materi kuliah 8 rekayasa bioproses - · pdf filefield effect transistor, termistor, dsb. cara...
Post on 17-Feb-2018
245 Views
Preview:
TRANSCRIPT
11/24/2007
1
MATERI KULIAH 8 REKAYASA BIOPROSES
Dosen: Ir. Sri Sumarsih, MP.
Bi k k i
K l p k p b h d l bi p
Tujuan pengendalian bioproses: memanipulasi peubah-peubah di dalam sistem pengendalian bioproses
Bioproses merupakan reaksi biokimiawi kompleks serta fenomena perpindahan yang kompleks pula. Pengukuran parameter sulit
Kelompok peubah dalam bioproses: Peubah yang dikontrolPeubah gangguanPeubah yang dimanipulasiPeubah acuan
11/24/2007
2
Apa yang harus diukur dalam pengendalian?Apa yang harus dimanipulasi?Manakah peubah pengendali yang dipasangkan
dengan keluaran yang diukur?Haruskah gangguan diukur?g ggBagaimana mengukur parameter?Bagaimana membuat keputusan kondisi operasi
terbaik?
Pemantauan langsung (on-line) bioproses:Pemantauan langsung (on-line) bioproses:Pengukuran parameter fisikokimia (pH, O2, CO2)Hasil pengukuran langsung diketahui setiap saat
Pemantauan tidak langsung (off-line):Untuk mengevaluasi proses/ analisis akhir prosesg p / pPengukuran substrat, metabolit,produk, biomassaPerlu pengambilan contoh & perlu waktu untuk analisis laboratorium
11/24/2007
3
Media
sensor
udara
Akuisisi data
Model bioprosesKOMPUTER
Penggunaan sensor penterjemah : pengubah sinyal biokimiawi menjadi sinyal listrik- daya elektrokimia
Misal Potensiometrik atau elektroda amperometrik, detektor optoelektronik, field effect transistor, termistor, dsb. Cara penerapan bisa langsung atau tidak langsung
Contoh alat: Sensor BOD menggunakan elektroda oksigenSensor CO2 menggunakan elektroda potensiometrik atau amperometrikgg p pSensor aliran udara menggunakan rotameter/flow meterSensor pengukur panas menggunakan termometer/termistorSensor pengendali busaSensor pengendali pHSensor pengukur oksigenSensor enzim, dsb
11/24/2007
5
Solid State Relay
Tangki NaOH
Tangki HCl
Komputer Mikro
Titik Mulai
Sensor pH
Relay
Voltage Gain
Low Pass Filter
Impedance
Matching
Add do offset
Sensor
Pompa HCl
Pompa NaOH
Sirkuit Pengkondisi Sinyal
pH
Pengatur tekanan
Saringan udara
Flow meter
Impedance Low Voltage Add do
Sirkuit pengkondisi sinyal
Stepp
motor
Sensor O2
SensPemutus aliran
Tangki udara
tekananpmatching pass
filter
ggain offset
Pm
Coil switches
Titik mulai
Pot elektronik
Pengatur kecepatan
Stepper motor
distributor udara
Bioreaktor
Sumber daya
Komputer mikro
Sistem Pengontrol UdaraSensPompa
udara
11/24/2007
6
Jenis pengendalian:J p g1. Manual (sederhana, penting pd start-up &
shut-down)2. Otomatik (klasik): analog atau on-off rangkaian
pengendalian/pengendalian umpan balik pengendalian lingkungan bioreaktor
d li di lpengendalian media selpengendalian aktivitas selpengendalian ketersediaan pemasok sel dan media
3. Komputerisasi
Komputer digunakan untuk melengkapi pengendalian mutu, penghematan waktu kerja pengendalian mutu, penghematan waktu kerja operator, dokumentasi otomatik, mengefisienkan akuisisi data, pemantauan lingkungan bioproses, pengendali otomatik
Variasi Jenis komputer pengendali: o Pengendali digital langsung (DDC= Direct Digitalo Pengendali digital langsung (DDC= Direct Digital Conrol)o Pengendali Supervisoryo Pengendali Set Point (SPC=Supervisory Set Point Control)o Pengendali Modern
11/24/2007
7
Pengukuran dan Pengendalian Peubah dalamBioreaktor Baku
Pengukuran Pengendalian PeubahKecepatan pengadukanSuhu lingkungan
SIRCTIRCg g
Laju aliran gasTekananpH mediaTekanan oksigen terlarut pO2Volume cairanTingkatan busaAnalisis gas keluar• O2
CO2
FIRCPIRCQIRCQIRCWIRCLC
QIRQIR• CO2
Keseimbangan gas• Pasokan O2• Evolusi CO2
QIR
UIRUIR
Keterangan: I: ditunjukkan, R: dicatat, C: dikendalikan: A:alarm, Q: mutu, U: hitung, L: rendah, H: tinggi………..Sumber: Luttman, 1992
top related