RSS
Container Icon

PRODUKSI ASAM ORGANIK DENGAN REAKTOR IMOBILISASI SEL MENGGUNAKAN PROPIONIBACTERIUM ACIDI-PROPIONICI

Fermentasi akan menghasilkan metana, etanol, butanol, aseton dan asam organik lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa aktivitas enzim dan sel berlangsung secara berangsur-angsur di bioreaktor. Untuk menstabilkan biokatalis tanpa harus kehilangan proses downstream, imobilisasi merupakan langkah yang tepat sebagai solusinya. Pada imobilisasi, dinding sel satu denga yang lain dihubungkan oleh agen kimia. Contoh dari agren kimia ini antara lain glutaradehid. Tetapi agen kimia bersifat toksin dan menghambat pertumbuhan yang dapat berpengaruh terhadap proses mikrobial. Hal ini dapat mengakibatkan kematian sel.
Metode lain dari imobilisasi adalah memerangkap dari sel pada sebuah matrik polimer. Matrik yang biasanya digunakan adalah agar, alginat, karagenan, selulosa dan turunannya, gelatin, polikrilamid dan k-carrageenan.
Tujuan dari jurnal ini adalah untuk memproduksi asam asetat dan asam propionat dari hidrolisis gula yang diperoleh dari limbah lignoselulosa. Karbohidrat yang berasal dari limbah padat pertanian oleh hidrolisis asam. Asamorganik terkandung dalam biokatalis aktif yang diimobilisasi dari Propionibacterium. Dinding sel dihubungkan untuk menahan lubang sel di dalam ICR (Immobilized Cell Reacto).  Hidrolisis gula merupakan proses yang berkelanjutan. Pada jurnal ini dibahas lebih luas tentang efek konsentrasi substrat, lamanya waktu untuk memproduksi asam organik.
A.    BAHAN DAN METODE
Eksperimental sistem reaktor
ICR adalah aliran plug kolom tubular, dengan diameter 5 cm, ID sebesar 4,6 cm, tebal kaca 3 mm dinding dan 110 cm.Media diberi makan ke kolom ICR dari tangki yang terletak di atas kolom. Sebuah variabel kecepatan Master flex Efluen dari kolom dikumpulkan ke dalam 20 liter polypropylene autoclaveable dengan carboy sebagai reservoir produk. Pemutus arus dipasang antara dan pakan pompa kolom, yang mencegah pertumbuhan mikroorganisme dan kontaminasi feed line dan tangki feed. Sampel dari kolom ICR diambil dari inlet dan outlet kompartemen kolom.
Setelah16 jam, kultur dipanen pada fase pertumbuhan eksponensial dan mikroba telah dipindah ke bentuk tetesan dan dalam 6% kalsium klorida diteteskan 50 ml syringe. Dan  dikemas dalam bentuk manik-manik dengan ukuran yang sama 5 mm. Manik-manik dipadatkan dipindahkan ke kolom. Sekitar 75% dari kolom penuh. ICR dikemas kolom digunakan dalam modus kontinyu fermentasi. Feed segar dipompa secara upflow, sedangkan gula dan konsentrasi asam propionat dipantau selama perjalanan fermentasi sinambung. Volume kerja ICR setelah packing random 960 ml.
Tinggi konsentrasi gula yang digunakan adalah 30, 60, dan 120 g / L. Pertumbuhan yang berlebih pada mikroba dikendalikan dengan karbon dioksida. Ada sebuah maxibu 30% peningkatan diameter manik-manik di bagian bawah. Volume void diukur dengan melewatkan air steril.
Selain sumber karbon, media makan yang terdiri dari 1 g / L ekstrak ragi dipompa dari bagian bawah reaktor, sedangkan laju alir yang konstan untuk jangka waktu minimal 5 jam
Benih Propionibacterium propionici asam-(Amerika) ditumbuhkan pada media 5 g glukosa, dan 0,5 g ekstrak khamir. Volume total air suling 500 ml. Media yang disterilkan pada 121 º C selama 15 menit. Kultur mikroorganisme ditransfer ke media kaldu untuk persiapan benih.
Sodium alginate dan Natrium alginat disiapkan dengan melarutkan 10 g bentuk bubuk dalam 500 ml air suling terpisah dari 120 g kalsium klorida dibuat dalam 2 L air suling. Natrium klorida larutan alginat dan kalsium diautoklaf pada 121 º C selama 15 menit. Steril natrium alginat solusi dan kepadatan sel yang tinggi dari budaya benih yang tumbuh dicampur secara menyeluruh. Beads telah disusun oleh tetesan dari pipet sekitar 5 mm diameter dalam larutan kalsium klorida disterilkan. Kepadatan sel budaya benih untuk persiapan manik adalah 2,78 g / L. Kering dan berat basah sampel diinkubasi selama 16 jam adalah 2,8 dan 0,42 g, masing-masing. Kelembaban manik-manik adalah 85%.
Untuk menentukan konsentrasi gula inlet dan outlet di ICR,  reagen kimia 3,5-dinitrosalisilat mengurangi asam, (98%) larutan (Miller, 1959; Summers, 1924). (DNS) digunakan. Solusi DNS dibuat dengan melarutkan 10 g asam 3,5 - dinitrosalisilat dalam 2 M larutan sodium hidroksida.
Konsentrasi Gula
            Untuk membedeakan konsentrasi gula yang masuk dan keluar dari ICR adalah dengan mengurangi bahan kimia, 3,5-dinitrosalicylic acid. Larutan DNS disiapkan dengan melarutkan 3,5-dinitrosalicylic acid dalam 2 M dalam larutan sodium hidroksida. 300 g sodium potassium dilarutkan dalam 300 ml aquades. Asam panas 3,5-dinitrosalicylate ditambahkan pada sodium tartat potassium.
Berat Kering Mikroba dan Berat Jenis Optical
            Sel ditempatkan di dekat suplai nutrisi yang memiliki kualitas tinggi dan
B.     HASIL DAN PEMBAHASAN
Fermentasi dilakukan dengan menggunakan gula pentosa dan gula heksosa (glukosa dan xylosa) pada berbagai konsentrasi. Konsentrasi yang digunakan adalah 30, 60 dan 120 g/L. Glukosa-xylosa dicampur pada fermentasi untuk memproduksi asam asetat dan asam propionat. Sedangkan waktu yang digunakan untuk fermentasi adalah 5, 12 dan 28 jam dengan jumlah yang tepat dari glukosa dan xylosa (15 g/L pada setiap gula). Fermentasi ini menggunakan suhu 36oC. pH pada media adalah pH 7, menggunakan bufer fosfat tetapi hal ini tidak ditemukan pada reaktor yang memiliki pH rendah, sekitar 5,8.
Pada grafik 1 di bawah ini dijelaskan hubungan antara konsentrasi total gula dengan lamanya waktu. Garis putus-putus menunjukkan konsentrasi glukosa sedangkan garis lurus menunjukkan garis lurus. Hal ini menunjukkan bahwa konsumsi glukosa lebih cepat. Perubahan kecepatan ICR meningkat dengan meningkatnya waktu penyimpanan. Seperti yang digambarkan pada grafik 1 ini pada waktu penyimpanan 28 jam, lebih dari 90% dan 60% dari glukosa dan xylosa diubah. Pada waktu penyimpanan 12 jam, perubahan untuk glukosa dan xylosa turun hingga 75% dan 20%.
Pada penelitian ini menemukan bahwa perubahan gula pada waktu penyimpanan yang konstant, 28 jam. Waktu penyimpanan ini dipilih karena adanya perubahan maksimal pada glukosa dan xylosa. Perubahan gula (glukosa dan xylosa) dengan berbagai konsentrasi hampir sama dengan reduksi yang tajam dari substrat yang terjadi pada jarak pertama, 25 cm panjang kolom. 90% perubahan gula dan 60% perubahan xylosa terjadi pada konsentrasi gula 30 g/L. Pada konsentrasi 60 g/L, perubahan glukosa hanya 63% dan xylosa 46%. Ketika konsentrasi gula meningkat menjadi 120 g/L makan terjadi penurunan perubahan gula menjadi 41% dan xylosa menjadi 17%. Hasil ini menunjukkan bahwa panjangnya kolom tidak membantu terhadap kurvakonsentrasi gula lurus setelah panjang kolom diperpendek.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

2 komentar:

Anonymous said...

Is this your writing ? Wow , great.I thought you were a great person

Nita Maria Rosiana said...

Yes, I wrote it but that writing was taken from a journal

Post a Comment