Pemantauan Peningkatan Ketebalan Selulosa Bakteri Menggunakan Komposisi Media Air Limbah Rendaman Kedelai Dan Gliserol Dengan Memanfaatkan Acoustic Signal Dan Image Processing

Rafael Reinhart Sailendra, Dr. Darmawan Ari Nugroho, S.T.P., M.P. ; Dr. Nafis Khuriyati, S.T.P., M.Agr.

2025 | Skripsi | TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

Pertumbuhan selulosa bakteri menghasilkan perubahan fisik terhadap media kultur. Pengujian acoustic signal dalam pemantauan produksi selulosa bakteri dilakukan dengan melakukan pengamatan terhadap perubahan struktur fisik media. Acoustic signal memanfaatkan gelombang suara yang memungkinkan pemantauan dapat dilakukan tanpa merusak media kultur atau pengujian tanpa intervensi fisik (non-destructive). Image processing dimanfaatkan untuk pemantauan pertumbuhan secara visual. Penggunaan media air limbah rendaman kedelai dan gliserol sebagai komposisi media fermentasi bertujuan untuk menghasilkan BC dengan ketebalan terbaik.

Penelitian ini bertujuan mengamati produksi selulosa bakteri  dengan variabel berupa acoustic signal yaitu frekuensi, magnitudo, zero moment power, dan short term energy dengan dilengkapi data ketebalan hasil image processing. Kumpulan data akustik dari pengujian acoustic signal dan data ketebalan dari image processing digunakan untuk mengetahui respon dan pola perubahan sifat parameter akustik selama proses fermentasi serta korelasi antara hasil pengukuran acoustic signal dan image processing dalam pemantauan pertumbuhan selulosa bakteri. Data tersebut diperoleh melalui Visual Studio Code yang telah dilengkapi dengan pemrograman python untuk proses pengambilan data acoustic signal dan image processing serta proses pembacaan data, yang kemudian akan dilakukan analisis data menggunakan program R.

Perolehan data acoustic signal memperlihatkan bahwa semakin tebal BC maka seluruh parameter acoustic signal yang diperoleh mengalami penurunan nilai secara signifikan. Sementara itu, hasil analisis korelasi memperlihatkan adanya hubungan kuat antara acoustic signal dan ketebalan bacterial cellulose dengan parameter akustik yang berkorelasi negatif terhadap ketebalan bacterial cellulose dengan kontribusi terbesar pada parameter Magnitude_front dan Magnitude_side dengan persentase kontribusi sebesar 12.64?n 12,48?n nilai korelasi (r) sebesar -0,98.

The growth of bacterial cellulose (BC) causes physical changes in the culture medium. Acoustic signal testing is used to monitor BC production by detecting these structural changes. This technique uses sound waves, enabling non-destructive monitoring without physically disturbing the medium. Image processing is also employed for visual monitoring of BC growth. Soybean soaking wastewater and glycerol are used as fermentation medium components to achieve optimal BC thickness.

This research aims to investigate bacterial cellulose production using acoustic signal variables. These include frequency, magnitude, zero moment power, and short-term energy. Thickness data, obtained through image processing, supplements these measurements. Acoustic data is collected during signal testing, while thickness data comes from image processing. This combination is used to determine the response and pattern of acoustic parameter changes during fermentation. The goal is also to correlate acoustic measurements with image processing results in monitoring bacterial cellulose growth. Data were obtained using Visual Studio Code and Python for acoustic and image processing acquisition. Subsequent data analysis was performed with the R program.

Acoustic signal data acquisition revealed that as bacterial cellulose (BC) thickness increased, all measured acoustic signal parameters significantly decreased. Correlation analysis demonstrated a strong negative relationship between acoustic signal parameters and BC thickness. The Magnitude_front and Magnitude_side parameters showed the highest contributions, with percentages of 12.64% and 12.48%, respectively, and a correlation coefficient (r) of -0.98.

Kata Kunci : acoustic signal, bacterial celullose, image processing