JURUSAN TEKNIK FISIKAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA

2011

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING KONDISI OPERASI BIOREAKTOR ANAEROB KONTINYU DENGAN ALGORITMA PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS

RENI PUSPITASARI2409 105 028

KATHERIN INDRIAWATI,ST.MT19760523 200012 2 001

BagaimanaMengolah limbahorganik cair agar menghasilkan gas

BanyaknyaVariabel

Sulitdikendalikan

CARA MENGATASI ?

METODE PRINCIPLE

COMPONENT ANLAYSIS (PCA)

Mendiagnosa keadaandan perilaku

Bioreaktor anaerob

LATAR BELAKANG

LATAR BELAKANG

Kondisi yang ditinjau adalah bioreaktor anaerobkontinyu

Monitoring dibutuhkan untuk mengetahui kondisi proses

Metode yang digunakan adalah Principal Component Analysis (PCA)

Bioreaktor

PERMASALAHANSistem pengukuran secara real time dan rancangbangun suatu sistem monitoring kondisi yang terjadi pada bioreaktor anaerob kontinyu secarareal time

TUJUAN

BATASAN MASALAH

Variabel yang berpengaruh pada kondisi bioreaktoranaerob adalah normal, overload dan underload.

Variabel yang diukur adalah pH dan laju aliran biogas

Bioreaktor adalah tipe one stage continue denganskala laboratorium kapasitas 10 liter.

Substrat yang diolah adalah limbah cair tahu

METODOLOGI PENELITIANPersiapan

Mulai

Pemasangan alat ukur pH dan laju gas

Pembuatan DAQ berbasis PC

Pembuatan FIS sebagai pengambil keputusan tentang

kondisi proses

Pengujian FIS

Sistem pengukuran

sesuai?

Pengambilan data untuk tiga kondisi

Perhitungan nilai PCA untuk setiap kondisi

Perhitungan nilai T² dari PCA untuk setiap kondisi

Penentuan kondisi benar?

Analisis

Selesai

Penggabungan PCA dan FIS sebagai

algoritma monitoring

Implementasi algoritma monitoring secara real

time

Pengujian sistem monitoring

Sistem monitoring

sesuai

ya

tidak

ya

yatidak

tidak

Mode Keadaan pada bioreaktor anaerob

Kondisi Keadaan yang tejadiNormal Tidak ada perubahan yang terjadi, bioreaktor

dalam keadaan stabilOverload Pemberian substrat yang berlebih menjadikan

pertumbuhan biomassa yang drastis,sehingga menjadikan ketidakseimbangandalam reaktor dan menyebabkan reaktorberacun dan biomassa perlahan – lahan mati

Underload Biomassa yang terdapat di dalam reaktorkekurangan makanan sehingga jikaditeruskan maka dapat menyebabkanbiomassa mati dan tidak dapat memproduksibiogas.

Diagram blok algoritma Principle Component Analysis

Mulai

Pengambilan data prosesvariabel secara riil plant

Penyusunan data dalambentuk matrix

Mean centering kolom data dan scalling

Menghitung matrix komponenutama dan variansinya dengan

metode singular value decomposition

Menentukan banyaknyakomponen utama yang dipilih

berdasarkan nilai variannya

Proyeksi data baru denganpersamaan 3.15Slide 32

Uji statistik menggunakanpeta kendali hotteling

dengan persamaan 3.18

STOP

Penentuan Mode keadaan dengan Logika fuzzy

Keadaan Rata-rata Standart Deviasi

Normal 0.638699 0.218218

Overload 1.2775 0.316624

Underload 2.008857 0.280262

HASIL SIMULASI

pH Biogas Keadaan

6.8 182.5046 Normal

6.3 512.0021 Overload

7.82 109.0715 Underload

KESIMPULAN

D ari pene litian yang d ilakukan d ipero leh beberapa kesim pu lanya itu :1 . G ra fik kenda li hotteling T 2 yang berasa l dari kom ponent

u tam a m em berikan po la yang berbeda untuk tiap-tiapkeadaan

2. H as il P C A untuk keadaan norm al m em punya i varians isebesar 93 .07% .

3. Membership function dengan m engunakan satu kom ponentu tam a dapat m endeteks i keadaan – keadaan yang terjad iya itu un tuk kond is i norm a l, overload dan underload.

4 . H as il m on ito r secara kese lu ruhan m am pu m enghasilkans is tem m onito ring yang m am pu m endetaksi tiga keadaanyang terjad i pada b io reakto r ya itu keadaan N orm al,Overload dan Underload.

TERIMAKASIH