12
menjadi lebih aktif pada bagian yang mengalami kontak langsung dengan substrat yang larut sebagian pada kondisi lingkungan yang berair. Lipase dapat mengkatalisis sintesis ester dan transesterifikasi
dalam media organik yang mengandung sejumlah air Pandey et al., 1999. Lipase mikrobial yang telah digunakan dalam industri antara lain lipase dari Candida sp. dan
Thermomyces sp. Fungi dapat menghasilkan enzim lipase. Kelompok fungi aspergilli diketahui merupakan sumber potensial penghasil lipase mikrobial. Lipase mikrobial dapat dihasilkan dari fungi
Aspergillus carneus, Aspergillus terreus, dan Aspergillus niger Saxena, 2005; Kaushik, 2006. Aspergillus niger menghasilkan produk lipase ekstraseluler yang aktif pada pH asam Mahadik et al.,
2003. Lipase ekstraseluler yang telah dimurnikan bersifat khas karena bekerja secara spesifik untuk memutus ikatan pada posisi 1,3 Mhetras, 2009. Penelitian yang dilakukan Methras and Patil 2011
menunjukkan bahwa penggunaan lipase Aspergillus niger menghasilkan kinerja proses yang tinggi, tetapi kecepatan reaksi berjalan lambat.
Lipase memiliki sifat katalitik yang luas dan umumnya bergantung pada strain mikroorganisme penghasilnya. Lipase dalam bentuk ekstrak kasar telah sering digunakan untuk
sintesis pembentukan blok kiral dan senyawa enansiomer. Sifat katalitik seperti spesifitas, enansioslektivitas, dan parameter operasional seperti termostabilitas dan pH optimum saling terkait.
Sifat keterkaitan ini menentukan rentang aplikasi dari enzim dan jenis prosesnya Pera et al., 2006.
2.5 Penggandaan Skala Hidrolisis
Penggandaan skala merupakan suatu cara untuk meningkatkan jumlah atau kapasitas dari suatu alat atau proses untuk menghasilkan sesuatu. Penggandaan skala umumnya terkait dengan proses
mikrobiologi yaitu proses dengan menggunakan mikroorganisme dan produk turunannya. Fungsi penggandaan skala dalam pengembangan mikrobiologi adalah menciptakan penemuan proses baru
dan memperbaiki kultur mikroorganisme , mengembangkan galur mikroorganisme terpilih, serta penyempurnaan medium dan peralatan proses yang digunakan. Penggandaan skala akan
mempengaruhi perubahan faktor fisik proses. Faktor fisik yang berubah sejalan dengan berubahnya skala adalah perpindahan massa, kemampuan pencampuran, penyebaran tenaga, dan laju geser.
Parameter translasi merupakan koordinat titik pusat elipsoid x,y,z. Menurut Wang et al. 1978, beberapa parameter translasi yang umumnya diterapkan dalam penggandaan skala, antara lain :
1. Laju perpindahan oksigen volumetrik tetap k
L
2. Kecepatan impeller tetap pND
a
i
3. Masukkan tenaga volumetrik tetap PgV
4. Waktu pencampuran seimbang
5. Bilangan Reynolds N
Re
6. Pengawasan umpan balik untuk menjamin besarnya faktor kunci lingkungan yang tepat
yang sama atau faktor-faktor momentum Roche et al. 2009 dan Jorgensen et al. 2007 menyatakan bahwa pencampuran yang ideal
merupakan aspek penting untuk pendistribusian enzim, namun apabila enzim telah terdistribusi, maka kecepatan pencampuran menjadi kurang penting. Studi menggunakan bioreaktor berpengaduk
menunjukkan hasil yang positif dan korelasi antara kecepatan impeller dan laju hidrolisis enzimatik. Pencampuran adalah suatu proses yang bertujuan mendapatkan campuran yang homogen dari dua
komponen atau lebih. Salah satu metoda pencampuran adalah dengan pengadukan agitasi. Dua faktor penting dalam pencampuran adalah peralatan yang digunakan untuk proses pencampuran dan
bahan yang dicampur. Geometri peralatan dapat mempengaruhi produk secara umum, kondisi operasi proses khususnya aerasi, pengadukan, dan konsumsi energi Sailah, 1994.
13
Tatterson 1991 menyatakan bahwa terdapat 3 komponen alat pencampuran secara konvensional, yaitu tangki vessel, pengaduk impeler, dan baffle. Vortex adalah cekungan
permukaan media yang terbentuk pada bagian tengah tangki yang disebabkan oleh adanya gaya tangensial. Vortex menyebabkan aliran pada tangki bersifat horizontal, sehingga pencampuran tidak
dapat berlangsung dengan baik. Baffle digunakan untuk mencegah terbentuknya vortex pada cairan yang memiliki kekentalan rendah. Baffle tidak dibutuhkan pada fluida yang memiliki kekekntalan
tinggi, dimana vortex tidak menjadi suatu masalah Edwards dan Baker, 1992. Pengaduk mempunyai dua fungsi utama, yaitu untuk mengurangi ukuran gelembung-
gelembung udara, sehingga luasan permukaan lebih besar untuk perpindahan oksigen dan mengurangi laju difusi, serta untuk menjaga kondisi lingkungan yang seragam pada seluruh isi tangki. Propeller,
turbin, dan paddle umumnya digunakan pada pencampuran bahan yang memiliki kekentalan rendah dan beroperasi pada putaran dengan kecepatan tinggi. Ketiga jenis pengaduk tersebut baik digunakan
untuk mencampur bahan yang memiliki viskositas rendah seperti cairan dengan cairan, gas dengan cairan, maupun padatan dengan cairan. Pada pencampuran bahan yang memiliki viskositas tinggi
digunakan pengaduk tipe anchor, helical ribbon, dan helical screw Edwards dan Baker, 1992. Pola aliran pada suatu tangki berpengaduk sangat dipengaruhi oleh kecepatan pengadukan,
jenis pengaduk, dan sifat reologi bahan yang diaduk Ranade dan Joshi, 1990. Meskipun dengan fluida dan kecepatan pengadukan yang sama, penggunaan pengaduk yang berbeda akan menghasilkan
pola aliran yang berbeda pula. Informasi mengenai reologi merupakan faktor penting dalam sistem aliran laminar guna
membuat perhitungan yang memadai dan proses skala besar. Pada proses pencampuran, salah satu sifat bahan yang sangat penting untuk dipertimbangkan adalah sifat reologi bahan. Reologi menurut
Mackay 1988 adalah ilmu tentang sifat aliran suatu bahan. Menurut sifat reologinya, fluida dapat dibagi menjadi dua golongan besar, yaitu fluida Newtonian dan fluida non-Newtonian. Pada fluida
Newtonian, nilai kekentalan adalah konstan dan tidak dipengaruhi oleh nilai laju geser, tetapi dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Sedangkan fluida non-Newtonian, nilai kekentalan merupakan
fungsi dari laju geser. Waktu pencampuran merupakan parameter yang penting pada suatu proses pencampuran.
Waktu campur didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan untuk memperoleh derajat pencampuran tertentu, setelah penjejak dimasukkan ke dalam tangki Edwards dan Baker, 1992. Waktu
pencampuran dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain kecepatan pengadukan, tipe pengaduk, geometri tangki, aerasi, sifat fluida dan metoda pengukuran waktu pencampuran tersebut.
14
III. METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
