Ppt. Materi Mid-bioreaktor

7/22/2019 Ppt. Materi Mid-bioreaktor

1/26

BIOREAKTOR

MIKROBIOLOGIINDUSTRI

Sri Wahjoeni S.Si.


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


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


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.


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.


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


7/26


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


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.


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 .


11/26

a. Piringan terbuka

b. Piringan van

c. Turbin terbuka

d. Propeller


12/26


13/26

BIOREAKTOR

KOMPONEN BIOREAKTOR

BAFFLE meningkatkan efisiensi aerasi dan mencegah aliranatau sirkulasi cairan kultur yang terlalu cepat.


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


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


16/26

BIOREAKTOR

JENIS BIOREAKTOR

1. Berdasarkan Tingkat Aseptis

2. Berdasarkan Sistem Aerasi

3. Berdsarkan Pemberian Substrat


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


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)


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


20/26

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


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



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


23/26

BIOREAKTOR


CONTINUOUS FERMENTOR

MO, nutrisi dan cairan dapat ikut terbuang

MO membutuhkan waktu utk beradaptasi lagi setiappenambahan nutrisi

Rentan thd MO kontaminan


24/26

BIOREAKTOR


FED BATCH FERMENTOR

Pemberian nutrisi secara berselang

Mikroorganisme lebih sehat karena nutrisidapat terpenuhi


25/26

EVALUASI1. Sebutkan dan jelaskan fungsi dari setiap

bagian Bioreaktor2. Sebutkan dan jelaskan secara singkat

jenis-jenis bioreaktor


26/26

PRINSIP KERJA BIOREAKTOR

Ppt. Materi Mid-bioreaktor

Documents

Transcript of Ppt. Materi Mid-bioreaktor