Maintenance script: Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29539670; atribusi sumber disertakan.

2026-09-04T13:25:32Z

Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29539670; atribusi sumber disertakan.

Halaman baru

'''Bioreaktor''' atau dikenal juga dengan nama fermentor adalah sebuah [[peralatan]] atau [[sistem]] yang mampu menyediakan sebuah [[lingkungan]] biologis yang dapat [[menunjang]] terjadinya [[reaksi]] [[biokimia]] dari bahan [[mentah]] menjadi bahan yang dikehendaki. Reaksi [[biokimia]] yang terjadi di dalam bioreaktor melibatkan organisme atau komponen biokimia aktif ([[enzim]]) yang berasal dari [[organisme]] tertentu, baik secara [[aerobik]] maupun [[anaerobik]]. Sementara itu, agensia biologis yang digunakan dapat berada dalam keadaan [[suspensi|tersuspensi]] atau [[Enzim terimobilisasi|terimobilisasi]]. Contoh reaktor yang menggunakan agensia terimobilisasi adalah bioreaktor dengan unggun atau bioreaktor [[membran sintetis|membran]].

== Komponen ==
Komponen utama bioreaktor terdiri atas [[tangki]], [[sparger]], [[impeller]], [[saringan]] halus atau [[baffle]] dan [[sensor]] 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 memompa [[udara]], dan mencegah pembentukan [[gelembung]] oksigen. [[Impeller]] berperan dalam [[agitasi]] dengan mengaduk campuran substrat dan sel. Impeller digerakkan oleh [[rotor]]. Baffle juga berperan untuk mencegah terjadinya efek [[pusaran]] air akibat agitasi yang dapat mengganggu agitasi yang seharusnya. [[Sensor]] berperan untuk mengontrol lingkungan dalam bioreaktor. Kontrol fisika meliputi sensor [[suhu]], [[tekanan]], agitasi, [[foam]], dan kecepatan aliran. Sedangkan, kontrol kimia meliputi sensor [[pH]], kadar oksigen, dan perubahan [[komposisi]] [[medium]].

== Perancangan ==

Bioreaktor biasanya terbuat dari bahan ''stainless steel'' karena bahan tersebut tidak bereaksi dengan bahan-bahan yang berada dalam bioreaktor sehingga tidak menggangu [[proses]] biokimia yang terjadi. Selain itu, bahan tersebut juga anti [[karat]] dan tahan panas. Bioreaktor harus dapat menciptakan lingkungan yang [[optimum]] bagi [[mikroorganisme]] ataupun reaksi yang diinginkan maka diperlukan pengontrolan. Parameter yang biasa dikontrol pada bioreaktor adalah [[suhu]], [[pH]], [[substrat]] (sumber [[karbon]] dan [[nitrogen]]), [[aerasi]], dan [[agitasi]].

Perancangan bioreaktor adalah suatu pekerjaan [[insinyur|teknik]] yang cukup kompleks. Pada keadaan optimum, mikroorganisme atau enzim dapat melakukan aktivitasnya dengan sangat baik. Keadaan yang memengaruhi kinerja agensia biologis terutama [[temperatur]] dan [[pH]]. Untuk bioreaktor dengan menggunakan mikroorganisme, kebutuhan untuk hidup seperti [[oksigen]], [[nitrogen]], [[fosfat]], dan [[mineral]] lainnya 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 skala [[laboratorium]] yang berukuran 1,5-2,5 L umumnya terbuat dari bahan kaca atau [[borosilikat]], namun untuk skala industri, umunya digunakan bahan baja tahan karat (''[[stainless steel]]'') yang tahan karat. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi kontaminasi senyawa [[metal]] pada saat fermentasi terjadi di dalamnya. Bahan baja yang mengandung < 4% kromium disebut juga baja ringan, sedangkan bila kadar kromium di dalamnya >4% maka disebut ''[[stainless steel]]''. Bioreaktor yang umum digunakan terbuat dari bahan [[baja]] 316 yang mengandung 18% [[kromium]], 2-2,5% [[molibdenum]], dan 10% [[nikel]]. Bahan yang dipilih harus bersifat non-toksik dan tahan terhadap sterilisasi berulang-ulang menggunakan uap tekanan tinggi. Untuk mencegah kontaminasi, bagian atas biorektor dapat ditambahkan dengan [[segel]] aseptis (''aseptic seal'') yang terbuat dari campuran [[metal]]-kaca atau metal-metal, seperti ''O-ring'' dan gasket. Untuk meratakan media di dalam bioreaktor digunakan alat pengaduk yang disebut agitator atau [[impeler]]. Sementara itu, untuk asupan udara dari luar ke dalam sistem biorektor digunakan sistem [[aerasi]] yang berupa sparger. Untuk bioreaktor [[aerob]], biasanya digunakan kombinasi sparger-agitator sehingga pertumbuhan mikrooganisme dapat berlangsung dengan baik.

Pada bagian dalam bioreaktor, dipasang suatu [[sekat]] yang disebut'' baffle'' untuk mecegah [[vorteks]] dan meningkatkan efisiensi aerasi. ''Baffle'' ini merupakan metal dengan ukuran 1/10 diameter bioreaktor dan menempel secara radial di dindingnya. Bagian lain yang harus dimiliki oleh suatu bioreaktor adalah [[kondensor]] untuk mengeluarkan hasil kondensasi saat terjadi [[sterilisasi]] dan [[filter]] (0,2 μm) untuk menyaring udara yang masuk dan keluar tangki. Untuk proses [[inokulasi]] kultur, pengambilan sampel, dan pemanenan, diperlukan adanya saluran khusus dan pengambilannya harus dilakukan dengan hati-hati dan aseptis agar tidak terjadi kontaminasi. Untuk menjaga kondisi dalam bioreaktor agar tetap terkontrol, digunakan [[sensor]] [[pH]], [[suhu]], anti-buih, dan [[oksigen]] terlarut (DO). Apabila kondisi di dalam sel mengalami perubahan, sensor akan memperingatkan dan harus dilakukan perlakuan tertentu untuk mempertahankan kondisi di dalam bioreaktor. Misalkan terjadi perubahan pH maka harus ditambahkan larutan [[asam]] atau [[basa]] untuk menjaga kestabilan pH. Penambahan zat ini dapat dilakukan secara manual tetapi juga dapat dilakukan secara otomatis menggunakan bantuan pompa peristaltik. Selain asam dan basa, pompa [[peristaltik]] juga membantu penambahan [[anti-buih]] dan [[substrat]] ke dalam bioreaktor.

== Jenis-jenis ==
Berdasarkan tingkat [[aseptis]] maka sistem bioreaktor terbagi menjadi 2, yaitu bioreaktor sistem [[non aseptis]] (untuk pengolahan [[limbah]]) dan bioreaktor sistem aseptis (untuk [[produksi]] [[sel]] dan produksi [[metabolit]]). Untuk bioreaktor sistem aseptis diperlukan [[sterilisasi]] bioreaktor pada suhu dan tekanan yang tinggi. Sedangkan, berdasarkan pemberian [[substrat]] maka sistem fermentasi dalam bioreaktor terbagi menjadi tiga, yaitu ''batch fermentation'', ''continuous batch fermentation'', dan ''fed batch fermentation''. Pada ''batch fermentation'', makanan hanya diberikan satu kali saja kemudian produk dipanen. Pada ''continous batch fermentation'', makanan diberikan terus menerus. Pada ''fed batch fermentation'', makanan diberikan kemudian produk dipanen, makanan yang baru diberikan sebelum makanan pertama yang diberikan habis. Lalu, bila kita melihat sistem aerasinya, bioreaktor dibagi menjadi bioreaktor ''stirred tank'', ''bubble column'', dan ''loop airlift''. Prinsip stirred tank bioreactor adalah menghasilkan [[aerasi]] dengan menggunakan agitasi [[mekanis]], yaitu dengan [[impeller]]. Pada ''bubble column bioreactor'', udara dalam bentuk gelembung dimasukkan ke media melalui [[sparger]] untuk aerasi. Sedangkan, pada ''loop airlift bioreactor'', udara dan media disirkulasi bersamaan melalui kolom yang dimasukkan ke dalam kolom lain.

== Produksi skala besar ==
Untuk melakukan [[produksi]] [[skala]] besar menggunakan bioreaktor dibutuhkan proses peningkatan skala (''scale up''). [[Parameter]] [[kinetik]] merupakan acuan dalam peningkatan skala bioreaktor. Parameter kinetik dalam bioreaktor ialah pengaturan [[suhu]], [[pH]], [[aerasi]], [[agitasi]], dan [[agen]] [[antifoam]]. Pengaturan suhu dalam bioreaktor dilakukan dengan cara pemompaan air dingin ke bagian jaket bioreaktor. Pengaturan pH dilakukan dengan cara pemberian [[asam]] seperti HCl dan [[basa]] seperti NaOH. Agitasi dalam bioreaktor dibutuhkan untuk [[homogenisasi]] isi bioreaktor dan [[aerasi]] dalam bioreaktor. Jika organisme dalam bioreaktor bersifat [[aerob]] maka udara (oksigen) harus dimasukkan ke dalam bioreaktor. Udara dalam bioreaktor dimasukkan melalui [[sparger]] yang berada di bawah. Dalam proses aerasi dan agitasi kadang-kadang dihasilkan foam yang dapat mengganggu reaksi biokimia dalam bioreaktor. Oleh karena itu, dibutuhkan agen antifoam untuk mencegah terjadinya [[foam]]. Agen [[antifoam]] yang umunya dipakai dapat berupa [[minyak sawit]] ataupun [[tween]].

== Aplikasi ==
Awalnya bioreaktor hanya digunakan untuk memproduksi [[ragi]], ekstrak [[khamir]], [[cuka]], dan [[alkohol]]. Namun, alat ini telah digunakan secara luas untuk menghasilkan berbagai macam produk dari makhluk hidup seperti [[antibiotik]], berbagai jenis [[enzim]], [[protein sel tunggal]], [[asam amino]], dan senyawa [[metabolit sekunder]] lainnya. Selain itu, suatu senyawa juga dapat dimodifikasi dengan bantuan [[mikroorganisme]] sehingga menghasilkan senyawa hasil [[transformasi]] yang berguna bagi manusia. [[Pengolahan limbah]] buangan industri ataupun rumah tangga pun sudah dapat menggunakan bioreaktor untuk memperoleh hasil buangan yang lebih ramah lingkungan.

== Referensi ==

== Sumber dan atribusi ==

Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bioreaktor&oldid=29539670 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29539670 (2026-08-08T09:03:51Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.

Bioreaktor - Riwayat revisi

Maintenance script: Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29539670; atribusi sumber disertakan.