system
were showed in form of quantitative and qualitative data both in numbers and in
graphs.
Based on the test of “trial and error” of activation function, error criteria,
momentum, rate of learning and number of layers used to give the best network
performance, this system used activation function of sigmoid bipolar (tansig) with
the network architecture of (551), that is, 5 neurons in an input layer, 5 neurons
in a hidden layer and 1 neuron in an output layer. The rate of learning was 0,005;
the momentum was 0.9; the minimum error was 0.0001 and the MSE score was
9.28419e-005(336). Validity of AI showed the correlation between network output
and target output based on error value obtained.
The implementation of this system was carried out using actual data
obtained from PT.EAI (Energy Alternative Indonesia) in a number of production
periods in 2006. The result of SINKUAL-BIODIESEL assessment conducted
showed that the quality of raw material was in grade B, the process quality was in
grade A, and the quality of storage and packaging was in grade A. The overall
result of assessment process was in grade A. The system of SINKUALBIODIESEL also gave a suggestion to the users so that they could keep the
process that had been carried out involving Statistic Process Control (SPC)
because with the raw material of medium quality (grade B) is able to produce
good quality biodiesel (grade A). The strategy with the highest priority to be
implemented was technological improvement program with the highest value of
0.255.
Keywords : Expert System, Neural Network, Quality System, Biodiesel.
RINGKASAN
ELVIYANTI. Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel Berbasis Minyak
Nabati. Dibimbing oleh MARIMIN, SAPTA RAHARDJA dan SUROSO.
Biodiesel merupakan salah satu produk industri berbahan dasar minyakminyak lemak salah satunya adalah minyak nabati. Biodiesel dihasilkan dari
proses metanolisis atau transesterifikasi pada minyak lemak mengunakan jenis
alkohol ditambah katalis sehingga terbentuk metil ester (biodiesel) dan gliserin.
Kandungan oksigen biodiesel lebih banyak sehingga pembakaran lebih sempurna,
akibatnya gas buang tidak berbahaya, bersih dan ramah lingkungan.
Pada penelitian ini dikembangkan sebuah protitipe sistem penilaian dan
prediksi kualitas biodiesel yang berbasis minyak nabati selama proses produksi
yang melibatkan dua faktor analisis, yaitu analisis fundamental dan analisis teknik
dengan mengintergrasikan sistem pakar dalam membangun rulebase (aturan atau
batasan atribut) untuk proses penalaran dan pengambilan keputusan dalam sistem
penentuan kualitas biodiesel dengan metode jaringan syaraf tiruan (JST) multilayer
system backpropagation untuk prediksi keragamaan proses menggunakan Statistic
Process Control (SPC).
Analisis fundamental mengacu pada proses pengendalian kualitas yang
meliputi pengendalian kualitas bahan baku, proses dititik kritis produksi hingga
kinerja akhir produk jadi. Sedangkan analisis teknis mengacu pada prediksi
keragaman titik kritis proses transesterifikasi, separasi dan pencucian dalam
beberapa periode produksi yang akan datang. Penggunaan kedua analisis tersebut
dimaksudkan agar sistem dapat menilai dan memprediksi pola penurunan dan
kenaikan kualitas biodiesel saat terjadi perubahan faktor fundamental dan teknis.
Sistem dirancang dan dikembangkan menggunakan perangkat lunak Matlab
7.01 dalam sebuah menu tampilan (interface) yang sederhana dan diberi nama
SINKUAL-BIODIESEL. Masukan dan keluaran dari sistem ini ditampilkan
dalam bentuk data kuatitatif dan kualitatif baik dalam bentuk angka maupun
dalam bentuk grafik.
SINKUAL-BIODIESEL dirancang/dikembangkan untuk membantu para
teknik labaratorium dan pihak pengambilan keputusan dan penjaminan mutu
(quality ansurance) dalam menilai dan memprediksi kualitas biodiesel yang
diproduksi mulai dari jenis minyak nabati, jumlah tahapan proses esterifikasi,
penilaian kualitas bahan baku, kualitas mutu biodiesel, titik kritis proses
(transesterifikasi, separasi dan pencucian), hingga penilaian proses pengemasan
dan penyimpanan biodiesel.
Bobot tingkat kepentingan atribut kualitas biodiesel ditentukan dengan
menggunakan metode entropy hal dikarenakan tidak semua atribut penilaian
digunakan sebab terbatasnya waktu dan mahalnya biaya pengukuran atribut
kualitas bahan baku yang digunakan dan mutu biodiesel yang dihasilkan.
Metode pembelajaran jaringan syarat tiruan (JST) yang digunakan adalah
backpropagasi dengan arsitektur jaringan adalah multilayer system. Pilihan fungsi
aktivasi yang digunakan adalah fungsi aktivasi sigmoid bipolar (tansig), sigmoid
biner (logsig) dan linear.
Berdasarkan pengujian “trial and error” fungsi aktivasi, kriteria error,
momentum, laju pembelajaran dan jumlah lapisan yang digunakan memberikan
performansi jaringan yang terbaik adalah fungsi aktivasi sigmoid bipolar (tansig)
dengan arsitektur jaringan [5 5 1], yakni lima neuron pada lapisan input, lima
neuron pada lapisan hidden dan satu neuron pada lapisan output. Laju
pembelajaran 0,005; momentum 0,9; minimum error 0,0001 diperoleh nilai MSE
9,28419e-005 (336 epoch). Validasi JST menunjukkan kesesuaian antara output
jaringan dengan output target berdasarkan nilai error yang dihasilkan.
Penilaian kualitas biodiesel diberikan dalam bentuk grade yang bertujuan
untuk mempermudah proses penilaian dan pengendalian kualitas. Dengan adanya
grade di pihak pengguna dapat mengambil tindakan dan keputusan sesuai dengan
grade yang dihasilkan. Pengklasifikasian biodiesel yang diterima dalam grade A
dan grade B ditentukan berdasarkan standar mutu nasional dan standar mutu yang
diterapka di industri.
Implementasi sistem ini dilakukan dengan menggunakan data aktual yang
diperoleh dari PT. EAI (Energi Alternatif Indonesia) pada beberapa periode
produksi tahun 2006. Hasil penilaian SINKUAL-BIODIESEL yang dilakukan
menunjukkan bahwa kualitas bahan baku dengan grade B, kualitas proses
diterima grade A dan kualitas proses penyimpanan dan pengemasan diterima
grade A. Hasil (overall) keseluruhan proses penilaian adalah diterima grade A,
selain itu sistem SINKUAL-BIODIESEL memberikan saran kepada pengguna
untuk terus mempertahankan proses yang telah dilaksanakan dengan melibatkan
Statistic Process Control (SPC) karena dengan bahan baku yang berkualitas
sedang (grade B) mampu menghasilkan biodiesel dengan kualitas baik (grade A).
Dengan memperhatikan keseluruhan faktor, aktor dan tujuan yang hendak
dicapai dari penerapan strategi peningkatan kualitas biodiesel, maka dapat
ditentukan strategi yang memiliki bobot tertinggi dan prioritas pertama untuk
dijalankan adalah program perbaikan teknologi sehingga mampu mengolah
beragam mutu bahan baku dengan menerapkan proses produksi yang paling tepat
dan efisien sehingga mampu menghasilkan biodiesel yang sesuai standar yang
diinginkan berbagai segmen pasar. Diharapkan perusahaan mampu mengolah
berbagai macam mutu minyak dan mempunyai teknologi proses konversi minyak
yang optimal sesuai karakteristik biodiesel yang diinginkan.
Kata kunci : Expert System, Neural Network, Quality System, Biodiesel.
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari
Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam
bentuk apa pun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm dan sebagainya
DESAIN SISTEM PENENTUAN KUALITAS BIODIESEL
BERBASIS MINYAK NABATI
ELVIYANTI
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
Judul Tesis
: Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel
Berbasis Minyak Nabati
Nama
: Elviyanti
NIM
: F351030081
Program Studi
: Teknologi Industri Pertanian
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA.
Anggota
Dr. Ir. Suroso, M.Agr.
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi
Teknologi Industri Pertanian
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Irawadi Jamaran
Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS.
Tanggal Ujian : 13 Juli 2007
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kepada
Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penelitian ini berhasil diselesaikan.
Penelitian ini mengambil topik Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel
Berbasis Minyak Nabati.
Pada kesempatan ini Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
Bapak Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc., Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA., dan Dr. Ir.
Suroso, M. Agr. selaku dosen pembimbing serta pimpinan dan staf PT. EAI
Tanjung Priok Jakarta yang telah banyak memberikan informasi dan masukan.
Disamping itu penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Ir. Bochari
Rachman, M.Sc. Rektor Universitas Bina Darma Palembang, atas kesempatan
melanjutkan studi S-2 di Institut Pertanian Bogor. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada rekan-rekan TIP dan BioTeknologi khususnya Eva, Zendi
dan Wiwid, juga teman seperjuangan ”Islam Idiologis” (HT) Bogor yang telah
banyak memberi motivasi dan bantuan.
Terima kasih penuh cinta untuk orang tua, suami yang selalu memberikan
motivasi, semangat juang dan doa yang tiada henti dalam mengokohkan diriku
pada visi dan misi kehidupan yang hakiki yakni meraih prestasi menggapai
keridhoan Allah, dan seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya, serta
semua pihak yang telah ikut membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bogor, Juni 2007
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 18 Januari 1978 dari ayah
Amri Yara Muhir dari Manna Bengkulu, dan ibu Misyul Hartati dari Sekayu
Sumatera Selatan. Penulis merupakan putri pertama dari enam bersaudara dan
sebagai istri dari Sutarno, ST. M.T. dan Alhamdulillah kini sedang menantikan
kehadiran anak pertama.
Tahun 1996 penulis lulus dari SMA Negeri 8 Palembang dan melanjutkan
studi Diploma (D-1) Komputer Analisis di LPPMK Mulya Pratama Palembang.
Pada tahun 1997 lulus seleksi masuk di Program Studi Sosial Ekonomi Pertanian
Universitas Sriwijaya Palembang dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2003
Penulis memperoleh beasiswa BPPS dari Dirjen Pendidikan Tinggi DIKTI untuk
melanjutkan studinya di Program Studi Teknologi Industri Pertanian pada
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor selesai pada tahun 2007.
Pengalaman kerja Penulis sejak tahun 2002 hingga sekarang bekerja sebagai
staf pengajar di Universitas Bina Darma Palembang.
DESAIN SISTEM PENENTUAN KUALITAS BIODIESEL
BERBASIS MINYAK NABATI
ELVIYANTI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Desain Sistem Penentuan Kualitas
Biodiesel Berbasis Minyak Nabati adalah karya saya sendiri dengan arahan
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Juli 2007
Elviyanti
NIM F351030081
ABSTRACT
ELVIYANTI. Design of System for Determining the Quality of Vegetable OilBased Biodiesel. Supervised by MARIMIN, SAPTA RAHARDJA and SUROSO.
In this research, the prototype of assessment system and quality prediction
of vegetable oil-based biodiesel during the production process were developed by
involving 2 factors of analyses, that is, fundamental analysis and technical
analysis and by integrating expertise system in constructing rulebase (rule or
attribute range) for reasoning process and decision making using the method of
artificial intelligence (AI), Multilayer System Back Propagation, to predict
different processes using Statistic Process Control. Fundamental process referred
to quality control, processes in critical points of production until the performance
of the finished product. In the meantime, technical analysis referred to prediction
of variety of critical points of transesterification process, separation and washing
in a number of the next production stages. These two analyses were used so that
the system could assess and predict patterns of quality increase and decrease of
biodiesel when there was a change in fundamental and technical factors. The
system was designed and developed using the software of Matlab 7.01 in a menu
of simple interface called SINKUAL BIODiESEL. Input and output of this system
were showed in form of quantitative and qualitative data both in numbers and in
graphs.
Based on the test of “trial and error” of activation function, error criteria,
momentum, rate of learning and number of layers used to give the best network
performance, this system used activation function of sigmoid bipolar (tansig) with
the network architecture of (551), that is, 5 neurons in an input layer, 5 neurons
in a hidden layer and 1 neuron in an output layer. The rate of learning was 0,005;
the momentum was 0.9; the minimum error was 0.0001 and the MSE score was
9.28419e-005(336). Validity of AI showed the correlation between network output
and target output based on error value obtained.
The implementation of this system was carried out using actual data
obtained from PT.EAI (Energy Alternative Indonesia) in a number of production
periods in 2006. The result of SINKUAL-BIODIESEL assessment conducted
showed that the quality of raw material was in grade B, the process quality was in
grade A, and the quality of storage and packaging was in grade A. The overall
result of assessment process was in grade A. The system of SINKUALBIODIESEL also gave a suggestion to the users so that they could keep the
process that had been carried out involving Statistic Process Control (SPC)
because with the raw material of medium quality (grade B) is able to produce
good quality biodiesel (grade A). The strategy with the highest priority to be
implemented was technological improvement program with the highest value of
0.255.
Keywords : Expert System, Neural Network, Quality System, Biodiesel.
RINGKASAN
ELVIYANTI. Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel Berbasis Minyak
Nabati. Dibimbing oleh MARIMIN, SAPTA RAHARDJA dan SUROSO.
Biodiesel merupakan salah satu produk industri berbahan dasar minyakminyak lemak salah satunya adalah minyak nabati. Biodiesel dihasilkan dari
proses metanolisis atau transesterifikasi pada minyak lemak mengunakan jenis
alkohol ditambah katalis sehingga terbentuk metil ester (biodiesel) dan gliserin.
Kandungan oksigen biodiesel lebih banyak sehingga pembakaran lebih sempurna,
akibatnya gas buang tidak berbahaya, bersih dan ramah lingkungan.
Pada penelitian ini dikembangkan sebuah protitipe sistem penilaian dan
prediksi kualitas biodiesel yang berbasis minyak nabati selama proses produksi
yang melibatkan dua faktor analisis, yaitu analisis fundamental dan analisis teknik
dengan mengintergrasikan sistem pakar dalam membangun rulebase (aturan atau
batasan atribut) untuk proses penalaran dan pengambilan keputusan dalam sistem
penentuan kualitas biodiesel dengan metode jaringan syaraf tiruan (JST) multilayer
system backpropagation untuk prediksi keragamaan proses menggunakan Statistic
Process Control (SPC).
Analisis fundamental mengacu pada proses pengendalian kualitas yang
meliputi pengendalian kualitas bahan baku, proses dititik kritis produksi hingga
kinerja akhir produk jadi. Sedangkan analisis teknis mengacu pada prediksi
keragaman titik kritis proses transesterifikasi, separasi dan pencucian dalam
beberapa periode produksi yang akan datang. Penggunaan kedua analisis tersebut
dimaksudkan agar sistem dapat menilai dan memprediksi pola penurunan dan
kenaikan kualitas biodiesel saat terjadi perubahan faktor fundamental dan teknis.
Sistem dirancang dan dikembangkan menggunakan perangkat lunak Matlab
7.01 dalam sebuah menu tampilan (interface) yang sederhana dan diberi nama
SINKUAL-BIODIESEL. Masukan dan keluaran dari sistem ini ditampilkan
dalam bentuk data kuatitatif dan kualitatif baik dalam bentuk angka maupun
dalam bentuk grafik.
SINKUAL-BIODIESEL dirancang/dikembangkan untuk membantu para
teknik labaratorium dan pihak pengambilan keputusan dan penjaminan mutu
(quality ansurance) dalam menilai dan memprediksi kualitas biodiesel yang
diproduksi mulai dari jenis minyak nabati, jumlah tahapan proses esterifikasi,
penilaian kualitas bahan baku, kualitas mutu biodiesel, titik kritis proses
(transesterifikasi, separasi dan pencucian), hingga penilaian proses pengemasan
dan penyimpanan biodiesel.
Bobot tingkat kepentingan atribut kualitas biodiesel ditentukan dengan
menggunakan metode entropy hal dikarenakan tidak semua atribut penilaian
digunakan sebab terbatasnya waktu dan mahalnya biaya pengukuran atribut
kualitas bahan baku yang digunakan dan mutu biodiesel yang dihasilkan.
Metode pembelajaran jaringan syarat tiruan (JST) yang digunakan adalah
backpropagasi dengan arsitektur jaringan adalah multilayer system. Pilihan fungsi
aktivasi yang digunakan adalah fungsi aktivasi sigmoid bipolar (tansig), sigmoid
biner (logsig) dan linear.
Berdasarkan pengujian “trial and error” fungsi aktivasi, kriteria error,
momentum, laju pembelajaran dan jumlah lapisan yang digunakan memberikan
performansi jaringan yang terbaik adalah fungsi aktivasi sigmoid bipolar (tansig)
dengan arsitektur jaringan [5 5 1], yakni lima neuron pada lapisan input, lima
neuron pada lapisan hidden dan satu neuron pada lapisan output. Laju
pembelajaran 0,005; momentum 0,9; minimum error 0,0001 diperoleh nilai MSE
9,28419e-005 (336 epoch). Validasi JST menunjukkan kesesuaian antara output
jaringan dengan output target berdasarkan nilai error yang dihasilkan.
Penilaian kualitas biodiesel diberikan dalam bentuk grade yang bertujuan
untuk mempermudah proses penilaian dan pengendalian kualitas. Dengan adanya
grade di pihak pengguna dapat mengambil tindakan dan keputusan sesuai dengan
grade yang dihasilkan. Pengklasifikasian biodiesel yang diterima dalam grade A
dan grade B ditentukan berdasarkan standar mutu nasional dan standar mutu yang
diterapka di industri.
Implementasi sistem ini dilakukan dengan menggunakan data aktual yang
diperoleh dari PT. EAI (Energi Alternatif Indonesia) pada beberapa periode
produksi tahun 2006. Hasil penilaian SINKUAL-BIODIESEL yang dilakukan
menunjukkan bahwa kualitas bahan baku dengan grade B, kualitas proses
diterima grade A dan kualitas proses penyimpanan dan pengemasan diterima
grade A. Hasil (overall) keseluruhan proses penilaian adalah diterima grade A,
selain itu sistem SINKUAL-BIODIESEL memberikan saran kepada pengguna
untuk terus mempertahankan proses yang telah dilaksanakan dengan melibatkan
Statistic Process Control (SPC) karena dengan bahan baku yang berkualitas
sedang (grade B) mampu menghasilkan biodiesel dengan kualitas baik (grade A).
Dengan memperhatikan keseluruhan faktor, aktor dan tujuan yang hendak
dicapai dari penerapan strategi peningkatan kualitas biodiesel, maka dapat
ditentukan strategi yang memiliki bobot tertinggi dan prioritas pertama untuk
dijalankan adalah program perbaikan teknologi sehingga mampu mengolah
beragam mutu bahan baku dengan menerapkan proses produksi yang paling tepat
dan efisien sehingga mampu menghasilkan biodiesel yang sesuai standar yang
diinginkan berbagai segmen pasar. Diharapkan perusahaan mampu mengolah
berbagai macam mutu minyak dan mempunyai teknologi proses konversi minyak
yang optimal sesuai karakteristik biodiesel yang diinginkan.
Kata kunci : Expert System, Neural Network, Quality System, Biodiesel.
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari
Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam
bentuk apa pun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm dan sebagainya
DESAIN SISTEM PENENTUAN KUALITAS BIODIESEL
BERBASIS MINYAK NABATI
ELVIYANTI
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
Judul Tesis
: Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel
Berbasis Minyak Nabati
Nama
: Elviyanti
NIM
: F351030081
Program Studi
: Teknologi Industri Pertanian
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA.
Anggota
Dr. Ir. Suroso, M.Agr.
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi
Teknologi Industri Pertanian
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Irawadi Jamaran
Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS.
Tanggal Ujian : 13 Juli 2007
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kepada
Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penelitian ini berhasil diselesaikan.
Penelitian ini mengambil topik Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel
Berbasis Minyak Nabati.
Pada kesempatan ini Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
Bapak Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc., Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA., dan Dr. Ir.
Suroso, M. Agr. selaku dosen pembimbing serta pimpinan dan staf PT. EAI
Tanjung Priok Jakarta yang telah banyak memberikan informasi dan masukan.
Disamping itu penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Ir. Bochari
Rachman, M.Sc. Rektor Universitas Bina Darma Palembang, atas kesempatan
melanjutkan studi S-2 di Institut Pertanian Bogor. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada rekan-rekan TIP dan BioTeknologi khususnya Eva, Zendi
dan Wiwid, juga teman seperjuangan ”Islam Idiologis” (HT) Bogor yang telah
banyak memberi motivasi dan bantuan.
Terima kasih penuh cinta untuk orang tua, suami yang selalu memberikan
motivasi, semangat juang dan doa yang tiada henti dalam mengokohkan diriku
pada visi dan misi kehidupan yang hakiki yakni meraih prestasi menggapai
keridhoan Allah, dan seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya, serta
semua pihak yang telah ikut membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bogor, Juni 2007
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 18 Januari 1978 dari ayah
Amri Yara Muhir dari Manna Bengkulu, dan ibu Misyul Hartati dari Sekayu
Sumatera Selatan. Penulis merupakan putri pertama dari enam bersaudara dan
sebagai istri dari Sutarno, ST. M.T. dan Alhamdulillah kini sedang menantikan
kehadiran anak pertama.
Tahun 1996 penulis lulus dari SMA Negeri 8 Palembang dan melanjutkan
studi Diploma (D-1) Komputer Analisis di LPPMK Mulya Pratama Palembang.
Pada tahun 1997 lulus seleksi masuk di Program Studi Sosial Ekonomi Pertanian
Universitas Sriwijaya Palembang dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2003
Penulis memperoleh beasiswa BPPS dari Dirjen Pendidikan Tinggi DIKTI untuk
melanjutkan studinya di Program Studi Teknologi Industri Pertanian pada
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor selesai pada tahun 2007.
Pengalaman kerja Penulis sejak tahun 2002 hingga sekarang bekerja sebagai
staf pengajar di Universitas Bina Darma Palembang.
DAFTAR ISI
Hal
PRAKATA .....................................................................................................
DAFTAR ISI ..................................................................................................
DAFTAR TABEL .........................................................................................
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
i
ii
iv
vi
viii
1. PENDAHULUAN .....................................................................................
1.1 Latar Belakang ...................................................................................
1.2 Tujuan Penelitian ...............................................................................
1.3 Ruang Lingkup Penelitian ..................................................................
1.4 Manfaat Penelitian .............................................................................
1
1
5
5
6
2. TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
2.1 Definisi Kualitas ................................................................................
2.2 Minyak Nabati Sebagai Komponen Biodiesel ...................................
2.3 Biodiesel ............................................................................................
2.3.1 Perkembangan Biodiesel .........................................................
2.3.2 Proses Produksi Biodisel ........................................................
2.3.3 Keuntungan Penggunaan Biodiesel ........................................
2.3.4 Standar Mutu Biodiesel ..........................................................
2.4 Kecerdasan Buatan .............................................................................
2.5 Sistem Pakar ......................................................................................
2.5.1 Definisi Sistem Pakar ..............................................................
2.5.2 Struktur Sistem Pakar .............................................................
2.6 Jaringan Syaraf Tiruan .......................................................................
2.6.1 Dasar Biologis ........................................................................
2.6.2 Struktur Jaringan ....................................................................
2.6.3 Proses Pembelajaran................................................................
2.6.4 Fungsi Aktivasi .......................................................................
2.6.5 Backpropagation ..... ...............................................................
2.7 Integrasi Sistem Pakar dan Jaringan Syaraf Tiruan............................
2.8 Penggunaan Run Chart dan Control Chart .......................................
2.9 Metode Pembobotan Entropy ............................................................
2.10 Analisis Proses Hirarki (AHP) ..........................................................
7
7
9
11
12
13
16
18
21
21
21
23
26
26
27
28
28
28
29
30
30
31
3. METODOLOGI PENELITIAN .............................................................
3.1 Kerangka Pemikiran ...........................................................................
3.2 Tahapan Penelitian ............................................................................
3.2.1 Tahapan Persiapan ..................................................................
3.2.2 Pembangunan Model Konseptual ...........................................
3.2.3 Verifikasi dan Validasi Sistem ...............................................
34
34
35
37
38
38
ii
3.2.4 Implementasi Sistem ..............................................................
3.2.5 Perumusan Strategi Peningkatan Kualitas Biodiesel ..............
3.3 Tata Cara Penelitian ...........................................................................
3.3.1 Sumber Data ...........................................................................
3.3.2 Pengumpulan Data .................................................................
3.3.3 Analisis Data ...........................................................................
3.3.4 Penerapan Sistem Pakar dan Jaringan Syaraf Tiruan .............
38
39
39
39
40
40
40
4. PROFIL KUALITAS BIODIESEL BERBASIS MINYAK NABATI..
4.1 Bahan Baku Biodiesel .......................................................................
4.2 Spesifikasi Biodiesel ..........................................................................
4.3 Spesifikasi Biosolar ............................................................................
4.4 Beberapa Analisis Mutu Biodiesel .....................................................
42
42
44
45
46
5. ANALISIS KUALITAS BIODIESEL ....................................................
5.1 Data Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas Biodiesel.......................
5.1.1 Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas Bahan Baku ...............
5.1.2 Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas Proses.........................
5.1.3 Data Keragaman Proses ..........................................................
5.2 Analisis Data ......................................................................................
5.2.1 Analisis Data Tingkat Kepentingan .......................................
5.2.1.1 Analisis Atribut Penilaian Kualitas Bahan Baku ......
5.2.1.2 Analisis Atribut Penilaian Kualitas Proses ................
5.2.2 Analisis Data Keragaman Proses ...........................................
5.3 Atribut Sistem Penilaian dan Prediksi Kualitas Biodiesel .................
5.3.1 Analisis Fundamental .............................................................
5.3.2 Analisis Teknis ........................................................................
48
48
48
50
53
72
72
72
75
79
80
81
86
6. PEMODELAN DAN RANCANG BANGUN SISTEM .........................
6.1 Model Konseptual ..............................................................................
6.1.1 Konfigurasi Desain .................................................................
6.1.2 Desain Basis Data ...................................................................
6.1.3 Kerangka Model ......................................................................
6.2 Rancang Bangun Sistem ....................................................................
6.2.1 Definisi SINKUAL-BIODIESEL ...........................................
6.2.2 Desain Sistem .........................................................................
6.2.3 Prediksi Kualitas dengan Jaringan Syaraf Tiruan ..................
6.2.4 Proses Penilaian SINKUAL-BIODIESEL .............................
6.2.5 Implementasi SINKUAL-BIODIESEL...................................
6.2.6 Integrasi dan Pengujian Sistem ...............................................
6.2.7 Pengoperasian Sistem SINKUAL-BIODIESEL ....................
87
87
87
90
91
93
93
95
100
106
109
109
110
7. IMPLEMENTASI, VALIDASI DAN VERIFIKASI ...........................
7.1 Implementasi Sistem ..........................................................................
7.1.1 Input Sistem ............................................................................
7.1.2 Output Sistem .........................................................................
7.2 Analisis Keluaran Sistem ...................................................................
120
120
121
126
133
iii
8. RUMUSAN STRATEGI PENINGKATAN KUALITAS ....................
8.1 Penetapan Elemen Peningkatan Kualitas.............. .............................
8.2 Penyusunan Hirarki Struktur Keputusan ............................................
8.3 Penentuan Bobot dan Konsistensi Rasio ............................................
8.4 Implikasi Manajerial...........................................................................
134
134
136
140
144
9. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 145
9.1 Kesimpulan ......................................................................................... 145
9.2 Saran .... .............................................................................................. 146
147
150
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iv
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1. Persentase Pemakaian Energi Total Tahun 2003 .............................
1
Tabel 2. Perbandingan Karakteristik Biodiesal dan Minyak Solar ................
3
Tabel 3. Karakteristik Fraksi Stearin, Olein dan Minyak Sawit (CPO) .......... 10
Tabel 4. Kandungan Asam Lemak Beberapa Minyak Nabati ........................
11
Tabel 5. Produksi biodiesel di Eropa tahun 2004 dan target tahun 2006 .......
12
Tabel 6. Reduksi Emisi Gas Buang pada Pengggunaan Biodiesel ................
17
Tabel 7. Perbandingan Emisi Biodiesel dengan Solar ...................................
18
Tabel 8. Standar Mutu Biodiesel Indonesia (SNI 04-7182-2006) .................
19
Tabel 9. Standar Syarat Mutu Minyak Diesel Indonesia ................................
20
Tabel 10. Perbedaan Sistem Pakar dengan Sistem Konvensional ...................
23
Tabel 11. Permasalahan dalam Lingkup Sistem Pakar ....................................
25
Tabel 12. Analisis Kimia Minyak Jarak Pagar (Svlele,2002)...........................
43
Tabel 13. Karateristik Kimia dan Fisika Minyak Jarak ....................................
43
Tabel 14. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Sawit ...............................................
44
Tabel 15. Perbandingan Sifat Fisik Biodiesel dari Minyak jarak dan
Minyak Sawit dengan Solar .............................................................
45
Tabel 16. Tingkat Kepentingan Atribut Komposisi Asam Lemak ..................
49
Tabel 17. Tingkat Kepentingan Atribut Karakteristik Mutu Fisiko Kimia
Minyak Nabati .................................................................................
49
Tabel 18. Tingkat Kepentingan Atribut Karakteristik Mutu Biodiesel ............
50
Tabel 19. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Esterifikasi Biodiesel .......................................................................
51
Tabel 20. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Transesterifikasi Biodiesel ..............................................................
51
Tabel 21. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Separasi Biodiesel ............................................................................
51
Tabel 22. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Pencucian Biodiesel .........................................................................
52
Tabel 23. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Pengemasan dan Penyimpanan ........................................................
52
v
Tabel 24. Perhitungan Data Suhu Reaksi Proses Transesterifikasi .................
54
Tabel 25. Perhitungan Data Lama Proses Transesterifikasi .............................
57
Tabel 26. Perhitungan Data Suhu Proses Separasi ...........................................
60
Tabel 27. Perhitungan Data Lama Proses Separasi...........................................
63
Tabel 28. Perhitungan Perbandigan Volume Air dan Biodiesel Pada
Proses Pencucian...............................................................................
66
Tabel 29. Perhitungan Data Suhu Air Proses Pencucian ..................................
69
Tabel 30. Nilai Rata-rata Titik Kritis Proses SINKUAL-BIODIESEL ...........
86
Tabel 31. Pemilihan Jumlah Lapisan Tersembunyi (hidden layer) .................. 102
Tabel 32. Pemilihan Fungsi Aktivasi Berdasarkan Nilai Error........................ 103
Tabel 33. Hasil Pengujian Terhadap Nilai Laju Pembelajaran dan Momentum
Dengan Fungsi Aktivasi Sigmoid Bipolar (tansig) ........................... 104
Tabel 34. Hasil Pengujian Terhadap Nilai Laju Pembelajaran dan Momentum
Dengan Fungsi Aktivasi Sigmoid Biner (logsig) .............................. 104
Tabel 35. Hasil Pengujian Terhadap Nilai Laju Pembelajaran dan Momentum
Dengan Fungsi Aktivasi Linear ....................................................... 105
Tabel 36. Jaringan Syaraf Tiruan Sistem Penilaian Kualitas Biodisel...........
105
Tabel 37. Kaidah (rule) pada Masing-masing Sub-Proses Sistem Penilaian
Kualitas Biodiesel (SINKUAL-BIODIESEL) ................................. 106
Tabel 38. Kualifikasi Penilaian Kualitas Bahan Baku...................................... 108
Tabel 39. Kualifikasi Penilaian Kualitas Proses ............................................... 108
Tabel 40. Kualifikasi Penilaian Kualitas Pengemasan dan Penyimpanan ........ 108
Tabel 41. Standar RDB Palm Stearin (SP-159-1984) ...................................... 121
Tabel 42. Data Titik Kritis Proses .................................................................... 125
Tabel 43. Input dan Output Penilaian Pra-Analisis .......................................... 126
Tabel 44. Input dan Output Penilaian Bahan Baku .......................................... 127
Tabel 45. Input dan Output Penilaian Kualitas Biodiesel ................................ 129
Tabel 46. Input dan Output Penilaian Titik Kritis Proses ................................ 129
Tabel 47. Spesifikasi Nilai Batas Bawah dan Nilai Batas Atas di Industri ..... 130
Tabel 48. Input dan Output Penilaian Pengemasan dan Penyimpanan ............ 131
Tabel 49. Input dan Output Overall penilaian SINKUAL-BIODIESEL ......... 132
Tabel 50. Bobot dan Prioritas Faktor Strategi Peningkatan
Kualitas Biodiesel ............................................................................. 140
vi
Tabel 51. Bobot dan Prioritas Aktor Strategi Peningkatan Kualitas Biodiesel
141
Tabel 52. Bobot dan Prioritas Tujuan Strategi Peningkatan Kualitas
Biodiesel........................................................................................
142
Tabel 53. Bobot dan Prioritas Strategi Peningkatan Kualitas Biodiesel .......
143
vii
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1
Manfaat Perbaikan Kualitas .....................................................
8
Gambar 2.2
Bagan Reaksi Transesterifikasi ....................... ........................
15
Gambar 2.3
Diagram Alir Proses Produksi Biodiesel Skala Industri ...........
16
Gambar 2.4
Grafik Penurunan Emisi Gas Buang pada
Penggunaan Biodiesel ..............................................................
17
Gambar 2.5
Struktur Sistem Pakar (Turban, 1995) .....................................
24
Gambar 2.6
Jaringan Syaraf Biologis dan Jaringan Syaraf Tiruan .............
26
Gambar 2.7
Struktur Neuron Jaringan Syaraf Tiruan .................. ...............
27
Gambar 2.8
Arsitektur Jaringan Backpropagasi ........ .................................
29
Gambar 3.1
Bagan Kerangka Pemikiran .....................................................
36
Gambar 3.2
Bagan Alir Tahapan Penelitian.................................................
37
Gambar 5.1
Peta Kontrol R untuk Data Suhu Transesterifikasi................ ..
55
Gambar 5.2
Peta Kontrol x-bar untuk Data Suhu Trans-esterifikasi
berdasarkan Rataan Sampel .....................................................
55
Gambar 5.3
Peta kontrol Gabungan untuk Data Suhu Transesterifikasi .....
56
Gambar 5.4
Peta Kontrol R untuk Data Lama Transesterifikasi..................
58
Gambar 5.5
Peta Kontrol x-bar untuk Data Lama Trans-esterifikasi
BerdasarkanRataan Sampel.......................................................
58
Gambar 5.6
Peta kontrol Gabungan untuk Data Lama Transesterifikasi ....
59
Gambar 5.7
Peta Kontrol R untuk Data Suhu Separasi................................
61
Gambar 5.8
Peta Kontrol x-bar untuk Data Suhu Separasi
berdasarkan Rataan Sampel......................................................
61
Peta kontrol Gabungan untuk Data Suhu Separasi ..................
62
Gambar 5.10 Peta Kontrol R untuk Data Lama Separasi...............................
64
Gambar 5.11 Peta Kontrol x-bar untuk Data Lama Separasi
berdasarkan Rataan Sampel .....................................................
64
Gambar 5.12 Peta kontrol Gabungan untuk Data Lama Separasi..................
65
Gambar 5.13 Peta Kontrol R untuk Data Volume Air Pencucian..................
67
Gambar 5.9
viii
Gambar 5.14 Peta Kontrol x-bar untuk Data Volume Air Pencucian
berdasarkan Rataan Sampel .....................................................
67
Gambar 5.15 Peta kontrol Gabungan untuk Data Volume Air Pencucian ...
68
Gambar 5.16 Peta Kontrol R untuk Data Suhu Air Pencucian ......................
70
Gambar 5.17 Peta Kontrol x-bar untuk Data Suhu Air Pencucian
berdasarkan Rataan Sampel .....................................................
70
Gambar 5.18 Peta kontrol Gabungan untuk Data Suhu Air Pencucian .......
71
Gambar 5.19 Atribut Sistem Penilaian SINKUAL-BIODIESEL....... ...........
81
Gambar 6.1. Konfigurasi Model Aplikasi Sistem .. ......................................
87
Gambar 6.2. Kerangka Model Secara Global ...............................................
88
Gambar 6.3. Diagram Alir Deskriftif Permodelan SINKUAL-BIODIESEL
89
Gambar 6.4. Diagram Hubungan Sumber Data dalam Basisdata ................
91
Gambar 6.5
Tahapan Pembentukan Sistem Pakar .................. ....................
92
Gambar 6.6
Penggambaran Bagan Kendali Shewhart ........ ........................
99
Gambar 6.7
Bagan Kualifikasi SINKUAL-BIODIESEL .......................... . 100
Gambar 6.8
Menu Utama MATLAB 7.0.1 .................................................. 110
Gambar 6.9
Menu Folder atau Current Directory MATLAB ...................... 111
Gambar 6.10 Menu Utama SINKUAL-BIODIESEL ................................... 111
Gambar 6.11 Panel Analisis SINKUAL-BIODIESEL ................................. 112
Gambar 6.12 Form Identitas Proses Analisis Bahan Baku
SINKUAL-BIODIESEL ......................................................... 113
Gambar 6.13 Menu Proses Penilaian Kualitas Bahan Baku ........ ................. 113
Gambar 6.14 Menu Proses Penilaian Kualitas Proses.................................... 114
Gambar 6.15 Menu Utama Proses Prediksi Jaringan Syaraf Tiruan..............
114
Gambar 6.16 Menu Proses Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
Performasi Error ........ ............................................................. 115
Gambar 6.17 Menu Proses Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
Performasi Reggression............................................................ 116
Gambar 6.18 Hasil Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
Performasi Target-Output Dataset........................................... 116
Gambar 6.19 Hasil Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
Performasi Time Series............................................................. 118
ix
Gambar 6.20 Menu Proses Penilaian Kualitas Proses Pengemasan dan
Penyimpanan .......................... ................................................. 118
Gambar 6.21 Menu Proses Akhir Penilaian Kualitas Biodiesel .................... 119
Gambar 6.22 Menu Keluar SINKUAL-BIODIESEL .............. ..................... 119
Gambar 7.1
Menu Utama SINKUAL-BIODIESEL ................................... 120
Gambar 7.2
Menu Aplikasi Pra-Analisis SINKUAL-BIODIESEL ............ 122
Gambar 7.3
Menu Aplikasi Pra-Analisis SINKUAL-BIODIESEL
Sub Proses Penilaian Kualitas Bahan Baku ............................ 123
Gambar 7.4. Menu Aplikasi Pra-Analisis SINKUAL-BIODIESEL
Sub Proses Penilaian Kualitas Proses ...................................... 124
Gambar 7.5
Tampilan Hasil Penilaian Jenis Minyak Nabati dan ALB ...... 127
Gambar 7.6
Tampilan Hasil Penilaian Jenis Kualitas Bahan Baku
Biodiesel berupa (KSP) dan Fisiki Kimia ............................... 128
Gambar 7.7
Tampilan Hasil Penilaian Mutu Biodiesel dan Titik Kritis......
130
Gambar 7.8. Tampilan Hasil Penilaian Kualitas Pengemasan
dan Penyimpanan ..................................................................... 131
Gambar 7.9
Tampilan Overall SINKUAL-BIODIESEL ............................ 132
Gambar 8.1
Diagram Sebab Akibat Penurunan Kualitas Biodiesel............. 134
Gambar 8.2
Struktur Hirarki Keputusan Strategi Peningkatan Kualitas
Biodiesel................................................................................... 138
x
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
Lampiran 1.
Tahapan, Cara Memperoleh dan Mengolah Data Penelitian ... 150
Lampiran 2.
Kuesioner Penilaian Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas
Biodiesel Minyak Nabati.......................................................... 154
Lampiran 3.
Kuesioner Penetapan Prioritas Kriteria Peningkatan Kualitas
Biodiesel Minyak Nabati ......................................................... 163
Lampiran 4
Spesifikasi Bahan Bakar Minyak Jenis Minyak Solar ............. 171
Lampiran 5.
Perbandingan Karakteristik Metil Ester, Solar dan Diesel ...... 172
Lampiran 6.
Report Analisis Produksi PT. EAI .......................................... 174
Lampiran 7.
Metode Uji Mutu Biodiesel ................................ ..................... 176
Lampiran 8.
Akuisisi Pakar Kualitas Bahan Baku ...................................... 177
Lampiran 9.
Akuisisi Pakar Kualitas Biodiesel ..................................... ..... 180
Lampiran 10. Syarat Mutu Standara Perdagangan Minyak Jarak .................. 182
Lampiran 11. Karakteristik Sifat Fisika Kimia Minyak Jarak ....................... 183
Lampiran 12. Analisis Kimia Minyak Jarak Pagar ................................ ........ 184
Lampiran 13. Karakteristik Kimia dan Fisika Minyak Jarak Metode
Crew-ASTM D-90 .................................................................. 184
Lampiran 14. Standar RDB Palm Stearin (SP-159-1984) ............................. 185
Lampiran 15. Karakteristik Sifat Fisika dan Kimia Minyak Sawit ........ ...... 185
Lampiran 16. Standar Kualitas Bahan Bakar Biodiesel ASTM D6751-3 ..... 186
Lampiran 17. International Standar for Biodiesel ........................................ 187
Lampiran 18. Physical and chemical properties if diesel fuel and jatropha
curcas oil ................................................................................. 188
Lampiran 19. En 14214-2003 Standar for Biodiesel ..................................... 189
xi
Lampiran 20. Kaidah If-Then Rule Faktor Fundamental................................ 190
Lampiran 21. Strategi Penalaran Rule Sistem Pakar................. ..................... 199
Lampiran 22. Strategi Pelacakan Rule Sistem Pakar... ................................... 201
Lampiran 23. Perhitungan Nilai Entropy..... ................................................... 205
Lampiran 24. Data Keragaman Proses JST................. ................................... 210
Lampiran 25. Batasan Atribut SINKUAL-BIODIESEL ....... ........................ 212
Lampiran 26. Rule Sistem Penilaian Kualitas SINKUAL-BIODIESEL ....... 213
Lampiran 27. Listing Program SINKUAL-BIODIESEL................................ 220
Lampiran 28. Output Analytical Hierarchy Process (AHP) Strategi
Peningkatan Kualitas Biodiesel ............................................... 227
xii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada akhir 1960 produksi minyak mentah nasional mulai bergairah dan
terus meningkat hingga tahun 1988 produksi mencapai 1,52 juta barrel per hari
(bph) setelah itu produksinya terus menurun hingga tahun 2005 produksi minyak
mentah nasional hanya sekitar 1,07 juta bph. Disamping karena lapangan yang
sudah tua, juga karena turunnya investasi eksplorasi ladang minyak baru sehingga
cadangan terus menurun dari tahun 1985 tercatat jumlah cadangan sekitar 9,2
miliar barrel, tahun 2000 turun menjadi 5,1 miliar barrel, dan tahun 2004
berkurang menjadi 4,0 miliar barrel.
Menurut Kurtubi (2006), meskipun ada tambahan produksi dari Blok Cepu
yang mulai berproduksi 2008, tahun 2010 diperkirakan produksi minyak mentah
nasional hanya mampu mencapai 1,05 juta bph. Sedangkan kebutuhan bahan bakar
minyak (BBM) dalam negeri diperkirakan sekitar 1,62 juta bph setara dengan 2,0
juta bph minyak mentah sehingga terjadi defisit dan harus mengimpor minyak
mentah sekitar 1,0 juta bph.
Departemen Energi dan Sumberdaya Mineral dalam Bismo (2005),
mengatakan bahwa ketergantungan Indonesia pada BBM masih 63 persen dari
total pemakaian energi nasional tahun 2003, seperti ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Persentase Pemakaian Total Energi Tahun 2003
Jenis Energi
Bahan Bakar Minyak
Batubara
Listrik
LPG
Gas
Persentase Pemakaian (%)
63
8
10
2
17
Sumber : Departemen Energi dan Sumberdaya Mineral, 2005.
Semakin meningkat kebutuhan BBM dibarengi dengan produksi minyak
bumi yang terus menurun serta timbulnya pencemaran udara yang semakin
membahayakan lingkungan inilah yang mendorong usaha diversifikasi sumber
1
2
energi yang r
BERBASIS MINYAK NABATI
ELVIYANTI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Desain Sistem Penentuan Kualitas
Biodiesel Berbasis Minyak Nabati adalah karya saya sendiri dengan arahan
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Juli 2007
Elviyanti
NIM F351030081
ABSTRACT
ELVIYANTI. Design of System for Determining the Quality of Vegetable OilBased Biodiesel. Supervised by MARIMIN, SAPTA RAHARDJA and SUROSO.
In this research, the prototype of assessment system and quality prediction
of vegetable oil-based biodiesel during the production process were developed by
involving 2 factors of analyses, that is, fundamental analysis and technical
analysis and by integrating expertise system in constructing rulebase (rule or
attribute range) for reasoning process and decision making using the method of
artificial intelligence (AI), Multilayer System Back Propagation, to predict
different processes using Statistic Process Control. Fundamental process referred
to quality control, processes in critical points of production until the performance
of the finished product. In the meantime, technical analysis referred to prediction
of variety of critical points of transesterification process, separation and washing
in a number of the next production stages. These two analyses were used so that
the system could assess and predict patterns of quality increase and decrease of
biodiesel when there was a change in fundamental and technical factors. The
system was designed and developed using the software of Matlab 7.01 in a menu
of simple interface called SINKUAL BIODiESEL. Input and output of this system
were showed in form of quantitative and qualitative data both in numbers and in
graphs.
Based on the test of “trial and error” of activation function, error criteria,
momentum, rate of learning and number of layers used to give the best network
performance, this system used activation function of sigmoid bipolar (tansig) with
the network architecture of (551), that is, 5 neurons in an input layer, 5 neurons
in a hidden layer and 1 neuron in an output layer. The rate of learning was 0,005;
the momentum was 0.9; the minimum error was 0.0001 and the MSE score was
9.28419e-005(336). Validity of AI showed the correlation between network output
and target output based on error value obtained.
The implementation of this system was carried out using actual data
obtained from PT.EAI (Energy Alternative Indonesia) in a number of production
periods in 2006. The result of SINKUAL-BIODIESEL assessment conducted
showed that the quality of raw material was in grade B, the process quality was in
grade A, and the quality of storage and packaging was in grade A. The overall
result of assessment process was in grade A. The system of SINKUALBIODIESEL also gave a suggestion to the users so that they could keep the
process that had been carried out involving Statistic Process Control (SPC)
because with the raw material of medium quality (grade B) is able to produce
good quality biodiesel (grade A). The strategy with the highest priority to be
implemented was technological improvement program with the highest value of
0.255.
Keywords : Expert System, Neural Network, Quality System, Biodiesel.
RINGKASAN
ELVIYANTI. Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel Berbasis Minyak
Nabati. Dibimbing oleh MARIMIN, SAPTA RAHARDJA dan SUROSO.
Biodiesel merupakan salah satu produk industri berbahan dasar minyakminyak lemak salah satunya adalah minyak nabati. Biodiesel dihasilkan dari
proses metanolisis atau transesterifikasi pada minyak lemak mengunakan jenis
alkohol ditambah katalis sehingga terbentuk metil ester (biodiesel) dan gliserin.
Kandungan oksigen biodiesel lebih banyak sehingga pembakaran lebih sempurna,
akibatnya gas buang tidak berbahaya, bersih dan ramah lingkungan.
Pada penelitian ini dikembangkan sebuah protitipe sistem penilaian dan
prediksi kualitas biodiesel yang berbasis minyak nabati selama proses produksi
yang melibatkan dua faktor analisis, yaitu analisis fundamental dan analisis teknik
dengan mengintergrasikan sistem pakar dalam membangun rulebase (aturan atau
batasan atribut) untuk proses penalaran dan pengambilan keputusan dalam sistem
penentuan kualitas biodiesel dengan metode jaringan syaraf tiruan (JST) multilayer
system backpropagation untuk prediksi keragamaan proses menggunakan Statistic
Process Control (SPC).
Analisis fundamental mengacu pada proses pengendalian kualitas yang
meliputi pengendalian kualitas bahan baku, proses dititik kritis produksi hingga
kinerja akhir produk jadi. Sedangkan analisis teknis mengacu pada prediksi
keragaman titik kritis proses transesterifikasi, separasi dan pencucian dalam
beberapa periode produksi yang akan datang. Penggunaan kedua analisis tersebut
dimaksudkan agar sistem dapat menilai dan memprediksi pola penurunan dan
kenaikan kualitas biodiesel saat terjadi perubahan faktor fundamental dan teknis.
Sistem dirancang dan dikembangkan menggunakan perangkat lunak Matlab
7.01 dalam sebuah menu tampilan (interface) yang sederhana dan diberi nama
SINKUAL-BIODIESEL. Masukan dan keluaran dari sistem ini ditampilkan
dalam bentuk data kuatitatif dan kualitatif baik dalam bentuk angka maupun
dalam bentuk grafik.
SINKUAL-BIODIESEL dirancang/dikembangkan untuk membantu para
teknik labaratorium dan pihak pengambilan keputusan dan penjaminan mutu
(quality ansurance) dalam menilai dan memprediksi kualitas biodiesel yang
diproduksi mulai dari jenis minyak nabati, jumlah tahapan proses esterifikasi,
penilaian kualitas bahan baku, kualitas mutu biodiesel, titik kritis proses
(transesterifikasi, separasi dan pencucian), hingga penilaian proses pengemasan
dan penyimpanan biodiesel.
Bobot tingkat kepentingan atribut kualitas biodiesel ditentukan dengan
menggunakan metode entropy hal dikarenakan tidak semua atribut penilaian
digunakan sebab terbatasnya waktu dan mahalnya biaya pengukuran atribut
kualitas bahan baku yang digunakan dan mutu biodiesel yang dihasilkan.
Metode pembelajaran jaringan syarat tiruan (JST) yang digunakan adalah
backpropagasi dengan arsitektur jaringan adalah multilayer system. Pilihan fungsi
aktivasi yang digunakan adalah fungsi aktivasi sigmoid bipolar (tansig), sigmoid
biner (logsig) dan linear.
Berdasarkan pengujian “trial and error” fungsi aktivasi, kriteria error,
momentum, laju pembelajaran dan jumlah lapisan yang digunakan memberikan
performansi jaringan yang terbaik adalah fungsi aktivasi sigmoid bipolar (tansig)
dengan arsitektur jaringan [5 5 1], yakni lima neuron pada lapisan input, lima
neuron pada lapisan hidden dan satu neuron pada lapisan output. Laju
pembelajaran 0,005; momentum 0,9; minimum error 0,0001 diperoleh nilai MSE
9,28419e-005 (336 epoch). Validasi JST menunjukkan kesesuaian antara output
jaringan dengan output target berdasarkan nilai error yang dihasilkan.
Penilaian kualitas biodiesel diberikan dalam bentuk grade yang bertujuan
untuk mempermudah proses penilaian dan pengendalian kualitas. Dengan adanya
grade di pihak pengguna dapat mengambil tindakan dan keputusan sesuai dengan
grade yang dihasilkan. Pengklasifikasian biodiesel yang diterima dalam grade A
dan grade B ditentukan berdasarkan standar mutu nasional dan standar mutu yang
diterapka di industri.
Implementasi sistem ini dilakukan dengan menggunakan data aktual yang
diperoleh dari PT. EAI (Energi Alternatif Indonesia) pada beberapa periode
produksi tahun 2006. Hasil penilaian SINKUAL-BIODIESEL yang dilakukan
menunjukkan bahwa kualitas bahan baku dengan grade B, kualitas proses
diterima grade A dan kualitas proses penyimpanan dan pengemasan diterima
grade A. Hasil (overall) keseluruhan proses penilaian adalah diterima grade A,
selain itu sistem SINKUAL-BIODIESEL memberikan saran kepada pengguna
untuk terus mempertahankan proses yang telah dilaksanakan dengan melibatkan
Statistic Process Control (SPC) karena dengan bahan baku yang berkualitas
sedang (grade B) mampu menghasilkan biodiesel dengan kualitas baik (grade A).
Dengan memperhatikan keseluruhan faktor, aktor dan tujuan yang hendak
dicapai dari penerapan strategi peningkatan kualitas biodiesel, maka dapat
ditentukan strategi yang memiliki bobot tertinggi dan prioritas pertama untuk
dijalankan adalah program perbaikan teknologi sehingga mampu mengolah
beragam mutu bahan baku dengan menerapkan proses produksi yang paling tepat
dan efisien sehingga mampu menghasilkan biodiesel yang sesuai standar yang
diinginkan berbagai segmen pasar. Diharapkan perusahaan mampu mengolah
berbagai macam mutu minyak dan mempunyai teknologi proses konversi minyak
yang optimal sesuai karakteristik biodiesel yang diinginkan.
Kata kunci : Expert System, Neural Network, Quality System, Biodiesel.
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari
Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam
bentuk apa pun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm dan sebagainya
DESAIN SISTEM PENENTUAN KUALITAS BIODIESEL
BERBASIS MINYAK NABATI
ELVIYANTI
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
Judul Tesis
: Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel
Berbasis Minyak Nabati
Nama
: Elviyanti
NIM
: F351030081
Program Studi
: Teknologi Industri Pertanian
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA.
Anggota
Dr. Ir. Suroso, M.Agr.
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi
Teknologi Industri Pertanian
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Irawadi Jamaran
Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS.
Tanggal Ujian : 13 Juli 2007
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kepada
Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penelitian ini berhasil diselesaikan.
Penelitian ini mengambil topik Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel
Berbasis Minyak Nabati.
Pada kesempatan ini Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
Bapak Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc., Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA., dan Dr. Ir.
Suroso, M. Agr. selaku dosen pembimbing serta pimpinan dan staf PT. EAI
Tanjung Priok Jakarta yang telah banyak memberikan informasi dan masukan.
Disamping itu penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Ir. Bochari
Rachman, M.Sc. Rektor Universitas Bina Darma Palembang, atas kesempatan
melanjutkan studi S-2 di Institut Pertanian Bogor. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada rekan-rekan TIP dan BioTeknologi khususnya Eva, Zendi
dan Wiwid, juga teman seperjuangan ”Islam Idiologis” (HT) Bogor yang telah
banyak memberi motivasi dan bantuan.
Terima kasih penuh cinta untuk orang tua, suami yang selalu memberikan
motivasi, semangat juang dan doa yang tiada henti dalam mengokohkan diriku
pada visi dan misi kehidupan yang hakiki yakni meraih prestasi menggapai
keridhoan Allah, dan seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya, serta
semua pihak yang telah ikut membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bogor, Juni 2007
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 18 Januari 1978 dari ayah
Amri Yara Muhir dari Manna Bengkulu, dan ibu Misyul Hartati dari Sekayu
Sumatera Selatan. Penulis merupakan putri pertama dari enam bersaudara dan
sebagai istri dari Sutarno, ST. M.T. dan Alhamdulillah kini sedang menantikan
kehadiran anak pertama.
Tahun 1996 penulis lulus dari SMA Negeri 8 Palembang dan melanjutkan
studi Diploma (D-1) Komputer Analisis di LPPMK Mulya Pratama Palembang.
Pada tahun 1997 lulus seleksi masuk di Program Studi Sosial Ekonomi Pertanian
Universitas Sriwijaya Palembang dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2003
Penulis memperoleh beasiswa BPPS dari Dirjen Pendidikan Tinggi DIKTI untuk
melanjutkan studinya di Program Studi Teknologi Industri Pertanian pada
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor selesai pada tahun 2007.
Pengalaman kerja Penulis sejak tahun 2002 hingga sekarang bekerja sebagai
staf pengajar di Universitas Bina Darma Palembang.
DESAIN SISTEM PENENTUAN KUALITAS BIODIESEL
BERBASIS MINYAK NABATI
ELVIYANTI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Desain Sistem Penentuan Kualitas
Biodiesel Berbasis Minyak Nabati adalah karya saya sendiri dengan arahan
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Juli 2007
Elviyanti
NIM F351030081
ABSTRACT
ELVIYANTI. Design of System for Determining the Quality of Vegetable OilBased Biodiesel. Supervised by MARIMIN, SAPTA RAHARDJA and SUROSO.
In this research, the prototype of assessment system and quality prediction
of vegetable oil-based biodiesel during the production process were developed by
involving 2 factors of analyses, that is, fundamental analysis and technical
analysis and by integrating expertise system in constructing rulebase (rule or
attribute range) for reasoning process and decision making using the method of
artificial intelligence (AI), Multilayer System Back Propagation, to predict
different processes using Statistic Process Control. Fundamental process referred
to quality control, processes in critical points of production until the performance
of the finished product. In the meantime, technical analysis referred to prediction
of variety of critical points of transesterification process, separation and washing
in a number of the next production stages. These two analyses were used so that
the system could assess and predict patterns of quality increase and decrease of
biodiesel when there was a change in fundamental and technical factors. The
system was designed and developed using the software of Matlab 7.01 in a menu
of simple interface called SINKUAL BIODiESEL. Input and output of this system
were showed in form of quantitative and qualitative data both in numbers and in
graphs.
Based on the test of “trial and error” of activation function, error criteria,
momentum, rate of learning and number of layers used to give the best network
performance, this system used activation function of sigmoid bipolar (tansig) with
the network architecture of (551), that is, 5 neurons in an input layer, 5 neurons
in a hidden layer and 1 neuron in an output layer. The rate of learning was 0,005;
the momentum was 0.9; the minimum error was 0.0001 and the MSE score was
9.28419e-005(336). Validity of AI showed the correlation between network output
and target output based on error value obtained.
The implementation of this system was carried out using actual data
obtained from PT.EAI (Energy Alternative Indonesia) in a number of production
periods in 2006. The result of SINKUAL-BIODIESEL assessment conducted
showed that the quality of raw material was in grade B, the process quality was in
grade A, and the quality of storage and packaging was in grade A. The overall
result of assessment process was in grade A. The system of SINKUALBIODIESEL also gave a suggestion to the users so that they could keep the
process that had been carried out involving Statistic Process Control (SPC)
because with the raw material of medium quality (grade B) is able to produce
good quality biodiesel (grade A). The strategy with the highest priority to be
implemented was technological improvement program with the highest value of
0.255.
Keywords : Expert System, Neural Network, Quality System, Biodiesel.
RINGKASAN
ELVIYANTI. Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel Berbasis Minyak
Nabati. Dibimbing oleh MARIMIN, SAPTA RAHARDJA dan SUROSO.
Biodiesel merupakan salah satu produk industri berbahan dasar minyakminyak lemak salah satunya adalah minyak nabati. Biodiesel dihasilkan dari
proses metanolisis atau transesterifikasi pada minyak lemak mengunakan jenis
alkohol ditambah katalis sehingga terbentuk metil ester (biodiesel) dan gliserin.
Kandungan oksigen biodiesel lebih banyak sehingga pembakaran lebih sempurna,
akibatnya gas buang tidak berbahaya, bersih dan ramah lingkungan.
Pada penelitian ini dikembangkan sebuah protitipe sistem penilaian dan
prediksi kualitas biodiesel yang berbasis minyak nabati selama proses produksi
yang melibatkan dua faktor analisis, yaitu analisis fundamental dan analisis teknik
dengan mengintergrasikan sistem pakar dalam membangun rulebase (aturan atau
batasan atribut) untuk proses penalaran dan pengambilan keputusan dalam sistem
penentuan kualitas biodiesel dengan metode jaringan syaraf tiruan (JST) multilayer
system backpropagation untuk prediksi keragamaan proses menggunakan Statistic
Process Control (SPC).
Analisis fundamental mengacu pada proses pengendalian kualitas yang
meliputi pengendalian kualitas bahan baku, proses dititik kritis produksi hingga
kinerja akhir produk jadi. Sedangkan analisis teknis mengacu pada prediksi
keragaman titik kritis proses transesterifikasi, separasi dan pencucian dalam
beberapa periode produksi yang akan datang. Penggunaan kedua analisis tersebut
dimaksudkan agar sistem dapat menilai dan memprediksi pola penurunan dan
kenaikan kualitas biodiesel saat terjadi perubahan faktor fundamental dan teknis.
Sistem dirancang dan dikembangkan menggunakan perangkat lunak Matlab
7.01 dalam sebuah menu tampilan (interface) yang sederhana dan diberi nama
SINKUAL-BIODIESEL. Masukan dan keluaran dari sistem ini ditampilkan
dalam bentuk data kuatitatif dan kualitatif baik dalam bentuk angka maupun
dalam bentuk grafik.
SINKUAL-BIODIESEL dirancang/dikembangkan untuk membantu para
teknik labaratorium dan pihak pengambilan keputusan dan penjaminan mutu
(quality ansurance) dalam menilai dan memprediksi kualitas biodiesel yang
diproduksi mulai dari jenis minyak nabati, jumlah tahapan proses esterifikasi,
penilaian kualitas bahan baku, kualitas mutu biodiesel, titik kritis proses
(transesterifikasi, separasi dan pencucian), hingga penilaian proses pengemasan
dan penyimpanan biodiesel.
Bobot tingkat kepentingan atribut kualitas biodiesel ditentukan dengan
menggunakan metode entropy hal dikarenakan tidak semua atribut penilaian
digunakan sebab terbatasnya waktu dan mahalnya biaya pengukuran atribut
kualitas bahan baku yang digunakan dan mutu biodiesel yang dihasilkan.
Metode pembelajaran jaringan syarat tiruan (JST) yang digunakan adalah
backpropagasi dengan arsitektur jaringan adalah multilayer system. Pilihan fungsi
aktivasi yang digunakan adalah fungsi aktivasi sigmoid bipolar (tansig), sigmoid
biner (logsig) dan linear.
Berdasarkan pengujian “trial and error” fungsi aktivasi, kriteria error,
momentum, laju pembelajaran dan jumlah lapisan yang digunakan memberikan
performansi jaringan yang terbaik adalah fungsi aktivasi sigmoid bipolar (tansig)
dengan arsitektur jaringan [5 5 1], yakni lima neuron pada lapisan input, lima
neuron pada lapisan hidden dan satu neuron pada lapisan output. Laju
pembelajaran 0,005; momentum 0,9; minimum error 0,0001 diperoleh nilai MSE
9,28419e-005 (336 epoch). Validasi JST menunjukkan kesesuaian antara output
jaringan dengan output target berdasarkan nilai error yang dihasilkan.
Penilaian kualitas biodiesel diberikan dalam bentuk grade yang bertujuan
untuk mempermudah proses penilaian dan pengendalian kualitas. Dengan adanya
grade di pihak pengguna dapat mengambil tindakan dan keputusan sesuai dengan
grade yang dihasilkan. Pengklasifikasian biodiesel yang diterima dalam grade A
dan grade B ditentukan berdasarkan standar mutu nasional dan standar mutu yang
diterapka di industri.
Implementasi sistem ini dilakukan dengan menggunakan data aktual yang
diperoleh dari PT. EAI (Energi Alternatif Indonesia) pada beberapa periode
produksi tahun 2006. Hasil penilaian SINKUAL-BIODIESEL yang dilakukan
menunjukkan bahwa kualitas bahan baku dengan grade B, kualitas proses
diterima grade A dan kualitas proses penyimpanan dan pengemasan diterima
grade A. Hasil (overall) keseluruhan proses penilaian adalah diterima grade A,
selain itu sistem SINKUAL-BIODIESEL memberikan saran kepada pengguna
untuk terus mempertahankan proses yang telah dilaksanakan dengan melibatkan
Statistic Process Control (SPC) karena dengan bahan baku yang berkualitas
sedang (grade B) mampu menghasilkan biodiesel dengan kualitas baik (grade A).
Dengan memperhatikan keseluruhan faktor, aktor dan tujuan yang hendak
dicapai dari penerapan strategi peningkatan kualitas biodiesel, maka dapat
ditentukan strategi yang memiliki bobot tertinggi dan prioritas pertama untuk
dijalankan adalah program perbaikan teknologi sehingga mampu mengolah
beragam mutu bahan baku dengan menerapkan proses produksi yang paling tepat
dan efisien sehingga mampu menghasilkan biodiesel yang sesuai standar yang
diinginkan berbagai segmen pasar. Diharapkan perusahaan mampu mengolah
berbagai macam mutu minyak dan mempunyai teknologi proses konversi minyak
yang optimal sesuai karakteristik biodiesel yang diinginkan.
Kata kunci : Expert System, Neural Network, Quality System, Biodiesel.
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari
Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam
bentuk apa pun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm dan sebagainya
DESAIN SISTEM PENENTUAN KUALITAS BIODIESEL
BERBASIS MINYAK NABATI
ELVIYANTI
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
Judul Tesis
: Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel
Berbasis Minyak Nabati
Nama
: Elviyanti
NIM
: F351030081
Program Studi
: Teknologi Industri Pertanian
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA.
Anggota
Dr. Ir. Suroso, M.Agr.
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi
Teknologi Industri Pertanian
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Irawadi Jamaran
Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS.
Tanggal Ujian : 13 Juli 2007
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kepada
Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penelitian ini berhasil diselesaikan.
Penelitian ini mengambil topik Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel
Berbasis Minyak Nabati.
Pada kesempatan ini Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
Bapak Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc., Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA., dan Dr. Ir.
Suroso, M. Agr. selaku dosen pembimbing serta pimpinan dan staf PT. EAI
Tanjung Priok Jakarta yang telah banyak memberikan informasi dan masukan.
Disamping itu penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Ir. Bochari
Rachman, M.Sc. Rektor Universitas Bina Darma Palembang, atas kesempatan
melanjutkan studi S-2 di Institut Pertanian Bogor. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada rekan-rekan TIP dan BioTeknologi khususnya Eva, Zendi
dan Wiwid, juga teman seperjuangan ”Islam Idiologis” (HT) Bogor yang telah
banyak memberi motivasi dan bantuan.
Terima kasih penuh cinta untuk orang tua, suami yang selalu memberikan
motivasi, semangat juang dan doa yang tiada henti dalam mengokohkan diriku
pada visi dan misi kehidupan yang hakiki yakni meraih prestasi menggapai
keridhoan Allah, dan seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya, serta
semua pihak yang telah ikut membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bogor, Juni 2007
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 18 Januari 1978 dari ayah
Amri Yara Muhir dari Manna Bengkulu, dan ibu Misyul Hartati dari Sekayu
Sumatera Selatan. Penulis merupakan putri pertama dari enam bersaudara dan
sebagai istri dari Sutarno, ST. M.T. dan Alhamdulillah kini sedang menantikan
kehadiran anak pertama.
Tahun 1996 penulis lulus dari SMA Negeri 8 Palembang dan melanjutkan
studi Diploma (D-1) Komputer Analisis di LPPMK Mulya Pratama Palembang.
Pada tahun 1997 lulus seleksi masuk di Program Studi Sosial Ekonomi Pertanian
Universitas Sriwijaya Palembang dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2003
Penulis memperoleh beasiswa BPPS dari Dirjen Pendidikan Tinggi DIKTI untuk
melanjutkan studinya di Program Studi Teknologi Industri Pertanian pada
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor selesai pada tahun 2007.
Pengalaman kerja Penulis sejak tahun 2002 hingga sekarang bekerja sebagai
staf pengajar di Universitas Bina Darma Palembang.
DAFTAR ISI
Hal
PRAKATA .....................................................................................................
DAFTAR ISI ..................................................................................................
DAFTAR TABEL .........................................................................................
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
i
ii
iv
vi
viii
1. PENDAHULUAN .....................................................................................
1.1 Latar Belakang ...................................................................................
1.2 Tujuan Penelitian ...............................................................................
1.3 Ruang Lingkup Penelitian ..................................................................
1.4 Manfaat Penelitian .............................................................................
1
1
5
5
6
2. TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
2.1 Definisi Kualitas ................................................................................
2.2 Minyak Nabati Sebagai Komponen Biodiesel ...................................
2.3 Biodiesel ............................................................................................
2.3.1 Perkembangan Biodiesel .........................................................
2.3.2 Proses Produksi Biodisel ........................................................
2.3.3 Keuntungan Penggunaan Biodiesel ........................................
2.3.4 Standar Mutu Biodiesel ..........................................................
2.4 Kecerdasan Buatan .............................................................................
2.5 Sistem Pakar ......................................................................................
2.5.1 Definisi Sistem Pakar ..............................................................
2.5.2 Struktur Sistem Pakar .............................................................
2.6 Jaringan Syaraf Tiruan .......................................................................
2.6.1 Dasar Biologis ........................................................................
2.6.2 Struktur Jaringan ....................................................................
2.6.3 Proses Pembelajaran................................................................
2.6.4 Fungsi Aktivasi .......................................................................
2.6.5 Backpropagation ..... ...............................................................
2.7 Integrasi Sistem Pakar dan Jaringan Syaraf Tiruan............................
2.8 Penggunaan Run Chart dan Control Chart .......................................
2.9 Metode Pembobotan Entropy ............................................................
2.10 Analisis Proses Hirarki (AHP) ..........................................................
7
7
9
11
12
13
16
18
21
21
21
23
26
26
27
28
28
28
29
30
30
31
3. METODOLOGI PENELITIAN .............................................................
3.1 Kerangka Pemikiran ...........................................................................
3.2 Tahapan Penelitian ............................................................................
3.2.1 Tahapan Persiapan ..................................................................
3.2.2 Pembangunan Model Konseptual ...........................................
3.2.3 Verifikasi dan Validasi Sistem ...............................................
34
34
35
37
38
38
ii
3.2.4 Implementasi Sistem ..............................................................
3.2.5 Perumusan Strategi Peningkatan Kualitas Biodiesel ..............
3.3 Tata Cara Penelitian ...........................................................................
3.3.1 Sumber Data ...........................................................................
3.3.2 Pengumpulan Data .................................................................
3.3.3 Analisis Data ...........................................................................
3.3.4 Penerapan Sistem Pakar dan Jaringan Syaraf Tiruan .............
38
39
39
39
40
40
40
4. PROFIL KUALITAS BIODIESEL BERBASIS MINYAK NABATI..
4.1 Bahan Baku Biodiesel .......................................................................
4.2 Spesifikasi Biodiesel ..........................................................................
4.3 Spesifikasi Biosolar ............................................................................
4.4 Beberapa Analisis Mutu Biodiesel .....................................................
42
42
44
45
46
5. ANALISIS KUALITAS BIODIESEL ....................................................
5.1 Data Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas Biodiesel.......................
5.1.1 Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas Bahan Baku ...............
5.1.2 Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas Proses.........................
5.1.3 Data Keragaman Proses ..........................................................
5.2 Analisis Data ......................................................................................
5.2.1 Analisis Data Tingkat Kepentingan .......................................
5.2.1.1 Analisis Atribut Penilaian Kualitas Bahan Baku ......
5.2.1.2 Analisis Atribut Penilaian Kualitas Proses ................
5.2.2 Analisis Data Keragaman Proses ...........................................
5.3 Atribut Sistem Penilaian dan Prediksi Kualitas Biodiesel .................
5.3.1 Analisis Fundamental .............................................................
5.3.2 Analisis Teknis ........................................................................
48
48
48
50
53
72
72
72
75
79
80
81
86
6. PEMODELAN DAN RANCANG BANGUN SISTEM .........................
6.1 Model Konseptual ..............................................................................
6.1.1 Konfigurasi Desain .................................................................
6.1.2 Desain Basis Data ...................................................................
6.1.3 Kerangka Model ......................................................................
6.2 Rancang Bangun Sistem ....................................................................
6.2.1 Definisi SINKUAL-BIODIESEL ...........................................
6.2.2 Desain Sistem .........................................................................
6.2.3 Prediksi Kualitas dengan Jaringan Syaraf Tiruan ..................
6.2.4 Proses Penilaian SINKUAL-BIODIESEL .............................
6.2.5 Implementasi SINKUAL-BIODIESEL...................................
6.2.6 Integrasi dan Pengujian Sistem ...............................................
6.2.7 Pengoperasian Sistem SINKUAL-BIODIESEL ....................
87
87
87
90
91
93
93
95
100
106
109
109
110
7. IMPLEMENTASI, VALIDASI DAN VERIFIKASI ...........................
7.1 Implementasi Sistem ..........................................................................
7.1.1 Input Sistem ............................................................................
7.1.2 Output Sistem .........................................................................
7.2 Analisis Keluaran Sistem ...................................................................
120
120
121
126
133
iii
8. RUMUSAN STRATEGI PENINGKATAN KUALITAS ....................
8.1 Penetapan Elemen Peningkatan Kualitas.............. .............................
8.2 Penyusunan Hirarki Struktur Keputusan ............................................
8.3 Penentuan Bobot dan Konsistensi Rasio ............................................
8.4 Implikasi Manajerial...........................................................................
134
134
136
140
144
9. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 145
9.1 Kesimpulan ......................................................................................... 145
9.2 Saran .... .............................................................................................. 146
147
150
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iv
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1. Persentase Pemakaian Energi Total Tahun 2003 .............................
1
Tabel 2. Perbandingan Karakteristik Biodiesal dan Minyak Solar ................
3
Tabel 3. Karakteristik Fraksi Stearin, Olein dan Minyak Sawit (CPO) .......... 10
Tabel 4. Kandungan Asam Lemak Beberapa Minyak Nabati ........................
11
Tabel 5. Produksi biodiesel di Eropa tahun 2004 dan target tahun 2006 .......
12
Tabel 6. Reduksi Emisi Gas Buang pada Pengggunaan Biodiesel ................
17
Tabel 7. Perbandingan Emisi Biodiesel dengan Solar ...................................
18
Tabel 8. Standar Mutu Biodiesel Indonesia (SNI 04-7182-2006) .................
19
Tabel 9. Standar Syarat Mutu Minyak Diesel Indonesia ................................
20
Tabel 10. Perbedaan Sistem Pakar dengan Sistem Konvensional ...................
23
Tabel 11. Permasalahan dalam Lingkup Sistem Pakar ....................................
25
Tabel 12. Analisis Kimia Minyak Jarak Pagar (Svlele,2002)...........................
43
Tabel 13. Karateristik Kimia dan Fisika Minyak Jarak ....................................
43
Tabel 14. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Sawit ...............................................
44
Tabel 15. Perbandingan Sifat Fisik Biodiesel dari Minyak jarak dan
Minyak Sawit dengan Solar .............................................................
45
Tabel 16. Tingkat Kepentingan Atribut Komposisi Asam Lemak ..................
49
Tabel 17. Tingkat Kepentingan Atribut Karakteristik Mutu Fisiko Kimia
Minyak Nabati .................................................................................
49
Tabel 18. Tingkat Kepentingan Atribut Karakteristik Mutu Biodiesel ............
50
Tabel 19. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Esterifikasi Biodiesel .......................................................................
51
Tabel 20. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Transesterifikasi Biodiesel ..............................................................
51
Tabel 21. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Separasi Biodiesel ............................................................................
51
Tabel 22. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Pencucian Biodiesel .........................................................................
52
Tabel 23. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Pengemasan dan Penyimpanan ........................................................
52
v
Tabel 24. Perhitungan Data Suhu Reaksi Proses Transesterifikasi .................
54
Tabel 25. Perhitungan Data Lama Proses Transesterifikasi .............................
57
Tabel 26. Perhitungan Data Suhu Proses Separasi ...........................................
60
Tabel 27. Perhitungan Data Lama Proses Separasi...........................................
63
Tabel 28. Perhitungan Perbandigan Volume Air dan Biodiesel Pada
Proses Pencucian...............................................................................
66
Tabel 29. Perhitungan Data Suhu Air Proses Pencucian ..................................
69
Tabel 30. Nilai Rata-rata Titik Kritis Proses SINKUAL-BIODIESEL ...........
86
Tabel 31. Pemilihan Jumlah Lapisan Tersembunyi (hidden layer) .................. 102
Tabel 32. Pemilihan Fungsi Aktivasi Berdasarkan Nilai Error........................ 103
Tabel 33. Hasil Pengujian Terhadap Nilai Laju Pembelajaran dan Momentum
Dengan Fungsi Aktivasi Sigmoid Bipolar (tansig) ........................... 104
Tabel 34. Hasil Pengujian Terhadap Nilai Laju Pembelajaran dan Momentum
Dengan Fungsi Aktivasi Sigmoid Biner (logsig) .............................. 104
Tabel 35. Hasil Pengujian Terhadap Nilai Laju Pembelajaran dan Momentum
Dengan Fungsi Aktivasi Linear ....................................................... 105
Tabel 36. Jaringan Syaraf Tiruan Sistem Penilaian Kualitas Biodisel...........
105
Tabel 37. Kaidah (rule) pada Masing-masing Sub-Proses Sistem Penilaian
Kualitas Biodiesel (SINKUAL-BIODIESEL) ................................. 106
Tabel 38. Kualifikasi Penilaian Kualitas Bahan Baku...................................... 108
Tabel 39. Kualifikasi Penilaian Kualitas Proses ............................................... 108
Tabel 40. Kualifikasi Penilaian Kualitas Pengemasan dan Penyimpanan ........ 108
Tabel 41. Standar RDB Palm Stearin (SP-159-1984) ...................................... 121
Tabel 42. Data Titik Kritis Proses .................................................................... 125
Tabel 43. Input dan Output Penilaian Pra-Analisis .......................................... 126
Tabel 44. Input dan Output Penilaian Bahan Baku .......................................... 127
Tabel 45. Input dan Output Penilaian Kualitas Biodiesel ................................ 129
Tabel 46. Input dan Output Penilaian Titik Kritis Proses ................................ 129
Tabel 47. Spesifikasi Nilai Batas Bawah dan Nilai Batas Atas di Industri ..... 130
Tabel 48. Input dan Output Penilaian Pengemasan dan Penyimpanan ............ 131
Tabel 49. Input dan Output Overall penilaian SINKUAL-BIODIESEL ......... 132
Tabel 50. Bobot dan Prioritas Faktor Strategi Peningkatan
Kualitas Biodiesel ............................................................................. 140
vi
Tabel 51. Bobot dan Prioritas Aktor Strategi Peningkatan Kualitas Biodiesel
141
Tabel 52. Bobot dan Prioritas Tujuan Strategi Peningkatan Kualitas
Biodiesel........................................................................................
142
Tabel 53. Bobot dan Prioritas Strategi Peningkatan Kualitas Biodiesel .......
143
vii
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1
Manfaat Perbaikan Kualitas .....................................................
8
Gambar 2.2
Bagan Reaksi Transesterifikasi ....................... ........................
15
Gambar 2.3
Diagram Alir Proses Produksi Biodiesel Skala Industri ...........
16
Gambar 2.4
Grafik Penurunan Emisi Gas Buang pada
Penggunaan Biodiesel ..............................................................
17
Gambar 2.5
Struktur Sistem Pakar (Turban, 1995) .....................................
24
Gambar 2.6
Jaringan Syaraf Biologis dan Jaringan Syaraf Tiruan .............
26
Gambar 2.7
Struktur Neuron Jaringan Syaraf Tiruan .................. ...............
27
Gambar 2.8
Arsitektur Jaringan Backpropagasi ........ .................................
29
Gambar 3.1
Bagan Kerangka Pemikiran .....................................................
36
Gambar 3.2
Bagan Alir Tahapan Penelitian.................................................
37
Gambar 5.1
Peta Kontrol R untuk Data Suhu Transesterifikasi................ ..
55
Gambar 5.2
Peta Kontrol x-bar untuk Data Suhu Trans-esterifikasi
berdasarkan Rataan Sampel .....................................................
55
Gambar 5.3
Peta kontrol Gabungan untuk Data Suhu Transesterifikasi .....
56
Gambar 5.4
Peta Kontrol R untuk Data Lama Transesterifikasi..................
58
Gambar 5.5
Peta Kontrol x-bar untuk Data Lama Trans-esterifikasi
BerdasarkanRataan Sampel.......................................................
58
Gambar 5.6
Peta kontrol Gabungan untuk Data Lama Transesterifikasi ....
59
Gambar 5.7
Peta Kontrol R untuk Data Suhu Separasi................................
61
Gambar 5.8
Peta Kontrol x-bar untuk Data Suhu Separasi
berdasarkan Rataan Sampel......................................................
61
Peta kontrol Gabungan untuk Data Suhu Separasi ..................
62
Gambar 5.10 Peta Kontrol R untuk Data Lama Separasi...............................
64
Gambar 5.11 Peta Kontrol x-bar untuk Data Lama Separasi
berdasarkan Rataan Sampel .....................................................
64
Gambar 5.12 Peta kontrol Gabungan untuk Data Lama Separasi..................
65
Gambar 5.13 Peta Kontrol R untuk Data Volume Air Pencucian..................
67
Gambar 5.9
viii
Gambar 5.14 Peta Kontrol x-bar untuk Data Volume Air Pencucian
berdasarkan Rataan Sampel .....................................................
67
Gambar 5.15 Peta kontrol Gabungan untuk Data Volume Air Pencucian ...
68
Gambar 5.16 Peta Kontrol R untuk Data Suhu Air Pencucian ......................
70
Gambar 5.17 Peta Kontrol x-bar untuk Data Suhu Air Pencucian
berdasarkan Rataan Sampel .....................................................
70
Gambar 5.18 Peta kontrol Gabungan untuk Data Suhu Air Pencucian .......
71
Gambar 5.19 Atribut Sistem Penilaian SINKUAL-BIODIESEL....... ...........
81
Gambar 6.1. Konfigurasi Model Aplikasi Sistem .. ......................................
87
Gambar 6.2. Kerangka Model Secara Global ...............................................
88
Gambar 6.3. Diagram Alir Deskriftif Permodelan SINKUAL-BIODIESEL
89
Gambar 6.4. Diagram Hubungan Sumber Data dalam Basisdata ................
91
Gambar 6.5
Tahapan Pembentukan Sistem Pakar .................. ....................
92
Gambar 6.6
Penggambaran Bagan Kendali Shewhart ........ ........................
99
Gambar 6.7
Bagan Kualifikasi SINKUAL-BIODIESEL .......................... . 100
Gambar 6.8
Menu Utama MATLAB 7.0.1 .................................................. 110
Gambar 6.9
Menu Folder atau Current Directory MATLAB ...................... 111
Gambar 6.10 Menu Utama SINKUAL-BIODIESEL ................................... 111
Gambar 6.11 Panel Analisis SINKUAL-BIODIESEL ................................. 112
Gambar 6.12 Form Identitas Proses Analisis Bahan Baku
SINKUAL-BIODIESEL ......................................................... 113
Gambar 6.13 Menu Proses Penilaian Kualitas Bahan Baku ........ ................. 113
Gambar 6.14 Menu Proses Penilaian Kualitas Proses.................................... 114
Gambar 6.15 Menu Utama Proses Prediksi Jaringan Syaraf Tiruan..............
114
Gambar 6.16 Menu Proses Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
Performasi Error ........ ............................................................. 115
Gambar 6.17 Menu Proses Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
Performasi Reggression............................................................ 116
Gambar 6.18 Hasil Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
Performasi Target-Output Dataset........................................... 116
Gambar 6.19 Hasil Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
Performasi Time Series............................................................. 118
ix
Gambar 6.20 Menu Proses Penilaian Kualitas Proses Pengemasan dan
Penyimpanan .......................... ................................................. 118
Gambar 6.21 Menu Proses Akhir Penilaian Kualitas Biodiesel .................... 119
Gambar 6.22 Menu Keluar SINKUAL-BIODIESEL .............. ..................... 119
Gambar 7.1
Menu Utama SINKUAL-BIODIESEL ................................... 120
Gambar 7.2
Menu Aplikasi Pra-Analisis SINKUAL-BIODIESEL ............ 122
Gambar 7.3
Menu Aplikasi Pra-Analisis SINKUAL-BIODIESEL
Sub Proses Penilaian Kualitas Bahan Baku ............................ 123
Gambar 7.4. Menu Aplikasi Pra-Analisis SINKUAL-BIODIESEL
Sub Proses Penilaian Kualitas Proses ...................................... 124
Gambar 7.5
Tampilan Hasil Penilaian Jenis Minyak Nabati dan ALB ...... 127
Gambar 7.6
Tampilan Hasil Penilaian Jenis Kualitas Bahan Baku
Biodiesel berupa (KSP) dan Fisiki Kimia ............................... 128
Gambar 7.7
Tampilan Hasil Penilaian Mutu Biodiesel dan Titik Kritis......
130
Gambar 7.8. Tampilan Hasil Penilaian Kualitas Pengemasan
dan Penyimpanan ..................................................................... 131
Gambar 7.9
Tampilan Overall SINKUAL-BIODIESEL ............................ 132
Gambar 8.1
Diagram Sebab Akibat Penurunan Kualitas Biodiesel............. 134
Gambar 8.2
Struktur Hirarki Keputusan Strategi Peningkatan Kualitas
Biodiesel................................................................................... 138
x
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
Lampiran 1.
Tahapan, Cara Memperoleh dan Mengolah Data Penelitian ... 150
Lampiran 2.
Kuesioner Penilaian Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas
Biodiesel Minyak Nabati.......................................................... 154
Lampiran 3.
Kuesioner Penetapan Prioritas Kriteria Peningkatan Kualitas
Biodiesel Minyak Nabati ......................................................... 163
Lampiran 4
Spesifikasi Bahan Bakar Minyak Jenis Minyak Solar ............. 171
Lampiran 5.
Perbandingan Karakteristik Metil Ester, Solar dan Diesel ...... 172
Lampiran 6.
Report Analisis Produksi PT. EAI .......................................... 174
Lampiran 7.
Metode Uji Mutu Biodiesel ................................ ..................... 176
Lampiran 8.
Akuisisi Pakar Kualitas Bahan Baku ...................................... 177
Lampiran 9.
Akuisisi Pakar Kualitas Biodiesel ..................................... ..... 180
Lampiran 10. Syarat Mutu Standara Perdagangan Minyak Jarak .................. 182
Lampiran 11. Karakteristik Sifat Fisika Kimia Minyak Jarak ....................... 183
Lampiran 12. Analisis Kimia Minyak Jarak Pagar ................................ ........ 184
Lampiran 13. Karakteristik Kimia dan Fisika Minyak Jarak Metode
Crew-ASTM D-90 .................................................................. 184
Lampiran 14. Standar RDB Palm Stearin (SP-159-1984) ............................. 185
Lampiran 15. Karakteristik Sifat Fisika dan Kimia Minyak Sawit ........ ...... 185
Lampiran 16. Standar Kualitas Bahan Bakar Biodiesel ASTM D6751-3 ..... 186
Lampiran 17. International Standar for Biodiesel ........................................ 187
Lampiran 18. Physical and chemical properties if diesel fuel and jatropha
curcas oil ................................................................................. 188
Lampiran 19. En 14214-2003 Standar for Biodiesel ..................................... 189
xi
Lampiran 20. Kaidah If-Then Rule Faktor Fundamental................................ 190
Lampiran 21. Strategi Penalaran Rule Sistem Pakar................. ..................... 199
Lampiran 22. Strategi Pelacakan Rule Sistem Pakar... ................................... 201
Lampiran 23. Perhitungan Nilai Entropy..... ................................................... 205
Lampiran 24. Data Keragaman Proses JST................. ................................... 210
Lampiran 25. Batasan Atribut SINKUAL-BIODIESEL ....... ........................ 212
Lampiran 26. Rule Sistem Penilaian Kualitas SINKUAL-BIODIESEL ....... 213
Lampiran 27. Listing Program SINKUAL-BIODIESEL................................ 220
Lampiran 28. Output Analytical Hierarchy Process (AHP) Strategi
Peningkatan Kualitas Biodiesel ............................................... 227
xii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada akhir 1960 produksi minyak mentah nasional mulai bergairah dan
terus meningkat hingga tahun 1988 produksi mencapai 1,52 juta barrel per hari
(bph) setelah itu produksinya terus menurun hingga tahun 2005 produksi minyak
mentah nasional hanya sekitar 1,07 juta bph. Disamping karena lapangan yang
sudah tua, juga karena turunnya investasi eksplorasi ladang minyak baru sehingga
cadangan terus menurun dari tahun 1985 tercatat jumlah cadangan sekitar 9,2
miliar barrel, tahun 2000 turun menjadi 5,1 miliar barrel, dan tahun 2004
berkurang menjadi 4,0 miliar barrel.
Menurut Kurtubi (2006), meskipun ada tambahan produksi dari Blok Cepu
yang mulai berproduksi 2008, tahun 2010 diperkirakan produksi minyak mentah
nasional hanya mampu mencapai 1,05 juta bph. Sedangkan kebutuhan bahan bakar
minyak (BBM) dalam negeri diperkirakan sekitar 1,62 juta bph setara dengan 2,0
juta bph minyak mentah sehingga terjadi defisit dan harus mengimpor minyak
mentah sekitar 1,0 juta bph.
Departemen Energi dan Sumberdaya Mineral dalam Bismo (2005),
mengatakan bahwa ketergantungan Indonesia pada BBM masih 63 persen dari
total pemakaian energi nasional tahun 2003, seperti ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Persentase Pemakaian Total Energi Tahun 2003
Jenis Energi
Bahan Bakar Minyak
Batubara
Listrik
LPG
Gas
Persentase Pemakaian (%)
63
8
10
2
17
Sumber : Departemen Energi dan Sumberdaya Mineral, 2005.
Semakin meningkat kebutuhan BBM dibarengi dengan produksi minyak
bumi yang terus menurun serta timbulnya pencemaran udara yang semakin
membahayakan lingkungan inilah yang mendorong usaha diversifikasi sumber
1
2
energi yang r