Desain Sensor Array Berbasis Polimer Konduktif (PANi-HCl, PPy-HCl, PANi-PPy, PANi-GO, PPy-GO, PANi-PPy-GO, PVA-GO, dan Pati-GO) Untuk Membedakan Aroma Kopi Robusta

Abstract

Sensor kimia yang dapat menghasilkan sinyal listrik ketika berinteraksi dengan senyawa kimia berupa gas maupun uap disebut sensor gas. Penelitian mengenai sensor gas saat ini mulai banyak dikembangkan dan diteliti sensor gas yang berbasis polimer konduktif. Polimer konduktif merupakan polimer terkonjugasi yang bisa menjadi konduktor (ikatan pada rantai berupa ikatan tunggal dan rangkap yang berposisi berselang-seling). Kehadiran cincin aromatik dalam rantai meningkatkan nilai konduktivitas. Polimer konduktif dapat ditingkatkan konduktivitasnya jika dilakukan doping dengan dopan yang dapat menghilangkan atau menambahkan elektron ke rantai polimer sehingga meningkatkan nilai konduktivitas. Sensor berbasis polimer konduktif sebagai sensor tunggal hanya dapat mendeteksi satu aroma tertentu, sehingga dapat dikembangkan sensor yang disusun array agar dapat digunakan untuk membedakan beberapa aroma. Sensor tersebut berupa array yang disusun dari beberapa sensor gas berbasis polimer konduktif yaitu PANi - HCl, PPy - HCl, PANi - PPy, PANi - GO, PPy - GO, PANi - PPy - GO, PVA – GO, dan Pati - GO. Sensor gas yang dirancang berupa array yang disusun dari 8 sensor gas berbasis polimer konduktif yang terdiri dari komposit PANi - HCl, PPy - HCl, PANi - PPy, PANi - GO, PPy - GO, PANi - PPy - GO, Pati - GO, dan PVA – GO. Pencampuran antara material dari setiap komposit memiliki komposisi dan ketebalan yang berbeda. Penyusunan setiap sensor diletakkan pada chamber akrilik yang memiliki lubang jalur gas dari sampel uap air dan uap kopi sehingga gas dapat mengenai permukaan sensor. Kopi yang digunakan sebagai sampel berasal dari kebun kopi Garahan, Gumitir, Ledokombo, dan Sidomulyo. Proses pengukuran dilakukan dengan pengukuran uap air terlebih dulu sebanyak 150 data yang di alirkan ke sensor, kemudian uap kopi sebanyak 300 data, lalu uap air kembali sebanyak 300 data untuk mengembalikan respon ke baseline. Pengukuran dilakukan secara berkelanjutan untuk melihat perbedaan sinyal yang dihasilkan antara uap air dan uap kopi. Proses pengukuran dilakukan sebanyak 10 kali pengulangan. Data dari uap air dijadikan sebagai baseline sehingga hasil selisih antara data tegangan uap kopi dan baseline menjadi data respon tegangan untuk aroma kopi. Data respon tegangan aroma kopi kemudian digunakan untuk uji repeatabilitas, reprodusibilitas, dan analisis PCA. Kinerja masing-masing sensor pada sensor gas array dapat ditinjau dari repeatabilitas, reprodusibilitas, dan waktu respon yang dihasilkan dalam membedakan aroma kopi robusta. Hasil %RSD yang diperoleh dari pengujian repeatabilitas pada semua kebun menunjukkan bahwa masing-masing sensor memiliki tingkat presisi yang baik karena memiliki RSD kurang dari 5%. Hasil pengujian reprodusibilitas pada minggu pertama sampai minggu ketiga memiliki RSD kurang dari 5%, namun pada minggu keempat RSD yang dihasilkan melebihi 5% yang menunjukkan bahwa pada minggu keempat sensor gas array sudah tidak dapat bekerja secara optimum. Setiap sensor memiliki respon aroma kopi yang berbeda dan di setiap kebunnya memiliki karakterisik pola respon yang berbeda. Hal itu mengindikasikan bahwa aroma kopi dari setiap kebun dapat dibedakan menggunakan sensor gas array, namun sensor gas array hanya dapat membedakan dan tidak dapat mendeteksi secara jelas senyawa yang terkandung dalam sampel kopi. Hasil analisis PCA menunjukkan bahwa setiap sampel dari kebun kopi Garahan, Gumitir, Ledokombo, dan Sidomulyo telah berkelompok pada masingmasing kebunnya. Sampel kebun kopi Sidomulyo, Ledokombo, dan Gumitir terletak pada kuadaran yang berbeda, untuk sampel kebun kopi Garahan sebagian berada pada kuadran yang sama dengan kebun Gumitir, namun kedua sampel kopi tersebut terpisah cukup jauh sehingga dapat dibedakan secara nyata.