Rekayasa Bioproses. Prinsip pengendalian bioproses. Deskripsi. Tujuan Instruksional Khusus (TIK) Pertemuan Ke-9 Pengendalian Bioproses

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Rekayasa Bioproses. Prinsip pengendalian bioproses. Deskripsi. Tujuan Instruksional Khusus (TIK) Pertemuan Ke-9 Pengendalian Bioproses"

Leony Johan
7 tahun lalu
Tontonan:

1 Rekayasa Bioproses (Kode MKA: ) Pertemuan Ke-9 Pengendalian Bioproses Dosen: Ir. Sri Sumarsih, MP. Weblog: Sumarsih07.wordpress.com Deskripsi Pengendalian bioproses: Prinsip pengendalian bioproses Pemantauan bioproses Instrumentasi/sensor bioproses Pengendalian dan optimasi Komputerisasi pengendalian Teknik Lingkungan- UPN[V]Yk 1 Nama Program Studi - UPN[V]Yk 2 Tujuan Instruksional Khusus (TIK) ISI MATERI Prinsip pengendalian bioproses Menetapkan kendali bioproses pada rancangan bioproses Bioproses merupakan reaksi biokimiawi kompleks serta fenomena perpindahan yang kompleks pula. Pengukuran parameter sulit Tujuan pengendalian bioproses: memanipulasi peubahpeubah di dalam sistem pengendalian bioproses Teknik Lingkungan- UPN[V]Yk 3 Kelompok peubah dalam bioproses: Peubah yang dikontrol Peubah gangguan Peubah yang dimanipulasi Peubah acuan 1

2 Masalah Rancang Bangun dalam Sistem Pengendalian Bioproses Apa yang harus diukur dalam pengendalian? Apa yang harus dimanipulasi? Manakah peubah pengendali yang dipasangkan dengan keluaran yang diukur? Haruskah gangguan diukur? Bagaimana mengukur parameter? Bagaimana membuat keputusan kondisi operasi terbaik? Pemantauan 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 proses Pengukuran substrat, metabolit,produk, biomassa Perlu pengambilan contoh & perlu waktu untuk analisis laboratorium Dasar pengendalian Media sensor Instrumentasi/sensor bioproses 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 udara KOMPUTER Akuisisi data Model bioproses Contoh alat: Sensor BOD menggunakan elektroda oksigen Sensor CO2 menggunakan elektroda potensiometrik atau amperometrik Sensor aliran udara menggunakan rotameter/flow meter Sensor pengukur panas menggunakan termometer/termistor Sensor pengendali busa Sensor pengendali ph Sensor pengukur oksigen Sensor enzim, dsb 2

3 Sensor penterjemah Sensor BOD Flow meter Tangki HCl Tangki NaOH Kompu ter Mikro motor Saringan udara Sensor ph Pomp a HCl Pomp a NaOH Solid State Relay Titik Mulai Sensor Step O2 p distributor udara Bioreaktor Sirkuit pengkondisi sinyal Impedance matching Low pass filter Voltage gain Add do offset Pengatur tekanan Tangki udara Sensor ph Impe dance Matching Low Pass Filter Voltage Gain Add do offset Pengatur kecepatan Pot elektronik Titik mulai Coil switches Stepper P motor m Pemutus aliran Sen s Sirkuit Pengkondisi Sinyal Sistem Pengontrol Udara Komputer mikro Sumber daya Pompa Sen udara s 3

4 Pengendalian dan optimasi Jenis pengendalian: 1. Manual (sederhana, penting pd start-up & shut-down) 2. Otomatik (klasik): analog atau on-off rangkaian pengendalian/ pengendalian umpan balik pengendalian lingkungan bioreaktor pengendalian media sel pengendalian aktivitas sel pengendalian ketersediaan pemasok sel dan media 3. Komputerisasi Komputerisasi pengendalian Komputer digunakan untuk melengkapi 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 Digital Control) o Pengendali Supervisory o Pengendali Set Point (SPC=Supervisory Set Point Control) o Pengendali Modern Tugas pengendalian otomatik Pengukuran dan Pengendalian Peubah dalam Bioreaktor Baku Pengukuran Kecepatan pengadukan Suhu lingkungan Laju aliran gas Tekanan ph media Tekanan oksigen terlarut po2 Volume cairan Tingkatan busa Analisis gas keluar O2 CO2 Keseimbangan gas Pasokan O2 Evolusi CO2 Pengendalian Peubah SIRC TIRC FIRC PIRC QIRC QIRC WIRC LC QIR QIR UIR UIR Keterangan: I: ditunjukkan, R: dicatat, C: dikendalikan: A:alarm, Q: mutu, U: hitung, L: rendah, H: tinggi..sumber: Luttman,

5 Contoh Struktur pengendalian otomatik Contoh Struktur otomatis pengendalian bioreaktor dengan komputerisasi Rangkuman Pengendalian bioproses: Prinsip pengendalian bioproses: Memanipulasi peubah-peubah di dalam sistem pengendalian bioproses Pemantauan bioproses: Pemantauan langsung (on-line) dan tidak langsung(off-line) Instrumentasi/sensor bioproses: Penggunaan sensor penterjemah untuk pengubah sinyal biokimiawi menjadi sinyal listrik- daya elektrokimia Pengendalian dan optimasi: Manual (start up/shut down, otomatik (analog/on-off) Komputerisasi pengendalian: Pengendali Direct Digital Control, Supervisory, Set Point Control, dan pengendalian modern TUGAS KELOMPOK Sebagai latihan Tugas ke 7: Dari hasil pengerjaan tugas 6, susun kendali pada rancangan bioproses yang telah dibuat Nama Program Studi - UPN[V]Yk 19 5

6 Referensi Wajib Sri Sumarsih, Materi kuliah Rekayasa Bioproses. on line dalam Weblog: Sumarsih07.Wordpress.com (juga dapat diakses melalui dengan kata kunci bioproses UPNVY). Tambahan Mangunwidjaya, D. dan Suryani, A Teknologi Bioproses, Penebar Swadaya. Jakarta. Teknik Lingkungan- UPN[V]Yk 21 6

dokumen-dokumen yang mirip

VIII. PENGENDALIAN BIOPROSES. Kompetensi: Setelah kuliah mahasiswa dapat menetapkan kendali bioproses pada rancangan bioproses

VIII. PENGENDALIAN BIOPROSES. Kompetensi: Setelah kuliah mahasiswa dapat menetapkan kendali bioproses pada rancangan bioproses VIII. PENGENDALIAN BIOPROSES Kompetensi: Setelah kuliah mahasiswa dapat menetapkan kendali bioproses pada rancangan bioproses A. Prinsip pengendalian bioproses Bioproses merupakan reaksi biokimiawi kompleks