Jurnal Atomik., 2016, 01 (2) hal 95-103
VALIDASI METODE “RAPID TEST” TERHADAP PENENTUAN PARAMETER TOTAL MOISTURE (AR), ASH CONTENT (AR) DAN CALORIFIC VALUE DI PT. KALTIM PRIMA COAL RAPID METHOD VALIDATION TESTS FOR THE DETERMINATION OF TOTAL MOISTURE (AR), ASH CONTENT (AR) AND CALORIFIC VALUE IN PT. KALTIM PRIMA COAL
Resy Pakasi, Aman Sentosa Panggabean, Rahmat Gunawan Jurusan Kimia FMIPA Universitas Mulawarman
ABSTRAK Telah dilakukan uji “Validasi Metode Rapid Test Terhadap Penentuan Parameter Total Moisture (ar), Calorific Value (ar) dan Ash Content (ar) Di PT. Kaltim Prima Coal”. Penelitian ini bertujuan untuk hasil perbandingan metode rapid test terhadap standar yang telah di tetapkan atau di gunakan oleh PT. Kaltim Prima Coal pada sampel batubara dengan optimalisasi waktu saat preparasi tanpa tahap pengeringan (as received) dengan batubara ukuran 11,2 mm yang nanti akan di validasi untuk mengetahui reliable apa tidak digunakan untuk kegiatan operasional di laboratorium.Penelitian dilakukan dengan cara dua macam pengambilan data yaitu data standar dan data rapid, meliputi parameter Total Moisture, Calorific Value dan Ash Content. Lalu dilakukan optimalisasi waktu saat preparasi yaitu tanpa tahap pengeringan dengan batubara ukuran 11,2 mm. Kemudian dilakukan uji validasi metode uji bias dan uji t.Berdasarkan uji validasi metode diperoleh hasil Total Moisture dan Ash Content pada batubara ukuran 11,2 mm tanpa tahap pengeringan dapat digunakan dengan tetap memperhatikan variance yang ada, sedangkan pada analisa Calorific Value tanpa tahap pengeringan tidak dapat digunakan melihat hasil yang diperoleh jauh dalam range yang ditentukan. Kata kunci: Batubara, Preparasi, Analisis, Validasi Metode, Rapid Test, Standar , Total Moisture, Calorific Value, Ash Content,Uji Bias, Uji T. PENDAHULUAN Batubara atau bahan bakar fosil adalah sumber energi terpenting untuk pembangkitan listrik dan berfungsi sebagai bahan bakar pokok untuk produksi baja dan semen [1]. Saat ini Indonesia produsen batubara terbesar, PT. Kaltim Prima Coal sebagai suatu industri batubara terkemuka yang mengekspor ke mancanegara. Batubara yang di ekspor harus memenuhi standar internasional. Parameter standarnya antara lain total moisture, ash content dan calorific value. Analisa rapid adalah analisa dimana hasil akan didapat lebih cepat daripada yang dilakukan dengan standar [2]. Yang dimaksud standar disini adalah metode atau cara-cara yang sudah di akui oleh nasional atau internasional. Contoh standar SNI, Standar ASTM dan lainnya. Rapid ini fokusnya bukan ke cara pengerjaannya namun kecepatan hasil, bagaimana suatu sampel mendapatkan hasil yang akurat dengan cara yang cepat [3]. Berdasarkan uraian di atas, maka peneliti melakukan penelitian untuk mengetahui hasil
perbandingan metode rapid test terhadap standar yang di tetapkan oleh PT. Kaltim Prima Coal pada sampel batubara dengan optimalisasi waktu saat proses preparasi dengan berbasis as received (ar), yaitu batubara yang baru diterima tanpa tahap pengeringan dengan batubara ukuran 11,2 mm, yang nantinya akan dilakukan validasi metode untuk membuktikan bahwa metode rapid ini memberikan hasil yang akurat, sehingga metode ini nantinya reliable akan digunakan untuk kegiatan operasional di laboratorium batubara. METODOLOGI PENELITIAN Rancangan Penelitian Penelitian ini dirancang dengan cara melakukan dua macam pengambilan data yaitu data standar yang di tetapkan oleh PT. Kaltim Prima Coal dan data rapid. Batubara yang di analisa adalah batubara kualitas A(low coal) dan B (high coal). Batubara yang telah di ambil dari point di sampling sebelumnya, dimana ukuran yang didapat ukuran 11,2 mm, lalu di crushing untuk memperkecil 95
ukurannya menjadi 4,75 mm. Tahapan selanjutnya di rotary untuk menghomogenkan sampel. Lalu di raymond untuk analisa moisture, dan analisa total moisture tanpa proses pengeringan. Parameterparameter yang di analisa adalah Total Moisture, Calorific Value dan Ash Content dengan basis yang dipakai (as received).Dimana as received yang artinya batubara yang baru di terima tanpa tahap pengeringan saat proses preparasi. Setelah di analisa, penelitian ini juga ingin mengetahui validasi metode rapid test yang digunakan, untuk mengetahui reliableapa tidaknya digunakan untuk kegiatan operasional. Alat Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah timbangan Sartorius CP 124 S, spatula, crucible, oven, raymond mill, rotary sample divider (RSD), toples, desikator, vacum cleaner, dan PARR 6400 Bomb calorimeter, crucher, penjepit aluminium, wadah botol plastik, sendok, furnace, baki aluminium, stopwatch. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel batubara A dan B, Benzoid Acid Standar PARR, gas nitrogen, gas oksigen. Sampel Sampel batubara yang digunakan untuk analisa adalah batubara dengan kualitas A(low coal) dan B (high coal). Prosedur Penelitian Preparasi Sampel Standar a. Pembagian Pembagian dilakukan dengan cara manual dimana batubara akan dihampar pada baki aluminium dan sampel diambil secara acak menggunakan sendok. b. Pengeringan Pengeringan dilakukan dengan menggunakan baki aluminium sebagai medianya dan batubara akan di taruh dalam baki tersebut kemudian dimasukkan kedalam drying oven dengan suhu 45º C selama ± 3 jam. c. Penggilingan Pada penggilingan sampel batubara ukuran batubara akan di kecilkan sampai ukuran 0,212 mm dengan alat raymond mill.
dan sampel diambil secara acak menggunakan sendok. b. Penggilingan Pada penggilingan ini sampel batubara ukuran 4,75 mm akan di perkecil ukurannya mencapai ukuran 0,212 mm dengan alat raymond mill. . Prosedur Analisa Penelitian a. Standar 1. Penentuan Total Moisture ISO 589 Ditimbang crucible aluminium dengan tutupnya dengan ketelitian 0.0001 gr kemudian ditimbang crucible alumunium beserta sampel batubara sebanyak 5 gr. Setelah ditimbang sampel akan di masukkan ke dalam oven dengan suhu 105-110º C tanpa penutup crucible, selama proses berlangsung oven akan dialiri gas nitrogen ke dalam oven dan penyetelan aliran gas nya sekitar 300 mL/menit lalu biarkan selama 8 jam. Batubara kemudian didinginkan dalam desikator selama 30 menit setelah itu ditimbang kembali untuk mengetahui berapa nilai Total Moisture yang dihasilkan [4]. 2. Penentuan Ash Content ISO 1171 Pada penentuan Ash (ar) ini ditimbang crucible kosong sampai ketelitian 0.0001 gr kemudian ditimbang crucible serta sampel batubara sebanyak 1 gr. Sampel yang sudah ditimbang akan dimasukkan kedalam furnace yang bersuhu 300º C kemudian diatur suhu dengan kenaikan 500ºC selama 30 menit kemudian setelah 30 menit suhu diset menjadi 815ºC selama 1jam 30 menit, dalam proses ini batubara yang di masukkan ke dalam furnace akan terbakar sempurna hingga menghasilkan abu kemudian ditimbang untuk mengetahui berapa nilai kadar abu yang dihasilkan [5]. 3. Analisa Calorific Value ISO 1928 Ditimbang sampel batubara sebanyak 0,8 gr ke dalam crucible dan dipasangkan kawat sumbu pembakar pada kedua elektroda bomb vessel,kemudian crucible yang berisi batubara ditempatkan pada support ringcrucible dengan bomb vessel sehingga kawat sumbu pembakar menempel pada batubara yang ada di dalam crucible. Ditempatkan bomb vessel di dalam bucket kemudian ditutup sehingga sampel akan teranalisa secara otomatis dengan alat Parr 6400 Kalorimeter dan hasil analisa batubara yang telah habis tebakar akan tertera pada monitor dan dicetak oleh printer.
Preparasi Sampel Rapid a. Pembagian Pembagian dilakukan dengan cara manual dimana batubara akan dihampar pada baki aluminium 96
96
Jurnal Atomik., 2016, 01 (2) hal 95-103 b. Rapid Test 1. Penentuan Total Moisture Ditimbang crucible aluminium dengan tutupnya dengan ketelitian 0.0001 gr kemudian ditimbang crucible alumunium beserta sampel batubara sebanyak 3 gr. Setelah ditimbang sampel akan di masukkan ke dalam oven dengan suhu 200º C tanpa penutup crucible, selama proses berlangsung oven akan dialiri gas nitrogen ke dalam oven dan penyetelan aliran gas nya sekitar 300 mL/menit lalu biarkan selama 15 menit. Batubara kemudian didinginkan dalam desikator selama 30 menit setelah itu ditimbang kembali untuk mengetahui berapa nilai Total moisture yang dihasilkan [6]. 2. Penentuan AshContent Pada penentuan Ash Content ini ditimbang crucible kosong sampai ketelitian 0.0001 gr kemudian ditimbang crucible serta sampel batubara sebanyak 0,3 gr. Sampel yang sudah ditimbang akan dimasukkan kedalam furnace yang bersuhu 900º C selama 10 menit, dalam proses ini batubara yang di masukkan ke dalam furnace akan terbakar sempurna hingga menghasilkan abu kemudian ditimbang untuk mengetahui berapa nilai kadar abu yang dihasilkan. 3. Analisa Calorific Value Ditimbang sampel batubara sebanyak 0,8 gr ke dalam crucible dan dipasangkan kawat sumbu pembakar pada kedua elektroda bomb vessel,kemudian crucible yang berisi batubara ditempatkan pada support ringcrucible dengan bomb vessel sehingga kawat sumbu pembakar menempel pada batubara yang ada di dalam crucible. Ditempatkan bomb vessel di dalam bucket kemudian ditutup sehingga sampel akan teranalisa secara otomatis dengan alat Parr 6400 Kalorimeter dan hasil analisa batubara yang telah habis tebakar akan tertera pada monitor dan dicetak oleh printer oleh alat tersebut. Validasi Metode a.Pencilan (outliers) Pada pengujian pencilan ini adalah untuk menentukan apakah suatu data pengamatan akan dibuang dari kumpulan data tersebut atau tetap dipertahankan dengan acuan maksimum toleransi bias yang ditentukan oleh standarnya dengan tingkat signifikasi 1 %. Uji ini diidentifikasi dengan standar Cochran’s ( C ), yaitu:
Dimana: d2max = nilai absolute tertinggi dalam selisih data np = jumlah dari sekumpulan data apabila nilai C yang dihitung lebih besar dari nilai tabel kritis Cochran’s maka sebuah data tersebut harus dibuang. b. Penilaian Akhir Bias Uji Selisih dari Bias Dimana : B = toleransi bias maksimum = selisih dari nilai rata-rata Sd = standar deviasi dari selisih kedua data Np = angka keseluruhan dari data - Apabila tnz< t tabel artinya ada bukti bias yang baik secara signifikan lebih besar dari nol dan tidak secara signifikan kurang dari B. Hasilnya menunjukkan adanya bias yang relevan - Apabila tnz ≥ t tabel bias secara signifikan kurang dari B. Hasil lainnya tidak menunjukkan adanya bias relevan. Uji t Uji t dilakukan untuk membandingkan dua hasil analisis rata-rata yang dihasilkan oleh metode standard dan alternatif. Uji t dilakukan dengan menghitung t hitung dan membandingkannya dengan t table. Jika t hitung lebih besar dari t table aka kedua metode yang memiliki perbedaan hasil rata-rata yang signifikan. Uji t ini hanya bias dilakukan jika tidak terdapat perbedaan varians yang signifikan antara kedua metode tersebut ( hipotesa nol uji f diterima). Uji t dilakukan menggunakan rumus berikut :
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian Batubara A Berdasarkan analisa yang telah dilakukan, di dapat hasil penelitian batubara A pada parameter Ash, TM dan CV antara metode rapid dan standar berikut diperoleh hasil grafik : Berikut hasil grafik yang diperoleh analisa ash content :
97
a.
Hasil analisa ash content
Gambar 2. Perbandingan hasil total moisture rapid dan standar (atas). Perbedaan nilai rapid dan standar (bawah)
Gambar 1. Perbandingan hasil ash content rapid dan standar (atas). Perbedaan nilai rapid dan standar (bawah)
Berdasarkan data hasil penelitian pada grafik 1 (atas) nilai variance ada beberapa data yang tidak berada pada batas minimum ash yang ditentukan dengan nilai -0,5 dan + 0.5, yaitu dengan nilai minimum variance yang didapat saat analisa adalah 0,59. Jika dilihat pada grafik 1 (bawah) diatas diketahui bahwa perbedaan antara nilai rapid dengan nilai standar tidak menunjukan perbedaan yang signifikan. Hal ini menunjukan walaupun nilai rapid dan standar tidak jauh berbeda namun jika dilihat dari nilai variance nya dengan beberapa data yang keluar dari batasan masih mampu dipergunakan sebagai data validasi.
Berdasarkan data hasil penelitian pada grafik 2 (atas) nilai variance semua data didalam batas maksimum dan minimum total moisture yang ditentukan dengan nilai batas atas variance 1,5 dan nilai batas bawah nilai variance -1,5. Hal serupa ditunjukkan pada grafik 2 (bawah) diatas, diketahui bahwa perbedaan antara nilai rapid dengan nilai standar tidak menunjukan perbedaan yang signifikan, dengan kata lain masih sejajar antara nilai rapid dengan standar nya. Sehingga dapat dikatakan bahwa pada batubara A dengan analisa total moisture ini masih bisa diterima. Berikut hasil grafik yang diperoleh analisa calorific value : c. Hasil analisa calorific value
Berikut hasil grafik yang diperoleh analisa total moisture : b. Hasil analisa total moisture
Gambar 3. Perbandingan hasil calorific value rapid dan standar (atas). Perbedaan nilai rapid dan standar (bawah)
98
98
Jurnal Atomik., 2016, 01 (2) hal 95-103 Berdasarkan data hasil penelitian pada grafik 3 (atas) nilai variance yang diperoleh sangat tinggi dari batas maksimum yang telah ditentukan dengan nilai batas atas variance 93 dan batas bawah variance -93, sehingga menimbulkan bias yang cukup tinggi. Dilihat pada grafik 3 (bawah) diatas diketahui bahwa begitu terlihat perbedaan yang signifikan antara nilai rapid dan nilai standar dalam penentuan calorific value ini.
Berikut hasil grafik yang diperoleh analisa total moisture : b. Hasil analisa total moisture
Hasil Penelitian Batubara B Berdasarkan analisa yang telah dilakukan, di dapat hasil penelitian batubara B pada parameter Ash, TM dan CV antara metode rapid dan standar berikut diperoleh hasil grafik : a. Hasil analisa ash content
Gambar 5. Perbandingan hasil total moisture rapid dan standar (atas). Perbedaan nilai rapid dan standar (bawah)
Gambar 4. Perbandingan hasil ash content rapid dan standar (atas). Perbedaan nilai rapid dan standar (bawah)
Berdasarkan data hasil penelitian pada grafik 4 (atas) nilai variance ada beberapa data yang tidak berada pada batas maksimum dan minimum ash yang ditentukan, dimana nilai maksimum yaitu 0,5 dan nilai minimum -0,5, dengan nilai minimum variance yang didapat saat analisa adalah -0,64 dan nilai maksimum variance yang didapat adalah 0,72. Tetapi jika dilihat pada grafik 4 (bawah) diatas diketahui bahwa perbedaan antara nilai rapid dengan nilai standar tidak menunjukan perbedaan yang signifikan. Hal ini menunjukan walaupun nilai rapid dan standar tidak jauh berbeda namun jika dilihat dari nilai variance nya dengan beberapa data yang keluar dari batasan masih mampu dipergunakan sebagai data validasi.
Berdasarkan data hasil penelitian pada grafik 5 (atas) nilai variance batas atas variance 1,5 dan nilai batas bawah nilai variance -1,5, ada beberapa data yang berada pada luar batas minimum total moisture yang ditentukan yaitu dengan nilai -5,89. Tetapi jika dilihat pada grafik 5 (bawah) diatas diketahui bahwa perbedaan antara nilai rapid dengan nilai standar tidak menunjukan perbedaan yang signifikan, walaupun ada nilai rapid dan standar yang mengalami kenaikan dan penurunan nilai. Namun ini tidak akan berpengaruh besar pada kesemua data, kemungkinan terjadi karena kondisi pada saat penyimpanan sampel yang dapat mempengaruhi nilai yang didapat.Sehingga dapat dikatakan bahwa pada batubara B dengan analisa total moisture ini masih bisa diterima. Berikut hasil grafik yang diperoleh analisa calorific value : c. Calorific Value
99
Gambar 6. Perbandingan hasil calorific value rapid dan standar (atas). Perbedaan nilai rapid dan standar (bawah)
Berdasarkan data hasil penelitian pada grafik 6 (atas) nilai variance yang diperoleh sangat tinggi dari batas maksimum yang telah ditentukan dengan nilai 93, dan ada pula nilai yang berada di luar batas minimum dengan nilai -93, hal ini dapat menimbulkan bias yang cukup tinggi. Dilihat pada grafik 6 (bawah) diatas diketahui bahwa begitu terlihat perbedaan yang signifikan antara nilai rapid dan nilai standar dari penentuan calorific value ini. Maka dari itu perlu dilakukan validasi untuk mengetahui bias yang terjadi pada analisa calorific value ini. Validasi metode pada sampel batubara A dan batubara B 1. Pencilan (outliers) Berdasarkan hasil analisa yang telah di dapat, berikut hasil yang di dapat setelah dilakukan uji bias pada batubara A dan B analisa ash content : Tabel 1. Data Pencilan Batubara A dan B Ash Content No Rapid 1 4,40 2 4,35 3 5,07 4 4,75 5 4,93 6 6,89 7 4,91 8 4,72 9 5,29 10 5,89 11 5,36 12 5,30 13 4,50 14 4,83 15 4,91 16 5,97 17 5,29 18 4,22 19 5,99 20 6,06 Total 103,62 mean 5,18 SD variance
100
Ash A Standar di 4,71 -0,31 4,94 -0,59 5,10 -0,03 4,57 0,18 4,88 0,05 6,80 0,10 5,13 -0,22 4,58 0,14 5,57 -0,29 6,18 -0,30 5,02 -0,29 5,64 -0,30 4,44 0,35 5,13 -0,34 5,50 0,06 6,00 -0,30 5,60 -0,59 4,50 -0,03 5,70 -0,31 6,40 -0,28 106,39 -3,291 5,32 -0,165 0,251 0,063
di² 0,10 0,34 0,00 0,03 0,00 0,01 0,05 0,02 0,08 0,09 0,08 0,09 0,12 0,11 0,00 0,09 0,35 0,00 0,10 0,08 1,74 0,35
Ash B Rapid Standar di 4,85 5,14 -0,29 5,19 5,68 -0,49 4,72 4,94 -0,22 4,92 4,74 0,18 5,77 6,14 -0,37 5,21 5,04 0,17 5,00 4,83 0,17 4,85 4,76 0,09 4,61 4,91 -0,30 4,61 4,60 0,00 5,12 5,28 -0,30 5,51 5,56 0,00 6,96 6,24 -0,17 3,88 4,52 -0,05 5,43 5,99 0,72 6,39 6,42 -0,64 6,14 6,17 -0,55 5,09 4,75 -0,03 5,04 5,09 -0,03 4,22 4,43 0,34 103,52 105,24 -1,768 5,18 5,26 -0,088 0,325 0,106
di² 0,09 0,24 0,05 0,03 0,13 0,03 0,03 0,01 0,09 0,00 0,09 0,00 0,03 0,00 0,52 0,41 0,30 0,00 0,00 0,11 0,40 0,52
Uji pencilan menurut teori adalah data yang berbeda atau data yang menyimpang dari sekumpulan data yang lain (pengamatan yang jauh dari pusat data). Data yang menyimpang inilah yang dinamakan bias. Dilihat dari tabel 1 diketahui bahwa masingmasing sampel batubara A dan batubara B berjumlah 20, dengan nilai yang berbeda antara nilai rapid dan standar sebagaimana dengan rumus yang telah ditentukan nilai C diperoleh dari pembagian rata-rata d2 dengan total jumlah d2. Dari hasil uji pencilan ini pada batubara A diperoleh C hitung sebesar 0,199 yang menunjukan bahwa nilai C hitung masih berada dibawah kriteria nilai C tabel yang diperoleh dari tabel critical value dengan tingkat probabilitas 99 % sebesar 0,480 sehingga C hitung (0,199) < C tabel (0,480). Sedangkan pada batubara B, C hitung yang didapat 1,309 begitu juga dengan C tabel sebesar 0,480 sehingga C hitung (1,309) > C tabel (0,480). Dari hasil uji pada batubara A ini dapat disimpulkan bahwa pada sejumlah data ini tidak ada data yang harus dibuang, sedangkan pada batubara B ada data yang harus dibuang. 2. Penentuan nilai akhir bias Penentuan bias ini berdasarkan uji signifikan dari nilai B dimana B adalah maksimum toleransi bias yang dientukan oleh Standar. Jika –B < sd < B+ maka simpangan baku hasil ini masih dalam cakupan toleransi bias dalam hal ini yang dicapai dilihat dari segi simpangan baku adalah –0,50< 0,251 < +0,50 . Untuk menentukan adanya bias dapat ditentukan dari persamaan tnz jika hasil tnz sesuai dengan nilai one tailed t(β) dan jika : tnz < t(β) maka ada bukti bias yang baik secara signifikan lebih besar dari angka nol dan tidak signifikan kurang dari B. hasilnya menunjukan adanya bias yang relevan Apabila tnz ≥t(β)biassecara signifikan kurang dariB.hasillainnyatidak menunjukkanadanyabiasrelevan [7]. Dalam penelitian ini dengan menggunakan batubara A tnz yang peroleh dari persamaan sebesar 5,43 dengan nilai (n-1) adalah 19 data. Dengan df 19 didapat angka sebesar 1,729 yang artinya tnz >t(β), dimana hal ini menunjukan tidak menunjukkan adanya bias. Sedangkan pada batubara B, dari uji ini tnz yang diperoleh 5,25 dengan df 19 sebesar 1,729 artinya tnz > t(β) yang menujukkan tidak adanya bias. Dapat diambil kesimpulan bahwa pada batubara A dan B sama-sama tidak menunjukkan bias. Uji t hasil analisa varians metode rapid dan standar Uji t digunakan untuk mengetahui perbandingan nilai rata-rata (mean) dari hasil penentuan ash content ini. Uji t juga digunakan untuk 100
Jurnal Atomik., 2016, 01 (2) hal 95-103 menguji perbedaan rata-rata hasil analisa ash content dua nilai yang berbeda yang dihasilkan dari dua metode berbeda serta mengetahui apakah kedua nilai ini terdapat perbedaan yang signifikan atau hanya variansi. Dalam penelitian ini hasil analisa ash content sebanyak 20 data pada metode rapid terdapat perbedaan yang signifikan terhadap standar berdasarkan hasil Uji t diperoleh dari lampiran sebesar 2,02. Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa t hitung (0,012) ≤ t tabel (2,02). Sedangkan pada batubara B juga tidak memiliki perbedaan ratarata yang signifikan dibuktikan oleh hasil rumusan yang menghasilkan t hitung (2,22) ≥t tabel (2,02). Jadi pada jenis batubara dengan penentuan ash content ini pada batubara A tidak memiliki perbedaan rata-rata yang signifikan terhadap standar, sedangkan pada batubara B memiliki perbedaan rata-rata yang signifikan terhadap standar. Total Moisture a. Validasi menggunakan Uji Bias 1. Pencilan (outliers) Berdasarkan hasil analisa yang telah di dapat, berikut hasil yang di dapat setelah dilakukan uji bias pada batubara A dan B analisa total moisture : Tabel 2. Data Pencilan Batubara A dan B Total Moisture No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Total mean sd variance
Rapid 23,40 24,50 24,80 19,80 24,10 24,90 18,40 21,70 22,00 24,00 19,40 23,31 21,04 23,90 23,42 21,82 19,74 23,28 21,03 24,47 449,02 22,45 1,995
TM A Standar di 23,10 0,30 24,20 0,30 25,00 -0,20 19,20 0,60 24,00 0,10 23,90 1,00 18,40 0,00 22,00 -0,30 22,10 -0,10 23,70 0,30 20,00 -0,10 23,90 0,30 21,60 -0,60 23,40 -0,59 23,40 -0,56 21,20 0,50 19,70 0,02 22,90 0,62 20,30 0,04 23,70 0,38 445,70 2,014 22,29 0,101 1,905 0,428 0,183
di² 0,09 0,09 0,04 0,36 0,01 1,00 0,00 0,09 0,01 0,09 0,01 0,09 0,36 0,34 0,31 0,25 0,00 0,39 0,00 0,14 3,68 1,00
Rapid 19,69 19,18 17,71 16,90 15,02 15,13 15,63 12,47 14,97 13,03 13,12 13,31 10,29 11,66 12,01 9,70 8,68 10,50 9,45 8,76 267,21 13,36
TM B Standar di 19,80 -0,11 18,70 0,48 23,60 -5,89 15,80 1,10 15,50 -0,48 15,20 -0,07 15,70 -0,07 13,10 -0,63 15,20 -0,23 13,40 -0,37 12,20 -0,23 13,80 -0,37 12,70 0,92 12,90 -0,49 12,20 -2,41 9,50 -1,24 9,40 -0,19 10,80 0,20 10,10 -0,72 9,10 -0,34 278,70 -11,141 13,94 -0,557 1,453 2,111
di² 0,01 0,23 34,73 1,20 0,23 0,01 0,01 0,39 0,05 0,14 0,05 0,14 0,85 0,24 5,79 1,54 0,04 0,04 0,52 0,11 46,31 34,73
Dilihat dari tabel 2 diatas diketahui bahwa masing-masing sampel batubara A dan batubara B berjumlah 20, dengan nilai yang berbeda antara nilai rapid dan standar sebagaimana dengan rumus yang telah ditentukan nilai C diperoleh dari pembagian rata-rata d2 dengan total jumlah d2.
Dari hasil uji pencilan ini pada batubara A diperoleh C hitung sebesar 0,272 yang menunjukan bahwa nilai C hitung masih berada dibawah kriteria nilai C tabel yang diperoleh dari tabel critical value dengan tingkat probabilitas 99 % sebesar 0,480 sehingga C hitung (0,272) < C tabel (0,480). Sedangkan pada batubara B, C hitung yang didapat 0,750 begitu juga dengan C tabel sebesar 0,480 sehingga C hitung (0,750) > C tabel (0,480). Dari hasil uji pada batubara A dapat disimpulkan bahwa pada sejumlah data ini tidak ada ada data yang harus dibuang, sedangkan pada batubara B ini dapat disimpulkan bahwa pada sejumlah data ini ada data yang harus dibuang karena nilai C hitung > C tabel. 2. Penentuan nilai akhir bias Penentuan bias ini berdasarkan uji signifikan dari nilai B dimana B adalah maksimum toleransi bias yang dientukan oleh Standar. Jika –B < sd < B+ maka smpangan baku hasil ini masih dalam cakupan toleransi bias dalam hal ini yang dicapai dilihat dari segi simpangan baku adalah –1,5< 0,428 < +1,5. Untuk menentukan adanya bias dapat ditentukan dari persamaan tnz jika hasil tnz sesuai dengan nilai one tailed t(β) dan jika : tnz < t(β) maka ada bukti bias yang baik secara signifikan lebih besar dari angka nol dan tidak signifikan kurang dari B. hasilnya menunjukan adanya bias yang relevan Apabila tnz ≥t(β)biassecara signifikan kurang dariB.hasillainnyatidak menunjukkanadanyabiasrelevan [7]. Dalam penelitian ini dengan menggunakan batuara A tnz yang peroleh dari persamaan sebesar 14,63 dengan nilai (n-1) adalah 19 data. Berdasarkan dari tabel dengan df 19 didapat angka sebesar 1,729 yang artinya tnz >t(β) tidak menunjukan adanya bias yang relevan dimana data ini masih menunjukan bahwa metode rapid ini pada penentuan total moisture tidak terdapat bias. Sedangkan pada batubara B batas atas dan batas bawah toleransi bias dari simpangan baku –1,5 < 1,453 < +1,5. Dari uji ini tnz yang diperoleh 2,90 dengan df 19 artinya tnz > t(β) yang menujukan adanya bukti bias. b. Validasi menggunakan uji t hasil analisa ratarata metode rapid dan standar Uji t digunakan untuk mengetahui perbandingan nilai rata-rata (mean) dari hasil penentuan total moisture ini. Uji t juga digunakan untuk menguji perbedaan rata-rata hasil analisa total moisture dua nilai yang berbeda yang dihasilkan dari dua metode berbeda serta mengetahui apakah kedua nilai ini terdapat perbedaan yang signifikan atau hanya variasi.
101
Dalam penelitian ini hasil analisa total moisture sebanyak 20 data pada metode rapid tidak terdapat perbedaan yang signifikan terhadap standar berdasarkan hasil uji t hitung dalam lampiran diperoleh t hitung 0,25 dan t tabel di dapat sebesar 2,02. Sehingga dapat diambil bahwa t hitung (0,25) ≤ t tabel (2,02). Sedangkan pada batubara B juga tidak memiliki perbedaan rata-rata yang signifikan dibuktikan oleh hasil rumusan yang menghasilkan t hitung (0,69) ≤ t tabel (2,02). Jadi pada kedua jenis batubara dengan penentuan total misture ini samasama tidak memiliki perbedaan rata-rata yang signifikan terhadap standar. Calorific Value a. Validasi menggunakan Uji Bias 1. Pencilan (outliers) Berdasarkan hasil analisa yang telah di dapat, berikut hasil yang di dapat setelah dilakukan uji bias pada batubara A dan B analisa calorific value : Tabel 3. Data Pencilan Batubara A dan B Calorific Value CV A No Rapid Standar di 1 5266 5114 152,42 2 5086 5014 72,16 3 5076 4961 115,34 4 5531 5486 45,40 5 5109 5075 33,76 6 5001 4933 68,26 7 5672 5628 44,19 8 5404 5253 150,87 9 5410 5188 221,81 10 5062 5016 46,23 11 5622 5482 221,81 12 5195 5016 46,23 13 5496 5349 140,18 14 5225 5089 178,70 15 5243 5102 147,10 16 5458 5299 135,66 17 5604 5491 141,07 18 5356 5187 158,88 19 5580 5365 113,46 20 5125 4996 168,52 Total 106521,00 104043,21 2402,047 mean 5326,05 5202,16 120,102 SD 59,178 variance 3502,035
CV B di² Rapid Standar di 23233,07 5562 5544 18,10 5207,74 5674 5680 -5,82 13302,20 5806 5133 673,02 2061,24 5982 6012 -29,88 1139,79 6045 5861 183,93 4659,93 6051 6053 -1,74 1952,80 6070 5932 137,74 22760,45 6110 6262 -151,72 49197,72 6153 6089 63,84 2136,99 6214 6308 -94,47 49197,72 6294 6343 63,84 2136,99 6314 6128 -94,47 19650,94 6434 6332 -48,93 31935,17 6458 6379 185,69 21637,46 6488 6378 101,92 18403,51 6693 6566 79,32 19899,96 6724 6676 110,15 25243,09 6737 6583 126,96 12874,20 6830 6594 47,55 28399,28 6924 6781 153,87 355030,26 125563,00 123635,10 1518,889 49197,72 6278,15 6181,75 75,944 169,895 28864,169
di² 327,79 33,93 452953,18 892,81 33829,51 3,03 18973,05 23018,07 4075,16 8924,50 4075,16 8924,50 2393,71 34480,51 10386,79 6291,50 12132,40 16117,97 2261,10 23675,67 663770,35 452953,18
Dilihat dari tabel 3 di atas diketahui bahwa masing-masing sampel batubara A dan batubara B berjumlah 20, dengan nilai yang berbeda antara nilai rapid dan standar sebagaimana dengan rumus yang telah ditentukan nilai C diperoleh dari pembagian rata-rata d2 dengan total jumlah d2. Dari hasil uji pencilan ini pada batubara A diperoleh C hitung sebesar 0,139 yang menunjukan bahwa nilai C hitung masih berada dibawah kriteria nilai C tabel yang diperoleh dari tabel critical value dengan tingkat probabilitas 99 % sebesar 0,480 sehingga C hitung (0,139) < C tabel (0,480). Sedangkan pada batubara B C hitung yang didapat 0,682 begitu juga dengan C tabel sebesar 0,480 sehingga C hitung (0,682) > C 102
tabel (0,480). Dari hasil uji pada batubara A ini dapat disimpulkan bahwa pada sejumlah data ini tidak ada data yang harus dibuang karena sejumlah data pada penentuan calorific value ini memenuhi kriteria pengujian, sedangkan pada batubara B ini dapat disimpulkan bahwa pada sejumlah data ini ada data yang harus dibuang karena sejumlah data pada penentuan calorific value ini tidak memenuhi kriteria pengujian. 2. Penentuan nilai akhir bias Penentuan bias ini berdasarkan uji signifikan dari nilai B dimana B adalah maksimum toleransi bias yang dientukan oleh Standar . Jika –B < sd < B+ maka simpangan baku hasil ini masih dalam cakupan toleransi bias dalam hal ini yang dicapai dari jenis batubara A yang dilihat dari segi simpangan baku adalah –93 < 59,178 < 93 namun pada batubara ini tidak menunjukan nilai yang masih berada dalam batasan reproducibility yang telah ditentukan oleh standar namun untuk melihat seberapa jauh bias yang terjadi terhadap batubara A ini dapat ditentukan dari persamaan tnz jika hasil tnz sesuai dengan nilai one tailed t(β) dan jika : tnz < t(β) maka ada bukti bias yang baik secara signifikan lebih besar dari angka nol dan tidak signifikan kurang dari B. hasilnya menunjukan adanya bias yang relevan Apabila tnz ≥t(β) bias secara signifikan kurang dari B. hasil lainnya tidak menunjukkan adanya bias relevan [7]. Dalam penelitian ini dengan menggunakan batuara A tnz yang peroleh dari persamaan sebesar 2,05 dengan nilai (n-1) adalah 19 data. Berdasarkan dari tabel dengan df 19 didapat angka sebesar 1,729 yang artinya tnz >t(β) tidak menunjukan adanya bias yang relevan. Sedangkan pada batubara B batas atas dan batas bawah toleransi bias dari simpangan bakunya tidak ada dikarenakan nilai -93 < 101,650 < 93. Dari uji ini tnz yang diperoleh 5,95 dengan df 19 sebesar 1,729 artinya tnz > t(β) tidak menunjukan adanya bias yang. Namun masih harus dipertimbangkan lagi karena standar deviasi dalam calorific value ini nilai nya lebih besar dari batas atas dan batas bawah dari reproducibilitynya. b. Validasi menggunakan uji t hasil analisa ratarata metode rapid dan standar Uji t digunakan untuk mengetahui perbandingan nilai rata-rata (mean) dari hasil penentuan calorific value ini. Uji t juga digunakan untuk menguji perbedaan rata-rata hasil analisa total moisture dua nilai yang berbeda yang dihasilkan dari dua metode berbeda serta mengetahui apakah kedua nilai ini terdapat perbedaan yang signifikan atau hanya variasi. 102
Jurnal Atomik., 2016, 01 (2) hal 95-103 Dalam penelitian ini hasil analisa calorific value sebanyak 20 data pada metode rapid tidak terdapat perbedaan yang signifikan terhadap standar berdasarkan hasil uji, t hitung dalam lampiran diperoleh dari persamaan adalah 619 dan t tabel yang di dapat sebesar 2,02. Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa t hitung (619) > t tabel (2,02). Sedangkan pada batubara B juga tidak memiliki perbedaan rata-rata yang signifikan dibuktikan oleh hasil rumusan yang menghasilkan t hitung (15,30) > t tabel (2,02). Jadi pada kedua jenis batubara dengan penentuan calorific value ini sama-sama memiliki perbedaan rata-rata yang signifikan terhadap standar. KESIMPULAN Hasil validasi metode yang di peroleh menurut hasil uji bias dan uji t, Total Moisture dan Ash Content dengan tanpa tahap pengeringan(as received)ini bisa digunakan, sedangkan pada Calorific Value dengan tanpa tahap pengeringanini tidak dapat digunakan melihat hasil yang diperoleh jauh dalam range. Metode rapid Total Moisture dan Ash Content dengan menggunakan sampel batubara berukuran 11,2 mm dalam basis as received dapat dilakukan dengan tanpa pengeringan (as received) pada tahap preparasinya. Metode rapid Ash Content dan Total Moisture ini reliable digunakan untuk kegiatan operasional dengan melihat hasil yang diperoleh masih dalam range yang ditentukan, sedangkan pada parameter Calorific Value ini belum reliable digunakan.
DAFTAR PUSTAKA [1] Buchori, A. A. 2013. Skripsi: Validasi Metode Rapid Test Terhadap Metode ASTM (American Standard Test Methods) Dalam Penentuan Kadar Inherent Moisture, Total Sulfur dan Calorific Value. Samarinda: Universitas Mulawarman. [2] Yakub, A. 2000. Pengambilan, Preparasi dan Pengujian Contoh Batubara. ATC Course Materials: Bandung. [3] Sukandarrumidi. 2004. Batu Bara dan Gambut. Universitas Gadjah Mada Press. Yogyakarta. [4] ISO International. (1997). ISO 1171 International Standar Solid Mineral Fuels Determination Of Determination Of To Ash Content. In ISO [5] ISO International. (1981). ISO 589 International Standar Hard Coa Determination Of Total Moisture. In ISO. [6] ISO International. (1928). ISO 1928 International Standar Solid Mineral Fuels Determination Of Gross Calorific Value by The Bomb Calorimetric Method and Calculation Of net Calorific Value. In ISO. [7] Anonim. Geoservices (LTD). PT. 2010. Handout PT Geoservice LTD.
UCAPAN TERIMA KASIH Laboratorium Coal Processing and Plant PT.Kaltim Prima Coal, Sangatta.
103
