## IMPLEMENTASI LOGIKA FIS TSUKAMOTO UNTUK MENENTUKAN TAKARAN ZAT KIMIA PADA PROSES PENGOLAHAN AIR DI PABRIK KELAPA SAWIT
Sunanto 1) , Rayendra Putra Pratama 2) 1,2 Fasilkom, Universitas Muhammadiyah Riau, Jl.Tuanku Tambusai Ujung email: 1 sunanto@umri.ac.id , 2 rayendraputra20@gmail.com

## Abstract
Palm oil mills are palm oil downstream industries that process raw materials in the form of fresh fruit bunches (FFB) of oil palm into Crude Palm Oil (CPO). Processing at the palm oil mill requires approximately 75% water. The water used in the palm oil mill comes from streams with a turbidity level > 6 and an average water PH of less than 6.5, for that it is necessary to purify and neutralize the PH of the water at the Water Treatment Plant station with an NTU standard of less than 6 and PH  6.5  –  7.5.  The  process  of  determining  the  dose  of  chemicals  in  the  form  of  soda  ash  and aluminum sulfate that has been carried out so far by the operator is still manual. WTP operators do not  measure  the  initial  conditions  of  water  clarity,  predictions  of  initial  conditions  in  the  form  of clarity  and  water  PH  are  the  same  as  the  previous  conditions,  and  use  of  chemicals  does  not  go through calculations but estimates with estimates of inefficient chemicals used. To overcome these problems, an application is needed that can determine the dose of chemicals by taking into account the amount of water, initial conditions of the water and the target achievement in the form of NTU values less than 6 and PH 6.5 – 7.5. The application is presented on a desktop basis equipped with Fuzzy Logic with Tsukamoto inference. Fuzzy logic with Tsukamoto inference can take into account the input  conditions  in the  form  of the amount of  water  and  the  initial  conditions  of the  water, as well as the output value in the form of the dose of chemicals .
Keywords: Station Water Treatment Plan, Chemicals, Fuzzy tsukamoto, Desktop

## Abstrak
Pabrik  kelapa  sawit  merupakan  industri  hilir  kelapa  sawit  yang  mengolah  bahan  baku  berupa tandan buah segar(TBS)  kelapa sawit menjadi Crude Palm Oil (CPO).   Proses pengolahan pada pabrik kelapa sawit  membutuhkan kurang lebih 75% air. Air yang digunakan pada pabrik kelapa sawit berasal dari aliran  sungai dengan tingkat kekeruhan > 6 dan PH air  rata-rata kurang dari 6.5, untuk itu diperlukan proses penjernihan dan netralisasi PH air pada stasiun Water Treatment Plant  dengan  standar  NTU  kurang  dari    6  dan  PH    6.5  –  7.5.  Proses  penentuan  takaran  bahan kimia berupa soda ash dan almunium sulfat yang dilakukan selama ini oleh operator masih bersifat manual.  Operator WTP tidak melakukan pengukuran kondisi awal kejernihan air, prediksi kondisi awal  berupa  kejernihan  dan  PH  air  disamakan  dengan  kondisi  sebelumnya,  penggunaan  bahan kimia  tidak  melalui  perhitungan  melainkan  perkiraan  dengan  perkiraan  bahan  kimia  yang digunakan  tidak  efisiens.  Untuk  mengatasi  permasalahan  tersebut  dibutuhkan  suatu  aplikasi  yang dapat menentukan takaran bahan kimia dengan  memperhitungkan jumlah air, kondisi awal air dan target  capaian  berupa  nilai  NTU  kurang  dari  6  dan  PH  6.5  –  7.5.  Aplikasi  disajikan  berbasis desktop  dilengkapi  dengan  Logika  Fuzzy  dengan  inferensi  Tsukamoto.  Logika  Fuzzy  dengan infferensi  Tsukamoto  dapat    memperhitungkan  kondisi  input  berupa  jumlah  air  dan  kondisi  awal air, serta nilai output berupa  takaran bahan kimia.
Kata kunci : Stasiun WTP, Bahan Kimia, Fuzzy Tsukamoto, Desktop

## 1. PENDAHULUAN
Kelapa sawit merupakan tanaman
perkebunan  yang  memiliki  nilai  ekonomis tinggi. Tandan buah segar kelapa sawit dapat
menghasilkan minyak untuk tujuan komersial (Direktorat Jendral Perkebunan, 2019). Tandan  buah  segar  kelapa  sawit  yang  diolah pada  pabrik  menghasilkan Crude  Palm  Oil
(CPO).  CPO  yang  di  hasilkan  dari  pabrik sawit    merupakan  bahan  baku  penghasil
minyak  makanan,  minyak  industri,  serta bahan bakar biodiesel. Berdasarkan data yang di dapat situs resmi PTPN V, PT. Perkebunan Nusantara  (PTPN)  V,  anak  perusahaan
Holding Perkebunan Nusantara yang berlokasi di Provinsi Riau, berhasil meningkatkan  produksi  tandan  buah  segar (TBS)  kelapa  sawit,  mencapai  rata-rata sebesar  23,9  ton  per  hektare.  Menurut (Nasution  et  al.,  2021)  proses  produksi  pada angka tersebut produksi normal kelapa sawit.
Pada  proses  pengolahan  pada  pabrik kelapa  sawit  menggunakan    air  yang bersumber  dari  sungai,  anak  sungai,  dan  air bawah  tanah. Kualitas  kejernihan  air tersebut belum  memenuhi  standar  kelayakan  air  yaitu kurang  dari  6 Nepeleometri  Turbidity  Unit (NTU)  menurut  (Rahardja  et  al.,  2020)  air yang  di  gunakan  untuk  proses  produksi kelapa  sawit  yang  harus  memiliki  nilai  NTU kurang  dari  6,  dan  kejernihan  air  tersebut dapat  berubah-ubah  yang  di  sebabkan  oleh beberapa faktor yaitu  faktor cuaca, factor air tanah  dan  tingkat  kekeruhan  air  dapat merusak  komponen  pabrik  seperti  sistem pemipaan  dan  pompa  listrik  dan    bejana bertekanan  yang  menggunakan steam /uap menurut  penelitian  yang  dilakukan  oleh (Virginia  et  al.,  2020).  Maka  dari  itu  di perlukan  proses  pengolahan  air  agar  air  yang dihasilkan  dapat  memenuhi  syarat  sesuai standar yang telah di tetapkan  melalui proses Water  Treatment  Plant  ( WTP).  Stasiun Pengolahan  WTP  berfungsi  untuk  membuat air  sesuai  standar  baku  air  yang  akan digunakan  pada    proses  pengolahan  kelapa sawit  yaitu  pH  air  pada  posisi  6.5-7.5 sedangkan NTU  < 6 sesuai dengan penelitian yang  dilakukan  oleh  (Permadi  et  al.,  2019) Proses  pengolahan  air  dibagi  menjadi  2 bagian  yaitu  external  water  treatment  dan internal water treatment.
Proses  penjernihan  air  dan  netralisasi  PH di pabrik kelapa sawit  menggunakan   Jar test untuk  menentukan kejernihan air yang sesuai standar  ini  dilakukan  secara  manual  oleh operator .  Untuk  mendapatkan  PH  air  ideal dan tingkat kejerniahan  <  6 NTU operator pada  stasiun  WTP  masih  menggunakan perkiraan  untuk  menentukan  dosis  kimia. Tidak mengukur kondisi air hanya menggunakan  insting.    Tidak  ada  tolok  ukur atau  panduan  untuk  menentukan  menentukan dosis  kimia  yang  ingin  dimasukkan  untuk
tahap  pada  proses  penjernihan  air  dan netralisasi  PH.  Sistem  perkiraan  yang dilakukan  oleh  operator  berdampak  pada penggunaan  bahan  kimia    kimia  yang  tidak efisien.
Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  untuk membuat  sistem  yang  dapat  menentukan takaran  zat  kimia  yang  akan  dimasukan kedalam  kolam  berisi  air  sungai,  agar  air tersebut memiliki tingkat NTU < 6 dan PH air 6.5  sampai  dengan  7.5  jika  kondisi  PH  air kurang  dari  6.5  disebut acid atau  asam  yang dapat  membuat  korosi  logam  pada  saluran pemipaan  dan  instalasi  steam  pada  pabrik kelapa  sawit  menurut  (Wanta  et  al.,  2019). Untuk  menentukan  pola  takaran  dengan mempertimbangkan  input  masukan  maka dipilihkan  algoritma  Fuzzy  dengan  inferensi Tsukamoto. Seperti penelitian yang dilakukan oleh (Prayudha et al., 2019) untuk pengolahan air  di  external  water  treatment  secara  tepat dan  akurat.  Kebaharuan  penelitian  ini  adalah menyediakan aplikasi berbasis desktop dengan  mempertimbangkan input  dan  output yang  diolah  mengunakan  Fuzzy  dengan inferensi  Tsukamoto  agar  takaran  zat  kimia yang  dikeluarkan  dari  perhitungan  ini mendekati sempurna.
Fuzzy  Tsukamoto merupakan  salah  satu metode  dari Fuzzy  Inference  System. Pada metode  tsukamoto,  setiap  konsekuen  pada aturan berbentuk if-then harus direprensetasikan  dengan  suatu  himpunan fuzzy untuk  nilai  yang  telah  ditentukan berdasarkan  penelitian  (Irfan  et  al.,  2018) dengan  fungsi  keanggotaan  yang  monoton. Maka output yang dihasilkan merupakan hasil inferensi  dari  tiap-tiap  aturan  yang  sesuai dengan perhitungan nilai standard yang sudah ditentukan  pada  masing-masing  variabel,  ada 3  variabel  yang  di  butuhkan,  diantara  nya  : Indikator  awal  kekeruhan  air  (turbidity), jumlah  debit  air  yang  masuk,  dan  jumlah bahan  kimia  yang  di  butuhkan  untuk mencapai kejernihan sesuai standar pengolahan  air  menurut  (Puskim,  2016) standar air yang baik untuk digunakan adalah untuk proses produksi adalah tingkat kejernihan  air  <  6  NTU,  sedangkan  PH  air netral yaitu bernilai 6.5 sampai dengan 7.5.
Sunanto, Implementasi Logika Fis Tsukamoto Untuk Menentukan Takaran Zat Kimia Pada Proses Pengolahan Air Di Pabrik Kelapa Sawit, 90-97 | 92

## 2. METODE PENELITIAN
Fuzzy dengan inference System Tsukamoto memiliki 4 tahapan yaitu fuzzyfikasi, Pembentukan  basis  pengetahuan Fuzzy  rules, Mesin  Inferensi  menggunakan fungsi implikasi max dan min, Defuzzyfikasi sesuai  penelitian  yang  dilakukan  oleh (Khairina, 2017)

## 2.1 MEMBUAT FUZZYFIKASI
Variable  input  untuk  netralisasi  PH  air adalah  PH  air  dan  Air  sedangkan  variable output adalah Soda Ash
1. Fuzzyfikasi PH Air Proses  penentuan  PH  ukur  air  bernilai  0- 14  sedangkan nilai asam berkisar dari 0 –
6.4  (acid)  sedangkan  PH  normal  adalah 6.5 – 7.5 (netral) pada posisi diatas 7.6-14 adalah basa (akali).
Sedangkan penentuan  nilai  fuzzy  untuk  PH  air menggunakan tabel berikut ini
Gambar 1. Himpunan PH Air
Fungsi Keanggotaan himpunan pH air
( )   { (     )(       )
( )     { (       ) (       ) (       ) (       ) (1)
( )   { (     ) (       )
2. Fuzzyfikasi Variable input Air
Air  yang  akan  dilakukan  netralisasi  pada bak tampung dengan kapasitas
maksimum adalah 50000 Liter. Kurang 0 –  25000  ,  cukup  20000  –  30000  dan banyak 25000-50000

## Gambar 2.  Himpunan Air
Fungsi Keanggotaan air dalam bak penampungan
( )
{ (         )(             )
( )
{ (         ) (             )
(         ) (             )
(2) ( )
{ (         ) (             ) 3. Fuzzyfikasi Variable Output Variable output untuk menentukan jumlah  bahan  kimia  yang  dimasukan kedalam air dalam bejana adalah himpunan  soda  ash  dengan  himpunan, sedikit  0  –  24  ppm,  cukup  24  –  30  ppm sedangkan  sedangkan  banyak  27  –  30 ppm
Gambar 3.   Himpunan Soda Ash
Fungsi Keanggota himpunan soda Ash
( )   { (      ) (       )
(3)
( )     { (      ) (       )
(        ) (           )
( )   { (        ) (            )
4. Fuzzyfikasi Kekeruhan air / turbidity nilai 0  –  6  NTU  air  dikatakan  jernih, sedangkan  keruh  6  –  15  NTU,  sangat keruh  11-15  NTU.    Dengan  nilai  range yang  sangat  variasi  maka  diharapkan perhitungan ini lebih akurat.
Gambar 4. Variable input NTU
Fungsi Keanggotaan NTU
( ) { (      )(      ) ( )     { (     ) (      ) (      ) (       ) (4)
( )   { (      ) (       )
5. Fuzzyfikasi  Almunium  sulfat Variable output untuk  menentukan  jumlah  bahan kimia  yang  dicampurkan  kedalam  bejana yang  berisi  air  adalah  Almunium  sulfat yang  digunakan  untuk  menjernihkan  air dengan himpunan semesta sebagai berikut,  sedikit  0-40  ppm,  cukup  40-56 ppm, banyak 48-56 ppm dengan himpunan semesta sebagai berikut
Gambar 5.  Variable output Almunium Sulfat

## Fungsi keanggotaan almunium sulfat
( )
{ (      ) (       ) ( ) ( )     { (      ) (       ) (      ) (       ) ( )   { (      ) (       )
2.2 PENENTUAN INFERENSI
1. Inferensi  dari  netralisasi  PH  air  adalah sebagai berikut:
2. Inferensi  dari  penurunan  tingkat  NTU memiliki rules sebagai berikut:

## 2.3 PERHITUNGAN FUNGSI IMPLIKASI
Perhitungan  fungsi  implikasi  untuk menentukan α-predikat tiap-tiap rule (α1, α2, α3,…  αn)  dan  menentukan  nilai  crips  atau nilai  tegas  dari  output  masing  masing  rules (z1, z2, z3, …zn).
Sunanto, Implementasi Logika Fis Tsukamoto Untuk Menentukan Takaran Zat Kimia Pada Proses

## 2.4 DEFUZZIFIKASI
Defuzzifikasi  hasil  dari  fungsi  implikasi berupa predikat dan nilai crips atau nilai tegas dimasukan  kedalam  rumus  defuzifikasi  ini untuk  mendapatkan  nilai  rata-rata  terbobot dari  setiap  predikat  pada  setiap  variabel dengan menggunakan persamaan berikut ini :
( )

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  ini  terbagi  menjadi  dua
bagian yaitu perhitungan matematis menggunakan algoritma Fuzzy dengan inferensi Tsukamoto pada perhitungan Perhitungan Fuzzy Tsukamoto pada posisi pH
6.7,  NTU  8  pada  air  22.000  Liter.  Tahapan kedua pengujian adalah menggunakan Sofware. 3.1 PERHITUNGAN MATEMATIS LOGIKA FUZZY UNTUK NETRALISASI PH AIR DAN PENURUNAN KADAR NTU.
1) Derajat  Keanggotaan  pada  alpha  dan
predikat untuk pH 6.7
( )     { } = = 0.6
( )
{ }
(7) = = 0.4
( )     { }

## = 0
Derajat  keanggotaan  fuzzy  dari  PH  6.7 adalah µasam = 0.6 dan µNormal = 0.4
2) Derajat  Keanggotaan  Fuzzyfikasi  pada nilai    8  NTU  dengan  formula  sebagai berikut.
( )     { } = = 0.6 ( ) { } ( ) = = 0.4
( )     { }

## = 0
Derajat keanggotaan fuzzyfikasi dari nilai
NTU 8 adalah µjernih = 0.6 dan µkeruh =
0.4.
3) Derajat  Keanggotaan  pada  kondisi Air 22000 Liter
( ) {
} = = 0.6 ( ) { } ( ) = = 0.4 ( ) { } = 0
4) Penentuan bobot Rules Inferensi
Tabel 1.  Inferensi pH
No α -Prediket Z 1 α1 = 0.6 R[1] = 25.2 2 α2 = 0.4 R[2] = 28.2
95 | Jurnal JOISIE, Volume  5, Nomor  2 Desember 2021
3 α3 = 0 R[3] = 27 4 α4 = 0.4 R[4] = 25.8
5 α5 = 0.4 R[5] = 25.8 6 α6 = 0 R[6] = 27 7 α7 = 0 R[7] = 27
8 α8 = 0 R[8] = 27
9 α9 = 0 R[9] = 27
5) Perhitungan Defuzzyfikasi Netralisasi pH air
(          )   (          )   (      )   (          ) (          )   (      )   (      )   (      )   (      )
Konversi PPM ke Kilogram (Soda Ash)
6) Penentuan  bobot  Rules  Inferensi  untuk NTU  atau  tingkat  Kekeruhan  Air
dimana  nilai  0  –  6  NTU  air  itu  jernih sedangkan  jika  lebih  dari  nilai  6  maka air  sudah  dikatakan  keruh  jika  nilai NTU  lebih  besar  dari  15  maka  air dinyatakan sangat keruh.
Tabel 2.  Inferensi NTU No α -Prediket Z
1 α1 = 0.6 R[1] = 43.2
2 α2 = 0.4 R[2] = 44.8
3 α3 = 0 R[3] = 48
4 α4 = 0.4 R[4] = 44.8
5 α5 = 0.4 R[5] = 43.2
6 α6 = 0 R[6] = 48
7 α7 = 0 R[7] = 48 8 α8 = 0 R[8] = 40 9 α9 = 0 R[9] = 48 7) Perhitungan  Nilai  Deffuzifikasi  untuk kekeruhan  air  pada  bak  penampungan Water Treatment Plan
(          )   (          )   (      )   (          )
(          )   (      )   (      )   (      )   (      )
Konversi nilai ppm ke nilai Kg dari bahan kimia yang diberikan pada proses penurunan NTU
22.0

## 3.2  PENGUJIAN  APLIKASI  BERBASIS DESKTOP MENGGUNAKAN JAVA
Berikut  gambar  dari  aplikasi  yakaran bahan kimia menggunakan java.
Gambar 6.  Aplikasi takaran bahan kimia
1) Pengujian  nilai  pH  6.7,  NTU  8  pada  air 22.000 Liter.

## Gambar 7.  Contoh Perhitungan
Hasil  yang  disajikan  pada  aplikasi sesuai  dengan  perhitungan  matematis yaitu untuk nilai pH air 6.7 , NTU 8 dan air  dengan  kapasistas  22000  Liter menghasilkan  takaran  campuran  bahan kimia  untuk  netralisasi  pH  0,57  Kg  soda Ash  dan  untuk  penurunan  tingkat kekeruhan NTU adalah Almuniuum sulfat 0,97 Kg.
2) Tabel  Pengujian  untuk  distribusi  nilai yang berbeda:
Tabel 3.  Pengujian Aplikasi Netralisasi  air No. Input Output  Konversi Ph AIR Soda Ash (ppm) Soda Ash (Kg) 1 6,4  22000  24 0,48 2 6,7  22000  26,47 0,56 3 6,4  25000  27,00 0,68 4 6,5  30000  30,00 0,90 5 6,8  37000  28,56 1,06 6 7 20000  24 0,48
Nilai dari tabel 3 terlihat bahwa nilai Ph berubah  maka  takaran  soda  ash  yang diberikan  juga  berubah.  Pengujian  ini  sudah dilakukan  langsung  oleh  operator  pabrik  unit WTP  Pabrik  Kelapa  Sawit  PT.Perkebunan Nusantara V unit PKS Sei Pagar.

## Tabel 4.  Pengujian Aplikasi Penurunan NTU
No. Input Output Konversi NTU AIR Alum Sulfat (ppm) Alum Sulfat (Kg) 1 5 20000 40 0,48 2 8 22000 43,91 0,91 3 6 25000 40 1,00
4 6 30000 40 1,20 5 8 37000 46,40 1,72 6 11 20000 40 0,80

## 4. SIMPULAN
Perhitungan yang didapatkan dari
aplikasi  desktop  dengan  menggunakan  Java IDE berbasis Fuzzy dengan inferensi Tsukamoto,  dapat  menentukan  takaran  zat kimia  yang  akurat  dengan  tingkat  koreksi sekitar 7 %. Artinya ketepatan nilai NTU < 6 dan nilai PH memiliki rentang nilai 6.5 – 7.5. Proses  penjernihan  dan  netralisasi  PH  air menggunakan  aplikasi  dapat  menghemat bahan  kimia.  Operator  WTP  tidak  perlu menghitung    berapa  bahan  kimia  yang  harus disiapkan.

## 5. UCAPAN TERIMAKASIH
Untaian  terima  kasih  kami  haturkan kepada PT.Perkebunan Nusantara 5 Unit PKS Sei  Pagar  yang  telah  berbagi  pengalaman melakukan netralisasi pH air dan menurunkan nilai  NTU  dari  derajat  tinggi  kategori kekeruhan.  Selain  itu  juga  ucapan  terima kasih kepada LPPM
Universitas Muhammadiyah  Riau  yang  telah  mendukung proses penelitian ini.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Direktorat Jendral Perkebunan. (2019). Statistik  Perkebunan  Indonesia  2018- 2020. Secretariate of Directorate General of Estates , 1–82.
Irfan,  M.,  Ayuningtias,  L.  P.,  &  Jumadi,  J.
(2018).  Analisa  Perbandingan  Logic Fuzzy Metode Tsukamoto, Sugeno, Dan Mamdani  (  Studi  Kasus :  Prediksi Jumlah  Pendaftar  Mahasiswa  Baru Fakultas  Sains  Dan  Teknologi  Uin Sunan  Gunung  Djati  Bandung). Jurnal Teknik Informatika , 10 (1), 9–16. https://doi.org/10.15408/jti.v10i1.6810
Khairina, N. (2017). Analisis Fungsi Keanggotaan  Fuzzy  Tsukamoto  Dalam
Menentukan  Status  Kesehatan  Tubuh Seseorang. SinkrOn , 1 (1), 19. https://doi.org/10.33395/sinkron.v1i1.5
Nasution, A. R. H., Hariyadi, & Kartodiharjo, H.  (2021).  Analysis  of  oil  palm plantation performance in environmental management  based  on  ISPO  principles
97 | Jurnal JOISIE, Volume  5, Nomor  2 Desember 2021
and  criteria. IOP  Conference  Series: Earth  and  Environmental  Science , 694 (1). https://doi.org/10.1088/1755- 1315/694/1/012007
Permadi,  C.  R.,  Sumaryo,  S.,  &  Budiman,  F.
(2019).  Perancangan  Dan  Implementasi
Filter Air Otomatis Dengan Pengukuran Kekeruhan. E-Proceeding
of
Engineering , 6 (2), 2849–2850. Prayudha,  J.,  Fatimah,  U.,  Sitorus,  S.,  & Raharjo, S. (2019). Implementasi Metode Fuzzy Untuk Sistem Identifikasi Kadar Elektrolit Untuk Mengukur Tingkat  Kesuburan  Tanah  Berbasis
Mikrokontroler  Arduino. J-Sisko  Tech , 2 (1), 92–106.
Puskim.  (2016).  Spesifikasi  unit  paket instalasi  pengolahan  air.  In Balitbang Kementerian Pekerjaan Umum . Rahardja, I. B., Siregar, A. L., & Sihotang, A. W.  L.  B.  (2020).  Pengaruh  penggunaan soda  ash  terhadap  parameter  pH  dan turbidity  pada  external  water  treatment
(studi  kasus  di  Pabrik  Minyak  Kelapa Sawit (PMKS) XYZ, Kalimantan
Utara). Jurnal Teknologi , 12 (1), 20–24. Virginia, N., Bargawa, W. S., & Ernawati, R.
(2020).  Kajian  Kualitas  Air  Pada
Tambang Tembaga-Emas
Porfiri.
Seminar  Teknologi  Kebumian  Dan
Kelautan  (SEMITAN  II) , 1 ,  495–505. https://ejournal.itats.ac.id/semitan/article /view/1062 Wanta,  K.  C.,  Putra,  F.  D.,  Susanti,  R.  F., Gemilar, G. P., Astuti, W., Virdhian, S., & Petrus, H. T. B. M. (2019). Pengaruh Derajat  Keasaman  (pH)  dalam  Proses Presipitasi  Hidroksida  Selektif  Ion Logam  dari  Larutan  Ekstrak  Spent Catalyst. Jurnal Rekayasa Proses , 13 (2), 94.https://doi.org/10.22146/jrekpros.440 07