imobilisasi prin
TRANSCRIPT
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
1/29
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik
(tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik,
akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai
respirasidalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.
(Wikipedia Indonesia)
Fermentasi dilakukan untuk menghasilkan suatu produk bermanfaat baru memiliki
bermacam macam metode dan bermacam macam bakteri serta jamur dalam
penggunaannya. Salah satu dari metode fermentasi ialah immobiliasi sel. etode
immobilisasi sel meliputi berbagai cara, yaitu! cara fisik meliputi penjebakan atau
pembungkusan dengan gel alginat, cara kimia meliputi teknik pengikatan pada bahan
pendukung melalui ikatan"ikatan ionik, ko#alen, dan ikatan silang (cross linking).etode
yang dipakai dalam praktikum kali ini ialah immobilisasi sel secara fisik dengan
menggunakan bakteri Acetobacter aceti.$dapun kelebihan dari metode ini yaitu
melindungi sel dari kondisi buruk lingkungan sekitar, proses separasi menjadi lebih
mudah dan cepat, meningkatkan produktifitas sel karena dapat digunakan berulang kali,
serta memudahkan pemisahan sel dengan produknya.
I.2 Tujuan Praktikum
emahami dan menguasai prosedur penggunaan sel terimmobilisasi dalam proses
fermentasi
emahami tipe reactor yang tepat untuk sel terimmobilisasi
emahami karakteristik reaktor batch dan kontinyu yang menggunakan sel
terimmobilisasi
enge#aluasi kinerja reaktor %Packed Column&
emahami dan menguasai prosedur pembuatan sel terimmobilisasi
emahami karakteristik matriks pendukung sel terimmobilisasi
BAB II
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 1
http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_(biologi)http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_(biologi)http://id.wikipedia.org/wiki/Anaerobikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Oksigenhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Respirasi_anaerobik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Respirasi_selhttp://id.wikipedia.org/wiki/Anaerobikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Oksigenhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Respirasi_anaerobik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Respirasi_selhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sel_(biologi) -
7/25/2019 Imobilisasi Prin
2/29
DASAR TEORI
2.1 Sel Immoili!a!i
'eknologi immobilisasi memegang peranan penting dalam perkembangan proses
biokimia dalam suatu boreaktor. Sel yang mengalami immobilisasi (immoblized
mivrobial cells) telah banyak diterapkan dalam fermentasi misalnya produksi alkohol,
asam amino, antibiotik atau pada degradasi polutan limbah cair. Immobilisasi sel adalah
suatu proses untuk menghentikan pergerakan dari molekul sel atau enim dengan
menahannya pada suatu matriks.
elebihan immobilisasi sel dibandingkan dengan sel bebas (free cells) adalah
*. elindungi sel dari kondisi buruk lingkungan sekitar (suhu, p+, pelarut organic )
. -roses separasi menjadi lebih mudah dan cepat.
. eningkatkan produktifitas sel karena dapat digunakan berulang kali
/. emudahkan pemisahan antara sel dengan produk.
empertahankan stabilitas sel. 'eknik immobilisasi sel dapat digambarkan
sebagaipembatasan gerak fisik atau lokalisasi dari sel pada suatu 0ilayahruang dengan
preser#asi akti#itas katalis yang diinginkan.eunggulan 'eknik immobilisasi sel yaitu
dapat meningkatkanprodukti#itas #olumetrik, meningkatkan konsentrasi produkdalam
aliran keluaran, mampu menurunkan konsentrasi substratdalam aliran keluaran, danmencegah terjadinya wash outpadaaliran keluar produk.'erdapat empat macam teknik
immobilisasi yaitupengikatan pada permukaan, penjebakan dalam dalam matriksberpori,
penahanan di belakang penghalang dan agregasi sel
1alam penelitian ini digunakan metode immobilisasi penjebakandalam matriks berpori
(entrapment in porous matrix) yangdilakukan dengan menggunakan "araginan,
sebagaisupportingmatrice karena Indonesia kaya akan hasil laut yaitu alga merahsebagai
bahan dasar dari 2"araginan, sehingga bernilaiekonomis. 3leh karena itu perlu
dilakukan penelitian tentang%-rodukti#itas 4tanol dari olases dengan proses
fermentasikontiyu menggunakan 5akteriZymomonas obilis 1engan'eknik
Immobilisasi Sel "araginan dalam!ioreaktor Packed!ed&.
'eknik immobilisasi sel meliputi penempelan (attachment), penggumpalan
(aggregration), panangkapan (entrapment) dan peyalutan6enkapsulasi (encapsulation).
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 2
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
3/29
7enis matrik yang dugunakan ada yang bersifat sintetis seperti poliakrilamid dan
poliuretan.atrik sintesis ini mudah dan cepat serta tahan lama tetapi bersifat
karsinogenik sehingga jarang digunakan untuk produksi metabolit pangan.7enis matrik
alami seperti alginat, karaginan dan agar lebih aman dan murah.
Salah satu contoh dari penerapan immobilisasi sel adalah produksi etanol dari
"accharomeyes cereviseae menggunakan matriks kalsium alginat. $lginat merupakan
heteroplisakarida dengan rantai linier dari asam 1"manurat dan asam 8"guluronat,5ila larutan
natrium alginat dicampur dengan 9a9lmaka segera terbentuk gel yang tidak larut dalam air.
:eaksi antara natrium alginat dengan 9a9l dapat dimanfaatkan dalam imobilisasi sel"sel ragi
yag merupakan biokatalis dalam upaya memproduksi etanol dari molase secara fermentasi.
Fermentasi etanol dengan immobilisasi sel memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan
dengan cara kon#ensional.
9ontoh lain adalah immobilisasi enim kitin deasetilase. 4nim kitin deasetilase
ditambahkan ke dalam larutan natrium alginat ; dengan perbandingan * ! lalu diaduk merata.
; pada p+ ?.
Immobilisasi sel merupakan perkembangan bioteknologi yang dapat digunakan
sebagai salah satu langkah dalam mengatasi masalah pangan di dunia.Immobilisasi sel
menunjukkan efisiensi yang bagus dalam bidang fermentasi hingga harapannya nanti
dapat memenuhi kebutuhan pangan dunia dengan cepat.
2.2 Reaktor "olom
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 3
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
4/29
Reaktor adalah suatu alat proses tempat di mana terjadinya suatu reaksi
berlangsung, baik itu reaksi kimiaatau nuklirdan bukan secara fisika. 1engan terjadinya
reaksi inilah suatu bahan berubah ke bentuk bahan lainnya, perubahannya ada yang
terjadi secara spontan alias terjadi dengan sendirinya atau bisa juga butuh bantuan energi
seperti panas (contoh energi yang paling umum).-erubahan yang dimaksud adalah
perubahan kimia, jadi terjadi perubahan bahan bukan fasamisalnya dari air menjadi uap
yang merupakan reaksi fisika.
#.# A!am A!etat
@ugusasetilyang terdapat pada asam asetat merupakan gugus yang penting bagi
biokimia pada hampir seluruh makhluk hidup, seperti gugus asetil yang berikat pada
koenim $ menjadi senya0a yang disebut $setil"o$, merupakan enim utama bagimetabolismekarbohidrat dan lemak. Aamun demikian, asam asetat bebas memiliki
konsentrasi yang kecil dalam sel, karena asam asetat bebas dapat menyebabkan gangguan
pada mekanisme pengaturanp+sel. 5erbeda dengan asam karboksilat berantai panjang,
asam asetat tidak ditemukan pada trigliserida dalam tubuh makhluk hidup.Sekalipun
demikian, trigliserida buatan yang memiliki gugus asetat, triasetin (trigliserin asetat),
adalah at aditifyang umum pada makanan, dan juga digunakan dalam kosmetika dan
obat"obatan.$sam asetat diproduksi dan diekskresikan oleh bakteri"bakteri tertentu,
misalnya dari genus$cetobacterdan spesies9lostridium acetobutylicum. 5akteri"bakteri
ini terdapat pada makanan, air, dan juga tanah, sehingga asam asetat secara alami
diproduksi pada buah"buahan6makanan yang telah basi.
$sam asetat merupakan produk katabolisme aerob dalam jalur glikolisis atau
perombakan glukosa.$sam piru#at sebagai produk oksidasi glukosa dioksidasi oleh
A$1B terion lalu segera diikat oleh oenim"$. -ada prokariotaproses ini terjadi di
sitoplasmasementara pada eukariotaberlangsung pada mitokondria.
2.$ Acetobacter aceti
Acetobacteradalah sebuah genusbakteripenghasil asam asetat,ditandai dengan
kemampuannya mengubah etanol (alkohol) menjadi asam asetat (asam cuka) dengan
bantuan udara. $da beberapa bakteri dari golongan lain yang mampu menghasilkan asam
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 4
http://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_nuklirhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Fasahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gugus_fungsionalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gugus_fungsionalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Asilhttp://id.wikipedia.org/wiki/Biokimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Makhluk_hiduphttp://id.wikipedia.org/wiki/Koenzim_Ahttp://id.wikipedia.org/wiki/Asetil-KoAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Enzimhttp://id.wikipedia.org/wiki/Enzimhttp://id.wikipedia.org/wiki/Metabolismehttp://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrathttp://id.wikipedia.org/wiki/Lemakhttp://id.wikipedia.org/wiki/Lemakhttp://id.wikipedia.org/wiki/PHhttp://id.wikipedia.org/wiki/PHhttp://id.wikipedia.org/wiki/Trigliseridahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Triasetin&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Zat_aditif&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_ekskresihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Genushttp://id.wikipedia.org/wiki/Acetobacterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Clostridium_acetobutylicumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Clostridium_acetobutylicumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tanahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Aerobhttp://id.wikipedia.org/wiki/Glikolisishttp://id.wikipedia.org/wiki/Glukosahttp://id.wikipedia.org/wiki/Glukosahttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_piruvathttp://id.wikipedia.org/wiki/Nikotinamid_adenin_dinukleotidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Nikotinamid_adenin_dinukleotidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Koenzim-Ahttp://id.wikipedia.org/wiki/Prokariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Prokariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sitoplasmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Mitokondriahttp://id.wikipedia.org/wiki/Genushttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_asetathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_asetathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_asetathttp://id.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://id.wikipedia.org/wiki/Alkoholhttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_asetathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_asetathttp://id.wikipedia.org/wiki/Udarahttp://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_nuklirhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Fasahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gugus_fungsionalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Asilhttp://id.wikipedia.org/wiki/Biokimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Makhluk_hiduphttp://id.wikipedia.org/wiki/Koenzim_Ahttp://id.wikipedia.org/wiki/Asetil-KoAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Enzimhttp://id.wikipedia.org/wiki/Metabolismehttp://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrathttp://id.wikipedia.org/wiki/Lemakhttp://id.wikipedia.org/wiki/PHhttp://id.wikipedia.org/wiki/Trigliseridahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Triasetin&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Zat_aditif&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_ekskresihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Genushttp://id.wikipedia.org/wiki/Acetobacterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Clostridium_acetobutylicumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tanahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Aerobhttp://id.wikipedia.org/wiki/Glikolisishttp://id.wikipedia.org/wiki/Glukosahttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_piruvathttp://id.wikipedia.org/wiki/Nikotinamid_adenin_dinukleotidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Koenzim-Ahttp://id.wikipedia.org/wiki/Prokariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sitoplasmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Eukariotahttp://id.wikipedia.org/wiki/Mitokondriahttp://id.wikipedia.org/wiki/Genushttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_asetathttp://id.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://id.wikipedia.org/wiki/Alkoholhttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_asetathttp://id.wikipedia.org/wiki/Udara -
7/25/2019 Imobilisasi Prin
5/29
asetat dalam kondisi tertentu, namun semua anggota genusAcetobacterdikenal memiliki
kemampuan ini.
5akteri"bakteriAcetobacterdikenal penting secara komersial, antara lain karena
dapat digunakan dalam produksi cuka (dengan sengaja mengubah etanol pada anggur
menjadi asam asetat
namun dapat juga merusak anggur, dengan menghasilkan asam asetat atau etil asetat,
yang merusak rasa anggur tersebut.
-ertumbuhanAcetobacterpada anggur dapat dicegah dengan sanitasiyang efektif,
pemisahan udara dari anggur secara sempurna, maupun penggunaan secukupnya sulfur
dioksidasebagaipenga0etpada anggur.
1ilaboratorium,Acetobacterdikenali dengan mudah dengan pertumbuhan koloninya
di medium yang mengandung ?; etanol, dan ditambahi kalsium karbonatsecukupnya
untuk memburamkanmedium sebagian. etika koloni tersebut membentuk asam asetat
yang cukup, kalsium karbonat kemudian melarut sehingga terbentuk daerah bening yang
jelas pada medium.
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 5
http://id.wikipedia.org/wiki/Cukahttp://id.wikipedia.org/wiki/Anggur_(minuman)http://id.wikipedia.org/wiki/Etil_asetathttp://id.wikipedia.org/wiki/Sanitasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Sanitasihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sulfur_dioksida&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sulfur_dioksida&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pengawet&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Laboratoriumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Laboratoriumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kolonihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kalsium_karbonat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Buram&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Cukahttp://id.wikipedia.org/wiki/Anggur_(minuman)http://id.wikipedia.org/wiki/Etil_asetathttp://id.wikipedia.org/wiki/Sanitasihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sulfur_dioksida&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sulfur_dioksida&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pengawet&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Laboratoriumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kolonihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kalsium_karbonat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Buram&action=edit&redlink=1 -
7/25/2019 Imobilisasi Prin
6/29
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
7/29
2. Alat
a. Satu perangkat reaktor packed columnb. -ompa peristatik
c. -embakar spirtus
d. p+ meter dan ethanol
e.
+. #.2 Ran)angan "erja
A. Imoili!a!i Sel
1. Penanaman akteri ,a'a me'ia akti+a!i
g.
h. -ipet > m8 air garam sterili.
j.
k. asukkan dan kocok dalam biakan murnil. Acetobacter aceti
m.n.
o. 'uang air garam berisi bakateri dalamp. >= m8 media aktifasi
C.
r.s. Inkubasi selama /"E jam pada suhu =o9
t.
u.
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 7
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
8/29
2. Pemuatan Natrium Alginat
#.0. 'imbang natrium alginate sebanyak * gram
.
y.
. 9ampurkan denganaCuadest sebanyak *>= m8aa.
ab.
ac. $duk hingga mengentalad.
ae.
af. -asteurisasi pada suhu D=o9 selama *= menitag.
ah.
#. Pemuatan Bea'!
ai.aj. 9ampurkan media akti#asi dan larutan natrium alginate
ak.al.
am.Suntikkan campuran kedalam larutan
an. 9a9l untuk membentuk beadsao.
ap.
aC. 5iarkan selama * jam lalu bilasar. dengan aCuadest
as.
at.au. Stabilkan pada larutan 9a9l; pada suhu /
o9a#. selama * jam
a0.
a.
B. E*alua!i "inerja Sel Imoili!a!i Dalam Reaktor
1. "ontin-u
ay.
a. Sterilkan semua peralatan dengan alcohol GE;
ba.
bb.bc. :angkai reaktor
bd.
be.bf. asukkan sel terimobilisasi dalam kolom reaktor
bg.
bh.bi. 'uang media produksi asam asetat kedalam reactor hingga
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 8
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
9/29
bj. tanda batas pada kolom
bk.
bl.bm. $tur laju alir media produksi pada skala =;
bn.
bo.bp. dan =;bs.
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 9
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
10/29
2. Bat)(
bt.
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 10
menit selama = menit
enuangkan *= m8 media produksi 9+933+
ke dalam erlenmayer berisi sel terimobilisasi
enampung = m8 sel imobilisasi ke dalam
erlenmayer >= m8
emasukan sel imobilisasi ke dalam kolom
reaktor
erangkai reaktor batch
Sterilkan semua peralatan dengan etanol ?=;
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
11/29
u. BAB I
*.DATA DAN PEN&A%ATAN
/. $.1 Imoili!a!i Sel
b.
A
by. -erlakuan b. @ambar ca. eterangan
cb.
cc.
*
cd.
ce. embuat
natrium
alginat D;
cf.
cg.
ch.
ci. enimbang alginat D gram dan
dilarutkan dalam *== m8
aCuadest
cj.
ck.
cl.
cm.-roses
-asteurisasi
cn.
co.
cp.
cC. -asteurisasi pada D==9 selama
*= menit
cr.
cs.
ct.
cu. endingink
an natrium
alginat
c#.
c0.
c.
cy. endinginkan natrium alginat
hingga suhu /==9
c.
da.
/
db.
dc. encampur
kan starter6
inokulum
dan larutan
natrium
alginat
dd.
de.
df. """""
dg.
dh. Inokulum dan larutan alginat
dicampur hingga homogen dan
pertahankan suhu larutan pada
/==9
di.
dj.
>
dk.
dl. enyuntika
n inokulum
dm. dn. Saat campuran alginat dan
inokulum disuntikan tetes demi
tetes ke dalam 9a9llangsung
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 11
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
12/29
dan alginat
ke dalam
9a9l ;
terbentuk beads kemudian beads
yang terbentuk akan diuji dalam
media produksi packed column
'o. $.2 E*alua!i "inerja Sel Imoili!a!i
',. $.2.1 Reaktor Bat)(dC. 'abel data pengamatan reaktor 5atch
dr.
A
ds. -e
rio
de
Sa
m
pli
ng
dt.
Wadu. p
+
d#.
*
d0. t= d.
=
dy. >
d.
ea. t* eb.
>
ec. >
ed.
ee. t ef.
*=
eg. E
eh.
/
ei. t ej.
*>
ek. E
el.
>
em.t/ en.
=
eo. E
ep.
E
eC. t> er.
>
es. E
et.
?
eu. tE e#.
=
e0.E
e.ey.@rafik +ubungan 0aktu (t) terhadap p+
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 12
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
13/29
e0.
= > *= *> = > =
/
/.>
>
>.>
E
E.>
f() H =.*D B >
gra+ik (uungan /aktu t ter(a'a, ,H
/aktu menit
,H
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 13
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
14/29
+a.$.2.2 Reaktor "ontin-u
a) 'abel alibrasi 8aju alir
fb.
Ao
fc. 8aju alir
(m86menit)
fd. Waktu (detik) fe. olume (m8)
ff.
*
fg. = fh. /* fi. *=
fj.
fk. > fl. * fm. *=
fn.
fo. = fp. E fC. *=
fr.b) 'abel data pengamatan reaktor kontinyu
+!.
No
ft.
+u.
Laju alir
mL3menit
+*.
4aktu
'etik
+/.olume %e'ia
Pro'uk!i 3
5H#5OOH
mL
+6.olume
Titran
781N 3
NaOH mL
+-.
4aktu
tinggal
+0.
9 *ol
ea'!3:
ga.
*.
gb.
gc.gd.
=
ge.
E
gf.
*=
gg.
=,G
gh.
gi.gj.
/,? menit
gk.
gl.
.
gn.
G
go.
*>
gp.
*,gr.
.
gt.
E?
gu.
=
g#.
,>
g.
/.
g.
D
ha.
>
hb.
,>
hd.
>.
hf.
*=E
hg.
=
hh.
/,>>
hj.
E.
hk.hl.
hm.>
hn.
=
ho.
*=
hp.
=,D
hC.hr.
hs.,?E menit
ht.
?.
h#.
//
h0.
*>
h.
*,
h.
D.
ib.
E=
ic.
=
id.
if.
G.
ih.
??
ii.
>
ij.
,>
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 14
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
15/29
il.
*=
in.
G*
io.
=
ip.
,E>
ir.
**
is.it.
iu.
=
i#.
*E
i0.
*=
i.
=,>
iy.i.
ja.
,* menitjb.*
jd.=
je.*>
jf.*
jh.
*
jj.
G
jk.
=
jl.
*,D
jn.
*/
jp.
>
jC.
>
jr.
,
jt.
*>
j#.
EE
j0.
=
j.
,>
j.
ka.
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 15
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
16/29
c) 'abel konsentrasi dan p+ 9+933+
k.
No
kc.
k'.
Laju alir
mL3menit
ke.
4aktu
'etik
k+.
"on!entra!i
5H#5OOH
N
kg.
k(.
,H
ki.
*.
kj.
kk.
kl.
=
km.
E
kn.
G*="
ko.
,/=
kp.
.
kr.
G
ks.
D,E *="
kt.
,/*
ku.
.
k0.
E?
k.
** *="
ky.
,>D
k./.
lb.D
lc.* *="
ld.,
le.
>.
lg.
*=E
lh.
*> *="
li.
,G=
lj.
E.
lk.
ll.lm.
>
ln.
=
lo.
D *="
lp.
,/?
lC.
?.
ls.
//
lt.
D,E *="
lu.
,/*
l#.
D.
l.
E=
ly.
*= *="
l.
,?Gma.
G.
mc.
??
md.
G,/ *="
me.
,G*
mf.
*=
mh.
G*
mi.
D,D *="
mj.
,/=E
mk.
**
ml.mm.
mn.
=
mo.
*E
mp.
,> *="
mC.
,E=?
mr.
*
mt.
=
mu.
E,? *="
m#.
,/E?
m0.
*
my.
G
m.
G *="
na.
,/=
nb.
*/
nd.
>
ne.
D,D *="
nf.
,/=E
ng.
*>
ni.
EE
nj.
D, *="
nk.
,/*G
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 16
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
17/29
nl.
nm.
nn.
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 17
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
18/29
d) @rafik +ubungan p+ terhadap 0aktu
no.
10 15 20 25 30
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
Q = 20 mL/mei!
Q = 25 mL/mei!
Q=30 mL/mei!
t menit
,H
np.
nC.
nr.
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 18
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
19/29
n!. Laju alir 9 27 mL3menit
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
*= m8 .
A9+933+ H =,G m8. =,* A
A9+933+
H G*="A
+B H Ka xM
H 1,75x 10 ">
G*="
H ,GE *="/
p+H / log ,GE
H ,/=
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
*> m8 .
A9+933+ H *, m8. =,* A A9+933+
H D,E *="A
+B H Ka xM
H 1,75x 10 "> D,E
*=" H ,D? *="/
p+H / log ,D?
H ,/*
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
= m8 .
A9+933+ H , m8. =,* A A9+933+
H ** *="
A +B H Ka xM
H 1,75x 10 "> **
*="
H ,D *="/
p+H / log ,GE
H ,>D
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
> m8 .
A9+933+ H ,>m8. =,* A A9+933+
H * *="A
+
B
HKa xM
H 1,75x 10 "> *
*="
H /,?E *="/
p+H / log /,?E
H ,
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
= m8 .
A9+933+ H /,>>m8. =,* A A9+933+
H *> *="A
+B H Ka xM
H 1,75x 10 "> *>
*="
H >,* *="/
p+H / log ,GE
H ,G=
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 19
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
20/29
Laju alir 9 2; mL3menit
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
*= m8 .
A9+933+ H =,D m8. =,* A
A9+933+
H D *="A
+B H Ka xM
H 1,75x 10 "> D
*="
H ,?/ *="/
p+H / log ,?/
H ,/?
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
*> m8 .
A9+933+ H *, m8. =,* A A9+933+
H D,E *="A
+B H Ka xM
H 1,75x 10 "> D,E
*=" H ,D? *="/
p+H / log ,D?
H ,/*
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
= m8 .
A9+933+ H m8. =,* A
A9+933+
H *= *=
"
A +B H Ka xM
H 1,75x 10 "> **
*="
H /,*D *=
"/
p+H / log /,*D
H ,?G
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
> m8 .
A9+933+ H ,>m8. =,* A A9+933+
H G,/ *="A
+B H Ka xM
H 1,75x 10 "> G,/
*="
H /,=E *="/
p+H / log /,=E
H ,G*
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
= m8 .
A9+933+ H ,>m8. =,* A A9+933+
H D,D *="A
+B H Ka xM
H 1,75x 10 "> D,D
*="
H ,G *="/
p+H / log ,G
H ,/=E
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 20
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
21/29
Laju alir 9 #7 mL3menit
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
*= m8 .
A9+933+ H =,>m8. =,* A
A9+933+
H ,> *="A
+B H Ka xM
H 1,75x 10 "> ,>
*="
H ,/? *="/
p+H / log ,/?
H ,E=?
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
*> m8 .
A9+933+ H * m8. =,* A A9+933+
H E,? *="A
+B H Ka xM
H 1,75x 10 "> E,?
*=" H ,/* *="/
p+H / log ,/*
H ,/E?
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
= m8 . A9+933+
H *,D m8. =,* A
A9+933+
H G *=
"
A +B H Ka xM
H 1,75x 10 "> G
*="
H ,GE *=
"/
p+H / log ,GE
H ,/=
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
> m8 .
A9+933+ H , m8. =,* A A9+933+
H D,D *="A
+B H Ka xM
H 1,75x 10 "> D,D
*="
H ,G *="/
p+H / log ,G
H ,/=E
9+933+ . A9+933+ H Aa3+. AAa3+
= m8 .
A9+933+ H ,>m8. =,* A A9+933+
H D, *="A
+B H Ka xM
H 1,75x 10 "> D,
*="
H ,D* *="/
p+H / log ,D*
H ,/*G
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 21
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
22/29
$.# Pema(a!an
Aama ! 9aesaria :iky inanti
AI ! **//==?
Sel immobilisasi adalah suatu sel yang secara fisik terjerat pada suatu
daerah tertentu. Sel tersebut mempunyai akti#itasnya sebagai biokatalisator, serta dapat
dipergunakan secara terus menerus dan sangat penting untuk proses berkesinambungan.
'ujuan dari praktikum pembuatan sel immobilisasi ini adalah menguasai
prosedur pembuatan sel terimmobilisasi, memahami karakteristik pendukung sel
terimmobilisasi dan menguasai prosedur penggunaan sel terimmobilisasi dalam proses
fermentasi. Jang dapat diaplikasikan pada pembuatan produk asam asetat agar
menghasilkan produk yang lebih murni dan lebih tahan terhadap perubahan kondisi.
9ara pembuatan sel terimmobilisasi dilakukan secara dua tahap dalam praktikum
ini, yaitu !
*. -embuatan edia -embuatan media dilakukan dengan menggunakan bakteri Acetobacter
aceti, lalu media akti#asi yang digunakan akan ditampung pada erlenmeyer === m8
dengan komposisi sebagai berikut !
5acto pepton /;
4kstrak ragi *;
$Cuadest
Sukrosa
emudian langkah berikutnya adalah menggesek Acetobacter aceti
menggunakan jarum ose, lalu taruh di di dalam erlenmeyer yang disterilisasi selama /=
menit pada suhu D=o9. Selain pembuatan media produksi dibuat pula larutan 9a9l
kemudian disterilkan. Fungsi dari 9a9l adalah untuk menstabilkan pembut dari beads dan
memperkuat dinding beads.
8alu dibuat juga larutan Aa alginat D; (dibuat kali maka jumlah
totalnya adalah *E;), yang dilarutkan pada *== m8 aCuadest dan dipanaskan diatas
penangas air selama *= menit pada suhu D=o9.
. -embuatan 5eads -embuatan beads dilakukan dengan langkah yang pertama adalah
mencampurkan Aa alginate ke dalam media produksi yang telah berisi bakteri. emudian
dengan menggunakan jarum suntik yang telah disterilkan pada alkohol ?=;, suntikkan Aa
alginate ke dalam 9a9l yang terdapat pengaduk magnet didalamnya. -roses harus
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 22
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
23/29
dilakukan secara aseptis. 5eads yang nantinya terbentuk akan berbentuk bulat dan
ber0arna cokelat (sesuai dari 0arna Aa alginat). Sel immobilisasi yang telah dibuat pada praktikum sebelumnya dilakukan
pengujian e#aluasi kerjanya menggunakan reaktor kolom. :eaktor kolom merupakan
reaktor yang digunakan untuk substrat yang #iskositasnya rendah dan kelarutannya tinggi
untuk mencegah penyumbatan. . $Cuadest
emudian media produksi tersebut disterilkan. 8alu langkah kerja berikutnya
adalah memasukkan beads ke dalam reaktor kolom sampai memenuhi setengah dari reactor
kolom. emudian mengoperasikan reaktor tersebut dengan cara mengalirkan mediaproduksi mele0ati sel terimmobilisasi. edia produksi yang mengalir melalui beads akan
keluar sebagai asam asetat.
8alu dilakukan kalibrasi pada laju alir pompa =, > dan = berapa menit yang
dihasilkan dalam #olume *= m8. 8alu untuk menguji asam asetat yang terbentuk dilakukan
nitrasi menggunakan larutan Aa3+ dan menggunakan indikator pp.
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 23
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
24/29
Aama ! 1iah Aurul Sayekti
Aim ! **//==D
Immobilisasi sel adalah suatu proses untuk menghentikan pergerakan dari
molekul enim atau sel yang ditahan pada tempat tertentu dalam suatu ruang reaksi
yang digunakan sebagai katalis.5akteri yang digunakan adalah Acetobacter acetiyang
memiliki kemampuan untuk mengkon#ersi alkohol menjadi asam asetat.
Immobilisasi yang kami lakukan ialah immobilisasi fisik, yaitu dengan
membungkus bakteri dengan alginate.
-roses pembuatan bed calsium alginat terkait dengan proses immobilisasi sel telah
disajikan pada @ambar *. 1imana a0alnya
larutan diberi biakan sel selanjutnya larutan
tersebut diteteskan kedalam larutan 9a9l
;
dan mengalami gellation selama *> menit,
setelah beads terbentuk dan terisi sel yang telah
terjebak di dalam gel tersebut kemudian
disimpan dalamlemari es.
elebihan dari immobilisasi secara fisik ini yaitu
terlindunginya sel dari kondisi lingkungan yang
tidakmenguntungkan (suhu, p+, pelarut organik,
racun), proses separasi menjadi lebih mudah dan cepat,
tingkat stabilitas operasional lebih tinggi, serta
memungkinkandilaksanakannya proses secara kontinyu
dengan tingkat densitas sel dan kecepatan dilusi yang
tinggi, yang pada akhimya dapat meningkatkan produktifitas bioreactordan koutinuitas
produksi.
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 24
Gambar 1
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
25/29
Aamun, salah satu kendala produksi etanol proses fermentasi kon#ensional adalah
dikarenakan energi yang dibutuhkan dalam proses pemisahan (destilasi) sangat besar
terutama jika feed mempunyai konsentrasi yang rendah. -ada produk dengan
konsentrasi tinggi umumnya proses pemisahan dilakukan degan destilasi aeotrop
merupakan masalah utama karena dalam proses ini dibutuhkan tambahan proses
azeotropic atau extractive distilasi untuk menghasilkan produk etanol yang tinggi. @una
mengatasi masalah tersebut digunakan suatu alternatif proses yaitu fermentasi yang
dilanjutkan dengan ekstraksi.
$kan tetapi dalam praktikum yang kami lakukan hanya mengambil data berupa
p+ dari hasil e#aluasi kerja immobilisasi dari hasil proses penyaringan dengan beads
pada kolom immobilasi. Aamun, seharusnya dilakukan tahap selanjutnya untuk
mengetahui kadaretanol juga kadar asam asetat yang dihasilkan, sehingga dengan cara
ini kita dapat menentukan tingakat produkti#itas dari immobilisasinya seperti pada
kutipan di atas.
5erdasarkan data pengamatan praktikum kali, p+ larutan semakin menurun hal
ini dikarenakan fermentasi berjalan sesuai harapan dan terbentuk asam asetat. 1an p+
terendah terdapat pada laju alir K*H = m86menit yaitu ,G=. +al ini dikarenakan
0aktu tinggal pada K*lebih besar dibandingkan 0aktu tinggal K dan K
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 25
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
26/29
BAB
"ESI%PULAN
1ari hasil praktikum imobilisasi sel dan e#aluasi kinerja sel imobilisasi
dalam reaktor kolom ialah !
*. Immobilisasi sel adalah suatu proses untuk menghentikan pergerakan dari molekul enim
atau sel yang ditahan pada tempat tertentu dalam suatu ruang reaksi yang digunakan
sebagai katalis
. 4#aluasi kinerja sel imobilisasi dalam reaktor batch, fermentasi terhenti pada t H *= menit
dengan p+ H E
. 4#aluasi kinerja sel imobilisasi dalam reaktor kontinyu!
K*H = ml6menit ,
H /,? menit -erubahan p+!
t*H ,/=
tH ,/*
tH ,>D
t/H ,
t>H ,G=
KH > ml6menit
H ,?E menit -erubahan p+!
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 26
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
27/29
t*H ,/?
tH ,/*
tH ,?G
t/H ,G*
t>H ,/=E
Bio Proses | Immobilisasi Sel Page 27
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
28/29
KH = m86menit
H ,* menit
t*H ,E=?
tH ,/E? tH ,/=
t/H ,/=E
'/H ,/*G
/. Seamakin lama 0aktu tinggal media produksi maka p+ larutan akan semakin rendah
-
7/25/2019 Imobilisasi Prin
29/29
Da+tar Pu!taka
1jumali, and $ni Suryani, %'eknologi 5ioproses& , -enebar S0adaya,*GG/
http!66blog.ub.ac.id6nittaaa6=**6=/6=G6immobilisasi"sel"peningkatan"produksi"fermentasi"
untuk"menanggulangi"masalah"pangan"dunia6diakses pada tanggal G ei =**. W. 4mmanuela, dkk., %5uku -etunjuk -raktikum 1asar 5ioprose&, 7urusan 'eknik
imia, -oliteknik Aegeri 5andung Shuler ichael 8., Fikret argi, 5ioproses 4ngginering 5asic 9oncepts, -rentice +all
International Inc., Ae0 7ersey, *GG
http://blog.ub.ac.id/nittaaa/2011/04/09/immobilisasi-sel-peningkatan-produksi-fermentasi-untuk-menanggulangi-masalah-pangan-dunia/http://blog.ub.ac.id/nittaaa/2011/04/09/immobilisasi-sel-peningkatan-produksi-fermentasi-untuk-menanggulangi-masalah-pangan-dunia/http://blog.ub.ac.id/nittaaa/2011/04/09/immobilisasi-sel-peningkatan-produksi-fermentasi-untuk-menanggulangi-masalah-pangan-dunia/http://blog.ub.ac.id/nittaaa/2011/04/09/immobilisasi-sel-peningkatan-produksi-fermentasi-untuk-menanggulangi-masalah-pangan-dunia/