Analisis Kinerja Fotobioreaktor pada Kultivasi Mikroalga dengan IOTs (Internet of Things)

Abstract

Internet of Things (IOTs) merupakan sebuah evolusi konsep penggunaan internet yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet yang tersambung secara terus-menerus dengan kemampuan mengendalikan dari jarak jauh (remote control), berbagi data (data sharing), melakukan pengawasan secara terus menerus (real time monitoring) dan terkini (up to date). Aplikasinya sangat luas, misalnya mengendalikan dan memonitor benda-benda fisik, bahan pangan, elektronik dan peralatan apa saja, termasuk benda hidup yang semuanya tersambung ke jaringan lokal dan global melalui sensor elektronik yang tertanam di objek yang diamati dan selalu “on” selama jaringan tersedia. Penelitian ini berkaitan dengan kultivasi mikroalga sebagai sumber pangan dan energi masa depan, dalam desain fotobioreaktor yang terintegrasi dengan IOTs, sehingga dapat dimonitor secara terus-menerus, dikendalikan dan dijadikan model untuk pengembangan teknologi kultivasi mikroalga yang lebih besar. Pengembangan otomasi pada kultivasi mikroalga perlu dilakukan untuk meningkatkan produktivitas dan menjaga kualitas sehingga kultivasi mikroalga dapat mengarah kepada industrialisasi, sehingga pengembangan mikroalga sebagai bahan baku berbagai kebutuhan dapat lebih dioptimalkan. Kultivasi pada penelitian ini adalah fotobioreaktor sistem tertutup, yang akan menghasilkan mikroalga yang tidak terkontaminasi oleh kontaminan dari luar, sehingga dapat dilakukan analisis pertumbuhan berdasarkan parameter yang mempengaruhinya, diantaranya adalah suhu ruang kultivasi, tingkat pencahayaan (luminasi), dan warna air dalam proses fotosintesis mikroalga, dan juga kontrol terhadap sirkulasi air. Begitu juga proses otomasi pada sistem pemanenan dengan solenoid valve yang dapat mengontrol debit aliran mikroalga dalam ruang kultivasi. Semua proses yang dilakukan pada kultivasi ini dilakukan semi otomatis, karena masih ada proses interaksi manusia dalam melakukan setting parameter dan kontrol pada proses pemanenan mikroalga. Pada penelitian ini dianalisa proses perkembangan kultivasi mikroalga dengan menggunakan 4 tabung kultivasi dengan menggunakan perlakuan terhadap dosis konsentrasi awal bibit pada 10%, 20% dan 30% dari media kultivasi. Visualisasi parameter yang dikontrol meliputi, parameter suhu, intensitas cahaya, perubahan dan warna air. Parameter yang diamati akan ditampilkan dalam graphical user interface (GUI) secara real time dengan menggunakan internet. Interaksi cyber physic bisa dilakukan dari perangkat yang terdapat dalam instrumen kultivasi dengan komunikasi dua arah antara sistem kultivasi dan kontrol dari luar dengan piranti yang terhubung ke internet, seperti laptop atau gadget. Hasil yang didapatkan bahwa sistem dapat melihat pertumbuhan mikroalga secara detil dari waktu ke waktu berdasarkan data pengamatan terhadap paremater Suhu, Intensitas cahaya dan warna. Respon paling baik pertumbuhan pada konsentrasi 10% dimana pertumbuhannya paling optimal.

Internet of Things (IOTs) is an evolution of the concept of internet use that aims to expand the benefits of internet connectivity that is connected continuously with the ability to control remotely (remote control), share data (data sharing), carry out continuous monitoring (real time monitoring) and current (up to date). The application is very broad, for example controlling and monitoring physical objects. food materials, electronics, and any equipment, including living objects, all of which are connected to local and global networks through electronic sensors that are embedded in the observed object and are always "on" as long as the network is available. In this dissertation research proposal related to the cultivation of microalgae as a source of food and energy of the future, in the design of photobioreactors that are integrated with IOTs, so that it can be monitored continuously, controlled and used as a model for the development of greater microalgae cultivation technology. Development of automation in the cultivation of microalgae needs to be done to improve productivity and maintain quality so that the cultivation of microalgae can lead to industrialization, so that the development of microalgae as raw material for various needs can be optimized. Cultivation in this study is a closed system photobioreactor, will produce microalgae that are not contaminated by external contaminants, growth analysis can be done based on the parameters that affect it, including the cultivation room temperature, lighting level (luminance), and the color of water in the photosynthesis process of microalgae, and also control of aeration. All processes carried out in this cultivation are done semi-automatically, because there is still a process of human interaction in setting parameters and controls in the process of harvesting microalgae. In this study microalgae were evaluated using 4 cultivation tubes that uses 3 different treatment with initial concentration 10%, 20% and 30%.. Visualization of controlled parameters includes, parameters of temperature, light intensity, change and color of water. The observed parameters will be displayed in a graphical user interface (GUI) in real time using the internet. Cyber physic interaction can be done from devices contained in cultivation instruments with two-way communication between cultivation systems and external control with devices connected to the internet, such as laptops or gadgets. The optimal growth in this from 10% concentration.