Kendali Optimal Model Pertumbuhan Mikroalga dalam Chemostat

Abstract

Mikroalga merupakan salah satu potensi alam Indonesia yang dapat dimanfaatkan dalam berbagai kebutuhan seperti menghasilkan produk energi (bioethanol, biodiesel), biopolymer penghasil plastik dan sebagai bahan campuran tanah untuk rekayasa konstruksi, bahkan sebagai pengolahan limbah dengan cara menyerap kandungan senyawa organik dan nutrisi yang masih tersisa ataupun menyerap beberapa senyawa berbahaya yang terdapat dalam limbah. Salah satu media kulturisasi mikroalga adalah chemostat. Chemostat merupakan jenis bioreaktor kontinu yang berfungsi untuk budidaya mikroalga dan mikroorganisme yang lain yang biasanya digunakan dalam skala laboratorium dan industri. Penelitian ini membahas tentang kendali optimal berupa pemberian tingkat pengenceran secara optimal pada model pertumbuhan mikroalga dalam chemostat. Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah kendali optimal ini adalah Prinsip Minimum Pontryagin. Adapun fungsi tujuan yang digunakan berupa meminimumkan waktu yang dibutuhkan oleh state awal untuk menuju state akhir (kondisi setimbang). Kemudian dilanjutkan dengan simulasi numerik menggunakan toolbox ICLOCS2. Simulasi dilakukan untuk mengetahui perbandingan pertumbuhan mikroalga dalam chemostat dengan dan tanpa kendali optimal. Berdasarkan hasil pembahasan diperoleh bahwa jenis kendali yang dilakukan berupa kendali bangbang. Hasil simulasi menunjukkan bahwa massa jenis mikroalga mampu mencapai kondisi setimbang 40.9% lebih cepat saat diberi kendali optimal daripada tanpa diberi kendali optimal.