ANGGOTA:
Aulia Rahmi Dwini Normayulisa pUTRI Firnanda Rizki Riasta Laras Ragil Primantono Rachman
Teknologi Bioproses Departemen Teknik Kimia Universitas Univer sitas Indonesia
DESKRIPSI PROSES 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 ini langsung difermentasi,.
Mikroorganisme yang dipilih: Lactobacillus casei
strain Shirota
SUBSTRAT DALAM PEMBUATAN YAKULT MEDIA DAN SUBSTRAT Susu Skim dan Glukosa 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
Lactobacillus casei
Merupakan
strain shirota
bakteri kelompok asam laktat karena dapat mengubah laktosa dan gula lainnya menjadi asam laktat Sel berbentuk batang dengan ukuran 0.40.6 x 2-3 μm Tumbuh pada suhu antara 27°C and 43°C, dengan suhu optimum 37°C. Tumbuh pada fase anaerobik. Tumbuh pada pH minimum 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 Rumus
suatu gula monosakarida
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 suhu37 0C 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
BLOK FLOW DIAGRAM PROSES PRODUKSI YAKULT
Gambar 1. Proses produksi Yakukt Sumber: yakult.co.id
PROSES FERMENTASI MINUMAN PROBIOTIK YAKULT strain Shirota dikultur di dalam tangki pembibitan sesuai dengan kondisi yang optimal. Kondisi optimal dikontrol pada suhu antara 30° C dan 45° C, disarankan 30° C sampai 38° C, lebih disarankan suhu antara 35° C dan 38° C dan yang paling optimum pada suhu 37° C. pH dikontrol antara 6.0 sampai 7.0, disarankan pada pH 6.30 — 6.50. Lalu, susu skim bubuk dicampurkan dengan gula,glukosa dan disaring dengan air yang disterilkan untuk membuat larutan susu yang manis di tempat yang terpisah. Lactobacillus casei
Larutan susu yang manis disterilisasi pada suhu yang tinggi untuk waktu yang cepat, berfungsi untuk menghancurkan bakteri yang telah ada sebelumnya pada larutan tersebut. Larutan tersebut dipindahkan ke dalam tangki pembibitan dengan muatan 6500 liter melalaui sistem tertutup dari pipa dan katup.Pada tangki ini, suhu tangki dikurangi menjadi 37°C dan bakteri Lactobacillus casei strain Shirota hidup ditambahkan ke dalamnya. Lalu, larutan ini difermentasi sekitar satu minggu sampai jumlah bakteri Lactobacillus casei mencapai konsentrasi idealnya.
KINETIKA REAKSI
Konversi
Kinetika Reaksi
Yield
Selektivitas
BASIS REKAYASA FERMENTOR
Kapasitas
produksi : 5000 botol/hari
Volume Volume
: 65 mL/botol total
: 325 L
Yield
:1
Konversi
: 80 %
KOMPOSISI YAKULT
Bahan
Massa (gram/65 mL)
Skim Milk Powder
2.03
Glukosa
0.20
Air
52.85
Gula
14.40
Lactobacillus casei
1.00
NERACA MASSA PRODUKSI YAKULT
In No
Process
Raw Material Skim milk powder
1
Culture Tank
glucose Water L. casei
Out
Mass Mass (kg) Density (kg/L) Volume (L) (kg) Density (kg/L) Volume (L) 10.15 1.03 9.8544 10.15 1.03 9.8544 5.00
1.16
158.55
1.00
1.00
1.05
174.70
Total
4.3103
1.00
158.5500 158.55 0.9524
5.00
1.16
0.8621
1.00 158.5500 1.05
173.6671 174.70
4.7619 174.0283
Culture Concentrate 10.15
1.03
9.8544
10.15
1.03
9.8544
1.00
1.16
0.8621
1.00
1.16
0.8621
158.55
1.00
5.00
1.05
Water
105.70
1.00
Sugar
72.00
1.59
Skim milk powder glucose 2
Mixing Tank
Water L. casei
Total
352.40
158.5500 158.55 4.7619
5.00
105.7000 105.70 45.2830
72.00
325.0114 352.40
1.00 158.5500 1.05
4.7619
1.00 105.7000 1.59
45.2830 325.0113
ALIRAN NERACA MASSA PRODUKSI YAKULT
Air 158.55 kg Susu skim 10.15 kg
Susu skim 10.15 kg Glukosa 1 kg Air 264.25 kg Gula 72 kg L. casei 5 kg
Air 158.55 kg Susu skim 10.15 kg Glukosa 1 kg L. casei 5 kg
CULTURE TANK
MIXING TANK
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 V = 217.5 L
Tinggi dan Diameter H = 80 cm D = 60 cm
Ruang Kosong Asumsi 20% merupakan kelebihan ruang kosong di dalam reaktor
DESAIN BIOREAKTOR CULTURE TANK
m c 0 8
60 cm
