LAPORAN PRAKTIKUM BIOPROSESKINETIKA KEMATIAN MIKROBA DAN TEKNIK STERILISASI MEDIA SECARA BATCH DAN KONTINYUDosen Pembimbing: Ayu Ratna Permanasari, S.T., M.T

Kelompok / Kelas: I (Satu) / 2BNama: 1. Ai Tresna SulistianNIM.1314110302. Deni NatonoNIM.1314110343. Try NuryanaNIM.1314110554. Siti ZulfamariaNIM.131411060

Praktikum: 7&14 Oktober 2013Penyerahan Laporan: 28Oktober 2014

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNGTAHUN 2014BAB IPENDAHULUANI.1 LATAR BELAKANGSterilisasi didefinisikan sebagai suatu usaha mengeliminasi semua kehidupan mikroba yang ada pada bahan/produk yang dikehendaki. Proses sterilisasi yang kurang tepat hanya akan menghasilkan steril sebagian (partial sterility) yang berarti masih terdapat mikroba yang dapat tumbuh dan berkembang setelah proses sterilisasi dilakukan.Proses sterilisasi dapat dilakukan dengan menggunakan proses fisik atau dengan menggunakan bahan kimia. (Suriawiria, 1986). Bahan kimia yang dapat digunakan untuk mematikan mikroba antara lain larutan NaCl 9%, KNO3 10%, HgCl2 0,1%, HCl 1,1%.

I.2 TUJUANSetelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan mampu:a. Menguasai teknik sterilisasi media dengan menggunakan panas pada proses batch dan kontinu.b. Memahami pengaruh variasi laju alir dan temperature pada proses sterilisasi kontinu.c. Memahami pengaruh temperatur terhadap kematian mikrobad. Menentukan nilai konstanta laju kematian mikroba (Kd), Decimal reduction time atau destruction value (D), dan konstanta Arhenius (Ed) pada proses sterilisasi batch dan kontinu.

BAB IILANDASAN TEORI

II.1 DASAR TEORISterilisasi panas basah seringkali digunakan untuk sterilisasi media dan bahan-bahan lainnya sementara panas kering untuk sterilisasi alat-alat. Faktor-faktor yang mempengaruhi sterilisasi panas antara lain : Jenis dan jumlah kontaminan yang hendak dihilangkan Morfologi mikroorganisme Komposisi media fermentasi pH Ukuran partikel tersuspensi Temperatur yang digunakan Durasi proses sterilisasi Keberadaan airSterilisasi panas dapat dilakukan secara batch maupun continue. a. Sterilisasi BatchSterilisasi sistem batch dapat dilakukan dengan cara menginjeksikan uap panas ke dalam mantel fermentor atau coil yang terdapat pada bagian dalam fermentor. Cara ini disebut metode tidak langsung. Atau dengan cara menghilangkan uap panas langsung ke dalam larutan medium (metode langsung). Metode langsung membutuhkan uap panas murni, yaitu bebas dari bahan kimia tambahan seperti senyawa antikarat yang banyak digunakan dalam proses produksi uap. Di samping itu, metode langsung akan mengakibatkan bertambahnya volume cairan media dalam fermentor karena adanya kondensasi uap yang digunakan.Proses sterilisasi batch mempunyai keuntungan antara lain : Prosesnya relatif sederhanadan proses pemanasan dan pendinginan dapat dilakukan dalam satu perioda waktu sterilisasi Resiko bahan terkontaminasi sangat kecil dan biaya yang digunakan relatif lebih rendah Pengendalian secara manual relatif lebih mudahKerugian dari sterilisasi batch adalah tingkat panas yang dapat menyebabkan kerusakan pada komponen-komponen yang diperlukan, seperti vitamin yang rusak dan protein yang terdenaturasi oleh panas. Kerugian yang lain adalah proses pemanasan pada sterilisasi batch berlangsung lambat hingga mencapai lethal temperature, demikian pula proses pendinginan juga berlangsung perlahan.

b. Sterilisasi ContinueProses sterilisasi secara kontinu dirancang dengan pemanasan media fermentasi yang dialirkan melalui suatu alat penukar panas pada temperature sterilisasi selama waktu tinggal yang diperlukan untuk proses sterilisasi (holding section) dan selanjutnya didinginkan kembali. Proses pemanasan dan pendinginan tersebut dapat berlangsung cepat sehingga kondisi HTST ( High Temperature Short Time) dapat terpenuhi melalui alat penukar panas. Pada setiap selang proses pemanasan dilakukan pendinginan. Pada proses sterilisasi kontinu waktu sterilisasi diperoleh dari waktu tinggal media didalam alat sterilisasi (heat exchanger). Pengaturan waktu sterilisasi ini dilakukan dengan mengatur laju alir media kedalam (heat exchanger). = V/F= Waktu tinggal/waktu sterilisasiF= Laju alirV= Volume pipa sterilisasi

Kelebihan proses sterilisasi menggunakan continuous injection flash cooler : Dapat digunakan untuk media yang mengandung bahan padat tersuspensi Biaya lebih murah Mudah dibersihkan Pemanasan dan pendinginan lebih cepat Penggunaan uap lebih efisien

Adapun Kekurangannya antara lain: Dapat terbentuk buih saat pemanasan dan pendinginan Adanya kontak langsung antara media dan uap panas yang murni, yaitu bebas dari bahan anti karat.2.1.1. Kinetika Kematian MikrobaProses panas secara komersial umumnya didesain untuk menginaktifkan mikroorganisme yang ada pada makanan yang dapat mengancam kesehatan manusia dan mengurangi jumlah mikroorganisme pembusuk ke tingkat yang rendah, sehingga peluang terjadinya kebusukan sangat rendah. Dalam desain proses termal, ada dua hal yang harus diketahui, yaitu karakteristirk ketahanan panas mikroba dan profil pindah panas dari medium pemanas ke dalam bahan pada titik terdinginnya. Karakteristik ketahanan panas dinyatakan dengan nilai D dan nilai Z. Untuk mencapai level pengurangan jumlah mikroba yang diinginkan, amaka ditentukan siklus logaritma pengurangan mikroba. Kemudian dihitung nilai sterilitasnya pada suhu tertentu (F0). Nilai F0 ini ditentukan sebelum proses termal berlangsung. Nilai F0 dapat dihitung pada suhu standar atau pada suhu tertentu, dimana untuk menghitungnya perlu diketahui nilai D dan nilai Z (Kusnandar, 2008).Nilai D menyatakan ketahahanan panas mikroba atau sensitifitas mikroba oleh suhu pemanasan. Nilai D didefinisikan sebagai waktu dalam menit pada suhu tertentu yang diperlukan untuk menurunkan jumlah spora atau sel vegetatif tertentu sebesar 90% atau satu logaritmik. Setiap mikroba memiliki nilai D pada suhu tertentu. Semakin besar nilai D suatu mikroba pada suatu suhu tertentu, maka semakin tinggi ketahahan panas mikroba tersebut pada suhu yang tertentu. Nilai D umumnya dinyatakan pada suhu standar. Untuk bakteri mesofilik atau termofilik umumnya menggunakan suhu standar 121oC, sedangkan untuk sel vegetatif, khamir, atau kapang umumnya menggunakan suhu yang lebih rendah (80-100C). Nilai D pada suhu standar ini sering dituliskan dengan nilai D0(Anonim, 2009).Faktor-faktor yang mempengaruhi efektifitas proses thermal pencapaian kecukupan proses panas sangat dipengaruhi oleh banyak faktor. Oleh karena itu, faktor-faktor yang mempengaruhi proses termal harus dikontrol dengan baik dan dikendalikan. Berdasarkan persyaratan pendaftaran ke FDA, terdapat faktor-faktor kritis yang dapat mempengaruhi proses pemanasan dan sterilisasi, yang dapat berbeda antara satu produk dengan produk lainnya. Di antara faktor-faktor kritis yang perlu diidentifikasi pengaruhnya adalah: (a) karakteristik bahan yang dikalengkan (pH keseimbangan, metode pengasaman, konsistensi/viskositas dari bahan, bentu/ukuran bahan, aktivitas air, persen padatan, rasio padatan/ cairan, perubahan formula, ukuran partikel, jenis pengental, jenis pengawet yang ditambahkan, dan sebagainya), kemasan (jenis dan dimensi, metode pengisian bahan ke dalam kemasan), (b) proses dalam retort (jenis retort, jenis media pemanas, posisi wadah dalam retort, tumpukan wadah, pengaturan kaleng, kemungkinan terjadinya nesting (Anonim c, 2008).Bacillus cereus merupakan bakteri gram-positif, aerobik, batang pembentuk spora, kadang-kadang memperlihatkan reaksi gram-negatif. Bacillus cereus merupakan bakteri fakultatif anaerob dengan ukuran sel-sel vegetatif dalam bentuk rantai. Beberapa galur bersifat psikotropik, dan galur lainnya bersifat mesofilik dan termofilik. Beberapa tidak dapat tumbuh pada makanan dingin yang disimpan panas pada suhu di atas 60C (Anonim, 2009).Escherichia coli atau biasa disingkat E. coli adalah salah satu jenis spesies utama bakterigram negatif.Bakteri ini umumnya hidup pada rentang 20-40C, optimum pada 37C. Pada umumnya, bakteri ini hidup pada tinja, dan dapat menyebabkan masalah kesehatan pada manusia, seperti diare, muntaber dan masalah pencernaan lainnya. E. coli banyak digunakan dalam teknologi rekayasa genetika.Biasa digunakan sebagai vektor untuk menyisipkan gen-gen tertentu yang diinginkan untuk dikembangkan.E.coli dipilih karena pertumbuhannya sangat cepat dan mudah dalam penanganannya (Anonim, 2009).Pseudomonas aeruginosa merupakan patogen utama bagi manusia. Bakteri ini terogolong baketri mesofilik. Bakteri ini kadang-kadang mengkoloni pada manusia dan menimbulkan infeksi apabila fungsi pertahanan inang abnormal. Oleh karena itu, Pseudomonas aeruginosa disebut patogen oportunistik, yaitu memanfaatkan kerusakan pada mekanisme pertahanan inang untuk memulai suatu infeksi. Bakteri ini dapat juga tinggal pada manusia yang normal dan berlaku sebagai saprofit pada usus normal dan pada pasien rumah sakit yang menderita kanker, fibrosis kistik dan luka bakar. Bakteri ini adalah jenis bakteri gram negatif aerob obligat, berkapsul, mempunya flagella polar sehingga bakteri ini bersifat motil, berukuran sekitar 0,5-1,0 m. Bakteri ini tidak menghasilkan spora dan tidak dapat memfermentasikan karbohidrat (Anonim, 2010).Jenis dan spesies mikroba berpengaruh terhadap perlakuan panas pada proses sterilisasi. Tabel 2.1 menunjukan ketahanan relative beberapa jenis mikroba terhadap panas yang tinggi. Mikroba yang membentuk spora lebih tahan terhadap pemanasan basah yang paling tinggi jika dibandingkan dengan beberapa jenis mikroba yang lain. Siklus sterilisasi dapat dirancang berdasarkan pemusnahan spora bakteri, sehingga mikroba jenis lain aka mati secar bersamaan. Suhu yang semakin tinggi pada proses sterilisasi maka waktu yang dibutuhkan untuk mematikan spora akan semakin berkurang.Table 2.1 Ketahanan Relative Berbagai Mikroba Terhadap Panas BatchJenis MikrobaKetahanan Relatif Terhadap Panas

Bakteri vegetative dan khamir1

Virus dan bakteriofage1-5

Spora kapang2-10

Spora bakteri3 x 106

Sumber : J.H (ed), 1988, Chemical Engineers Hand Book

Table 2.2 Pengaruh Suhu Dan Waktu Sterilisasi Terhadap Kematian SporaSuhu Sterilisasi (oC)Waktu yang Diperlukan untuk Mematikan Spora (menit)

11630

11818

12112

1258

1322

1380,8

Sumber : J.H (ed), 1988, Chemical Engineers Hand Book

Pengaruh waktu sterilisasi terhadap jumlah spora yang bertahan menunjukan karakteristik yang berbeda-beda. Karakteristik mikroba atau termofilik pada awal proses sterilisasi mengalami peningkatan populasi spora kemudian dengan bertambahnya waktu sterilisasi spora yang hidup semakin berkurang. Panas yang diberikan pada awal proses justru akan meningkatkan populasi mikroba termofil dan setelah temperature pemanasan mencapai temperature yang mengakibbatkan kematian mikroba (lethal temperature), maka secara perlahan jumlah mikroba yang hidup berkurang.

Bailey & Ollis, (1986) menyatakan bahwa kematian jumlah mikroba oleh pemanasan dapat mengikuti persamaan linear orde -1.Persamaannya :.(2.1)N= jumlah mikrobaT= waktu pemanasanKd= konstanta laju kematian mikrobaIntegrasi persamaan 2.1 menjadi :.(2.2)N0= jumlah mikroba sebelum pemanasan pada t = 0Nt= jumlah mikroba setelah pemanasan periode tLogaritma normal persamaan 2.2 memberikan korelasi linear terhadap waktu,.(2.3)N0 sering disebut level kontaminasi (jumlah mikroba sebelum pemanasan kontaminasi mikroba sebelum disterilisasi ) dan Nt adalah level sterilisasi.

Dalam proses sterilisasi dikenal istilah decimal reduction time atau destruction value (D) yang didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan dalam menit pada suhu tertentu untuk mengurangi jumlah sel vegetative atau spora sehingga mikroba yang bertahan berkurang menjadi 1/10, sehingga persamaan 2.2 dapat dituliskan :.(2.4).(2.5)Nilai konstanta laju kematian mikroba (kd) bergantung pada temperatur, mengikuti persamaan Arhenius: .(2.6).(2.7)Apabila nilai ln kd dialurkan terhadap 1/T maka akan diperoleh sebuah garis lurus gradien Ed/R.

2.2. ALAT DAN BAHAN2.2.1. Sterilisasi Batch

Nama BahanSpesifikasiJumlah

Larutan sukrosaFermipanMethyl blueAlcoholEsAquades15 g/l 300 ml

15 gr

2.2.2. Sterilisasi KontinuNama AlatSpesifikasiJumlah

Baker glassWater bathHot plateTabung reaksiMikroskopKaca preparatCover glassPembakar spirtusPipet tetesPipet ukurCoilPompaSelang

1000mLPemanas air

Steril

1mLTembagaPeristaltikSilikon211201151510111

Nama BahanSpesifikasiJumlah

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1. Sterilisasi Batch

memiindahkan media kedalam 5 tabung reaksi masing-masing 10 ml dengan pipet steril

meneteskan sampel dalam kaca preparat, tambahkan methylen blue

mengamati jumlah sel hidup dan sel mati dibawah mokroskop secara duplo

memanaskan tabung selama t1-t4 ml air pada T1

mendinginkan biakan dalam es

teteskan sampel yang telah dingin dalam preparat. Dan amati jumlah sel hidup dan sel mati secara duplo

Ulangi langkah 1-6 untuk T2,T3 dan T43.2. Sterilisasi Kontinu Kalibrasi Laju Alir

menyusun rangkaian alat

mengkalibrasi skala pompa peristaltik terhadap nilai laju alir media

mengatur skala popma pada nilai 75%

Menyalakan pompa peristaltik

Menampung cairan yang dipompa dalam gelas ukur 10 ml

Ulangi langkah 2-6 untuk skala 80%, 85%, 90%

Mengamati waktu yang diperlukan untuk menampung cairan sebanyak 10 ml

Penentuan Volume Pipa Coil

Menentukan diameter coil dengan jangka sorong

Mengukur panjang coil yang terendam air penangas

Menghitung volume yang terendam (sebagai volume pipa)

Proses Sterilisasi Kontinyu

memanaskan waterbath pada T1

Mengatur laju alir biakan dalam media cair

Menampung media pada aliran keluaran delam tabung reaksi steril

Mengamati jumlah sel hidup dan sel mati dengan mikroskop secara duplo

Ulangi untuk proses sterilisasi pada T2 dan T3BAB IVBAB IVHASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengamatan4.1.1 Sterilisasi Batch1. DATA PENGAMATANt-menitJumlah Sel Hidup XHJumlah Sel Mati XMJumlah Sel Total ( Xtot)

0562783

Temperatur Sterilisasi T1 = 40 oCNot-menitJumlah Sel Hidup XHJumlah Sel Mati XMJumlah Sel Total ( Xtot)

1512480204

2109255147

3157824102

42054963

Temperatur Sterilisasi T2 = 45oCNot-menitJumlah Sel Hidup XHJumlah Sel Mati XMJumlah Sel Total ( Xtot)

1516953222

21012346169

3159842140

4207340113

Temperatur Sterilisasi T3 = 50oCNot-menitJumlah Sel Hidup XHJumlah Sel Mati XMJumlah Sel Total ( Xtot)

1515113164

21010322125

315811798

4206448112

Gambar 4.1.1.1 Kurva Konstanta laju kematian (Kd)Dari kurva pengamatan diperoleh konstanta laju kematian mikkroba (Kd) pada : 1. T 40 : 0.5812. T 45 : 0.6073. T 50 : 0.556

Menghitung nilai Desimal Reduction Time (D)D= ln 10/KdSehingga diperoleh NoSuhu (K)Konstanta laju kematian (Kd)D1/Tln Kd

1233133183230.581000.607000.556001.192771.141681.246400.003190.003140.00309-0.5430-0.4992-0.5869

Gambar 4.1.1.2Kurva Energi Dari kurva ln Kd terhadap 1/T diperoleh nilai Ed/R adalah slope dari kurva tersebut-Ed/R = 42.59800R = 8.314 Kj/kg mol K.Ed= - 42.59800*8.314Ed = -354.159722 Kj/kg molK.

4.1.2 Sterilisasi Continuous Penentuan Volume CoilNo.% skala pompaVolume (ml)Waktu (s)

1.751045.54

2.801041.65

3.851038.26

4.901035.23

Sterilisasi continueTemperatur penangas (T1) : 44oCNo.% skala pompaJumlah sel hidup xHJumlah sel mati xMJumlah sel total xtotal

1.7522143264

2.8018199288

3.852883292

4.904518459

Temperatur penangas (T2) : 50oCNo.% skala pompaJumlah sel hidup xHJumlah sel mati xMJumlah sel total xtotal

1.7581485

2.8025243295

3.851563159

4.9025010260

Temperatur penangas (T3) :56oCNo.% skala pompaJumlah sel hidup xHJumlah sel mati xMJumlah sel total xtotal

1.7518713200

2.8019511206

3.8516326189

4.9030032332

Menentukan Laju Alir Cairan (Q)Laju alir (Q) = Volume Waktu

No.skala pompaVolume (ml)Waktu (s)Laju Alir Q (mL/s)

1.751045.540.219

2.801041.650.240

3.851038.260.261

4.901035.230.284

Perhitungan Volume Pipa SpiralVolume pipa = 27 mL

Menentukan waktu tinggal ()

= No.Laju Alir Q (mL/s)Volume Coil (mL)Waktu Tinggal ()

1.0.21927123,28767120

2.0.24027112.5000000

3.0.26127103.4482759

4.0.2842795.07042254

Perhitungan ln untuk variasi suhu berbeda: Sebelum PemanasanJumlah Sel Hidup XHJumlah Sel Mati XMJumlah Sel Total ( Xtot)

3458353

Sterilisasi kontinu dengan variasi suhu dan skala pompa T1 = 44oCNOWaktu Tinggal ()Jumlah Sel Hidup Setelah Pemanasan (Nt)Jumlah sel hidup sebelum pemanasan (No)Nt/Noln (Nt/No)

1123.287672213450.64057-0.44538

2112.500001813450.52463-0.64504

3103.448272883450.83478-0.18058

495.070424513451.307240.26792

T2= 50 oCNOWaktu Tinggal (s)Jumlah Sel Hidup Setelah Pemanasan (Nt)Jumlah sel hidup sebelum pemanasan (No)Nt/Noln (Nt/No)

1123,28767813450,23478-1.44909

2112.500001913450,55362-0.59127

3103.448271563450,45217-0.79368

495.070422653450,76811-0.26381

T3 = 56oCNOWaktu Tinggal (s)Jumlah Sel Hidup Setelah Pemanasan (Nt)Jumlah sel hidup sebelum pemanasan (No)Nt/Noln (Nt/No)

1123.287671163450.33623-1.08995

2112.500001953450.56521-0.57054

3103.448271633450.47246-0.74979

495.070423003450.86956-0.13976

Dari kurva pengamatan diperoleh nilai konstanta laju kematian mikroba (kd) pada :1. T1(44oC) = 2.972. T2(50oC) = 3.913. T3(56oC) = 3.10 Menghitung nilai Desimal Reduction Time (D)D = [ln 10]/ kdNoSuhu (K)Konstanta Laju Kematian (kd)D1/Tln kd

13172.970.003151.08856

23233.910.003091.36353

33293.100.003041.13140

Dari Kurva ln kd terhadap 1/T diperoleh nilai Ed/R adalah slope dari kurva tersebut.Ed/R = -1.59Ed/R = 1.59R =8.314 kJ/kgmol K.Ed = 1.59 x8.314Ed =13.21926 kJ/Kgmol K

4.2. Pembahasan Pembahasan oleh Ai Tresna Sulistian (131411030Pada praktikum kali ini dilakukan sterilisasi dengan metode sterilisasi secara batch dan kontinyu. Sterilisasi sendiri berarti usaha mengeliminasi semua kehidupan mikroba yang ada pada bahan/produk yang dikehendaki. Praktikum kali ini bertujuanj untuk menguasai teknik sterilisasi media dengan menggunakan panas pada proses batch dan kontinu, memahami pengaruh variasi laju alir dan temperature pada proses sterilisasi kontinu, memahami pengaruh temperatur terhadap kematian mikroba, dan menentukan nilai konstanta laju kematian mikroba (Kd), Decimal reduction time atau destruction value (D), dan konstanta Arhenius (Ed) pada proses sterilisasi batch dan kontinu.Yang pertama dilakukan sterilisasi secara batch. Sebelum memulai praktikum, disiapkan dulu alat-alat yang sudah disterilisasi dan media berisi 3,5 gram yeast extract, 7 gram pepton, 14 gram sukrosa yang dilarutkan dalam 700 ml air setelah itu di inkubasi dalam inkubator shaker untuk dilakukan pengadukan agar larutan homogen, setelah itu sehari sebelum praktikum kedalam larutan dimasukkan fermipan (jamur) kemudian di inkubasi lagi agar jamur yang dimasukkan homogen dengan larutan media biakan. Kemudian media biakan dimasukan kedalam tabung reaksi steril sebanyak 10 ml secara aseptis. Media biakkan sebelum dipanaskan (to) dianalisa dahulu jumlah sel mikroba yang hidup dan matinya secara duplo dengan cara meneteskannya ke preparat dan menambahkan methylen blue untuk memberi warna pada mikroba yang telah mati , sedangkan mikroba yang masih hidup tidak akan terkontaminasi karena dinding sel mikroba masih aktif sehingga akan berwarna bening dibagian tengahnya. Pada sterilisasi batch ini, digunakan variabel suhu yaitu 40oC, 45oC, dan 50oC dengan 4 variabel suhu (5, 10, 15, dan 20 menit). Media biakan dalam tabung reaksi untuk T1 dengan variasi suhu t1,t2,t3,t4 dipanaskan dalam waterbath dengan suhu 40oC, setelah pemanasan selesai media didinginkan dalam wadah yang berisi es untuk menjaga mikroba agar tidak aktif. Mikroba yang telah didinginkan dihitung jumlah sel mati dan sel hidupnya secara duplo. Percobaan yang sama diulangi untuk T2 dan T3. Setelah didapat jumlah sel hidup dan sel mati, kemudian dicari nilai Kd( konstanta laju kematian) dengan memplot ln(Nt/No) terhadap waktu. Dari nila Kd tersebut, nilai D bisa diketahui dengan menggunakan persamaan . D adalah waktu yang dibutuhkan dalam menit pada suhu tertentu untuk mengurangi jumlah sel vegetatif atau spora sehingga mikroba yang bertahan berkurang menjadi 1/10. Selain nila D, juga bisa didperoleh nilai Ed (Konstanta Arhenius) dengan membuat kurva antara ln Kd terhadap 1/T dalam Kelvin.Nilai Kd bedasarkan grafik :Tabel VI.1.1.2 Tabel Suhu (K)Konstanta laju kematian (Kd)D

3133183230.581000.607000.556001.192771.141681.24640

Dari Kurva ln kd terhadap 1/T diperoleh nilai Ed/R adalah slope dari kurva tersebut. Nilai Ed adalah -354.159722 Kj/Kgmol K. Nilai kd yang semakin naik membuktikan bahwa semakin tinggi suhu, konstanta laju kematian semakin tinggi. Ni;ai Ed yang kecil menandakan bahwa fermipan (jamur) yang digunakan rentan terhadap suhu tinggi.Yang kedua dilakukan sterilisasi secara kontinyu. Sterilisasi kontinyu juga melalui dua proses, pemanasan dan pendinginan. Bedanya pada sterilisasi kontinyu ini digunakan pipa peristaltik, sehingga harus dikalibrasi dulu dengan aquadest dengan variasi % skala pompa yang sudah ditentukan. Pada setiap % skala pompa air yang keluar ditampung dalam gelas ukur sampai volumenya 10 ml dan diamati waktu yang dibutuhkan untuk air keluar dari pipa hingga volumenya mencapai 10 ml.Tabel % skala pompa

Laju Alir Q (mL/s)

750.219

800.240

850.261

900.284

Setelah didapat nilai laju alir, kemudian dicari waktu tinggal/sterilisasi (). Tapi sebelumnya dihitung dulu volume pipa/coilnya.TabelNo.Laju Alir Q (mL/s)Volume Coil (mL)Waktu Tinggal ()

1.0.21927123.287

2.0.24027112.500

3.0.26127103.448

4.0.2842795.070

Pada sterilisasi kontinyu ini digunakan variabel % skala pompa yaitu 75, 80, 85, dan 90, digunakan juga variabel suhu yaitu 44oC, 50oC, 56oC. Sama seperti sterilisasi batch sebelum memulai praktikum, disiapkan dulu alat-alat yang sudah disterilisasi dan media berisi 3,5 gram yeast extract, 7 gram pepton, 14 gram sukrosa yang dilarutkan dalam 700 ml air setelah itu di inkubasi dalam inkubator shaker untuk dilakukan pengadukan agar larutan homogen, setelah itu sehari sebelum praktikum kedalam larutan dimasukkan fermipan (jamur) kemudian di inkubasi lagi agar jamur yang dimasukkan homogen dengan larutan media biakan. Media biakan. Media biakkan sebelum dipanaskan (to) dianalisa dahulu jumlah sel mikroba yang hidup dan matinya secara duplo dengan cara meneteskannya ke preparat dan menambahkan methylen blue untuk memberi warna pada mikroba yang telah mati , sedangkan mikroba yang masih hidup tidak akan terkontaminasi karena dinding sel mikroba masih aktif sehingga akan berwarna bening dibagian tengahnya. Setelah itu, dilakukan proses sterilisasi kontinu. Media biakan dalam erlenmeyer dipanaskan diatas hotplate dan diaduk dengan stirer agar larutan tetap homogen dan panasnya merata, kedalam media biakan dimasukkan selang untuk disambungkat ke pipa peristaltik. Pada saat proses pemanasan dimulai, % skala pompa juga diatur sesuai variasi yang telah ditentukan. Pada setiap % skala pompa media yang keluar pada aliran keluaran ditampung dalam tabung reaksi steril dan diamati jumlah sel hidup dan sel mati seperti pada sterilisasi batch. Percobaan yang sama diulangi untuk T2 dan T3. Setelah didapat jumlah sel hidup dan sel mati selanjutnya dicari nilai kd dengan memplot ln Nt/No terhadap waktu tinggal sehingga diperoleh nilai Kd sebagai slope-nya. Dan dari nilai Kd tersebut dicari nilai D dengan persamaan Suhu (K)Konstanta Laju Kematian (kd)D

3172.970.775

3233.910.589

3293.100.743

Dari Kurva ln kd terhadap 1/T diperoleh nilai Ed/R adalah slope dari kurva tersebut. Nilai Ed adalah 13.21926 kJ/Kgmol K. Jika dibandingkan dengan sterilisasi batch nilai Ed pada sterilisasi kontinyu lebih besar dan bernilai positif. Nilai kd nya juga tidak teratur, seharusnya semakin tinggi suhu nilai kd nya semakin besar dan nilai D nya semakin kecil. Ketidaksesuaian data ini disebabkan oleh kurangnya ketelitian ketika menghitung mikroba, ketika menganalisis jumlah sel hidup dan mati pipet yang digunakan kurang steril sehingga mempengaruhi sel mikroba yang akan dianalisa.Dari data-data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu dan semakin lama waktu pemanasan mikroba yang mati akan semakin banyak dan nilai kd semakin besar. Selain itu semakin lama waktu sterilisasi dan semakin besar laju alir maka semakin banyak mikroba yang mati. Sedangkan nilai D berbanding terbalik dengan Kd, semakin tinggi nilai Kd maka semakin rendah nilai D (reduction-time).

Pembahasan oleh Deni Natono (131411033)Pada praktikum kali ini yaitu sterilisasidengan metode secara batch dan kontinu. Sterilisasi merupakan usaha mengeliminasi semua kehidupan mikroba yang ada pada bahan/produk yang dikehendaki. Dalam praktikum ini, baik secara batch maupun kontinu, persiapan yang dilakukan adalah pembuatan media, setelah media jadi selanjutnya penambahan fermipan kedalam media tersebut dilakukan sehari sebelum praktikum.Praktikum pertama yang dilakukan adalah sterilisasi secara batch. Sebelum memulai sterilisasi, disiapkan terlebih dulu media yang sudah ditambah fermipan dan alat-alat yang sudah disterilisasi. Kemudian, media tersebut dimasukan kedalam tabung reaksi steril sebanyak 10 ml secara aseptis. Pada sterilisasi batch ini, menggunakan 3 varian suhu (40oC, 45oC, dan 50oC) dengan 4 varian waktu (5, 10, 15, dan 20 menit). Sebelum memulai pemanasan dilakukan perhitungan banyaknya sel yang hidup dan yang mati. Setelah itu media dalam tabung reaksi dipanaskan dalam waterbath, setelah pemanasan selesai media didinginkan dalam wadah yang berisi es (shock termal) untuk menjaga mikroba agar tidak aktif. Media yang telah didinginkan dihitung jumlah sel mati dan sel hidupnya secara duplo dengan meneteskannya ke preparat dan penambahan methylen blue untuk memberi warna pada mikroba yang telah mati, sedangkan sel mikroba yang masih hidup tidak akan terkontaminasi oleh methylen blue karena dinding sel mikroba tersebut masih aktif sehingga akan berwarna bening dibagian tengahnya (masih memiliki inti sel). Setelah didapat jumlah sel hidup dan sel mati, kemudian dicari nilai Kd(konstanta laju kematian) dengan memplot ln(Nt/No) terhadap waktu(t). Dari nilai Kd tersebut, nilai D bisa diketahui dengan menggunakan persamaan . D adalah waktu yang dibutuhkan dalam menit pada suhu tertentu untuk mengurangi jumlah sel vegetatif atau spora sehingga mikroba yang bertahan berkurang menjadi 1/10. Selain nilai D, juga bisa didperoleh nilai Ed (Konstanta Arhenius) dengan membuat kurva antara ln Kd terhadap 1/T dalam Kelvin.

Nilai Kd bedasarkan grafik :Suhu (oC)Konstanta Laju Kematian (kd)D

400.05343.45

450.05442.64

500.05740.39

Dari Kurva ln kd terhadap 1/T diperoleh nilai Ed/R adalah slope dari kurva tersebut. Nilai Ed adalah6052,592 KJ/Kgmol K.Praktikum kedua yang dilakukan adalah sterilisasi secara kontinu. Sama halnya dengan sterilisasi batch, sterilisasi kontinu juga melalui dua proses yaitu pemanasan dan pendinginan. Perbedaan pada sterilisasi kontinu adalah digunakan pipa peristaltik, sehingga harus dikalibrasi terlebih dulu. Hasil laju alir setelah dikalibrasi :skala pompa (rpm)

Laju Alir Q (mL/s)

750.219

800.240

850.261

900.284

Setelah didapat nilai laju alir, kemudian dicari waktu tinggal/sterilisasi (). No.Laju Alir Q (mL/s)Volume Coil (mL)Waktu Tinggal ()

1.0.21930136.986

2.0.24030125

3.0.26130114.943

4.0.28430105.634

Setelah itu, dilakukan proses sterilisasi secara kontinu. Media dalam erlenmeyer diaduk menggunakan magnet stirer diatas hotplate dengan laju alir dan skala pompa yang sudah ditentukan. Media pada aliran keluaran ditampung dalam tabung reaksi steril lalu didinginkan (shock termal) dan selanjutnya diamati jumlah sel hidup dan sel mati seperti pada sterilisasi batch. Setelah itudicari nilai kd dengan memplot ln Nt/No terhadap waktu tinggal sehingga diperoleh nilai Kd sebagai slope-nya. Dan dari nilai Kd tersebut dicari nilai D dengan persamaan Suhu (K)Konstanta Laju Kematian (kd)D

3170,02495,94

3230,023100,11

3290,02592,10

Dari Kurva ln kd terhadap 1/T diperoleh nilai Ed/R adalah slope dari kurva tersebut. Nilai Ed adalah2740,2944 kJ/Kgmol K.Dari data yang diperoleh, banyaknya sel yang hidup lebih besar setelah pemanasan dibandingkan sebelum pemanasan dikarenakan dalam proses pemanasan tersebut mikroba mengalami peningkatan populasinya dan dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu dan semakin lama waktu sterilisasi maka mikroba yang mati akan semakin banyak dan nilai kd semakin besar. Sedangkan nilai D berbanding terbalik dengan Kd, semakin tinggi nilai Kd maka semakin rendah nilai D (reduction-time). Pembahasan oleh Try Nuryana Pembahasan oleh Siti Zulfamaria

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1. KesimpulanBerdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan beberapa hal, diantaranya sebagai berikut: Sterilisasi dapat dilakukan dengan dua cara yakni sterilisasi batch dan sterilisasi continue. Pada sterilisasi bacth waktu heating section, holding section, dan cooling section berlangsung dalam satu perioda. Sedangkan pada sterilisasi continue, proses langsung mencapai holding section tanpa melalui heating section terlebih dahulu. Berdasarkan jumlah mikroba yang hidup pada sterilisasi batch, diperoleh nilai Kd untuk berbagai variasi suhu dengan mengalurkan nilai ln , dan membuat grafik ln terhadap waktu. Nilai kd yang diperoleh untuk berbagai variasi suhu diantaranya sebagai berikut:Temperatur (T)Kd

40oC0.053

45oC0.054

50oC0.057

Kemudian dibuat grafik ln Kd terhadap 1/T untuk memperoleh nilai Ed. Berdasarkan perhitungan grafik diperoleh nilai Ed sebesar 6052,592 KJ/Kgmol K Pada sterilisasi continue, diperoleh waktu tinggal sampel dalam pipa () dengan perhitungan menggunakan rumus Q = . Waktu tinggal sampel yang diperoleh adalah:Waktu tinggal () (detik)

1136.986

2125

3114.943

4105.634

Setelah memperoeh waktu tinggal, kemudian dibuat grafik ln Nt/No terhadap waktu tinggal seperti pada sterilisasi batch. Berdasarkan grafik yang telah dibuat, diperoleh nilai kd untuk dua variasi suhu, yakni:T (temperature)Kd

440,024

500,023

560,025

Kemudian nilai Ed dapat diperoleh dengan membuat grafik ln Kd terhadap 1/T, nilai Ed yang diperoleh adalah sebesar 2740,2944 kJ/Kgmol K5.2. Saran

DAFTAR PUSTAKA

Bailey, James dan David F Ollis. 1986. Biochemical Engineering Fundamental. 2nd.Singapore: McGraw-Hill Book Co.Kamaludi,D. Dkk. 2007. Pengaruh Proses Pengawetan Baso Tahu terhadap CemaranMikroba. Teknik Kimia. Politeknik Negeri BandungPerry, J.H. (ed). 1988, Chemical dalam Dunia Industri. Yogyakarta:Andi Offset.Stanbury, Peter F dan A Whitaker. 1984. Principles of Fermentation Technology. Great Britain: A Wheaton dan Co. Ltd. Exeter.

LAMPIRAN

6.1. PENGOLAHAN DATA6.1.1 Sterilisasi Batch Temperatur Sterilisasi T1 = 40oCNOt-menitJumlah Sel Hidup Setelah Pemanasan (Nt)Jumlah sel hidup sebelum pemanasan (No)Nt/ Noln (Nt/ No)

15124562,214280,79493

21092561,642850,49644

31578561,392860,33136

42054560,96428-0,036367

Dari Kurva ln (Nt/No) terhadap Waktu diperoleh nilai kd (konstanta kematian mikroba) adalah slope dari kurva tersebut.-kd = -0,053kd = 0,053 Temperatur Sterilisasi T2 = 45 oCNOt- menitJumlah Sel Hidup Setelah Pemanasan (Nt)Jumlah sel hidup sebelum pemanasan (No)Nt/ Noln (Nt/ No)

15169563,017851,10455

210123562,196430,78683

31598561,750000,55962

42073561,303570,26511

Dari Kurva ln (Nt/No) terhadap Waktu diperoleh nilai kd (konstanta kematian mikroba) adalah slope dari kurva tersebut.-kd = -0.054kd = 0.054

Temperatur Sterilisasi T3 =50 oCNOt- menitJumlah Sel Hidup Setelah Pemanasan (Nt)Jumlah sel hidup sebelum pemanasan (No)Nt/ Noln (Nt/ No)

15151562,696430,99193

210103561,839280.60938

31581561,446430,36909

42064561,142860,13353

Dari Kurva ln (Nt/No) terhadap Waktu diperoleh nilai kd (konstanta kematian mikroba) adalah slope dari kurva tersebut.-kd = -0.057kd = 0.057

Menghitung nilai Desimal Reduction Time (D)D = ln 10/ kdSehingga diperolehNOSuhu (oK)Konstanta Laju Kematian (kd)D1/Tln kd

13130.05343.450.00319-2.9375

23180.05442.640.00314-2.9188

33230.05740.390.00309-2.8647

Dari Kurva ln kd terhadap 1/T diperoleh nilai Ed/R adalah slope dari kurva tersebut.Ed/R = -728Ed/R = 728R =8,314 KJ/kg mol K.Ed = 728x 8.314Ed = 6052,592 KJ/Kgmol K

6.1.2 Sterilisasi Konttinu Menentukan Laju Alir Cairan (Q)Laju alir (Q) = Volume WaktuNo.skala pompa (rpm)Volume (ml)Waktu (s)Laju Alir Q (mL/s)

1.751045.540.219

2.801041.650.240

3.851038.260.261

4.901035.230.284

Perhitungan Volume Pipa SpiralVolume pipa = 30 mL

Menentukan waktu tinggal ()

= No.Laju Alir Q (mL/s)Volume Coil (mL)Waktu Tinggal ()

1.0.21930136.986

2.0.24030125

3.0.26130114.943

4.0.28430105.634

Perhitungan ln untuk variasi suhu berbeda: Sebelum PemanasanJumlah Sel Hidup XHJumlah Sel Mati XMJumlah Sel Total ( Xtot)

3458353

Sterilisasi kontinu dengan variasi suhu dan skala pompa T1 = 44oCNOWaktu Tinggal ()Jumlah Sel Hidup Setelah Pemanasan (Nt)Jumlah sel hidup sebelum pemanasan (No)Nt/Noln (Nt/No)

1136.9862213450,64057971-0.4453817157

21251813450,524637681-0.6450473861

3114.9432883450,834782609-0.1805839365

4105.6344513451,3072463770.2679229226

Dari Kurva ln (Nt/No) terhadap Waktu diperoleh nilai kd (konstanta kematian mikroba) adalah slope dari kurva tersebut.-kd = - 0,024kd = 0,024

T2= 50 oCNOWaktu Tinggal (s)Jumlah Sel Hidup Setelah Pemanasan (Nt)Jumlah sel hidup sebelum pemanasan (No)Nt/Noln (Nt/No)

1136.986813450,234782609-1.449095261

21251913450,553623188-0.5912709897

3114.9431563450,452173913-0.7936884099

4105.6342653450,768115942-0.2638145911

Dari Kurva ln (Nt/No) terhadap Waktu diperoleh nilai kd (konstanta kematian mikroba) adalah slope dari kurva tersebut.-kd = -0,023kd = 0,023

T3 = 56oCNOWaktu Tinggal (s)Jumlah Sel Hidup Setelah Pemanasan (Nt)Jumlah sel hidup sebelum pemanasan (No)Nt/Noln (Nt/No)

1136.9861163450,336231884-1.089954226

21251953450,565217391-0.570544859

3114.9431633450,472463768-0.7497942165

4105.6343003450,869565217-0.1397654469

Dari Kurva ln (Nt/No) terhadap Waktu diperoleh nilai kd (konstanta kematian mikroba) adalah slope dari kurva tersebut.-kd = -0.025kd = 0.025

Menghitung nilai Desimal Reduction Time (D)D = [ln 10]/ kdNoSuhu (K)Konstanta Laju Kematian (kd)D1/Tln kd

13170,02495,940,00315-3,73

23230,023100,110,00309-3,77

33290,02592,100,00304-3,69

Dari Kurva ln kd terhadap 1/T diperoleh nilai Ed/R adalah slope dari kurva tersebut.Ed/R = -329,6Ed/R = 329,6R =8,314 kJ/kgmol K.Ed = 329,6 x8,314Ed = 2740,2944 kJ/Kgmol K

Pembahasan oleh Ai Tresna Sulistian (131411030)Pada praktikum kali ini dilakukan sterilisasi dengan metode sterilisasi secara batch dan kontinyu. Sterilisasi sendiri berarti usaha mengeliminasi semua kehidupan mikroba yang ada pada bahan/produk yang dikehendaki. Tujuan praktikum kali ini Yang pertama dilakukan sterilisasi secara batch. Sebelum memulai praktikum, disiapkan dulu media dan alat-alat yang sudah disterilisasi. Kemudian, media dimasukan kedala tabung reaksi steril sebanyak 10 ml secara aseptis. Pada sterilisasi batch ini, suhu yang diamati yaitu 40oC, 45oC, dan 50oC dengan 4 varian suhu (5, 10, 15, dan 20 menit). Media dalam tabung reaksi dipanaskan dalam waterbath dengan suhu 40oC, setelah pemanasan selesai media didinginkan dalam wadah yang berisi es untuk menjaga mikroba agar tidak aktif. Mikroba yang telah didinginkan dihitung jumlah sel mati dan sel hidupnya secara duplo dengan cara meneteskannya ke preparat dan menambahkan methylen blue untuk memberi warna pada mikroba yang telah mati , sedangkan mikroba yang masih hidup tidak akan terkontaminasi oleh methylen blue karena dinding sel mikroba masih aktif sehingga akan berwarna bening dibagian tengahnya. Setelah didapat jumlah sel hidup dan sel mati, kemudian dicari nilai Kd( konstanta laju kematian) dengan memplot ln(Nt/No) terhadap waktu. Dari nila Kd tersebut, nilai D bisa diketahui dengan menggunakan persamaan . D adalah waktu yang dibutuhkan dalam menit pada suhu tertentu untuk mengurangi jumlah sel vegetatif atau spora sehingga mikroba yang bertahan berkurang menjadi 1/10. Selain nila D, juga bisa didperoleh nilai Ed (Konstanta Arhenius) dengan membuat kurva antara ln Kd terhadap 1/T dalam Kelvin.Nilai Kd bedasarkan grafik :Suhu (oC)Konstanta Laju Kematian (kd)D

400.05343.45

450.05442.64

500.05740.39

Dari Kurva ln kd terhadap 1/T diperoleh nilai Ed/R adalah slope dari kurva tersebut. Nilai Ed adalah 6052,592 KJ/Kgmol K.Yang kedua dilakukan sterilisasi secara kontinu. Sama halnya dengan sterilisasi batch, sterilisasi kontinu ini juga melalui dua proses, pemanasan dan pendinginan. Bedanya pada sterilisasi kontinu ini digunakan pipa peristaltik, sehingga harus dikalibrasi dulu. Hasil laju alir setelah dikalibrasi :skala pompa (rpm)

Laju Alir Q (mL/s)

750.219

800.240

850.261

900.284

Setelah didapat nilai laju alir, kemudian dicari waktu tinggal/sterilisasi (). Tapi, sebelumnya dihitung dulu volume coil/pipa. No.Laju Alir Q (mL/s)Volume Coil (mL)Waktu Tinggal ()

1.0.21930136.986

2.0.24030125

3.0.26130114.943

4.0.28430105.634

Setelah itu, dilakukan proses sterilisasi kontinu. Media dalam erlenmeyer dipanaskan diatas hotplate dengan laju alir yang sudah ditentukan. Kemudian media pada aliran keluaran ditampung dalam tabung reaksi steril dan diamati jumlah sel hidup dan sel mati seperti pada sterilisasi batch. Selanjutnya dicari nilai kd dengan memplot ln Nt/No terhadap waktu tinggal sehingga diperoleh nilai Kd sebagai slope-nya. Dan dari nilai Kd tersebut dicari nilai D dengan persamaan Suhu (K)Konstanta Laju Kematian (kd)D

3170,02495,94

3230,023100,11

3290,02592,10

Dari Kurva ln kd terhadap 1/T diperoleh nilai Ed/R adalah slope dari kurva tersebut. Nilai Ed adalah 2740,2944 kJ/Kgmol K.Dari data-data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu dan semakin lama waktu pemanasan mikroba yang mati akan semakin banyak dan nilai kd semakin besar. Selain itu semakin lama waktu sterilisasi dan semakin besar laju alir maka semakin banyak mikroba yang mati. Sedangkan nilai D berbanding terbalik dengan Kd, semakin tinggi nilai Kd maka semakin rendah nilai D (reduction-time)