Uji Kinerja Sensor Array PANi-PPy, PANi-GO, PPy-GO, PANi-PPy-GO, PVA-GO, PVAc-GO, Pati-Go, dan PAA-GO Untuk Mengidentifikasi Aroa Kopi Robusta

Abstract

Sensor gas merupakan alat yang fungsi utamanya menghasilkan output berupa sinyal listrik melalui interaksi antara reseptor dengan gas senyawa volatil atau uap senyawa organik. Kinerja sensor gas sangat bergantung pada material yang digunakan. Dewasa ini banyak penelitian terkait material baru sebagai bahan penyusun sensor gas, diantaranya yaitu polimer konduktif dan grafena oksida (GO). Polianilin (PANi) dan polipirol (PPy) merupakan polimer konduktif yang umumnya digunakan sebagai material sensor gas karena memiliki konduktivitas yang tinggi, bersifat stabil, dan mudah disintesis. Sensor PANi dan PPy sebelumnya telah diujikan secara tunggal untuk deteksi aroma kopi. Penelitian ini fokus terhadap pengembangan sensor array berbasis polimer konduktif untuk mengidentifikasi aroma kopi dari berbagai jenis kebun yang berbeda. Adapun sensor yang digunakan yaitu PANi-PPy, PANi-GO, PPy-GO, PANi-PPy-GO, PVA-GO, PVAc-GO, Pati-GO, dan PAA-GO. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain sensor gas menggunakan sensor array berbasis polimer konduktif yang diaplikasikan untuk mengidentifikasi aroma kopi. Sensor dengan komposisi dan ketebalan optimum dirangkai secara array menggunakan chamber yang terbuat dari media akrilik. Penyusunan sensor array menggunakan susunan planar dengan mengelilingi chamber tersebut. Sampel kopi yang digunakan berasal dari kebun Garahan, Gumitir, Ledokombo, dan Sidomulyo. Aroma kopi dapat diidentifikasi melalui proses pengukuran. Pengukuran dilakukan dengan mengambil sebanyak 150 data uap air (baseline), uap kopi sebanyak 300 data (sampling) dan 150 data uap air sebagai recovery baseline. Pengukuran tersebut dilakukan sebanyak 10x pengulangan, dengan respon yang diperoleh dalam bentuk data tegangan. Kinerja sensor array polimer konduktif diuji dengan parameter waktu respon, repeatabilitas, dan reprodusibilitas. Data tegangan yang diperoleh instrumen terhadap aroma kopi dari 4 kebun kemudian diolah dengan metode PCA yang bertujuan untuk menyederhanakan data tersebut sehingga mempermudah proses klasifikasinya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sensor array yang didesain dapat merespon aroma kopi dari keempat kebun. Kecepatan respon tiap sensor pada rangkaian array berbeda-beda bergantung pada konduktivitas setiap sensor. Repeatabilitas masing-masing sensor menghasilkan nilai %RSD kurang dari 5% sehingga menunjukkan tingkat kepresisian yang baik. Reprodusibilitas sensor selama 4 minggu mengalami kenaikan nilai %RSD setiap minggunya menunjukkan bahwa kualitas sensor pengalami penurunan. Nilai % RSD sensor array hingga minggu keempat tetap kurang dari 5% , hal tersebut menunjukkan bahwa sensor array masih bekerja dengan baik meskipun mulai pengalami penurunan kualitas. Sensor dapat membedakan aroma kopi dari empat kebun yang berbeda dilihat dari perbedaan tegangan setiap sensor yang menghasilkann pola respon berbeda. Hal ini terjadi karena setiap kebun memiliki perbedaan karaktetistik yang dipengaruhi tingkat kesuburan tanah, intensitas cahaya, dan ketinggian masing-masing kebun yang menyebabkan kandungan senyawa volatile setiap kebun juga berbeda. Analisi PCA menghasilkan aroma kopi yang terkelompok dengan baik dilihat dari hasil nilai score plot komponnen utama pertama (PC1) sebesar 53,56 % dan komponnen utama pertama (PC2) sebesar 39,83%, sehingga total keseluruhan nilai PC adalah 93,39 %. Total nilai PC tersebut menunjukkan bahwa kedua dimensi dapat dikatakan baik yang berarti pengelompokan berhasil.