continuous culture - fed batch

Download Continuous Culture - Fed Batch

Post on 19-Jan-2016

65 views

Category:

Documents

20 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Persentasi Continuous culture

TRANSCRIPT

  • CONTINUOUS CULTUREOleh :A.A.M. Dewi Anggreni, S.TP.,M.SiTIP FTP UNUD

  • Fase log dalam batch culture dapat diperpanjang dengan menambahkan medium segar/ baru ke dalam erlenmeyer / fermentor

    Aliran medium ke dalam fermentor berhubungan dengan volume fermentor; yang diistilahkan dengan kecepatan dilusi (D)

    F = kecepatan aliranV = volume fermentorD = Kecepatan pegenceran / delution rate (unit h-1) D = F / V

  • Perubahan konsentrasi sel pada / selama waktu tertentu :

    Dx/dt = growth out put

    Dx/dt = mx - Dx

  • Pada saat steady state, konsentrasi sel yang tersisa adalah konstant (dx/dt = 0)Sehingga :mx = Dxm = D

    m = mmax S / (Ks +S)

    Dx/dt = x (mmax S / (Ks +S) D)

  • Perubahan konsentrasi substratds/dt = substrat awal substrat keluar substrat yang dikonsumsi mikrobia

    Atau

    ds/dt = DsR Ds mmax x (S / Ks +S) y

  • Pada saat steady state, ds/dt = 0 dan dx/dt = 0x = Y (SR S)

    s = Ks Dmmax D

    x = konsentrasi sel steady state s = konsentrasi substrat sisa saat steady state y, Ks, mmax = konstanta kinetik yang spesifik untuk suatu m.o SRdan D = merupakan variabel yang merupakan faktor pengontrol

  • Y mempengaruhi xKs mempengaruhi s mmax mempengaruhi D yang dibolehkan

    !!! Nilai D dicari agar substrat dan sel yang terbuang rendah>> D x ; D mendekati D kritis

  • D crit = mmax SR/ Ks + SR

    Jadi D crit dipengaruhi oleh : mmax, SR, dan Ks.

  • Dalam sistem kontinyu, sering disebut chemostat karena : kecepatan pertumbuhan kultur dikontrol oleh lingkungan kimianya (lingkungan kimia yang merupakan komponen pembatas dalam medium)

  • Dalam sistem kontinyu, sering disebut Turbidostat : dimana konsentrasi sel dipertahankan konstan dengan mengontrol aliran medium sehingga turbiditas kultur dipertahankan mendekati batasan tertentu.

  • Untuk memonitor konsentrasi biomassa dapat dipakai :Konsentrasi CO2Chemostat (umum dipakai karena tidak perlu sistem kontrol yang kompleks)Turbidostat

  • Aplikasi sistem kontinyu :Minuman beralkoholProduksi biomassaIsolasi strain dan seleksi kultur

  • Contoh SoalBerapa kecepatan pengenceran yang terjadi di dalam kemostat jika secara kontinyu ke dalam kemostat (Volume 3,250 L) medium segar dialirkan dengan kecepatan 15 ml per menit.

  • JawabanDiketahui :V = 3,250 LF = 15 ml / menitD = ???Rumus : D = F/VJawaban :D = 0,015 x 60 / 3,250D = 0,28 unit / jam

  • FED BATCH CULTUREOleh :A.A.M. Dewi Anggreni., S.TP., M.SiTIP FTP UNUD

  • Pertumbuhan biomassaxt = xo + Y (SR S)

    xt = konsentrasi biomassa setelah waktu txo= konsentrasi inokulum awalY = konstanta produksi biomassaSR = konsentrasi substrat awalS = konsentrasi substrat residual

  • Bila dilakukan feeding pada saat x = x max, saat D < m max maka substrat input langsung dipakai oleh mikrobia dan input substrat = konsumsi selFSR ~ m X/Y

    FSR = kecepatan feedingX = total biomassa = x. VDimana V = v olume saat waktu t

  • Karena input substrat = konsumsi sel maka :ds/dt = 0Dx/dt = 0Meskipun total biomassa (X) meningkat pada waktu t tetapi konsumsi sel (x) yang ada relatif konstan.m ~ D kondisi quasi-steady state (seolah-olah steady state)

  • Dengan bertambahnya waktu maka D akan semakin kecil karena meningkatnya volume (V)Maka hubungan volume, kecepatan feeding dan dilution rate akan mengikuti persamaan :

    D = F Vo + Ft

    Vo = volume awal

  • Syarat quasi - ssD < m max SR >>> Ks

  • APLIKASI FED BATCH CULTUREPRODUKSI METABOLIT SEKUNDER (MISAL PENISILIN)

  • Produk fermentasiBiomassaProduk /metabolit :IntraselulerEkstraseluler

  • IntraselulerDiambil dari biomassaMetabolit dapat diekstraksi langsung dengan etanol 70% tanpa pemecahan selUntuk enzim, sulit diperoleh karena sel harus dipecah dahulu pada suhu rendah (0 4 oC) dengan sonikasiEtanol yang digunakan max 80%, bila lebih maka sel akan mengkerut, sulit untuk diekstraksi.

  • Ekstraseluler

    Cell-free supernatanUmumnya metabolit sekunder, kecuali ada rekayasa genetik