Laporan Praktikum Dasar Bioprosesssss

LABORATORIUM BIOPROSESSEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013

MODUL: Kinetika Kematian Mikroba dan Teknik Sterilisasi Media secara Batch dan Kontinu

PEMBIMBING: Rintis Manfaati

Tanggal Praktikum: 6 dan 13 Maret 2013Tanggal Penyerahan: 12 April 2013(Laporan)

Oleh:

Kelompok: IINama: 1. Adi Kusmayadi,1214240052. Naura Agustina,1214240213. Nurul Fathatun,1214240234. Pria Gita Maulana,121424024

Kelas:1A

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIHJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2013BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangSterilisasi dapat didefinisikan sebagai suatu usaha mengeliminasi semua kehidupan miksoba yang ada pada bahan/produk yang dikehendaki. Proses sterilisasi yang kurang steril hanya akan menghasilkan steril sebagian (partial sterility) yang berarti masih terdapat mikroba yang dapat tumbuh dan berkembang setelah proses sterilisasi dilakukan.Proses sterilisasi dapat dilakukan dengan menggunakab proses fisik atau dengan menggunakan bahan kimia (Suriawiria, 1986). Bahan kimia yang dapat digunakan untuk mematikan mikroba antara lain larutan NaCL 9%, KNO3 10%, HgCl2 0,1%, HCl 1,1%.Proses fisik untuk sterilisasi dilakukan dengan metode pemanasan dan tanpa pemanasan. Metode dengan menggunakan pemanasan meliputi pemanasan kering (dry heat) dan pemanasan basah dengan menggunakan uap air (moist heat). Metode sterilisasi tanpa menggunakan panas meliputi radiasi (UV, X-Ray), Sonicasi, dan Filtrasi.

1.2 Tujuan PercobaanSetelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan mampu:a. Menguasai teknik sterilisasi media dengan menggunakan panas pada proses batch dan continous.b. Memahami pengaruh temperature terhadap kematian mikroba.c. Menentukan nilai konstanta laju kematian mikroba (Kd), Desimal reduction time atau destruction value (D), dan konstanta Arhenius (Ed) pada proses sterilisasi.

BAB IILANDASAN TEORI

2.1 Sterilisasi Sterilisasi merupakan salah satu faktor utama dalam fermentasi. Kita tentu mengharapkan tidak terjadi kontaminasi di mana mikroorganisme yang tidak diinginkan tumbuh dan mengganggu proses fermentasi. Teknik sterilisasi berbeda-beda tergantung pada jenis material. Bagian pertama akan menjelaskan secara singkat dan sederhana bagaimana sterilisasi cairan dan padatan.a. Sterilisasi cairanCairan yang disterilisasi umumnya adalah media fermentasi yang mengandung gula, garam fosfat, ammonium, trace metals, vitamin, dan lain-lain. Secara umum ada dua cara sterilisasi cairan yaitu dengan panas dan disaring (filtrasi). Sterilasi dengan panas dilakukan di dalam autoclave, di mana steam tekanan tinggi diinjeksikan ke dalam chamber untuk mencapai temperatur 121 derajat C dan tekanan tinggi (sekitar 15 psig). Durasinya bervariasi, namun umumnya diinginkan cairan dipertahankan pada 121 derajat C selama minimal 15 menit. Jika termasuk waktu untuk heating dan cooling steps, total waktu berkisar 1-2 jam tergantung volume cairan yang disterilisasi. Terkadang temperatur bisadiset pada 134 derajat C (untuk medis).

Laboratory autoclaveUntuk skala industri, cairan disterilisasi dengan panas menggunakan beberapa pilihan teknik. Gambar di bawah menjelaskan salah satu bagan proses sterilisasi cairan media di industri. Banyak jenis proses baik secara batch atau continuous yang diterapkan di industri, misalnya direct steam, indirect heating, indirect steam, dan lainnya.

Sterilisasi medium di industri bioproses. Sumber: Doran, M.P (1995), Bioprocess Engineering Principles, chapter 13, Academic PressCairan dapat disterilisasi juga dengan disaring menggunakan membrane filter berpori 0.22 atau 0.45 micro meter. Metode ini cocok untuk volume cairan yang kecil (1-2 liter) dan bahan kimia yang bisa rusak karena panas misalnya gula dan protein.

b. Sterilisasi padatanPadatan yang umum disterilkan adalah glassware, biosafety cabinet, danbeberapa jenistabung dan kontainer. Pada glassware dan plastik tahan panas umumnya dilakukan denganautoclave mirip seperti sterilisasi cairan namun ditambahproses pengeringan.Biosafetycabinet disterilkan dengan bantuan radiasi UV dan disemprot ethanol 70 %. Udara dalam cabinet disaring dengan filter (detilnya akan dibahas di bagian ke-2 tentang sterilisasi gas).2.1.1 Jenis-Jenis SterilisasiMeski saat ini mikroba telah banyak dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan manusia, namun seringkali keberadaan mikroba masih dianggap mengganggu, terutama mikroba pathogen. Oleh karenanya, diperlukan upaya untuk mengurangi jumlah mikroba hingga menghilangkannya sama sekali. Untuk tujuan tersebut, dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain: DesinfeksiDesinfeksi merupakan tindakan pengurangan sebagian besar mikroorganisme dari benda mati. Pada proses desinfeksi ini, tidak semua mikroba dapat dihilangkan. PasteurisasiPasteurisasi merupakan upaya untuk menghindari gangguan mikroba tanpa mematikan sporanya. Pasteurisasi dapat dilakukan dengan cara: Pemanasan pada suhu 62oC selama 30 menit, pemanasan 7174oC selama 20 detik, atau pemanasan 8587oC selama 5 detik. SterilisasiSterilisasi merupakan upaya untuk meminimalisasi gangguan mikroorganisme dengan cara menghilangkan seluruhnya (bakteri, jamur, parasit, virus, termasuk bakteri endospora). Sterilisasi menjadi hal yang sangat penting dalam berbagai proses bioteknologi, salah stunya dalam proses fermentasi. Meskipun proses fermentasi melibatkan mikroorganisme, namun seringkali kehadiran mikroorganisme lain (kontaminan) tetap mengganggu. Hal ini karena: 1. Medium akan menumbuhkan semua mikroba yang ada (mikroba target dan kontaminan) sehingga produk yang dihasilkan menjadi sangat beragam. Tentu saja hal ini sangat merugikan karena selain mengurangi produktivitas juga menyulitkan dalam proses isolasi.2. Jika proses fermentasi dilanjutkan dalam keadaan banyak kontaminan, maka kemungkinan produk yang dihasilkan oleh kontaminan menjadi lebih dominan dan mendesak produk mikroba target hingga dapat menghilangkannya.3. Kontaminasi pada produk akhir dapat menurunkan kualitas produk, bahkan mungkin dapat membahayakan manusia.4. Kontaminan dapat merusak produk yang diinginkan.5. Kontaminasi dari suatu fermentasi bakteri dengan phage dapat me-lisis kultur.Untuk menghindari halhal tersebut di atas, langkah antisipasi yang dapat dilakukan antara lain dengan: Penggunaan inokulum murni dalam fermentasi Sterilisasi medium: merupakan proses yang bertujuan untuk menghilangkan semua jenis makhluq hidup yang ada dalam media, dilakukan sebelum inokulasi kultur. Sterilisasi ruang fermenter: Penghilangan semua bentuk makhluq hidup dari ruang fermentor, termasuk udara secara kontinyu. Sterilisasi semua bahan yang digunakan dalam keseluruhan proses fermentasi Penjagaan kondisi aseptis selama fermentasi.

Fermentasi dapat dilakukan baik secara fisika, kimia, maupun radiasi. Sterilisasi secara fisika dapat dilakukan dengan membunuh mikroba atau sekadar mencegah mikroba masuk kesistem kita. Sterilisasi fisik dengan membunuh mikroba dapat dilakukan dengan penggunaan panas, freezing (pembekuan), penggunaan garam berkonsentrasi tinggi, dll. Sementara sterilisasi fisik tanpa membunuh mikroba dapat dilakukan dengan filtrasi. Filtrasi merupakan upaya untuk meminimalisasi kontaminasi mikroorganisme dengan cara menyaring sesuatu dengan filter berukuran tertentu sehingga sebagian mikroba tidak dapat melewatinya. Cara ini tidak membunuh mikroba yang ada, hanya meminimalisasi agar mikroba tidak terbawa. Namun, dalam proses fermentasi, cara sterilisasi fisik yang paling mungkin dilakukan adalah dengan filtrasi dan penggunaan panas, baik panas basah maupun panas kering. Sterilisasi panas basah seringkali digunakan untuk sterilisasi media dan bahanbahan lainnya sementara panas kering untuk sterilisasi alatalat. Faktorfaktor yang mempengaruhi sterilisasi panas antara lain: Jenis dan jumlah kontaminan yang hendak dihilangkan Morfologi mikroorganisme Komposisi media fermentasi pH Ukuran partikel tersuspensi Temperatur yang digunakan Durasi proses sterilisasi Keberadaan airSterilisasi panas dapat dilakukan secara batch maupun continuea. Sterilisasi batch Sterilisasi sistem batch dapat dilakukan dengan cara menginjeksikan uap panas ke dalam mantel fermentor ayau coil yang terdapat pada bagian dalam fermentor. Cara ini disebut metode tidak langsung. Atau dengan cara menghilangkan uap panas langsung ke dalam larutan medium (metode langsung). Metode langsung membutuhkan uap panas murni, yaitu bebas dari bahan kimia tambahan seperti senyawa antikarat yang panyak digunakan dalam proses produksi uap. Di samping itu, metode langsung akan mengakibatkan bertambahnya volume cairan media dalam fermentor karena adanya kondensasi uap yang digunakan.b. Sterilisasi Kontinu Site mini memberikan keuntungan berupa minimalnya kemungkinan kerusakan medium tetapi mengkinsumsi banyak energi. Temperature yang dibutuhkan untuk sterilisasi sistem ini adalah 140oC dengan waktu hanya 30 hingga 120 detik. Alat yang digunakan dapat berupa Continues plate heat exchange dan Continues injection flash cooler. Kelebihan Continues injection flash cooler antara lain: Dapat digunakan untuk media yang mengandung bahan padat tersuspensi Biaya lebih murah Mudah dibersihkan Pemanasan dan pendinginan lebih cepat Penggunaan uap lebih efisienAdapun Kekurangannya antara lain: Dapat terbentuk buih saat pemanasan dan pendinginan Adanya kontak langsung antara media dan uap panas yang murni, yaitu bebas dari bahan anti karat.2.2 Kinetika Kematian MikrobaProses panas secara komersial umumnya didesain untuk menginaktifkan mikroorganisme yang ada pada makanan yang dapat mengancam kesehatan manusia dan mengurangi jumlah mikroorganisme pembusuk ke tingkat yang rendah, sehingga peluang terjadinya kebusukan sangat rendah. Dalam desain proses termal, ada dua hal yang harus diketahui, yaitu karakteristirk ketahanan panas mikroba dan profil pindah panas dari medium pemanas ke dalam bahan pada titik terdinginnya. Karakteristik ketahanan panas dinyatakan dengan nilai D dan nilai Z. Untuk mencapai level pengurangan jumlah mikroba yang diinginkan, amaka ditentukan siklus logaritma pengurangan mikroba. Kemudian dihitung nilai sterilitasnya pada suhu tertentu (Fo). Nilai Fo ini ditentukan sebelum proses termal berlangsung. Nilai Fo dapat dihitung pada suhu standar atau pada suhu tertentu, dimana untuk menghitungnya perlu diketahui nilai D dan nilai Z (Kusnandar, 2008).Nilai D menyatakan ketahahanan panas mikroba atau sensitifitas mikroba oleh suhu pemanasan. Nilai D didefinisikan sebagai waktu dalam menit pada suhu tertentu yang diperlukan untuk menurunkan jumlah spora atau sel vegetatif tertentu sebesar 90% atau satu logaritmik. Setiap mikroba memiliki nilai D pada suhu tertentu. Semakin besar nilai D suatu mikroba pada suatu suhu tertentu, maka semakin tinggi ketahahan panas mikroba tersebut pada suhu yang tertentu. Nilai D umumnya dinyatakan pada suhu standar. Untuk bakteri mesofilik atau termofilik umumnya menggunakan suhu standar 121oC, sedangkan untuk sel vegetatif, khamir, atau kapang umumnya menggunakan suhu yang lebih rendah (80-100C). Nilai D pada suhu standar ini sering dituliskan dengan nilai Do (Anonim, 2009).Faktor-faktor yang mempengaruhi efektifitas proses thermal pencapaian kecukupan proses panas sangat dipengaruhi oleh banyak faktor. Oleh karena itu, faktor-faktor yang mempengaruhi proses termal harus dikontrol dengan baik dan dikendalikan. Berdasarkan persyaratan pendaftaran ke FDA, terdapat faktor-faktor kritis yang dapat mempengaruhi proses pemanasan dan sterilisasi, yang dapat berbeda antara satu produk dengan produk lainnya. Di antara faktor-faktor kritis yang perlu diidentifikasi pengaruhnya adalah: (a) karakteristik bahan yang dikalengkan (pH keseimbangan, metode pengasaman, konsistensi/viskositas dari bahan, bentu/ukuran bahan, aktivitas air, persen padatan, rasio padatan/ cairan, perubahan formula, ukuran partikel, jenis pengental, jenis pengawet yang ditambahkan, dan sebagainya), kemasan (jenis dan dimensi, metode pengisian bahan ke dalam kemasan), (b) proses dalam retort (jenis retort, jenis media pemanas, posisi wadah dalam retort, tumpukan wadah, pengaturan kaleng, kemungkinan terjadinya nesting (Anonim c, 2008).Bacillus cereus merupakan bakteri gram-positif, aerobik, batang pembentuk spora, kadang-kadang memperlihatkan reaksi gram-negatif. Bacillus cereus merupakan bakteri fakultatif anaerob dengan ukuran sel-sel vegetatif dalam bentuk rantai. Beberapa galur bersifat psikotropik, dan galur lainnya bersifat mesofilik dan termofilik. Beberapa tidak dapat tumbuh pada makanan dingin yang disimpan panas pada suhu di atas 60C (Anonim, 2009).Escherichia coli atau biasa disingkat E. coli adalah salah satu jenis spesies utama bakterigram negatif. Bakteri ini umumnya hidup pada rentang 20-40C, optimum pada 37C. Pada umumnya, bakteri ini hidup pada tinja, dan dapat menyebabkan masalah kesehatan pada manusia, seperti diare, muntaber dan masalah pencernaan lainnya. E. coli banyak digunakan dalam teknologi rekayasa genetika. Biasa digunakan sebagai vektor untuk menyisipkan gen-gen tertentu yang diinginkan untuk dikembangkan. E. coli dipilih karena pertumbuhannya sangat cepat dan mudah dalam penanganannya (Anonim, 2009).Pseudomonas aeruginosa merupakan patogen utama bagi manusia. Bakteri ini terogolong baketri mesofilik. Bakteri ini kadang-kadang mengkoloni pada manusia dan menimbulkan infeksi apabila fungsi pertahanan inang abnormal. Oleh karena itu, Pseudomonas aeruginosa disebut patogen oportunistik, yaitu memanfaatkan kerusakan pada mekanisme pertahanan inang untuk memulai suatu infeksi. Bakteri ini dapat juga tinggal pada manusia yang normal dan berlaku sebagai saprofit pada usus normal dan pada pasien rumah sakit yang menderita kanker, fibrosis kistik dan luka bakar. Bakteri ini adalah jenis bakteri gram negatif aerob obligat, berkapsul, mempunya flagella polar sehingga bakteri ini bersifat motil, berukuran sekitar 0,5-1,0 m. Bakteri ini tidak menghasilkan spora dan tidak dapat memfermentasikan karbohidrat (Anonim, 2010).Jenis dan spesies mikroba berpengaruh terhadap perlakuan panas pada proses sterilisasi. Tabel 2.1 menunjukan ketahanan relative beberapa jenis mikroba terhadap panas yang tinggi. Mikroba yang membentuk spora lebih tahan terhadap pemanasan basah yang paling tinggi jika dibandingkan dengan beberapa jenis mikroba yang lain. Siklus sterilisasi dapat dirancang berdasarkan pemusnahan spora bakteri, sehingga mikroba jenis lain aka mati secar bersamaan. Suhu yang semakin tinggi pada proses sterilisasi maka waktu yang dibutuhkan untuk mematikan spora akan semakin berkurang.

Table 2.1 Ketahanan Relative Berbagai Mikroba Terhadap Panas BatchJenis MikrobaKetahanan Relatif Terhadap Panas

Bakteri vegetative dan khamir1

Virus dan bakteriofage1-5

Spora kapang2-10

Spora bakteri3 x 106

Sumber : J.H (ed), 1988, Chemical Engineers Hand BookTable 2.2 Pengaruh Suhu Dan Waktu Sterilisasi Terhadap Kematian SporaSuhu Sterilisasi (oC)Waktu yang Diperlukan untuk Mematikan Spora (menit)

11630

11818

12112

1258

1322

1380,8

Sumber : J.H (ed), 1988, Chemical Engineers Hand BookPengaruh waktu sterilisasi terhadap jumlah spora yang bertahan menunjukan karakteristik yang berbeda-beda. Karakteristik mikroba atau termofilik pada awal proses sterilisasi mengalami peningkatan populasi spora kemudian dengan bertambahnya waktu sterilisasi spora yang hidup semakin berkurang. Panas yang diberikan pada awal proses justru akan meningkatkan populasi mikroba termofil dan setelah temperature pemanasan mencapai temperature yang mengakibbatkan kematian mikroba (lethal temperature), maka secara perlahan jumlah mikroba yang hidup berkurang.Bailey & Ollis, (1986) menyatakan bahwa kematian jumlah mikroba oleh pemanasan dapat mengikuti persamaan linear orde -1.Persamaannya :.(2.1)N= jumlah mikrobaT= waktu pemanasanKd= konstanta laju kematian mikrobaIntegrasi persamaan 2.1 menjadi :.(2.2)N0= jumlah mikroba sebelum pemanasan pada t = 0Nt = jumlah mikroba setelah pemanasan periode tLogaritma normal persamaan 2.2 memberikan korelasi linear terhadap waktu,.(2.3)N0 sering disebut level kontaminasi (jumlah mikroba sebelum pemanasan kontaminasi mikroba sebelum disterilisasi ) dan Nt adalah level sterilisasi.Dalam proses sterilisasi dikenal istilah decimal reduction time atau destruction value (D) yang didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan dalam meit pada suhu tertentu untuk mengurangi jumlah sel vegetative atau spora sehingga mikroba yang bertahan berkurang menjadi 1/10, sehingga persamaan 2.2 dapat dituliskan :.(2.4).(2.5)Nilai konstanta laju kematian mikroba (kd) bergantung pada temperatur, mengikuti persamaan Arhenius: .(2.6).(2.7)Apabila nilai ln kd dialurkan terhadap 1/T maka akan diperoleh sebuah garis lurus gradient Ed/R.

BAB IIIMETODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat yang digunakan Beker glass 1000 mL 2 buah Water bath Hot plate Tabung reaksi steril 20 buah Thermometer Mikroskup Counting chamber Kaca preparat + cover glass 5 buah Coil tembaga Pembakar spiritus Pompa peristaltic Pipet tetes 5 buah Pipet ukur 10 mL steril 5 buah Pipet ukur 1 mL steril 10 buah.

3.1.2 Bahan yang digunakan Biakan Saccharomyces cerevisiae dalam media cair sebanyak 200 mL untuk sterilisasi batch, dan 1000 mL untuk sterilisasi continous Methyl Blue Alcohol Es untuk pendingin

3.2 Diagram Kerja

A. Sterilisasi Batch

Masing-masing di isi dengan sampel 10 mL kemudian diberi tanda untuk T0, t1, t2, t3, dan t4Panaskan air sebanyak 500 mLPanaskan tabung dalam penangas air dengan waktu yang telah ditentukan dan pengaturan suhu pada temperature 0CMasukan dalam gela kimia berisi esDi preparasi di kaca preparatAmati dengan menggunakan mikroskup dengan perbesaran 10x40. Hitung jumlah mikroba yg ada yang (hidup & mati) amati secara duplo dengan 2 ruang pandang berbeda.Catat hasil pengamatan dalam tabel untuk To,t1,t2,t3,t4( ulangi pengamatan terhadap sampel yang lainnya)

B. Sterilisasi Continuous

Susun rangkaian alat sterilisasi kontinue

Panaskan water batch pada T1

Atur laju alir biakan pada q1, tamping media aliran keluaran dalam tabung reaksi steril setelah melewati waktu tinggal dalam pipa/selang.

Amati sel hidup dan sel mati yang keluar.

Ulangi proses sterilisasi pada T2 dan T3

BAB IVDATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 Data Pengamatan

A. Sterilisasi Batch

T=40 C

T=50 C

T=60 C

B. Sterilisasi Kontinu T= 40C

T= 50C

T= 60C

T= 70C

4.2 Pengolahan Data

A. Sterilisasi BatchPerhitungan ln untuk variasi suhu yang berbeda: T = 40Ct1=25 detikln = ln = - 0,0087t2=50 detikln = ln = - 0,0192t3=75 detikln = ln = - 0,2542t4=100 detikln = ln = - 0,4883t5=120 detikln = ln = - 0,9444

T = 50Ct1=25 detikln = ln = - 0,0497t2=50 detikln = ln = - 0,6418t3=75 detikln = ln = - 0,7603t4=100 detikln = ln = - 1,3773t5=120 detikln = ln = - 2,1401

T = 60Ct1=25 detikln = ln = - 0,9008t2=50 detikln = ln = - 1,3083t3=75 detikln = ln = - 1,9636t4=100 detikln = ln = - 2,8332t5=120 detikln = ln = - 3,3322

Perhitungan Kd (T = 40oC):



Perhitungan Ed:Y = -5555x + 13,12Berdasarkan persamaan :

Maka, = -5555Ed = - 5555 x 0,082Ed= - 455,51 J

Perhitungan Desimal reduction time (D)D = D1 = = 255,8427D2 = = 115,1292D3 = = 88,5909

B. Sterilisasi Kontinu

Perhitungan Q (saat kalibrasi)

40 ppm V = 11 mLt = 1 menit = 60 detikQ = = = 0,183 mL/detik 50 ppm V = 13 mLt = 1 menit = 60 detikQ = = = 0,217 mL/detik 60 ppmV = 14 mLt = 1 menit = 60 detik Q = = = 0,233 mL/detik 70 ppm V = 14 mLt = 1 menit = 60 detikQ = = = 0,233 mL/detik Perhitungan Volume Pipa Spiral

Spesifikasi pipa spiral:

Banyaknya lilitan: 22 lilitanD luar: 3,6 mmD dalam: 2,3 mmT antenna 1: 108 mm-42,7 mm (pipa yang terendam) = 66 mmT antenna 2: 111 mm-42,7 mm (pipa yang terendam) = 68,3 mmVolume pipa spiral: 27 mL

Pengukuran volume dilakukan dengan mengisi pipa spiral dengan air untuk mendapatkan tinggi tabung tetapi harus dikonversi terlebih dahulu ke dalam satuan mm. hasil perhitungannya yaitu:

V tabung = 27 mL = 27 x 10-3 dm3Dtabung dalam = 2,3 mm = 2,3 x 10-2 dmRtabung = 1,15 x 10-2 dm

Vtabung= R2 t27 x 10-3 dm3= 3,14 x (1,15 x 10-2 dm)2 x tt = 27 x 10-3 dm3/3,14 x (1,15 x 10-2 dm)2t = 6,5018 dmt = 65,018 cmt = 650,18 mm

Perhitungan Waktu Tinggal () = 1 = = = 147,54 detik2 = = = 124,42 detik3 = = = 115,88 detik4 = = = 115,88 detik

Perhitungan ln untuk variasi suhu berbeda:T1 = 40 oC1--- >Ln = Ln = ln = -0,15652 --- >Ln = Ln = ln = -0,11003 --- >Ln = Ln = ln = -0,08174 --- >Ln = Ln = ln = -0,0377

T2 = 50 oC1--- >Ln = Ln = ln = -0,20692 --- >Ln = Ln = ln = -0,05713 --- >Ln = Ln = ln = -0,06664 --- >Ln = Ln = ln = -0,0518

T3 =60oC1--- >Ln = Ln = ln = -0,26352 --- >Ln = Ln = ln = -0,08873 --- >Ln = Ln = ln = -0,05524 --- >Ln = Ln = ln = -0,0131

T4 =70oC1--- >Ln = Ln = ln = -0,33892 --- >Ln = Ln = ln = -0,18233 --- >Ln = Ln = ln = -0,10234 --- >Ln = Ln = ln = -0,0432

Grafik Ln terhadap (waktu)T= 40C

Perhitungan Kd:y = -0,003x + 0,303Berdasarkan persamaan Ln = - Kd . t, maka:Kd = -(-0,003) = 0,003T= 50C

Perhitungan Kd:y = -0,006x + 0,733Berdasarkan persamaan Ln = - Kd . t, maka:Kd = -(-0,006) = 0,006

T= 60C

Perhitungan Kd:y = -0,007x + 0,892Berdasarkan persamaan Ln = - Kd . t, maka:Kd = -(-0,007) = 0,007

T= 70C

Perhitungan Kd:y = -0,008x + 0,882Berdasarkan persamaan Ln = - Kd . t, maka:

Kd = -(-0,008) = 0,008 Tabel Kd, Ln Kd, dan 1/T untuk Sterilisasi Kontinu

Grafik ln Kd terhadap 1/T untuk Sterilisasi kontinuPerhitungan Ed:Y = 182,4x 9,131Berdasarkan persamaan :

Maka, = -91,10Ed = - 91,10 x 0,082Ed= - 7,4702 J

Perhitungan Desimal reduction time (D)D = D1 = = 767,5283D2 = = 383,7642D3 = = 328,9407D4 = = 287,8231

BAB VPEMBAHASANOleh: Adi Kusmayadi(121424005)

Oleh: Naura Agustina(121424021)Dalam praktikum ini dilaksanakan percobaan untuk mengetahui kinetika kematian mikroba dengan teknik sterilisasi media secara batch dan kontinu. Perbedaan antara sterilisasi batch dan kontinu terletak pada pengumpanan dan recovery-nya, dimana pada batch hanya ada sekali umpan.Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui kinetika kematian mikroba dengan menguasai teknik sterilisasi secara batch dan kontinu, yaitu salah satu teknik sterilisasi yang menggunakan panas. Oleh karena itu, pada langkah akhir praktikum ini, dicarilah nilai konstanta laju kematian mikroba (Kd), desimal destruction value (D) dan konstanta Arhenius (Ed).

Variabel bebas yang dikenakan pada proses sterilisasi secara batch adalah temperatur dan waktu sterilisasi yang berbeda-beda. Ini dilakukan untuk mendapatkan variabel terikat berupa perbedaan jumlah mikroba hidup dan mati pada media untuk mengetahui pengaruh suhu dan waktu sterilisasi terhadap kinetika kematian mikroba. Kemudian jumlah mikroba yang hidup serta yang mati dalam setiap sampel media dibuat kedalam kurva ln Nt/N0 terhadap waktu sterilisasi. Dari kurva inilah lantas didapatkan nilai laju konstanta kematian mikroba (Kd). Dari waktu sterilisasi dan nilai Kd yang telah didapatkan kemudian dibuat kurva yang lantas akan menunjukkan nilai Ed dengan menggunakan rumus . Nilai Ed ditunjukkan oleh a pada y = ax + b. Kemudian dicarilah nilai desimal reduction time dengan rumus D = . Nilai Ed pada percobaan ini adalah -455,51 J.Kesimpulan yang didapat dari praktikum ini adalah bahwa semakin tinggi suhu dan semakin lama waktu serilisasi maka jumlah mikroba semakin sediktit, dan kinetika kematian mikroba semakin tinggi. Variabel bebas yang dikenakan pada proses sterilisasi kontinu adalah temperatur dan laju alir yang berbeda-beda. Ini dilakukan untuk mendapatkan variabel terikat berupa jumlah mikroba hidup dan mati yang dipengaruhi oleh perbedaan temperatur dan laju alir media. Dari jumlah mikroba yang mati dan hidup tersebut dibuatlah kurva ln Nt/N0 terhadap waktu. Dari kurva ini didapat nilai konstanta laju kematian Kd. Dari waktu sterilisasi dan nilai Kd dibuat kurva yang lantas akan menujukkan nilai Ed. Nilai Ed pada percobaan kontinu ini adalah -7,4702 J.Dari percobaan ini diketahui bahwa semakin tinggi suhu sterilisasi yang digunakan dan semakin lama waktu sterlisasi maka semakin sedikit jumlah mikroba hidup yang tersisa yang berarti pula semakin tinggi nilai kosntanta laju kematian. Semakin kecil rpm yang digunakan, maka semakin besar laju konstanta kematian mikroba.

Oleh: Nurul Fathatun (121424023)Praktikum kali ini adalah kinetika kematian mikroba dan teknik sterilisasi media secara batch dan kontinu. Sterilisasi merupakan cara untuk menghilangkan atau mengeliminasi mikroba yang tidak diinginkan yang ada pada bahan/produk yang dikehendaki. Praktikum ini bertujuan untuk menguasai teknik sterilisasi media dengan menggunakan panas pada proses batch dan continous, memahami pengaruh temperatur terhadap kematian mikroba dan menentukan nilai konstanta laju kematian mikroba (Kd), Desimal reduction time atau destruction value (D), dan konstanta Arhenius (Ed) pada proses sterilisasi.Percobaan pertama adalah sterilisasi batch, Pada proses sterilisasi batch digunakan tiga variasi temperatur yaitu 40oC, 50oC, dan 60oC. Masing-masing temperature digunakan lima waktu sterilisasi yang berbeda-beda. Hal tersebut bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan waktu pada proses sterilisasi dan menentukan konstanta kematian (Kd). Dari percobaan ini didapatkan nilai ln Nt/No. Dari perhitungan ln Nt/No dibuat grafik ln Nt/No terhadap waktu. Dan dari grafik tersebut didapatkan persamaan yang dapat digunakan untuk mendapatkan nilai Kd. Masing-masing persamaan untuk suhu 40oC, 50oC, dan 60oC berturut-turut adalah y = -0,009x + 0,368; y = -0,020x + 0,508; dan y = -0,026x - 0,100. Jadi dapat disimpulkan bahwa nilai Kd dari proses sterilisasi batch yang didapatkan dari masing-masing persamaan adalah:Suhu (T)Kd

400,009

500,020

600,026

Dari data diatas, dapat dicari nilai Ed dari grafik ln Kd terhadap 1/T. Didapatkan data sebagai berikut:

Setelah didapatkan persamaan garis linier dari grafik ln Kd terhadap 1/T, nilai Ed dapat diketahui berdasarkan rumus . Dan persamaan grafik linier y = ax + b, maka nilai -Ed / RT sama dengan nilai a. Didapatkan nilai Ed yaitu - 455,51 J.Dan nilai Desimal reduction time (D) yang diperoleh dengan menggunakan rumus D = adalah:Suhu (T)KdD

400,009255,8427

500,020115,1292

600,02688,5909

Percobaan kedua adalah proses sterilisasi secara kontinu, digunakan pompa peristaltic dengan berbagai skala untuk menentukan waktu tinggal dalam coil tembaga. Pada proses ini digunakan empat variasi skala pompa, yaitu 40%, 50%, 60%, dan 70%. Masing-masing skala digunakan empat variasi suhu. Sebelum melakukan sterilisasi dilakukan kalibrasi terlebih dahulu untuk menetukan laju alir tiap skala. Dan laju alir yang diperoleh dari masing-masing variasi adalah 0,183 mL/detik, 0,217 mL/detik, 0,233 mL/detik, 0,233 mL/detik.Setelah disterilisasai dan dihitung jumlah mikroba yang hidup dan mati, dibuat grafik ln Nt/No terhadap Waktu. Didapatkan nilai Kd dari masing-masing suhu. Suhu (T)Kd

40oC0,003

50oC0,006

60oC0,007

70 oC0,008

Dan dibuat grafik ln Kd terhadap 1/T berdasarkan data :

Dari grafik diatas dapat didapatkan nilai Ed dengan nilai - 7,4702 JDan nilai Desimal reduction time (D) yang diperoleh dengan menggunakan rumus D = adalah:Suhu (T)KdD

40oC0,003767,5283

50oC0,006383,7642

60oC0,007328,9407

70 oC0,008287,8231

Oleh: Pria Gita Maulana (121424024)

BAB VISIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

Bailey, James E dan David F Ollis. 1986. Biochemical Engineering fundamentals. 2nd. Singapore : McGraw-Hill Book CoKamaludi, D.dkk. 2007. Pegaruh Proses Pengawetan Baso Tahu terhadap Cemaran Mikroba. Teknik Kimia. Politeknik Negeri BandungPerry, J.H. (ed). 1988, Chemical engines Hand book. 6th edition. Singapore. McGraw Hill Book CoSuharto, Ign. 1995. Bioteknologi dalam dunia Industri. Yogyakarta : Andi OffsetStanbury, Peter F dan A Whitaker. 1984. Principles of Fermentation Technology. Great Britain : A Wheaton & Co. Ltd,. Exeter

Sheet1NoWaktu (detik) Sel Hidup Sel Mati Sel Totalln Nt/No1251141115-0.008733682501032105-0.0192313619375381149-0.25423413844100271744-0.48835276795120213354-0.9444616088



Sheet1No%Skala Pompa Sel Hidup Sel Mati Sel Total (Waktu Tinggal)ln Nt/N0140591069147.54-0.15725043548124.42-0.1136047451115.88-0.0847052254115.88-0.03

Sheet1No%Skala pompa Sel Hidup Sel Mati Sel Total (Waktu Tinggal)ln Nt/N01408720107147.54-0.20725051354124.42-0.0536058462115.88-0.00847094599115.88-0.005



Sheet1Kdln Kd1/T0.009-4.71053070160.00319488820.02-3.91202300540.00309597520.026-3.6496587410.003003003

Sheet1T(C)Kd1/Tln Kd400.0030.025-5.8091429903500.0060.02-5.1159958098600.0070.0167-4.9618451299700.0080.0143-4.8283137373

Sheet1Kdln Kd1/T0.009-4.71053070160.00319488820.02-3.91202300540.00309597520.026-3.6496587410.003003003

Sheet1T(C)Kd1/Tln Kd400.0030.025-5.8091429903500.0060.02-5.1159958098600.0070.0167-4.9618451299700.0080.0143-4.8283137373

Laporan Praktikum Dasar Bioprosesssss

Documents

Transcript of Laporan Praktikum Dasar Bioprosesssss