Tiga kalimat ringkasan dokumen tersebut adalah: Dokumen tersebut membahas tentang proses akhir dalam teknologi bioproses yaitu product polishing yang mencakup kristalisasi untuk memperoleh produk yang sangat murni dan pengeringan, serta pengolahan limbah hasil proses tersebut melalui sterilisasi dan pembakaran.

1. PRODUCT POLISHING
DALAM RANGKAIAN
DOWNSTREAM PROCESS
sebagai salah satu tahapan dalam dasar
Teknologi Bioproses
MUHAMAD IMAM KHAIRY
1141820029
INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA | 2020

2. PENDAHULUAN
Apa itu Bioproses?
Bioproses merupakan proses yang memanfaatkan organisme
(mikroorganisme) beserta komponennya untuk menghasilkan
suatu produk.1)
Teknologi Bioproses dalam hal ini mencakup dua proses yaitu
upstream processing dan downstream processing.2)
Referensi:
1) Hal. 2, Buku Teknologi Bioproses oleh Nur Istiana dkk, 2018.
2) Hal. 3, Buku Teknologi Bioproses oleh Nur Istiana dkk, 2018.

3. Apa itu upstream dan downstream process?
Upstream processing merupakan proses yag berkaitan dengan optimasi
fermentasi yang meliputi optimasi pertumbuhan mikroba (persiapan
kultur dan medium), desain fermentor, dan optimasi sistem kontrol
fermentasi. Sedangkan downstream processing meliputi proses pasca
fermentasi yaitu isolasi, ekstraksi, dan purifikasi produk fermentasi.3)
Referensi:
3) Hal. 3, Buku Teknologi Bioproses oleh Nur Istiana dkk, 2018.

4. UPSTREAM
PROCESSING
FERMENTASI
DOWNSTREAM
PROCESSING
PRODUCT
POLISHING
DIAGRAM ALIR TEKNOLOGI BIOPROSES

5. Dalam hal, ini proses downstream memiliki fungsi penangan
produk semi jadi hingga menjadi produk akhir. Proses downstream
adakalanya berfungsi sebagai proses tambahan saja sebelum
menuju proses akhir, atau dapat juga berfungsi sebagai proses akhir
sekaligus. Hal ini sangat ditentukan oleh karakteristik produk yang
diharapkan.4)
Langkah-langkah finishing utama dalam pemurnian produk
fermentasi adalah kristalisasi dan pengeringan.5)
PRODUCT POLISHING
Referensi:
4) Hal. 82, Buku Teknologi Bioproses oleh Nur Istiana dkk, 2018.
5) Hal. 378, Bioprocess Engineering oleh Michael L. S. dkk, 2002.

6. KRISTALISASI

7. Kristalisasi biasanya merupakan
langkah terakhir dalam menghasilkan produk
yang sangat murni seperti antibiotik. Kristalisasi
beroperasi pada suhu rendah, yang
meminimalkan degradasi termal pada bahan
yang sensitif terhadap panas. Operasi juga
dilakukan pada konsentrasi tinggi, oleh karena
itu kristalisasi memerlukan biaya unit rendah
sedangkan faktor pemisahannya tinggi.6)
SUHU
RENDAH
Referensi:
6) Hal. 378, Bioprocess Engineering oleh Michael L. S. dkk, 2002.
KRISTALISASI

8. Pembentukan kristal dapat dilakukan dari fase cair
maupun uap. Supersaturasi adalah parameter kunci dalam
kristalisasi, karena semakin banyak bahan terlarut dalam
larutan semakin tinggi kemungkinan pembentukan kristal.
Pembentukan inti dan pertumbuhan kristal adalah dua tahap
dalam setiap proses kristalisasi. Tingkat kedua tahap
tersebut menentukan kapasitas dan waktu tinggal alat
kristalisasi, sebagai laju proses kristalisasi.8)
Referensi:
8) Hal. 5, Drying and Crytallization oleh Tamer Alhalabi dkk, 2017.
PROSES KRISTALISASI

9. PEMBENTUKAN INTI
Pembentukan inti dapat dibagi menjadi
dua kasus yang berbeda. Pembentukan inti
primer terjadi dalam sistem bebas kristal,
ketika konsentrasi larutan mencapai batas
metastabil. Pembentukan inti sekunder
adalah proses yang mulai terjadi ketika ada
kristal dalam larutan supersaturasi, di luar
batas metastabil.9)
Referensi:
9) Hal. 5, Drying and Crytallization
oleh Tamer Alhalabi dkk, 2017.

10. PERTUMBUHAN KRISTAL
Laju pertumbuhan kristal adalah laju perpindahan molekul dari larutan ke
permukaan kristal berukuran kritis yang menyebabkan pembentukan kisi kristal.
Ada juga pembentukan inti yang berpengaruh pada laju pertumbuhan kristal.
Rasio ini tergantung pada jumlah init yang mengambil bagian dalam bentuk kristal
dan laju gesekan, yang menjelaskan seberapa mudah kristal pecah dan seberapa
kecil kristal yang pecah itu bereaksi.
Referensi:
9) Hal. 6, Drying and Crytallization
oleh Tamer Alhalabi dkk, 2017.

11. METODE KRISTALISASI
Kristalisasi memiliki dua metode
yaitu evaporasi dan pendinginan.
Teknik-teknik ini umumnya digunakan,
karena kecenderungan mereka untuk
pembentukan kristal yang lebih besar.10)
Referensi:
10) Hal. 7, Drying and Crytallization oleh Tamer Alhalabi dkk, 2017.

12. KRISTALISATOR
(CRYTALLIZER)
Kristalisator dapat dibagi menjadi
continuous crystallizer dan
batch crystallizer.
Ada kemungkinan untuk
melakukan kristalisasi dalam
beberapa tahap.11)
Referensi:
10) Hal. 7, Drying and Crytallization oleh Tamer Alhalabi dkk, 2017.

13. BATCH CRYSTALLIZER
Batch Crystallizer biasanya merupakan tangki
berselimut, tempat tipe impeler yang berbeda
dapat digunakan. Ada metode untuk mengontrol
ukuran kristal untuk kristalisasi batch, seperti
teknik seeding, programmed cooling, dan
ultrasound.
Seeding adalah teknik yang paling banyak
digunakan, dan tujuannya adalah untuk mencegah
pembentukan inti baru dalam proses batch,
dengan menambahkan seeds (biji kecil) di dalam
tangki. Ini mengurangi waktu yang dibutuhkan
kristalisasi, karena sekarang kristal tidak harus
terbentuk dalam interaksi acak, rekristalisasi
dapat segera dimulai.12)
Referensi:
10) Hal. 7, Drying and Crytallization oleh Tamer Alhalabi dkk, 2017.

14. CONTINUOUS CRYSTALLIZER
Forced-
Circulation (FC)
Draft-Tube
Baffled (DTB)
Fluidized-Bed
(FB)

15. PEMILIHAN KRISTALISATOR

16. PENEGERINGAN

17. Penghilanagn pelarut dari produk basah murni
(kristal atau zat terlarut) biasanya dilakukan
dengan pengeringan. Dalam memilih metode
pengeringan, sifat fisik produk, kepekaan
panasnya, dan kadar air akhir yang diinginkan
harus dipertimbangkan.11)
Kategori parameter yang harus dipertimbangkan:
1. Sifat fisik sistem padat-cair
2. Sifat intrinsik zat terlarut
3. Kondisi lingkungan pengeringan
4. Perpindahan panas11)
PENGERINGAN
Referensi:
11) Hal. 378, Bioprocess Engineering oleh Michael L. S. dkk, 2002.

18. Jenis utama pengering yang digunakan untuk pengeringan produk fermentasi adalah sebagai berikut:
VACUUM-TRAY DRYER
Terdiri dari rak yang dipanaskan
dalam satu ruang dan biasanya
digunakan dalam produk farmasi.
Ini adalah metode yang baik untuk
batch kecil dengan bahan yang
mahal, dimana kehilangan produk
dan kerusakan akibat panas harus
diminimalkan.12)
Referensi:
12) Hal. 379, Bioprocess Engineering oleh Michael L. S. dkk, 2002.

19. FREEZE DRYING (LYOPHILIZATION)
adalah metode di mana air
dihilangkan dengan sublimasi (dari
es padat ke uap) dari larutan beku.
Pembekuan bisa dilakukan baik di
luar atau di dalam ruang vakum
sebelum pengeringan. Metode ini
adalah digunakan untuk antibiotik,
larutan enzim, dan suspensi
bakteri.13)
Referensi:
13) Hal. 379, Bioprocess Engineering oleh Michael L. S. dkk, 2002.

20. ROTARY-DRUM DRYER
tidak baik untuk larutan kristal. Air
dihilangkan dengan konduksi
panas di atas lapisan tipis larutan
pada permukaan drum yang
berputar dengan uap. Produk
kering diambil dari drum dengan
bantuan pisau pada titik
pembuangan.14)
Referensi:
14) Hal. 379, Bioprocess Engineering oleh Michael L. S. dkk, 2002.

21. SPRAY DRYER
menggunakan atomisasi dan
penyemprotan larutan produk ke
dalam ruangan yang dipanaskan
melalui nozzle. Gas panas di dalam
kamar menyediakan panas yang
diperlukan untuk penguapan dari
cairan. Partikel kering dipisahkan
dari gas panas menggunakan
cyclones. Pengering semprot
mahal untuk dibeli tetapi
merupakan metode yang disukai
untuk bahan yang peka terhadap
panas.15)
Referensi:
15) Hal. 379, Bioprocess Engineering oleh Michael L. S. dkk, 2002.

22. PNEUMATIC CONVEYOR DRYER
menggunakan aliran udara panas untuk
menangguhkan dan mengangkut
partikel. Waktu retensi partikel dalam
aliran gas sangat pendek pendek,
biasanya beberapa detik. Sistem seperti
itu bekerja dengan baik ketika
pengeringan permukaan yang kritis,
tetapi tidak memberikan paparan yang
cukupuntuk mengeringkan partikel
berpori besar di mana pembuangan air
dikendalikan secara difusi. Sistem
Pneumatik konveyor sangat cocok
untuk bahan yang peka terhadap panas
dan mudah teroksidasi.16)
Referensi:
16) Hal. 379, Bioprocess Engineering oleh Michael L. S. dkk, 2002.

23. PEMBUANGAN
LIMBAH

24. WASTE
DISPOSAL
DIAGRAM ALIR TEKNOLOGI BIOPROSES

25. PENDAHULUAN
Apa itu Limbah?
Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses
produksi, baik industri maupun domestik (rumah tangga).
Limbah industri berasal dari kegiatan industri, baik karena proses
secara langsung maupun proses secara tidak langsung. Limbah dari
kegiatan industri adalah limbah yang terprosuksi bersamaan dengan
proses produksi, dimana prosuk dan limbah hadir saat yang sama.
sedangkan limbah tidak langsung terproduksi sebelum proses maupun
sesudah proses produksi.17)
Referensi:
17) Hal. 23, Pengolahan Limbah Industri
oleh L. M. Arif, 2016

26. PENGOLAHAN LIMBAH
(PERATURAN PENGOLAHAN LIMBAH DI INDONESIA)
BAHAN BAKU
(PP 74/2001)
PROSES PRODUKSI PRODUK
LIMBAH GAS
(PP 41/2001)
LIMBAH
PADAT & CAIR
AIR BUANGAN
(PP 82/2001)
IPAL
SLUDGE
LIMBAH B3 (PP 18-85/1999)
Khusunya skema bioproses limbah
gas yang dihasilkan hanya berupa
gas fermentasi yang dipisahkan
melalui proses pemisahan, gas
hasil fermentasi dapat diolah
menjadi biogas.
Limbah padat,
semi-padat,
maupun cair
biasanya berupa
media sisa dan
pelarut (solvent).

27. LIMBAH PADAT, SEMI PADAT, DAN CAIR
Secara keseluruhan, limbah yang dihasilkan dari skema bioproses merupakan
limbah yang dapat terurai oleh mikroorganisme itu sendiri. Sehingga limbah benar-
benar yang sudah tidak dapat di-recycle berupa limbah organik yang dapat langsung
dibuang ke pembuangan (landfill). Adapun satu-satunya yang perlu diperhatikan
adalah memastikan komponen yang terbuang ke lingkungan sudah bebas dari
patogenitas mikroorganisme yang dapat dilakukan melalui proses sterilisasi.
Adapun pelarut yang digunakan selama proses pemisahan produk dapat digunakan kembali melalui
proses pemurnan pelarut, dan sisa yang tidak dapat dimurnikan merupakan limbah B3.
Adapun perlakuan limbah untuk menghilangkan
biomassa tersebut. Karena limbah berupa bahan
organik, penguraian menjadi senyawa sederahana
seperti gas CO2, gas N2, gas SO2, uap H2O dapat
dilakukan melalui proses insinerasi/pembakaran.

28. STERILISASI LIMBAH – AUTOKLAF

29. STERILISASI LIMBAH – SINAR UV

30. STERILISASI LIMBAH (AIR) – OZONISASI

31. INSINERATOR/PEMBAKAR

32. DAFTAR PUSTAKA
TEKKNOLOGI
BIOPROSES
Nur Istianah
Agustin K. W.
Feronika H. S
BIOPROCESS
ENGINEERING
Michael L. Schuler
Fikret Kargi
DRYING AND
CRYSTALLIZATION
Tamer Alhalabi
Kalle Koikkalainen
Lee Suen Ern
PENGOLAHAN
LIMBAH INDUSTRI
Latar M. Arif