Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Produksi asam sitrat

2,619 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Produksi asam sitrat

  1. 1. Pendahuluan • Asam sitrat merupakan asam organik • Berguna dalam industri makanan, farmasi dan  tambahan dalam makanan ternak PRODUKSI ASAM SITRAT • Dapat diproduksi secara kimiawi, atau secara  SECARA FERMENTASI fermentasi menggunakan mikroorganisme Sejarah Asam sitrat Kegunaan asam sitrat• Sebelum tahun 1800 asam sitrat diperoleh dari  • Industri makanan : flavouring agent, ekstrak  tumbuhan (buah lemon)• 1893 : ditemukan diproduksi oleh jamur berfilamen  jus buah, perasa permen, es krim,dll (filamentous fungi) • Industri farmasi : dapar pH, pengawet dalam • 1923 : produksi pertama asam sitrat menggunakan  sediaan farmasi, perasa asam, dll mikroorganisme dengan cara fermentasi pada  permukaan (surface culture) • Industri kimia : antifoam agent, softener, • 1930 : produksi menggunakan fermentor diperoleh  campuran warna tekstil, campuran deterjen,  sebanyak 5000 ton• 1979 : produksi menggunakan fermentor mencapai  dll 220.000 ton dari 220 m3
  2. 2. Biosintesis asam sitrat dalam  Mikroba penghasil asam sitrat mikroorganisme• Merupakan metabolit primer • Asam sitrat (2‐hidroksipropana‐1,2,3‐asam • Aspergillus niger karboksilat) adalah produk metabolisme primer dan • Aspergillus wentii dibentuk dalam siklus asam trikarboksilat (TCA cycle)• Penicillium luteum, P.citrinum • Sumber karbon utama adalah glukosa• Mucor piriformis • Enzim dalam jalur EMP terlibat dalam penguraian • Citromyces pfefferianus glukosa menjadi piruvat• Candida lipolytica • Ketika piruvat mengalami dekarboksilasi membentuk • Trichoderma viridae asetil koA, residu asetat masuk dalam siklus TCA• Corynebacterium sp.• dll Diagram biosintesis asam sitrat• Selama proses idiophase, enzim sitrat sintase  PEP meningkat 10 kali selama produksi asam sitrat,  sedangkan enzim asonitase dan sitrat  Piruvat dehidrogenase berkurang Asetil coA• Glukosa juga mengalami katabolisme melalui  oksaloasetat jalur pentosa fosfat. Enzim untuk siklus ini  Malat Sitrat terdapat pada A.niger Fumarat IsoSitrat Suksinat
  3. 3. Fermentasi asam sitrat Medium untuk nutrisi• Dapat dilakukan menggunakan 2 macam metode  • Sumber karbon : berbagai amilum dapat digunakan  fermentasi : permukaan (surface process) dan bawah  (kentang, hidrolisat amilum, sirup glukosa, sukrosa,  permukaan (submerged process) molase, dll)• Pada tahap tropofase, sebagian dari glukosa  • Penambahan trace elements (Cu, Mn, Mg, Fe, Zn,  digunakan untuk membentuk miselium dan respirasi Mo) dalam skala ppm. Bila berlebih dapat berakibat • Pada tahap idiofase, sisa glukosa diubah menjadi  toksik asam organik, termasuk asam sitrat • Fe merupakan faktor penentu, jumlahnya tergantung • Produksi berkisar antara 40‐69% dalam bentuk asam  pada sumber karbon yang digunakan. Contoh : bila  sitrat‐1‐hidrat (123 g per 100 g sukrosa) atau asam  digunakan sukrosa murni, jumlah optimal Fe adalah  sitrat anhidrat (112 g per 100 g sukrosa) 2.0 ppm, sedangkan bila hidrolisat amilum yg  digunakan, jumlah optimal Fe adalah 0,2 ppm Proses produksi• Komponen medium lainnya : sumber nitrogen,  • Penyiapan suspensi spora A.niger pada 25 °C,  fosfat, juga diperlukan inkubasi selama 10‐14 hari • Inokulum dibuat dengan 15% gula (misalnya dari • pH harus diatur < 3.0, untuk menekan  molase) pembentukan asam oksalat dan asam  • Ditambahkan ion sianida untuk  menginduksi  glukonat. Selain itu dapat mengurangi  pembentukan miselium dalam bentuk pelet dengan  kemungkinan terkontaminasi ukuran 0,2‐0,5 mm • Setelah 24 jam, pelet dapat digunakan untuk  produksi dalam fermentor
  4. 4. Proses dengan metode permukaan  (surface process)• Medium untuk metode ini dapat berupa substrat  • Substrat cair lebih banyak digunakan karena efisien.  padat atau cair Spora inokulum sebanyak 2 – 5 x 107 spora/m2• Substrat padat : wheat bran, amilum ubi (sweet  • Komposisi medium : (g/L) potato)  – Sukrosa  160 – 200 • Setelah disterilisasi, substrat ditaburkan dalam  – NH4NO3 1,6 – 3,2  loyang setebal 3‐5 cm lalu diinkubasi pada 28 °C – CaH2PO4 0,3 – 1,0• Pertumbuhan dapat dipercepat dengan penambahan  – MgSO4.7 H20   0,2 – 0,5 enzim amilase – ZnSO4    0,01 – 0,02• Proses fermentasi berlangsung 5‐8 hari – Ca heksasianoferat   0,4 – 2,0 Proses dengan metode bawah  Kondisi fermentasi permukaan (submerged process)• Suhu inkubasi 30 – 40 °C • 80% produksi asam sitrat di dunia • Ventilasi penting untuk pertukaran gas karena  menggunakan metode ini produksi asam sitrat akan berkurang bila CO2 • Waktu fermentasi 8 hari di atmosfir meningkat > 10% • 3 parameter yang menentukan keberhasilan • pH diatur supaya asam proses : kualitas fermentor, struktur miselium,  pasokan oksigen
  5. 5. Perolehan kembali  (product recovery)• Fermentor harus terbuat dari bahan yang tahan  • Jika asam oksalat terbentuk sebagai produk  terhadap asam, misalnya SS (Stainless Steel) samping (side product), maka asam oksalat • Bentuk miselium yang ideal adalah bentuk pelet  dengan diameter kecil. Bila terjadi filamen dan tidak  harus diendapkan dengan Ca agar membentuk  membentuk klamidospora, asam sitrat yang  endapan Ca‐oksalat pada suasana asam. Asam  terbentuk menjadi sedikit sitrat akan tetap tertinggal dalam larutan • Rasio jumlah Cu dan Fe mempengaruhi bentuk  sebagai mono‐kalsium sitrat miselium ini• Oksigen harus antara 20 – 25% jenuh, dengan laju  • Asam sitrat selanjutnya diendapkan pada pH  aerasi 0,2 – 1 vvm 7,2 dengan suhu 70 – 90 C• Tidak perlu dilakukan pengadukan karena  viskositasnya tidak tinggi• Pemurnian selanjutnya dengan asam sulfat,  lalu diendapkan sebagai kalsium sulfat• Penambahan kabon aktif, atau ion exchange,  dan kristalisasi sebagai asam sitrat atau asam  sitrat monohidrat pada 36,5 C

×