Perpustakaan Digital ITB

Perkembangan industri akuakultur di Indonesia sudah mulai memanfaatkan teknologi gelembung mikro untuk proses aerasi yaitu meningkatkan kadar oksigen terlarut di dalam air. Sebagian besar petani akuakultur menggunakan penghasil gelembung mikro, baik yang diproduksi secara lokal maupun yang di impor. Akan tetapi masih sedikit yang melakukan penelitian dan pengembangan penghasil gelembung mikro terlebih sampai karakterisasi ukuran gelembung dan sifat hidrodinamisnya. Tesis ini membahas penelitian karakterisasi penghasil gelembung mikro secara kontinu dan sifat hidrodinamiknya seperti peluruhan kadar oksigen terlarut. Karakterisasi gelembung mikro mengkhususkan pada estimasi distribusi ukuran dilakukan menggunakan metode particle image velocimetry (PIV) dengan teknik bayangan dan pencocokan template. Pengukuran peluruhan oksigen terlarut dilakukan menggunakan sensor dissolved oxygen (DO) secara kontinu. Kemudian membandingkan peluruhan DO terhadap perubahan distribusi ukuran gelembung dalam waktu tertentu untuk mencari nilai koefisien korelasi. Penelitian dilakukan dengan menggunakan air reverse osmosis (RO) yang ditempatkan dalam akuarium yang memiliki volume 54 liter berukuran 0,6 x 0,3 x 0,3 m3. Menggunakan kamera digital mikroskop dengan resolusi 640x480, dan frekuensi bingkai 25fps. Sensor kadar DO menggunakan sensor Lumin S Optical DO dari Sensorex dengan rentang ukur 0-20 ppm dan resolusi 0,1 ppm. Sumber cahaya yang digunakan adalah papan lampu LED dengan intensitas 800 lumen yang memiliki tiga tingkat kecerahan. Kamera digital mikroskop merekam video selama 30 detik untuk disimpan ke dalam file server yang berupa USB flashdisk menggunakan layanan perekam. Alamat penyimpanan disimpan di basis data Mongodb. Unit pra pengolahan mengesktrak video menjadi bingkai ke dalam file server dan menambahkan data ke basis data. Unit pengolah mengambil data hasil ekstraksi video untuk dihitung nilai perpindahan vektor menggunakan metode pencocokan template. Ukuran gelembung dihitung menggunakan persamanaan Hadamard-Rybczynski yang kemudian disimpan ke dalam basis data. Baik unit pra pengolah maupun unit pengolah dapat ditambah jumlahnya dan berjalan secara paralel dalam bentuk layanan yang berjalan di belakang layar. Durasi pra pengolahan membutuhkan waktu 3,5 kali waktu perekaman. Durasi pengolahan dengan downsample 1/60 membutuhkan waktu kurang dari waktu pra pengolah. Untuk itu dibutuhkan minimal 4 buah layanan paralel agar proses analisa berjalan secara kontinu. Hasil pengukuran distribusi ukuran gelembung mikro memiliki rata-rata 14,60 µm dan deviasi 0,11 µm. Analisa peluruhan kadar oksigen menghasilkan peluruhan -0,04 ppm/menit pada 5 menit pertama dan peluruhan <0,01 ppm/menit setelah 30 menit. Berdasarkan data yang diperoleh ditarik kesimpulan bahwa ada korelasi peluruhan DO terhadap berkurangnya ukuran gelembung pada lima menit pertama dengan nilai sebesar 0,71. ?