PRODUKSI PENISILIN I. PENDAHULUAN 1. Flow chart Penelitian, pengembangan, produksi dan isolasi 2. Historis penmuan penisilin 3. Industri penisilin modern 4. fermentasi sebagai suatu proses terpadu.Bagian Mikrobiologi . 1. Mikroorganisme prosedusen penisilin. 2. Alur metabolisme penisilin. 3. Regulasi produksi metabolit sekunder.Teknologi Fermentasi. 1. Strategi penelitian produksi penisilin. 2. Kontrol prosesing fermentasi penisilin. 3. Model of operation fermentasi penisilinIV. Isolasi dan pemurnian 1. Flow sheets Ekstraksi penisilin. 2. Analisa (kualitatif dan kuantitatif)V. Traetment Limbah

PENDAHULUANFlow Chart Penelitian, pengembangan Sampai Produksi Penisilin: 1. Skrining 2. Pengembangan starin 3. Konservasi strain. 4. Fermentasi labu kocok 5. Fermentasi dalam fermentor, Kecil besar 6. Isolasi dan pemurnian.Historis Penemuan Penisilin. 1. Scientic Discoveries ( gabungan pengalaman gagal dan keberun- tungan). 2. Alexander Felming (1929) Petri Staphylococcus terkontaminasi. zona bening ( lisogenik) Penicillium notatum. P.notatum ( tipe liar) 2 20 ui/ml P.chrysogenum (tipe liar ) 8 100 ui/ml P. chrysogenum Wisconsin Q-176 (1951) MAP Genealogi strain P. chrysogenum, familia Wisconsin

Industri Penisilin Modern a. Industri canggih padat modal t.d. Highly Engineered Unit Unit Steam generator ( 35 000 lb/h Unit fermentasi fermentasi produksi fermentasi seeding. Unit Kimia Ekstraksi Evaporasi Kristalisasi pengering vakum Unit Laboratorium, Litbang dan kualiti kontrol. Unit treatment limbah Unit kemas + gudang Unit perkantoran Unit bengkel.

Beberapa Permasalahan pada Penelitian, pengembangan dan Produksi Penisilin.

- Isolasi dan koleksi strain - Studi metode produksi: - Pemilihan medes of operation - Media - pH dan suhu optimum - Agitasi dan aerasi. - Lama proses - Prekusor - Studi metode isolasi dan pemurnian - Pilot plan - Produksi plan - Uji antibiotika - Treatment limbah.

Skema fermentasi sebagai satu proses terpadu - sel mikroorganisme - Bahan mentah ( medium) - Udara - Bioreaktor/ fermentor - Kontrol proses - Produk

II. Bagian MikrobiologiMikroorganisme produsen penisilin. Prograrm seleksi dan mutan------------------------------------------------------------------------------------------------------ Penicillium notatum (Fleming) 2 20 IU/ml tipe liar P. notatum (NRRL 832) 40 80 IU/ml tipe liar1943 P. chrysogenum (NRRL 1951) 80 100 IU/ml tipe liar seleksi NRRL 1951 B25 100 200 IU/ml sinar x X 1612 300 500 sinar uv Q 176 (Wisconsin) 800 - 1000 IU/ml (Krisogenik, pigmen berkurang) sinar UV BL 3 D 10 (Wisconsin) 800 1000 IU/ml nitrogen mustard 49 133 (Wisonsin) 1500 2000 IU/ml (sukar tumbuh) nitrogen murtard 51 20 (Wisconsin) 2400 IU/ml seleksi untuk mem- perbaiki pertumbuhan

seleksi 53 399 (Wisconsin) 2700 IU/ml seleksi untuk memper baiki pertumbuhan seleksi Strain komersial 5000 IU/ml ?Strain komersial 10000 IU/ml

========================================================

Program DNA rekombinan strain komersial 50 000 IU/ml

Alur Metabolisme penisilin

Regulasi Metabolit Sekunder

Teknologi Fermentasi Strategi penelitian produksi penisilin

Kontrol prosessing fermentasi penisilin - Kesetimbangan Massa: - Karbohidrat - NH4 + - Penisilin - Biomassa - pH konstan - Suhu konstan - DOT % aerasi : IVVM 200 300 rpm - CO2 - Busa - Kontaminasi - Viskositas - Prekusor

MODES OF OPERATION BATCH FED BATCH Kontinu ( khemostat)Peningkatan skala pada fermentasi - Peningkatan skala tidak dimaksudkan dalam pengertian satu arah dari kecil besar tetpi juga sebaliknya untuk memperoleh informasi tambahan. Karena itu disebut juga alih proses Alih proses adalah suatu studi untuk eksploatasi, pengaruh skala fermentasi pada berbagai parameter, baik fisiko-kimia maupun fisiologi ( biologi). Untuk model fermentasi aerobik, kondisi kritis adalah transfer massa O2 ( pengadukan dan aerasi) untuk memperoleh DOT optimum. Interdisiplin teknik kimia dan fisiologi mikroorganisme Perhitungan kuantitatif empiris. Setiap jenis fermentasi mempunyai kharakteristik sendiri Pendekatan .

Pendekatan teoritis dan empiris

Teoritis: Fenomena fisiko- kimia Fenomena fisiologi mikroorganismeAlih Proses Non Geometrik:

(kLa)1 (F/V) 1 HL1 dB2 3/2 VB 2 1/2 ------------ = -------------- ---------- ---------- ----------- (kLa)2 ( F/V)2 HL2 dB1 VB1

dB2 dB1 VB2 VB1 ( F/v)1 HL1 --------- = ------ (F/V)2 HL2

kLa1 k2a2 KLa = koefisien perpindahan volume oksigen F = Tingi cairan dalam fermentor V = Volume cairan dB = diameter gelembung VB = kecepatan gelembung naik

Flow Chart Prosedur Umum Alih ProsesTetapkan suatu set target atas dasar eksperimen laboratoriumBandingkan hasil eksperimen dengan hasil pada literatur ( buat trayek hasil : minimum dan maksimum Tetapkan Kondisi Operasi . studi ulang tetap4. Eksperimen Dalam Fermentor Kecil kan kondisi baru

ok tidak yaSusun kondisi operasi pd fermentor yg lebih besar

eksperimen ok tidak yaSusun kondisi operasi pd fermentor yg besar

Eksperimen ok Optimasi

Produksi