Implementasi Sistem Kontrol PID pada Otomatisasi Pasteurisasi dan Fermentasi Yoghurt Berbasis Mikrokontroler

Abstract

Pasteurisasi dan fermentasi merupakan dua tahapan utama yang sangat krusial dalam proses produksi yoghurt. Proses produksi konvensional yang masih memisahkan kedua tahapan tersebut memerlukan pemantauan manual yang intensif, sehingga memakan banyak tenaga kerja dan rentan terhadap human error seperti fluktuasi suhu dan kesalahan durasi. Suhu yang tidak tepat dapat menyebabkan mikroorganisme patogen tetap bertahan atau menghambat perkembangan bakteri probiotik, yang berimbas pada menurunnya kualitas yoghurt. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sistem otomatisasi berbasis mikrokontroler yang mampu mengintegrasikan tahapan pasteurisasi dan fermentasi dalam satu perangkat, serta menganalisis kinerja algoritma Proportional-Integral-Derivative (PID) dalam menjaga kestabilan suhu. Penelitian ini menggunakan metode Research and Development (R&D). Sistem dikembangkan menggunakan mikrokontroler ESP32, sensor suhu DS18B20, komponen pemanas dan pendingin, serta terintegrasi dengan basis data Firebase untuk pemantauan dan pengendalian jarak jauh berbasis Internet of Things (IoT) melalui website. Pengujian parameter kontrol PID dilakukan menggunakan metode heuristik. Hasil pengujian sistem secara keseluruhan menunjukkan bahwa perangkat berhasil menjalankan tahapan produksi yoghurt secara otomatis. Kinerja PID menunjukkan hasil yang sangat baik, pada tahap pasteurisasi (setpoint 72°C) didapatkan parameter Kp=10 dengan risetime 18 menit dan overshoot mendekati 0%. Pada tahap fermentasi (setpoint 40°C), diperoleh parameter optimal Kp=5 dan Ki=0,1 yang menghasilkan risetime 16 menit tanpa adanya overshoot (0%). Tingkat kestabilan suhu yang sangat baik ini berhasil menghasilkan produk yoghurt dengan kriteria ideal, yaitu memiliki tekstur menggumpal lembut, rasa dan aroma masam khas yoghurt (tidak overfermentation), serta berwarna putih bersih.