I PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kebutuhan protein manusia semakin meningkat seiring dengan

meningkatnya jumlah penduduk. Kebutuhan yang semakin meningkat tersebut,

dapat dipenuhi dengan peningkatan produksi protein asal ternak baik dari segi

kualitas maupun kuantitas. Salah satu sumber protein hewani adalah daging ayam

broiler. Ditinjau dari nilai gizinya, daging ayam broiler tidak jauh beda

dibandingkan dengan daging dari ternak lain.

Daging ayam broiler mudah didapatkan dan harganya relatif murah, karena

pemeliharaan ayam broiler relatif singkat yaitu 35 hari. Tingkat konsumsi daging

ayam masyarakat Indonesia masih rendah dibandingkan dengan negara lain. Tahun

2007, konsumsi ayam Indonesia 4,5 kg/kapita/thn, Malaysia 38,5 kg/kapita/thn,

Singapura 28 kg/kapita/thn, Thailand 14 kg/kapita/thn, Filipina 8,5 kg/kapita/thn

(Daryanto 2007). Konsumsi daging ayam di Indonesia menunjukkan peningkatan

dari tahun ke tahun, ditunjukkan pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Konsumsi ayam broiler di Indonesia

Tahun Tingkat Konsumsi daging Ayam

(Kg/kapita/tahun)

2007 4.5

2008 6.46

2009 6.85

2010 8

2011 9

2012 10

Sumber (Ditjen Peternakan Kementan 2012)

Tabel 1.2 Produksi ayam broiler

Tahun Produksi Ayam Broiler (ribu ekor)

2000 530.874

2001 621.870

2002 865.075

2003 847.744

2004 778.970

2005 779.108

2006 861.263

2007 941.786

2008 1.018.734

2009 1.016.876

2010 1.214.340

Sumber (Ditjen Peternakan 2011)

2

Populasi ayam broiler di Indonesia sebesar 930.317.847 ekor tahun 2009,

986.872.000 ekor tahun 2010, 1.041.968.000 ekor tahun 2011 (Ditjen Peternakan

2012).

Populasi ayam Tabel 1.2 seharusnya dapat memenuhi produksi daging

dalam negeri tahun 2010 sebesar 2.365.670 ton (51,33%). Konsumsi daging

sebesar 7,75 kg/kapita/tahun dipenuhi dari daging ayam sebanyak 3,80 kg (49%)

(Sutawi 2012). Jika tingkat konsumsi daging tahun 2010 adalah 7,75

kg/kapita/tahun dan jumlah penduduk Indonesia 230 juta jiwa maka kebutuhan

daging 1.782.500.000 kg/tahun setara dengan 1.727.026.000 ekor ayam (1 ekor

ayam=1,75 kg). Populasi ayam broiler tahun 2011 sebesar 1.041.968.000 ekor,

sehingga kekurangan ayam untuk memenuhi kebutuhan daging, sebesar

685.058.000 ekor ayam pertahun.

Saat ini jumlah broiler closed house di Indonesia sebanyak 76 buah. Satu

broiler closed house dapat memproduksi 20.000 ekor ayam dan dalam 1 tahun 6

kali panen sehingga jumlah produksi 76 broiler closed house dalam 1 tahun

(20.000 ekor x 76 x 6 kali panen) 9.120.000 ekor/tahun. Jumlah ini setara dengan

0,53% dari kebutuhan daging. Diperkirakan jumlah ayam yang berasal broiler

closed house baru yg akan memenuhi kekurangan ayam sebanyak: 3.617.622 ekor

atau berasal dari 30 broiler closed house baru. Jadi dapat disimpulkan saat ini

masih dibutuhkan tambahan sekitar 30 broiler closed house untuk memenuhi

kebutuhan daging di Indonesia.

Permasalahan yang lain khususnya di Indonesia sehingga diperlukan broiler

closed house adalah aspek bilogis dan fisiologi yaitu termoregulasi. Ayam adalah

hewan berdarah panas homeotermis. Oleh karena itu, ayam selalu mempertahankan

suhu tubuh menjadi konstan dengan fungsi fisiologis normal. Jika ayam itu berada

dalam lingkungan panas, tubuh harus melepaskan panas dan memanfaatkan

mekanisme pendinginan sehingga tubuh ayam harus memproduksi panas melalui

proses metabolisme dan menjaga panas dengan cara berpencar antara satu dengan

lainnya pada suhu tubuh 41,5 0C. Ayam tidak memiliki kelenjar keringat sehingga

harus menghamburkan panas. Daerah jengger dan pial memiliki vascularized yang

tinggi dan mengekspos kulit. Oleh karena itu, mekanisme respirasi (pernapasan)

secara alami dan bulu bertindak sebagai sarana untuk melindungi tubuh dari

paparan panas. Ketika udara dihirup, panas dipancarkan dari membran hidung dan

3

tempat saluran pernapasan. Panas ini hilang saat udara dihembuskan. Panas dapat

dipindahkan dari tubuh bagian dalam ke permukaan melalui mekanisme: Pertama,

konduksi, dalam mekanisme ini, panas dipindahkan dari molekul ke molekul dalam

tubuh dan akan ditransfer dari molekul dalam tubuh dan akhirnya hilang ketika

panas mencapai bagian terluar. Konduksi meningkat ketika ayam merebah ke tanah

dan bulu dada untuk memfasilitasi kehilangan panas pada litter. Kedua konveksi,

dalam mekanisme ini, panas dipindahkan ke jaringan darah. Darah kemudian

mengalir ke kulit yang mengakibatkan suhu kulit meningkat dan panas dilepaskan

ke udara. Ayam sangat baik karena disesuaikan cuaca dingin terutama untuk isolasi

mereka sangat efisien disediakan oleh bulu.

Ketika ayam terkena tekanan dingin, beberapa mekanisme kompensasi yang

digunakan. Pertahanan baris pertama adalah bulu tersebut. Bulu didirikan untuk

memberikan perlindungan yang lebih efisien dari lingkungan dan untuk

menghemat panas tubuh. Ayam menggigil dalam menanggapi dingin. Proses ini

meningkatkan tingkat metabolisme tubuh untuk menghasilkan panas tambahan.

(Scanes et al. 2004).

Ayam broiler termasuk hewan Day Old Chick (DOC) poikiloterm dan pada

bagian kulitnya sangat sedikit memiliki kelenjar keringat serta pola

pertumbuhannya yang relatif cepat menyebabkan hewan ini menjadi sangat peka

terhadap perubahan suhu lingkungan. Peningkatan suhu lingkungan berpengaruh

pada kemampuan pelepasan panas tubuh dan menimbulkan peningkatan suhu tubuh

(Dawson dan Whittow 2000; Lin et al. 2005). Untuk menjaga keseimbangan suhu

tubuh, ayam berupaya meningkatkan pelepasan panas dan mengurangi

pembentukan panas dari tubuh, baik dengan cara mengubah tingkah laku maupun

aktivitas fisiologis (Cooper dan Washburn, 1998). Ayam yang mengalami cekaman

panas, jalur utama untuk menjaga keseimbangan suhu adalah pelepasan panas

tubuh melalui saluran pernapasan dan melalui penguapan air di permukaan kulit

(Hoffman dan Walsberg, 1999). Perubahan mikrovaskular pada jaringan paru dan

kulit adalah upaya tubuh melepaskan panas melalui evaporasi (Ophir et al. 2002).

Evaporasi terjadi melalui pengaturan aliran darah dengan cara pelebaran pembuluh

perifer (vasodilatasi) sehingga darah lebih banyak membawa panas dari dalam

(core) ke permukaan tubuh (Cooper 2002). Cekaman panas dapat meningkatkan

evaporasi melalui pernapasan dan permukaan kulit (evaporasi kutaneus) pada jenis

4

unggas hingga mencapai 40 sampai 75% dari total kehilangan air dari dalam tubuh

(Ophir et al. 2002)

Keberhasilan dalam beternak ayam, ditentukan oleh tiga unsur utama yaitu

manajemen (pengelolaan usaha peternakan), breeding (bibit) dan feeding (pakan).

Manajemen merupakan kegiatan mulai dari perencanaan kandang hingga

pemotongan ayam (Amrullah 2003). Salah satu bentuk manajemen kandang adalah

pembuatan broiler closed house yang dikendalikan untuk mencapai kondisi

lingkungan yang optimal. Dengan manajeman kandang yang baik diharapkan

produksi ayam akan maksimal. Kondisi ayam dalam broiler closed house, dapat

dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Ruangan Broiler Closed House (University farm IPB Bogor 2009)

Hanya sebagian kecil dari peternakan ayam di Indonesia sudah menerapkan

manajemen pemeliharaan yang sesuai dan diikuti dengan penerapan teknologi. Ini

merupakan salah satu hambatan dalam peningkatan populasi ayam broiler. Padahal

jika dicermati, Indonesia termasuk daerah tropika dengan suhu lingkungan luar

yang panas sehingga diperlukan pengembangan pemeliharaan ayam broiler dengan

menciptakan kondisi lingkungan yang baik pada broiler closed house.

Manajemen kandang ayam broiler yang buruk akibat suhu dapat

mengurangi bahkan menghilangkan produksi unggas (Daghir 1998). Dalam hal ini,

suhu panas berasal dari pancaran cahaya dan sumber mesin dalam kandang ayam,

meskipun panasnya lebih rendah jika dibandingkan dengan panas ayam broiler.

Metoda yang paling hemat dalam mengurangi panas adalah dengan cara

menambah/memperluas ventilasi kandang. Kehilangan panas (heat loss) ini

5

meliputi konduksi, konveksi dan radiasi yang terjadi di dinding dan atap kandang

ayam (Weaver dan William 2001).

Dalam kandang terjadi proses pemindahan panas dari tubuh ke lingkungan

sekitar kandang. Proses pemindahan panas itu terjadi dalam beberapa cara yaitu :

pertama, panas sensibel adalah panas yang terdeteksi pada tubuh ayam. Kedua,

radiasi terjadi ketika temperatur dari tubuh ayam lebih besar daripada daerah

sekitar atau lingkungan, maka terjadi perpindahan panas secara radiasi hingga

panas daerah sekitar ayam atau lingkungannya sama dengan suhu tubuh ayam.

Ketiga, konduksi terjadi ketika tubuh ayam kontak dengan permukaan dari objek

lain yang suhunya lebih rendah seperti lantai atau dinding kandang. Keempat,

konveksi terjadi ketika aliran udara dengan suhu lebih rendah daripada suhu ayam

mengenai tubuh ayam tersebut sehingga suhu tubuh ayam turun. Kelima, ekskresi

sejumlah kecil panas hilang dari tubuh ayam melalui pengeluaran ekskresi.

Keenam, panas laten seperti pada mamalia yang terjadi proses evaporasi melalui

kelenjar keringat. Ayam juga mengalami proses pendinginan secara evaporasi

(evaporative cooling) melalui penguapan dari lapisan lembab pada sistem

respirasinya (paru–paru dan pundi udara) (Bell dan Weaver 2001).

Ayam broiler adalah salah satu jenis ayam tipe pedaging yang dipelihara di

Indonesia secara komersial. Kata broiler berasal dari daerah bagian Timur negara

Amerika Serikat yang berarti unggas yang sangat muda usianya (Leeson dan

Summer 2000). Ayam broiler adalah jenis ayam jantan maupun betina muda

berumur sekitar 6–8 minggu yang dipelihara secara intensif, guna memperoleh

daging yang optimal. Pemeliharaan ayam broiler terbagi menjadi tiga fase yaitu

fase starter, u m u r 0 s am p ai 2 mi n ggu (1 – 14 hari), u mu r 3 mi n ggu fase

grower (15 – 28 hari) umur 4 minggu fase finisher umur 6 minggu (29 – 41 hari)

hingga dipasarkan (Daghir 1998, Scheuermann et al. 2003, Lesson and Summer

2005).

Pemeliharaan ayam broiler suhu yang otpimun dalam masa periode starter

300C, grower 23

0C, finisher 20

0C, kelembaban 65%, amonia <10 ppm. Ditinjau

dari segi mutu, daging ayam memiliki nilai gizi yang tinggi dibandingkan ternak

lainnya. Jika ditinjau dari segi ekonomis, khususnya ayam ras potong atau ayam

negeri yang populer dengan sebutan broiler, merupakan usaha ternak yang mudah

untuk dimanajeman secara efisien dan cepat dalam pemanenan.

6

Kandang merupakan faktor penting dalam pemeliharaan ayam broiler.

Fungsi kandang adalah melindungi ayam dari pengaruh cuaca (panas, hujan,

dingin, dan angin) serta pengaruh binatang dan manusia yang dapat mengganggu

ayam selama proses pembesaran.Terdapat dua tipe kandang, tipe terbuka dan

tertutup. Kandang terbuka (open house); adalah kandang yang semua sisinya

terbuka. Dinding kandang menggunakan kawat atau bilah bambu sehingga udara

bisa bebas keluar masuk. Kandang tipe tertutup atau closed house dibuat dengan

tujuan agar keadaan lingkungan luar seperti udara panas, hujan, angin, dan

intensitas sinar matahari tidak berpengaruh banyak terhadap keadaan dalam

kandang (COBB 2010). Closed house merupakan suatu rancangan kandang ayam

yang tidak terpengaruh lingkungan dari luar kandang atau meminimalisasi

gangguan dari luar. Sistem kandang tertutup memiliki keunggulan yaitu

memudahkan pengawasan, dapat diatur suhu dan kelembabannya, memiliki

pengaturan cahaya, dan mempunyai ventilasi yang baik sehingga penyebaran

penyakit mudah diatasi (Lacy 2001).

Gambar 1.2. Ventilasi Broiler Closed House nampak dari atas

(University farm IPB Bogor 2010)

Adapun struktur umum yang terdapat pada broiler closed house antara lain

bangunan kandang, ventilasi, kipas angin, pendingin kandang, dinding kandang,

filter cahaya, inlet udara, sistem pencahayaan, sistem kendali, dan sumber tenaga

listrik (Weaver 2001). Sistem ventilasi adalah sistem yang mengatur udara bersih

dalam kandang dengan cara membuang kelebihan panas, uap air, dan gas

berbahaya yang mungkin dihasilkan. Sistem ventilasi yang digunakan industri

peternakan adalah evavorating cooling dan exhaust fan, lihat Gambar 1.2.

Evavorating cooling mengalirkan udara segar yang dibutuhkan ke dalam kandang

dan exhaust fan mengeluarkan udara kotor ke luar kandang (Weaver 2001). Fungsi

7

ventilasi memiliki peranan penting dalam menjaga kesehatan ayam dengan cara

sebagai berikut: pertama, menghilangkan panas yang berlebihan; kedua,

menghilangkan kelebihan kelembaban; ketiga, mengurangi debu; keempat,

mengurangi gas beracun seperti amonia, karbon dioksida, dan karbon monoksida;

kelima, menyediakan oksigen untuk pernapasan. Sistem ventilasi pada closed

house tergantung dari jenis kipas (fan) yang digunakan. Cara kerja fan itu sendiri

dibagi menjadi dua cara, yaitu mendorong udara masuk dan menyedot keluar. Cara

kerja fan model pertama adalah udara mengalir ke dalam akan menyebabkan

takanan positif sehingga sifat ini disebut dengan system positif (positive pressure

system). Cara kerja fan model kedua adalah udara mengalir dari dalam kandang

menuju ke luar akibat adanya daya sedot fan, sehingga terjadi tekanan negative.

Cara kerja fan ini biasa disebut dengan sifat negative (negative pressure system).

Ventilasi mekanik atau ventilasi alami disebut juga ventilasi tenaga karena

menggunakan kombinasi kipas angin (fan), listrik, udara sisi masuk dan kendali

(thermostats, timers, dll) untuk mengatur temperatur dan kelembaban (thermostat,

timer). Keuntungan utama ventilasi mekanik adalah memiliki prosedur

pengendalian tertutup (closed loop) di mana ventilasi langsung mengontrol laju

aliran udara (Chao dan Gates 1996).

Gambar 1.3. Ventilasi mekanik di Broiler Closed House

(University farm IPB Bogor 2009)

Sistem ventilasi mekanis umumnya membutuhkan investasi awal yang

besar untuk membeli peralatan, membutuhkan pemeliharaan yang baik, dan

membutuhkan biaya operasional yang tinggi. Pengoperasian sistem ini

menggunakan energi dari sumber PLN sehingga perlu dipersiapkan cadangan

energi jika terjadi gangguan daya listrik atau mati lampu.

8

Sistem ventilasi dirancang berdasarkan jumlah ayam broiler dan ukuran

kandang. Umumnya, sistem ventilasi mengatur sirkulasi udara per menit (60 per

detik) atau lebih selama cuaca panas. Sistem juga perlu disesuaikan untuk menjaga

tingkat aliran udara rendah, yaitu 1-5 sirkulasi udara per jam selama cuaca dingin.

Volume udara yang harus dipindahkan untuk menghasilkan satu sirkulasi udara,

dihitung menggunakan rumus: panjang x lebar x tinggi (rata-rata) (Scheideler and

Stowell 2006).

Selama masa pertumbuhan, ayam broiler akan menghasilkan gas dan hasil

proses metabolisme. Produk ini akan berakumulasi sepanjang waktu dan

menyebabkan perubahan substansial terhadap kualitas udara dalam kandang.

Cemaran utama yang biasa terjadi dalam udara adalah debu, NH3, CO2, CO dan

uap air yang dapat menimbulkan efek merugikan. Pengaruh langsung dari debu dan

NH3 meliputi kerusakan fisik yang menyebabkan menurunnya resistensi terhadap

penyakit, berkurangnya konsumsi pakan dan pada kondisi yang parah

menyebabkan buruknya pertumbuhan ayam. Adanya gas berbahaya akan

menghambat pengambilan oksigen karena adanya pengaruh unsur-unsur kimia

secara langsung. Pencemaran cenderung terjadi pada tingkat oksigen yang rendah.

Kandungan tinggi dari CO2 dan CO juga membatasi pengambilan O2. Pada kadar

konsentrasi yang lebih tinggi, kehadiran kedua gas tersebut bisa berakibat fatal

(Dhia 2001).

Perubahan suhu kandang ayam broiler pada minggu pertama, dari 320C

menurun sekitar 2,80C perminggu hingga minggu ke-5 dimana ayam siap dipanen

memiliki suhu 210C (Lacy 2001), lihat Tabel 1.3.

Tabel 1. 3. Suhu kandang ayam broiler

Temperatur

Minggu Ruangan Panas

(0C)

Breeding

Konvensional(0C)

Breeding Modern(0C)

1 31 32 29-31

2 28 29 28-29

3 26 27 25-27

4 23-24 24-26 23-24

5 21-23 21-23 21-23

6

dipasarkan

18-21 18-21 18-21

Sumber : (Lacy 2001)

9

Suhu lingkungan yang optimum untuk broiler adalah antara 180C sampai

320 (COBB 2010). Suhu optimun untuk memelihara ayam broiler berumur 34

sampai 54 hari adalah 210C sampai 30

0C (COBB 2010). Suhu tinggi dalam

kandang dan kandungan protein makanan sangat mempengaruhi pertumbuhan,

bobot ayam dan metabolisme genetik ayam umur antara 3 dan 9 minggu.

Hubungan antara suhu, bobot, dan pakan ayam, bahwa suhu di atas 320C

menghasilkan berat lebih besar dapat dilihat pada Tabel 1. 4.

Tabel 1. 4 Pengaruh temperatur terhadap berat badan dan konversi pakan ayam broiler

Temperatur (0C) Berat Badan

(kg/ekor)

Konversi pakan (gram)

Minggu1 Minggu2 Minggu3

35.0 32.2 29.4 1.76 1.35

32.2 29.4 26.4 1.75 1.37

29.4 26.7 23.9 1.74 1.39

26.7 23.9 21.1 1.66 1.42

Sumber: (Lacy 2001)

Ayam dewasa merupakan hewan homeotermik, yang memiliki kemampuan

untuk mempertahankan suhu tubuhnya relatif stabil pada kisaran suhu yang luas

(Coon 2001). Siklus suhu lingkungan harian akan mempengaruhi pertumbuhan dan

efisiensi. Broiler yang dipelihara pada fluktuasi suhu 4.4–15.80C dari umur 4-8

minggu tidak menunjukkan perbedaan berat badan yang nyata dibandingkan

dengan yang dipelihara pada fluktuasi suhu harian 10-210C, meskipun konversi

pakan lebih tinggi pada fluktuasi 4.4-15.60C (Coon 2001).

Suhu lingkungan merupakan hal penting dalam kandang ayam sehingga

harus dijaga pada suhu optimal. Suhu kandang dipengaruhi oleh dua hal: pertama,

suhu udara (diukur pada ketinggian ayam dan disekitar tempat pakan dan minum

ayam) kedua, suhu lantai (litter). Suhu udara 30oC (86

oF) dan suhu lantai (litter)

28-30 ° C (82-86oF) disekitar ayam. Suhu kandang sangat dipengaruhi kondisi

lingkungan setempat dan harus berkorelasi dengan suhu efektif yang dirasakan oleh

ayam.

Variasi kelembaban relatif (RH) akan mempengaruhi temperatur efektif

yang dialami oleh ayam. Kelembaban yang tinggi mengurangi pelepasan panas

evaporatif dan menaikkan suhu efektif sedangkan kelembaban yang rendah

menurunkan temperatur efektif. Secara regional kelembaban bervariasi, dan

mempengaruhi kesehatan ayam, sehingga dibutuhkan kelembaban yang nyaman.

10

Kelembaban yang ideal berkisar antara 60-70%, ini sulit dicapai pada musim

panas. humidifier atau evavorating cooling atau penambahan air permukaan dapat

membantu mewujudkan kelembaban yang ideal. Pengaturan suhu brooding harus

disesuaikan dengan meningkatnya kelembaban di atas 70% atau turun di bawah

60% yang akan mengakibatkan perubahan perilaku ayam (Garden dan Singleton

2008).

Tingkat kelembaban lingkungan berpengaruh langsung terhadap kehilangan

panas laten tubuh ayam. Tingkat kelembaban secara tidak langsung akan

mempengaruhi penampilan ternak akibat konsentrasi debu dan bakteri pathogen.

Meningkatnya kelembaban akan merugikan produksi ayam pada suhu tinggi. Pada

umumnya perubahan kelembaban tidak berdampak terhadap pertumbuhan ayam

dengan kelembaban dibawah 70% dan suhu lingkungan di bawah 24oC. Alat

pengukur kelembaban harus diletakkan berdekatan dengan alat suhu. Beberapa

sensor suhu dilengkapi dengan sensor kelembaban, sehingga pengukurannya dapat

dilakukan secara bersamaan (Dhia 2001).

Amonia (NH3) adalah gas yang tidak berwarna, lebih ringan dibandingkan

dengan berat udara, larut dalam air, dan berbau tajam (menyengat). Konsentrasi

NH3 dalam kandang ayam bervariasi antara l5 - 30 ppm, optimum dibawah 20

ppm. Gas ini merupakan produk limbah dari proses biologis dekomposisi feses,

sehingga kebanyakan masalah timbul pada saat kotoran terakumulasi di dalam

litter. Pemantauan atas gas ini dapat dilakukan bersamaan dengan perlakuan

terhadap CO2. Kedua jenis gas ini dapat menjadi indikator yang baik atas kualitas

udara dan efisiensi dari sistem ventilasi kandang yang dipergunakan (Dhia 2001).

Adapun karakteristik parameter lingkungan broiler closed house dapat dilihat pada

Tabel 1.5.

Diperlukan sistem yang lebih baik dan teknologi modern pada sistem

kendali. Sistem pengendalian lingkungan bertujuan menghilangkan gangguan

diantaranya suhu luar, kelembaban dan iradiasi matahari. Dikenal dua macam teori

kendali, yaitu teori kendali klasik dan teori kendali modern (Ogata 2002). Teori

kendali klasik dicirikan dengan SISO (Single Input Single Output), sedangkan

teori kendali modern dicirikan dengan MIMO (Multiple Input Multiple Output).

Teknik kendali modern mampu menyelesaikan permasalahan kendali yang

kompleks. Persoalan yang mendasar dalam desain sistem kendali adalah

11

merancang suatu pengendalian yang mampu menghasilkan output dari mesin

kendali sesuai spesifikasi yang diinginkan. Proses desain kendali ini semakin

kompleks seiring dengan kompleksitas mesin kendali serta proses yang akan diatur

di dalamnya. termasuk penerapan multiple kandang tertutup (broiler closed house).

Tabel 1. 5 Karakteristik dan rekomendasi lingkungan Broiler Closed House

Lingkungan

Parameter Karakteristik/Rekomendasi

Amonia (NH3) Dapat dideteksi dengan penciuman pada konsentrasi di atas 20

ppm. > 10 ppm menyebabkan kerusakan permukaan paru-paru.

>20 ppm meningkatkan kepekaan terhadap penyakit pernapasan.

> 50 ppm menurunkan laju pertumbuhan. Rekomendasi dalam

kisaran < 10 ppm

Karbon

Dioksida

(CO2)

Karbon Dioksida <0.3% Menyebabkan kerusakan permukaan

paru-paru. Meningkatkan kepekaaan terhadap serangan penyakit.

Gunakan ventilasi untuk mengurangi debu.

Debu Debu >0,34 atau 0,35 % (3500 ppm) menimbulkan nodul-nodul

kartilaginus pada paru-paru yang berkaitan dengan ascites. Fatal

pada konsentrasi tinggi. Rekomendasi batas atas 2500 ppm

Kelembaban

dan

Temperatur

Pengaruhnya bervariasi menurut suhu. Suhu 29 0C dan

kelembaban 70 % menghambat pertumbuhan karena ayam tidak

mampu mendinginkan dirinya sendiri. Kualitas litter memburuk

pada kelembaban tinggi menyebabkan penurunan kualitas produk

pada saat prosesing. Rekomendasi dalam kisaran suhu 26-290C

dan kelembaban 65 - 75 %

Sumber: (COBB 2004, 2010), (Dhia 2001)

Untuk menghasilkan produksi ayam brolier yang banyak diperlukan broiler

closed house yang jumlahnya lebih dari satu sehingga diperlukan teknologi

komputer. Dewasa ini telah banyak kemajuan teknologi komputer dengan jaringan

komputer untuk meningkatkan kecepatan komputer dengan menggunakan beberapa

prosesor dalam satu komputer (multiprosesor) maupun beberapa prosesor dalam

satu komputer yang mengerjakan satu tugas disebut pemrograman paralel. Platform

komputer yang digunakan adalah komputer paralel (parallel computer) (Seminar et

al. 2007; Wilkinson dan Allen 2010). Diantaranya telah ditemukannya kemampuan

pemrosesan paralel dimana sistem pemrosesan paralel mampu bekerja

mengkoordinasikan banyak komputer secara paralel. Tujuan pemrosesan paralel

adalah untuk meningkatkan performa dan kecepatan komputasi. Semakin banyak

hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin

banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan (Quinn 2004).

12

Sistem supervisori kendali merupakan pengembangan dari sistem kendali

adaptif terdiri dari: kendali penjadwalan pertumbuhan, kendali adaptif model

acuan, kendali adaptif swa-tala (Bolton 1995; Sadjad 2004). Adaptasi teori

supervisori kendali pada sistem diskrit diperkenalkan pertama kali oleh Ramade

dan Wonham di Universitas Toronto, Canada yang mendefinisikan model robot

pada sistem diskrit dan mekanisme supervisori kendali yang meminimalkan

gangguan serta bisa mengendalikan beberapa unit kendali yang salah satunya bisa

dinonaktifkan (Ramadge and Wonham 1987).

Supervisori kendali harus memiliki informasi yang cukup untuk membuat

keputusan kendali pada masing-masing unit kendali. Ada dua hal yang menjadi

pertimbangan; pertama secara khusus yang diberikan secara lokal yaitu bila suatu

proses dikendalikan oleh satu supervisori kendali (Lin and Wonham, 1988) dan

kedua secara umum yaitu bila suatu proses dikendalikan oleh beberapa supervisori

kendali (Rudie and Wonham 1992). Dalam perkembangan, prototipe sistem

supervisori kendali telah diaplikasikan pada rumah tanaman (green hause) dengan

beberapa modus kendali, parameter kendali dan kriteria optimal dapat terintegrasi

satu sama lain (Seminar et al. 2006). Demikian pula sistem supervisori kendali

telah diaplikasikan pada broiler closed house (Alimuddin et al. 2011).

Dalam sistem kendali dikenal adanya model sistem dinamik dalam

persamaan difrensial untuk memodelkan mesin kendali, selanjutnya

ditransformasikan dalam bentuk persamaan Laplace. Fungsi alih sistem

didefinisikan sebagai perbandingan transformasi Laplace keluaran terhadap

transformasi Laplace masukan. Fungsi alih sistem juga merupakan model

matematika yang menghubungkan variabel masukan dengan variabel keluaran.

(Ogata 1994, 2002; Woods Robert dan Lawrence 1997; Bolton 1995, 2006), Kuo

1998; Rosulindo 2001). Fungsi alih sebagai bagian dari parameter kendali untuk

menghasilkan output kendali (PID, Fuzzy logic dan ANFIS).

Penelitian terdahulu yang terkait dengan model dan kendali lingkungan

suhu dan kelembaban di kandang tertutup diantaranya: Ernst (1998) membahas

suhu kandang sebesar 33-350C menggunakan kendali ON-OFF dengan pengukuran

psychrometric. Hasbi (2010) membahas simulasi pola aliran udara dan distribusi

suhu pada broiler closed house menggunakan computational fluid dynamics (CFD)

menghasilkan kondisi udara lingkungan berdasar pengukuran adalah suhu sebesar

13

32.7 oC dan RH sebesar 71% dan simulasi CFD suhu 33,117

0C-35,972

0C dan

kelembaban 49,712%-71,119%.

Weaver (2001) membahas menggunakan kendali ON-OFF pada kandang

ayam dengan suhu 210C dan kelembaban 60% pada musim panas dan dingin.

Ibrahim (2002) membahas penggunakan kendali ON-OFF yang terjadi pada dua

musim yaitu musim panas dan musim dingin, musim panas suhu dalam broiler

closed house 260C dan kelembaban 70%, musim dingin suhu dalam broiler closed

house 340C, kelembaban 70%, dan amonia < 25ppm. Daskalov et al. (2005)

membahas kendali adaptif suhu kelembaban non-liner pada kandang ternak babi

yang terdiri dari dua musim dingin dan musim panas, pada musim dingin suhu

220C, kelembaban 70 %, kecepatan angin 1 m/s dan musim panas suhu 26

0C,

kelembaban 70%, kecepatan angin 3.7 m/s. Amon et al. (1997) membahas

pengendalian ON-OFF pada kandang tertutup dengan suhu 20-300C, amonia 20

ppm, kelembaban 40-70%, bau 430 -2480 ppm, kecepatan udara 0.14 m/s, pH 6-7

ppm, CO2 0.25%.

Mutai et al. (2011) menghasilkan simulasi perubahan suhu di broiler

closed house pada ayam menggunakan model matematika empiris berdasarkan

hukum keseimbangan panas. Suhu dalam broiler closed house ditentukan oleh

ventilasi dan bahan konstruksi. Model menghasilkan kecenderungan suhu yang

akurat terhadap waktu tertentu yaitu rata-rata suhu pengukuran 24.430C dan suhu

prediksi 24.400C dan kelembaban 60%-90% dengan koefisien korelasi R

2 0.978.

Hubbar (2000) membahas hirarki supervisori kendali dapat dilakukan secara

sentralistik, desentralistik terhadap sistem produk multi-agen, hal ini menunjukkan

bahwa perilaku produk multi agen dapat dikendalikan secara terpisah dan

bersamaan terhadap setiap agen.

Seminar et al. (2006) membahas sistem supervisori kendali rumah tanaman

(green house) telah dikembangkan dan diuji dengan tanaman mentimun. Hasil

pengembangan dan pengujian adalah fungsi kerja yang memenuhi kriteria kendali

dan obyektif berdasarkan pada preferensi pengguna. Hal ini memberikan

fleksibilitas lebih besar kepada pengguna untuk mengatasi kendala varietas atau

kondisi lingkungan, jenis tanaman harus dikendalikan dalam rumah tanaman,

perangkat keras, dan jenis modus kendali. Alimuddin et al. (2009, 2010, 2011)

dalam penelitian ini melakukan tiga kali skenario dari periode starter, grower, dan

14

finisher. Suhu input berfluktuasi dalam broiler closed house 29-34,20 C, suhu

setpoin 28 0

C, dengan suhu output 300C.

Tabel 1. 6 Karakteristik parameter lingkungan Broiler Closed House

Periode Ming

gu

Umur

(hari)

Suhu (0C) Kelembaban (%) Amonia (ppm)

Starter I (1-7) 31-320C 50 <10

Starter II (8-14) 28-300C 50 <10

Starter III (15-18) 260C 60 <10

Grower III (19-22) 250C 60 <10

Grower IV (23-30) 23-240C 70 <10

Finisher V (31-38) 21-230C 70 <10

Finisher VI (39-46) 18-210C 70 <10

Sumber : (Adopsi dari COBB 2005,2010 Coon 2001, Lacy 2001, Dhia 2001)

Berdasarkan kajian telaah pustaka pada Tabel 1.6 dijadikan acuan atau

standar yang optimal dalam penelitian ini untuk melakukan prediksi suhu

kelembaban dan amonia broiler closed house, pemodelan broiler closed house,

respon masing-masing modus kendali (ON-OFF PID Fuzzy Logic dan ANFIS)

broiler closed house.

Kendali ini menggunakan sistem kendali ANFIS dengan validasi

pengukuran suhu dan simulasi dengan kesalahan 0,18313. Kritik desain sistem

informasi pada closed house untuk ayam broiler dengan ANN membahas tentang

optimasi suhu pada kandang 180C-32

0C dengan protein pada ayam broiler 17%-

21% dan berat badan rata-rata 2 kg. Pemodelan suhu pada broiler closed house

untuk ayam broiler dengan Computational Fluid Dynamics (CFD) menghasilkan

sebaran menghasilkan koefisien determinasi (R2) 0,991 dan RMSE 0,934952.

Penelitian terdahulu yang diuraikan di atas masih berfokus pada pengendalian satu

broiler closed house dengan satu modus kendali. Penelitian ini dikembangkan

sistem supervisori kendali yang dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa

broiler closed house dengan beberapa pilihan modus kendali. Parameter kendali

terintegrasi dengan pengetahuan tentang broiler closed house, lingkungan, dan

kendali yang dikoneksikan dengan jaringan komputer paralel.

15

Perumusan Masalah

Masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah:

1) Bagaimana pengkajian karakteritik lingkungan parameter suhu, kelembaban

dan amonia pada broiler closed house?

2) Bagaimana mendapatkan model lingkungan parameter suhu, kelembaban dan

amonia pada broiler closed house?

3) Bagaimana mendesain sistem supervisori kendali lingkungan parameter suhu,

kelembaban dan amonia pada broiler closed house ?

4) Bagaimana respon kondisi optimal supervisori kendali lingkungan parameter

suhu, kelembaban dan amonia pada broiler closed house?

5) Bagaimana melakukan integrasi supervisori kendali lingkungan parameter

suhu, kelembaban dan amonia sesuai kondisi optimal kendali, pengetahuan

peternakan ayam dan pengetahuan kendali sesuai lingkungan pada broiler

closed house ?

6) Bagaimana melakukan interkoneksi supervisori kendali lingkungan parameter

suhu, kelembaban dan amonia pada broiler closed house dalam bentuk

perangkat lunak (software prototype) yang dapat mengendalikan satu, dua atau

tiga broiler closed house yang terhubung ke dalam jaringan computer dengan

jarak jauh dengan parallel computing?

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah:

1) Mengkaji karakteristik lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia

pada broiler closed house

2) Mendapatkan model lingkungan parameter suhu, kelembaban dan amonia pada

broiler closed house

3) Mendesain sistem supervisori kendali lingkungan parameter suhu, kelembaban

dan amonia pada broiler closed house

4) Menentukan respon kondisi optimal supervisori kendali parameter suhu

kelembaban dan amonia pada broiler closed house.

5) Melakukan integrasi supervisori kendali lingkungan parameter suhu,

kelembaban dan amonia sesuai kondisi optimal kendali, pengetahuan

peternakan ayam dan pengetahuan kendali sesuai lingkungan pada broiler

closed house,

16

6) Melakukan interkoneksi supervisori kendali lingkungan parameter suhu,

kelembaban dan amonia pada broiler closed house dalam bentuk perangkat

lunak (software prototype) yang dapat mengendalikan satu, dua atau tiga

broiler closed house yang terhubung ke dalam jaringan computer dengan jarak

jauh dengan parallel computing.

Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah:

1) Memfasilitasi tersedianya pilihan modul dalam perangkat lunak yang siap

digunakan untuk kegunaan penelitian dan praktis dalam mengendalikan

parameter lingkungan,

2) Memberikan alternatif teknologi bagi industri dan peternakan ayam untuk

produksi ayam broiler dengan lingkungan yang terkendali.

3) Menyediakan hasil informasi hasil implementasi dan simulasi perangkat lunak

sistem supervisori kendali optimal lingkungan broiler closed house sebagai

bahan pertimbangan pemanfaatan dan pengembangan lebih lanjut.

Kerangka Pemikiran

Sistem supervisori kendali digunakan untuk mengatur, mengkoordinir, dan

mengintegrasikan unit-unit kendali. Dengan mengadopsi sistem supervisori kendali

untuk rumah tanaman (greenhouse) (Seminar et al. 2006) dan supervisori kendali

untuk broiler closed house (Alimuddin et al. 2011), maka arsitektur supervisori

kendali untuk broiler closed house dapat diimplementasikan seperti pada Gambar

1.4.

17

Gambar 1.4 Arsitektur Supervisori Kendali pada Broiler Closed House

diadopsi dari (Seminar et al. 2006) dan (Alimuddin et al. 2011)

Arsitektur dari sistem supervisori kendali pada broiler closed house terdiri

antar-muka pengguna (user interface), modul seleksi preferensi kendali (user’s

pereference selection module), mesin kendali supervisori (supervisory control

engine) dan modul pengetahuan (knowledge module). Pengguna berinteraksi

dengan sistem supervisori untuk melakukan pemilihan modus kendali dan variasi

variabel kendali dengan berbagai pertimbangan kriteria optimasi.

Supervisi kendali adalah mengendalikan beberapa proses kendali yang

saling bekerja sama tidak terpisah antara satu dengan yang lain. Sistem supervisori

kendali digunakan untuk mengatur, mengkoordinir, dan mengintegrasikan unit-unit

kendali. Supervisi kendali adalah mengkoordinir sistem kendali yang terjadi dalam

suatu sistem.

Prinsip kerja Supervisi kendali adalah mengkoordinir sistem kendali secara

bersamaan dan bekerjasama pada proses kendali yang ada yang terdiri dari 1

proses kendali atau lebih pada tempat satu atau beberapa tempat. Misalnya

supervisi kendali suhu dalam berbagai modul pengetahuan diantaranya : control

knowledge bisa memilih dari 3 modus kendali ON-OFF,PID, Fuzzy Logic atau

ANFIS sesuai keperluan supervisi kendali lingkungan. Penggunaannya dapat terdiri

USER

U S E R I N T E R F A C E

USER’S PREFERENCE SELECTION

MODULE

Modes of

control

Parameters of

control

Optimality

Criteria

Control

Knowledge

Supervisory Control Engine (SCE)

Broiler

Knowledge

Climatic& Env.

Knowledge

I/O

Knowledge

Broiler

Controllers

Broiler Closed

Houses

Broiler

Controllers

Broiler

Controllers

Array of

Controllers

SUPERVISORY

SYSTEM

18

dari 2 modus kendali, yaitu: ON-OFF dan PID, PID dan Fuzzy Logic, Fuzzy Logic

dan ANFIS; atau 3 modus kendali, yaitu: ON-OFF PID, Fuzzy Logic dan PID,

Fuzzy Logic dan ANFIS; atau 4 modus kendali, yaitu: ON-OFF, PID, Fuzzy Logic

dan ANFIS. Pengetahuan iklim dan lingkungan (musim kemarau dan musim

hujan), sudah tersedia dalam data base, yaitu suhu, kelembaban dan amonia yang

ideal pada musim kemarau dan musim hujan. Sehingga ketika pergantian musim

tidak perlu lagi ada perubahan suhu musim kemarau dan hujan cukup supervisi

kendali yang bekerja secara otomatis karena sudah diprogramkan sebelumnya.

Pengetahuan ayam broiler berupa bobot ayam dari umur DOC-panen,

jumlah pakan, jumlah air minum sudah disimpan dalam data base supervisory

kendali,. Pengetahuan Input/output (sensor, transduser, actuator) berfungsi untuk

menyimpan semua karakteristik yang relevan dan penggunaan kebutuhan misalnya

karakteristik sensor. Perancangan supervisi kendali mempunyai tiga parameter

suhu, kelembaban dan amonia. Pada kondisi iklim dan lingkungan pada musim

kemarau dan hujan diberi pilihan modus kendali ON-OFF, PID, Fuzzy Logic,

ANFIS untuk suhu, kelembaban dan amonia.. Pada tahapan berikutnya

disimulasikan dalam kandang ayam baik ada ayam masa starter, grower dan

finisher. Kemudian dibandingkan dengan simulasi dalam kandang ayam yang

kosong (tidak ada ayam).

Dalam perancangan supervisori kendali pada broiler closed house yang

dipengaruhi oleh konveksi dan konduksi dengan menggunakan modus control

dengan menyesuaikan kondisi iklim dan lingkungan, pengetahuan broiler closed

house yaitu tiga skenario (starter, grower dan finisher) dan pengetahuan

pengontrolan lingkungan kandang ayam broiler. Untuk satu parameter kendali

menggunakan modus kendali ON-OFF, PID, Fuzzy logic ANFIS dengan salah satu

kendali suhu, kelembaban dan amonia.

Suhu, kelembaban dan amonia dikontrol pada waktu pagi, siang dan sore

menggunakan ON OFF, PID, Fuzzy logic, ANFIS periode starter, grower, dan

finisher. Bila ada salah satu kandang ayam panen (tidak ada ayam) supervisory

control bisa digunakan pada kandang ayam yang lain yang mulai terisi ayam tanpa

membuat modus control baru karena sudah bekerja secara otomatis.

19

Ruang Lingkup Penelitian

Agar penelitian ini dapat fokus pada tujuan, maka ruang lingkup penelitian

ini dibatasi pada aspek-aspek berikut:

Pertama : Prediksi Suhu, Kelembaban dan Amonia pada Broiler Closed House

Menggunakan CFD

Kedua : Model dan Simulasi Kendali Suhu Kelembaban dan Amonia pada

Broiler Closed House

Ketiga : Integrasi Supervisori Kendali Suhu Kelembaban dan Amonia pada

Broiler Closed House

Keempat : Interkoneksi Supervisori Kendali Suhu Kelembaban dan Amonia pada

Broiler Closed House

20

DAFTAR ISI Halaman

1 PENDAHULUAN ................................................................................. 1 Latar Belakang ..................................................................................................... 1

Perumusan Masalah............................................................................................ 15

Tujuan Penelitian................................................................................................ 15

Manfaat Penelitian.............................................................................................. 16

Kerangka Pemikiran ........................................................................................... 16

Ruang Lingkup Penelitian .................................................................................. 19

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1.1. Ruangan Broiler Closed House (University of farm Bogor, 2009) .............. 4

1.2. Ventilasi Broiler Closed House Nampak dari Atas (University of farm

Bogor,2010) ................................................................................................... 6

1.3. Ventilasi Mekanik di Kandang Broiler Closed House (Univ. of farm di

Bogor, 2009) .................................................................................................. 7

1.4 Arsitektur Supervisori Kendali pada Broiler Closed House ............................ 17

DAFTAR TABEL

Halaman

1. 1 Suhu Ayam Broiler ........................................................................................... 8

1. 2 Pengaruh Temperatur Terhadap Berat Badan dan Konversi Pakan Ayam

Broiler ............................................................................................................... 9

1. 3 Karakteristik dan Rekomendasi Lingkungan Kandang Ayam .........................9

1. 4 Karakteristik Parameter Lingkungan Broiler Closed House .......................... 14