Yoga Jati Pratama
240210140003
Kelompok 1A Universitas Padjadjaran
BAB 11
PEMBAHASAN
2.1
Pengertian bioreaktor
Bioreaktor atau dikenal
juga dengan nama fermentor adalah sebuah peralatan atau sistem yang mampu
menyediakan sebuah lingkungan biologis yang dapat menunjang terjadinya reaksi
biokimia dari bahan mentah menjadi bahan yang dikehendaki. Reaksi biokimia yang
terjadi di dalam bioreaktor melibatkan organisme atau komponen biokimia aktif
(enzim) yang berasal dari organisme tertentu, baik secara aerobik maupun
anaerobik. Sementara itu, agensia biologis yang digunakan dapat berada dalam
keadaan tersuspensi atau terimobilisasi. Contoh reaktor yang menggunakan
agensia termobilisasi adalah bioreaktor dengan unggun atau bioreaktor membran (Ratledge
2001).
Menurut
John dan Tampion (1987) Dua komponen penting dalam bioreaktor adalah sel atau
enzim (biokatalisator). Kondisi lingkungan bioreaktor memberikan lingkungan
fisik sehingga sel/biokatalisator dapat melakukan interaksi dengan lingkungan
dan nutrisi yang dimasukkan ke dalamnya. Optimasi bioproses dalam bioreaktor
dapat dicapai dengan memasok yaitu dengan sumber energi, nutrisi, inokulum sel
atau makhluk hidup yang unggul, dan kondisi fisikokimiawi yang optimal.
Reaksi
biokimia yang terjadi di dalam bioreaktor melibatkan organisme atau komponen
biokimia aktif (enzim) yang berasal dari organisme tertentu, baik secara
aerobik maupun anaerobik (Ratledge 2001). Sementara itu, menurut Villadsen (2003)
agensia biologis yang digunakan dapat berada dalam keadaan tersuspensi atau
terimobilisasi. Contoh reaktor yang menggunakan agensia terimobilisasi adalah
bioreaktor membran. Keadaan yang mempengaruhi kinerja agensia biologis terutama
temperatur dan pH. Sedangkan, untuk bioreaktor dengan menggunakan
mikroorganisme, kebutuhan untuk hidup seperti oksigen, nitrogen, fosfat, dan
mineral lainnya juga perlu diperhatikan (Villadsen 2003). Pada bioreaktor yang
agensia biologisnya berada dalam keadaan tersuspensi, sistem pengadukan perlu
diperhatikan agar cairan di dalam bioreaktor tercampur merata (homogen).
Seluruh parameter ini harus dimonitor dan dijaga agar kinerja agensia biologis
tetap optimum (Villadsen 2003).
Seperti yang sudah
diketahui Praktikum bioproses kali ini yaitu akan membahas tentang bioreaktor. Tujuan
dari praktikum ini yaitu untuk mengetahui alat dan komponen yang ada pada bioreaktor,
kemudian untuk mengetahui prinsip kerja dan pengaplikasian pada bioreaktor atau
fermentor. Adapun pengamatan yang dilakukan dalam praktikum ini yaitu, gambar
alat bioreaktor kemudian tulis keterangan atau fungsi dari setiap bagian yang
ada pada alat bioreaktor.
2.2
Gambar, Komponen dan Fungsi bioreaktor
 |
Gambar
1. Alat bioreaktor atau fermentor skala laboraturium
(Sumber :
Dokumentasi Pribadi, 2016)
Menurut debra, et.,al (1997) disebutkan dalam bukunya yang berjudul Landfill Bioreactor Design & Operation. Komponen utama
bioreaktor terdiri atas tangki, sparger, impeller, saringan halus atau baffle
dan sensor untuk mengontrol parameter, kemudian adapun komponen lain yang harus
diperhatikan seperti agitator, kondensor, probe, kabel, selang, port-port,
monitor, heating mantle, stearer, dudukan alas, larutan asam dan basa pengatur
pH.
Fungsi dari setiap
komponen bioreaktor menurut debra, et.,al
(1997) yaitu tanki berfungsi
untuk menampung campuran substrat, sel mikroorganisme, serta produk. Volume tanki skala laboratorium berkisar
antara 1 – 30 L, sedangkan untuk skala industri dapat mencapai lebih dari 1000
L. Sparger terletak di bagian bawah bioreaktor dan berperan untuk memompa
udara, dan mencegah pembentukan gelembung oksigen. Impeller berperan dalam
agitasi dengan mengaduk campuran substrat dan sel. Impeller digerakkan oleh
rotor. Baffle juga berperan untuk mencegah terjadinya efek pusaran air akibat
agitasi. Sensor berperan untuk mengontrol lingkungan dalam bioreaktor. Kontrol
fisika meliputi sensor suhu, tekanan, agitasi, foam, dan kecepatan aliran.
Sedangkan, kontrol kimia meliputi sensor pH, kadar oksigen, dan perubahan
komposisi medium. Agitator berfungsi untuk mengaduk medium dan inokulum dalam
tank hingga homogen, kondensor berfungsi untuk mendinginkan sistem tank agar
tidak terlalu panas dimana sistem yang terlalu panas dapat membunuh inokulum
dalam sistem. Probe atau bagian-bagian untuk memasukan kabel yang mengarah ke
monitor untuk menyampaikan informasi dari tank kedalam monitor, kabel berfungsi
sebagai salah satu indikator untuk menyampaikan informasi dari tank ke dalam
monitor, probe khusus untuk menyambungkan pusat agitator yang disetting monitor
ke dalam agitator dalam tank, port-port berfungsi untuk menyambungkan kabel
dari tank ke monitor, monitor berfungsi untuk mengontrol kondisi tank seperti
kecepatan agitasi, pH, temperatur dan DO (dissolved oxygen), alat setting serta
pemberi informasi kondisi dalam tank, alat untuk mengontrol / memasukan larutan
asam/ basa agar pH konstan, heating mantle atau jaket yang memberi panas agar
kondisi temperatur tank tetap terjaga, stearer atau alat untuk memutar
agitator, dudukan atau alas tempat berdirinya tank harus di perhatikan agar
tidak terjadi hal yang di inginkan akibat dudukan tidak sejajar atau tidak
sesuai, selang untuk masuk dan keluarnya air kondensor jika selang sobek maka
air tidak akan sempurna bisa masuk pada kondensor dan suhu tidak akan dingin.
Larutan asam dan basa berfungsi untuk mengatur pH sistem tank (debra, et.,al 1997), (Christael, et.,al.2007).
Menurut (Jetsuya
et,.al.1992) Bioreaktor biasanya terbuat dari bahan stainless steel karena
bahan tersebut tidak bereaksi dengan bahan-bahan yang berada dalam bioreaktor
sehingga tidak menggangu proses biokimia yang terjadi. Selain itu, bahan
tersebut juga anti karat dan tahan panas. Selain itu, bioreaktor juga harus
dapat menciptakan lingkungan yang optimum bagi mikroorganisme ataupun reaksi
yang diinginkan maka diperlukan pengontrolan. Parameter yang biasa dikontrol pada
bioreaktor adalah suhu (laju pertumbuhan dan pembentukan produk tergantung
suhu, sehingga suhu dikendalikan misal dengan air pendingin atau sel tahan
panas), pH (kecepatan reaksi enzimatis dan laju pertumbuhan terbaik pada pH
optimal), substrat (sumber karbon dan nitrogen), aerasi, dan agitasi.
Perancangan bioreaktor adalah suatu pekerjaan teknik yang cukup kompleks. Pada
keadaan optimum, mikroorganisme atau enzim dapat melakukan aktivitasnya dengan
sangat baik. Keadaan yang mempengaruhi kinerja agensia biologis terutama
temperatur dan pH. Untuk bioreaktor dengan menggunakan mikroorganisme,
kebutuhan untuk hidup seperti oksigen, nitrogen, fosfat, dan mineral lainnya
perlu diperhatikan. Pada bioreaktor yang agensia biologisnya berada dalam
keadaan tersuspensi, sistem pengadukan perlu diperhatikan agar cairan di dalam
bioreaktor tercampur merata (homogen). Seluruh parameter ini harus dimonitor
dan dijaga agar kinerja agensia biologis tetap optimum.
Menurut Peter M. Huck
(1998) Fungsi bioreaktor adalah untuk menghasilkan produk oleh mikrobia baik
kultur murni atau campuran, yang dikendalikan menggunakan sistem komputer dalam
mengatur faktor lingkungan dan pertumbuhan serta kebutuhan nutriennya.
Fungsi dasar fermentor/
bioreactor yaitu menyediakan kondisi lingkungan yang cocok bagi mikrobia
didalamnya untuk :
1. Menghasilkan biomassa
2. Menghasilkan enzim
3. Menghasilkan metabolit dsb.
Fungsi utama bioreaktor
adalah memberikan lingkungan terkontrol bagi pertumbuhan mikroorganisme atau
campuran tertentu mikroorganisme untuk memperoleh produk yang diinginkan.
Bioreaktor hendaknya mencegah kontaminasi produksi dr lingkungan pd kultur
sambil mencegah pelepasan kultur ke lingkungan (Villadsen. 2003).
Bioreaktor sebaiknya
memiliki instrumentasi untuk pemeriksaan agar terjadi pengawasan proses optimum
(Villadsen. 2003).
2.3
Macam-macam bioreaktor
Menurut
Williams (2002) Berdasarkan pemasukan nutrisinya kedalam bioreaktor , ada tiga macam
bioreaktor, yaitu bioreaktor kontinu , semikontinu, dan diskontinu.
2.3.1.
Bioreaktor Kontinu
Pada bioreaktor
kontinu, pemberian nutrisi dan pengeluaran sejumlah fraksi dari volume kultur
total terjadi secara terus menerus. Dengan metode kontinu memungkinan organisme
tumbuh pada kondisi setimbang (steady state), dimana pertumbuhan terjadi pada
laju konstan dan lingkungan stabil. Faktor seperti pH dan konsentrasi nutrisi dan produk metabolit yang
tidak terelakkan berubah selama siklus pertumbuhan pada suatu diskontinu dapat
dijaga konstan dalam kultur kontinu.
Dalam suatu bioreaktor
kontinu, medium steril dimasukkan kedalam biorekator dengan laju aliran yang
konstan, dan kultur yang keluar dari bioreaktor terjadi dengan laju yang sama,
sehingga volume kultur di dalam reaktor konstan. Dengan pencampuran yang efisien, medium yang
masuk tersebut menyebar secara cepat dan merata pada seluruh bagian rekator.
Contoh dari biorektor
kontinu yaitu Reaktor Tangki diaduk Kontinu (RTDK).
Udara steril dimasukkan
pada dasar reaktor melalui pipa terbuka atau penyemprot udara. Suattu batang
vertical dilengkapi dengan pengarah dengan satu atau lebih impeler. Impeler
biasanya dipasang di sepanjang batang pada interval jarak sama dengan diameter
reaktor untuk menghindari tipe pergerakan melingkar. Peranan impeler adalah
untuk menimbulkan agitasi dalam bioreaktor untuk mempermudah aerasi. Fungsi
utama agitasi adalah untuk mensuspensikan dan meratakan nutrisi dalam medium,
untuk memberikan hara termasuk oksigen- bagi sel, dan untuk memindahkan panas.
2.3.2.
Bioreaktor Diskontinu
Pada bioreaktor
diskontinu, inokulen dan nutrisi yang akan
diperlukan bagi pertumbuhan dicampur dalam suatu bejana tertutup pada
kondisi suhu, pH, dan pencampuran optimum. System ini adalah tertutup, kecuali
untuk organism aerobik dimana suplai udara kontinu dialirkan kedalam
bioreaktor. Pada bioreaktor diskontinu, laju pertumbuhan dan laju pertumbuhan
spesifik jarang konstan. Hal ini menunjukkan adanya perubahan karakteristik
nutrisi dari sistem.
Salah satu contoh dari bioreaktor
diskontinu adalah Bioreaktor Lumpur Buangan Teraktivasi. Bioreaktor ini
digunakan secara luas untuk pengolahan secara oksidasi air buangan dan sampah
industri lain. Prosesnya difungsikan untuk meningkatkan pemasukan udara,
sehingga bahan organic massa dapat didegradasi secara optimum. Bioreaktor ini
sangat besar, sehingga untuk mempermudah pencampuran dan penyebaran oksigen
diperlukan sejumlah besar agitator pada kebanyakan pabrik pengolahan air
buangan skala kota.
2.3.3. Bioreaktor semikontinu
Bioreaktor semikontinu
adalah suatu bentuk kultivasi dimana medium atau substratnya ditambahkan secara
kontinu atau berurutan ke dalam tumpukan diskontinu awal tanpa mengeluarkan
sesuatu dari system. Produk yang dihasilkan dari system seperti ini dapat
melebihi produk yang dihasilkan dari kultur diskontinu. Pendekatan ini secara
luas diterapkan dalam industry misalanya dalam produksi ragi yang dibutuhkan
untuk pembuatan roti.
Contoh bioreaktor semikontinu yaitu Digestor atau
bioreaktor Anaerobik, tetapi bioreactor
ini dapat pula dioperasikan secara kontinu.Pengunaan system ini pada pengolahan
air buangan padat, misalnya lumpur buangan (sludge) yang diperoleh dari
pengolahan buangan perkotaan, akan memberikan stabilisasi air buangan yang
efisien dan produksi metan yang tinggi. Dalam system ini Lumpur buangan
dicampur dengan mikroorganisme anaerobic pada suhu 30° C dan waktu retensi
hidrolik. Untuk air buangan berkekuatan sedang dari industri makanan dan
fermentasi, teknik operasi yang dapat menahan biomassa mikroba lebih lama dalam
system operasi kontinu sudah ditemukan. Maka waktu retensi zat padat tidak
dapat digabung dengan waktu retensi cairan sehingga konsentrasi mikroba yang
tinggi dapat terjadi pada digester (atau pada bioreaktor tersebut), yang
memberikan laju bdegradasi yang tinggi. Bagi air buangan yang sangat encer,
misalnya buangan kota, waktu retensi zat padat yang sangat panjang diperlukan.
Berdasarkan tingkat
aseptis maka sistem bioreaktor terbagi menjadi dua, yaitu bioreaktor sistem non
aseptis (untuk pengolahan limbah) dan bioreaktor sistem aseptis (untuk produksi
sel dan produksi metabolit). Untuk bioreaktor sistem aseptis diperlukan
sterilisasi bioreaktor pada suhu dan tekanan yang tinggi. Sedangkan, bila kita
melihat sistem aerasinya, bioreaktor dibagi menjadi bioreaktor stirred tank,
bubble column, dan loop airlift. Prinsip stirred tank bioreaktor adalah
menghasilkan aerasi dengan menggunakan agitasi mekanis, yaitu dengan impeller.
Pada bubble column bioreactor, udara dalam bentuk gelembung dimasukkan ke media
melalui sparger untuk aerasi. Sedangkan, pada loop airlift bioreactor, udara
dan media disirkulasi bersamaan melalui kolom yang dimasukkan ke dalam kolom
lain.
2.4
Desain Bioreaktor
Menurut debra, et.,al (1997) Kriteria
dasar desain bioreaktor yaitu sebagai berikut:
1. Karakterisrtik mikrobiologi dan biokimia dari system sel (mikroba, mamalia,
tumbuhan)
2. Karakteristik hidrodinamik bioreaktor
3. Karakteristik massa dan panas
bioreaktor
4. Kinetika pertumbuhan sel dan pembentukan produk
5. Karakteristik stabilitas genetic dari
system sel
6. Desain peralatan yang aseptis
7. Pengawasan lingkungan bioreaktor
8. Implikasi desain bioreaktor pada
pemisahan produk menghilir
9. Modal dan biaya operasi bioreaktor
10. Potensi dan pengembangan desain
bioreaktor
Peter
M. Huck (1998) dalam bukunya mengatakan Bahan konstruksi bioreaktor hendaknya
tidak beracun, mampu menahan tekanan uap dan tahan terhadap korosi kimia dan
elektrolitik. Bioreaktor industri biasanya dibuat dari bahan yang dilapisi
dengan baja tahan karat. Bioreaktor ada dalam berbagai bentuk dan ukuran.
Perbandingan tingginya terhadap diameter atau rasio aspek merupakan parameter
yang penting.
Produk-produk yang dihasilkan
berdasarkan ukuran dari bioreaktor tersebut dapat dilihat pada table dibawah
ini.
|
No
|
Ukuran fermentor
|
Produk
|
|
1.
2.
3.
4.
|
1-20.000
40-80.000
100-150.000
Lebih dari 450.000
|
Enzim diagnostic, substansi biologi molekuler
Enzim dan antibiotic
Penisilin, antibiotic aminoglikosida, protease, amylase, transformasi
steroid, asam amino
Asam amino, asam glutamat
|
Sumber (google.co.id)
Ratledge.
(2001) mengatakan untuk melakukan produksi skala besar menggunakan bioreaktor
dibutuhkan proses peningkatan skala (scale up). Parameter kinetik merupakan
acuan dalam peningkatan skala bioreaktor.
Parameter kinetik dalam bioreaktor ialah pengaturan suhu, pH, aerasi,
agitasi, dan agen antifoam. Pengaturan
suhu dalam bioreaktor dilakukan dengan cara pemompaan air dingin ke bagian
jaket bioreaktor. Pengaturan pH
dilakukan dengan cara pemberian asam seperti HCl dan basa seperti NaOH. Agitasi
dalam bioreaktor dibutuhkan untuk homogenisasi isi bioreaktor dan aerasi dalam
bioreaktor. Jika organisme dalam bioreaktor bersifat aerob maka udara (oksigen)
harus dimasukkan ke dalam bioreaktor. Udara dalam bioreaktor dimasukkan melalui
sparger yang berada di bawah. Dalam proses aerasi dan agitasi kadang-kadang
dihasilkan foam yang dapat mengganggu reaksi biokimia dalam bioreaktor. Oleh
karena itu, dibutuhkan agen antifoam untuk mencegah terjadinya foam. Agen
antifoam yang umunya dipakai dapat berupa minyak sawit ataupun tween.
2.5
Pertumbuhan mikrobia dalam bioreaktor
Pertumbuhan mikrobia
adalah peningkatan semua komponen sel, sehingga menghasilkan peningkatan ukuran
sel dan jumlah sel (kecuali mikrobia yang berbentuk filamen) akan menyebabkan
peningkatan jumlah individu di dalam populasi (Mukesh et., al. 2004).
Mukesh et., al. 2004 mengatakan Pertumbuhan
mikrobia dalam bioreaktor terjadi secara pertumbuhan individu sel dan
pertumbuhan populasi pertumbuhan individu sel meliputi peningkatan substansi
dan komponen sel, peningkatan ukuran sel serta pembelahan sel. Sedang
pertumbuhan populasi meliputi peningkatan jumlah akibat pembelahan sel dan
peningkatan aktivitas sel yang melibatkan sintesa enzim.
Dalam pertumbuhan
mikrobia juga terlibat proses metabolik yaitu mulai dari transport nutrien dari
medium ke dalam sel, konversi bahan nutrient menjadi energi dan konstituen sel,
replikasi kromosom, peningkatan ukuran, dan massa sel serta pembelahan sel
secara biner yang terjadi pula pewarisan genetik (genom turunan) ke sel anakan.
Kinetika pertumbuhan
mikrobia dalam system diskontinu, kontinu, dan semikontinu, studi kinetika
pertumbuhan dan fermentasi diperlukan sebagai dasar untuk memahami setiap
proses fermentasi. Kinetika pertumbuhan mikrobia terutama menguraikan tentang
kecepatan produksi sel (biomassa) dan pengaruh lingkungan terhadap
kecepatannya. Pengamatan pertumbuhan mikrobia tidak cukup untuk mengetahui
apakah biakan tumbuh atau tidak (Pengamatan kuantitatif) tetapi juga diperlukan
pengamatan yang bersifat kualitatif dari studi kinetika pertumbuhan.
Shetty et., al. (2006) Pengukuran pertumbuhan secara kuantitatif
disajikan dalam bentuk kurva yang menunjukkan hubungan antara waktu dan jumlah
biomassa. Data pengamatan pertumbuhan mikrobia perlu diamati
parameter-parameter seperti:
1. Kecepatan pertumbuhan (specific
growth rate)
2. Waktu mengganda (doubling time)
3. Hasil pertumbuhan (growth yield)
4. Kemampuan metabolisme (metabolic
quosient)
5. Affinitas substrat
6. Jumlah maksimum biomassa
Kinetika untuk
pertumbuhan mikrobia pembentuk koloni, filament maupun imobilisasi sel memiliki
kinetika pertumbuhan yang lebih kompleks.
Pertumbuhan untuk
mikrobia yaitu peningkatan semua komponen di dalam sel sehingga menghasilkan
suatu peningkatan ukuran sel dan pembelahan sel (kecuali mikrobia yang
membentuk filamen) sehingga terjadi peningkatan jumlah individu di dalam
populasi.
Pertumbuhan
mikrobia di dalam bioreactor (Ratledge.2001):
- . Pertumbuhan
individu sel;
a. Peningkatan
substansi dan komponen sel
b. Peningkatan ukuran
sel
c. Pembelahan sel
- Pertumbuhan
populasi
a. Peningkatan jumlah
akibat pembelahan sel
b. Peningkatan
aktivitas sel yang melibatkan sintesis enzim
Reproduksi sel bakteri:
1.
Pembelahan biner: proses pembelahan sel
menjadi dua sel anakan yang mempunyai ukuran
yang sama.
2.
Melibatkan 3 proses:
a.
Peningkatan ukuran sel (pemanjangan sel) : memerlukan
pertumbuhan
dinding sel, yaitu untuk menutup permukaan pada sisi tertentu.
b. Replika DNA : indikasi pertumbuhan awal pada sel
bakteri.
c. Pembelahan sel : diawali dengan invaginasi
lapisan di bagian tengah sel hampir semua bakteri menerima DNA.
Proses metabolik yang
terlibat dalam pertumbuhan yaitu:
1. Transfortasi
nutrient dari medium ke dalam sel
2. Konversi bahan
nutrient sehingga menjadi tenaga dan konstituen sel
3. Replikasi sel
kromosom
4. Pengukuran ukuran
dan massa
5. Pembelahansel secara biner yang dibarengi dengan
pewarisan genetik ke sel anakan
2.6
Pemilihan Bioreaktor
Christael. (2007)
mengatakan Jenis makhluk hidup yang digunakan yaitu, pertama sifat aerobik atau
anaerobik berupa pasokan O2 dengan pendispersian udara, yang kedua jenis dan
ukuran makhluk hidup sel tunggal yaitu tidak tahan terhadap gaya geser dan
perlu dispersi udara lebih tinggi, dan yang ketiga letak pertumbuhan dalam
bioreaktor yaitu tumbuh di permukaan (bentuk bed/tray)
Sedangkan Sifat media:
- Sifat fisik
substrat
Gas, cairan dan senyawa larut air, bahan
padat larut air, bahan cair tidak larut air, padatan larut sebagian, padatan
tidak larut
- Biokinetik
substrat
substrat yang menghambat/represi
pertumbuhan misal dengan fedbatch. produk pada konsentrasi tinggi yang
menghambat/represi misal dengan pengaturan multistage
- Viskositas
substrat dan produk
viskositas tinggi mengganggu agitasi dan
laju perpindahan oksigen.
Adapun pemilihan
bioreaktor dilihat dari parameter bioproses dan faktor produksinya (Christael.
2007)
Parameter
bioproses:
- OTR, oxygen
transfer rate
laju perpindahan
oksigen menentukan pertumbuhan sel aerobik
- Suhu
laju
pertumbuhan dan pembentukan produk tergantung suhu, sehingga suhu dikendalikan
misal dengan air pendingin atau sel tahan panas (termofilik)
- pH
Kecepatan reaksi
enzimatis dan laju pertumbuhan terbaik pada pH optimal.
Faktor
produksinya meliputi:
-
Biaya
-
Kemudahan mendapatkan bahan
-
Ketersediaan dan mutu tenaga kerja
-
Keadaan pasar
-
Ketersediaan energi
-
Aturan kerja dan keselamatan
-
Undang-Undang tentang pembatasan polusi
lingkungan
-
Nilai ekonomis hasil samping produk
2.7
Aplikasi Bioreaktor
Menurut John (1987) aplikasi
bioreaktor pada awalnya hanya digunakan untuk memproduksi ragi, ekstrak khamir,
cuka, dan alkohol. Namun, alat ini telah digunakan secara luas untuk
menghasilkan berbagai macam produk dari makhluk hidup seperti antibiotik,
berbagai jenis enzim, protein sel tunggal, asam amino, dan senyawa metabolit
sekunder lainnya. Selain itu, suatu senyawa juga dapat dimodifikasi dengan
bantuan mikroorganisme sehingga menghasilkan senyawa hasil transformasi yang
berguna bagi manusia. Pengolahan limbah buangan industri ataupun rumah tangga pun
sudah dapat menggunakan bioreaktor untuk memperoleh hasil buangan yang lebih
ramah lingkungan
Teknik bioproses atau
teknik biokimia (Bahasa Inggris: biochemical engineering) menurut (Roilbilad. 2011)
adalah cabang ilmu dari teknik kimia yang berhubungan dengan perancangan dan
konstruksi proses produksi yang melibatkan agen biologi. Agensia biologis dapat
berupa mikroorganisme atau enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Mikroorganisme yang digunakan pada umumnya
berupa bakteri, khamir, atau kapang. Teknik bioproses biasanya diajarkan
sebagai suplemen teknik kimia karena persamaan mendasar yang dimiliki keduanya.
Kesamaan ini meliputi ilmu dasar keduanya dan teknik penyelesaian masalah yang
digunakan kedua jurusan. Aplikasi dari teknik bioproses dijumpai pada industri
obat-obatan, bioteknologi, dan industri pengolahan air .
2.8
Prinsip
Umum Bioreaktor
Adapun
prinsip umum bioreaktor menurut Villadsen J, Lidén G. (2003). Yaitu sebagai
berikut :
1. Bejana
fermentor harus dapat dioperasikan secara aseptik dalam jangka waktu operasi
yang panjang.
2. Tingkat
aerasi dan pengadukan harus dilakukan memadai sesuai kebutuhan metabolisme
tanpa merusak pertumbuhan mikroorganisme.
3. Konsumsi
tenaga atau daya listrik sedapatnya sekecil mungkin.
4. Fermentor
harus dilengkapi system pengontrol suhu, pH, dan pengambilan sample.
5. Evaporator
yang mengakibatkan hilangnya sebagian cairan diusahakan tidak berlebihan.
6. Bejana
fermentor harus dirancang sedemikian rupa sehingga permukaan bagian dalam
licin.
7. Agar
penerapan penggandaan skala lebih mudah, bejana fermentor skala lab, pilot
plant dan skala industri mempunyai kesamaan bentuk geometris.
8. Bahan
yang digunakan untuk membuat ferentor hendaknya yang murah, tetapi memamerkan
hasil yang memuaskan.
9. Harus
diusahakan agar tersedia jasa pelayanan peralatan dan suku cadang untuk
kebutuhan industri.
DAFTAR
PUSTAKA
Christael L, Kawase Y, Znad H. 2007. Hydrodynamic
modelling of internal loop airlift reactor applying drift-flux model in bubbly
flow regime. Canadian J Chem Eng 1(7):1-8.
Debra R. Reinhart, Timothy G. Townsend (1997).
Landfill Bioreactor Design & Operation. CRC Press.
J. A. Scott, K. L. Smith (January 1997). "A
bioreactor coupled to a membrane to provide aeration and filtration in
ice-cream factory wastewater remediation". Water Research 31 (2): 69–74.
Jetsuya Tosa, Atsuo Tanaka, Takeshi Kobayashi,
Tetsuya Tosa (1992). Industrial Application of Immobilized Biocatalysts
(Biotechnology and Bioprocessing). CRC Press.
John Tampion, M. D. Tampion (1987). Immobilized
cells: principles and applications. Cambridge University Press
Mukesh Doble, Anil Kurnar Kruthiventi, Vilas Gajanan
Gaikar (2004). Biotransformations and Bioprocesses. MARCEL DEKKER Inc.
Peter M. Huck (1998). Design of Biological Processes
for Organics Control. Amer Water Works Assn.
Ratledge C, Kristiansen B. 2001. Basic
Biotechnology. Cambridge: Cambridge University Pr. Hal. 5-17
Roilbilad.2012.
BIOREAKTOR
http://roilbilad.wordpress.com/ bioreaktor /
(Diakses 11 Desember 2016 )
Shetty K, Paliyath G, Pometto A, Levin RE. 2006.
Food Biotechnology. Boca Raton: CRC Pr. Hal. 61-63.
Villadsen J, Lidén G. 2003. Bioreactor Engineering
Principles. New York : Plenum Press. Hal. 11-15.
Williams JA. 2002. Keys to bioreactor selection.
Chemical Eng Progress 98(3):34-41.
No comments:
Post a Comment