Xi. Prinsip-prinsip Bioproses Dan Kinerja Bioproses

8/16/2019 Xi. Prinsip-prinsip Bioproses Dan Kinerja Bioproses

1/12

BAB II

PRINSIP-PRINSIP

BIOPROSES DAN MANFAATNYA

II.1. Prinsip-prinsip Bioproses

a. Produk Bioproses

Kemampuan mikroorganisme sangat beragam dan kompleks, setiap jenis

mikroorganisme memiliki kelebihan dan kekurangan. Dalam pengembangan

bioteknologi serta penerapan bioproses, prinsip yang paling utama yang harus

diperhatikan, yaitu mendapatkan produk baru dan mengembangkan proses untuk

mengunduh produk. Untuk mencapai hal tersebut menurut Cruger dan Crueger

(1989 (! "rianto, #$$% dapat dilakukan melalui lima pendekatan, yaitu&

1. 'enggunakan isolat baru dan atau cara uji baru dalam penapisan untuk

menghasilkan metabolit baru.

#. 'odiikasi kirnia)i senya)a metabolit mikroorganisme yang sudah dikenal.

*. +ransormasi biologis yang menghasilkan perubahan molekul melalui proses

enimatik mikroorganisme

%. -usi protoplas interspesiik, dengan menggabungkan inormasi genetik dari

mikroorganisme yang berbeda. enya)a baru atau senya)a hibrida yang

dihasilkan dari metode yang dikembangkan, dapat diterapkan secara luas

dalam industri bioproses.

/. Klon ( gene cloning , yang dalam hal ini gen saling dipindahkan di antara

galur0galur yang berbeda, yang telah dikenal sebagai produser senya)a

tertentu. emindahan mungkin pula dilakukan terhadap mikroorganisme non0

produser sehingga diperoleh generasi yang termodiikasi atau produksi

senya)a baru.

!tas hal0hal tersebut di atas, pengembangan bioteknologi dan bioprosesmemerlukan interaksi kerja ahli0ahli dan beragam latar belakang keilmuannya,

seperti mikrobiologi, kimia, biokimia, genetika, dan teknik.

ada saat ini pemusatan produk bioteknologi dan bioproses, terutama pada

bidang khemoteraetik antara lain produksi senya)a anti tumor, senya)a anti

2irus, enim, dan hormon. erhatian ditujukan pula pada bioteknologi dan

biproses untuk produk pangan dengan menggunakan kultur mikroba starter yang

lebih baik, serta penggembangan bioteknologi lingkungan dan biodegradasi

polutan, dengan pencarian kultur mikroorganisme unggulan untuk mengatasi

senya)a toksik dan rekalsitran.


2/12

b. Penggunaan Mikroorganise

enerapan bioproses untuk menghasilkan produk bernilai ekonomis,

perbaikan kualitas lingkungan atau untuk melangsungkan suatu transormasi

kimia tertentu, memerlukan beragam mikroorganisme sesuai dengan tujuan yang

hendak dicapai. 'ikroorgaisme harus memiliki karakter tertentu sebagai syarat

dapat digunakan dalam bioproses. yarat0syarat mikroorganisme tersebut antara

lain&

1. 'ampu menghasilkan produk yang diinginkan,

#. 3arus dapat tersedia dalam bentuk kultur murni,

*. iat genetiknya stabil dan terbuka kemungkinan untuk manipulasi genetic,

%. +umbuh pada kultur skala besar,/. +idak bersiat patogenik terhadap manusia, he)an, dan tumbuhan.

Kultur liar dari alam seringkali menghasilkan beragam senya)a kimia

yang memiliki kemiripan kimia)i sehingga perlu pengembangan lebih lanjut agar

menghasilkan hanya satu senya)a utama. Kultur mikroorganisme dapat diperoleh

dengan isolasi dari berbagi sumber, seperti air, tanah, ra)a0ra)a bahkan celah

hidrotermal (hydrothermal ven di dasar laut dalam dan lingkungan ekstrem

lainnya. umber isolat, prosedur pengkayaan, dan media isolasi sangat

menentukan keberhasilan memperoleh isolat. Keberhasilan penapisan

mikroorganisme dengan kemampuan metabolisme tertentu sangat ditentukan oleh

jenis mikroorganisme dan deteksi akti2itasnya.

!. Pengebangan "a#ur Mikroorganise

enerapan bioproses pada umumnya menggunakan mikroorganisme

terpilih dengan kriteria unggul. +etapi beberapa bidang menggunakan

mikroorganisme liar dari alam tanpa melalui penapisan, pemilihan atau

pengembangan galur yang kompleks, misalnya pada produksi biogas, pengolahan

limbah, dan pengkomposan. Di lain pihak penerapan bioproses sudah maju, antara

lain dengan melakukan rekayasa genetik untuk mendapatkan mikroba mutan ataurekombinan.

+ujuan utama pengembangan atau pemilihan kultur mikroorganisme

adalah kriteria ekonomi. 'etode seleksi dan pengembangan galur

mikroorganisme dapat berlangsung bertahun0tahun dengan biaya yang besar,

tetapi dari kegiatan tersebut dapat diperoleh galur yang memiliki kemampuan

tinggi. 4alur yang terpilih diharapkan mampu& (1 mensintesis satu macam

produk utama, (# menghasilkan hasil metabolit yang lebih tinggi, (* )aktu

ermentasi yang pendek, (% memerlukan syarat tumbuh yang sederhana, (/

mampu menggunakan substrat yang murah, (5 tahan terhadap kondisi lingkungan

ermentasi yang kurang menguntungkan, serta (6 bersiat bakterioag.


3/12

(1) Rekombinasi DNA

engembangan galur yang biasa dilakukan, yaitu dengan melakukanrekombinasi D7!. alah satu masalah dalam rekombinasi D7! yaitu inormasi

dasar kode genetik mikroba yang biasa digunakan dalam bioproses relati masih

sangat terbatas. erubahan genetik yang diharapkan mendapatkan galur unggul

dilakukan pula melalui mutasi.

+eknologi genetik merupakan teknik pengembangan galur yang

memungkinkan manipulasi gen0gen pemba)a siat mikroorganisme.+eknologi

tersebut, meliputi rekombinasi in vitro, klon gen, manipulasi gen, dan rekayasa

genetik. Dengan teknik ini memungkinkan pemindahan suatu potongan rangkaian

D7! ke dalam jasad prokaryota atau eukaryota dan mereplikasikan potongan

D7! tersebut untuk keperluan klon.

(2) Mutasi genetik

'utasi dapat berlangsung secara spontan maupun secara induksi. 'utasi

spontan berlangsung secara alami tergantung pada kondisi pertumbuhan

mikroorganisme yaitu terjadi antara 1$01$ 1$0/ per generasi dan per gen. dalam

arti bah)a setiap sel membelah diri terus menerus, satu indi2idu akan mengalami

mutasi 1 gen se)aktu pembelahan diri sel mencapai jumlah indi2idu 1$0/ 1$01$

sel. Dengan menggunakan mutagen isik (seperti sinar U atau mutagen kimia)i

:misalnnya hidroksilamin (73#;3 atau senya)a kimia mutagen lainnya< dapat

meningkatkan rekuensi mutasi menjadi 1$ 0/ 1$0*. Untuk mendapatkan mikroba

produser metabolit sekunder, bahkan mencapai 1$0# 1$01 (Crueger =

Crueger,1989 (! "rianto, #$$%. engembangan galur untuk industri digunakan

mutasi buatan menggunakan mutagen, hal ini disebabkan mutasi spontan

berlangsung dengan rekuensi sangat rendah sehingga tidak eekti.

'utasi tenjadi karena perubahan struktur genom. >entuk perubahan

tersebut meliputi mutasi genom, yaitu perubahan yang tenjadi pada sejumlah

kromosom, mutasi kromosom, yaitu perubahan susunan gen0gen dalam

kromosom, mutasi gen ( gene mutation; point mutation, yaitu terjadinya

perubahan susunan basa dalam suatu gen. Dalam bioteknologi, umumnya mutasigen merupakan mutasi yang terpenting dalam perbaikan siat galur yang berupa &

1. transisi, yaitu digantinya basa purin oleh basa purin yang lain, atau basa

pirimidin oleh basa pirimidin lain,

#. transfersi, yaitu penggantian basa purin oleh basa pinimidin atau sebaliknya,

*. mutasi frameshift ( frameshift mutation, yaitu perubahan yang terjadi akibat

satu atau lebih nukleotida disisipkan atau dihilangkan, sehingga menyebabkan

perubahan dalam pembacaan kode genetik pada proses transkripsi dan

translasi, serta berakibat pada perubahan susunan asam amino pada protein

yang dihasilkan.


4/12

(a) Mutagen fisik

>eragam agen mutagen yang biasa digunakan dalam mutagenesis untuk

perbaikan galur, yaitu berupa mutagen isik dan kimia. 'utagen isik antara lain

berupa sinar U gelombang pendek #$$0*$$ nm dengan tingkat optimum pada

#/% nm. ada panjang gelombang tersebut mutasi yang tenjadi umumnya

terbentuknya dimer (timin0timin, timin0sitosin, dan 0sitosin0sitosin antara

pirimidin yang berdampingan atau pirimidin pada D7! pasangannya.

inar U dengan panjang gelombang (*$$0%$$nm memiliki kemampuan

membunuh dan mutagenik yang lebih rendah. ?ekti2itas mutagenesis sinar U

akan meningkat bila penggunaannya dikombinasikan dengan akti2ator berupa

pe)arna, misalnya deri2at psoralen.

inar pengion, seperti sinar @, y, dan β sering pula digunakan sebagai

mutagen. inar0sinar tersebut memiliki kemampuan penetrasi lebih besar darisinar U. Kerusakan yang terjadi dari penggunaan sinar tersebut yaitu putusnya

benang tunggal atau ganda. utusnya benang tunggal dapat mengalami perbaikan.

edangkan putusnya benang ganda dapat berakibat translokasi, in2ersi atau mutasi

khromosom serupa.

(b) Mutagen kimiawi

enya)a kimia, seperti 37;#, 73#;3, dan 70metil07A0nitro070

nitnosoguanidin (7+4, sering digunakan sebagai mutagen kimia)i. enya)a

tersebut menyebabkan kerusakan langsung terhadap D7!. ada penerapannya

dalam bioteknologi kadangkala penggunaan mutagen isik dan kimia)i digunakan

bersama0sama untuk mendapatkan galur yang diinginkan. rosesnya dapat

berlangsung mele)ati beberapa kali tahapan penerapan mutagern. elanjutnya

melalui beberapa tahapan penapisan dan pengujian akti2itas dapat diperoleh galur

yang diinginkan

(3) usi !rotoplas

-usi protoplas merupakan cara lain dalam perbaikan galur mikroba.

!rotoplas adalah sel yang dinding selnya dihilangkan secana enimatik (Crueger

= Crueger, 1989 (! "rianto, #$$%. rotoplas bakteni umumnya diperolehmenggunakan jasa enim lisoim, sedangkan actinomycetes dan cenda)an

menggunakan khitinase atau selulase. rotoplas sangat rentan terhadap lisis

sehingga diperlukan perlakuan khusus, yaitu dengan penggunaan medium yang

mengandung senya)a penyeimbang tekanan osmotik, misalnya sukrosa. ada

dasarnya usi protoplas dilakukan dengan menumbuhkan protoplas dari dua

mikroba yang memiliki karakteristik berbeda dalam suatu medium yang

mengandung polietilen0glikol (?4 yang berakibat pada usi protoplas0protoplas,

dan selanjutnya melakukan pertukaran bahan genetik, berlanjut dengan pemisahan

kembali, membentuk protoplas0protoplas terpisah dan masing0masing protoplas

selanjutnya mengalami regenerasi.


5/12

(") Regulasi Akti#itas $n%im

engaturan akti2itas enim dapat pula dilakukan untuk perbaikan galur.enelitian yang telah dilakukan dalam jangka panjang telah memberi pemahaman

bah)a akti2itas enim dapat dikendalikan atau diatur dengan berbagai

mekanisme. ada rangkaian metabolisme yang lurus atau tidak bercabang, produk

akhir akan menghambat akti2itas enim yang berperan pada a)al rangkaian

metabolisme, penisti)a ini disebut sebagai fee& ba'k inhibitor atau

penghambatan umpan balik. uatu perubahan konormasi dan penghambatan

(eek alosterik akan tenjadi bila suatu eektor produk akhir melekat pada sisi

spesiik enim (sisi alosterik, dengan demikian produk akhir akan menghambat

akti2itas enim secara non0kompetiti (Cruegen = Crueger, 1989 (! "rianto,

#$$%.

ada rangkaian biosintesis bercabang, penghambatan umpan balik dari

enim pertama terjadi oleh salah satu produk akhir yang akan menyebabkan

terganggunya pembentukan lebih dari satu produk akhir. >erbagai pola

penghambatan produk akhir yang berlangsung pada rangkaian biosintesis

bercabang, yaitu &

1. roduk akhir menghambat enim pertama setelah percabangan rangkaian

biosintesis.

#. +ahap pertama rangkaian biosintesis umumnya dikatalisis oleh beberapa

isoenim, yang masing0masing dapat diatur secara terpisah.

*. ?nim pertama adalah satu cabang rangkaian biosintesis yang hanya sedikit

dipengaruhi atau tidak dipengaruhi sama sekali oleh setiap produk akhir.

roduk akhir diperlukan dalam jumlah berlebih, agar penghambatan dapat

berlangsung (disebut sebagai penghambatan multi#alen.

%. 'asing0masing produk akhir dan suatu cabang rangkaian biosintesis

berperan sebagai inhibitor, yang mana penghambatan kumulati merupakan

akibat dan keseluruhan inhibitor.

Untuk menghilangkan pengaruh penghambatan produk akhir dapatdilakukan dengan menggunakan kultur mutan oksotroik (uoxotrophic mutants

yang telah kehilangan kemampuan menghasilkan produk akhir karena adanya

hambatan pada salah satu tahapan metabolismenya. Dengan menambahkan sedikit

produk akhir, maka pertumbuhan tetap berlangsung tetapi penghambatan umpan

balik dapat dihindari.

enghambatan oleh produk akhir dapat pula melalui seleksi mutan yang

tahan terhadap antimetabolit. Cara ini dapat dilakukan dengan mengubah struktur

enim, yang berakibat enim tidak lagi memiliki sisi pengaturan alosterik. 'utasi

dapat pula dilakukan pada gen operator atau regulator (mutan ;C, B, sehingga

mikroba akan menghasilkan enim konstituti dan terjadi kelebihan produksi.


6/12

4ambar & 'ekanisme enghambatan 'etabolisme

(a. ada biosintesis lurus

(b. ada biosintesis becabang

edang cara berikutnya, yaitu mutasi supresor. ada mutasi ini mutan

yang semula dikendalikan sisi alostenik tetap memiliki akti2itas enim tetapi tidak

lagi dikendalikan oleh sisi alosterik (Cruegel = Cruegel, 1989 (! "rianto, #$$%.

'eskipun cara di atas utamanya diterapkan pada metabolit primer, tetapi

hal tensebut berhasil pula diterapkan pada produksi metabolit sekunder. ada

rangkaian biosintesis bercabang yang secara bersamaan menghasilkan metabolit

primer dan sekunder. >iosintesis metabolit primer akan meningkatkan produksi

metabolit sekunder. roduksi metabolit primer dikendalikan oleh / gen yang

berbeda, yang meliputi &

1. 4en0gen struktural yang mengkode enim yang berperan dalam biosintesis

metabolit primer.#. 4en0gen regulator yang mengendalikan sintesis metabolit sekunder.

*. 4en0gen resistensi yang menjaga mikroba penghasil antibiotik tahan tenhadap

produk akhirnya.

%. 4en0gen permeabilitas yang menentukan pengambilan dan ekskresi senya)a0

senya)a.

/. 4en0gen regulator yang mengatur metabolisme primer dan secara tidak

langsung mempengaruhi biosintesis metabolit sekunder.

AA

BB

c

D F

GE

A

B

C

D

E (a)

enghambatan umpan balik


7/12

d. Subs$ra$ Bioproses

ubstrat produksi dalam bioproses merupakan salah satu aktor utama

yang menentukan kualitas dan kuantitas produk, kesinambungan produksi dan

harga jual produk. >iaya substrat karbon untuk suatu produk ermentasi dapat

mencapai #/06$E total biaya produksi (Cruegel = Cruegel, 1989 (! "rianto,

#$$%. Untuk menekan pembiayaan maka digunakan substrat dari limbah suatu

industri, misalnya molase.

ubstrat untuk kepentingan kulti2asi mikrooragisme harus mengandung

nutrien yang diperlukan bagi pentumbuhan dan produksi senya)a metabolik. ada

tingkatan produksi skala laboratorium dan mungkin skala pengembangan dapat

menggunakan substrat yang diketahui pasti komposisinya, tetapi pada skala

industri umumnya substrat yang digunakan merupakan substrat kompleks yang

tidak diketahui pasti komposisinya. ubstrat produksi skala industri, misalnya

molase dan corn step liquor (CSL . ecara kasar diketahui komposisi CF atau

molase, misalnya kadar glukosanya tetapi untuk komposisi rincinya tidak

diketahui.

Umumnya proses ermentasi sangat ditentukan oleh rasio CG7 yang tepat.

ada ermentasi yang tidak mensyaratkan sumber karbon khusus, biasanya

digunakan sumber karbon yang murah, antara lain molase yang merupakan

limbah industri gula, sulfite waste liquor yang merupakan limbah industri kertasekstrak malt amilum (pati limbah cair industri tahu0tempe atau etanol, whey

limbah cair industri keju, serta limbah hidrokarbon atau sampah onganik.

umber 7 dapat pula dipenuhi dan beragam sumber yang murah, kecuali

untuk ermentasi tertentu yang memerlukan sumber 7 khusus dan terkendali.

>eragam industri ermentasi menggunakan sumber 7 berupa garam0garam

ammonium, urea atau ammonia. ada beberapa industri digunakan corn step

liHuor, ekstrak yeast, pepton, dan tepung kedele.

e. Proses Produksi

roses produksi meliputi ermentasi dan pengunduhan hasil. ecara umum

ermentasi berdasarkan prosesnya dapat dilaksanakan dalam dua sistem dasar,

yaitu ermentasi sistem tertutup (batch) dan sistem sinambung (continue).

>eberapa proses ermentasi menggunakan sistem yang dikembangkan dari sistim

tertutup yang disebut sebagai fed-batch system. edang bila ditinjau dari

substratnya dapat dibedakan sebagai ermentasi substrat 'air dan substrat

pa&at.


8/12

4ambar & -ase0ase pertumbuhan mikroba

Keterangan & ! I -ase lag > I -ase log

C I -ase stasioner D I -ase kematian

ada sistem tertutup, substrat dimasukkan ke dalam bioreaktor atau

ermentor dan kemudian disterilisasi. etelah diinokulasi mikroorganime tidak

dilakukan penambahan substrat atau pengunduhan produk, kecuali pemasokan&

oksigen, senya)a anti0busa, asam atau basa untuk mengatur p3. ada sistem

ermentasi tertutup pertumbuhan mikroorganisme dapat digambarkan sebagai

ase lag, log, stasioner, dan kematian sebagaimana ditunjukkan gambar di atas.

ada ase lag mikroorganisme mengalami adaptasi terhadap medium dan

lingkungan yang baru. Dengan demikian tidak tenjadi pertumbuhan yang nyata,)aktu yang diperlukan untuk adaptasi sangat ber2aniasi. ada saat adaptasi

selesai, maka mikroba mengalami pentumbuhan yang sangat cepat dan dikatakan

ase pertumbuhan mikroorganisme berada pada ase logaritmik atau ase log atau

dikenal pula sebagai ase eksponensial. ada saat substrat habis dan kemungkinan

akumulasi senya)a toksik terjadi, maka pertumbuhan akan melambat dan

memasuki ase stasioner, yaitu ase di mana tingkat kematian dan pentumbuhan

seimbang. ada akhirnya pertumbuhan mikroba akan memasuki ase kematian,

yaitu ase yang mana pentumbuhan mikroorganisme hampir tidak tenjadi lagi dan

mikroorganisme akan mengalami kematian serta lisis.

o

g

J

u

m

l

a

h

'

i

k

r

o

b

!

>

C

aktu


9/12

-ermentasi fed batch dilakukan sebagaimana ermentasi sistem tentutup

tetapi unsur penentu pada medium diberikan dalam jumlah terbatas. etelah kurun

)aktu tertentu dilakukan penambahan unsur penentu. ada umumnya ermentasisistem fed batch ini dilakukan untuk ermentasi metabolit sekunder, misalnya

penisilin.

-ermentasi sistem sinambung dikatakan pula sebagai sistem terbuka, hal

ini dikarenakan selama proses berlangsung penambahan substrat dan

pengunduhan hasil dilakukan secara berkelanjutan pada keadaan yang setimbang.

%. Ta&ap Ak&ir Bioproses

emetikan atau pengunduhan hasil dapat dilakukan dengan pemurnian dan

pemekatan. emilihan metode pemetikanGpengunduhan ditentukan oleh jenis

produk, konsentrasi produk, keberadaan produk samping, stabilitas komponen

biologisnya, dan tingkat kemurnian yang disyaratkan. emurnian yaitu apabila

produk yang diharapkan harus dipisahkan dari komponen lainnya, misalnya

dipisahkan dari substrat atau senya)a metabolit lain. emurnian dapat dilakukan

dengan beberapa cara, antara lain& ekstraksi, distilasi, dialisis, kristalisasi, dan

presipitasi. edangkan pemekatan dapat dilakukan dan atau tanpa didahului

pemurnian. ada dasarnya pemekatan berarti menurunkan 2olume dengan

menyingkirkan atau membuang komponen lainnya, misalnya dengan mengurangi

kandungan air dari produk. Cara yang dilakukan untuk pemekatan, antara lain& penguapan, pemanasan, pengepresan, penghisapan, dan membeku0keringkan

( freezed 0drying .

ecana umum pninsip pemisahan produk dengan substrat atau komponen

lainnya ditunjukkan tabel berikut&

+abel & Dasar dan metode yang digunakan untuk pemisahan partikel dan molekul

Dasar

pemisahanGpemurnian'etode yang digunakan

Ukunan

partikelGmolekul (rim

Ukuran -ilter membrane

-ilter dalam (depth ilter

-iltrasi ultra

!yakan (sie2e

Khromatograi gel

L1$0# M 1$0#

L1$01 1$*

L1$0* 1$1

L1$1 1$*

L1$0* 1$#

Diusi ;smosis

Dialisis

?lektrodialisis

L1$0% 1$$

L1$0% 1$$

L1$0% 1$01

'uatan listrik ?lektrodialisis

ertukaran ion

L1$0% 1$01

L1$0% 1$01

+ekanan Uap Distilasi (-reee drying L1$0* 1$$

Kelarutan ?kstrasi pelarut (sol2ent L1$0*

1$1


10/12

+egangan permukaan engapungan ( flotation L1$01 1$*

>erat entriugasi ultra

entriugasiCounter luid lo)

edimentasi

L1$0* 1$$

L1$01 1$*

L1$$ 1$*

1$$ 1$*

>eberapa prinsip bioteknologi tersebut di atas secara otomatis juga sekaligus

sebagai prinsip0prinsip teknologi bioproses. 3al ini disebabkan karena teknologi

bioproses merupakan bagian dari bioteteknologi. ehingga setiap prinsip

bioteknologi dapat diaplikasikan pada teknologi bioproses.

II.'. (iner)a Bioproses

Kinerja ( performance bioproses sangat ditentukan oleh daya guna (eisiensi

dan tingkat keterulangannya (reproduksibilitas. Dalam pengembangan proses

bioindustri, prinsip0prinsip kerekayasaan amat bermanaat dalam hal0hal

sebagai berikut.

a. Iden$i*kasi subs$ra$ dan produk bioproses

ecara umum substrat yang digunakan dalam bioproses adalah substrat

karbon terasimilasi yang dapat berupa sumber karbon asal pertanian(sakarosa, tetes, pati, glukosa, laktoserum atau whey, selulosa, dan limbah

nabati, sumber kabon petrokimia (metanol, etanol, asa asetat,

alkanaGparain atau sumber karbon anorganik (C;#Gkarbonat. emilihan

substrat dan komposisi media disatu pihak tergantung pada kendala teknik

(konsentrasi, rendemen maksimum, puriikasi. Di pihak lain tergantung

pada kendala ekonomik (harga, keamanan. Bendemen dapat ditentukan

berdasarkan rasio metabolit atau biomassa yang diperoleh terhadap

substrat yang digunakan. 'emaksimumkan rendemen ini adalah tujuan

utama bioproses.

b. S$oikie$ri bioproses

Dalam suatu bioproses, ukuran bahan yang pasti tidak selalu tersedia.

'eskipun demikian, inormasi dapat diambil secara rinci berdasarkan

rasio berbagai produk dan substrat. ebagai contoh sumber karbon,

sumber nitrogen, pemasokan oksigen, serta at antara (intermediate.

Keragaman rasio tersebut sebagi reaksi terhadap perubahan lingkungan.

Dalam berapa bioproses, misalnya produksi protein sel tunggal (+ dari

hidrokarbon, ukuran energi juga mempunyai peran yang penting.


11/12

!. (ine$ika #a)u bioproses

'asalah pada butir (a dan (b di atas tidak dapat diselesaikan tanpa

memperhatikan skala )aktu. ada proses curah (batch perubahan produk,

at antara dan substrat merupakan hal yang penting karena melibatkan

)aktu proses. ;leh karena itu, laju dan kinetika proses merupakan

inormasi yang diperlukan. ebaliknya dalam bioproses sinambung,

rancangbangun dan analisis bioreaktor pada umumnya didasarkan atas laju

perubahan tersebut dan laju dilusi. emahaman kinetika bioproses

diperlukan untuk menentukan teknologi yang tepat dan strategi kondisi

operasi, dengan tujuan akhir untuk memaksimalkan produksi dan

konsentrasi produk. uriikasi dan pemisahan metabolit yang dihasilkan

juga memba)a akibat yang berarti pada proses yang optimal. >erdasarkan

hal0hal tersebut, instrumentasi dan pengendalian proses juga merupakan

hal yang sangat penting dalam bioproses.

d. Ran!angbangun bioreak$or

"normasi (a, (b, dan (c diperlukan sekali untuk tujuan akhir dari kajian

rekayasa bioproses, yakni rancangbangun dan analisis bioreaktor.

'eskipun ermentor bejana teraduk yang secara geometrik sangat populer,

kini banyak jenis ermentor dengan penampakan lain, seperti ermentor menara sering digunakan. erancangan biorektor pada umumnya melalui

tiga tahapan skala, yakni (1 skala laboratorium yang merupakan tahapan

seleksi mikroorganisme, (# skala pilot-plant untuk menerapkan kondisi

optimal, dan (* skala industri yang diterapkan dengan

mempertimbangkan ekonomi dan inansial bioproses ('angun)idjaja, Dj.

= !. uryani 199%.


12/12

Documents

Xi. Prinsip-prinsip Bioproses Dan Kinerja Bioproses