Rancang Bangun Fermentor Yogurt dengan Sistem Kontrol Logika Fuzzy Menggunakan Mikrokontroler ATMega32

Abstract

Yogurt is milk fermented product that becomes popular recently. In yogurt processing, fermenter is the main device. Lactobacillus sp. and Streptococcus sp. are two probiotic bacteria species that are common to be used in yogurt fermentation process. Both bacteria grow well in a specific range of temperature between 40-45 C, so temperature control in fermenter operational becomes one of the important things to ensure speed and quality of fermentation process. Fermentation process is a process with high degree of uncertainty and categorized as non-linear time invariant system. Thus, classical control system method is difficult to be implemented. To overcome this issue, intelligent control system can be implemented to yogurt’s fermenter temperature control. One of intelligent control system method that can be implemented is fuzzy logic-based control system. In this study, fuzzy control system has been designed and implemented for fermenter temperature control. Control system algorithm is integrated in ATMega16 (for On-Off logic control) and ATMega32 (for Fuzzy Logic control) microcontrollers. Experimental results of fermenter control system shows that temperature profile of fermenter with fuzzy logic control system is more stable by settling time around an hour and 15 minutes and error average of -0.36 oC. Fermentation process for 16 hours with fuzzy logic controller produce yogurt with pH value of 3.66, total number of Lactobacillus sp. is 4.85 x 10 cfu/mL and Streptococcus sp. is 1.34 x 106 cfu/mL.

ABSTRAK

Yogurt merupakan produk olahan susu terfermentasi yang akhir-akhir ini mulai banyak disukai oleh masyarakat. Pada pengolahan susu menjadi yogurt, fermentor digunakan sebagai alat utama. Lactobacillus sp. dan Streptococcus sp. merupakan dua spesies bakteri yang biasa digunakan dalam proses fermentasi yogurt. Kedua jenis bakteri ini tumbuh dengan baik pada suhu yang spesifik yaitu antara 40–45 C, sehingga pengendalian suhu pada operasi fermentor merupakan hal yang penting agar proses fermentasi dapat berjalan secara cepat dan baik. Proses fermentasi merupakan proses yang memiliki tingkat ketidakpastian yang tinggi dan merupakan sistem non-linear time variant, sehingga desain sistem kontrol klasik akan sulit untuk diterapkan. Untuk mengatasi hal ini sistem kontrol cerdas dapat untuk diimplementasikan pada pengendalian suhu fermentor yogurt. Salah satu dari metode sistem kontrol cerdas yang dapat digunakan adalah sistem kontrol dengan logika fuzzy. Pada penelitian ini telah dilakukan rancang bangun sistem pengendalian suhu berbasis algoritma fuzzy pada fermentor yogurt. Algoritma sistem kendali diintegrasikan dalam mikrokontroler ATMega16 (untuk logika ON-OFF) dan ATMega32 (untuk logika fuzzy). Hasil uji sistem pengendalian suhu fermentor menunjukkan bahwa dengan menggunakan algoritma fuzzy sistem pengendalian lebih stabil dengan settling time selama 1 jam 20 menit dan rata-rata error sebesar -0,36 oC. Proses fermentasi selama 16 jam menggunakan fermentor dengan kontroler fuzzy menghasilkan yogurt dengan pH sebesar 3,66, jumlah mikroba Lactobacillus sp. sebanyak 4,85 x 108cfu/mL, dan Streptococcus sp. sebanyak 1,34 x 10 6 cfu/mL.