Penelitian ini dilatar belakangi oleh pentingnya optimalisasi penambahan air pengencer (water dilution) pada stasiun klarifikasi guna menekan tingkat kehilangan minyak (oil losses) pada pemrosesan kelapa sawit, khususnya pada mesin vibrating screen yang sering luput dari perhatian. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh variasi water dilution terhadap komposisi crude oil (meliputi kadar minyak, air, emulsi, dan sludge) serta oil losses pada keluaran mesin vibrating screen, dan menentukan persentase penggunaan air pengencer yang paling optimal. Penelitian eksperimental ini dilakukan dengan mengaplikasikan variasi water dilution sebesar 20%, 25%, dan 30%, data hasil pengujian dianalisis menggunakan metode regresi nonlinier model polinomial orde dua. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan persentase water dilution cenderung menurunkan kandungan minyak dan sludge, namun secara konsisten meningkatkan kadar air dan oil losses. Hasil analisis regresi membuktikan bahwa water dilution memiliki hubungan yang sangat kuat terhadap kadar air (R² = 0,9068) dan sludge (R² = 0,7034). Selain itu, persentase air pengencer juga memiliki hubungan yang cukup kuat terhadap peningkatan oil losses (R² = 0,6661), namun tergolong rendah terhadap fluktuasi kandungan minyak (R² = 0,2831) dan tergolong lemah terhadap pembentukan emulsi (R² = 0,1602). Sebagai kesimpulan, penggunaan water dilution di angka 20% direkomendasikan sebagai kondisi operasi yang paling optimal. Pada persentase tersebut, diperoleh komposisi crude oil dengan keseimbangan terbaik, yakni menghasilkan kadar minyak tertinggi sebesar 44%, kadar air terendah sebesar 20%, serta meminimalkan kehilangan minyak (oil losses) pada tingkat terendah yaitu 19,3%.