Perpustakaan Digital ITB

AbstrakBioproses adalah suatu proses kimia fisis yang melibatkan suatu mikroorganisme (biomassa) sebagai katalis yang tumbuh dan berkembang biak seiring dengan berjalannya proses. Dan proses ini diharapkan produksi biomassa yang maksimal dengan produk samping yang minimal. Hal ini dapat dicapai dengan mengetahui dinamika dari proses yang diekspresikan dalam suatu model matematik untuk sistem yang tepat dan akurat. Bioproses ini dilakukan dengan sistem operasi fed-batch yang menggunakan Saccharomyces cerevisiae sebagai biomassa, glukosa sebagai substrat dan fermentor sebagai sistem operasi. Model matematik proses ini merupakan suatu model nonlinier yang dapat direpresentasikan dalam suatu persamaan ruang keadaan dengan 5 variabel keadaan, 5 variabel keluaran, dan 2 variabel masukan dengan 4 besaran parameter yang tidak diketahui. Parameter yang tidak diketahui ini diperlukan untuk mengetahui model matematika bioproses ini dengan tepat, untuk itu dilakukan pengidentifikasian parameter. Identifikasi dilakukan untuk mengestimasi besaran parameter yang tidak diketahui dengan menggunakan metode Maximum Likelihood. Metode Maximum Likelihood dipilih karena sifat tidak bias dan efisien. Struktur parameter yang terestimasi diungkapkan dalam pandangan probabilistik, yaitu berupa harga rata-rata dan matriks kovariannya sehingga akan diketahui keabsahan dari hasil estimasi. Analisis sensitivitas parameter dilakukan untuk menentukan peringkat sensitivitas parameter yang digunalcan sebagai informasi penunjang dalam pengidentifikasian yang dilakukan. Identifikasi dilakukan dengan asumsi kondisi nominal proses telah dipenuhi. Kondisi nominal simulasi dibuat untuk menghasilkan data simulasi masukan dan keluaran yang sesuai dengan kondisi nominal acuan. Identifikasi dilakukan dengan menggunakan 3 buah variasi masukan, yakni sinyal nominal, sinyal tangga, dan sinya13211. Kegagalan identifikasi parameter secara menyeluruh terjadi akibat adanya perbedaan sinsitivitas parameter yang cukup besar. Hal ini telah diatasi dengan melakukan identifikasi secara bertahap. Harga parameter terestimasi diperoleh melalui dua tahapan pengidentifikasian dengan harga % deviasi standar (%a) sebesar < 13,9%, sehingga model matematika bioproses fed-batch diketahui dengan akurat.