Assignment Fermentasi

1.    1.   Untuk proses fermentasi menggunakan mikroba yang bersifat shear sensitive, fermenter yang tepat digunakan adalah fermentor jenis air-lift. Fermentor air-lift bekerja berdasarkan perbedaan berat jenis antara bagian cairan kultur yang kaya udara dalam riser dan cairan kultur yang kurang udara di dalam downcomer. Media fermentasi cair bersirkulasi digerakkan melalui riser oleh udara (gas lain, kadang oksigen murni) dipompa menuju bagian dasar melalui sparger. Karena mikroba shear sensitive adalah mikroba yang tidak tahan dengan adanya pengadukan secara mekanis. Jadi, tidak ada pengocokan mekanis pada fermentor jenis ini.

2.      Suatu produk intraselluler diproduksi melalui proses fermentasi batch. Langkah pertama proses recovery produk tersebut adalah distrupsi sel, karena distrupsi adalah perubahan  morfologi  yang terjadi setelah pembentukan struktur organ sehingga produk yang ada di dalam sel, karena adanya pengerusakan sel (disrupsi sel) akan membuat produk yang terkandung di dalam sel keluar yang terjadi akibat perubahan morfologi sel.

3.      Untuk mengendalikan terjadinya evaporasi media pada fermentasi submerged culture diperlukan alat penunjang berupa kondensor. Kondensor sebagai alat penukar kalor berguna untuk membuang kalor dan mengubah uap menjadi cairan kembali, karena Mekanisme yang terjadi pada kondensor yaitu saat substrat yang berada didalam tangki menguap, uapnya akan masuk ke dalam kondensor. Uap yang bersuhu tinggi tersebut didinginkan oleh kondensor.  Suhu uap didalam kondensor ini akan turun tetapi tekanannya tetap tidak berubah. Bila penurunan suhu gas mencapai titik pengembunannya maka akan terjadi proses pengembunan (kondensasi), dalam hal ini terjadi perubahan wujud gas (uap) menjadi liquid. Sehingga evaporasi dapat diminimalisir dan terkontrol dengan baik.

4.      Untuk mencegah terjadinya pemusatan bahan tidak larut dalam media selama proses fermentasi menggunakan fermenter berpengaduk yang menyebabkan ketidakhomogenan media diperlukan alat penunjang yaitu Baffles, baffle diletakkan secara vertikal pada fermenter. Saat impeller melakukan pengadukan, baffle yang berada disisi fermenter akan menghalangi arus perputaran cairan yang terjadi secara pemusatan yang mengakibatkan bahan tidak larut sempurna, karena mencegah terbentuknya fortek dan pemusatan bahan yang cenderung ditengah akan mampu merata kesegala sisi.

5.      Untuk mengatur kandungan oksigen terlarut dalam media fermentasi aerob diperlukan alat penunjang yaitu aerator dan agitator, karena kandungan bahan yang terlarut serta nutrisi yang ada di dalamnya dapat tercampur secara maksimal serta lebih merata, sehingga proses fermentasi berlangsung secara optimal. Fungsi dari aerator atau pompa itu sendiri adalah menyuplai udara ke dalam media fermentasi, dan sekaligus menguapkan atau mendorong hasil sisa-sisa pembakaran ke luar dari media fermentasi.

Aerator dikatakan baik, jika arus listrik yang menggerakkannya kecil, tetapi udara yang ditiupkannya relatif banyak dan terdapat adanya spreaderagar udara yang masukmudah larut dalam media tersebut. Sedangkan fungsi dari agitator adalah untuk meratakan aliran udara dari aerator, sehingga semua ruang dalam media fermentasi mendapatkan suplai udara dari luar, selain itu menghomogenkan media dengan mikroorganisme.

6.      Mengapa fermenter harus bisa dioperasikan secara aseptis? Karena dalam suatu fermenter harus dalam kondisi yang aseptis, supaya tidak ada bakteri lain yang tidak diinginkan, yang mampu mengkontaminasi produk. Sehingga mikroba yang diharapkan dapat bekerja secara optimal dan proses fermentasi tidak terganggu.

7.      Untuk meningkatkan efisiensi aerasi pada fermentasi batch diperlukan alat penunjang yaitu Baffles. Karena baffles dapat mencegah terbentuknya vortek (pusaran) air akibat agitasi. Sehingga dengan adanya buffel proses agitasi yang seharusnya menjadi tidak terganggudan proses fermentasi berjalan secara optimal.

8.      Water jacket diperlukan dalam fermenter untuk sistem pendingin. Sistem ini bermanfaat untuk mengatur suhu dalam fermentor yang dilakuan dengan cara pemompaan air dingin ke bagian jaket fermentor agar suhu dalam fermentor terkontrol, sehingga pertumbuhan mikroorganisme yang berperan dalam proses fermentasi tidak terganggu dan tidak mati.

9.      Untuk melakukan proses scale up perlu diperhatikan parameter internal dan eksternal, karena parameter internal meliputi jenis dan galur mikroba pemroses. Sedangkan parameter internal meliputi suhu inkubasi, pH medium, agitasi, aerasi, konsentrasi inokulum, konsentrasi substrat, tipe bioreaktor, pre-treatment substrat dll. Parameter-parameter tersebut dapat mengoptimalkan proses scale up.

            Faktor utama yang menyangkut scale-up yaitu: Perbandingan antara permukaan atau volume yang berubah, Pertumbuhan mikroba, Sterilisasi, dan faktor lingkungan.

10.  Dalam proses fermentasi continuous culture  perlu memperhatikan kecepatan pertumbuhan sel dan kecepatan pembentukan produk karena keadaan konstan saat proses berlangsung (steady state) yang artinya kecepatan konversi substrat menjadi produk dan massa sel akan seimbang dengan kecepatan outputnya sehingga kecepatan sel dan lingkungan kultur tidak berubah dengan perjalanan waktu.karena dalam hal ini dilakukan supaya pemberian perlakuan dari waktu ke waktu tidak berlebihan atau kekurangan. Sehingga hasil produk fermentasi yang diinginkan dapat sesuai. Perlakuan tersebut yaitu suhu, pH, aerasi, substrat, dan pengadukannya.

11.  Jelaskan perbedaan sifat tumbuh mikroorganisme pada kultur batch dan continuous!

Pada fermentasi sistem tertutup (batch culture) tidak dilakukan lagi penambahan nutrisi atau substrat setelah dilakukan inokulasi ke dalam medium steril didalam fermentor, kecuali penambahan oksigen, anti buih dan asam atau basa untuk pengaturan pH. Sehingga mikroorganisme yang dihasilkan pertumbahannya akan mengalami fase stasioner dan jumlahnya menurun akibat kekurangan nutrisi yang dibutuhkan.

 Sedangkan fermentasi sistem kontinyu nutrisi dan substrat ditambahkan terus menerus kedalam fermentor dan produk dipindahkan dari tangki fermentor secara terus menerus. Sehingga mikroorganisme tidak banyak mengalami fase stasioner dan jumlahnya akan tetap atau “steady state”.

12.  Metabolit mikroba yang bersifat growth associated adalah mikroba yang mampu memproduksi senyawa yang berupa metabolit primer. Waktu yang terbaik untuk melakukan proses pemanenan terhadap jenis metabolit tersebut adalah pada saat fase eksponensial karena pada saat fase eksponensial sel mikroorganisme selalu meningkat dengan kecepatan maksimum yang konstan. Produk yang dihasilkan sangat maksimal karena nutrisi pada fase ini tersuplai sangat banyak.



------------------------semoga bermanfaat bagi yang membutuhkan :)------------------------------