V. RASIL DAN PEMBAHASAN A. PERCOBAAN DI UNIT PENELITIAN BIOTEKNOLOGI PERKEBZTNAN
Percobaan di laboratorium Unit Penelitian Bioteknologi Perkebunan (UPBP)
dilakukan dengan cara memvariasikan kecepatan pemompaan ke dalam tabung berisi cairan A bsidia corymbifera dan jumlah tabung yang digunakan. Dari percobaan yang
dilakukan pada Unit Penelitian Bioteknologi Perkebunan Bogor diperoleh nilai tingkat bilangan Iod CPO sebelurn dan sesudah biokonversi enzimatis dengan menggunakan cairan fermentasi Absidia colymbifera.
Kolom gelas (50 cm x 4 cm) bcrisi kaldu
fermentasi
CPO setelah biokonversi enymatis
Gambar 6. Percobaan Peningkatan Ketidakjenuhan CPO di UPBP
30
diambil sampelnya pada menit ke 1, 150, dan 300. Hasil pengamatan tersebut terlihat pada Gambar 7.
GAMBAR 7. Perubahan Bilangan lod Pa& CPO dengan menggunakan cairan fermentasi Absidia corymbifera pada kolom tunggal dengan laju pemompaan berbeda
Hasil percobaan dengan variasi jumlah kolom yang berbeda dapat dilihat pada Garnbar 8.
m
1
150
SOo
waktu Pengamam
kolom yang berbeda dm laju pemompasin lmumenlt
B. VERWIKASI MODEL SIMULASI Eksperimentasi dengan model simulasi perhrna-tama dilakukan dengan cara
optimasi untuk mengetahui besarnya Iaju perubahan (a) dari bilangan Iod CPO dari setiap percobaan (percobaan 1 sld 5). Ringkasan hasil optimasi tersebut dapat
dilihat pada Tabel I, sedangkan hasil lengkapnya terdapat pads Lampiran - 2. Tabel 1. Laju Pertumbuhan Bilangan Iod berdasarkan Variasi Kecepatan Pemompaan CPO dan Variasi Jumlah Kolom yang digunakan Percobam
Jml. Kolom
Ktctpatan Pemompun C W
h j u Perubahnn Bilaogatl Iod (a)
1
I
1 mVmmit
0.226192B-03
2
1
2 dmcnit
0.172640E-03
3
1
3 mUmtnit
0.1 17227-03
4
2
i dmenit
0,275599E-03
5
3
l dmtnit
0.213549E-03
Setelah nilai laju perubahan bilangan iod diperoleh, selanjutnya dilakukan
simulasi untuk mengetahui nilai peningkatan bilangan iod tersebut. Ringkasan
hasilnya terliit pada Tabel 2, dangkan h i 1 lengkapnya terdapat pada Lampiran - 3.
Tabel 2. Hasil Simulasi dari BiIangan Iad krdasarkan Variasi Kecepatan
Pemompaan CPO dan Variasi Jumlah Kolom yang digunakan Jml Kolom
Bilaapa Iod
Keeepatan Pemompaan CPO
T = 1 menit
T = 150 mcnit
T = 300 menit
1
I mVmenit
12.2000000
1 1.7956802
11.4021733
1
2 mUmcnit
1 1.8999999
1 1.5989446
1 1.3035574
I
3 mumenit
11.6000011
1 1.3999389
11.2020216
2
l mumenit
12.600M102
12.0951548
1 1.6075630
3
I milmenit
12.8?99993
12.4976076
12.1051833
C. PERHITUNGAN SECARA ANALITIS Untuk memperoleh hasil perhitungan secara analitis, data hasil penelitian laboratorium selanjutnya diolah dengan menggunakan metode deret aritmatika dengan prinsip dasar menggunakan beda penambahan (b),dengan rumus :
di sini Ut
: suku waktu ke r
a
: suku pertama
t
: banyaknya suku waktu
b
: beda
Ringkasan h i 1 perhitungan secara analitis untuk mengetahui nilai bilangan Iod
terlihat pada Tabel 3, sedangkan hasil perhitungan secara lengkap terdapat pada Lampiran - 4.
Tabel 3. Bilangm Iod berdasarkan Variasi Kecepatan Pemompaan CPO dan Vorriasi Jumlah Kolom menurut perhitungan Analitis Jml Kolom
Bilangrn I d
Ksecpatan Ptmomparn CPO
T = 1 menit
T = 150 menlt
T = 300 menit
I
I mymenit
12.200
1 1.800
1 1.400
I
2 mumenit
11.900
1 1.602
1 1.302
1
3 mVmcnit
11.600
11.401
1 1.201
2
l rnVmcnit
12.600
12.103
11.603
3
1 mVmenit
12.900
12.503
12.103
D. PEMBAHASAN Untuk mengetahui apakah model simulasi yang dibuat telah menggambarkan sistem real yang diselidiki perlu
dilakukan validasi dengan cara mernbandingkan
secara langsung hasil percobaan yang dilakukan di iaboratorium dengan hasil
eksperimentasi menggunakan model simulasi dm hasil yang diperoleh dari
perhitungan secara analitis. Dari Tabel 4 terlihat bahwa model simulasi telah
memberikan luaran (otput) yang mendekati hasil percobaan di laboratorium. Perbedaan nilai yang sangat kecil di antara keduanya hanya disebabkan karena
pembulatan dan ketelitian angka dari komputer. Dengan hasil ini dianggap bahwa
model simulasi SPK-CPO telah tervalidasi, artinya model telah menggambarkan sistem SPK-CPOyang sesungguhnya sesuai di laboratorium. Dari Tabel 4 terlihat pula bahwa data hasil simulasi juga mendekati data hasil perhitungan secara analitis. Perbedaan nilai yang ada dan relatif sangat kecil disebabkan oleh pembulatan dan ketelitian komputer yang digunakan. Oleh karena itu model sekali lagi telah tervalidasi dengan baik.
-
Tabel 4. Perbandingan hasil pengukuran Iaboratorium, sirndasi dan perhitungan anslitis Wangan lod (Hail Sirnulasi)
Bilangan lod Jumbh -. Lab.) m p a a n ( k i l Pe-
Cpo
t.1
( = ~ a t = t=1 m
(menit) (menlt) (menit)
(mil)
,=IS
(menit)
Bilangan I d (Hasil PamitunganAnditis)
t=W (menit)
t=1 (mnt)
1-300
t=150 (menit)
(menit)
1
1mVmnt
12.2
11.8
11.4 1 2 . 2 0 0 0 0 0 1 1 . ~ 2 1 1 . 4 0 2 1 7 3 3 12.200
11.800
11.400
1
2mllmnt
11.9
1.6
11.3 11.89999911.59B944611.3035574 11.900
11.602
11.302
1
dmlhnnt
11.6
11.4
11.2 11.60000111.39993891i.M20216 11.600
11.401
11.201
2
Ih
t
12.6
'2.1
11.6 12.600000 12.0951548 11.6075630
12.W
12.103
11.603
3
1M
t
12.9
12.5
12.1 12.6%9%
12.4976076 12.1051833
12.900
12.503
12.103
E. APLIKASI MODEL Setelah model tervalidasi, dilakukan pengembangan eksperimentasi dengan
menggunakan model. Eksperimentasi atau percobaan dilakukan untuk mengetahui lebih jauh terhadap fenomena SPK-CPO guna rnencari sistem SPK-CPO yang optimal yang akan diaplikasikan pada Agroindustri.
E.1. Peningkatan Pemompaan CPO ke dalam Kolom
Pada percobaan di UPBP, kecepatan pemompaan CPO ke dalam tabung atau
kolom hanya divariasikan untuk 1,2, dan 3 mumenit. Pada pengembangan penelitian ini kecepatan pemompaan CPO ditingkatkan untuk 4 mumenit, 5 mllmenit, dan seterusnya. Hasil simulasi pada Gambar 7 memperlihatkan perubahan pencapaim
titik stasioner jika kecepatan pemompaan CPO ke dalam tabung yang berisi cairan fermentasi A. corymbqera ditingkatkan. Pencapaian titik stasioner berarti bahwa A. corymbifera klah habis kemampuannya untuk meningkatkan bilangan Iod CPO. Pada titik ini sebaiknya A. corymbfera sudah tidak dipergunakan lagi.
r
i
!
*
b
r
O
~
r
O
~
C
i
\
I
D
W
~
D
l
N
r
n
Kecepatan Pemompaan CPO (milmenit)
Gambar 9. Hasil Simulasi Pencapah Titik Stasioner berdasarkan Peaingkatan Kecepatan Pemompaan CPO dengan jumlah kolom yang digunakm sebanyak satu Dari hasil percobaan di atas terlihat bahwa sernakin cepat CPO dipompakan
ke dalam kolom, akan semakin cepat pula titik stasioner dicapai, karena sernakin cepat CPO melewati cairan fennentasi A. corymbifera, akan semakin cepat pula
penurunan kemampuan A.
colymbifea yang
disebabkan terjadinya peningkatan
fiekuensi pertemuan antara CPO dan A. corymbvera.
~
m
~
~
E. 2 Penambahan Kolom Cairan Absidiu cogmb~etrra Untuk mengetahui fenomem dari SPK-CPO jika jumlah kolom dan kecepatan pemompaan CPO ditingkatkan, dapat dilakukan pula dengan cara melihat
pencapaian titik stasioner dari peningkatan bilangan iod. Telah dikemukakan bahwa titik stasioner ini menggambarkan kemmpuan dari A. corylnbifePa untuk
meningkatkan ketidakjenuhan CPO telah mencapai puncaknya, artinya cairan
fermentasi A. corymbiferu tidak bisa digunakan lagi untuk meningkatkan
ketidakjenwhan CPO karena kemampuannya sudah habis. Pada percobaan di UPBP kolom yang digunakan hanya sebanyak I , 2, dan 3
kolom. Pada pengembangan penelitim ini jumlab tersebut ditingkatkan menjadi 4 kolom, 5 kolom, 6 kolom, dm seterusnya. Hasil simulasi yang menggambarkan pencapaian titik stasioner bedasarkan peningkatan j umlah kolom terlihat pada Gambar 8 (data numeris selengkapnya terdapat pada Lampiran - 5).
1
Jumlah Kolom
Gambar 10.Hasil Sirnulasi Pencapaian Titik Stasioner berdasarkan Peningkatan Jumlah Kolom dengan kecepatan pemompaan CPO sebanyak 1 dmenit
!
I). Implementad Pada Agroindustri
Setelah titik stasioner dapat diketahui, a& ha1 yang lebih penting untuk dapat ditemukan yaitu titik optimum. Penemuan titik optimum identik dengan dapat ditemukannya strategi pengoperasian sebuah SPK-CPO yang optimal. Telah
dijelaskan bahwa pengoperasian SPK-CPO yang optimal dapat memberikan p e n m a n biaya produksi jika SPK-CPO tersebut diaplikasikan pada agroindustri. Ini
berarti bahwa perlu dimaksimalkan suatu fungsi keuntungan yang terdiri dari total pendapatan penjualan CPO yang telah ditingkatkan ketidak-jenuhannya dikurangi
biaya produksi. Biaya pmduksi trcdiri dari biaya tetap, seperti biaya pengadaan pedatan yang dikonversikan ke dalam biaya penggunaan peralatan, dan biaya tidak
tetap seperti biaya bahan clan biaya tenaga kej a . Secara matematis ha1 tersebut dapat
diformulasikan sebagai berikut : Max.
D
= A-(B+C)
dengan A = pendapatan dari penjualan CPO yang telah ditingkath ketidakjenuhannya
B = biaya b a h (biaya pengadaan CPO dan biaya pengadaan cairan fermentasi Absidia corymbifra)
C = biaya operasi (biaya penggunaan peralatan ditambah biaya tenaga kerja) Untuk memberikan gambaran yang lebih jelas, berikut ini contoh irnplernentasi pada agroindustri dengan asumsi harga-harga sebagai herikut :
1) Crude lipid komersial kadar GLA 10% harga di pasaran = 125 US$ / 100 ml, sehingga minyak dengan kadar GLA 1% harganya 12,5 US$ / 100 ml.
2) Harga minyak CPO asal adalah Rp. 5.000,- 1 liter dan
CPO yang telah
ditingkatkan ketidakjenuhannya dijual seharga 40% dari harga pasar yang ada (40% dari 125 US$
Rp. 500.000,-
-
= SO
US$
=
Rp. 500.000,-). Harga peningkatan CPO
=
Rp. 5.000,- = Rp. 495.000,-/ liter.
3) Biaya pengadaan cairan fermentasi A. corymbifera = Rp. 10.000,- 1 liter dm
biaya konversi peralatan clan tenaga kerja = Rp. 130.000,- 1 produksi 1 liter CPO yang ditingkatkan ketidak-jenuhannya. 4) Diasurnsikan harga jual CPO yang telah ditingkatkan ketidakjenuhannya
tergantung pada prosentase penggunaan cairan fermentasi A. corymbifera
sebagai berikut : Rp. 990.000,-/liter untuk penggunaan A. corymbifera 100%, Rp. 792.000,- 1 liter untuk penggunaan A. corymbifera 80%, Rp. 693.000,- 1 liter untuk penggunaan A. coymbrera 70%, Rp. 495.000,-1 liter untuk penggunaan A. corymbijera 50%, dan seterusnya.
Optimasi yang dilakukan adalah mencari nilai presentase A, corymbifera yang dapat
memberikan nilai keuntungan terbesar. Agar contoh implementasi pada agroindustri ini dapat memkrikan hasil yang
lebih mendekati kenyataan, pada simulasi dan optimasi untuk mengetahui nilai keuntungan dari peningkatan ketidak-jenuhan CPO digunakan data hasil pengukuran
di laboratorium UPBP dm data hasil simulasi dari percobaan - 1 sebagai brikut :
I . Jumlah kolom = 1 2. Kecepatan pemompaan CPO ke dalam kolom = 1 ml / menit 3. Kernampuan cairan fermentasi A. corymblfera= 199.2 g I2 / 100 g lipid
4. Laju penunman kemampuan A. corymbifera dalam meningkatkan
bilangan Iod = 0.0773808
Setelah simulasi clan optimasi dijalankan diperoleh hasil sebagai berikut : 1. Nifai presentase enzym desaturase A. corymbiferu yang optimal sebesar
47,83%, dicapai pada menit ke 96. 2. Jumlah CPO yang berhasil ditingkatkan ketidakjenuhannya sebanyak 96 ml.
3. Keuntungan yang diperoleh sebesar Rp. 239,3 1,-per ml.
Hasil di
atas menunjukkan
keuntungan yang diperoleh h i peningkatan ketidak-
jenuban CPO adaiah sebesar Rp. 239,31,- per ml atau Rp. 239.310,- per Iiter.
