18
1. Persiapan Bahan Baku Bioplastik
Persiapan bahan baku bertujuan untuk memperoleh PHA murni sebagai bahan utama biodegradasi bioplastik. Persiapan bahan baku bioplastik terdiri dari
dua tahap, yaitu produksi PHA secara fed batch dan proses hilir PHA. a.
Produksi PHA secara Fed Batch Tahap awal dalam proses produksi PHA adalah persiapan media
propagasi dan kultivasi. Media propagasi dan kultivasi mengandung berbagai komposisi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan R. eutropha, salah satunya
adalah hidrolisat pati sagu yang merupakan sumber karbon C bagi R. eutropha
. Kebutuhan hidrolisat pati sagu pada media adalah 30 gram per liter Atifah, 2006 atau sekitar 9,608 mL untuk media propagasi II setelah
dikonversi dengan perhitungan yang dapat dilihat pada Lampiran 6. Kultur R. eutropha dipelihara dalam bentuk kering-beku dan
disegarkan setiap dua minggu dengan menumbuhkannya pada media Nutrient Broth
inkubasi 34
o
C selama 24 jam. Untuk keperluan kultivasi, terlebih dahulu dilakukan propagasi kultur dengan menumbuhkan kultur segar R.
eutropha ke dalam media steril 10 vv pada waterbath shaker 150 rpm,
suhu 34
o
C selama 24 jam. Komposisi media propagasi disesuaikan dengan media yang akan digunakan pada kultivasi, volume kultur propagasi 10 dari
volume media kultivasi. Kultur hasil propagasi selanjutnya diinokulasikan ke dalam media kultivasi. Kondisi ini berdasarkan penelitian yang dilakukan
Atifah 2006. Diagram alir kultivasi PHA dapat dilihat pada Lampiran 1. Rasio CN pada media kultivasi adalah 10 : 1 Wicaksono, 2003,
konsentrasi awal fosfat K
2
HPO
4
5,8 gl Atifah, 2006 dengan hidrolisat pati sagu sebagai sumber karbon, NH
4 2
HPO
4
sebagai sumber nitrogen serta NH
4 2
HPO
4
dan KH
2
PO
4
sebagai sumber fosfat. Perhitungan jumlah NH
4 2
HPO
4
yang dibutuhkan dapat dilihat pada Lampiran 6. Komposisi media propagasi dan media fermentasi Atifah, 2006 dapat dilihat pada
Tabel 6.
19 Tabel 6. Komposisi Media Propagasi R. eutropha dan Media Kultivasi
Poli- β-hidroksialkanoat PHA
Bahan Media
Propagasi I 9 mL
Propagasi II 90 mL
Propagasi III 900 mL
Kultivasi 9000 mL
Hidrolisat pati sagu
0,9608 mL 9,608 mL
96,085 mL 960,854 mL
NH
4 2
HPO
4
0,0566 g 0,566 g
5,658 g 56,577 g
K
2
HPO
4
0,0522 g 0,522 g
5,22 g 52,2 g
KH
2
PO
4
0,0342 g 0,342 g
3,42 g 34,2 g
MgSO
4
0.1 M 0,09 mL
0,9 mL 9,0 mL
90 mL Mikro Elemen
0,009 mL 0,09 mL
0,9 mL 9 mL
Sumber : Atifah, 2006
Larutan mikroelemen dalam gl HCl 1 N terdiri dari 2,78 g FeSO
4
.7H
2
O, 1,98 g MnCl
2
.4H
2
O, 2,81 g CoSO
4
.7H
2
0, 1,67 g CaCl
2
.2H
2
O, 0,17 g CuCl
2
.2H
2
O, dan 0,29 g ZnSO
4
.7H
2
O. pH campuran garam dan gula kemudian ditepatkan menjadi 7 dengan menggunakan NaOH 4 M dan H
3
PO
4
1,33 M. Pada wadah yang terpisah media kultivasi dan hidrolisat pati sagu disterilisasi pada suhu 121
o
C selama 15 menit. Selanjutnya media didinginkan 30
o
C dan siap digunakan sebagai media propagasi maupun media kultivasi. Produksi PHA dengan cara kultivasi secara fed batch dengan R.
eutropha dilakukan pada bioreaktor skala 13 liter, volume kerja 10 liter.
Kultivasi dilakukan pada suhu 34
o
C, agitasi 150 rpm, pH 7 dan aerasi 0,2 vvm. Proses kultivasi dilakukan selama 96 jam dengan pengumpanan pada
jam ke-48. Penampakan biorektor yang digunakan untuk kultivasi poli- β-
hidroksialkanoat PHA dapat dilihat pada Gambar 4.
20 Bioreaktor
Gambar 4. Bioreaktor kapasitas 13 liter b.
Proses hilir PHA modifikasi Van Wegen et al., 1998, Williamson, dan
Wilkinson, 1958 di dalam Lafferty et al.,1988.
Setelah proses kultivasi selesai, cairan kultivasi disentrifugasi sebanyak empat kali pada kecepatan 13.000 rpm selama sepuluh menit dengan
suhu 4
o
C. Sentrifugasi pertama bertujuan untuk memisahkan biomassa dengan fase cair. Endapan yang diperoleh pada sentrifugasi pertama dibilas dengan
aquades untuk pembersihan, kemudian dilakukan sentrifugasi kedua. Hasil bilasan ditambah NaOCl 0,2 , kemudian dilakukan proses penghancuran sel
selama satu jam untuk mengeluarkan PHA dari biomassa sel. Proses sentrifugasi ketiga dilakukan untuk memisahkan PHA dengan NaOCl. Hasil
sentrifugasi ketiga dibilas dengan akuades, kemudian dilakukan sentrifugasi keempat. Endapan hasil sentrifugasi keempat dituangkan ke cawan petri,
kemudian dioven pada suhu 50
o
C selama 24 jam sampai kering. PHA yang dihasilkan merupakan serbuk kering hasil pengeringan pada oven.
PHA kering yang telah dihasilkan kemudian direfluks dengan menggunakan kloroform sebagai pelarut. Proses refluks dilakukan dengan cara
melarutkan PHA dalam kloroform. Perbandingan PHA : kloroform adalah 1 : 50 bv dan proses refluks dilakukan dengan pengadukan selama 24 jam pada
suhu ± 50
o
C. Pada akhir proses refluks, larutan disaring dengan sistem penyaringan vakum menggunakan kertas saring whatman 42. Filtrat hasil
penyaringan diuapkan pada suhu ruang sehingga diperoleh lembaran PHA Panel
21 Aliran
CO
2
Media degradasi
dan bioplastik
NaOH yang siap digunakan untuk uji biodegradasi. Diagram alir proses hilir PHA
dapat dilihat pada Lampiran 2.
2. Biodegradasi Bioplastik
Kategori