Teknik bioproses: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k minor changes |
|||
| (47 revisi perantara oleh 24 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
[[Berkas:Pengolahan_limbah_tekstil_secara_biologis.jpg|jmpl|Pengolahan [[limbah]] secara biologis merupakan salah satu aplikasi teknik bioproses.]]
'''Teknik bioproses''' atau '''teknik biokimia''' ([[Bahasa Inggris]]: ''biochemical engineering'') adalah cabang ilmu dari [[teknik kimia]] yang berhubungan dengan perancangan dan konstruksi proses produksi yang melibatkan [[agensia biologis]]. Agensia biologis dapat berupa [[mikroorganisme]] atau [[enzim]] yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Mikroorganisme yang digunakan pada umumnya berupa [[bakteri]], [[ragi]], atau [[jamur]]. Teknik bioproses biasanya diajarkan sebagai suplemen teknik kimia karena persamaan mendasar yang dimiliki keduanya. Kesamaan ini meliputi ilmu dasar keduanya dan teknik penyelesaian masalah yang dijumpai kedua jurusan. Aplikasi dari teknik bioproses dijumpai pada industri obat-obatan, [[bioteknologi]], dan industri pengolahan air.▼
▲'''Teknik bioproses''' atau '''teknik biokimia''' ([[Bahasa Inggris]]: ''biochemical engineering'') adalah cabang ilmu dari [[teknik kimia]] atau [[teknik biosistem]] yang berhubungan dengan perancangan dan konstruksi proses produksi yang melibatkan [[
== Bioreaktor ==
Sebuah
== Perancangan bioreaktor ==▼
[[Berkas:Bioreactor principle.svg |jmpl|300px|ka|Struktur suatu bioreaktor.]]
Perancangan bioreaktor adalah suatu pekerjaan [[insinyur|teknik]] yang cukup kompleks. Pada keadaan optimum, mikroorganisme atau enzim dapat melakukan aktivitasnya dengan sangat baik. Keadaan yang
Untuk bioreaktor skala laboratorium yang berukuran 1,5-2,5 L umumnya terbuat dari bahan kaca atau [[borosilikat]], tetapi untuk skala industri, umunya digunakan bahan baja tahan karat (''[[stainless steel]]'') yang tahan karat.<ref name="b">{{en}} {{cite journal
▲== Perancangan bioreaktor ==
| author = D. P. Middaugh, S. E. Lantz, C. S. Heard, J. G. Mueller
| year = 2004
| month = November
| title = Field-scale testing of a two-stage Bioreactor for removal of creosote and pentachlorophenol from ground water: Chemical and biological assessment
| journal = Archives of Environmental Contamination and Toxicology
| volume = 26
| issue =
| pages = 320-328
| doi = 10.1007/BF00203558
| id =
| url =
| format =
| accessdate =
}}</ref> Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi kontaminasi senyawa [[metal]] pada saat fermentasi terjadi di dalamnya.<ref name="b"></ref> Bahan baja yang mengandung < 4% kromium disebut juga baja ringan, sedangkan bila kadar kromium di dalamnya >4% maka disebut ''[[stainless steel]]''. Bioreaktor yang umum digunakan terbuat dari bahan [[baja]] 316 yang mengandung 18% [[kromium]], 2-2,5% [[molibdenum]], dan 10% [[nikel]].<ref name="b"></ref> Bahan yang dipilih harus bersifat non-toksik dan tahan terhadap sterilisasi berulang-ulang menggunakan uap tekanan tinggi.<ref name="b"></ref> Untuk mencegah kontaminasi, bagian atas biorektor dapat ditambahkan dengan [[segel]] aseptis (''aseptic seal'') yang terbuat dari campuran [[metal]]-kaca atau metal-metal, seperti ''O-ring'' dan gasket.<ref name="c"></ref> Untuk meratakan media di dalam bioreaktor digunakan alat pengaduk yang disebut agitator atau [[impeler]].<ref name="c"></ref> Sementara itu, untuk asupan udara dari luar ke dalam sistem biorektor digunakan sistem [[aerasi]] yang berupa sparger.<ref name="c"></ref> Untuk bioreaktor [[aerob]], biasanya digunakan kombinasi sparger-agitator sehingga pertumbuhan mikrooganisme dapat berlangsung dengan baik.<ref name="c">{{en}} {{cite book
|last = Mukesh Doble, Anil Kurnar Kruthiventi, Vilas Gajanan Gaikar
|first =
|title = Biotransformations and Bioprocesses
|publisher = MARCEL DEKKER Inc.
|year = 2004
|doi =
|id = ISBN 0-8247-4775-5 }}</ref>
Pada bagian dalam bioreaktor, dipasang suatu [[sekat]] yang disebut'' baffle'' untuk mecegah [[vorteks]] dan meningkatkan efisiensi aerasi.<ref name="d"/> ''Baffle'' ini merupakan metal dengan ukuran 1/10 diameter bioreaktor dan menempel secara radial di dindingnya.<ref name="d"/> Bagian lain yang harus dimiliki oleh suatu bioreaktor adalah [[kondensor]] untuk mengeluarkan hasil kondensasi saat terjadi [[sterilisasi]] dan [[filter]] (0,2 μm) untuk menyaring udara yang masuk dan keluar tangki.<ref name="d">{{en}} {{cite journal
▲Perancangan bioreaktor adalah suatu pekerjaan [[insinyur|teknik]] yang cukup kompleks. Pada keadaan optimum, mikroorganisme atau enzim dapat melakukan aktivitasnya dengan sangat baik. Keadaan yang mempengaruhi kinerja agensia biologis terutama [[temperatur]] dan [[pH]]. Untuk bioreaktor dengan menggunakan mikroorganisme, kebutuhan untuk hidup seperti [[oksigen]], [[nitrogen]], [[fosfat]], dan [[mineral]] lainnya perlu diperhatikan. Pada bioreaktor yang agensia biologisnya berada dalam keadaan tersuspensi, sistem pengadukan perlu diperhatikan agar cairan di dalam bioreaktor tercampur merata ([[homogen]]). Kesemua keadaan ini harus dimonitor dan dijaga agar kinerja agensia biologis tetap optimum.
| author = J. A. Scott, K. L. Smith
| year = 1997
| month = January
| title = A bioreactor coupled to a membrane to provide aeration and filtration in ice-cream factory wastewater remediation
| journal = Water Research
| volume = 31
| issue = 2
| pages = 69-74
| doi = doi:10.1016/S0043-1354(96)00234-5 }}</ref> Untuk proses [[inokulasi]] kultur, pengambilan sampel, dan pemanenan, diperlukan adanya saluran khusus dan pengambilannya harus dilakukan dengan hati-hati dan aseptis agar tidak terjadi kontaminasi.<ref name="e"></ref> Untuk menjaga kondisi dalam bioreaktor agar tetap terkontrol, digunakan [[sensor]] [[pH]], [[suhu]], anti-buih, dan [[oksigen]] terlarut (DO).<ref name="e"></ref> Apabila kondisi di dalam sel mengalami perubahan, sensor akan memperingatkan dan harus dilakukan perlakuan tertentu untuk mempertahankan kondisi di dalam bioreaktor.<ref name="e"></ref> Misalkan terjadi perubahan pH maka harus ditambahkan larutan [[asam]] atau [[basa]] untuk menjaga kestabilan pH.<ref name="e"></ref> Penambahan zat ini dapat dilakukan secara manual namun juga dapat dilakukan secara otomatis menggunakan bantuan pompa peristaltik.<ref name="e"></ref> Selain asam dan basa, pompa [[peristaltik]] juga membantu penambahan [[anti-buih]] dan [[substrat]] ke dalam bioreaktor.<ref name="e">{{en}} {{cite book
|last = Peter M. Huck
|authorlink =
|title = Design of Biological Processes for Organics Control
|publisher = Amer Water Works Assn
|year = 1998
|doi =
|id = ISBN 978-0-89867-936-6 }}
</ref>
== Aplikasi bioreaktor ==
Awalnya bioreaktor hanya digunakan untuk memproduksi [[ragi]], ekstrak [[khamir]], [[cuka]], dan [[alkohol]].<ref name="f"/> Namun, alat ini telah digunakan secara luas untuk menghasilkan berbagai macam produk dari makhluk hidup seperti antibiotik, berbagai jenis [[enzim]], [[protein sel tunggal]], [[asam amino]], dan senyawa [[metabolit sekunder]] lainnya.<ref name="f"/> Selain itu, suatu senyawa juga dapat dimodifikasi dengan bantuan [[mikroorganisme]] sehingga menghasilkan senyawa hasil [[transformasi]] yang berguna bagi manusia.<ref name="f">{{en}} {{cite book
|last = Jetsuya Tosa, Atsuo Tanaka, Takeshi Kobayashi, Tetsuya Tosa
|first =
|title = Industrial Application of Immobilized Biocatalysts (Biotechnology and Bioprocessing)
|publisher = CRC Press
|year = 1992
|doi =
|id = ISBN 978-0-8247-8744-8}}</ref> Pengolahan limbah buangan industri ataupun rumah tangga pun sudah dapat menggunakan bioreaktor untuk memperoleh hasil buangan yang lebih ramah lingkungan.<ref>{{en}} {{cite book
|last = Debra R. Reinhart, Timothy G. Townsend
|first =
|title = Landfill Bioreactor Design & Operation
|publisher = CRC Press
|year = 1997
|doi =
|id = ISBN 978-1-56670-259-1}}
</ref>
== Referensi ==
{{reflist}}
{{Technology}}
[[Kategori:Teknik kimia]]
[[Kategori:Bioteknologi]]
[[Kategori:Teknologi industri]]
| |||