Desain Ekperimen: OFAT, FD, FFD, BBD, dan CCD
4 min readJul 18, 2023
Dalam bidang kimia analisis, desain eksperimen juga memiliki peran yang penting untuk memastikan keakuratan dan kehandalan metode analisis. Berikut adalah beberapa jenis desain eksperimen yang umum digunakan dalam kimia analisis, beserta penjelasan teori dan implementasinya:
One Factor at a Time (OFAAT):
- Teori: Metode One Factor at a Time (OFAAT) adalah pendekatan sederhana di mana setiap faktor yang mempengaruhi hasil analisis diuji secara terpisah, sementara faktor-faktor lainnya tetap konstan. Pendekatan ini bertujuan untuk mengamati efek satu faktor pada hasil analisis tanpa mempertimbangkan interaksi antara faktor-faktor.
- Implementasi: Dalam metode OFAAT, satu faktor diubah pada satu waktu sementara faktor-faktor lainnya tetap konstan. Misalnya, dalam analisis pengaruh suhu pada hasil reaksi kimia, suhu akan diubah pada tingkat tertentu, sedangkan faktor-faktor lain seperti konsentrasi dan waktu reaksi tetap konstan. Setelah itu, suhu akan diubah ke tingkat lain dan pengukuran hasil analisis dilakukan. Proses ini diulang untuk setiap tingkat suhu yang diinginkan.
Full Factorial Design:
- Teori: Full Factorial Design melibatkan pengujian semua kombinasi mungkin dari faktor-faktor yang mempengaruhi hasil analisis. Pendekatan ini memungkinkan pengamatan interaksi antara faktor-faktor dan dapat memberikan pemahaman yang komprehensif tentang hubungan antara faktor-faktor tersebut dengan hasil analisis.
- Implementasi: Dalam Full Factorial Design, setiap kombinasi faktor diuji dalam analisis. Misalnya, jika ada dua faktor yang mempengaruhi hasil analisis (misalnya suhu dan konsentrasi), dan masing-masing faktor memiliki dua tingkat (misalnya tinggi dan rendah), maka ada empat kombinasi yang diuji (tinggi suhu + tinggi konsentrasi, tinggi suhu + rendah konsentrasi, rendah suhu + tinggi konsentrasi, rendah suhu + rendah konsentrasi).
Fractional Factorial Design:
- Teori: Fractional Factorial Design adalah pendekatan yang digunakan untuk menguji sebagian kombinasi faktor-faktor yang mempengaruhi hasil analisis. Pendekatan ini memungkinkan penghematan waktu dan sumber daya karena tidak semua kombinasi diuji, tetapi tetap memberikan informasi tentang efek faktor-faktor dan interaksinya.
- Implementasi: Dalam Fractional Factorial Design, hanya sebagian kombinasi faktor yang diuji. Misalnya, jika ada tiga faktor yang mempengaruhi hasil analisis dan diinginkan eksperimen yang menggunakan 1/4 dari jumlah uji penuh, maka hanya 1/4 kombinasi dari semua faktor yang diuji. Pemilihan kombinasi yang diuji didasarkan pada perencanaan eksperimen khusus yang mempertimbangkan interaksi antara faktor-faktor.
Response Surface Methodology — Box-Behnken Design (RSM-BBD):
- Teori: RSM-BBD adalah desain eksperimen yang digunakan untuk mengoptimalkan hasil analisis dengan memodelkan hubungan antara faktor-faktor input dengan respon analisis menggunakan persamaan matematika. Pendekatan ini memungkinkan identifikasi kondisi optimal dan pemodelan respon berdasarkan bentuk permukaan respon.
- Implementasi: Dalam RSM-BBD, faktor-faktor yang mempengaruhi hasil analisis diatur pada tingkat tertentu berdasarkan desain Box-Behnken. Desain ini menggunakan kombinasi titik tengah dan faktor-faktor sudut untuk menghasilkan respon yang akurat. Eksperimen dilakukan sesuai dengan desain, dan data yang diperoleh digunakan untuk membangun model matematika yang menggambarkan hubungan antara faktor-faktor input dan respon analisis.
Response Surface Methodology — Central Composite Design (RSM-CCD):
- Teori: RSM-CCD adalah desain eksperimen yang digunakan untuk mengoptimalkan hasil analisis dengan memodelkan hubungan antara faktor-faktor input dengan respon analisis menggunakan persamaan matematika. Desain ini melibatkan faktor-faktor pusat, faktor sudut, dan faktor sumbu blok yang memungkinkan identifikasi kondisi optimal dan pemodelan respon berdasarkan bentuk permukaan respon yang kompleks.
- Implementasi: Dalam RSM-CCD, faktor-faktor yang mempengaruhi hasil analisis diatur pada tingkat tertentu berdasarkan desain Central Composite. Desain ini melibatkan kombinasi titik pusat, faktor sudut, dan faktor sumbu blok untuk menghasilkan respon yang akurat. Eksperimen dilakukan sesuai dengan desain, dan data yang diperoleh digunakan untuk membangun model matematika yang menggambarkan hubungan antara faktor-faktor input dan respon analisis.
Implementasi desain eksperimen dalam bidang kimia analisis harus mempertimbangkan tujuan penelitian, faktor-faktor yang relevan, dan ketersediaan sumber daya. Melalui desain eksperimen yang baik, dapat diperoleh pemahaman yang lebih baik tentang faktor-faktor yang mempengaruhi hasil analisis, optimasi metode analisis, serta penghematan waktu dan sumber daya dalam proses analisis kimia.
