Yang telah menciptakan tujuh langit berlapislapis. Kamu sekali-kali tidak melihat pada ciptaan Tuhan Yang Haha Pemurah sesuatu yang berulangtidak selmbang. Maka lihatlah ulang, adakah kamu llhat sesuatu yang tidak seimbang ? Kemudian pandanglah sekali lag1 niscaya penglihatanmu akan kembali kepadamu dengan tidak menemukan sesuatu cacat dan penglihatanmu itupun dalam keadaan payah ( Q S , A1 Mulk: 3-4)
Mas Ogik yanq tercinta
MODEL SlSTENl PEIJGERIDALIAN PROSES FERMENTAS1 ETAWOL
Oleh
VUNUS
TRIYONGGO
F 22. 0690
1 9 8 9 f CIKULTAS
T E K N O L O G I PERTACUIAN
IWSTlTUT P E R T A N I A N 8 0 G Q f f
a Q G O R
YUNUY TRIYONGGO. F 2 2 . 0 6 9 0 . Model Sistem Penqendalian Proses Fermentasi Etanol. Di bawah bimbinqan MACHFUD dan DJUMALI MANGUNWIDJAJA.
............................................................ R I N G K A S A N Model
sistem
penqendalian
proses
fermentasi
etanol
(FERMENTA.MDYt89) dirancanq densan mensgabunqkan Model Pemasukan Data (DATA.BAS), Model Penaolahan Data (OLAHDATA.BAS), dan Model Penqendalian (ETANO.BAS). kur
Sebaaai parameter teru-
dipilih konsentrasi qlukosa dalam bioreakto-r
Parameter
terkendali diaunakan laju
Model
ETANO.BAS
umpan
terdiri dari enam
sub-model,
On-off (DNF.BAY1, Sub-model Pengendalian
(PPROP.BAS),
Sub-model
Pengendalian
(PP-I.BAS), Sub-model Pengendalian
dan
sukstr-at CFJ.
Sub-model Tanpa Penqendalian (TNP.BAS), Sub-model lian
(S),
yaitu:
Penaenda-
Droporsional
Proporsional-Integral
Proporsional-Diferensial
(PP-D.BAS), dan Sub-model Pengendalian ~roporsional-Integral -Diferensial
(PP-I-D.BAS).
Verifikasi
masing-masing
model mengqunakan data sekunder dari studi pustaka, kan
sub-
sedang-
nilai parameter kendali Kp, Ti dan Td diperoleh
dengan
proses coba-coba. Hasil
verifikasi
model
menunjukkan
bahwa
Sub-model
Tanpa ~engendalianmemberikan keluaran dengan Index
Perfor-
mance
terukur
berada
(IP) yang tinggi.
Hal ini berarti parameter
pada nilai yang tidak dikehendaki.
Sedangkan
sub-model PNF.BAS dihasilkan IP sebesar 2.400.
untuk
Dengan maka
menggunakan harga Kp=0.3, Ti=0.33 dan
verifikasi
PPROP.BAS,
model memberikan IP
sebesar
3.313 untuk PP-I.BASk 3.613 untuk
Td=0.07,
3.570
untuk
PP-D.BAS
dan
3.297 untuk PP-I-D.BAS. Analisa sensitivitas nilai I P terhadap perubahan
nilai
parameter kendali dan parameter rancangan model dapat
dila-
kukan untuk mendapatkan penampakan sistem yang optimal. Dengan
memilih nilai IP yang terkecil, maka dapat
simpulkan bahwa aksi pengendalian terbaik untuk proses
difer-
mentasi etanol sistem fed-batch adalah aksi pengendalian onoff.
Pengendalian
dua posisi/
on-off
banyak
diterapkan
dalam proses-proses industri, karena n~urahdan e f e k t i f .
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
MODEL SISTEM PENGENDALIAN PROSES FERMENTASI ETANOL
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
-
Oleh:
YUNUS TRIYONGGO
Dilahirkan pada tanggal 2 Januari 1967 dl Pati, Jawa Tengah Tanggal lulus: 13 September 1989 Disetujui,
DEA
.
---I------------ --
---------------------
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II .
.
KATA PENGANTAR
Puji karena
syukur
p e n u l i s p a n j a t k a n ke h a d l r a t
a t a s r a h m a t d a n karunia-Nya,
Allah
penulis dapat
SWT,
menyele-,
s a i k a n s k r i p s i i n i t e p a t pada waktunya.
i n i d i b u a t u n t u k memenuhi
Skripsi
syarat-syarat
guna
m e r a i h g e l a r S a r j a n a T e k n o l o g i P e r t a n i a n pada J u r u s a n Teknolog1 Industri Pertanian,
Fakultas Teknologi P e r t a n i a n ,
t i t u t P e r t a n i a n Bogor.
Penyusunan s k r i p s i d i l a k u k a n
sarkan
permodelan
studi
pustaka,
sistem
clan
berda-
pemrograman
V e r i f i k a s i model menggunakan d a t a yang
komputer.
Ins-
diperoleh
d a r i s t u d i p u s t a k a s e r t a h a s i l p e n e l i t i a n dalam s k a l a " p i l o t plant". Banyak
p i h a k y a n g t e l a h memberikan b e r b a g a i
kemudahan
selama p e l a k s a n a a n p e n e l i t i a n dan p e n y e l e s a i a n s k r i p s i Untuk
i t u p e n u l i s mengucapkan t e r i m a k a s i h yang
ini.
sebesar-be-
sarnya kepada:
. 1. I r . Machfud, MS., 2.
Dr.Ir.
s e l a k u Dosen Pembimbing I ,
Djumali Mangunwidjaja, DEA.,
s e l a k u Dosen
Pembim-
b i n g 11,
3 . I r . J u d a Agung, y a n g t e l a h memberikan s a r a n - s a r a n
selama
penyusunan model, 4.
Ibu,
Bapak d a n Mas yang t e l a h memberikan d o r o n g a n
moril
d a n m a t e r i i l s e l a m a masa k u l i a h , 5. Rekan-rekan warga Pondok "TARUNA", yang t e l a h
s e m a n g a t s e l a m a penyusunan s k r i p s i , iv
memberikan
6 . Rekan-rekan warqa "ARSIDA-4",
yanq t e l a h memberikan
ban-
t u a n t e n a g a dan p i k i r a n selama p e n y e l e s a i a n s k r i p s i ,
V . Bskdn-rsken mahasiswa T I N , yanq t e l a h memherlkan d o r o n g a n dan s u a s a n a a k r a b d i d a l a m p e n y e l e s a i a n s k r i p s i i n i . Penulls membutuhkan
m e n y a d a r l s e p e n u h n y a bahwa s k r i p s i banyak
penyempurnaan.
Untuk
itu
in1 kritik
dan
sangat
s a r a n yang rnernhangun s e r t a l a n g k a h - l a n q k a h p e r b a i k a n diharapkan
maslh
guna p e n y u s u n a n s k r i p s i yanq l e b i h b a i k d i
masa
mendatanq. Semoga s k r i p s i i n i b e r m a n f a a t b a g i s i a p a s a j a
y a n g me-
merlukannya.
Bogor,
September 1 9 89
Penulis
DAFTAR IS1 Halaman
.................................. iv DAFTAR TABEL .................................... viii DAFTAR GAMBAR ................................... ix DAFTAR LAMPIRAN ................................. xii I . PENDAHULUAN ..................................... 1 I1 . TINJAUAN PUSTAKA ................................ 4 A . PROSES FERMENTASI ETANOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 B . SISTEM FERMENTASI FED-BATCH .................. 8 C . SISTEM PENGENDALIAN .......................... 10 D . SISTEM WAKTU DISKRIT ......................... 14 E . TRANSFORMASI Z DAN KONSEP FUNGSI ALIH . . . . . . . . 19 F . METODA TUSTIN ................................ 21 G . STABILITAS SISTEM ............................ 23 H . INDEKS PENAMPAKAN ............................ 26 I11 . METODOLOGI ...................................... 28 A . PENDEKATAN SISTEM ............................ 28 B . PERMODELAN SISTEM ............................ 32 C . PERMODELAN MATEMATIK ......................... 37 1. MODEL PEMASUKAN DATA (DATA.BAS) ........... 37 2 . MODEL PENGOLAHAN DATA (0LAHDATA.BAS) ...... 40 KATA PENGANTAR
3
. MODEL
PENGENDALIAN PROSES FERMENTASI 1ETANO.BAS) ...............................
........................................... A . KONFIGURASI MODEL ............................ B . VERIFIKASI MODEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV . HASIL
52 84 84 85
V
.
PEMBAHASAN
......................................
. HUBUNGAN SEBAB AKIBAT ANTAR SUB SISTEM ....... B . PENGARUH SUBSTRAT TERHADAP PROSES FERHENTASI . C . TIPE AKSI PENGENDALIAN ....................... D . PARAMETER KENDALI DALAM SISTEM PENGENDALIAN .. E . KELUARAN MODEL PENGENDALIAN .................. A
.............................. VI . KESIMPULAN DAN SARAN ............................ A . KESIMPULAN ................................... B . SARAN ........................................ DAFTAR PUSTAKA .................................. LAMPIRAN ........................................ F . PENERAPAN MODEL
96 96 98 100 101 104 107 109 109 110 111 113
DAFTAR TABEL Halaman T a b e l 1. Data p a r a m e t e r p r o s e s f e r m e n t a s i e t a n o l sistem fed-batch
87
Tabel 2. N i l a i - n i l a l
88
........................... masukan p a r a m e t e r model ........
