15
IV. METODOLOGI PENELITIAN
4.1 Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis kadar air dan kadar lemak adalah mie instan Indomie dengan berat bersih 61 gram, 63 gram, dan 66 gram, petroleum benzene, dan kapas
bebas lemak. Pengolahan data menggunakan software pendukung Design Expert DX7.0.0. Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah neraca analitik, oven listrik dengan
suhu 105 ± 2 C, desikator, cawan atau botol timbang berdiameter 5 cm dan tinggi 3-5 cm beserta
tutupnya, penjepit, labu lemak 250 ml, alat Soxhlet, thimble bebas lemak, dan water bath.
4.2 Tahapan Penelitian
Penelitian ini dibagi menjadi lima tahap, yaitu 1 pengumpulan data historis, 2 trial kombinasi parameter proses terpilih, 3 analisis kimia, 4 analisis respon dengan Design Expert
DX7.0.0, 5 optimasi parameter proses, dan 6 verifikasi parameter optimum.
4.2.1 Pengumpulan Data Historis
Penelitian ini dimulai dengan mengumpulkan seluruh data parameter proses selama tahun 2011. Data tersebut mencakup data sejak proses pencampuran hingga pengemasan. Parameter
yang akan dioptimasi adalah suhu penggorengan IN dan suhu penggorengan OUT. Untuk mengambil data, parameter yang akan diatur adalah kombinasi pilihan dari kecepatan cutter,
suhu penggorengan IN, dan suhu penggorengan OUT. Pemilihan kombinasi parameter tersebut dilihat dari nilai kadar air dan kadar lemak mie instan Indomie yang dihasilkan, yaitu
kadar air sebesar 3.3–3.5 dan kadar lemak sebesar 17 .
4.2.2 Trial Kombinasi Parameter Proses Terpilih
Setelah kombinasi parameter proses dari data historis terpilih, tahap selanjutnya adalah melakukan trial berdasarkan data terpilih tersebut dengan asumsi bahwa nilai kadar air dan
kadar lemak mie instan yang dihasilkan memiliki nilai yang sama dengan data historis kadar air: 3.3-3.5 , kadar lemak: 17 .
PT Indofood CBP Sukses Makmur, Tbk. Divisi Noodle cabang Jakarta memiliki Standard Operational Procedure SOP mengenai cara pengambilan sampel yang akan dianalisis. SOP
tersebut menyebutkan bahwa beberapa sampel diambil per line per shift. Pengambilan sampel yang dilakukan pada penelitian ini disamakan untuk ketiga line yang diujikan. Saat dianalisis,
sampel-sampel blok mie tersebut dicampur untuk mendapatkan satu data analisis kadar air dan kadar lemak.
16
4.2.3 Analisis Kimia
Seluruh kombinasi parameter proses yang telah diujikan kemudian diukur responnya dengan melakukan analisis kimia yang terdiri dari 1 analisis kadar air dengan metode oven
dan 2 analisis kadar lemak dengan metode Soxhlet. Hasil pengukuran dan perhitungan dari keseluruhan respon kemudian dimasukkan ke dalam program Design Expert DX7.0.0 untuk
analisis selanjutnya yaitu analisis respon.
4.2.3.1 Analisis Kadar Air dengan Metode Oven
Analisis kadar air dengan metode oven dimulai dengan mengeringkan cawanbotol timbang beserta tutupnnya dalam oven 105 ± 2
C selama 15 menit kemudian didinginkan di dalam desikator lalu ditimbang sampai ketelitian 0,1 mg. Sebanyak 3-5 g contoh mie
instan yang telah dihaluskan disiapkan dan dimasukkan ke dalam botol timbang, lalu dikeringkan dalam oven 105 ± 2
C selama 3 jam kemudian didinginkan di dalam desikator selama 15-30 menit botol timbang dalam keadaan tertutup. Botol beserta
contoh kemudian ditimbang sampai ketelitian 0,1 mg dan lakukan penetapan blanko.
Bagan alir proses analisis kadar air mie instan dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 . Bagan alir analisis kadar air metode oven
Rumus perhitungan kadar air metode oven dengan menggunakan persamaan 4.1. Kadar air =
w − w w − w
x 100 4.1 dimana : w
= bobot botol timbang dan tutup g w
1
= bobot botol timbang + tutup dan contoh sebelum dikeringkan g w
2
= bobot botol timbang + tutup dan contoh setelah dikeringkan g Pengeringan cawanbotol
timbang dalam oven 105 C
Pendinginan cawanbotol timbang dalam desikator
3-5 mg contoh mie dimasukkan ke dalam cawan
Pengeringan cawan + contoh dalam oven 105
C selama 3 jam
Pendinginan cawan + contoh dalam desikator selama 30-
45 menit Penimbangan cawan +
contoh
17
4.2.3.2 Analisis Kadar Lemak dengan Metode Soxhlet
Analisis kadar lemak dimulai dengan menghaluskan contoh hingga ukurannya 1 mm. Kemudian contoh tersebut ditimbang sebesar 2-4 g lalu dimasukkan ke dalam
thimble dan tutup dengan kapas agar tidak bocor. Thimble berisi contoh kemudian dimasukkan ke dalam alat Soxhlet dan diekstrak selama 4 jam, lalu labu lemak berisi
residu lemak disuling dan dikeringkan dalam oven 105 C sampai tidak berbau pelarut
selama 3 jam kemudian didinginkan di dalam desikator selama 30-45 menit. Kemudian labu berisi lemak ditimbang dan kerjakan blanko. Bagan alir proses analisis kadar lemak
mie instan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 . Bagan alir analisis kadar lemak metode Soxhlet
Rumus perhitungan kadar lemak metode Soxhlet dengan menggunakan persamaan 4.2.
Kadar lemak =
w − w w
x 100 4.2 dimana : w = bobot contoh g
w
1
= bobot labu + residu minyak setelah ekstraksi g w
2
= bobot labu sebelum ekstraksi g
Penghalusan contoh 2-4 gram contoh dimasukkan
ke dalam thimble, tutup dengan kapas
Pemasukkan thimble berisi contoh ke dalam alat Soxhlet
Penyulingan labu lemak berisi residu lemak selama 4
jam Pengeringan labu lemak
dalam oven 105 C selama 3
jam Pendinginan thimble dalam
desikator selama 30-45 menit
Penimbangan labu lemak
18
4.2.4 Analisis Respon dengan Design Expert DX7.0.0
Setelah pengukuran respon dari setiap kombinasi dilakukan, tahap selanjutnya adalah input data hasil pengukuran tersebut ke dalam program Design Expert DX7.0.0 dan akan
dianalisis oleh program tersebut. Pada tahap analisis respon, program Design Expert DX7.0.0 memberikan model polinomial yang sesuai dengan hasil pengukuran setiap respon. Respon-
respon yang dianalisis adalah kadar air dan kadar lemak. Di dalam program Design Expert DX7.0.0 terdapat empat pilihan model polinomial untuk
setiap respon, yaitu mean, linear, kuadratik, dan kubik. Model polinomial merupakan output dari proses analisis respon kombinasi parameter proses dengan rancangan Historical Data.
Terdapat tiga tahap untuk mendapatkan persamaan polinomial, yaitu berdasarkan sequential model sum of squares [Tipe I], lack of fit tests, dan model summary statistics. Partial sum of
squares [Tipe III] adalah bagian untuk memilih ordo tertinggi persamaan polinomial dari satu variabel respon yang analisis ragamnya memberikan hasil yang berbeda nyata, lack of fit tests
digunakan untuk memilih ordo persamaan polinomial tertinggi yang memberikan hasil tidak berbeda nyata dari segi penyimpangan responnya, sedangkan model summary statistics
digunakan untuk memilih ordo persamaan polinomial yang memberikan nilai Adjusted R- squared dan Predicted R-squared maksimum.
Program Design Expert DX7.0.0 menentukan ordo persamaan polinomial yang tertinggi untuk setiap variabel responnya. Suatu variabel respon dapat dikatakan berbeda nyata atau
signifikan pada taraf signifikansi 5 apabila p “probF” hasil analisis ragam lebih kecil dari taraf signifikansi tersebut. Variabel respon yang memiliki hasil analisis ragam berbeda nyata
menunjukkan bahwa variabel uji memberikan pengaruh yang signifikan terhadap respon kombinasi tersebut sehingga dapat digunakan sebagai model prediksi. Model yang dianggap
paling sesuai akan ditampilkan di dalam sebuah contour plot grafik dua dimensi atau grafik tiga dimensi. Selain itu, program Design Expert DX7.0.0 juga dapat menunjukkan apakah
residual selisih antara respon aktual dengan yang diprediksikan untuk setiap respon mengikuti garis kenormalan garis lurus melalui grafik plot kenormalan residual normal plot
residual.
4.2.5 Optimasi Kombinasi Parameter Proses
Proses optimasi dilakukan untuk mendapatkan suatu formula yang menghasilkan respon yang optimal sesuai target optimasi yang diinginkan melalui hasil analisis dari setiap respon
sebelumnya. Nilai target optimasi yang dapat dicapai desirability ditunjukkan dengan nilai 0- 1. Semakin tinggi nilai desirability menunjukkan semakin tingginya kesesuaian kombinasi
parameter proses yang didapatkan untuk mencapai kombinasi optimal dengan variabel respon yang dikehendaki.
Pada tahap optimasi, parameter dioptimasi sesuai dengan target yang diinginkan. Kecepatan cutter ditargetkan untuk berada di dalam range in range yaitu 62-65 rpm line 2,
44-45 rpm line 8, dan 64-66 rpm line 10. Suhu penggorengan IN ditargetkan untuk berada di dalam range in range yaitu 115-125
C untuk ketiga line, sedangkan suhu penggorengan OUT ditargetkan berada dalam range 150-160
C line 2 dan line 8 dan 148-158 C line 10.
Respon kadar air dan kadar lemak juga ditargetkan, yaitu 3.3-3.5 untuk kadar air in range dan 17 untuk kadar lemak target. Dalam menentukan target optimasi, dilakukan
pembobotan kepentingan importance yang ditunjukkan dengan nilai dari 1 + hingga 5 +++++ tergantung pada kepentingan variabel respon yang bersangkutan. Semakin tinggi
19
nilai yang diberikan menunjukkan bahwa semakin tingginya tingkat kepentingan variabel respon.
Berdasarkan target optimasi yang telah ditentukan, program Design Expert DX7.0.0 akan memberikan solusi kombinasi parameter proses optimum yang kemudian akan dilanjutkan ke
tahap verifikasi dengan tujuan untuk memastikan kebenaran kombinasi dan persamaan yang didapatkan. Solusi kombinasi optimum yang diberikan juga dilengkap dengan prediksi nilai
setiap respon sehingga dapat dilihat kesesuaiannya saat melakukan tahap verifikasi.
4.2.6 Verifikasi Parameter Optimum
Tahap selanjutnya setelah program Design Expert DX7.0.0 memberikan solusi parameter proses optimum adalah pengujian verifikasi kombinasi tersebut. Hal ini dilakukan dengan
tujuan untuk memperoleh nilai aktual setiap respon dari kombinasi yang direkomendasikan. Pengujian yang dilakukan dalam tahap verifikasi adalah uji kadar air dan uji kadar lemak.
Prosedur uji yang dilakukan pada tahap verifikasi sama dengan prosedur yang dilakukan pada tahap analisis kimia.
Setelah dilakukannya tahap pengujian verifikasi, hasil nilai respon aktual yang didapatkan pada tahap tersebut kemudian dibandingkan dengan nilai respon prediksi yang
dihasilkan oleh program Design Expert DX7.0.0. Nilai respon yang baik berada dalam rentang Confident Interval CI dan Predicted Interval PI.
20
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1 Proses Produksi Mie Instan
Proses pembuatan semua jenis mie sama mulai dari pengadukan hingga pembentukan untaian mie. Proses yang membedakan jenis mie terletak pada proses setelah pembentukan
untaian. Pada mie basah, proses selanjutnya adalah mie langsung direbus dalam air mendidih. Pada mie kering, proses selanjutnya adalah pengeringan. Sedangkan pada mie instan, proses
selanjutnya adalah pengukusan dan penggorengan. Proses pembuatan mie instan di PT Indofood CBP Sukses Makmur, Tbk. Divisi Noodle cabang Jakarta dapat dilihat pada
Lampiran 2. Secara umum, letak mesin pada setiap line seperti pada Gambar 3.
Gambar 3. Bagan alir mesin pembuatan mie instan
Keterangan gambar : 1 = tempat bahan baku
7 = slitter 2 = screw conveyor
8 = steamer 3 = mixer
9 = cutter 4 = dough feeder
10 = fryer 5 = dough compound machine DCM
11 = cooler 6 = dough presser
12 = ruang pengemasan Tempat bahan baku merupakan tempat di mana bahan baku berupa tepung-tepungan untuk
membuat mie instan diletakkan. Bahan baku tersebut dialirkan ke dalam mixer melalui screw conveyor. Setelah proses pencampuran, adonan akan dialirkan ke dough feeder, yaitu tempat
untuk memasukkan adonan ke dalam dough compound machine. DCM berfungsi untuk membentuk adonan menjadi lembaran tebal dengan prinsip memberikan tekanan. Setelah itu,
adonan dialirkan ke dough presser untuk dibentuk menjadi lembaran. Jumlah dough presser yang digunakan bervariasi dengan ketebalan adonan yang semakin tipis. Kemudian lembar
adonan masuk ke slitter dan waving net untuk dibentuk untaian mie yang bergelombang. Setelah itu, mie dikukus di dalam steamer dan dipotong oleh cutter dengan kecepatan tertentu
tergantung pada jenis produk yang diproduksi pada saat itu. Tahap selanjutnya adalah penggorengan blok mie di dalam fryer. Penggorengan dilakukan secara kontinyu dengan
prinsip sirkulasi minyak goreng dan pemanasan menggunakan heat exchanger HE. Selanjutnya, mie didinginkan di dalam cooler. Tahap terakhir adalah pengemasan mie instan
di dalam ruang pengemasan. Mesin yang digunakan untuk memproduksi mie instan pada line yang diamati, yaitu
line 2, line 8, dan line 10 berbeda-beda. Mesin pada line 2 dan line 10 memiliki tipe W-500.
21 Proses pendinginan pada kedua line tersebut adalah single stage, yaitu mie hanya dilewatkan
satu kali di dalam mesin pendingin dengan fan terletak di bagian atas mesin. Lain halnya dengan line 8 yang menggunakan mesin tipe W-800. Proses pendinginan pada line 8 adalah
multi stage, yaitu mie instan dilewatkan lebih dari satu kali di dalam mesin pendingin. Mesin pendingin pada line 8 menggunakan blower yang terletak di bagian atas mesin. Perbedaan
sistem pendinginan tersebut menyebabkan waktu pendinginan pada line yang diamati pun berbeda. Waktu pendinginan pada line 2 dan line 10 lebih singkat kurang lebih dua menit
dibandingkan pada line 8 kurang lebih lima menit. Perbedaan single stage dan multi stage
dapat dilihat pada Gambar 4 dan Gambar 5.
Mesin pendingin
Gambar 4. Sistem multi stage pada line 8
Mesin pendingin
Gambar 5. Sistem single stage pada line 2 dan 10
5.2 Rancangan Kombinasi dan Respon
Kategori