Download - Agro-Evaluasi Perhitungan Bioreaktor(1).ppt
-
BIOPROSES DAN BIOINDUSTRI
Evaluasi dan Perhitungan Bioreaktor (1)
Dosen : Ir. Imran Muhtar, M.S
Email: [email protected]
-
Hubungan Aktivitas Biomassa dgn Prinsip Kerja Bioreaktor
Substrat (S) Biomassa (X) + Produk (P)enzim
pH
Suhu (T)
O2
(aerob)
Pengadukan Sempurna (Homogen)
O2
(anaerob)
Aktivitas Biomassa dengan bantuan enzim (biokatalisator) akan memanfaatkan kondisi lingkungan yang optimum (pH, T, O2) dan substrat/nutrisi yang cukup untuk tumbuh dan memacu terbentuknya produk/metabolit yang diinginkan
Sistem Bioreaktor akan memberikan lingkungan fisik yang sesuai (pH, T, O2) dan homogen untuk perumbuhan biomassa/enzim secara maksimal
-
Perubahan konsentrasi substrat (S), produk (P) dan biomassa (X)
Laju Substrat Ditransformasi -rs = v dS/dt = v (S-S0)/t
Laju Produk Terbentuk rp = v dP/dt = v (P-P0)/t
Laju Biomassa Terbentuk rx = dX/dt = (X-X0)/t
-
Tipe sistem Bioreaktor
1. Batch (curah)
Tidak ada penambahan nutrien dan pemanenan produk atau pembuangan limbah selama proses kecuali udara (oksigen) untuk proses aerobik
2. Fed-batch (curah umpan)
Ada penambahan nutrien selama proses tapi tidak ada pemanenan sampai /pembuangan limbah sampai selesai
3. Continuous (sinambung) :
Ada penambahan nutrien dan pemanenan /pembuangan limbah selama proses
-
Fin =0
Fout =0
F = kecepatan penambahan nutrien (medium) (ml/jam, L/jam)In = masuk, out =keluarFin= Fout = 0Batch (curah)
waktu
Substrat (S)
Sel & substrat
Produk (P)
Sel (X)
-
Fed-batch (curah umpan)
Fin = F
ml/jam
Fout =0
Vo
Vt
waktu
Sel & substrat
Substrat (S)
Sel (X)
-
Continuous (sinambung)
Fin = F
ml/jam
Fout =F
Vt =vo
waktu
Sel & substrat
Substrat (S)
Sel (X)
Produk (P)
-
Monitoring pertumbuhan dan pembentukan produk
Pertumbuhan sel (X)Berat kering (g/L, mg/mL)Kekeruhan ( optical density) : spektrofotometerJumlah sel (hemositometer & mikroskop)Sisa substrat (nutrisi) (S): g/L, mg/mLPembentukan produk (P) : g/L, unit/mLKondisi lingkungan : pH, T, salinitas, Dissolved Oxygen, Oxygen Transfer Rate (OTR) -
Perubahan konsentrasi substrat (S), produk (P) dan biomassa (X)
Laju Substrat Ditransformasi -rs = v dS/dt = v (S-S0)/t
Laju Produk Terbentuk rp = v dP/dt = v (P-P0)/t
Laju Biomassa Terbentuk rx = dX/dt = (X-X0)/t
-
Yield (Y)
Yx/s : sel yang dihasilkan per substrat yang dikonsumsi(g sel/ g substrat), dx/ ds
Yp/s : produk yang dihasilkan per substrat yang dikonsumsi(g produk/ g substrat), dp/ds
Yp/x : produk yang dihasilkan per sel yang tersedia(g produk/ g sel), dp/ dX
-
Hubungan S,X,P
Laju pertumbuhan biomassa berbanding proporsional dengan laju penggunaan substrat (Rendemen Biomassa):
Yx/s = rx / rs
(X-X0 )= Yx /s . (S0-S)
Laju pembentukan produk berbanding proporsional dengan pertumbuhan biomassa (Rendemen Produk):Yp/x= rp / rx
(P-P0)= Yp/x . (X- X0)
- Selamat Belajar
t
S
S
t
X
X
Y
s
x
/
)
(
/
)
(
0
0
/
-
-
=
t
X
X
t
P
P
Y
x
p
/
)
(
/
)
(
0
0
/
-
-
=