PowerPoint Presentation

FermentasiEtiologi : bhs Latin fervere (mendidihkan).

Mula2 istilah fermentasi digunakan pd proses pengubahan glukosa menjadi alkohol yg tjd scr anaerob.

Akhirnya, istilah fermentasi didefinisikan : seluruh perombakan seny organik yg dilakukan mikroorganisme yg melibatkan enzim yg dihasilkannya sbg biokatalis dlm lingkungan yg dikendalikan.

FermentasiPengertian lain1. Proses yg menggunakan suatu senyawa (substrat) menjadi senyawa lain (produk) oleh adanya aktivitas mikroba2. Suatu proses yg menghasilkan energi dg melibatkan molekul organic baik sebagai donor maupun akseptor elektron3. Suatu proses yg melibatkan kultur mikroba baik yg bersifat aerob maupun anaerob4. proses pembusukan bahan makanan5. suatu kultur mikroba dalam kondisi optimum untukmenghasilkan produk berupa metabolit-metabolit, enzim, atau produk lain (seperti biomassa)PENGGOLONGAN BERDASARKAN CARA OPERASIA. Fermentasi cairI. Submerged fermentation (fermentasi bawah permukaan):Batch processFed-batch (gabungan sistem batch dg kontinnyu)Continuous process (proses sinambung/kontinyu)II. Surface fermentation (fermentasi permukaan), misal pada pembuatan nata de cocoB. Solid State Fermentation/ fermentasi padat misal pada pembuatan tape, oncom, koji dll.Penggolongan Proses FermentasiBERDASARKAN LETAK PRODUKSI produk intraseluler produk ekstraseluler

BERDASARKAN PERAN DALAM METABOLISME metabolit primer metabolit sekunderPENGGOLONGAN PRODUKSI FERMENTASI

PRODUK FERMENTASI KOMERSIL1. Fermentasi dengan produk BIOMASSA (sel mikroba) :SCP (Spirulina, Sancorella)spora Penicillium roquefortii (keju)Rhizobium sp.(simbiosis dg tan Leguminoceae)Bakteri asam laktat (yoghurt)B. thuringiensis (kristal protein insektisida)

2. Fermentasi dengan produk ENZIM mikrobacontoh : amylase, protease, pektinase, peroksidase,dllProduksi enzim oleh sel mikroba dpt ditingkatkan dg caramodifikasi pengendalian kondisi lingkungan (mis,pemberian induser pada kultur)Enzim mikroba dapat dibedakan atas :- enzim ekstrasel - enzim konstitutif- enzim intrasel - enzim induktif3. Fermentasi dengan produk METABOLIT mikroba :metabolit primer, senyawa antara yg disintesis oleh aktivitas sel pd fase pertumbuhan (trofofase)metabolit sekunder, senyawa yang disintesis sel setelah fase pertumbuhan (idiofase)

4. Fermentasi dengan produk hasil BIOKONVERSImelalui modifikasi suatu senyawa yg ditambahkanke dalam medium fermentasi untuk menghasilkansenyawa lain.Contoh : progesterone 11- hidroksiprogesterone

10Improving Production in FermentationCulture medium manipulationCulture condition manipulationStrain improvementAdding precursor moleculesImproving product recovery tahapan bioprosespemilihan jenis mikrobia Formulasi media, Preparasi inokulum, Proses fermentasi kontrol prosesPemanenan produk :pemisahan, pemekatan, pemurnian

Proses fermentasi memerlukan komponen sbb :a) Kultur murni dr organisme terpilih dg jumlah yg sesuai dan kondisfi fisiologis yang baik;b) disterilisasi, hati-hati thd komposisi medium pertumbuhan organisme;c) Ada seed fermenter, fermenter produksi mini sebagai inokulum utk menginisiasi proses dlam fermenter utama;d) Fermenter produksi, berukuran besar, e) Peralatan utk : i) mengetahui medium kultur tetap dlm keadaan steady state, ii) pemisahan sel, iii) koleksi sel tanpa supernatan, iv) purifikasi produk, dan v) perlakuan panen.FermenterApa itu Fermenter?Adalah suatu wadah atau tangki dimana sel atau enzim (tanpa sel) melakukan transformasi terhadap bahan baku menjadi produk biokimia atau produk yang dikehendaki.

Disebut juga sebagai BioreaktorFermenter Fungsi DasarFungsi pokok fermenter adalah dapat menyediakan lingkungan yang sesuai (nyaman) dimana organisme dapat secara efisien menghasilkan target produk yang dikehendaki, misalnya :- Biomassa sel, - Metabolit (primer atau sekunder), - Atau produk biokonversi. Syarat Fermenter :Kemampuan apa yag harus dipenuhi fermenter ?Konsentrasi biomassa harus tetap tinggiMampu mempertahankan kondisi sterileKonsumsi tenaga/energi efisienAgitasi efektifMampu memindahkan panasMudah dibersihkanAda fasilitas sampling

Ada 3 kelompok bioreaktor yg digunakan dalam produksi industri :- non-stirred, non-aerated (Beer and wine)- non-stirred, aerated (Biomass, eg Protein)- stirred, aerated (Antibiotics)

Stirred Tank ReactorSTR - Control systems Ada sistem agitator Ada sistem penghantaran oksigen Ada sistem kontrol buih Ada sistem kontrol temperatur Ada sistem kontrol pH Ada bagian untuk Sampling Ada sistem utk pembersighan dan sterilisasi. Ada bagian (pipa) utk pengosongan reaktor.

Dual use of fermentorsRPMQairPressureCO2, O2 ?Gas balanceOD?pH (controlled)TemperatureStarters milk, silage, Baker yeast breadAlcoholic beveragesLactic acid/organic acids (citric)AntibioticsVaccinesMonoclonal antibodiesRecombinant proteins (or toxin ?)Waste water treatmentBioleachingInstrumentation of a fermentorUse of fermentors21

Tahap transfering proses industri dari skala laboratorium ke fermentor komersialShake flash ExperimentsFermentor skala Lab (5-10 L)Fermentor skala Pilot (300-3000 L)Fermentor Komersial (10,000-500,000 L)Pengembangan Proses Laboratorium Ekxperimen Fermentor Skala LabBatch processFed-batch processContinuous processSemi-continuous process

Ada 2 Tipe Sistem Fermentasi : Sistem Tertutup :Tidak ada penambahan nutrien lagi setelah inokulasi (kecuali oksigen utk yg aerob) Pertumbuhan berhenti setelah bbrp saat

shake flaskagar plateSistem Terbuka :Nutrient secara kontinyu dimasukkan setelah inokulasi, pertumbuhan akan berlangsung terus sepanjang medium segar (fresh medium) ditambahkan.mikroorganisme dan nutrien secara koninyu masuk dan keluar dari fermenter

(di lab)Tipe Sistem FermentasiBatch culture: microorganisms are inoculated into a fixed volume of medium and as growth takes place nutrients are consumed and products of growth (biomass, metabolites) accumulate.

2) Semi-continuous: fed batch-gradual addition of concentrated nutrients so that the culture volume and product amount are increased (e.g. industrial production of bakers yeast); Perfusion-addition of medium to the culture and withdrawal of an equal volume of used cell-free medium (e.g. animal cell cultivations).

3) Continuous: fresh medium is added to the bioreactor at the exponential phase of growth with a corresponding withdrawal of medium and cells. Cells will grow at a constant rate under a constant condition. 26

Biotechnological processes of growing microorganisms in a bioreactor27Batch CultureMerupakan suatu sistem tertutupMerupakan operasi reaktor yg sederhana.bioreaktor diisi dg medium fermentasi dan inokulum selanjutnya dibiarkan utk melakukan proses hingga saat pemanenan. Ketika fermentasi sudah berakhir, hasil fermentasi dipanen dan dilakukan downstream processing. Bioreaktor dibersihkan, disterilkan, diisi,dan diinokulasi kembali, selanjutnya proses fermentasi berjalan lagi.Batch Culturemerupakan proses yg dinamik dimana sistem tidak pernah mengalami steady statekomponen media steril dimasukkan pd awal fermentasi dg tidak ada penambahan makanan lagi setelah inokulasi.laju pertumbuhan mikroorganisme akan berlangsung terus sehingga mencapai titik nol seiring dengan semakin menurunnya nutrien atau terakumulasinya produk toksik.tahap pertumbuhan dlm sistem batch:Lag phaseExponential phaseStationary phaseDeath phase

Keuntungan Sistem BatchSistem sederhana sekali sterilisasi dan tidak memungkinkan utk kontaminasi biaya peralatan lebih rendahProduksi seragam - consistency

Kerugian Sistem BatchTerdapat lag timeTerbentuk ToxinUtk produk-produk potensial, produksinya terbatas

Continuous Cultureproses fermentasi berkelanjutan didisain sedemikian rupa shg pemasukan nutrisi dikontrol dan berlangsung secara konstan.Tahap awal proses sama dg kultur batch, namun ketika kultur sudah mencapai tahap eksponensial, maka dpt diperpanjang terus sampai tak terbatas dg secara kontinyu menambahkan medium segar ke dalam sistem.Continuous FermentationBioreaktor secara terus menerus di stirer dan volume konstan selalu dipertahankan dengan cara medium baru secara konstan selalu ditambahkan dan hasil fermentasi juga secara konstan dipanen sebanding dg volume yg ditambahkan.Keadaan steady-state akan selalu tercapai, dimana laju pertumbuhan mikrobia akan sama dengan jumlah mikrobia yang digantikan dari fermentor. Proporsional dengan laju pelarutan oleh medium.

Continuous CultureMerupakan sistem yg terbukaMedium baru secara konstan dimasukkan, dan medium lama dikeluarkanMemungkinkan terjadi pertukaran gasMemungkinkan utk pertumbuhan dan produksi yg lamaOrganisme yg memproduksi dpt dipindahkan bersamaan dg medium lama

Continuous CultureSesuai utk produksi senyawa yg disekresikan organisme ke dalam mediumMemungkinkan utk memonitor secara kontinyu dan memodifikasi lingkungan kulturBermanfaat apabila produksi molekul yg tidak perlu diatur ulangKeuntungan continuous culture Keadaan steady state mudah dikontrolLaju konsumsi nutrien dan laju pemanenan dapat dipertahankan pada kondisi optimal. Selektivitas tinggi dan mendukung perkembangbiakan mikroorganisme dengan adaptasi terbaik dalam kultur.39Kelemahan sistem continuousPengoperasiannya mahalLebih sulit utk mempertahankan sterilitasnyaLittle value, apabila produknya tdk disekresikan atau dihasilkan setelah periode waktu tertentu yang ditentukan

FED-BATCH CULTUREMerupakan modifikasi sistem batch culture.fresh medium secara kontinyu dan periodik ditambahkan, tanpa menghilangkan/ mengeluarkan medium kultur sampai mencapai volume tertentu. Fermentor didisain utk dpt mengakomodasi peningkatan voliume medium. Pada sistem ini tahap pertumbuhan adalah steady state semu.Pada sistem ini dpt dicapai tingkat proses dan produk yg cukup besarFED-BATCH CULTUREKapasitas aerasi kultur dalam fermentor dpt dipertahankan. Dapat dihindari efek penghambatan dari komponen medium spt : cepatnya konsumsi karbon, nitrogen, atau fosfat;Dapat dihindari efek toksik dari komponen medium; Dpt digunakan utk menyediakan tingkat kebutuhan nutrisi yg terbatas utk strain auxotrophic.FED-BATCH CULTUREProduksi ragi rotiProduksi penisilinPemilihan MikroorganismeTeknologi Fermentasi merupakan teknologi untuk menumbuhkan sel dalam skala besar dg efisiensi yg tinggi termasuk juga proses-proses mendapatkan produknya.Proses utama yang berlangsung secara aktual dilakukan oleh mikroorganisme, yang biasanya diistilahkan sebagai biocatalysisMikroorganisme (biokatalis) bertindak sebagai mesin utama baik untuk menghasilkan produk maupun melakukan transformasi kimiaPemilihan mikroorganisme

Memiliki laju pertumbuhan yang sangat cepat.Mudah beradaptasiDpt. menggunakan produk sisa sebagai substratnya (sisa proses produksi yang lain atau limbah pertanian, rumah tangga, dll)Dapat ditumbuhkan secara terus menerus (continuous), dalam skala besar tidak pernah dihentikan dan tidak perlu disterilisasi ulang. (memiliki keuntungan ekonomi)Memiliki kandungan protein tinggiKeuntungan Menggunakan MikroorganismeMampu menghasilkan produk yang tinggi dari proses yang mungkin kecilSecara genetik dapat dimanipulasiBiasanya menghasilkan produk yang tidak toksik atau limbah yang tidak toksikKarena mengunakan organisme hidup, maka temperatur yang diperlukan lebih rendah dibandingkan dengan apabila prosesnya secara kimia.Keuntungan Menggunakan MikroorganismeDalam teknologi fermentasi, mikroorganisme menentukan berhasil atau gagalnya proses bioteknologi. Harus dipilih mikroorganisme yg dapat menghasilkan produk atau menjalankan proses transformasi sesuai yg diinginkanTahap awal dalam merancang proses fermentasi adalah mendapatkan mikroorganisme yang sesuai dengan memilih yang paling potensial utk diaplikasikan dalam industri. SYARAT MIKROORGANISMEMampu menghasilkan produk & mutu produk yg tinggi / komersialSecara genetik mikroorganisme harus stabilStrain harus dapat dibuat kultur murni, bebas dari mikroorganisme lain dan phageStrain harus dpt tumbuh seragam dan cepat setelah inokulasi ke dalam fermentor. Harus dihindari kemungkinan tjd reaksi dengan peralatanMudah di-scale upStrain harus dpt menghasilkan produk sesuai keinginan dalam periode waktu tertentu (mis. 3 hari), bebas dari produk toksik atau pecahnya sel.

Pemilihan MikroorganismePemilihan MikroorganismeStrain harus mampu melindungi diri dari kontaminan, jika mungkin. Proteksi diri dpt dilakukan dg menurunkan pH, mampu dikultur pd temperatur tinggi atau menghasilkan agen antimikrobial. Strain harus dapat dilakukan manipulasi genetikStrain harus mampu dipelihara untuk waktu yang lama dengan stabilitas dan viabilitas yang tetap tinggiStrain idealnya dpt ditumbuhkan dengan kebutuhan unsur hara yang simple dan murah. Tidak memerlukan penanganan yang rumit dalam hal kebutuhan nutrisi dan proses produksi.

Cara Memperoleh Strain MikroorganismeMembeli dari Culture CollectionMen-skrining dari sumber alamMelakukan rekayasa genetikaMelakukan mutasiMenerapkan teknik biologi sel

Membeli dari Culture Collection

Cara Memperoleh Strain Mikroorganisme

Men-skrining dari sumber alamLokasi Sampling: diambil dari lokasi tempat mikroba tersebut tumbuh. Prosesing Sample : Sampel harus segera diproses di lab sesegera mungkin. Jika tidak mungkin, sample dpt disimpan di suatu tempat yang dpt menjaga integritasnya. Biasanya dalam pendingin (4oC)

Cara Memperoleh Strain MikroorganismePre-treatmen Sample : bertujuan utk penapisan awal. Umumnya dengan teknik konsentrasi sample dan variasi temperatur. Misal. Teknik konsentrasi dg filtrasi menggunakan cellulose nitrate atau cellulose acetate filter. Variasi temperatur pd isolasi spora dg suhu di atas 80oC untuk membunuh sel-sel vegetatif, atau 70oC pada isolasi ActinomycetesScreening based on culture enrichment : menyediakan /mengatur komposisi nutrien dan kondisi kultur yang sesuai khususnya bagi mikroorganisme yg diinginkan dan menghilangkan yang tidak diinginkan

The industrial production of antibiotics begins with screening for antibiotic producers

Pemurnian56

REKAYASA GENETIKACara Memperoleh Strain MikroorganismeFusi Protoplas (terutama utk meningkatkan frekuensi keberhasilan rekombinasi genetik)Menghilangkan dinding sel menggunakan enzim litik dengan adanya stabiliser osmotik Dengan menggunakan agen fusogenik , misal polyethylene glycol (PEG), protoplas diinduksi untuk fusi dan membentuk hibrid atau diploid.Regenerasi sel-sel yg viabel dari hasil fusi protoplas.Teknik biologi sel

Preservasi dan Penyimpanan mikroorganismeSerial transfer. Tidak direkomendasikan karena sebagian besar mikroorganisme akan kehilangan kemampuan yang diinginkan. Penyimpanan pada agar miring. Temperatur kamar, 4oC, -20oC dan selalu di subkultur tiap 6 bulan sekali. Preservasi dalam air suling. Khususnya untuk bakteria yang berspora atau fungi. Spora disimpan dalam air pada suhu 5oC. Untuk pemakaian terbatas. Preservation dalam minyak. Preservasi dan Penyimpanan mikroorganismeLyophilisasi atau dikering-bekukan : pembekuan dilakukan pada akhir fase log yang dilanjutkan dengan pembekuan dalam vakum untuk mengurangi kandungan air sel. Pengeringan dalam silika gel, kertas .Penyimpanan dalam tanah. Tambahkan inokulum dengan tanah kering steril dan biarkan kering pada temperatur kamar selama 2 minggu. Digunakan khusus untuk fungi dan Actinomycetes. Penyimpanan dalam gliserol 10-20% pada suhu -20 atau -70 oC. Penyimpanan dalam nitrogen cair. Sangat mahal.Penyiapan InokulumFermentasi memerlukan biakan murni yaitu biakan di mana sel-selnya berasal dari pbelahan satu sel tunggal. Biakan murni mgd suatu populasi yg terdiri dari satu macam mikroba saja. INOKULUM DAN SEED FERMENTERINOKULUM : Sediaan mikrobia yang disimpan dalam suatu media tertentu (umumnya dalam bentuk padatan)SEED FERMENTER : Sediaan mikrobia yang ditumbuhkan dalam suatu bejana tertentu dalam skala max 10% dalam waktu tertentu (sampai fase eksponensial) sebelum masuk ke fermentor fermentasi yang sesungguhnya (biasanya dalam bentuk cair). Seed fermenter tidak ditujukan untuk menghasilkan produk, tetapi sebagai penyiapan dan memperbanyak inoculum

Syarat Inokulum Sehat, lag fase kecil/pendekDapat dibuat/ditumbuhkan dalam volume besarHarus memiliki ukuran yang pas untuk pertumbuhan kinetik optimalnyaBentuk morfologis stabilBebas dari kontaminanHarus sudah masuk /berada dalam fase logProduktivitas maksimum tetapSudah mulai diadaptasikan dengan medium produksinya. Jika tidak memungkinkan dpt dilakukan dengan menggunakan seed fermenter bertingkat.Penyiapan InokulumWaktu (untuk mengaktifkan mikroba/inokulum)organisme waktubakteri 20 120 menitjamur dan alga 2 6 jam

Konsentrasi Inokulumorganisme konsentrasi (%)Bakteri 0,1 3,0actinomycetes 5,0 10,0fungi 5,0 10,0suspensi spora 1 50.000/LTinggi rendahnya konsentrasi inokulum tergantung dari viabilitas sel, inhibitor pertumbuhan atau rendahnya nutrisi dalam medium fermentasi Preparasi Seed FermenterSub-Kultur dalam medium standar/dasar (mirip medium utk penyimpanan) selama 24 48 jam tgt macam mikroorganismenya.Memindahkan ke dalam medium cair (komposisi mirip medium untuk produksi, hanya medium produksi utama dalam konsentrasi kecil) sesuai dengan konsentrasi yg dianjurkan, selama 3 5 hari (syarat sudah masuk fase log).Pemindahan ke dalam fermentor fermentasi sesungguhnya. Faktor kritis untuk mendapatkan inokullum yg sesuai / pas adalah pada pemilihan mediumDesain medium produksi ditentukan oleh 2 faktor : -Kebutuhan nutrisi organismenya, dan -Pembentukan produk maksimumTahapan Penyiapan Inokulum1. Kultur Master (induk) dikultur pada media padat2. Sekitar 10 koloni diinokulasi pada agar miring sbg kultur submaster. Setiap kultur submaster digunakan untuk melakukan produksi baru. Pada tahap ini, labu gojok bisa diinokulasi untuk mengecek produktivitas kultur,.3. Kultur submaster digunakan untuk menginokulasi satu labu gojok (250 or 500 ml containing 50 or 100 ml medium), yg kemudian digunakan sebagai inokulum untuk labu yg lebih besar, atau fermentor lab, yg digunakan untuk inokulasi pilot-scale fermentor.4. Kemurnian kultur dicek pada tiap tahapan untuk mendeteksi kontaminasi seawal mungkin. 5. Untuk mikroorganisme yang berspora, proses dapat dimodifikasi untuk memudahkan penggunaan spora sebagai inokulum.

Penyiapan inokulum Frozen SeedSeed FermemterProduction FermenterSeed FlaskPre-Seed FermenterTahapan inokulum

Shake flash ExperimentsFermentor skala Lab (5-10 L)Fermentor skala Pilot (300-3000 L)Fermentor Komersial (10,000-500,000 L)MediaMedia - FermentasiSemua proses fermentasi yg dilakukan oleh mikroorganisme memerlukan media yang secara nutritional sesuai : broth, semi padat, padat.Umumnya proses fermentasi ada bbrp tahap yg masing-masing perlu media yg berbeda. Misal : tahap propagasi inokulum (starter), fermentasi skala-pilot, dan produksi fermentasi utama (sesungguhnya).Antara propagasi inokulum dan fermentasi utama seringkali berbeda dalam macam nutrisi maupun formulasi mediumnya

Syarat media 1. mgd nutrisi yg dibutuhk bagi ptumbhan sel 2. mgd nutrisi yg dpt sbg sumber energi bagi sel3. tidak mgd zat yg mghambat ptumbhan sel4. tidak tdpt kontaminan yg dpt ningkatkan psaingan dlm pggunaan nutrisi5. harus mengandung semua elemen yg cocok utk sintesis substansi sel maupun sintesis produk metabolit6. Nutrien yg terkandung harus dpt diformulasikan utk menghasilkan produk target, biomassa maupun metabolit spesifik

Selain itu, pd skala besar hrs dipakai sumber makanan yg relatif murah dan memenuhi syarat sbb: 1. mproduksi hsl sebanyak2-nya 2. menuhi kadar produk atau biomassa sebanyak2-nya (per gram bhn makanan terpakai) . 3. mproduksi produk yg tak diinginkan sekecil-kecilnya. 4. murah, mutu terjamin, mudah diperoleh. 5. nimbulkan efek samping sekecil2-nya akibat proses produksi spt aerasi, agitasi, ekstraksi, pemurnian, dan pengolahan limbah.

Media & Produk FermentasiFormulasi medium tgt produknya dan sangat bervariasi kmposisinya.Jika produknya berupa biomassa atau metabolit primer maka diupayakan medium yg memungkinkan utk pertumb. optimal mikroorganismeUntuk produksi metabolit sekunder : antibiotik, maka diupayakan pertumb. optimal dikurangi. Konsekuensinya media dibuat yg memungkinkan utk pertumb. awal, diikuti dg yg memungkinkan utk produksi metabolit sekunder. Pada titik ini suplay salah atau bbrp nutrien (karbon, fosfor atau sumber nitrogen) mungkin dibatasi utk mencapai tahap yg diperlukan.

Kebutuhan Dan Formulasi MediaSebagian besar fermentasi, kecuali pd medium padat, memerlukan sejumlah besar air dlm formulasinya.Secara umum medium memerlukan : sumber karbon baik utk energi maupun biositesis metabolit, sumber nitrogen, fosfor dan sulfur. Mikronutrien harus ditambahkan jika memang diperlukan; bbrp mikrorganisme memerlukan vitamin : biotin dan riboflavin.Biasanya diperlukan buffer medium, pH medium dikontrol dg menambah asam atau alkali dan osmolaritasnya diperhatikan.Diperlukan juga agen anti buihMEDIA DESIGN1. NUTRITIONAL REQUIREMENTS- Elemental requirements- Specific nutrients, e.g. vitamins. minerals, amino acids, etc.- Energy requirements - Carbon source and Oxygen- Growth- Product Synthesis- Maintenance2. ENVIRONMENTAL REQUIUREMENTS- pH profile- Temperature profile- Dissolved oxygen profile- Catabolite repression- Physiological constraints, e.g. ionic strength, product inhibition

Laboratory process developmentShake Flask Experiments

Optimization of conditions for cell growth and product formation using shake flask experiments:1. pH2. Temperature3. Dissolved oxygen (DO)4. Substrate choice5. Maximal and optimal substrate concentration6. Size and mass of cells 7. Others

Frozen SeedSeed FermemterProduction FermenterSeed FlaskPre-Seed FermenterAlur proses FermentasiTotal waktu 3-20 hariProses Fermentasi

Proses fermentasi

1. Nutrisi, substrat, dan inokulum dimasukkan ke dalam fermentor secara aseptis. 2. Pengaturan kecepatan aerasi dan agitasi. Aerasi berfungsi sbg penyuplai oksigen utk sel dlm fermetor. Laju oksigen yg disuplai ke dlm fermentor dijaga stabil. Fluktuasi laju alir oksigen dpt menurunk kerja fermentor krn laju transfer O2 tidak tetap shg metabolisme sel terganggu krn kadar DO yang tidak stabil. Agitasi berfungsi sbg alat pghomogen larutan fermentasi. Pengadukan dilakukan oleh impeller. Semakin banyak impeller di dlm fermentor semakin homogen larutan tersebut. Laju alir udara dan pengadukan saling terkait satu sama lain, krn pengadukan akan ningkatkan laju dispersi oksigen ke dalam larutan dan meratakan kadar oksigen di seluruh medium fermentasi.

Di pinggiran fermentor tdpt baffle bfungsi mcegah tjdnya vortex (pusaran air) shg dpt ningkatkan efisiensi aerator.

Perlu dihindari foaming dg cara :- ditambahk zat antifoam sblm proses fermentasi (mis. Silicon). Foaming tjd krn protein terdenaturasi dlm medium fermentasi.- Atau scr mekanik dg ngatur putaran agitator. Hal ini lebih aman krn zat kimia yg terlalu banyak ditambahk ke medium dpt mjd inhibitor ptumbuhan mikroba.

Kontrol prosesSel mikroba tdr dr seny organik spt protein, yg mudah berubah sifat akibat perubh fisika atau kimia, mk selama proses di dalam bejana fermentasi hrs dphatikan bbrp faktor fisika atau kimia yg mungkin timbul yg dpt mpengaruhi jalannya proses.

Faktor-faktor yg perlu dikontrol antara lain: keberadaan air pH keberadaan oksigen, yg mpengaruhi mikroba aerob atau anaerob. suhu, bila terlalu tinggi akan memecah protein. kekentalan, yg akan mpengaruhi tegangan permukaan. homogenitas. kemungkinan kontaminasi. kemungkinan timbulnya busa (foaming). pengunduhanHasil proses fermentasi adalah bmacam2 produk yaitu biomassa gel, bioenzim, metabolit, biokonversi, sisa makanan, dan hasil samping yg tidak diinginkan. Utk mperoleh hasil masing2 produk yg diinginkan, harus dipisahk dan dimumikan shg diperoleh produk yg bermutu.

Teknik pemisahan tgt produk yg akan dipisahkan dg mphatikan :Produk dalam (intraseluler) atau luar sel (ekstraseluler)Konsentrasi produkSifat fisik (ukuran partikel dll) dan kimiaTujuan penggunaan produkKemurnian yang diharapkanHarga produk dan pertimbangan ekonomi lain

Yang umum, teknik pemisahan itu meliputi: pemisahan senyawa larut dan tidak larut, dg bbrp teknik filtrasi, sentrifugasi, pemecahan gel. isolasi, dg teknik ekstraksi dan adsorpsi. pemurnian produk, dg teknik kromatografi, pengendapan, ultrafiltrasi dan elektroforesa. pekerjaan akhir, dg teknik kristalisasi, pengeringan, pengendalian dan tindakan thd kemungkinan pengotoran lain.

Pengunduhan Produk EkstraselulerKultur fermentasiPemisahan bahan tak larutEkstraksiKonsentrasi Produk Pemurnian ProdukakhirSel danbahan tak larutFraksilarut

Pengunduhan Produk Tak LarutGravitasi Mekanik Penyerapan permukaan Listrik SentrifugasiFlokulasi Filtrasi Dialisa AbsorbsiPertukaran ionFlotasi ElektroforesisElektroosmosisElektrodialisa Pemisahan SelMikrobia danPadatan lainFiltrasiSentrifugasiPresipitasi/Pengendapancontoh kondisi fermentasiANTIBIOTIKPENISILINDhasilkan olehP. NotatumP. Chrysogenum Cara ProduksiKultur TenggelamKultur PermukaanFaktor PentingBahan DasarKondisi FermentasiSumber C: laktosa, dllSumber N: sodium nitratMineral: MgSO4.7 H2OPrekursor: asam fenil asetatSuhu: 24oCpH : 5 5,75Aerasi : 400 Cu/mntOktadekanal 3%Antifoem tributil sitrat