Bioreaktor

Pengertian BioreaktorBioreaktor adalah sebuah wadah untuk melakukan proses kimia yang melibatkan organisme atau substansi biokimia aktif yang diambil dari makhluk hidup. Biasanya bioreaktor berbentuk silinder, berkisar dari beberapa liter sampai meter kubik, dan dibuat dari bahanstainless steel.Merancang bioreaktor adalah perkara rekayasa yang lumayan rumit. Mikroba atau sel hanya mau bereproduksi dengan baik bila kondisi lingkungan optimal. Untuk mencapainya, gas dalam bioreaktor, seperti oksigen, nitrogen, dan karbon dioksida; aliran; temperatur; pH; serta kecepatan adukan harus terkendali.Jenis-Jenis BioreaktorBerdasarkan pemasukan nutrisinya kedalam bioreaktor, ada tiga jenis bioreaktor, yaitu bioreaktor kontinu, semikontinu, dan diskontinu.1. Bioreaktor KontinuPada bioreaktor kontinu, pemberian nutrisi dan pengeluaran sejumlah fraksi dari volume kultur total terjadi secara terus menerus. Dengan metode kontinu memungkinan organisme tumbuh pada kondisi setimbang (steady state), dimana pertumbuhan terjadi pada laju konstan dan lingkungan stabil. Faktor seperti pH dankonsentrasi nutrisi dan produk metabolit yang tidak terelakkan berubah selama siklus pertumbuhan pada suatu diskontinu dapat dijaga konstan dalam kultur kontinu.Dalam suatu bioreaktor kontinu, medium steril dimasukkan kedalam biorekator dengan laju aliran yang konstan, dan kultur yang keluar dari bioreaktor terjadi dengan laju yang sama, sehingga volume kultur di dalam reaktor konstan.Dengan pencampuran yang efisien, medium yang masuk tersebut menyebar secara cepat dan merata pada seluruh bagian rekator. Contoh dari biorektor kontinu yaitu Reaktor Tangki diaduk Kontinu (RTDK).Udara steril dimasukkan pada dasar reaktor melalui pipa terbuka atau penyemprot udara. Suattu batang vertical dilengkapi dengan pengarah dengan satu atau lebih impeler. Impeler biasanya dipasang di sepanjang batang pada interval jarak sama dengan diameter reaktor untuk menghindari tipe pergerakan melingkar. Peranan impeler adalah untuk menimbulkan agitasi dalam bioreaktor untuk mempermudah aerasi. Fungsi utama agitasi adalah untuk mensuspensikan dan meratakan nutrisi dalam medium, untuk memberikan hara termasuk oksigen- bagi sel, dan untuk memindahkan panas.2. Bioreaktor DiskontinuPada bioreaktor diskontinu, inokulen dan nutrisi yang akandiperlukan bagi pertumbuhan dicampur dalam suatu bejana tertutup pada kondisi suhu, pH, dan pencampuran optimum. Sistem ini adalah tertutup, kecuali untuk organism aerobik dimana suplai udara kontinu dialirkan kedalam bioreaktor. Pada bioreaktor diskontinu, laju pertumbuhan dan laju pertumbuhan spesifik jarang konstan. Hal ini menunjukkan adanya perubahan karakteristik nutrisi dari sistem.Salah satu contoh dari bioreaktor diskontinu adalah Bioreaktor Lumpur Buangan Teraktivasi. Bioreaktor ini digunakan secara luas untuk pengolahan secara oksidasi air buangan dan sampah industri lain. Prosesnya difungsikan untuk meningkatkan pemasukan udara, sehingga bahan organic massa dapat didegradasi secara optimum. Bioreaktor ini sangat besar, sehingga untuk mempermudah pencampuran dan penyebaran oksigen diperlukan sejumlah besar agitator pada kebanyakan pabrik pengolahan air buangan skala kota.3. Bioreaktor semikontinuBioreaktor semikontinu adalah suatu bentuk kultivasi dimana medium atau substratnya ditambahkan secara kontinu atau berurutan ke dalam tumpukan diskontinu awal tanpa mengeluarkan sesuatu dari sistem. Produk yang dihasilkan dari sistem seperti ini dapat melebihi produk yang dihasilkan dari kultur diskontinu. Pendekatan ini secara luas diterapkan dalam industry misalanya dalam produksi ragi yang dibutuhkan untuk pembuatan roti.Contoh bioreaktorsemikontinu yaitu digestor atau bioreaktor anaerobik, tetapi bioreaktor ini dapat pula dioperasikan secara kontinu. Pengunaan sistem ini pada pengolahan air buangan padat, misalnya lumpur buangan (sludge) yang diperoleh dari pengolahan buangan perkotaan, akan memberikan stabilisasi air buangan yang efisien dan produksi metan yang tinggi. Dalam sistem ini Lumpur buangan dicampur dengan mikroorganisme anaerobic pada suhu 30 C dan waktu retensi hidrolik. Untuk air buangan berkekuatan sedang dari industri makanan dan fermentasi, teknik operasi yang dapat menahan biomassa mikroba lebih lama dalam sistem operasi kontinu sudah ditemukan. Maka waktu retensi zat padat tidak dapat digabung dengan waktu retensi cairan sehingga konsentrasi mikroba yang tinggi dapat terjadi pada digester (atau pada bioreaktor tersebut), yang memberikan laju degradasi yang tinggi. Bagi air buangan yang sangat encer, misalnya buangan kota, waktu retensi zat padat yang sangat panjang diperlukan.Teknik diskontinu merupakan teknik yang paling dominan digunakan dalam industri, dominasi sistem bioreaktor semikontinu dan diskontinu dalam industri disebabkan oleh beberapa alasan berikut.1.Pada waktu tertentu, produk bioteknologi mungkin dibutuhkan dalam jumlah yang relatif sedikit.2.Kebutuhan pasar mungkin bersifat musiman.3.Masa berlaku produk tertentu pendek (tidak tahan lama).4.Konsentrasi produk yang tinggi.5.Beberapa produk tertentu hanya dihasilkan pada fase setimbang dari siklus pertumbuhan.6.Ketidakstabilan beberapa galur produksi memerlukan pembaharuan secara teratur.7.Proses kontinu, secara teknis masih menunjukkan berbagai kesulitan.Desain Bioreaktor dan Proses Pengendalian BioreaktorBioreaktor adalah sistem tertutup dari sistem biologis untuk suatu proses bioteknologi.Bioreaktor memberikan lingkungan yang tetap bagi optimasi pertumbuhan organisme dan aktivitas metabolisme. Bioreaktor ini hendaknya mencegah kontaminasi produksi dari lingkungan pada kultur sambil mencegah pelepasan kultur ke lingkungan. Selain itu, bioreaktor tersebut sebaiknya memiliki instrumentasi untuk pemeriksaan agar pengawasan proses yang optimum.Kriteria dasar desain bioreaktor yaitu sebagai berikut:1.Karakterisrtik mikrobiologi danbiokimia dari sistem sel (mikroba, mamalia, tumbuhan)2.Karakteristik hidrodinamik bioreaktor3.Karakteristik massa dan panas bioreaktor4.Kinetika pertumbuhan sel danpembentukan produk5.Karakteristik stabilitas genetic dari sistem sel6.Desain peralatan yang aseptis7.Pengawasan lingkungan bioreaktor8.Implikasi desain bioreaktor pada pemisahan produk menghilir9.Modal dan biaya operasi bioreaktor10.Potensi dan pengembangan desain bioreaktorBahan konstruksi bioreaktor hendaknya tidak beracun, mampu menahan tekanan uap dan tahan terhadap korosi kimia dan elektrolitik. Bioreaktor industri biasanya dibuat dari bahan yang dilapisi dengan baja tahan karat. Bioreaktor ada dalam berbagai bentuk dan ukuran. Perbandingan tingginya terhadap diameter atau rasio aspek merupakan parameter yang penting.Produk-produk yang dihasilkan berdasarkan ukuran dari bioreaktor tersebut dapat dilihat pada table dibawah ini.NoUkuran fermentorProduk

1.2.3.4.1-20.00040-80.000100-150.000Lebih dari 450.000Enzim diagnostic, substansi biologi molekulerEnzim dan antibioticPenisilin, antibiotic aminoglikosida, protease, amylase, transformasi steroid, asam aminoAsam amino, asam glutamat

Strategi Perancangan Bioreaktor:Kinerja bioreaktor ditentukan:1.Kinetika reaksi biokimiawi2.Fenomena perpindahan massaAnalisis kinerja bioreaktor:a.Pengaruh ukuran atau skala bioreaktor terhadap pola pencampuran, pengaliran, perpindahan massa dan panasb.Pengaruh laju alir massa yang berbeda dan perpindahan yang berinteraksi dengan kinetika biokatalisisDeskripsi BioreaktorSkala waktu nisbiSkala panjang nisbiKunci analisis bioreaktor:a.Identifikasi skala waktu dan panjang: dapat dianalisis dalam skala lebih kecil atau lebih besar daripada ciri proses itu sendiri, pembandingan skala digunakan secara berulangb.Metode untuk menciri suatu proses reaksi dan perpindahanc.Kemampuan menyelesaikan suatu model matematik berdasar deskripsi suatu bioreaktorFenomena Perpindahan Penentu Rancang Bangun Bioreaktora.Kinetika bioproses tergantung pengubahan yang dilakukan oleh enzim/sel makhluk hidup.b.Waktu reaksi atau volume bioreaktor tergantung pada laju reaksi.c.Laju reaksi dan volume serta rancangan dasar bioreaktor ditentukan oleh perpindahan momentum dan massa.Spektrum Skala Waktu

Spektrum Skala Panjang

Perpindahan Momentuma.Adanya perubahan viskositas media selama bioprosesb.Adanya perubahan konsentrasi media selama bioprosesc.Adanya pertumbuhan makhluk hidupMediaViskositas pada suhu 200C

AirSakarosa 40%Minyak kedelaiGliserolTetes tebu166215006500

Sifat Reologi Media Fermentasi

Faktor yang mempengaruhi Reologi Media

Perpindahan Massaa.Sebagian besar bioproses terjadi dalam fasa cair, migrasi molekul dalam cairan relatif lamban.b.Perpindahan massa penting apabila bioproses melibatkan beberapa fasa (cair-gas-padat), dan apabila suatu molekul melewati membran alami/sintetik.Perpindahan massa pada antar muka:a.Terjadi pada sistem heterogen terdiri atas beberapa fasa (padatan, cairan, gas atau dua cairan tidak saling melarut)b.Perpindahan terjadi dari fasa pertama menuju antar muka, kemudian dari antar muka menuju fasa keduaPerpindahan Antar FasaPerpindahan gas-cairan:a.Difusi dari gas ke antar muka gas-cairanb.Pergerakan melalui antar muka gas-cairanc.Difusi zat terlarut melalui daerah cairan yang tidak tercampur dengan gelembung ke dalam daerah cairan yang tercampur baikd.Perpindahan zat terlarut melalui daerah cairan ke daerah cairan kedua yang tidak tercampur di sekeliling sele.Perpindahan melalui daerah cairan kedua yang tidak tercampur yang berhubungan dengan sel makhluk hidupf.Perpindahan secara difusi ke dalam flok selular, atau partikel tanah, dan perpindahan melewati dinding sel menuju sisi reaktif intraselulerPerpindahan Oksigen dari Gelembung Udara ke Bagian Dalam Sel

Perpindahan Oksigen:a.Perpindahan dari gas ke antar muka gas-cairanb.Pelewatan daerah antar muka (interface)c.Perpindahan dari antar muka gascairan ke dalam fasa cairanPerpindahan massa antar fasa

Agitasi Dalam BioreaktorJenis agitator: impeler/turbin pisau pipih, pedal, heliks/baling-baling (propeler)

TENAGAAGITASI:a.Tidak beraerasi, zalir Newton/non-Newtonb.Beraerasi, zalir Newton/non-NewtonPertumbuhan Mikrobia Dalam BioreaktorPertumbuhan mikrobia adalah peningkatan semua komponen sel, sehingga menghasilkan peningkatan ukuran sel dan jumlah sel (kecuali mikrobia yang berbentuk filamen) akan menyebabkan peningkatan jumlah individu di dalam populasi.Pertumbuhan mikrobia dalam bioreaktor terjadi secara pertumbuhan individu sel dan pertumbuhan populasi pertumbuhan individu sel meliputi peningkatan substansi dan komponen sel, peningkatan ukuran sel serta pembelahan sel. Sedang pertumbuhan populasi meliputi peningkatan jumlah akibat pembelahan sel dan peningkatan aktivitas sel yang melibatkan sintesa enzim.Dalam pertumbuhan mikrobia juga terlibat proses metabolik yaitu mulai dari transport nutrien dari medium ke dalam sel, konversi bahan nutrient menjadi energi dan konstituen sel, replikasi kromosom, peningkatan ukuran, dan massa sel serta pembelahan sel secara biner yang terjadi pula pewarisan genetik (genom turunan) ke sel anakan.Kinetika pertumbuhan mikrobia dalam sistem diskontinu, kontinu, dan semikontinu, studi kinetika pertumbuhan dan fermentasi diperlukan sebagai dasar untuk memahami setiap proses fermentasi. Kinetika pertumbuhan mikrobia terutama menguraikan tentang kecepatan produksi sel (biomassa) dan pengaruh lingkungan terhadap kecepatannya. Pengamatan pertumbuhan mikrobia tidak cukup untuk mengetahui apakah biakan tumbuh atau tidak (Pengamatan kuantitatif) tetapi juga diperlukan pengamatan yang bersifat kualitatif dari studi kinetika pertumbuhan.Pengukuran pertumbuhan secara kuantitatif disajikan dalam bentuk kurva yang menunjukkan hubungan antara waktu dan jumlah biomassa. Data pengamatan pertumbuhan mikrobia perlu diamati parameter-parameter seperti:1.Kecepatan pertumbuhan (specific growth rate)2.Waktu mengganda (doubling time)3.Hasil pertumbuhan (growth yield)4.Kemampuan metabolisme (metabolik quosient)5.Affinitas substrat6.Jumlah maksimum biomassaKinetika untuk pertumbuhan mikrobia pembentuk koloni, filament maupun imobilisasi sel memiliki kinetika pertumbuhan yang lebih kompleks.Pertumbuhan untuk mikrobia yaitu peningkatan semua komponen di dalam sel sehingga menghasilkan suatu peningkatan ukuran sel dan pembelahan sel (kecuali mikrobia yang membentuk filamen) sehingga terjadi peningkatan jumlah individu di dalam populasi.Pertumbuhan mikrobia di dalam bioreaktor:1.Pertumbuhan individu sel;a.Peningkatan substansi dan komponen selb.Peningkatan ukuran selc.Pembelahan sel2.Pertumbuhan populasia.Peningkatan jumlah akibat pembelahan selb.Peningkatan aktivitas sel yang melibatkan sintesis enzimReproduksi sel bakteri:1.Pembelahan biner: proses pembelahan sel menjadi dua sel anakan yang mempunyai ukuran yang sama.2.Melibatkan 3 proses:a.Peningkatan ukuran sel (pemanjangan sel) : memerlukan pertumbuhan dinding sel, yaitu untuk menutup permukaan pada sisi tertentu.b.Replika DNA : indikasi pertumbuhan awal pada sel bakteri.c.Pembelahan sel : diawali dengan invaginasi lapisan di bagian tengah sel Hampir semua bakteri menerima DNA.Proses metabolik yang terlibat dalam pertumbuhan yaitu:1.Transfortasi nutrient dari medium ke dalam sel2.Konversi bahan nutrient sehingga menjadi tenaga dan konstituen sel3.Replikasi sel kromosom4.Pengukuran ukuran dan massa5.Pembelahansel secara biner yang dibarengi dengan pewarisan genetic ke sel anakanBioreaktor

Bioreaktoratau dikenal juga dengan nama fermentor adalah sebuahperalatanatausistemyang mampu menyediakan sebuahlingkungan biologis yang dapatmenunjang terjadinyareaksibiokimiadari bahanmentahmenjadi bahan yang dikehendaki.[1]

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/wiki/Bioreaktor" \l "cite_note-a-1" [2]Reaksibiokimiayang terjadi di dalam bioreaktor melibatkan organisme atau komponen biokimia aktif (enzim) yang berasal dariorganismetertentu, baik secaraaerobikmaupunanaerobik.[1]

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/wiki/Bioreaktor" \l "cite_note-a-1" [2]Sementara itu, agensia biologis yang digunakan dapat berada dalam keadaantersuspensiatauterimobilisasi.[2]Contoh reaktor yang menggunakan agensia terimobilisasi adalah bioreaktor dengan unggun atau bioreaktormembran.Komponen

Komponen utama bioreaktor terdiri atastangki,sparger,impeller,saringanhalus ataubaffledansensor untuk mengontrol parameter.Tanki berfungsi untuk menampung campuran substrat, sel mikroorganisme, serta produk.Volume tanki skala laboratorium berkisar antara 1 30 L, sedangkan untuk skala industri dapat mencapai lebih dari 1 000 L. Sparger terletak di bagian bawah bioreaktor dan berperan untuk memompaudara, dan mencegah pembentukangelembungoksigen.Impeller berperan dalamagitasidengan mengaduk campuran substrat dan sel.]Impeller digerakkan olehrotor. Baffle juga berperan untuk mencegah terjadinya efekpusaranair akibat agitasi yang dapat mengganggu agitasi yang seharusnya.Sensor berperan untuk mengontrol lingkungan dalam bioreaktor. Kontrol fisika meliputi sensorsuhu,tekanan, agitasi,foam, dan kecepatan aliran.Sedangkan, kontrol kimia meliputi sensorpH, kadar oksigen, dan perubahankomposisimedium. Perancangan

Struktur suatu bioreaktor.

Bioreaktor biasanya terbuat dari bahanstainless steelkarena bahan tersebut tidak bereaksi dengan bahan-bahan yang berada dalam bioreaktor sehingga tidak mengganguproses biokimia yang terjadi.[1]Selain itu, bahan tersebut juga antikaratdan tahan panas.[1]Bioreaktor harus dapat menciptakan lingkungan yangoptimumbagimikroorganismeataupun reaksi yang diinginkan maka diperlukan pengontrolan.Parameter yang biasa dikontrol pada bioreaktor adalahsuhu,pH,substrat (sumberkarbondannitrogen),aerasi, danagitasi.Perancangan bioreaktor adalah suatu pekerjaanteknikyang cukup kompleks. Pada keadaan optimum, mikroorganisme atau enzim dapat melakukan aktivitasnya dengan sangat baik. Keadaan yang memengaruhi kinerja agensia biologis terutamatemperaturdanpH. Untuk bioreaktor dengan menggunakan mikroorganisme, kebutuhan untuk hidup sepertioksigen,nitrogen,fosfat, danminerallainnya perlu diperhatikan. Pada bioreaktor yang agensia biologisnya berada dalam keadaan tersuspensi, sistem pengadukan perlu diperhatikan agar cairan di dalam bioreaktor tercampur merata (homogen). Seluruh parameter ini harus dimonitor dan dijaga agar kinerja agensia biologis tetap optimum.

Untuk bioreaktor skalalaboratoriumyang berukuran 1,5-2,5 L umumnya terbuat dari bahan kaca atauborosilikat, namun untuk skala industri, umunya digunakan bahan baja tahan karat (stainless steel) yang tahan karat.[5]Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi kontaminasi senyawametalpada saat fermentasi terjadi di dalamnya.[5]Bahan baja yang mengandung < 4% kromium disebut juga baja ringan, sedangkan bila kadar kromium di dalamnya >4% maka disebutstainless steel. Bioreaktor yang umum digunakan terbuat dari bahanbaja316 yang mengandung 18%kromium, 2-2,5%molibdenum, dan 10%nikell.[5]Bahan yang dipilih harus bersifat non-toksik dan tahan terhadap sterilisasi berulang-ulang menggunakan uap tekanan tinggi.[5]Untuk mencegah kontaminasi, bagian atas biorektor dapat ditambahkan dengansegelaseptis (aseptic seal) yang terbuat dari campuranmetal-kaca atau metal-metal, sepertiO-ringdan gasket.[6]Untuk meratakan media di dalam bioreaktor digunakan alat pengaduk yang disebut agitator atauimpeler.[6]Sementara itu, untuk asupan udara dari luar ke dalam sistem biorektor digunakan sistemaerasiyang berupa sparger.[6]Untuk bioreaktoraerob, biasanya digunakan kombinasi sparger-agitator sehingga pertumbuhan mikrooganisme dapat berlangsung dengan baik.[6]Pada bagian dalam bioreaktor, dipasang suatusekatyang disebutbaffleuntuk mecegahvorteksdan meningkatkan efisiensi aerasi.[7]Baffleini merupakan metal dengan ukuran 1/10 diameter bioreaktor dan menempel secara radial di dindingnya.[7]Bagian lain yang harus dimiliki oleh suatu bioreaktor adalahkondensoruntuk mengeluarkan hasil kondensasi saat terjadisterilisasidanfilter(0,2 m) untuk menyaring udara yang masuk dan keluar tangki.[7]Untuk prosesinokulasikultur, pengambilan sampel, dan pemanenan, diperlukan adanya saluran khusus dan pengambilannya harus dilakukan dengan hati-hati dan aseptis agar tidak terjadi kontaminasi.[8]Untuk menjaga kondisi dalam bioreaktor agar tetap terkontrol, digunakansensorpH,suhu, anti-buih, danoksigenterlarut (DO).[8]Apabila kondisi di dalam sel mengalami perubahan, sensor akan memperingatkan dan harus dilakukan perlakuan tertentu untuk mempertahankan kondisi di dalam bioreaktor.[8]Misalkan terjadi perubahan pH maka harus ditambahkan larutanasamataubasauntuk menjaga kestabilan pH.[8]Penambahan zat ini dapat dilakukan secara manual namun juga dapat dilakukan secara otomatis menggunakan bantuan pompa peristaltik.[8]Selain asam dan basa, pompaperistaltikjuga membantu penambahananti-buihdansubstratke dalam bioreaktor.[8]Jenis-jenisBerdasarkan tingkataseptismaka sistem bioreaktor terbagi menjadi 2, yaitu bioreaktor sistemnon aseptis(untuk pengolahanlimbah) dan bioreaktor sistem aseptis (untukproduksiseldan produksimetabolit).[1]Untuk bioreaktor sistem aseptis diperlukansterilisasibioreaktor pada suhu dan tekanan yang tinggi.[1]Sedangkan, berdasarkan pemberiansubstratmaka sistem fermentasi dalam bioreaktor terbagi menjadi tiga, yaitubatch fermentation,continuous batch fermentation, danfed batch fermentation.[9]Padabatch fermentation, makanan hanya diberikan satu kali saja kemudian produk dipanen.[9]Padacontinous batch fermentation, makanan diberikan terus menerus.[9]Padafed batch fermentation, makanan diberikan kemudian produk dipanen, makanan yang baru diberikan sebelum makanan pertama yang diberikan habis.[9]Lalu, bila kita melihat sistem aerasinya, bioreaktor dibagi menjadi bioreaktorstirred tank,bubble column, danloop airlift.[9]Prinsip stirred tank bioreactor adalah menghasilkanaerasidengan menggunakan agitasimekanis, yaitu denganimpeller. Padabubble column bioreactor, udara dalam bentuk gelembung dimasukkan ke media melaluispargeruntuk aerasi. Sedangkan, padaloop airlift bioreactor, udara dan media disirkulasi bersamaan melalui kolom yang dimasukkan ke dalam kolom lain.[3][10Produksi skala besarUntuk melakukanproduksiskalabesar menggunakan bioreaktor dibutuhkan proses peningkatan skala (scale up).[3]Parameterkinetikmerupakan acuan dalam peningkatan skala bioreaktor.[3]Parameter kinetik dalam bioreaktor ialah pengaturansuhu,pH,aerasi,agitasi, danagenantifoam.[3]Pengaturan suhu dalam bioreaktor dilakukan dengan cara pemompaan air dingin ke bagian jaket bioreaktor.[3]Pengaturan pH dilakukan dengan cara pemberianasamseperti HCl danbasaseperti NaOH.[3]Agitasi dalam bioreaktor dibutuhkan untukhomogenisasiisi bioreaktor danaerasidalam bioreaktor.[3]Jika organisme dalam bioreaktor bersifataerobmaka udara (oksigen) harus dimasukkan ke dalam bioreaktor.[3]Udara dalam bioreaktor dimasukkan melaluispargeryang berada di bawah.[3]Dalam proses aerasi dan agitasi kadang-kadang dihasilkan foam yang dapat mengganggu reaksi biokimia dalam bioreaktor.[1]Oleh karena itu, dibutuhkan agen antifoam untuk mencegah terjadinyafoam.[1]Agenantifoamyang umunya dipakai dapat berupaminyak sawitataupuntween.[1]AplikasiAwalnya bioreaktor hanya digunakan untuk memproduksiragi, ekstrakkhamir,cuka, danalkohol.[11]Namun, alat ini telah digunakan secara luas untuk menghasilkan berbagai macam produk dari makhluk hidup seperti antibiotik, berbagai jenisenzim,protein sel tunggal,asam amino, dan senyawametabolit sekunderlainnya.[11]Selain itu, suatu senyawa juga dapat dimodifikasi dengan bantuanmikroorganismesehingga menghasilkan senyawa hasiltransformasiyang berguna bagi manusia.[11]Pengolahan limbah buangan industri ataupun rumah tangga pun sudah dapat menggunakan bioreaktor untuk memperoleh hasil buangan yang lebih ramah lingkungan.[12]Destilasi

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Bahan yang akan didestilasikan pada drum pemasakan tidak boleh penuh, melainkan harus menyediakan sedikitnya 10% ruang kosong dari kapasitas penuh drum pemasakan pada drum pemasakan (Kister, 1992).

Universitas Sumatera UtaraDestilator adalah alat yang digunakan dalam proses produksi bioetanol. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, alat ini bekerja berdasarkan perbedaan titik didih (air dan etanol).

Macam-Macam Destilasi :

1. Distilasi Sederhana, prinsipnya memisahkan dua atau lebih komponen cairan berdasarkan perbedaan titik didih yang jauh berbeda.

2. Distilasi Fraksionasi (Bertingkat), sama prinsipnya dengan distilasi sederhana, hanya distilasi bertingkat ini memiliki rangkaian alat kondensor yang lebih baik, sehingga mampu memisahkan dua komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang berdekatan.

3. Distilasi Azeotrop : memisahkan campuran azeotrop (campuran dua atau lebih komponen yang sulit di pisahkan), biasanya dalam prosesnya digunakan senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tersebut, atau dengan menggunakan tekanan tinggi.

4. Distilasi Kering : memanaskan material padat untuk mendapatkan fasa uap dan cairnya. Biasanya digunakan untuk mengambil cairan bahan bakar dari kayu atau batu bata.

5. Distilasi Vakum: memisahkan dua kompenen yang titik didihnya sangat tinggi, motede yang digunakan adalah dengan menurunkan tekanan permukaan lebih rendah dari 1 atm, sehingga titik didihnya juga menjadi rendah, dalam prosesnya suhu yang digunakan untuk mendistilasinya tidak perlu terlalu tinggi (Van Winkel, 1967).