DASAR Dasar bioproses

DASAR Dasar bioproses1Pengertian dan ruang lingkup

Bioproses adalah kajian mengenai proses-proses yang melibatkan organisme (mikroorganisme) sebagai jasad pemroses substat (bahan Baku) menjadi suatu produkPRINSIP DASAR:

2Perkembangan BioprosesBioproses berkembang dengan semakin majunya ilmu di bidang biologi,terutama Bioteknologi dan Biologi Molekuler. Dalam ilmu-ilmu tersebut, banyak dipelajari proses-proses dasar yang menunjukkan bahwa reaksi-reaksi yang secara alami terjadi di dalam sel dapat dimanfaatkan, bahkan dapat dimanipulasi sesuai dengan keinginan manusia.

3Perkembangan BioprosesBioproses mengalami banyak perkembangan dari yang dirancang secara sederhana, dengan menggunakan mekanisme yang sederhana pula, sampai mencapai yang sangat canggih menggunakan digitasi komputer seperti sekarang. Semua itu adalah demi pertimbangan-pertimbangan tujuan peningkatan kinerja bioreaktor. Oleh karena bioreaktor sebagai wahana tempat berlangsungnya bioproses, maka rancang bangun bioreaktor merupakan hal penting untuk dapat merekayasa bioproses. Dalam bioreaktor faktor-faktor penentu terjadinya bioproses dapat diatur agar produknya sesuai dengan tujuan yang diinginkan.

4Rekayasa bioproses juga dapat dilakukan dengan cara merekayasa makhluk hidup yang digunakan dalam bioproses, yaitu dengan menghasilkan geneticaly modified organism (GMO). Dalam hal ini perlu pengetahuan tentang Biologi Molekuler dan Rekayasa Genetik. Akan tetapi memerlukan tingkat pendidikan dan ketrampilan yang sangat tinggi.

5BIOPROSES

Bioproses memerlukan bantuan kajian:Mikrobiologi: pemahaman tentang mikroba(jenis,struktur dan komponen sel)Fisiologi: proses-proses dan aktivitas sel suatu organismeBiokimia: reaksi-reaksi dan proses kimiawi dalam selGenetika: materi genetik pada sel

6Kenapa mikroba banyak digunakan dalam bioproses ?Ukurannya kecil, sehingga ratio luas dengan volume sel menjadi tinggiPerkembangbiakannnya cepatMateri genetiknya sederhanaDapat tumbuh pada berbagai mediumRelatif tidak menghasilkan limbah toksik (aman bagi lingkungan)

7CAKUPAN BIOPROSES1. PRODUKSI: Secara Komersial ada 4 jenis Produksi, yaitu:1. Biomassa sel2. Bio enzim3. Metabolit4. Transformasi/Biokonversi: Modifikasi suatu persenyawaan yang ditambahkan ke dalam fermentasiMETABOLIT:1. Metabolit Primer: metabolit yang essensial untuk pertumbuhan dan reproduksi sel. Contoh; Asam-asam organik: asam asetat, asam laktat, asam glutamat, asam amino, polisakarida, etanol dll.2. Metabolit Sekunder: -Hanya dibentuk oleh sejumlah kecil organisme-Tidak essensial untuk pertumbuhan dan reproduksi sel-Pembentukannya sangat tergantung pada kondisi lingkungan-Dihasilkan sebagai suatu grup yang strukturnya berhubunganContoh : zat antimikroba, zat pengatur tumbuh, zat-zat farmakologis.

82. PENGOLAHAN:A. LIMBAH INDUSTRI:-menjadi produk berguna-mencegah terjadinya polusiB. Persenyawaan xenobiotik/rekalsitron, sehingga dapat mengurangi polusiC. Bioleaching (pelindian bijih) dan perolehan minyak91.Generasi awal: fermentasi makanan dan minuman: Babilonia 6000SM, bir, anggur, yoghurt, keju,tempe, oncom, tape dsb2.Generasi kedua: penemuan antibiotika penisilin oleh A. Fleming (1928/1929)3.Generasi ketiga (1970-an): rekayasa genetika: antibodi monoklonal (1975)

Sejarah dan perkembangan bioproses10Aspek Kajian Bioproses1.Agen biologi (mikroba, enzim)2.Pendayagunaan secara teknologi dan industri3.Produk dan jasa yang dihasilkan

11Ruang lingkup BIOPROSES1.Skala laboratorium: tahapan penyeleksian mikroba atau deskripsi kinerja enzim : fermentor 1-5 liter2.Skala pilot-plan: optimalisasi kondisi-kondisi/variabel bioproses: fermentor 5 500 Liter3.Skala industri: mempertimbangkan perhitungan ekonomi : fermentor 500 5000 liter12KINERJA BIOPROSESPrinsip: efisiensi dan reproduksibilitas1.Identifikasi produk, substrat dan produk - produk antara2.Stokiometri proses 3.Kinetika laju bioproses4.Rancang bangun/pemodelan reaktor

13DIAGRAM ALIR BIOPROSES

14Contoh aktivitas dan produk bioprosesBidang kedokteran: antibiotika, vaksin, vitamin, steroid, hormon, antibodi, interferon dll.Bidang pertanian: biopestisida, pakan ternak, enzim xilase, kompos dan pupuk, bakteri penambat Nitrogen dll.Bidang industri kimia: etanol, aseton, butanol, asam organik, biopolimer, surfaktan, farfum dll.

15Contoh aktivitas bioproses lanjutanBidang agroindustri: minuman beralkohol, produk susu fermentasi, asam organik, enzim, antioksidan, zat pemanis, pewarna, aroma, dll.Bidang lingkungan: penanganan limbah secara aerobik dan anaerobik, pendayagunaan limbah dan residu organik, akumulasi dan biosorpsi logam, detoksifikasi senyawa xenobiotik dll

16Tingkat aplikasi teknologi bioprosesTingkat Rendah: metana, etanol, biomassa, penangan limbah, dllSedang : asam amino, enzim, asam organik, polimer dllTinggi (canggih) : interferon, hormon, vitamin, vaksin,antibiotika dll17

18

19