|
Mikroorganisme
|
Fungi
|
Aspergillus terrus
|
Micrococcus glutamicus "VNII Genetika" 490
|
Micrococcus glutamicus "VNII Genetika" 3144
|
|
Suhu
operasi (0C)
|
23-32
|
25-32
|
28-30
|
28-30
|
|
Waktu
fermentasi
(jam) |
24-96 |
48-90 |
60-65 |
30-40 |
|
Pemisahan
H2G
|
Ekstraksi
|
Ekstraksi
|
Resin
|
Resin
|
|
Kondisi
|
Aerob
|
Aerob
|
Aerob
|
Aerob
|
|
Produk
H2G (gr/L)
|
40
|
40
|
||
|
Yield
H2G (%)
|
84
|
86
|
||
|
Kemurnian
MSG (%)
|
99
|
99
|
Kondisi Proses Fermentasi
|
Kondisi
|
Pertumbuhan
|
Fermentor
|
|
pH
|
7
|
7,3.
|
|
Suhu
|
|
32
|
|
Waktu (jam)
|
18
|
30-40
|
|
Lingkungan
|
Aerob
|
Aerob
|
|
Hasil
|
Optical density 600
|
Original Broth
Glutamic Acid (OBGA)
|
Tahapan Proses Fermentasi
- Pembuatan Monosodium Glutamat (MSG)
Salah satu cara pembuatan monosodium glutamat
(MSG) adalah dengan cara fermentasi. Proses fermentasi terjadi karena adanya aktivitas bakteri
yang menghasilkan asam glutamat. Bakteri tersebut digunakan untuk memecah
glukosa pada TCM menjadi asam glutamat. Reaksi yang terjadi selama proses
fermentasi adalah :
C6H12O6+NH3+3/2O2 B.Lactofermentum C5H9O4N +CO2+3H2O
Pada
proses ini juga ditambahkan bahan pembantu fermantasi yaitu amonia (NH3) sebagai sumber N pada media
fermentasi dan juga berfungsi sebagai kontrol pH, H2PO4 sebagai sumber phosphat (P)
pada media, dan juga ditambahkan antifoam sebagai zat pemecah buih yang
dihasilkan pada proses fermentasi. Pada tahap ini juga dilakukan aerasi,
yaitu dengan mengalirkan oksigen ke dalam fermentor. Asam glutamat yang terjadi
dari proses fermentasi ini, kemudian ditambahkan soda (Sodium karbonat) atau
NaOH, sehingga akan terbentuk MSG. MSG ini kemudian dimurnikan dan dikristalisasi
sehingga menghasilkan serbuk kristal yang murni yang siap dijual.
Substrat adalah media pertumbuhan dan pembentukan
produk yang dibutuhkan mikroorganisme. Dalam fermentasi Monosodium Glutamat
(MSG), substratnya adalah tetes tebu (molase). Molase dipilih karena mudah
untuk dicari dan murah harganya. Molase merupakan hasil samping dalam industri
gula tebu.
2.3.1
Molase
Sifat-sifat
fisika dan kimia :
Wujud : Cairan coklat
Warna : Coklat
kehitam-hitaman
Densitas : 1.47 gr/mL
Viscositas : 4.323
Cp
Panas Spesifik : 0.5 Kkal/Kg
°C
Komponen dalam
molase :
Gula :
62 %
Air :
20 %
Non
Gula :
18 %
2.3.2
Bahan Pendukung
Bahan pendukung
digunakan pula sebagai bahan pembantu dalam proses produksi. Bahan pendukung
yang digunakan adalah :
a. H2SO4
b. NH3
c. HCl
d. NaOH
e. Defoamer (CC
222)
f. H3PO4,Urea,
dan MgSO4
g. Penisilin
h. Dextrose
i. Aronvis
j. Karbon Aktif
Mikroorganisme
(mikroba) merupakan jasad-jasad renik yang tidak dapat dilihat dengan mata
telanjang, namun dapat dilihat dan dipelajari dengan menggunakan mikroskop.
Mikroba berperan penting dalam proses fermentasi, yaitu untuk menghasilkan
produk yang diinginkan. Oleh karena itu, dalam pemilihan organisme harus
selektif, untuk mencapai kualitas dan kuantitas yang tinggi.
Untuk membuat
MSG dengan cara fermentasi, digunakan mikroba yang dapat mengubah substrat
menjadi asam glutamat. Asam glutamat ini kemudian diproses lagi sehingga
menjadi MSG. Mikroba-mikroba yang dapat
mengubah substrat menjadi asam glutamat yaitu seperti Micrococcus glutamicus ("VNII Genetika" 490 dan
3144) ,dan Aspergillus
terrus. Mikroba-mikroba tersebut adalah mikroba aerob yaitu mikroba yang
hidup pada lingkungan non oksigen. Perbedaan dari mikroba diatas dalam proses
fermentasi MSG dapat digambarkan dengan tabel sebagai berikut.
Tabel 1. Mikroorganisme yang berperan
dalam pembuatan MSG
Sumber : US patent April, 11,1972, 2.655.746 & US patent
Oktober, 18, 1977. 054.487
Berdasarkan data tersebut maka pada proses pembuatan MSG ini
dipilih mikroorganisme glutamicus "VNII Genetika" 3144, dikarenakan :
1. Yield H2G yang dihasilkan
lebih besar
2. Waktu fermentasinya lebih
singkat
Proses
fermentasi memanfaatkan mikroorganisme
baik untuk katalis ataupun penghasil produk. Proses ini membutuhkan beberapa
perlakuan khusus, seperti pengaturan pH, suhu,
lingkungan yang aerob/anaerob, serta aerasi dan agitasi. Perlakuan ini
di maksudkan untuk menghasilkan kondisi proses yang optimum. kondisi proses
fermentasi pembentukaan MSG oleh mikroba Micrococcus glutamicus dapat
digambarkan dengan tabel sebagai berikut.
Table 2.
Pengaturan kondisi proses fermentasi
Pada proses pembuatan MSG dengan
menggunakan proses fermentasi., dilalui 5 tahapan yaitu:
1. Penyiapan
substrat molasses
Tetes yang akan dipakai untuk proses akan mengalami
perlakuan treatment, yaitu pemberian tetes dari kotorannya maupun unsur-unsur
yang tidak dikehendaki seperti kalsium (Ca2+).
Pada industri pengolahan pertama-tama, molasses, HDC (hasil decanter), beet
molasses, H2SO4
dan air dicampurkan di dilution tank. Penambahan H2SO4
pada proses pencampuran ini bertujuan sebagai kontrol pH. Nilai pH yang
diinginkan untuk tetesan adalah 2.9-3.0. Selain itu, penambahan H2SO4
yang dimaksudkan untuk mengikat ion Ca2+ yang
terdapat pada tetes. Kandungan Ca2+
pada tetes merupakan impurity yang
harus dihilangkan karena dapat menggangu proses kristalisasi MSG. H2SO4
yang berikatan dengan Ca2+
akan membentuk CaSO4 (gypsung)
yang disebut sludge.
Kondisi proses ini diatur pada suhu 55°C dengan pH
bahan 2.9-3.00 dan kekentalan 26-26.5°Be. Kekentalan ini dikontrol dengan
penambahan atau pengurangan jumlah air
dengan penambahan tetes dan sebaliknya jika terlalu kental maka perlu
penambahan air.
Setelah melalui dilution
tank, campuran tetes tersebut dialirkan kedalam tanki settling. Proses
settling ini berlangsung dalam 3 buah tangki yang bekerja secara kontinyu dan
setiap tangki dilengkapi dengan pengaduk. Dilanjutkan dengan proses aging
bertujuan mengoptimalkan reaksi pengikatan Ca2+
oleh H2SO4.
Proses aging ini terdiri dari 7 tangki yang dimaksudkan untuk memberi
kesempatan pada H2SO4
mengikat Ca2+
semaksimal mungkin.
Setelah itu dibentuk sludge pada in line mixer, pada proses ini
ditambahkan aronvis yang dilarutkan dengan air. Pengiriman aronvis ke in line mixer dengan bantuan oleh udara.
Aronvis merupakan bahan flokulan untuk membentuk flok CaSO4
agar terkumpul menjadi flok dengan ukuran yang lebih
besar sehingga proses pemisahan dapat berlangsung lebih sempurna. Sludge akan
mengendap sedangkan campuran tetes berada diatas sludge. Campuran tetes yang
telah terpisah dari sludge disebut dengan cairan overflow. Cairan overflow
yang telah terpisah dari sludge masuk dan ditampung kedalam tangki overflow sedangkan sludge masuk kedalam
tangki mixer-1. Sisa-sisa yang telah terpisahkan membentuk sedimen dan kemudian
masuk ke tangki mixer-1 dan bercampur dengan sludge dari tangki thickener-1.
Cairan yang telah bersih dari sisa flok disebut HSP
(hasil separator) dan mengandung impurity
(kotoran) kurang dari 1% dan siap untuk digunakan dalam proses fermentasi.
Tetes feeding emudian dilewatkan pada
heat exchanger untuk proses
sterilisasi. Proses ini terjadi pada suhu 120
. Selain tetes feeding, media fermentor sebelum masuk ke fermentor lulus
dilewatkan pada heat exchanger
terlebih dahulu untuk sterilisasi.
. Selain tetes feeding, media fermentor sebelum masuk ke fermentor lulus
dilewatkan pada heat exchanger
terlebih dahulu untuk sterilisasi.
2. Pembiakan mikroba
Dilakukan pembiakan bakteri asam glutamat di
laboratorium mikrobiologi. Tahapan yang dilakukan antara lain:
1. Persiapan
peralatan
2. Inokulasi
bakteri pada media slant (media agar
padat)
3. Inokulasi
pada media agar cair
3. Pertumbuhan
Mikroba
Proses pertumbuhan mikroba dilakukan di
tangki seeding. Tangki seeding ini mirip tangki fermentor tapi
lebih kecil volumnya. Di tangki ini bakteri dibiarkan berkembang biak dengan
baik sekaligus penyesuaian bakteri dengan pengaduk, alat pendingin, pemasukan
udara, dan lain-lain.
Proses yang dilakukan pertama kali
adalah sterilisasi tangki fermentor yang disebut sterilisasi kosong, kemudian
media (tetes feeding) dan bahan-bahan
penunjang dialirkan masuk ke dalam tangki. Setelah media dan bahan-bahan
penunjang tersebut dialirkan masuk dilakukan sterilisasi media pada suhu 120.
.
Setelah proses sterilisasi selesai,
dilakukan cooling (pendinginan) sampai suhu mencapai 32. Proses cooling dilakukan oleh chiller bersuhu kurang dari 20 yang ditempatkan mengelilingi tangki
fermentor. Setelah suhu cooling tercapai, dilakukan inokulasi bakteri asam
glutamat yang berada dalam media cair dan terjadi proses pertumbuhan bakteri.
. Proses cooling dilakukan oleh chiller bersuhu kurang dari 20 yang ditempatkan mengelilingi tangki
fermentor. Setelah suhu cooling tercapai, dilakukan inokulasi bakteri asam
glutamat yang berada dalam media cair dan terjadi proses pertumbuhan bakteri.
Pada
proses ini dilakukan pengontrolan pH, Cell Value, dan OD (Optikal Densitas). pH
yang diinginkan adalah netral dan dikontrol dengan penambahan 
. Untuk CV, diinginkan nilai lebih
besar dari 6 yang akan dapat diperoleh pada waktu 18 jam fermentasi serta OD
yang diinginkan adalah 600.
. Untuk CV, diinginkan nilai lebih
besar dari 6 yang akan dapat diperoleh pada waktu 18 jam fermentasi serta OD
yang diinginkan adalah 600.
4. Proses
Fermentasi
Seperti
halnya pada proses pertumbuhan di tangki seeding,
fermentor harus disterilisasi terlebih dahulu sebelum digunakan. Setelah
sterilisasi bahan yang berupa 
, vitamin, dan fish juice dialirkan masuk dan diikuti dengan tetes feeding. Pada tahap ini tidak diperlukan
sterilisasi media karena media telah dilewatkan pada heat exchanger terlebih dahulu sebelum masuk ke fermentor.
, vitamin, dan fish juice dialirkan masuk dan diikuti dengan tetes feeding. Pada tahap ini tidak diperlukan
sterilisasi media karena media telah dilewatkan pada heat exchanger terlebih dahulu sebelum masuk ke fermentor.
Setelah
media masuk, inokulum dari tangki seeding
dimasukkan dan dilakukan penambahan sebagai kontrol pH agar tetap netral
dan untuk menambah suplai oksigen. Pada tahap ini juga dilakukan aerasi yaitu
dengan mengalirkan oksigen ke dalam fermentor. Aerasi diperlukan untuk member
suplai oksigen pada bakteri sebab bakteri asam glutamat merupakan bakteri yang
bersifat aerobik. Selain itu, jika proses fermentasi secara anaerobik yang akan
menghasilkan bentuk senyawa lain, misalnya asam laktat. Hal ini sangat tidak
diinginkan terjadi pada proses fermentasi asam glutamat.
sebagai kontrol pH agar tetap netral
dan untuk menambah suplai oksigen. Pada tahap ini juga dilakukan aerasi yaitu
dengan mengalirkan oksigen ke dalam fermentor. Aerasi diperlukan untuk member
suplai oksigen pada bakteri sebab bakteri asam glutamat merupakan bakteri yang
bersifat aerobik. Selain itu, jika proses fermentasi secara anaerobik yang akan
menghasilkan bentuk senyawa lain, misalnya asam laktat. Hal ini sangat tidak
diinginkan terjadi pada proses fermentasi asam glutamat.
Proses
fermentasi ini berlangsung selama ±30 jam, pada suhu 32 dan pH 7.3 hasil yang diperoleh dari proses
fermentasi ini adalah cairan Original
Broth Glutamic Acid (OBGA). Reaksi
yang terjadi di dalam proses fermentasi ini yaitu:
dan pH 7.3 hasil yang diperoleh dari proses
fermentasi ini adalah cairan Original
Broth Glutamic Acid (OBGA). Reaksi
yang terjadi di dalam proses fermentasi ini yaitu:
+ + 3/2
+ 
+ 3
glukosa ammonia
oksigen asam glutamat karbondioksida air
Gambar 1. Diagram alir dan cara
kerja bakteri
-
Pengambilan glutamat;
Setelah fermentasi selesai ± 30-40 jam cairan hasil fermentasi yaitu Original
Broth Glutamic Acid (OBGA) dipekatkan untuk mengurangi kadar airnya kemudian
ditambahkan HCl untuk mencapai titik isoelektrik pada pH ± 3,2.
-
Netralisasi atau refining,
pada tahapan ini dilakukan pencampuran NaOH.
-
Kristalisasi asam
glutamat.
-
Tahap lanjutan
pereaksian asam glutamat dengan NaOH sehingga terbentuk monosodium glutamat liquor.
-
Decolorisasi atau
penjernihan warna menggunakan karbon aktif.
-
Kristalisasi monosodium
glutamat, menghasilkan kristal monosodium glutamat yang masih mengandung liquor.
-
Pengeringan kristal
monosodium glutamat dengan menggunakan Rotary dryer sehingga didapatkan serbuk
kristal Monosodium glutamat yang mempunyai kemurnian tinggi ± 99,7 %.
1 komentar:
Menjual berbagai macam jenis chemical untuk wtp, wwtp, STP Ipal bakteri nutrien dll untuk info lebih lanjut tentang produk ini bisa menghubungi kami di email tommy.transcal@gmail.com
Mobile:081310849918
Posting Komentar