prinsip2 bioproses dalam pengolahan limbah-sampah
DESCRIPTION
Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-SampahTRANSCRIPT
![Page 1: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/1.jpg)
DASAR-DASAR DASAR-DASAR BIOPROSES dan BIOPROSES dan APLIKASINYA dalam APLIKASINYA dalam PENGOLAHAN LIMBAHPENGOLAHAN LIMBAH
Wiratni, Ph.D & Agus Prasetya, Ph.DWiratni, Ph.D & Agus Prasetya, Ph.D
Jurusan Teknik Kimia &Jurusan Teknik Kimia &
Magister Sistem TeknikMagister Sistem Teknik
FT-UGMFT-UGM
![Page 2: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/2.jpg)
Tujuan pengolahan limbah/ Tujuan pengolahan limbah/ sampah secara biologissampah secara biologis
Transform dissolved and particulate biodegradable complex substances into simpler and acceptable products.
Capture suspended and non-settleable colloidal solids into biological floc/biofilm
Remove nutrients (nitrogen and phosporous compunds)
Remove specific trace organic constituents and compounds (esp. from industrial wastewater).
![Page 3: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/3.jpg)
Peran Mikroorganisme dalam Peran Mikroorganisme dalam Pengolahan Limbah/SampahPengolahan Limbah/Sampah
a(CHON) + b[O2] + c NH
3 + d PO
43-
→ x (sel2 baru) + y CO2 + z H
2O
organic compound, C-sources
for aerobic process sources of nutrients
results of aerobic processmicro-organism
![Page 4: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/4.jpg)
?
Mikroorganisme vs. Manusia
SAMA-SAMA PERLU “KENYAMANAN”
![Page 5: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/5.jpg)
Penyimpanan Mikroorganisme
Pada ‘agar miring’ yang disebut SLANTJika akan digunakan dalam reaktor, m.o. dikeruk dari permukaan agardan ‘ditanam’ dalam medium. Proses ‘penanaman’ ini disebut INOKULASI
![Page 6: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/6.jpg)
Pemindahan (yang salah)
SHOCKED!Skala:Mililiter
Skala:Kiloliter
![Page 7: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/7.jpg)
Proses Inokulasi di Industri
![Page 8: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/8.jpg)
Faktor-faktor penting dalam inokulasi
Skala pindahan (rule of thumb: 1/10 skala berikutnya)
Umur mikroorganisme:
m.o. yang dipindahkan harus masih pada puncak produktivitasnya agar segera bisa berkembang biak di lingkungan barunya
![Page 9: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/9.jpg)
APA SAJA YANG APA SAJA YANG MENENTUKAN MENENTUKAN ‘KENYAMANAN’ ‘KENYAMANAN’ MIKROORGANISME ?MIKROORGANISME ?
Komposisi medium, Komposisi medium, pH, pH, Suhu, Suhu, OksigenOksigen
![Page 10: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/10.jpg)
KOMPOSISI MEDIUMKOMPOSISI MEDIUM
![Page 11: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/11.jpg)
Apa makanan favorit kita?
IndiaIndonesia
JepangUSA
![Page 12: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/12.jpg)
Apa makanan favorit mikro-Apa makanan favorit mikro-organisme (m.o)?organisme (m.o)?
Setiap spesies mikroorganisme punya ‘makanan favorit’ yang spesifik
Makanan mikroorganisme disebut SUBSTRAT atau MEDIUM
Karakter spesifik mengenai makanan ini membuat m.o. sangat rentan terhadap komposisi substrat.
Komposisi substrat penting diketahui → perbanyakan m.o.
![Page 13: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/13.jpg)
Substrat Tipikal untuk mikro-organisme (m.o)
Glukosa (sumber karbon)
Contoh: untuk yeast, konsentrasi glukosa max. 100 g/L. Di atas konsentrasi tersebut, glukosa bersifat inhibitor terhadap yeast.
Senyawa amonium (sumber nutrisi) Senyawa fosfat (sumber nutrisi)
![Page 14: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/14.jpg)
INHIBITORINHIBITOR Senyawa yang menjadi PENGHAMBAT dalam suatu
bioproses (INHIBITOR).(INHIBITOR). InhibitorInhibitor ini dapat berupa:
a). inhibitor yang bersifat racun terhadap m.o. sehingga dapat membunuh m.o. yang telah diinokulasikanb). inhibitor yang merupakan senyawa reaktif terhadap produk reaksi atau terhadap nutrisi dalam mediumc). inhibitor yang merupakan senyawa penyebab terjadinya perubahan ekstrim dalam sifat fisis bahan dalam alat.
![Page 15: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/15.jpg)
pHpH
![Page 16: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/16.jpg)
Efek pH pada m.o.Efek pH pada m.o.
Fungsi m.o. sangat dikendalikan oleh kerja enzim-enzim dalam selnya.
Beberapa jenis enzim memiliki gugus ionik pada active site-nya.
Perubahan pH pada medium dapat menyebabkan perubahan bentuk-bentuk ionik ini dan pada kondisi ekstrim dapat menonaktifkan enzim tersebut.
Oleh karena itu, m.o. hanya bisa hidup dengan baik pada kisaran pH tertentu.
![Page 17: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/17.jpg)
Strategi Pengendalian pHStrategi Pengendalian pH
Penambahan asam/basa untuk penyesuaian pH agar optimum untuk kehidupan m.o.
![Page 18: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/18.jpg)
SUHUSUHU
![Page 19: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/19.jpg)
Seberapa sensitif manusia terhadap suhu?
![Page 20: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/20.jpg)
Makhluk yang lebih 'maju' cenderung hanya tahan pada rentang kondisi yang lebih sempit daripada makhluk yang lebih ‘primitif’
Adaptasi makhluk yang lebih 'primitif' terhadap perubahan kondisi lingkungan lebih baik.
![Page 21: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/21.jpg)
Mikroorganisme
Psychrophiles (suhu rendah 5-20oC) Mesophiles (suhu sedang 20-40oC) Thermophiles (suhu tinggi 40-60oC) Extremophiles (suhu sangat rendah atau
suhu sangat tinggi, di luar kisaran di atas)
![Page 22: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/22.jpg)
Ketahanan M.O. terhadap suhuKetahanan M.O. terhadap suhu
M.O. tahan pada rentang suhu yang lebih luas daripada rentang suhu optimum untuk manusia, asal masih dalam daerah ‘normal’nya (rendah, sedang, atau tinggi
Meskipun tahan hidup pada batas-batas nilai rentangnya, metabolismenya mungkin tidak akan se-aktif pada suhu 'normal'-nya.
![Page 23: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/23.jpg)
OKSIGENOKSIGEN
![Page 24: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/24.jpg)
Kebutuhan oksigen (dan ke-tidak Kebutuhan oksigen (dan ke-tidak butuh-an oksigen).butuh-an oksigen).
M.O. aerobik → perlu oksigen untuk metabolismenya (pertumbuhan sel dll).
M.O. An-aerobik → tidak memerlukan oksigen (keberadaan oksigen akan meracuni). Kadangkala diperlukan sejumlah kecil oksigen (tekanan parsial 0.05-0.1 mmHg) untuk keperluan pertumbuhan sel-sel m.o.
![Page 25: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/25.jpg)
Pembolak-balikan medium (untuk medium padat) → memperbaiki kontak dengan udara.
Ventilasi → memperlancar sirkulasi udara dalam medium.
Aerasi → mengalirkan udara kedalam medium
Menjaga Kondisi AerobMenjaga Kondisi Aerob
![Page 26: Prinsip2 BioProses Dalam Pengolahan Limbah-Sampah](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022082310/5480d632b4795938198b45da/html5/thumbnails/26.jpg)
Menjaga Kondisi AnaerobMenjaga Kondisi Anaerob
Mengisolasi medium dari kontak dengan udara (menutup medium).
Mengisi ruang kosong dalam dengan gas nitrogen atau CO2 (untuk medium cair).
Menambahkan senyawa pereduksi (misalnya Na2S) untuk menjaga potensial redoks di bawah -100 mV