Bioreaktor Yakult.pdf

15
Tugas Bioreaktor (DESAIN FERMENTOR PADA PROSES PRODUKSI YAKULT) Teknologi Bioproses Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia ANGGOTA: Aulia Rahmi Dwini Normayulisa pUTRI Firnanda Rizki Riasta Laras Ragil Primantono Rachman

Transcript of Bioreaktor Yakult.pdf

Tugas Bioreaktor (DESAIN FERMENTOR PADA PROSES PRODUKSI YAKULT) Teknologi Bioproses Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia ANGGOTA: Aulia Rahmi Dwini Normayulisa pUTRI Firnanda Rizki Riasta Laras Ragil Primantono Rachman Mikroorganisme yang dipilih: Lactobacillus caseistrain Shirota

Proses pembuatan minuman probiotik ini dioperasikan dalam proses fed-batch, dengan cara mengkonversi glukosa dengan memanfaatkan mikroorganisme yang dapat membantu fermentasi. Glukosa yang digunakan sebagai substrat tersedia dalam bentuk campuran larutan antara susu skim bubuk dicampurkan dengan gula, glukosa dan air.Larutan inilangsung difermentasi,. DESKRIPSI PROSES SUBSTRAT DALAM PEMBUATAN YAKULT MEDIA DAN SUBSTRAT Susu Skim dan GlukosaLactobacillus casei strain shirota Memiliki padatan total 96,81%, protein 34,11%, kadar lemak 1,33%, dan kadar air 3,19%. Terdapat 3 jenis susu bubuk skim: - Low Heat (LH) yang diproduksi dengan suhu 750C selama 20 detik - Medium Heat (MH) diproduksi pada suhu 85-1050C selama 1-2 menit - High Heat (HH) diproduksi pada suhu 120-1350C selama 2-3 menit Merupakan bakteri kelompok asam laktat karena dapat mengubah laktosa dan gula lainnya menjadi asam laktat Sel berbentuk batang dengan ukuran0.4-0.6 x 2-3 mTumbuh pada suhu antara 27C and 43C, dengan suhu optimum 37C.Tumbuh pada fase anaerobik. Tumbuh pada pHminimum 3.5, kondisi optimal pada pH 6.5. Dalam yakult, terdapat 6.5 milyar bakteri L. casei tiap 65 mL botol (konsentrasi dari 108 CFU/mL) SUBSTRAT DALAM PEMBUATAN YAKULT SUBSTRAT Glucose Merupakan suatu gula monosakarida Rumus molekulnya adalah C6H12O6 Pada kondisi anaerob, bakteri menggunakan senyawa organik sebagai akseptro elektron terakhir pada jalur reaksi bioenergetik, yaitu glukosa Diperoleh dari tebu dan gula beet PRODUK HASIL REAKSI DALAM PEMBUATAN YAKULT Pembuatan yakult dengan mencampurkan susu skim yang telah dipasteurisasi dengan bakteri L. casei dilakukan pada suhu370C agar bisa menghasilkan asam laktat yang bisa mengentalkan susu. Metabolisme Anaerob Tahapan pertama adalah glikolisis yang akan menghasilkan 2 molekul piruvat, 2 ATP dan memberikan dua elektron dan satu hidrogen pada NAD+ sehingga menjadi NADH NADH akan digunakan untuk mengubah piruvat menjadi asam laktat C6H12O6 + 2 ADP + 2 fosfat 2C3H6O3 + 2ATP Gambar 1. Proses produksi Yakukt Sumber: yakult.co.id BLOK FLOW DIAGRAM PROSES PRODUKSI YAKULT Larutansusuyangmanisdisterilisasipadasuhuyangtinggiuntuk waktu yang cepat, berfungsi untuk menghancurkan bakteri yang telah adasebelumnyapadalarutantersebut.Larutantersebutdipindahkan ke dalam tangki pembibitan dengan muatan 6500 liter melalaui sistem tertutupdaripipadankatup.Padatangkiini,suhutangkidikurangi menjadi37CdanbakteriLactobacilluscaseistrainShirotahidup ditambahkankedalamnya.Lalu,larutaninidifermentasisekitarsatu minggusampaijumlahbakteriLactobacilluscaseimencapai konsentrasi idealnya.PROSES FERMENTASI MINUMAN PROBIOTIK YAKULT LactobacilluscaseistrainShirotadikulturdidalamtangkipembibitan sesuaidengankondisiyangoptimal.Kondisioptimaldikontrolpada suhuantara30Cdan45C,disarankan30Csampai38C,lebih disarankansuhuantara35Cdan38Cdanyangpalingoptimumpada suhu 37 C. pH dikontrol antara 6.0 sampai7.0, disarankan pada pH6.306.50.Lalu,sususkimbubukdicampurkandengan gula,glukosa dan disaring dengan air yang disterilkan untuk membuat larutan susu yang manis di tempat yang terpisah.Kinetika Reaksi Konversi Yield Selektivitas KINETIKA REAKSI Kapasitas produksi: 5000 botol/hari Volume: 65 mL/botol Volume total: 325 L Yield: 1 Konversi : 80 % BASIS REKAYASA FERMENTOR KOMPOSISI YAKULT BahanMassa (gram/65 mL) Skim Milk Powder2.03 Glukosa0.20 Air52.85 Gula14.40 Lactobacillus casei1.00 NoProcessRaw Material InOut Mass (kg)Density (kg/L)Volume (L) Mass (kg)Density (kg/L)Volume (L) 1Culture Tank Skim milk powder 10.151.039.854410.151.039.8544 glucose 5.001.164.31031.001.160.8621 Water 158.551.00158.5500158.551.00158.5500 L. casei 1.001.050.95245.001.054.7619 Total 174.70 173.6671174.70 174.0283 2Mixing Tank Culture Concentrate Skim milk powder 10.151.039.854410.151.039.8544 glucose 1.001.160.86211.001.160.8621 Water 158.551.00158.5500158.551.00158.5500 L. casei 5.001.054.76195.001.054.7619 Water 105.701.00105.7000105.701.00105.7000 Sugar 72.001.5945.283072.001.5945.2830 Total 352.40 325.0114352.40 325.0113 NERACA MASSA PRODUKSI YAKULT Susu skim Air 158.55 kg Susu skim 10.15 kg Lactobacillus Casei 1 kg Glukosa 5 kg CULTURE TANK MIXING TANK Air 105.7 kg Gula 72 kg Konsentrat Kultur Air 158.55 kg Susu skim 10.15 kg Glukosa 1 kg L. casei 5 kg Yakult Susu skim 10.15 kg Glukosa 1 kg Air 264.25 kg Gula 72 kg L. casei5 kg Konversi 47.5%Waktu kultur 9 jam ALIRAN NERACA MASSA PRODUKSI YAKULT DESAIN BIOREAKTOR Asumsi Kapasitas fermentor 217.5 L Dalam perancangan ini digunakan bakteri L. Casei yang akan mengubah glukosa menjadi asam laktat Proses berlangsung secara semi-kontinu DESAIN BIOREAKTOR (SIZING) Volume Tinggi dan Diameter Ruang Kosong V = 217.5 L H = 80 cm D = 60 cm Asumsi 20% merupakan kelebihan ruang kosong di dalam reaktor DESAIN BIOREAKTOR CULTURE TANK 60 cm 80 cm