Sumber : Journal of Technology and Food Processing (JTFP) “Rancangan Acak Lengkap Dan Rancangan Acak Kelompok Pada pH Gelatin Kulit Domba Dengan Pretreatment Larutan NaOH” Klik di sini

IMPORT DATA

library(readxl)
## Warning: package 'readxl' was built under R version 4.3.3
library(tidyverse)
## Warning: package 'tidyverse' was built under R version 4.3.3
## Warning: package 'ggplot2' was built under R version 4.3.3
## Warning: package 'tibble' was built under R version 4.3.3
## Warning: package 'tidyr' was built under R version 4.3.3
## Warning: package 'readr' was built under R version 4.3.3
## Warning: package 'purrr' was built under R version 4.3.3
## Warning: package 'dplyr' was built under R version 4.3.3
## Warning: package 'stringr' was built under R version 4.3.3
## Warning: package 'forcats' was built under R version 4.3.3
## Warning: package 'lubridate' was built under R version 4.3.3
## ── Attaching core tidyverse packages ──────────────────────── tidyverse 2.0.0 ──
## ✔ dplyr     1.1.4     ✔ readr     2.1.5
## ✔ forcats   1.0.0     ✔ stringr   1.5.1
## ✔ ggplot2   3.5.1     ✔ tibble    3.2.1
## ✔ lubridate 1.9.4     ✔ tidyr     1.3.1
## ✔ purrr     1.0.4     
## ── Conflicts ────────────────────────────────────────── tidyverse_conflicts() ──
## ✖ dplyr::filter() masks stats::filter()
## ✖ dplyr::lag()    masks stats::lag()
## ℹ Use the conflicted package (<http://conflicted.r-lib.org/>) to force all conflicts to become errors
data_ph <- read_xlsx("D:/M S I/Documents/Data pH Gelatin pada Domba dengan Pretreatment Larutan NaOH.xlsx")
data_ph
## # A tibble: 16 × 3
##     NaOH Kelompok `Hasil Pengukuran`
##    <dbl>    <dbl>              <dbl>
##  1   0.5        1               5.37
##  2   0.5        2               5.39
##  3   0.5        3               5.36
##  4   0.5        4               5.38
##  5   1          1               5.29
##  6   1          2               5.33
##  7   1          3               5.31
##  8   1          4               5.28
##  9   1.5        1               5.16
## 10   1.5        2               5.21
## 11   1.5        3               5.19
## 12   1.5        4               5.23
## 13   2          1               5.02
## 14   2          2               5.14
## 15   2          3               5.09
## 16   2          4               5.13
data_ph$NaOH <- as.numeric(data_ph$NaOH)
data_ph$Kelompok <- as.numeric(data_ph$Kelompok)
data_ph$`Hasil Pengukuran` <- as.numeric(data_ph$`Hasil Pengukuran`)

ANOVA

data_ph$NaOH <- as.factor(data_ph$NaOH)
data_ph$Kelompok <- as.factor(data_ph$Kelompok)
anova_pH <- aov(`Hasil Pengukuran` ~ Kelompok + NaOH, data = data_ph)
summary(anova_pH)
##             Df  Sum Sq Mean Sq F value   Pr(>F)    
## Kelompok     3 0.00745 0.00248   3.664   0.0566 .  
## NaOH         3 0.17975 0.05992  88.402 5.37e-07 ***
## Residuals    9 0.00610 0.00068                     
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
F_tabelkelompok <- qf(0.05,3,9,lower.tail = FALSE)
F_tabelkelompok
## [1] 3.862548
F_tabelNaOH <- qf(0.05,3,9,lower.tail = FALSE)
F_tabelNaOH
## [1] 3.862548

F-hit NaOH>F-tabel 5%, sehingga terdapat cukup bukti untuk perlakuan NaOH sangat mempengaruhi kualitas pH gelatin kulit domba, dan berarti ada pula salah satu perlakuan larutan NaOH yang pengaruhnya sangat menonjol jika dibandingkan dengan perlakuan larutan NaOH yang lain.

F-hit kelompok<F-tabel 5%, sehingga terdapat cukup bukti untuk menyatakan bahwa proses pengelompokan data tidak memberikan pengaruh terhadap kualitas pH gelatin kulit domba.

ASUMSI KENORMALAN

Eksploratif

Normal Probability (Q-Q) Plot

plot(anova_pH, which = 2)

qqnorm(anova_pH$residuals); qqline(anova_pH$residuals, col = 'green')

### HISTOGRAM

hist(anova_pH$residuals,breaks = 6)

## Uji Formal dengan Uji Shapiro-Wilk Hipotesis : H0 : Sisaan menyebar normal H1 : Sisaan tidak menyebar normal

shapiro.test(x = anova_pH$residuals)
## 
##  Shapiro-Wilk normality test
## 
## data:  anova_pH$residuals
## W = 0.92647, p-value = 0.2143

Berdasarkan uji Shapiro-Wilk, didapatkan p-value = 0.2143 > α = 0.05, maka tidak tolak H0, sehingga dapat disimpulkan bahwa sisaan berdistribusi normal pada taraf nyata 5%.

Nilai Harapan Sisan = 0

t.test(anova_pH$residuals, mu = 0, conf.level = 0.95)      
## 
##  One Sample t-test
## 
## data:  anova_pH$residuals
## t = 2.0968e-16, df = 15, p-value = 1
## alternative hypothesis: true mean is not equal to 0
## 95 percent confidence interval:
##  -0.01074569  0.01074569
## sample estimates:
##    mean of x 
## 1.057097e-18

Berdasarkan uji t, didapatkan p−value = 1 > α = 0.05 yang artinya tidak tolak H0, sehingga dapat disimpulkan bahwa pada taraf nyata 5%, belum cukup bukti untuk menyatakan bahwa nilai harapan sisaan tidak sama dengan 0.

Asumsi Kehomegenan Ragam

Eksploratif

Plot Residual vs Fitted Value

plot(anova_pH,which=1)

## Uji Formal dengan Bartlett-test## Hipotesis: H0 : Ragam sisaan homogen. H1 : Ragam sisaan tidak homogen.

bartlett.test(`Hasil Pengukuran` ~ NaOH, data = data_ph)
## 
##  Bartlett test of homogeneity of variances
## 
## data:  Hasil Pengukuran by NaOH
## Bartlett's K-squared = 5.3074, df = 3, p-value = 0.1506
bartlett.test(`Hasil Pengukuran` ~ Kelompok, data = data_ph)
## 
##  Bartlett test of homogeneity of variances
## 
## data:  Hasil Pengukuran by Kelompok
## Bartlett's K-squared = 0.4633, df = 3, p-value = 0.9269

Berdasarkan uji Bartlett-test, didapatkan p−value = 0.1506 dan 0.9269 > α=0.05, maka tidak tolak H0, sehingga dapat disimpulkan bahwa ragam sisaan perlakuan dan kelompok homogen pada taraf nyata 5%.

Asumsi Saling Bebas

Ekploratif

Plot Sisaan vs Order

plot(anova_pH$residuals, type = 'o'); abline(h = 0, col = 'red')

Berdasarkan plot Sisaan vs Order, terlihat bahwa sisaanya membentuk pola yang stasioner (bergerak di sekitar titik 0) sehingga dapat dikatakan sisaan saling bebas.

Plot ACF

acf(anova_pH$residuals)

Berdasarkan plot ACF, terlihat tidak ada autokorelasi karena garis vertikal di tiap lag tidak lebih tinggi dari garis biru horizontal.

Plot PACF

pacf(anova_pH$residuals)

Berdasarkan plot PACF, terlihat tidak ada autokorelasi karena garis vertikal di tiap lag tidak lebih tinggi dari garis biru horizontal.

Uji Formal dengan Durbin-Watson test

library(car)
## Warning: package 'car' was built under R version 4.3.3
## Loading required package: carData
## Warning: package 'carData' was built under R version 4.3.3
## 
## Attaching package: 'car'
## The following object is masked from 'package:dplyr':
## 
##     recode
## The following object is masked from 'package:purrr':
## 
##     some
durbinWatsonTest(anova_pH)
##  lag Autocorrelation D-W Statistic p-value
##    1      -0.3422131      2.477459   0.784
##  Alternative hypothesis: rho != 0

Berdasarkan uji Durbin-Watson pada library car, didapatkan p−value = 0.864 > α=0.05, maka tak tolak H0, sehingga dapat disimpulkan bahwa sisaan saling bebas pada taraf nyata 5%

Asumsi Keaditifan

Eksplorasi

library(ggplot2)
ggplot(data_ph, aes(x = NaOH, y = `Hasil Pengukuran`, colour = Kelompok)) + 
    geom_point(data = data_ph, aes(y = `Hasil Pengukuran`)) +
    geom_line(data = data_ph, aes(y = `Hasil Pengukuran`, group = Kelompok)) + 
    theme_bw()

Grafik menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi NaOH menyebabkan penurunan hasil pengukuran di semua kelompok. Meskipun tren penurunan serupa, terdapat variasi antar kelompok dalam tingkat penurunan. Hal ini mengindikasikan bahwa NaOH memiliki efek negatif terhadap variabel yang diukur.

Uji Formal dengan Uji Tukey

install.packages("reshape2", repos = "http://cran.rstudio.com/")
## Installing package into 'C:/Users/M S I/AppData/Local/R/win-library/4.3'
## (as 'lib' is unspecified)
## package 'reshape2' successfully unpacked and MD5 sums checked
## Warning: cannot remove prior installation of package 'reshape2'
## Warning in file.copy(savedcopy, lib, recursive = TRUE): problem copying
## C:\Users\M S
## I\AppData\Local\R\win-library\4.3\00LOCK\reshape2\libs\x64\reshape2.dll to
## C:\Users\M S I\AppData\Local\R\win-library\4.3\reshape2\libs\x64\reshape2.dll:
## Permission denied
## Warning: restored 'reshape2'
## 
## The downloaded binary packages are in
##  C:\Users\M S I\AppData\Local\Temp\RtmpUDaMQc\downloaded_packages
install.packages("additivityTests", repos = "http://cran.rstudio.com/")
## Installing package into 'C:/Users/M S I/AppData/Local/R/win-library/4.3'
## (as 'lib' is unspecified)
## package 'additivityTests' successfully unpacked and MD5 sums checked
## 
## The downloaded binary packages are in
##  C:\Users\M S I\AppData\Local\Temp\RtmpUDaMQc\downloaded_packages
library(reshape2)
## Warning: package 'reshape2' was built under R version 4.3.3
## 
## Attaching package: 'reshape2'
## The following object is masked from 'package:tidyr':
## 
##     smiths
library(additivityTests)
## Warning: package 'additivityTests' was built under R version 4.3.3
anova_pH_wide <- dcast(data_ph, Kelompok~NaOH,value.var="Hasil Pengukuran") 
Y<-as.matrix(anova_pH_wide[-1])
tukey.test(Y,alpha=0.05)
## 
## Tukey test on 5% alpha-level:
## 
## Test statistic: 11.29 
## Critival value: 5.318 
## The additivity hypothesis was rejected.

Berdasarkan uji Tukey, Fhitung = 11.29 > Ftabel = 5.318 maka tolak H0, sehingga pada taraf nyata 5%, dapat disimpulkan bahwa model tidak aditif.

Uji Lanjut (Duncan-test)

library(agricolae)
## Warning: package 'agricolae' was built under R version 4.3.3
hasil_duncan_NaOH <- duncan.test(anova_pH, "NaOH", alpha = 0.05)

print(hasil_duncan_NaOH)
## $statistics
##        MSerror Df   Mean        CV
##   0.0006777778  9 5.2425 0.4965983
## 
## $parameters
##     test name.t ntr alpha
##   Duncan   NaOH   4  0.05
## 
## $duncan
##      Table CriticalRange
## 2 3.199173    0.04164390
## 3 3.339138    0.04346583
## 4 3.419765    0.04451536
## 
## $means
##     Hasil Pengukuran        std r         se  Min  Max    Q25   Q50    Q75
## 0.5           5.3750 0.01290994 4 0.01301708 5.36 5.39 5.3675 5.375 5.3825
## 1             5.3025 0.02217356 4 0.01301708 5.28 5.33 5.2875 5.300 5.3150
## 1.5           5.1975 0.02986079 4 0.01301708 5.16 5.23 5.1825 5.200 5.2150
## 2             5.0950 0.05446712 4 0.01301708 5.02 5.14 5.0725 5.110 5.1325
## 
## $comparison
## NULL
## 
## $groups
##     Hasil Pengukuran groups
## 0.5           5.3750      a
## 1             5.3025      b
## 1.5           5.1975      c
## 2             5.0950      d
## 
## attr(,"class")
## [1] "group"

Konsentrasi NaOH berpengaruh signifikan terhadap hasil pengukuran (p < 0.001), dengan tren bahwa semakin tinggi konsentrasi NaOH, semakin rendah hasil pengukuran. Model tidak aditif, menunjukkan kemungkinan adanya interaksi faktor lain. Data memenuhi asumsi normalitas dan homogenitas varians, sehingga hasil ANOVA valid. Uji Duncan menunjukkan perbedaan signifikan antar kelompok, dengan NaOH 0.5 menghasilkan nilai tertinggi dan NaOH 2.0 terendah.