R O T K A E R O I B I S I DEFIN Suatu unit alat yang digunakan untuk melangsungkan proses biokimia (fermentasi) dari suatu bahan baku tertentu menjadi prr o d u k y a n g d i i n g i n k a n , d i m a n a p r o s e s n y a p dikatalisis oleh enzim-enzim mikrobial atau isolat enzim murni.
M A C A M MACAMR O T K A BIORE
1. Bioreaktor aseptis : misalnya bioreator untuk produksi antibiotik, asam amino, polisakarida, danm protein sel tunggal
!. Bioreaktor non-aseptis : banyak dijumpai dalam pe p embuatan ragi roti (baker jeast) dan pembuangan airan limbah
FERMENTOR BERDASARKAN TINGKAT ASEPTIS
"#$%#&'$ S#*'+S "#$%#&'$ && S#*'+S
Fermentor Aseptis Fermentor Non-
FERMENTOR BERDASARKAN SISTEM AERASI : 1. STIRRED TANK (MENGGUNAKAN SISTEM AGITASI) 2. BUBBLE C OLUMN (UDARA DIALIRKAN MELALUI SPARGER) 3. LOOP BUBBLE COLUMN BIOREACTOR (UDARA DAN MEDIA DISIRKULASI BERSAMAAN MELALUI SUATU KOLOM)
R O T K A E R O MACAM BI S A T I S A P A K N A K R A S A D BER 1.Skala laboratorium : ukuran 1-1 liter !.Skala pilot : ukuran 1-1 liter . Skala industri : .-1. gallon Setiap fermentor harus mempunyai /head spae0 sekitar atau 12 dari 3olume total, yang berguna untuk menyediakan ruangan pada 4aktu aerasi dan pembentukan buih.
FERMENTOR LAB DAN PILOT
FERMENTOR INDUSTRI
HAL-HAL ANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM PENENTUAN MODEL BIOREAKTOR 1. Pemilihan sistem fermentasi (batch, continuous, fed batch). 2. Tipe bioreaktor dan cara operasinya. 3. Sifat-sifat mikroba yan diunakan !. "elakukan penelitian pendahuluan untuk menentukan kondisi optimum suatu alur mikroba pada skala laboratorium, lalu di-scale up hina layak untuk diproduksi skala industri.
T S ARA R O T K A BIORE 1. Tidak boleh ada hubunan antara baian sistem yan steril denan non-steril. 2. #indari kelep-kelep $ penhubun bentuk elanan, karena bentuk demikian dapat menendur akibat dari erakan$%brasi alat dan kenaikan suhu, dan memunkinkan kontaminasi. 3. &ila munkin seluruh konstruksi alat dilas. !. #indari ruan-ruan perankap serta bentuk leher, karena ruanan seperti itu sulit untuk dibersihkan. '.
Semua baian tersendiri.
sistem
harus
dapat
disterilisasi
secara
. Setiap hubunan$kelep ke beana harus dapat disterilkan denan uap. *. +unakan katup-katup
mudah dibersihkan
ATURAN OPERASIONAL AGAR KONDISI STERIL 1.
Sterilisasi fermentor, denan uap bertekanan. "edium fermentasi dapat disterilkan bersama di dalam fermentor atau secara terpisah.
2. Sterilisasi penyediaan udara, dilakukan denan menunakan penyarin berserat atau penyarin absolut. 3. erasi dan aitasi, berkaitan denan enis bahan, struktur eometrik dan posisi pemasanannya serta penunaan seal/. !. Penambahan inokulum, nutrien dan bahan-bahan lain, harus dalam keadaan tekanan positif dan luban pemasukan dilenkapi sistem pemberian uap. '. Penambilan contoh (samplin). . Penontrolan buih. *. "onitorin dan penontrolan berbaai parameter
SENSOR PENGENDALI . 5ingkungan 6 sik - Suhu - 'ekan an - 7eepatan impeller
B. 5ingkungan kimia4i p9 ! terlarut 7onsentrasi gas ! keluar 7onsentrasi gas ! keluar "aktor lingkungan kimia lainnya -
-
- Busa - 5aju alir gas - 5aju umpan airan -8iskositas airan fermentasi - 7ekeruhan - %asukan tenaga orong
-
KARAKTERISTIK BAHAN PEMBENTUK FERMENTOR !" Fermentor #$p$sit$s !-%& 'iter (i$s$n)$ ter(*$t +$ri ,e'$s $t$* stainless steel perm*#$$nn)$ .$'*s ti+$# menim(*'#$n e/e# to#si# +$n t$.$n #$r$t" 0" Fermentor #$p$sit$s 1 %& 'iter (i$s$n)$ ter(*$t +$ri st$in'ess stee' $t$* mi'+-stee'"
2SATU IMPELLER MULTIBLADE3 0
!
%
F 4 5
4 6 H
8 7
9
D
L
0eteranan 1 pipa i nokulasi 2 seal stirrer sahft 3 tini cairan kultur () ! ba4 e ' pipa sambun impeller * pipa udara steril sparer udara 5 pipa peneluaran # tini fermentor 6 diameter fermentor
KOMPONEN SISTEM AERASI AGITASI FERMENTOR I ! e ll e "
S !a" $e" u k u r a n il e k r e p m e m . "u n g s i : 1 g a a r e a g in h se a ar d u g e le m b u n g sf e r o k si g e n 7unsi 1 mema n a tr k tu n u e a suk ka n udar a k e dalam in te r f k an n u r u n e m n a d ca r ir an k ultur dalam f e m e n ja d i b e s a r mentor . si u ja r a k d if se r a g a m a nT ipe 1 e k n a k n a h a t r e Spar er ber por i !. memp n to r . e m r e f (untuk n ia g a b h u r f e lu r m se en i to d r r u sk lt ala labor ator ium, ku tanpa aitator ), Spar er or i%ce (pipa ber loban-loban, mudah Ba#e ter tutup mik ro ba), dan Spar er no8el (pipa te r b uk a atau ter tutup d 7unsi 1 meninkatkan i ba9ah im p el le r ) siensi aerasi dan
e % menceah aliran atau yan sirkulasi cairan kultur
;ENIS-;ENIS FERMENTOR BERDASARKAN PEMBERIAN SUBSTRAT 2DENBIGHTURNER 2!97!3 : Bat%& 'e"ent" S*(str$ t
Proses fermentasi 1. Sistem tertutup
Konsentr$si $<$'
2. 7ermentor diisi oleh nutrisi$medium, suhu : p# di set sterilisasi
3. ;nokulum dimasukan proses fermentasi hina 9aktu y ditentukan
=$#t *
!. Proses s.d fase akhir lo$stasioner
'. Proses selanutnya diulan
. Tidak ada nutrisi yan ditambahkan
R E T N E M R E F S U O U CON TIN 1. Pee"ian n*t"isi +ntin*,e"+ala -ala an$+a te"tent*
se%a"a /a+t*
2. 0l*e n*t"isi -i -ala "ea+t" &a"*s te!at anta"a n*t"isi an$ -i+el*a"+an -an -ias*+an &a"*s e+ialen 3. P"ses e"entasi e"siat sensiti te"&a-a! +ntainasi4 iasa e"+*"an$ +a"ena i+*t te"*an$4 !e"*a&an ase iti+
R E T N E M R E F H C T A B FED 1. Inte"e-ia" i"ea%t" 2. N*t"isi -itaa&+an !a-a saat ase an$ -i*t*&+an 3. Sela !"ses e"entasi +e%e!atan !e"t**&an -an +nsent"asi iasa -a!at -i+nt"l -en$an !enaa&an n*t"isi saat ase te"tent*
Conto. ($t>. /ermentor p$+$ pro+*#si ')sin
RETENSI MIKROORGANISME DI DALAM FERMENTOR B$t>. Fermentor 1. "ikrooranisme tdk hilan selama proses fermentasi 2. "<. "emiliki 9aktu utk beradaptasi dan kecepatan pembelahan maksimum 3. &iotransformasi "<. &eralan dn baik dn parameter linkunan yan terkontrol !. "< dpt lebih cepat$lambat msk ke fase stasioner dan terakumulasi toksin saat nutrisi terbatas
Contino*s Fermentor 1. "<., nutrisi dan cairan dapat ikut terbuan 2. "<. "embutuhkan 9aktu utk beradaptasi lai setiap penambahan nutrisi 3. =entan terhadap "< kontaminan
