Bioreaktor: Perbedaan antara revisi

'''Bioreaktor''' adalah sebuah [[peralatan]] atau[[ sistem]] yang mampu menyediakan sebuah [[lingkungan]] biologis yang dapat [[menunjang]] terjadinya [[reaksi]] [[biokimia]] dari bahan [[mentah]] menjadi bahan yang dikehendaki.<ref name=ratledge>{{en}} Ratledge C, Kristiansen B. 2001. Basic Biotechnology. Cambridge: Cambridge University Pr. Hal. 5-17.</ref> Reaksi [[biokimia]] yang terjadi di dalam bioreaktor melibatkan organisme atau komponen biokimia aktif ([[enzim]]) yang berasal dari [[organisme]] tertentu, baik secara [[aerobik]] maupun [[anaerobik]].<ref name=ratledge/> Oleh karena itu, bioreaktor biasanya terbuat dari bahan ''stainless steel'' karena bahan tersebut tidak bereaksi dengan bahan-bahan yang berada dalam bioreaktor sehingga tidak menggangu [[proses]] biokimia yang terjadi.<ref name=ratledge/> Selain itu, bahan tersebut juga anti [[karat]] dan tahan panas.<ref name=ratledge/> Selain itu, bioreaktor juga harus dapat menciptakan lingkungan yang [[optimum]] bagi [[mikroorganisme]] ataupun reaksi yang diinginkan maka diperlukan pengontrolan.<ref name=william>{{en}} Williams JA. 2002. Keys to bioreactor selection. ''Chemical Eng Progress'' 98(3):34-41.</ref> Parameter yang biasa dikontrol pada bioreaktor adalah [[suhu]], [[pH]], [[substrat]] (sumber karbon dan nitrogen), [[aerasi]], dan [[agitasi]].<ref name=william/>

 

Komponen utama bioreaktor terdiri atas [[tangki]], [[sparger]], [[impeller]], [[saringan]] halus atau [[baffle]] dan [[sensor]] untuk mengontrol parameter.<ref name=vill>{{en}} Villadsen J, Lidén G. 2003. Bioreactor Engineering Principles. New York : Plenum Press. Hal. 11-15.</ref> Tanki berfungsi untuk menampung campuran substrat, sel mikroorganisme, serta produk.<ref name=vill/> Volume tanki skala laboratorium berkisar antara 1 – 30 L, sedangkan untuk skala industri dapat mencapai lebih dari 1 000 L. Sparger terletak di bagian bawah bioreaktor dan berperan untuk memompa [[udara]], dan mencegah pembentukan [[gelembung]] oksigen.<ref name=vill/> [[Impeller]] berperan dalam [[agitasi]] dengan mengaduk campuran substrat dan sel.<ref name=vill/> Impeller digerakkan oleh [[rotor]].<ref name=vill/> Baffle juga berperan untuk mencegah terjadinya efek [[pusaran]] air akibat agitasi yang dapat mengganggu agitasi yang seharusnya. [[Sensor]] berperan untuk mengontrol lingkungan dalam bioreaktor.<ref name=william/> Kontrol fisika meliputi sensor [[suhu]], [[tekanan]], agitasi, [[foam]], dan kecepatan aliran.<ref name=william/> Sedangkan, kontrol kimia meliputi sensor [[pH]], kadar oksigen, dan perubahan [[komposisi]] [[medium]].<ref name=william/><ref name=vill/>

 

Berdasarkan tingkat [[aseptis]] maka sistem bioreaktor terbagi menjadi 2, yaitu bioreaktor sistem [[non aseptis]] (untuk pengolahan [[limbah]]) dan bioreasktor sistem aseptis (untuk [[produksi]] [[sel]] dan produksi [[metabolit]]).<ref name=ratledge/> Untuk bioreaktor sistem aseptis diperlukan [[sterilisasi]] bioreaktor pada suhu dan tekanan yang tinggi.<ref name=ratledge/> Sedangkan, berdasarkan pemberian [[substrat]] maka sistem fermentasi dalam bioreaktor terbagi menjadi tiga, yaitu ''batch fermentation'', ''continous batch fermentation'', dan ''fed batch fermentation''.<ref name=she>{{en}} Shetty K, Paliyath G, Pometto A, Levin RE. 2006. Food Biotechnology. Boca Raton: CRC Pr. Hal. 61-63.</ref> Pada ''batch fermentation'', makanan hanya diberikan satu kali saja kemudian produk dipanen.<ref name=she/> Pada ''continous batch fermentation'', makanan diberikan terus menerus.<ref name=she/> Pada ''fed batch fermentation'', makanan diberikan kemudian produk dipanen, makanan yang baru diberikan sebelum makanan pertama yang diberikan habis.<ref name=she/> Lalu, bila kita melihat sistem aerasinya, bioreaktor dibagi menjadi bioreaktor ''stirred tank'', ''bubble column'', dan ''loop airlift''.<ref name=she/> Prinsip stirred tank bioreactor adalah menghasilkan [[aerasi]] dengan menggunakan agitasi [[mekanis]], yaitu dengan [[impeller]]. Pada ''bubble column bioreactor'', udara dalam bentuk gelembung dimasukkan ke media melalui [[sparger]] untuk aerasi. Sedangkan, pada ''loop airlift bioreactor'', udara dan media disirkulasi bersamaan melalui kolom yang dimasukkan ke dalam kolom lain.<ref name=vill/><ref>{{en}} Christael L, Kawase Y, Znad H. 2007. Hydrodynamic modelling of internal loop airlift reactor applying drift-flux model in bubbly flow regime. ''Canadian J Chem Eng'' 1(7):1-8.</ref>