kinetika pertumbuhan mikroorganisme
DESCRIPTION
fermentasiTRANSCRIPT
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