medium pada industri fermentasi. edit
TRANSCRIPT
![Page 1: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/1.jpg)
MEDIA UNTUK INDUSTRI
FERMENTASIAnggota Kelompok :
Freshsya Zatalini (115061100111003)Wahdah Mudrikah (115061101111018)Lilis Triyowati Andriani
(115061101111009)
![Page 2: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/2.jpg)
INTRODUCTION TO THE MEDIA OF FERMENTATION
• Semua mikroorganisme membutuhkan :– air – sumber energi , karbon, nitrogen – unsur mineral– vitamin – oksigen
Dalam medium pertumbuhan
![Page 3: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/3.jpg)
SMALL SCALE
LARGE SCALE
Mudah untuk menggunakan media yang mengandung senyawa murni yang dapat memenuhi kebutuhan mikroba
Mungkin tidak cocok digunakan pada skala besar
Harus menggunakan sumber nutrisi yang murah untuk membuat media yang akan memenuhi kriteria sbb:
![Page 4: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/4.jpg)
Kriteria media skala besar
• Akan menghasilkan hasil maksimum produk di biomassa per gram substrat yang digunakan .
• Akan menghasilkan konsentrasi maksimum produk atau biomassa .
• Akan memungkinkan tingkat maksimum pembentukan produk .
• Akan menjadi hasil minimal produk yang tidak diinginkan .
• Akan menjadi murah dan kualitas yang konsisten dan tersedia sepanjang tahun .
• Akan menimbulkan masalah minimal dalam aspek lain dari produksi dan agitasi, ekstraksi , pemurnian dan pengolahan limbah .
![Page 5: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/5.jpg)
TYPICAL MEDIA
![Page 6: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/6.jpg)
FORMULASI MEDIA
• Formulasi media merupakan tahap penting dalam desain– Percobaan laboratorium– Pengembangan skala pilot– Proses manufaktur
![Page 7: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/7.jpg)
FORMULASI MEDIA
• Unsur pokok/konstituen media harus memenuhi :– Persyaratan unsur untuk biomassa sel dan produksi
metabolit– Harus cukup pasokan energi untuk biosintesis dan
pemeliharaan sel• Langkah pertama yang harus dipertimbangkan
persamaan reaksi pertumbuhan sel dan pembentukan produk
Carbon and energy source + nitrogen source+ O2 + other requirements cell biomass + products + CO2 + H2O + heat
Dinyatakan secara kuantitatif
![Page 8: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/8.jpg)
KOMPOSISI SEL
• Pengetahuan komposisi dasar seharusnya mencakup kandungan C, H, O, N, S, P, Mg dan K, dibutuhkan dalam elemantal balance equation
• Komposisi dasar mikroorganisme dalam media
![Page 9: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/9.jpg)
KEBUTUHAN BIOKIMIA SPESIFIK
• Beberapa mikroorganisme tidak dapat mesintesis nutrisi spesifik seperti asam amino, vitamin, dan nukleotida sehingga membutuhkan zat-zat biokimia spesifik.Contoh : Khamir memerlukan biotin
![Page 10: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/10.jpg)
KEBUTUHAN ENERGI• Mikroba dapat mengkonversi zat kimia dasar menjadi
molkul kompleks perlu energi berasal dari oksidasi zat organik tereduksi yang terkendali
• Karbon digunakan untuk menghasilkan energi (biosintesis) dan untuk memenuhi keperluan karbon dalam sel
• Persamaan reaksi biosintesis sel :
Rasio massa sel per unit substrat (M/A) tergantung pada proporsi substrat untuk energi dan massa sel
![Page 11: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/11.jpg)
Contoh : Harga Y untuk glukosa = 0.5 untuk memproduksi 30 g sel/L disediakan 30/0.5 g glukosa = 60 g glukosa /L
![Page 12: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/12.jpg)
• Penyediaan sumber karbon yang cukup perlu sekali untuk pembentukan-produk proses fermantesi
• In critical study, analisa penentuan bagaimana konversi sumber karbon pada pengamatan sama dengan yield maksimum secara teoritis
• Hal ini sulit dilakukan karena keterbatasan pengetahuan ttg biosintesis
![Page 13: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/13.jpg)
CONTOHBiosintesa penisilin G oleh Penicillum sp yang dilakukan Cooney (1979). Persamaan neraca :
Secara teoritis 1.1 g penisilin G diperoleh dari 1 g glukosa, tetapi dari pengamatan dianalisa bahwa 26% glukosa digunakan untuk pertumbuhan, 70% untuk oemeliharaan dan 6 % untuk pembentukan penisislin, dan konversi yield maksimum pembentukan penisilin adalah 0.053 g/g glukosa. Jadi, nilai ini lebih kecil dari nilai teoritisnya.
![Page 14: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/14.jpg)
KOMPONEN PENYUSUN MEDIA
FERMENTASI
Air
Mineral
Sumber Karbon
Sumber Energi
Buffer
Nutrien Recycle
![Page 15: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/15.jpg)
AIR
FUN
GSI 1. Sebagai
komponen terbesar penyusun media fermentasi (80%).2.Peralatan pendukung dan pembersihan (sterilisasi).
FAKT
OR-
FAKT
OR
YAN
G P
ERLU
D
IPER
TIM
BAN
GKA
N
- pH - bahan pelarut- kandungan mineral- aliran kontaminasiNB : Perlu perlakuan pendahuluan (deionisasi, pengaturan pH)
Kandungan mineral dalam air penting karena mempengaruhi produk fermentasi
![Page 16: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/16.jpg)
SUMBER ENERGI
SUM
BER 1. Sinar
2. Oksidasi substrat
Kebanyakan mikroba fermentasi bersifat kemo-organotrof
CON
TOH - Karbohidrat
- Lemak- Protein - Metanol
![Page 17: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/17.jpg)
SUMBER KARBONHAL YANG MEMPENGARUHI PEMLIHAN SUMBER
KARBON : Laju metabolisme sumber karbon mempengaruhi jenis
produk metabolit yang dihasilkan.
![Page 18: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/18.jpg)
continue…Jenis produk yang akan dihasilkan.
Produksi etanol dari protein sel tunggal biaya produksi 60-77% dari sumber karbon perlu sumber karbon yang murah.
Kemurnian Sumber Karbon.Metode untuk persiapan media.Peraturan Pemerintah
![Page 19: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/19.jpg)
CONTOH SUMBER KARBON YANG DAPAT DIGUNAKAN :
1. Karbohidrat2. Minyak dan Lemak3. Senyawa Hidrokarbon dan Turunannya
![Page 20: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/20.jpg)
KARBOHIDRAT
A. Sukrosa Molases • Merupakan byproduct dari produk cane sugar
atau sugar beet.• Kandungan : 50% CHO (sucrose) dengan 2%
nitrogen, vitamins and minerals
![Page 21: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/21.jpg)
Sukrosa Barley Malt• Digunakan untuk kultivasi jamur dan ragi.• Kandungan : 90% CHO, 5% nitrogen dan
protein, peptida dan asam amino.
![Page 22: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/22.jpg)
B. Lactosa Whey Milk Powder• Merupakan cairan byproduct dari industri
susu.• Kandungan : laktosa dan protein susu• Jarang digunakan sulit untuk menyimpan
(mendinginkan) jadi beku kering.• Kebanyakan MO tidak akan memetabolisme
laktosa, tapi whey digunakan dalam produksi penecilluin, etanol, SCP, xanthan gum dll
![Page 23: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/23.jpg)
MINYAK DAN LEMAKKE
LEBI
HAN
1. Harga lebih murah dibanding sumber karbohidrat.2. Energi yang dihasilkan lebih besar dibanding glukosa.3. Volume yang digunakan lebih sedikit daripada sumber karbohidrat.
CON
TOH - Zaitun
- Jagung- Biji kapas- Biji rami - Kedelai
![Page 24: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/24.jpg)
HIDROKARBON DAN
TURUNANNYA
![Page 25: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/25.jpg)
SUMBER NITROGEN
• Fungsi : mempercepat pertumbuhan sel dalam fermentasi.
• Kebutuhan : 10 – 15 % dari berat kering sel bakteri.• Diberikan dalam bentuk :
- senyawa organik seperti protein, urea dan asam amino.- senyawa anorganik seperti gas amonia, garam amonium
dan garam nitrat. • Sumber Organik : corn steep liquor, yeast extract, pepton,
soya bean meal
![Page 26: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/26.jpg)
![Page 27: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/27.jpg)
Definisi : Produk samping dari ekstraksi pati dari jagung.
Fungsi : untuk produksi antibiotik penisilin.
Komposisi : 4% Nitrogen, dan 9-20% asam laktat.
Corn Steep Liquor
![Page 28: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/28.jpg)
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PEMILIHAN SUMBER NITROGEN
• Produk yang dihasilkan tergantung tipe dan konsentrasi sumber nitrogen yang digunakan.
• Contoh : produksi antibiotik poliene dipilih bungkil kedele sebagai sumber nitrogen mengandung protein dengan fosfor yang rendah dan hidrolisanya lambat.
![Page 29: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/29.jpg)
MINERAL
• Fungsi : Petumbuhan dan metabolisme.• Mineral utama : Mg, K, S, Ca dan Cl harus
ditambahkan secara khusus. • Mineral lain (minor) : Co, Cu, Fe, Mn, Mo dan Zn untuk
aktivitas mikroba.
![Page 30: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/30.jpg)
KISARAN KADAR MINERAL DALAM MEDIA FERMENTASI
![Page 31: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/31.jpg)
CHELATORS
• Fungsi : menghilangkan endapan ion logam pada media setelah disterilisasi dalam autoclave.
• Contoh : EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid)
• Cara kerja : membentuk komplek dengan ion logam dalam medium.
![Page 32: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/32.jpg)
FAKTOR PERTUMBUHAN
• Definisi : persenyawaan organik yang harus terdapat dalam sel mikroorganisme agar dapat tumbuh dan menjalankan fungsinya selama proses fermentasi, tetapi yang tidak dapat dibuat sendiri oleh sel itu.
• Perlakuan : ditambahkan faktor pertumbuhan pada sumber karbon dan nitrogen pada media formulasi.
• Contoh : asam amino, nukleotida, asam lemak dan sterol.
![Page 33: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/33.jpg)
NUTRIENT RECYCLE
• Tujuan : untuk menghemat biaya proses. (komponen media, persiapan media, fasilitas penyimpanan).
• Biasanya untuk proses fementasi sistem continues. (86% recycled supernatant)
![Page 34: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/34.jpg)
BUFFER
• Fungsi : untuk mempertahankan pH media
• Jenis : buffer yang umum ditambahkan kalsium karbonat, protein, peptida, asam amino, amonia, NaOH dan H2SO4
![Page 35: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/35.jpg)
PENAMBAHAN PRECUSORS DAN PENGENDALI METABOLISME UNTUK MEDIA
• Membantu untuk mengatur pembuatan produk• Bukan untuk membantu pertumbuhan mikroba• Untuk memanipulasi progress of the fermentation• Penambahannya berupa :
PRECURSORS INHIBITORS INDUCERS
![Page 36: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/36.jpg)
PRECURSORS
• Merupakan senyawa kimia yg ditambahkan ke medium fermentasi dan dapat berikatan dengan molekul produk.
• Contohnya yaitu penggunaan phenylacetic acid pd fermentasi penisilin oleh Penicillium chrysogenum, terikat pd rantai samping molekul penisilin, membentuk penisilin G
![Page 37: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/37.jpg)
Some important examples of percusors
![Page 38: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/38.jpg)
INHIBITORS
• Merupakan senyawa kimia yg bersifat mengalihkan reaksi metabolisme intermediet menuju produk target, sehingga bisa dihasilkan satu atau lebih produk spesifik.
• Contohnya : penggunaan sodium bisulfit dlm produksi gliserol dengan modifikasi fermentasi etanol oleh Saccharomyces cerevisieae dg menghentika produksi asetaldehid
![Page 39: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/39.jpg)
INHIBITOR
• Efektif dalam meningkatkan yield dari produk yang diinginkan dan mengurangi yield yang tak diinginkan pada produk
• Contohnya : penggunaan inhibitor klorinasi bromida dalam produksi tetracycline oleh Streptomyces aureofaciens , untuk meminimalkan/meekan produksi klortetrasiklis selama fermentasi tetracycline
![Page 40: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/40.jpg)
INHIBITOR
• Digunakan untuk mempengaruhi struktur dinding sel sehingga meningkatkan permeabilitasnya untuk melepaskan metabolit
• Contohnya : penggunaan penisilin dan surfaktan dalam produksi asam glutamate oleh Micrococcus glutamicus
![Page 41: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/41.jpg)
Inhibitor spesifik dan umum digunakan pada fermentasi
![Page 42: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/42.jpg)
INDUCERS
• Merupakan senyawa yg bersifat menginduksi dalam metabolisme mikroba untuk menghasilkan enzim yang spesifik.
• Inducer dapat berupa analog substrat yang tidak diserang oleh enzim.
• Kondisi pertumbuhan optimum dapat dicapai dengan menambahkan inducer setelah host culture telah tumbuh dalam fermentor.
![Page 43: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/43.jpg)
SOME EXAMPLE OF INDUSTRIALLYIMPORTANT ENZYME INDUCERS
![Page 44: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/44.jpg)
OXYGEN REQUIREMENTS
Kondisi media dapat mempengaruhi ketersediaan oksigen yang terkandung didalamnya, beberapa keadaan yang mempengaruhi ketersediaan oksigen :• FAST METABOLISM• RHEOLOGY• ANTIFOAM
![Page 45: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/45.jpg)
FAST METABOLISM
• Faktor nutrisi mempengaruhi kebutuhan oksigen suatu kultur
• Tergantung pd sumber karbon yg digunakan sumber karbon yang fast metabolism terdapat dalam konsentrasi tinggi (ex: glukosa) dapat mengurangi oksigen yang tersedia.
• Bisa diatasi dengan :– Pengurangan initial concentration dari key substrat dalam
media dan menambahkan penambahan komposisi substrat sebagai umpan kontinyu atan semi-kontinyu selam fermentasi.
– Mengubah komposisi dari media dengan menggabungkan higher carbohydrates (ex: laktosa, starch, dll) dan protein.
![Page 46: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/46.jpg)
![Page 47: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/47.jpg)
RHEOLOGY
• Kekentalan suatu media dapat mempengaruhi oksigen transfer.
• Misal pada pembentukan Polisakarida dapat mempengaruhi ketersediaan oksigen
![Page 48: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/48.jpg)
ANTIFOAMS
• Sebagian proses mikroorganisme, foaming merupakan masalah
• Foam berasal dari adanya protein yang terdenaturasi pada interface medium dan udara
• Adanya buih dalam proses fermentasi menyebabkan kadar sel berkurang dan terjadi autolisis perlu penambahan zat anti foaming dapat mengakibatkan penurunan kecepatan transfer oksigen.
![Page 49: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/49.jpg)
Akibat adanya foam
• Jika tidak dikontrol foam dapat menyebabkan masalah fisik dan biologis.
FISIK•pengurangan volume kerja fermentor•massa lebih rendah dan tingkat perpindahan panas•proses data yang tidak valid karena gangguan pada elektroda sensing dan pemantauan yang salah
BIOLOGIS•pengendapan sel di bagian atas fermentor•Mengurangi filter udara, sehinnga media tidak steril yang menyebabkan kontaminan
![Page 50: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/50.jpg)
• Antifoam surface-active agent yang mengurangi tegangan dengan mengikat foam, sehingga mengurangi pembentukan foam
• Antifoam yang ideal :– Menyebar dg mudah dan cepat sert reaktif– Tetap aktif pada konsentrasi rendah– Memiliki aksi lama dalam mencegah pembentukan busa baru.– Tidak dimetabolisme oleh mikroorganisme – Non - toksik terhadap mikroorganisme, manusia dan hewan– Tidak menimbulkan masalah dalam ekstraksi dan pemurnian
produk– Tidak menimbulkan bahaya penanganan – Murah– Tidak berpengaruh pada oksigen transfer– Harus disterilisasi panas
![Page 51: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/51.jpg)
CONTOH SENYAWA ANTIFOAM
• Alkohol , dekanol stearil dan oktil• Ester• Asam lemak dan turunannya , terutama gliserida , yang
meliputi minyak biji kapas , minyak biji rami , minyak siy - kacang , minyak zaitun , minyak jarak , minyak bunga matahari , minyak rapeseed dan minyak ikan cod
• Silikon• Sulfonat• Miscellaneous , Alkaterge C , oxuzalinc , polyproylene
glikol
![Page 52: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/52.jpg)
• Unfortunately, kebanyakan antifoam yang diperlukan untuk mengontrol fermentasi bisa mengurangi tingkat oksigen transfer sebanyak 50 %
• Maka penambahan antifoam harus dijaga seminimal mungkin
• Desain dan operasi parameter fermentor dapat mempengaruhi sifat dan kuantitas foam terbentuk
![Page 53: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/53.jpg)
OPTIMASI
MEDIUM
![Page 54: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/54.jpg)
PENGERTIANSuatu usaha dalam menentukan kondisi pertumbuhan yang mengasilkan biomasa dengan keadaan fisiologis terbaik yang merupakan bagian dalam pembentukan produk. Diharapkan dengan mengoptimasi medium akan memberi dampak yaitu hasil produktivitas yang maksimum dan sesuai dengan yang diharapkan.
![Page 55: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/55.jpg)
Optimasi Medium
Menentukan variabel penting
Metode Klasik
Metode Plackett-Burman
Menentukan Level Optimum
Teknik Respon Surface
Teknik Hendrix
Teknik Simplex Optimization
![Page 56: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/56.jpg)
Untuk membuat keseluruhan faktorial yang dicari akan diperiksa pada setiap kemungkinan kombinasi dari variabel yang berkaitan pada level yang tepat harus membutuhkan jumlah besar dari percobaan,
xn keterangan : x = jumlah level n = jumlah variabel
Misalnya : untuk 3 nutrien pada 2 konsentrasi percobaan : 23 = 8 untuk 6 nutrien pada 3 konsentrasi percobaan: 36=729
Optimasi media berdasarkan metode klasik : mengubah varibel yang mempengaruhi medium (nutrien, antifoam, pH, temperatur dan lainnya) Kekurangan : memakan waktu yang ekstrem dan mahal untuk jumlah
variabel yang banyak.
Menentukan Variabel/Faktor Penting1. Metode Klasik
![Page 57: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/57.jpg)
Ketika penelitian itu meneliti lebih dari 5 variabel yang mempengaruhi medium desain Plackett-Burman
rangkaian design untuk percobaan hingga 100 yang menggunakan percobaan dasar pemikiran yang mengetahui keseimbangan incomplete blocks. Penentuan jumlah variabel :
Variabel = X-1 ket : X = jumlah percobaan (trial) kelipatan 4 yaitu 8, 12, 16, 20 dll
Beberapa faktor tidak dipilih sebagai variabel yang dapat mempengaruhi medium (dummy variable).
2. Metode Plackett-Burman
![Page 58: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/58.jpg)
![Page 59: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/59.jpg)
![Page 60: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/60.jpg)
Langkah ini akan mengidentifikasi variabel penting dan variabel tersebut akan digolongkan berdasarkan kepentingannya untuk menentukan penyelidikan yang lebih detail untuk menentukan nilai optimum yang dibutuhkan
Langkah-langkah Analisa Data :
1. Menentukan respon selisih antara jumlah H (High) dan L (Low)
2. Estimasi mean square dari tiap variabel
3. Menghitung Kegagalan Percobaan
4. Mengindentifikasi faktor yang menunjukkan pengaruh yang besar terhadap medium
![Page 61: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/61.jpg)
1. Menentukan respon selisih antara jumlah H (High) dan L (Low)
Misal : Respon efek variabel yang berpengaruh pada
medium antara rata-rata respon untuk 4 percobaan pada level H dan nilai rata-rata untuk 4 percobaan pada level L. Efeknya sebagai berikut :
untuk dummy variabel nilainya harus 0
![Page 62: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/62.jpg)
2. Estimasi mean square dari tiap variabelMisal :
mean square variabel A =
3. Menghitung Kegagalan PercobaanKegagalan percobaan dihitung dengan nilai rata-rata mean square pada dummy variable yaitu E dan G.
error mean square =
4. Mengindentifikasi faktor yang menunjukkan pengaruh yang besar terhadap medium
F-test =
Contoh :
![Page 63: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/63.jpg)
Menentukan Level Optimum
pada masing-masing variabel utama yang mempengaruhi medium desain Plackett-Burman : menggunakan teknik optimasi respon permukaan (response surface)Response surface = garis bidang/peta topografik,
nilai garis tinggi dan garis bidang konstan
Response = hasil dari eksperimen yang dilakukan pada hasil nilai yang khusus pada variabel yang diteliti
1. Teknik Respon surface
![Page 64: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/64.jpg)
![Page 65: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/65.jpg)
![Page 66: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/66.jpg)
![Page 67: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/67.jpg)
Hendrix mengaplikasi teknik response surface memprediksi kombinasi optimum dari 2 variabel.Nilai varibel untul awal percobaan dipilih secara acak/ ditentukan dari proses percobaan sebelumnya dengan jumlah percobaan sebanyak lebih dari 15-20 percobaan.Hasil : garis peta yang memperlihatkan garis tinggi
permukaan yang mengindikasikan luas di dalam kombinasi optimum dari variabel.
Strategi mencapai optimum di dalam peningkatan mode :1. Membuat ruang di dalam garis yang ditinjau2. Letakkan 5 percobaan secara acak di dalam ruang
tersebut3. Membuat ruang baru yang berpusat pada ititik
optimum dari 5 percobaan yang dilakukan dan buat ruang baru yang sama dengan sebelumnya tetapi lebih kecil, biasanya ukurannya ½ dari seebelumnya.
4. Letakkan 5 percobaan secara acak di dalam ruang baru
5. Langkah 3 dan 4 dilakukan terus- menerus hingga mencapai titik optimum
1. Teknik Hendrix
![Page 68: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/68.jpg)
1. Teknik Simplex Optimizationvariabel = n, dengan jumlah trial sebanyak = n+1
![Page 69: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/69.jpg)
![Page 70: Medium Pada Industri Fermentasi. Edit](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022052123/55cf9aef550346d033a41838/html5/thumbnails/70.jpg)
Thank
You for Your
Attention