BANDUNG, itb.ac.id – Industri bioproses merupakan industri yang menggarap proses‐proses konversi biomassa tumbuhan, hewan atau mikroorganisme, melalui reaksi biokimia dengan memanfaatkan biokatalis atau enzim, menjadi bahan lain yang dipandang lebih bernilai.

Program studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung menyelenggarakan pertemuan kuliah tamu untuk mata kuliah TK4009 Bioproses Industrial pada Rabu (30/3/2022). Narasumber yang dihadirkan untuk menjadi pemateri pada pertemuan kuliah ini adalah Cell Culture Scientist at Fujifilm Diosynth Biotechnologies Denmark, Dr. Budi Juliman Hidayat.

Kategori produk terbagi dua menjadi high volume product dan low volume product. High volume product lebih ekonomis ketimbang low volume product karena melibatkan udara, gas, komponen medium, dan air pendinginan. Tantangan rekayasa yang dihadapi saat merancang dan memproduksi jenis produk ini adalah mengalahkan harga produk yang lebih murah. Sementara tantangan saat merekayasa low volume product adalah terkait kemudian produk yang akan diproduksi.

Jenis reaktor yang digunakan adalah Stirred Tank Reactor yang memiliki skala produksi sebesar 100L – 2000L. “Salah satu kasus pemberhentian reaktor U-Loop pernah terjadi pada tahun 2001 hingga 2006 di Tjeldbergodden, Norwegia karena terjadi kenaikan harga gas dan penurunan harga kompetitor. Saat itu sumber karbon yang dimanfaatkan adalah gas metan,” jelas Dr. Budi. Maka dari itu, salah satu langkah untuk mengefisiensikan produksi pada industri bioproses adalah pengembangan medium.

“Produktivitas didapat dari perkalian dilution rate dengan konsentrasi biomassa dan volume. Jika konsentrasi biomassa tinggi, maka konsentrasi tiap komponen lain juga tinggi,” papar Budi. Medium penting untuk dioptimasi agar mencapai efisiensi biaya, menghindari malnutrisi, inhibisi, dan downstream. Sebagai contoh, pengembangan medium pada skala lab digandakan hingga 50 kali melalui continuous culture skala pilot.

Lalu, bagaimana cara untuk melakukan pengembangan medium? Langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan minimum requirement dengan eksperimen chemostat dan eksperimen batch. Jika nutrien yang terdapat merupakan mikronutrien maka yang terjadi adalah measurement error. Sebagai contoh, pada kasus sumber nitrogen, material yang dimanfaatkan adalah amonia sebagai material industrial mentah. Gas Amonia dimanfaatkan pada kasus ini karena relatif murah. Sementara itu jenis bahan pengganti yang dapat dimanfaatkan adalah sodium nitrat, amonium nitrat, amonium klorida, dan amonium water.

Gas fermentor yang digunakan untuk mengolah berbagai jenis bahan pada skala industri juga berbeda beda. Sebagai contoh, INEOS Gas Fermenter dan Lanzatech Gas Fermenter digunakan untuk etanol, sementara Calysta Gas Fermenter dan Uniblo Gas Fermenter digunakan untuk protein. Berbagai fermenter ini terdapat di negara-negara Eropa seperti Rusia dan Belgia, dan juga Amerika Serikat. Desain reaktor yang berbeda beda pada setiap fermenter ini menjadi aspek utama dalam penggandaan skala. Prinsip yang digunakan adalah prinsip mass transfer, balance / trade off, dan fisiologi mikroba.

Reporter : Yoel Enrico Meiliano (Teknik Pangan, 2020)