Top Banner
1 2012 2012 DOWNSTREAM PROCESSING DOWNSTREAM PROCESSING Industri hilir : industri yang mengolah lebih lanjut produk industri antara menjadi produk Industri hilir : industri yang mengolah lebih lanjut produk industri antara menjadi produk setengah jadi dan selanjutnya melalui proses pabrikasi dan pengerjaan akhir menjadi produk setengah jadi dan selanjutnya melalui proses pabrikasi dan pengerjaan akhir menjadi produk  jadi.  jadi. Di dalam dunia industri fementasi terdiri dari dua proses yaitu upstream processing Di dalam dunia industri fementasi terdiri dari dua proses yaitu upstream processing (USP) atau proses hulu dan downstream processing (DSP) atau proses hilir. USP meliputi (USP) atau proses hulu dan downstream processing (DSP) atau proses hilir. USP meliputi semua faktor dan semua faktor dan proses awal proses awal seperti fermentasi yang terdiri seperti fermentasi yang terdiri dari 3 aspek penting. dari 3 aspek penting. Aspek Aspek utama yang penting ialah cara memprodeuksi organisme yang meliputi semua strategi awal utama yang penting ialah cara memprodeuksi organisme yang meliputi semua strategi awal dalam dalam memperoleh mikroorganisme y memperoleh mikroorganisme y ang cocok, menin ang cocok, menin gkatkan daya gkatkan daya produktivitas dan h produktivitas dan h asil asil dalam industri, melakukan pemurnian atau (purity), persiapan inoculums yang cocok dan dalam industri, melakukan pemurnian atau (purity), persiapan inoculums yang cocok dan  perkembangan untuk memajukan  perkembangan untuk memajukan perekonomian yang efisien dalam industry perekonomian yang efisien dalam industry . Aspek kedua dalam dalam USP ialah damlam media fermentasi, terutama dalam Aspek kedua dalam dalam USP ialah damlam media fermentasi, terutama dalam  pemilihan  pemilihan atau atau penentuan penentuan harga harga dan dan sumber sumber karbon karbon dan dan sumber sumber energy energy yang yang cocok cocok dan dan efisien, yang berhubungan dengan nutrisi esensial. Media ini mengoptimisasi aspek penting efisien, yang berhubungan dengan nutrisi esensial. Media ini mengoptimisasi aspek penting dalam perkembangan proses dalam memaksimalkan hasil dan keuntungan dalam industry. dalam perkembangan proses dalam memaksimalkan hasil dan keuntungan dalam industry. Aspek ketiga dalam USP yaitu semua hal yang berhubungan dengan fermentasi, yang Aspek ketiga dalam USP yaitu semua hal yang berhubungan dengan fermentasi, yang  biasanya  biasanya ditampilkan ditampilkan dibawah dibawah kondisi kondisi terkontrol,perkembangan terkontrol,perkembangan optimasi optimasi pertumbuhan pertumbuhan mikroorganisme atau produksi dalam target produk mi mikroorganisme atau produksi dalam target produk mi kroorganisme. kroorganisme. Downstream Processing (DSP) meliputi semua proses pegikutan, yang merupakan Downstream Processing (DSP) meliputi semua proses pegikutan, yang merupakan tujuan utama untuk mengefisiensi segala proses dalam industry seperti memproduksi dan tujuan utama untuk mengefisiensi segala proses dalam industry seperti memproduksi dan memperbaiki dengan aman target product yang memerlukan spesifikasi atau tidakan khusus memperbaiki dengan aman target product yang memerlukan spesifikasi atau tidakan khusus (misalnya biological activity, purity, dll), ,memaksimalkan penghasilan produk dengan dan (misalnya biological activity, purity, dll), ,memaksimalkan penghasilan produk dengan dan meminimalkan biaya. Perbaikan targetan produk bisa dilakukan dengan cara memproses cell. meminimalkan biaya. Perbaikan targetan produk bisa dilakukan dengan cara memproses cell. Atau menggunkan medium yang tergantung pada intraselular atau extraselular dalam suatu Atau menggunkan medium yang tergantung pada intraselular atau extraselular dalam suatu  produk.  produk. Dalam Dalam tahap tahap pemurnian pemurnian harus harus mencapai mencapai atau atau sesuai sesuai dengan dengan standard standard atau atau tetapan tetapan spesifik produk yang digunakan. Pada umumnya pemurnian product akan mnunjukkkan hasil spesifik produk yang digunakan. Pada umumnya pemurnian product akan mnunjukkkan hasil yang lebih baik daripada sebelumnya. Sebagai contoh pemurnian enzyme, tidak hanya itu, yang lebih baik daripada sebelumnya. Sebagai contoh pemurnian enzyme, tidak hanya itu, yang penting juga adalah pengurangan masa product, tapi hal lain seperti penyimpanan yang penting juga adalah pengurangan masa product, tapi hal lain seperti penyimpanan  produk biological activity juga  produk biological activity juga sangat penting. sangat penting.
10

Downstream Processing - baixardoc

Mar 21, 2023

Download

Documents

Khang Minh
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Downstream Processing - baixardoc

11

20122012

DOWNSTREAM PROCESSINGDOWNSTREAM PROCESSING

Industri hilir : industri yang mengolah lebih lanjut produk industri antara menjadi produkIndustri hilir : industri yang mengolah lebih lanjut produk industri antara menjadi produk

setengah jadi dan selanjutnya melalui proses pabrikasi dan pengerjaan akhir menjadi produksetengah jadi dan selanjutnya melalui proses pabrikasi dan pengerjaan akhir menjadi produk

 jadi. jadi. Di dalam dunia industri fementasi terdiri dari dua proses yaitu upstream processingDi dalam dunia industri fementasi terdiri dari dua proses yaitu upstream processing

(USP) atau proses hulu dan downstream processing (DSP) atau proses hilir. USP meliputi(USP) atau proses hulu dan downstream processing (DSP) atau proses hilir. USP meliputi

semua faktor dan semua faktor dan proses awal proses awal seperti fermentasi yang terdiri seperti fermentasi yang terdiri dari 3 aspek penting. dari 3 aspek penting. AspekAspek

utama yang penting ialah cara memprodeuksi organisme yang meliputi semua strategi awalutama yang penting ialah cara memprodeuksi organisme yang meliputi semua strategi awal

dalam dalam memperoleh mikroorganisme ymemperoleh mikroorganisme yang cocok, meninang cocok, meningkatkan daya gkatkan daya produktivitas dan hproduktivitas dan hasilasil

dalam industri, melakukan pemurnian atau (purity), persiapan inoculums yang cocok dandalam industri, melakukan pemurnian atau (purity), persiapan inoculums yang cocok dan

 perkembangan untuk memajukan  perkembangan untuk memajukan perekonomian yang efisien dalam industryperekonomian yang efisien dalam industry..

Aspek kedua dalam dalam USP ialah damlam media fermentasi, terutama dalamAspek kedua dalam dalam USP ialah damlam media fermentasi, terutama dalam

 pemilihan  pemilihan atau atau penentuan penentuan harga harga dan dan sumber sumber karbon karbon dan dan sumber sumber energy energy yang yang cocok cocok dandan

efisien, yang berhubungan dengan nutrisi esensial. Media ini mengoptimisasi aspek pentingefisien, yang berhubungan dengan nutrisi esensial. Media ini mengoptimisasi aspek penting

dalam perkembangan proses dalam memaksimalkan hasil dan keuntungan dalam industry.dalam perkembangan proses dalam memaksimalkan hasil dan keuntungan dalam industry.

Aspek ketiga dalam USP yaitu semua hal yang berhubungan dengan fermentasi, yangAspek ketiga dalam USP yaitu semua hal yang berhubungan dengan fermentasi, yang

 biasanya  biasanya ditampilkan ditampilkan dibawah dibawah kondisi kondisi terkontrol,perkembangan terkontrol,perkembangan optimasi optimasi pertumbuhanpertumbuhan

mikroorganisme atau produksi dalam target produk mimikroorganisme atau produksi dalam target produk mikroorganisme.kroorganisme.

Downstream Processing (DSP) meliputi semua proses pegikutan, yang merupakanDownstream Processing (DSP) meliputi semua proses pegikutan, yang merupakan

tujuan utama untuk mengefisiensi segala proses dalam industry seperti memproduksi dantujuan utama untuk mengefisiensi segala proses dalam industry seperti memproduksi dan

memperbaiki dengan aman target product yang memerlukan spesifikasi atau tidakan khususmemperbaiki dengan aman target product yang memerlukan spesifikasi atau tidakan khusus

(misalnya biological activity, purity, dll), ,memaksimalkan penghasilan produk dengan dan(misalnya biological activity, purity, dll), ,memaksimalkan penghasilan produk dengan dan

meminimalkan biaya. Perbaikan targetan produk bisa dilakukan dengan cara memproses cell.meminimalkan biaya. Perbaikan targetan produk bisa dilakukan dengan cara memproses cell.

Atau menggunkan medium yang tergantung pada intraselular atau extraselular dalam suatuAtau menggunkan medium yang tergantung pada intraselular atau extraselular dalam suatu

 produk.  produk. Dalam Dalam tahap tahap pemurnian pemurnian harus harus mencapai mencapai atau atau sesuai sesuai dengan dengan standard standard atau atau tetapantetapan

spesifik produk yang digunakan. Pada umumnya pemurnian product akan mnunjukkkan hasilspesifik produk yang digunakan. Pada umumnya pemurnian product akan mnunjukkkan hasil

yang lebih baik daripada sebelumnya. Sebagai contoh pemurnian enzyme, tidak hanya itu,yang lebih baik daripada sebelumnya. Sebagai contoh pemurnian enzyme, tidak hanya itu,

yang penting juga adalah pengurangan masa product, tapi hal lain seperti penyimpananyang penting juga adalah pengurangan masa product, tapi hal lain seperti penyimpanan

 produk biological activity juga  produk biological activity juga sangat penting.sangat penting.

Page 2: Downstream Processing - baixardoc

2

Dalam semua tingkatan, semua pemulihan atau pengambilan kembali sangat kuat

 bergantung pada fermentasi terdahulu. Fakto fermentasi sangay mempengaruhi proses hilir

atau downstream process dalam sebuah industry yang meliputi komponen dari

mikroorganisme, morfologi umum, karakteristik flocculation , serta ukuran dan dinding sel.

Faktor faktor itu sangat berdampak dalam filterability, sedimentasi, dan efisiensi

homogenization. Dalam fermentasi produk, adanya penambahan bahan tambahan dan media

yang tidak steil dapat mengganggu tahap tahap DSP dan mengganggu proses analisis.

konsekuensi holistic approach dibutuhkan ketika perkembangan strategi pemurnia industri

 baru.. dalam keseluruhan proses, faktor upstream processing( proses hilir) dan downstream

 processing (proses hulu) sangat membutuhakan pertimbangan. Sebagai contoh pada

 pemilihan substrate dalam proses fermentasi sangat mepengaruhi proses atau langkah

 berikutnya dalam dproses hilir (down stream process / DSP). Karbon yang murah dan sumber

energy akan menentukan atau memberikan nilai awal dalam penyelamatan atau

 penghematan, tetapi berkemungkinan mengharuskan untuk menambah harga atau kerugian

dalam DSP. Oleh sebab itu semua cost saving mungkin akan mencapai sukses lebih mahal,

tetapi substrat yang lebih murni. Juga pengambilan metode yang digunakan harus sesuai

dengan peralatan yang sudah ada, hal itu kan lebi efektif daripada harus membeli peralatan

 baru yang akan menambah investasi.Physical and chemical properties dalam produk yang

meliputi konsentrasi dan lokasi, adalah benar benar faktor kunci utuk menentukan awal

langkah pemisahan dan semua strategi pemurnian.

DSP dapat dibagi dalam bagian bagian yang jelas dalam unit proses yang

 berhubungan dengan keberhasilan dalam pemurnian produk. Sebagai contoh strategi

 pemurnian untuk dua produk. (7.3). biasanya tahap penomoran dimulai dari yang terkecil. Ini

tidak hanya disebabkan oleh cost , tetapi biasanya disebabkan oleh tahap individu yng

 bertujuan untuk memperoleh hasil yang maksimal, the overall losses of multistage

 purification proses, bisa menjadi penghalang . pemilihan tahap unit yang spesifik akan

 berdampak ekonomi dalam suatu proses, syarat kemurnian pada produk, hasil dapat dicapai

 pada setiap tahap dan safety aspek. Di beberapa kejadian , integrasi pada fermentasi dan DSP

sekarang lebih banyak disukai. Integrasi dapat sering meningkatkan produktivitas,

mengurangi point dalm unit operasi dan mengurangi keseluruhan waktu proses dan costs.

Integrasi proses fisik akan berhasil jika menempatkan unit separasi atau unit

 pemisahan di dalam fermenter atau sacara langsung yang berhubungan dengan dus sistem

yang bersamaan. Dimana perubahan produk berhubungan dengan pertumbuahan. Yang utama

Page 3: Downstream Processing - baixardoc

3

sepeti metabolism, produktivitas yang tinggi akan tercapai dengan meggunakan sistem

integrasi yang tinggi dan akan mempertahankan kepadatan sell melalui penyimpanan sell

atau memproduksi ulang. Dimana produk akan terhambat, dengan penyusunan metode yang

 bermacam macam akan menimbulkan pemisah atau sekat pada bioreactor yang menyediakan

 penghilangan in situ pada produk dengan menggunakan ekstraksi, adsorpsi, atau pelepasan,

seiring dengan bertabahnya hasil dan pruktivitas. Alternative, proses dapat dengan ex situ,

dimana produk akan berpindah keluar dari fermenter dan proses medium yang kembali pasa

fermentasi. Seperti proses yang sudah sukses sebelumnya pada peminahan atau pemisahan

alcohol dan solvent (pelarut). Tetapi sekarang juga kemungkinan untuk mengekstrak

 beberapa protein.

Page 4: Downstream Processing - baixardoc

4

1.3 Sentr if ugasi

Untuk memisahkan suspensi partikel dapat menggunakan gaya gravitasi. Sentrifugasi

digunakan untuk pemisahan solid-liquid dengan signifikan dan banyak partikel kecil dapat

terpisah. Sentrifugasi dapat digunakan untuk pemisahan partikel kecil dengan diameter 0,1

µm dan dapat juga untuk pemisahan liquid-liquid. Ini sangat efektif berdasarkan ukuran

 partikel, perbedaan densitas antara cell dengan medium, dan viskositas medium.

Sentrifugasi kecepatan tinggi dibutuhkan untuk pemisahan mikroorganisme terkecil,

seperti bakteria. Contohnya, sentrifugasi lambat efektif untuk memperoleh residu sisa yeast

dalam beer setelah tersedimentasi.

Keuntungan sentrifugasi meliputi adanya sistem yang terus menerus dan sistem

dengan cepat proses volume besar dalam volume kecil sentrifugasi. Sentrifugasi mengikutkan

 proses steril dan tidak membutuhkan biaya untuk membran, bantuan kimia atau filter.

Akantetapi, kekurangan dari sentrinfugasi adlah modal yang mahal, kebisingan selama proses

 berlangsung dang biaya untuk listrik. Juga, pemecahan fisik sel akan terjadi dan temperatur

akan menjadi sulit di kontrol, yang akan mempengaruhi sensitifitas tempetarur produk.

Pebembentukan bioaerosol adalah kekurangan terbesar selanjutnya, terutama ketika

sentrifugasi digunakan untuk memastikan DNA rekombinan dan patogen.

Sentrifugasi industri

Sentrifugasi dapat dibagi menjadi skala kecil unit laboratorium dan sekala besar lab dan

sekala industri. Laboratiry batch centrifuges include, in ascending order of speed attainable:

 bench top, high speed and ultracentrufuges. Walaupun industrial sentrifuges tersedia, banyak

indusrti terdiri dari semikontinu dan kontinu sentrifugasi dibutuhkan untukproses volume

 besar.

4 tipe industrial centrifuges yang umum di gunakan

1. Tubular centrifugal biasanya menghasilkan gaya sentrifugal tinggi 13000-17000g. Itu

memiliki wadah hollow tubular rotor yang menyediakan saluran panjang untuk

suspensi yang memompa masuk dari bawah dan mengalirkan ke atas melewati rotor.

Partikel material telempar ke sampung wadah dan membersihkan liquid keluar

melewati atas untuk selanjutnya di tampung. Partikel material terkumpul di samping

Page 5: Downstream Processing - baixardoc

5

 bowl, sehingga mengurangi diameter operasi. Konsekuensinya, padatan yang

terbentuk harus di bersihkan secara periodik.

2. Multi chamber bowl terdiri dari bowl yang membagi secara vertikal menjulang di

sambungan dalam silinder dan mampu beroperasi di 5000-10000g. Liquid masuk

melalui tengah melewati setiap chamber dan partikel kecil akan terkumpul di outer

 bowl

3. Disc stack centrifuges dapat beroprasi di 5000-13000g. Centrifuge bowl terdiri dari

tumpukan disc kerucut yang membantu proses pemisahan. Cairan masuk sentrifugasi,

 partikel material terlempar keluar dan menyangkut di luar disc kerucut. Partikel

kemudian berjalan keluar ke dan terkumpul di dinding bowl. Sentrifuges ini biasanya

memiliki fasilitas untuk mengeluarkan partikel yang terkumpul selama operasi

 berlangsung.

4. Screw decanter centrifuges broperasi terus menerus di 1500-5000g dan cocot untuk

dewatering material solid kasar di konsentrasi solit tingggi. Itu juga digunakan dalam

 pembuangan kotoran untuk pemisahan lumpur dan untuk memanen yeast dan fungal

mycelium.

1.4 F il trasi

Filtrasi konvensional dari liquid yang mengandung suspended solid menggunakan filter

dalam yang tersusun dari porous media (cloth, glass woll or cellulose) yang menahan solid

dan membersihkan liquid untuk terus di alirkan. Proses filtrasi mengumpulkan solid diatas

media filter, hambatan filtrasi meningkat dan aliran menurun. Teknik ini umumnya

digunakan untuk memanen filamentous fungi, tetapi kurang efektif untuk menyaring bakteria.

Dua tipe filtrasi konvensional yang umum digunakan dalam industri adlah sebagai berikut.

1. Plate and frame filters or filter presses, ini umumnya dalam bentuk rak horisontal

yang bersaelang-seling dari plate penyerap dan kerangka berlubang. Rak menjulang

dalam penyangga yang terikat dengan hidrolik atau screw ram. Filter cloth

ditempatkan di antara plat yang terdapat saluran aliran untuk feed dan menyerap

aliran. Bentuk utama ini rangkaian cloth line dalam chamber yang cell suspension

 bekerja dalam tekanan. Mengikuti batch filtration, peralatan harus dibongkat untuk

mengambil filter cake yang terkumpul. Sistem ini digunakan untuk memanen

Page 6: Downstream Processing - baixardoc

6

mikoorganisme dari fermentasi, termasuk mempersiapkan blok baker’s yeast,

mengembalikan endapan protein dan dewatering kotoran.

2. Rotary vacum filter adalah sitem filtrasi terus menerus yang sederhana, ini digunakan

dalam beberapa proses industri, terutama untuk memanen fungal mycelium selama

 pembuatan antibiotik, untuk produksi baker yeast dan dalam dewatering kotoran

selama treatmen air limbah. Peralatannya terdiri dari drum berlubang yang didukung

dengan media filter. Drum ini berotasi lambat terusmenerus dalam tangki yang

menganding suspensi yang akan disaring. Solid terkumpul dalam media filter

sedangkan filtrat merembes dalam tekanan vakum, melewati medium filter masuk ke

dalam drum berlubang lalu ke vessel. Selama drum berotasi, solid yang terkumpul di

medium filter dibersihkan dengan pisau yang melepasnya ke dalam vessel

 pengumpul. Media filter akan dilapisi dengan filter aid contohnya kieselguhr yang

akan terus menerus mengisi.rate filtrasi (aliran filtrat), untuk tekanan konstan(vakum)

dan cake yang tidak dapat dikompres, adalah deermined dengan hambatan cake dan

medium filtrasi. Tidak ada sistem filtrasi yang cocok untuk proses produk beracun,

 patonen atau DNA rekombinan mokroorganisme dan produknya.

Page 7: Downstream Processing - baixardoc

7

2. GANGGUAN SEL

Beberapa target hasil adalah intraseluler, terdiri dari beberapa enzim dan protein

rekombinan, beberapa …………………... oleh karena itu dibutuhkan metode untuk

mengganggu mikroorganisme dan melepaskan produknya. Menembus dinding sel dan

membrane sitoplasma dapat dilakukan untuk mengatasi masalah ini, terutama ketika sel

menyerang dinding sel dengan kuat. Misalnya, dibutuhkan tekanan 650bar untuk

mengganggu yeast, walaupun mungkin agak banyak variasi di waktu yang berbeda selama

alur pertumbuhan dan tergantung berlangsungnya kondisi spesifik pertumbuhan.

Masalah pada umumnya bercampur dengan gangguan sel yang terdiri dari

 pembebasan DNA yang dapat meningkatkan suspense viskositas. Hal ini juga mungkin

mempengaruhi proses yang terjadi selanjutnya, seperti pemompaan suspensi di unit proses

selanjutnya dan aliran melalui kolom kromatografi. Timbulnya langkah asam nukleat atau

 penjumlahan DNA dapat membantu mencegah masalah tersebut. Jika digunakan gangguan

mekanikal maka akan selalu menghasilkan panas, yang mana akan mengubah sifat protein

kecuali kalau diterapkan ukuran pendinginan yang tepat. Produk dapat dibebaskan dari sel

eukariotik yang persoalan yang sering untuk penurunan dengan enzim hidrolitik (protease,

lipase) dibebaskan dari lisosom yang mengganggu. Kerusakan ini dapat dikurangi dengan

 penambahan enzim penghambat, mendinginkan ekstrak sel dan mempercepat proses.

Alternatifnya, percobaan dapat dibuat untuk memproduksi mutant strain dari produser

mikroorganisme yang kekurangan enzim rusak.

Gangguan sel dapat dijangkau dengan metode mekanik dan metode non mekanik.

Proses gangguan sering diukur memantau perubahan absorbansi., ukuran partikel, total

konsentrasi protein atau aktifitas dari enzim interseluler khusus yang dibebaskan ke suspensi

gangguan.

2.1 Metode Mekanik Gangguan Sel

Beberapa metode mekanik tersedia untuk gangguang sel, berdasarkan pada solid shear

yang meliputi (menyangkut) tekanan persiapan pembekuan sel yang melewati lubang tipis di

tekanan yang tinggi. Pendekatan ini dapat digunakan di skala kecil atau laboratorium tapi

tidak untuk operasi skala besar. Metode yang menggunakan liquid shear umumnya lebih

efektif. The French press ……………………………………………. Mereka mungkin

digunakan untuk bakteri dan yeast cell, dan jamur miselium. Di alat ini suspensi sel menarik

melalui katup pengawas ke pompa silinder. Di titik ini dibuat dibawah tekanan (hingga 1500

 bar) melalui annulus yang sangat sempit atau katup pemberhentian, yang akan berakhir ketika

tekanan telah menurun ke atmosfer. Gangguan sel dicapai terutama dengan liquid shear yang

tinggi ketika di lubang dan tekanan mendadak jatuh di pemberhentian yang menyebabkan

letusan sel.

Kecepatan dari pelepasan protein (efisiensi gangguan) bebas dari konsentrasi sel

tetapi ini adalah fungsi digunakannya tekanan, banyaknya putaran melewati homogenizer dan

suhu. Gangguan dari persiapan yeast cell, misalnya pada umumnya membutuhkan 3kali

melewati tekanan sel di 650 bar, mengingat Escherichia coli tipe liar umumnya butuh 1100 -

Page 8: Downstream Processing - baixardoc

8

1500 bar. Selama proses berlangsung kenaikan suhu berkisar antara 2,2 - 2,4oC per 100 bar

kira-kira 20oC diatas satu kali lewat di 800 bar. Akibatnya biasanya dibutuhkan persiapan

sebelum mendinginnya sel. Kira-kira dibutuhkan energy input sebesar 0,35 kW per 100 bar

dan seluruhnya sampai dengan 6000 L/h. Masalah yang timbul akibat metode ini adalah

tercairnya material intraseluler. Sebagai hasilnya, produk yang penting harus dipisahkan dari

 protein yang campurannya kompleks, asam nukleat dan pecahan dinding sel. Beberapa

 pecahan dari runtuhan sel tidak mudah dipisahkan, hal ini menyebabkan solusi susah untuk

diklarifikasikan. Protein mungkin diubah sifat jika perlengkapannya tidak cukup

mendinginkan dan mikroorganisme filamentous mungkin menghalangi katup pemberhentian.

Ketika digunakan untuk mikroorganisme kategori pasti, the homogenizers dapat dimasukkan

untuk mencegah aerosol.

Di skala kecil, penggerindaan sel secara manual dengan abrasif, biasanya oksid

aluminium, manik-manik gelas, tanah kerikil dapat menjadi cara untuk mengatasi gangguan

tetapi mungkin hasilnya tidak dapat direproduksi. Di industry, gilingan manik-manik

kecepatan tinggi dilengkapi dengan sampul pendingin, seringkali digunakan untuk

menggerakkan sel suspensi dengan manik-manik kecil (diameter 0,5-0,9 m) dari gelas,

zirconium oxide or titanium carbide. Hasil kerusakan sel dari perangkat gunting,

menggerinda diantara manik-manik dan bertabrakan dengan manik-manik. Efisiensi dari

kerusakan sel adalah fungsi dari kecepatan pengadukan, konsentrasi, densitas dan diameter

manik-manik selain itu ada densitas air daging, kecepatan aliran dan suhu. Konsentrasi sel

 juga merupakan factor utama (jumlah maksimum 30-60% dry weight), yang merupakan

 perbedaan penting dari liquid shear homogenizers yang telah diuraikan diatas. Output

maksimum di jaringan ini adalah sebesar 2000 l/h.

Gangguan ultrasonic sel melibatkan peronggaan gelembung yang sangat kecil atau

lubang yang dihasilkan dari tekanan gelombang. Hal ini dilakukan oleh alat penggetar

ultrasonic yang menghasilkan suara berfrekuensi tinggi dengan rata-rata densitas gelombang

20 kilohertz/s. a transducer mengubah gelombang menjadi osilasi mekanik melalui

 pemeriksaan titanium di pusat suspensi sel. Bagaimanapun, teknik ini juga menghasilkan

 panas protein thermolabile. Bentuk (potongan) bakteri seringkali mudah untuk dipatahkan

daripada cocci dan organisme gram-negatif lebih mudah diganggu daripada sel gram-positif.

Sonication efektif di skala kecil tapi itu tidak selalu digunakan dalam operasi skala besar,

dengan masalah tenaga pengiriman dan hilangnya panas.

Gangguan sel adalah area yang sedikit terbengkalai dari bioproses.

…………………………………………… tetap secara rutin digunakan, disusun metode

mekanik yang aslinya dipikirkan untuk tujuan lain. Bagaimanapun, beberapa system

gangguan terbaru adalah wujud dikembangkan untuk meningkatkan gangguan skala besar,

yang seringkali dengan pemahaman utuh. Mereka memasukkan desain gilingan bola terbaru

yang beroperasi hingga 2700 bar dan dua sistem dengan tidak adanya penggeseran bagian.

……………………………………………………………

…………………………………………………………………….. ini metode yang relatif

lebih halus yang bekerja pada prinsip dari pengurangan nitrogen dan tidak membangkitkan

Page 9: Downstream Processing - baixardoc

9

 panas. Nitrogen terlarut di sel dibawah tekanan tinggi dan mendadak melepaskan tekanan lalu

menyebabkan meledaknya sel.

2.2 Metode Gangguan Sel Non Mekanik

Alternatif metode mekanik dari gangguan sel untuk menyebabkan their

 permeabilization. Ini dapat diselesaikan dengan autolisis, goncangan osmotic, perpecahan

dengan kristal es atau goncangan panas. Autolisis misalnya telah digunakan untuk produksi

of yeast extract dan produk yeast lain. Hal ini memiliki keuntungan yaitu harga lebih rendah

dan menggunakan mikroba enzim yang sebenarnya, jadi tidak ada zat asing yang masuk

menjadi produk. Goncangan osmotic sering berguna untuk merilis produk dari ruang

 periplasmic. Ini mungkin dapat dijangkau dengan menyeimbangkan sel 20% (W/V) sukrosa

 buffer, kemudian dengan cepat memanen kemudian menggantungkan kembali di air bersuhu

40C.

Lebar jarak dari teknik lain telah dikembangkan untuk gangguan mikroba skala kecil

menggunakan bermacam bahan kimia dan enzim. Bagaimanapun,

…………………………………… Pelarut organic biasanya aseton, butanol, methanol telah

digunakan untuk melepaskan enzim dan zat lain dari mikroorganisme dengan menciptakan

saluran melewati membran sel. Perlakuan sederhana dengan alkali atau detergen, seperti

…………………………….

Beberapa enzim penurunan dinding sel telah digunakan dengan sukses pada gangguan

sel. Contoh, lisosom yang mana hidrolisis β -1,4 hubungan glycosidic dalam peptidoglikan

dari bakteri dinding sel, berguna untuk lysing organisme gram-positif. Tambahan EDTA

untuk ion logamjuga memperbaiki efektifitas lisosom dan perlakuan lain di bakteri gram-

negatif. Ini dikarenakan EDTA punya kemampuan untuk menyita kation divalent yang

menstabilkan struktur dari membrane sebelah luar. Penghancuran enzim dari yeast dinding

sel dapat terjangkau dengan snail gut enzymes yang mengandung campuran β -glucanases.

Persiapan enzim juga berguna untuk memproduksi living yeast protoplas.

Antibiotic penisilin dan cycloserin mungkin digunakan untuk lyse yang dengan aktif

tumbuh sel bakteri, seringkali dikombinasikan dengan osmotic shock. Teknik permeabilisasi

lain termasuk menggunakan basic protein seperti protaminekation kitosan polisakarida efektif

untuk sel yeast, dan streptolisin permeabel sel mamalia.

Page 10: Downstream Processing - baixardoc

10

Destilasi

Destilasi di gunakan untuk memperoleh alkohol, acetone, dan solven lain dari media fermentasi.

Batch distilasi dalam pot masih terus digunakan untuk memproduksi whiski. Dengan etanol

contohnya, sistem continu menghasilkan produk dengan konsentrasi etanol maksimum sebesar

96,5%(v/v). Campuran azeotropic ini adalah konsentrasi tertinggi yang bisa diperoleh dari etanol

encer. Kecuali memasukkan tahap dehidrasi menggunakan water entrainer seperti bezena atau

cyclohexane.

Bebrapa penyulingan mungkin dalambnetuk empat atau lima kolom pemisah, tetapi Coffey-type

tetap terdiri dari dua kolom, rectifier dan analiyser, setiap berisi tumpukan 30-32 plat berlubang. Air

fermentasi masuk pemanasan melewati bawah pipa melingkar dengan kolom rectifier, by ascending

hot vapour produced by the analyser coloum. Lalu kuah panas naik menuju bak atas analyser

coloum dan itu turun ke kolom dengan dipanaskan oleh uap. Menghasilkan uap panas sampai dari

atas kolom analyser ke bawah kolom rectifier. Uap melawati atas lalu di embunkan di gulungan

pembawa menjadi kuah. Di sana termpetaru gradien dalam kolom rectifier dan setiap campuran uap

terkondensasi ini di level yang tepat, dari dimana fraksi ini terkumpul.

Finishing step

Crystallization

Produk cristalisasi diperoleh dengan evaporasi, perlakuan suhu rendah atau penambahan bahan

kimia reaktif terlarut. Kelarutan produk dapat dihasilkan dengan penambahan pelarut, garam,

polimer dan polielektrolit atau mengubah pH.

Drying

Pengeringan melibatkan transfer panas ke material basah dan menghilangkan uap seperti uap air.

Biasanya, ini ditunjukan seperti jalan menahan aktivitas biologis produk. Parameter efektifitas

pengeringan adalah physical prperties dari solid-liquid sistem. Intrinsic properties dari larutan,

kondisi lingkungan pengering dan parameter transfer panas. Transfer panas mungkin kontak

langsung, konveksi atau radiasi.

Rotary drum driers menghilangkan air dengan konduksi panas. Film tipis larutan digunakan untuk

uap panas perrmukaan drum, yang bergesekan dengan pisau untuk mengambil produk yang kering.

Dalam vakum tray pengering material yang akan dikeringkan ditempatkan dalam chamber yang

vakum.ini diperbolehkan dlam temperatur rendah untuk digunakan ke titik didih rendah dari air di

penurunan tekanan. Ini cocok untuk batch kecil material mahal, seperti di farmasi. Spray drying

melibatkan atomization dan spraying larutan produk kedalam chamber panas, dan pertikel kering

karena penyebaran dari gas menggunakan cyclone. Pneumatic conveyor driers menggunakan udara

panas itu suspends dan transport particle.

Freeze drying (lyophilization) sering digunakan ketika produk akhir dalam bentuk cell, in starter

culture preparation, atau untuk produk thermolabile. Ini khususnya digunakan untuk beberapa

enzim, vaksin dan obat-obatan lain, dimana ingatan aktivitas biologi adalah sangat penting. Dalam

metode ini, larutan beku antibiotik, enzim atau cell mikrobial disiapkan dan air dihilangkan dengan