Fermentation Broth
Click here to load reader
Transcript of Fermentation Broth
FERMENTATION BROTH
Produk reactor yang berupa campuran zat-zat terlarut, biomassa yang seperti gelatin, sisa-sisa nutrient serta produk metabolite disebut fermentation broth.
Konsentrasi biomassa dalam fermentation broth sangat encer, berkisar 3-7 % dry wt. demikian pula konsentrasi metabolite, juga sangat rendah seperti dalam table dibawah ini :
Dengan konsentrasi yang semakin rendah, ada kecenderungan harga semakin tinggi karena biaya produksinya semakin mahal.
Karena itu dalam down stream proses, perlu dipilih proses-proses yang sesuai tetapi biayanya seminimal mungkin dengan memperhatikan sifat-sifat produk fermentasinya serta spesifikasi produk akhirnya.
Selain konsentrasi yang rendah, problem lain adalah ketidak stabilan broth hasil fermentasi yang dapat merusak produk. Contoh : adanya waktu jeda antara proses fermentasi dengan separasi-purifikasi produk akan membuat sell bio-massa akan rusak akibat kenaikan suhu ataupun kehabisan oksigen dan nutrient. Dalam praktek adanya jeda waktu 20 menit akan mengakibatkan kehilangan produk cukup signifikan.
Upaya untuk memperkecil kerusakan produk dalam broth biasa dilakukan dengan pendinginan broth hingga 5 oC secara cepat, tetapi masalahnya adalah biaya untuk refrigerasi larutan yang sangat encer tersebut menjadi mahal. Sebagai contoh untuk menurunkan suhu broth dari 35 oC ke 5 oC memerlukan energy sebesar 40 kwh/m3 broth.
Dalam pemilihan proses untuk recovery-separasi-purifikasi juga harus mempertimbangkan ketahanan produk terhadap kondisi operasi seperti suhu, pH, konsentrasi reaktan dan waktu proses.
Product in cell reactor separator product in broth orAqueous phase
Precipitation
Sedimentation disintegration of cells direct extraction from solvent extractionFiltration mechanical, whole cell. Ion exchangeCentrifugation physical solvent; adsorption
Chemical membrane distillation Enzymic membranes; electrophoresis
EvaporationMembranePrecipitation-crystallization
Leaching adsorption-ion exchange
Tray, drumSpray dryingFluidized bed dryingFreeze drying
Skematik proses-proses yang bisa digunakan dalam down stream process
Cell, tissue in Fermenter / Bioreactor
Separation from broth
Release of product or unwanted species from cells Separators/purification
Biomass product or wasteRelease of product from fragments
Drying
Concentration
Product
4Takamitsu Kohzuma
Ibaraki UniversityMolecular Science for the Electron-Transfer Reaction Mechanisms of Plastocyanin
5Isao Tanaka
Hokkaido UniversityApplication of Multiwavelength Diffraction Method to Protein Crystal Growth under Microgravity
6Masaru Tanokura
University of TokyoCrystallization and Structure Analysis of a Proteinase and a Proteinase Inhibitor under Microgravity Condition
7Nobuo Niimura
Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI) Advanced Science Research Center
Crystal Melting Rate of Hen Egg Lysozyme under Microgravity
8Syozo Fujita
Fujitsu Labs. Ltd.Evaluation of Microgravity Environment on Ribonuclease S Crystal Growth
9 Kunio Miki Kyoto UniversityUsage of Microgravity to Improve the Resolution Limit of Crystal of Biologically Improtant Proteins
10Hideaki Moriyama
Tokyo Institute of Technology
Crystallization Trials on IPMDH and ADR Seeking Improved Quality for the Studies of Evolution on the Basis of Physical Properties of Proteins