kinetika pertumbuhan mikroorganisme

Kultur BatchSistem batch : Mikroorganisme

ditumbuhkan pada media yang berisi semua nutrient yang dibutuhkan dengan faktor lingkungan yang sesuai.

Medium terbatas, Komponen nutrient habis

Produk samping akumulasi

Inhibisi Pertumbuhan

Jumlah biomassa pada fase stasioner bergantung pada komposisi media dan efisiensi mikroba dalam mengubah substrat menjadi sel

Konsentrasi sel pada fase stasioner, diberikan oleh persamaan:

x = Konsentrasi sel y = Yield faktor (g) Biomassa per g

substrat yang dikonsumsi = Konsentrasi substrat dalam medium y = Efisiensi sel dalam mengubah substrat

Biomassa

Biomassa pada sistem kultur batch

S = Konsentrasi substrat sisa Sistem Kultur Kontinu Memperpanjang fase logaritmik Penambahan media (nutrient habis diganti) Produksi sel kontinu Penggantian kultur sebanding dengan

produksi biomassa Steady-state Pertumbuhan sel yang dikontrol oleh

kompenen kimia pembatas pertumbuhan CHEMOSTAT

KINETIKA KULTUR KONTINU Aliran medium ke dalam sistem,

didefinisikan sebagai kecepatan pengenceran yaitu :

Perubahan konsentrasi sel dalam fermentor dalam periode tertentu :

Steady-state, keluaran dari biomassa dikompensasikan oleh pertumbuhan sel :

CHEMOSTAT, Kecepatan pertumbuhan spesifik dikontrol oleh kecepatan pengencer

operator MONOD :

Bila substrat berkurang di bawah konsentrasi yang mendukung pertumbuhan :

Kecepatan pertumbuhan sel < D, sel tercuci keluar bejana ⇢ biomassa ⇩

Konsentrasi substrat ⇧, [sel] ⇩ Konsentrasi subtrat ⇧, pertumbuhan sel

>D , biomassa ⇧ Konsentrasi sel dalam chemostate pada

steady state

Bila D (sel telah dikeluarkan dari bejana)

Perbedaan kultur batch dan kontinu Kultur kontinu bekerja pada keadaan Steady-

state Kultur kontinu bekerja pada keadaan substrat

terbatas, kultur batch, pada fase eksponensial substrat berlebih

Kecepatan pertumbuhan dikontrol oleh D dan <

1) Produk yang diperlukan mungkin hanya dalam jumlah kecil 2) Pasar memerlukan jumlah produk yang tidak tentu .3) Waktu simpan produk sangat singkat .4) Konsentrasi produk yang tinggi di dalam media dibutuhkan untuk

optimasi proses downstream.5) Beberapa produk metabolit hanya diproduksi pada fase stasioner .6) Ketidakstabilan strain memerlukan pembaharuan secara terus

menerus .7) Kebutuhan teknis lebih mudah .

Penambahan media baru pada sistem batch secara kontinu atau berurutan tanpa memindahkan cairan kultur

Konsentrasi biomassa pada fase stasioner

Media baru ditambahkan pada bejana D < semua substrat akan dikonsumsi

, x = konsentrasi sel = konstan

Quasi Steady state t , V D

F = Kecepatan alir = Volume awal kulturt = Waktu operasi “FED”

Sistem kultur

Lingkungan kimia harus mendukung mikroba untuk menghasilkan produk yang optimum

ekonomi Suhu proses harus optimum Kultur harus dijaga kemurniannya

Perancangan fermentor dan kondisi pengoperasian

Perancangan media kultur Model pengoperasian fermentasi

Bejana harus dioperasikan secara aseptik t

Cukup aerasi dan agitasi Kebutuhan metabolit

Pemakaian energi