ppt. materi mid-bioreaktor
TRANSCRIPT
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
1/26
BIOREAKTOR
MIKROBIOLOGIINDUSTRI
Sri Wahjoeni S.Si.
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
2/26
BIOREAKTOR
BIOREAKTOR
Wadah / tempat berlangsungnya bioprosesTempat terjadinya reaksi enzimatis oleh katalis(m.o. atau enzim m.o.)Tempat pertumbuhan m.o. dalam mengubahsubstrat menjadi produk yang dikehendaki
= Suatu unit alat yg digunakan untuk melakukan suatuproses biokimia suatu bahan baku menjadi produk ygdiinginkan, prosesnya dikatalisis oleh enzim mikrobialatau mikrobial murni
Memenuhi SYARAT-SYARAT BIOREAKTOR
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
3/26
1. Dari bahan yang sesuai (gelas atau stainlesssteel, permukaannya halus, tidakmenimbulkan efek toksik dan tahan karat.
2. Menjamin pertumbuhan m.o dan produk3. Bebas Kontaminan4. Volume kultur relatif konstan (tdk bocor/
menguap)
5. Kondisi lingkungan fisik yang sesuai bagikatalis berinteraksi dengan substrat (suhu,pH, O2 terlarut dll)
6. Desain proses dapat dimonitor & dikontrol
BIOREAKTOR
SYARAT PROSES BIOREAKTOR
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
4/26
BIOREAKTOR
SYARAT FISIK BIOREAKTOR
1. Tidak boleh ada hubungan antara bagian sistem yangsteril dengan non-steril.
2. Hindari kelep-kelep / penghubung bentuk gelangan,karena bentuk demikian dapat mengendur akibat dari gerakan/fibrasi alat dan kenaikan suhu, danmemungkinkan kontaminasi.
3. Bila mungkin seluruh konstruksi alat dilas.4. Hindari ruang-ruang perangkap serta bentuk leher,karena ruangan seperti itu sulit untuk dibersihkan.
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
5/26
BIOREAKTOR
SYARAT FISIK BIOREAKTOR
5. Semua bagian sistem harus dapat disterilisasi secaratersendiri.
6. Setiap hubungan/kelep ke bejana harus dapatdisterilkan dengan uap.
7. Gunakan katup-katup yang mudah dibersihkanmaupun disterilkan
8. Tekanan dalam fermentor harus tetap positif sehinggakalau ada kebocoran akan mengarah ke luar.
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
6/26
BIOREAKTOR
STRUKTUR BIOREAKTOR
2 1
4
3
5 6
7
8
D
9
4
F
H L
KETERANGAN :
1 = pipa inokulasi2 = seal stirrer sahft3 = tinggi cairan kultur (=L)4 = baffle5 = pipa sambung6 = impeller7 = pipa udara steril8 = sparger udara9 = pipa pengeluaranH = tinggi fermentorD = diameter fermentor
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
7/26
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
8/26
BIOREAKTOR
KOMPONEN BIOREAKTOR
KOMPONEN FISIK1. Tangki substrat2. Sparger pompa udara : dispersi oksigen3. Impeller agitasi campuran substrat + sel4. Baffle saringan halus mencegah efek pusaran
akibat agitasi5. Sensor kontrol suhu, tekanan, agitasi, foam,
kecepatan aliran pH, kadar O2 danperubahan komposisi medium
KOMPONEN PROSES1. Biokatalis sel, enzim
2. Kondisi lingkungan dalam bioreaktor
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
9/26
BIOREAKTOR
KOMPONEN BIOREAKTOR
TANGKIFermentor kapasitas 1-30 Ldari gelas /stainless steel
permukaan halus, tidakmenimbulkan toksik& tahan karat.Fermentor kapasitas >30 L
biasanya dari stainlesssteel atau mild-steel.
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
10/26
BIOREAKTOR
KOMPONEN BIOREAKTOR
IMPELLER1. Memperkecil ukuran gelembung udara sehingga area
interface untuk transfer oksigen menjadi besar danmenurunkan jarak difusi
2. Mempertahankan keseragaman kultur di seluruhbagian fermentor .
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
11/26
a. Piringan terbuka
b. Piringan van
c. Turbin terbuka
d. Propeller
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
12/26
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
13/26
BIOREAKTOR
KOMPONEN BIOREAKTOR
BAFFLE meningkatkan efisiensi aerasi dan mencegah aliranatau sirkulasi cairan kultur yang terlalu cepat.
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
14/26
BIOREAKTOR
KOMPONEN BIOREAKTOR
SPARGER memasukkan udara ke dalam cairan kultur dalam fermentor
TIPE : Sparger berpori : untuk fermentor skala lab.
laboratorium, tanpa agitator
Sparger orifice : pipa berlobang-lobang, mudahtertutup mikrobaSparger nozel : pipa terbuka atau tertutup
di bawah impeller
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
15/26
BIOREAKTOR
SKALA BIOREAKTOR
1. SKALA LABORATORIUMDalam botol erlenmeyer ( 50-2000 ml dgn pengisianmaksimum 20 %).Kelebihan : dpt mengukur komposisi lar. nutrisi, suhudan suplementasi substratKelemahan : tdk dpt mengukur pH dan konsentrasioksigen
2. SKALA PILOT PROJECT
3. SKALA INDUSTRI
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
16/26
BIOREAKTOR
JENIS BIOREAKTOR
1. Berdasarkan Tingkat Aseptis
2. Berdasarkan Sistem Aerasi
3. Berdsarkan Pemberian Substrat
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
17/26
BIOREAKTOR
TIPE BIOREAKTOR
1. TIPE SEPTISM.O kultur campuranproduk : pengembang roti, brewing/bir
2. TIPE ASEPTIStidak ada m.o. kontaminan fine produk : antibiotik, SCP dll
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
18/26
BIOREAKTOR
SISTEM AERASI BIOREAKTOR
Stirred tank (menggunakan sistem agitasi) Bubble column (udara dialirkan melalui
sparger) Loop bubble column bioreactor (udara dan
media disirkulasi bersamaan melalui suatu
kolom)
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
19/26
Proses fermentasi : Sistem tertutup
Fermentor diisi olehnutrisi/medium, suhu & pH diset sterilisasiInokulum dimasukan prosesfermentasi hingga waktu ygditentukan
Proses s.d fase akhirlog/stasionerProses selanjutnya diulangTidak ada nutrisi yang
ditambahkan
Substrat Konsentrasiawal
Waktu
BATCH FERMENTOR
BIOREAKTOR
PEMBERIAN SUBSTRAT BIOREAKTOR
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
20/26
BIOREAKTOR
PEMBERIAN SUBSTRAT BIOREAKTOR
CONTINUOUS FERMENTOR Pemberian nutrisi secara kontinyu/berkala dalam jangka waktu tertentu Volume nutrisi di dalam reaktor harus tepat antaranutrisi yang dikeluarkan dan dimasukan harus ekivalen
Proses fermentasi bersifat sensitif terhadapkontaminasi, biomasa berkurang krn ikut terbuang,perubahan fase biotik
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
21/26
FED BATCH FERMENTOR
Intermediary bioreactor Nutrisi ditambahkan pada saat fase yang dibutuhkan SelamA proses fermentasi kecepatan pertumbuhanmo dan konsentrasi biomasa dapat dikontrol denganpenambahan nutrisi saat fase tertentu
BIOREAKTOR
PEMBERIAN SUBSTRAT BIOREAKTOR
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
22/26
BIOREAKTOR
RETENSI MIKROORGANISME
BATCH FERMENTORMikroorganisme tdk hilang selama proses fermentasiMO. Memiliki waktu utk beradaptasi dan kecepatanpembelahan maksimumBiotransformasi MO. Berjalan dgn baik dgnparameter lingkungan yang terkontrolMO dpt lebih cepat/lambat msk ke fase stasioner danterakumulasi toksin saat nutrisi terbatas
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
23/26
BIOREAKTOR
RETENSI MIKROORGANISME
CONTINUOUS FERMENTOR
MO, nutrisi dan cairan dapat ikut terbuang
MO membutuhkan waktu utk beradaptasi lagi setiappenambahan nutrisi
Rentan thd MO kontaminan
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
24/26
BIOREAKTOR
RETENSI MIKROORGANISME
FED BATCH FERMENTOR
Pemberian nutrisi secara berselang
Mikroorganisme lebih sehat karena nutrisidapat terpenuhi
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
25/26
EVALUASI1. Sebutkan dan jelaskan fungsi dari setiap
bagian Bioreaktor2. Sebutkan dan jelaskan secara singkat
jenis-jenis bioreaktor
-
7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor
26/26
PRINSIP KERJA BIOREAKTOR