Model Optimasi Produksi Protein Sel Tunggal dengan Sistem Kultur Sinambung

MODEL

OPTIMASI PRODUKSE

PROTEIN SEL

TUN66&

1 9 8 7

F A K U L T A S T E K N O L O G I P E R T A N I A M I N S T I T U T P E R T A N I A N B O Q D R

AGUS FANDY. F20.1691. Model O p t i r n a s i P r o d u k s i P r o t e i n S e l Tunggal dengan S i s t e m K u l t u r Sinambung. Dibawah bj-mbingan

Ir.

M.

Syamsul M a a r i f , MEng. dan Ir. T a j u d d i n Ba11tacu.t.

R I N G K A S A N

Tu j u a n k a j i a n m a s a l a h k h u s u s i n i a d a l a h mengoptimumlian p r o d u i r s i P r o t e i n S e l Tunggal (?ST) d a r i b e r b a g a i k o n d i s i d a n peubah p r o s e s y a n g mempengaruhinya, Telrnilr o p t i n i a s i t a n p a l r e n d a l a d i t e r a p l c a n untul<. menentukan.;l;ondisi .optimum

. ,

.

_{,: c;.}

d a r i semua peubah p r o s e s yaiig , b e s p e n g a r u h , :.k'aji:aq. i n i d i -

,....

.

. .

_.

l n u l a i dengan pengembangan model m a t e m a t i k d a r i p r o s e s pem- b u a t a n PST b e r d a s a r l i a n m a n i p u l i a s i k o n d i s i dan f a k t o r p e r -

tumbuhan y a n g niencakup k o n d i s i p r o s e s .

Model m a t e m a t i k dalam o p t i m a s i produlrpi PST digambar- k a n s e b a g a i f u n g s i darj. peubah-peubah optimum. yang mempe- n g a r u h i b e r l a n g s u n g n y a p r o s e s f e r m e n t a s i a c r o b i k s i s t e m ,

k u l t u r sinambung. Peubah-peubah y a n g digunalran dalam pe- ngembangan model mencakup l i o n s e n t r a s i s u b s t r a t (x,), l a j u d i l u s i ( x 2 ) , t e m p e r a t u r ( x

1,

konsumsi s u b s t r a t

( x

) n i s -

3

_Lt

'

b a h K a r b o n - N i t r o g e n ( x

2

l a m a f e r m e n - t a s i ( x 6 ) dan pIi

(x

)

.

5.

','

7

Optimasi: :model p r o d u l r s i PST f l ( x ) d i c a p a i pada k o m b i n a s i p e r l a k u a n l r o n s e n t r a s i p u l p k o p i 5.99 p e r s e n TSS d a n l a j u d i l u s i 0.18 Model f 2 ( x ) d i c a p a i p a d a kom- b i n a s i p e r l a k u a n l a j u d i l u s i 0 , 2 2 jam-', s ~ h u pertumbuhan 35.84 O C dan n i s b a h K a r b o n - N i t r o g e n 8.12. Model f (x) d i -

3

pertumbuhan 29.99 O C dan lronsumsi s u b s t r a t 0.89 mg/ml. _Mo- d e l f ( x ) d i c a p a i p a d a lromhinasi perlairuan lronsumsi g l u k o s a

4

26.49

mg/ml, l a m a f e r m e n t a s i

13.17

jam dan pH a k h i r fermen- t a s i

1.30.

Model p r o d u k s i PST f 4 ( x ) merupakan n i l a i p r o d u k s i t e r b e s a r . Pemecahan i n i mendukung k o n d i s i p r o s e s y a n g d i - gunalran, y a i t u menggunalran s u b s t r a t g l u k o s a

2.5

p e r s e n yang mempunyai k o n v e r s i s u b s t r a t m e n j a d i massa s e l k e r i n g t i n g g i . Model f , ( x ) mempunyai e f i s i e n s i k o n v e r s i biomasea y a n g r e n -

2

MODEL OFTIMASI F'RODUI<SI PROTEIN SEL TUNGGAL DENGAN SISTEM l(ULTU1I SINAMBUNG

Oleh AGUS FA.NDY

F20,1691

SKRIPSI

S e b a g a i s a l a h s a t u s y a r a t u n t u k tnernperoleh g e l a r SARJANA TEKNOMGI PERTILNIAN

pada J u r u s a n Teknologi I n d u s t r i P e r t a n i a n , Falalrultas Teluiologi P e r t a n i a n ,

I n s t i t u t Pertaniaxi Bogor

198

7

FAKULTAS TEKNOUIGI E R T A M I A N

AN BOGOR FAKULTAS TEKNOMGI PERTANIAN

MODEL OPPIMASI PRODUKSI PROTEIN SEL TUNGGA

DENGAN

SISTEM KULTUR SINAMBUNG

pada J u r u s a n TEUIOLOGI INDUSTII

KATA PENGANTAR

P u j i syulcur p e n u l i s panjatlcari ire h a d i r a t A l l a h s w t . a t a s ralchrnat dan berlcahNya-lah p e n u l i s a n s l r r i p s i i n i d a p a t d i s e l e -

Ucapan t e r i l n a k a s i h s e t u l u s ~ l y a p e n u l i s haturlcan kepada :

1. Ir. 14. Syalnsul M a a r i f , MEng. selalru dosen pelnbilnbing utama, a t a s birnbinga~i s e r t a dorongan l n o r i l yang d i b e r i l r a n .

2. Ir. Ta j u d d i n B a n t a c u t , selalcu dosen pe~nbimbing pendamping, a t a s birnbingan dan pengarahan yang d i b e r i l c a n .

3.

Kekan-relran lnahasiswa FATETA

-

IPB; s e r t a pihalr-pihak yang t i d a k d a p a t d i s e b u t k a n s a t u p e r s a t u , yang t e l a h banyak rnelnbantu selama p e n u l i s lnelakulcan s t u d i d i F a k u l t a s Tekno- l o g i P e r t a n i a n .

Selnoga s k r i p s i i n i bermanf a a t

.

DAFTAR IS1

Ilalaman KATA PENGANTAR

...

iii

DAFTAR TABEL

...

v i i 1)AT'TAR GAPIUAR

...

i x DAFTAR LAMPIRAN

...

x

I

.

PENUAIIULUAN

...

1

...

A

.

LATAR BJZLAKANG 1

B

.

TUJUAIi

...

3

...

I1

.

LANDASAN T.EORI I t

...

A

.

TEKNIK OPTIMASI

4

u

.

OPTIWASI TANPA KF;MI)ALA

...

6

C

.

OPTIMASI PIIOUIJKSI PROTEIN SEL TUNGGAT>

. .

10

...

1

.

D a t a Masukan 1 2

2

.

P e u b a h P e r h i . t u r t g a n

...

13

3

.

P e u b a h K e l u a r a ~ i FIasil

...

13

1)

.

DIAGIIAM ALIR l4ATEI. IATIK

...

1 It

I11

.

TINJAUAN PUSTAKA

...

1 8

...

A

.

P>!.lAl.IFAATAN PR0TF:IN SEI. TUNGGAL

1 8

1

.

P r o k e i n S e l T u n g g a l s e b a g a i pal car^

...

20

...

2

.

P r o t e i n S o l T u n e g a l S e b a g a i P a n g a n 2 0

...

B

.

PROSES PFJ413UArFAN PI?OTELN SEL TUNGGAL 2 3

1

.

P r a p r o s e s ( P e n y i a p a n Uahan)

...

26

...

.

2 S t e r i l i s a s i 2 6

3

.

F o r n ~ e n t a s i

...

2 7

1,

..

P e n u a i a n

...

2 8

Iialanlan

C

.

ICESE'PlMBANGAN MASSA

...

2 8

...

1

.

F e r m e n t a s i S i s t e m K u l t u r B a t c h 2 8

...

2

.

_{F e r ~ n e n t a s i S i s t e m K u l t u r S i n a ~ n b u n g}

30

I V

.

PENUHCATAN SISTEN

...

33

...

.

A ANALISA KEBUTUHAN

34

1

.

J e n i s M i k r o o r g a n i s m e

...

34

2

.

J e n i s S u b s t r a t

...

3

.

_{T i p e P r o s e s}

...

4

.

S i s t e ~ n F e r m e n t a s i

...

5

.

P e u b a h - p e n b a h y a n g Mempengaruhi P e r t u m - b u h a n m i . B r o b i a l

...

B

.

FORMULAS1 PERMASALAHAN

...

C

.

IDENTIFIKASI SISTk24

...

...

.

1 Diagram L i n g l r a r Sebab-Ajiibat

...

2

.

Diagram I n p u t - O u t p u t

V

.

I'ENYUSUNAN DAN VALIDASI MODEL

...

A

.

PENYUSUNAN MODEL

...

1

.

Model M a t e m a t i k

...

2

.

R e g r e s i B e r g a n d a

...

...

B

.

VALIDASI MODEL

V I

.

IIASII. DAN PEMBAIIASAN

...

A

.

METODE OPTIMASI

...

B

.

KELUARAN NWA STATPAIC

...

C

.

_{KELUARAN O T M}

...

1

.

K o n s e n t r a s i S u b s t r a t

...

2

.

L a j u D i l u s i

...

66

. . .

Halaman

4

.

K o n s u m s i S u b s t r a t

...

5

.

Nisbah Karbon-Nitrogen

...

...

6

.

Lama F e r n e n t a s i

7

.

D e r a j a t Keasaman (pH)

...

C

.

EVALUASI PRODUICSI PROTEIN SEL TUNGGAL

...

V I I

.

KESXMPULAN DAN SARAN

...

...

A

.

I<ESINPUIJAN

DAFTAR TABU

T a b e l 1. Simbol model. rnateinatilr dalain o p t i m a s i t a n -

p a k e n d a l a

...

13

T a b e l 2. Simbol model. mntematik d a r i k e l u a r a n h a s i l

yang dilrehendalri

...

13

T a b e l

3.

Produlrsi PST slcala k o m e r s i a l untulr makanan

t e r n a k

...

2 1 T a b e l

4.

Nisbah e f i s i e n s i k o n v e r s i p r o t e i n

...

22 Tnbel

5.

Kebutuhan olrnigem urttuk pertumbuhan s u n t u

j c n i s mikroorganisme pada s u b s t r a t t e r t e n -

t u

...

L t 1 T a b e l

6.

Romposisi komponen t i p i k a l mikroorganisme.

43

T a b e l

7.

I n t e r v a l pII nlini~uum, optimum dan maksimum untulc pertumbiihan b e b c r a p a j e n i s ~ n i k r o o r

-

[image:10.496.41.453.102.492.2]

ganisme

...

44

...

T a b e l 8. I n t e r v a l suhu pertumbuhan b a k t e r i

46

T a b e l

9.

T a b e l s i d i k ragam r e g r e s i l i n i e r b e r g a n d a

57

T a b e l 10. F u n g s i e l r s p l i s i t d a r i s e t i a p model produk-

...

s i PST dan p e n g u j i a n s e c a r a s t a t i s t i k

63

T a b e l 11. K r i t e r i a optimum d n r i s e t i a p model produlr-

...

MODEL

OPTIMASI PRODUKSE

PROTEIN SEL

TUN66&

1 9 8 7

F A K U L T A S T E K N O L O G I P E R T A N I A M I N S T I T U T P E R T A N I A N B O Q D R

AGUS FANDY. F20.1691. Model O p t i r n a s i P r o d u k s i P r o t e i n S e l Tunggal dengan S i s t e m K u l t u r Sinambung. Dibawah bj-mbingan

Ir.

M.

Syamsul M a a r i f , MEng. dan Ir. T a j u d d i n Ba11tacu.t.

R I N G K A S A N

Tu j u a n k a j i a n m a s a l a h k h u s u s i n i a d a l a h mengoptimumlian p r o d u i r s i P r o t e i n S e l Tunggal (?ST) d a r i b e r b a g a i k o n d i s i d a n peubah p r o s e s y a n g mempengaruhinya, Telrnilr o p t i n i a s i t a n p a l r e n d a l a d i t e r a p l c a n untul<. menentukan.;l;ondisi .optimum

. ,

.

_{,: c;.}

d a r i semua peubah p r o s e s yaiig , b e s p e n g a r u h , :.k'aji:aq. i n i d i -

,....

.

. .

_.

l n u l a i dengan pengembangan model m a t e m a t i k d a r i p r o s e s pem- b u a t a n PST b e r d a s a r l i a n m a n i p u l i a s i k o n d i s i dan f a k t o r p e r -

tumbuhan y a n g niencakup k o n d i s i p r o s e s .

Model m a t e m a t i k dalam o p t i m a s i produlrpi PST digambar- k a n s e b a g a i f u n g s i darj. peubah-peubah optimum. yang mempe- n g a r u h i b e r l a n g s u n g n y a p r o s e s f e r m e n t a s i a c r o b i k s i s t e m ,

k u l t u r sinambung. Peubah-peubah y a n g digunalran dalam pe- ngembangan model mencakup l i o n s e n t r a s i s u b s t r a t (x,), l a j u d i l u s i ( x 2 ) , t e m p e r a t u r ( x

1,

konsumsi s u b s t r a t

( x

) n i s -

3

_Lt

'

b a h K a r b o n - N i t r o g e n ( x

2

l a m a f e r m e n - t a s i ( x 6 ) dan pIi

(x

)

.

5.

','

7

Optimasi: :model p r o d u l r s i PST f l ( x ) d i c a p a i pada k o m b i n a s i p e r l a k u a n l r o n s e n t r a s i p u l p k o p i 5.99 p e r s e n TSS d a n l a j u d i l u s i 0.18 Model f 2 ( x ) d i c a p a i p a d a kom- b i n a s i p e r l a k u a n l a j u d i l u s i 0 , 2 2 jam-', s ~ h u pertumbuhan 35.84 O C dan n i s b a h K a r b o n - N i t r o g e n 8.12. Model f (x) d i -

3

pertumbuhan 29.99 O C dan lronsumsi s u b s t r a t 0.89 mg/ml. _Mo- d e l f ( x ) d i c a p a i p a d a lromhinasi perlairuan lronsumsi g l u k o s a

4

26.49

mg/ml, l a m a f e r m e n t a s i

13.17

jam dan pH a k h i r fermen- t a s i

1.30.

Model p r o d u k s i PST f 4 ( x ) merupakan n i l a i p r o d u k s i t e r b e s a r . Pemecahan i n i mendukung k o n d i s i p r o s e s y a n g d i - gunalran, y a i t u menggunalran s u b s t r a t g l u k o s a

2.5

p e r s e n yang mempunyai k o n v e r s i s u b s t r a t m e n j a d i massa s e l k e r i n g t i n g g i . Model f , ( x ) mempunyai e f i s i e n s i k o n v e r s i biomasea y a n g r e n -

2

MODEL OFTIMASI F'RODUI<SI PROTEIN SEL TUNGGAL DENGAN SISTEM l(ULTU1I SINAMBUNG

Oleh AGUS FA.NDY

F20,1691

SKRIPSI

S e b a g a i s a l a h s a t u s y a r a t u n t u k tnernperoleh g e l a r SARJANA TEKNOMGI PERTILNIAN

pada J u r u s a n Teknologi I n d u s t r i P e r t a n i a n , Falalrultas Teluiologi P e r t a n i a n ,

I n s t i t u t Pertaniaxi Bogor

198

7

FAKULTAS TEKNOUIGI E R T A M I A N

AN BOGOR FAKULTAS TEKNOMGI PERTANIAN

MODEL OPPIMASI PRODUKSI PROTEIN SEL TUNGGA

DENGAN

SISTEM KULTUR SINAMBUNG

pada J u r u s a n TEUIOLOGI INDUSTII

KATA PENGANTAR

P u j i syulcur p e n u l i s panjatlcari ire h a d i r a t A l l a h s w t . a t a s ralchrnat dan berlcahNya-lah p e n u l i s a n s l r r i p s i i n i d a p a t d i s e l e -

Ucapan t e r i l n a k a s i h s e t u l u s ~ l y a p e n u l i s haturlcan kepada :

1. Ir. 14. Syalnsul M a a r i f , MEng. selalru dosen pelnbilnbing utama, a t a s birnbinga~i s e r t a dorongan l n o r i l yang d i b e r i l r a n .

2. Ir. Ta j u d d i n B a n t a c u t , selalcu dosen pe~nbimbing pendamping, a t a s birnbingan dan pengarahan yang d i b e r i l c a n .

3.

Kekan-relran lnahasiswa FATETA

-

IPB; s e r t a pihalr-pihak yang t i d a k d a p a t d i s e b u t k a n s a t u p e r s a t u , yang t e l a h banyak rnelnbantu selama p e n u l i s lnelakulcan s t u d i d i F a k u l t a s Tekno- l o g i P e r t a n i a n .

Selnoga s k r i p s i i n i bermanf a a t

.

DAFTAR IS1

Ilalaman KATA PENGANTAR

...

iii

DAFTAR TABEL

...

v i i 1)AT'TAR GAPIUAR

...

i x DAFTAR LAMPIRAN

...

x

I

.

PENUAIIULUAN

...

1

...

A

.

LATAR BJZLAKANG 1

B

.

TUJUAIi

...

3

...

I1

.

LANDASAN T.EORI I t

...

A

.

TEKNIK OPTIMASI

4

u

.

OPTIWASI TANPA KF;MI)ALA

...

6

C

.

OPTIMASI PIIOUIJKSI PROTEIN SEL TUNGGAT>

. .

10

...

1

.

D a t a Masukan 1 2

2

.

P e u b a h P e r h i . t u r t g a n

...

13

3

.

P e u b a h K e l u a r a ~ i FIasil

...

13

1)

.

DIAGIIAM ALIR l4ATEI. IATIK

...

1 It

I11

.

TINJAUAN PUSTAKA

...

1 8

...

A

.

P>!.lAl.IFAATAN PR0TF:IN SEI. TUNGGAL

1 8

1

.

P r o k e i n S e l T u n g g a l s e b a g a i pal car^

...

20

...

2

.

P r o t e i n S o l T u n e g a l S e b a g a i P a n g a n 2 0

...

B

.

PROSES PFJ413UArFAN PI?OTELN SEL TUNGGAL 2 3

1

.

P r a p r o s e s ( P e n y i a p a n Uahan)

...

26

...

.

2 S t e r i l i s a s i 2 6

3

.

F o r n ~ e n t a s i

...

2 7

1,

..

P e n u a i a n

...

2 8

Iialanlan

C

.

ICESE'PlMBANGAN MASSA

...

2 8

...

1

.

F e r m e n t a s i S i s t e m K u l t u r B a t c h 2 8

...

2

.

_{F e r ~ n e n t a s i S i s t e m K u l t u r S i n a ~ n b u n g}

30

I V

.

PENUHCATAN SISTEN

...

33

...

.

A ANALISA KEBUTUHAN

34

1

.

J e n i s M i k r o o r g a n i s m e

...

34

2

.

J e n i s S u b s t r a t

...

3

.

_{T i p e P r o s e s}

...

4

.

S i s t e ~ n F e r m e n t a s i

...

5

.

P e u b a h - p e n b a h y a n g Mempengaruhi P e r t u m - b u h a n m i . B r o b i a l

...

B

.

FORMULAS1 PERMASALAHAN

...

C

.

IDENTIFIKASI SISTk24

...

...

.

1 Diagram L i n g l r a r Sebab-Ajiibat

...

2

.

Diagram I n p u t - O u t p u t

V

.

I'ENYUSUNAN DAN VALIDASI MODEL

...

A

.

PENYUSUNAN MODEL

...

1

.

Model M a t e m a t i k

...

2

.

R e g r e s i B e r g a n d a

...

...

B

.

VALIDASI MODEL

V I

.

IIASII. DAN PEMBAIIASAN

...

A

.

METODE OPTIMASI

...

B

.

KELUARAN NWA STATPAIC

...

C

.

_{KELUARAN O T M}

...

1

.

K o n s e n t r a s i S u b s t r a t

...

2

.

L a j u D i l u s i

...

66

. . .

Halaman

4

.

K o n s u m s i S u b s t r a t

...

5

.

Nisbah Karbon-Nitrogen

...

...

6

.

Lama F e r n e n t a s i

7

.

D e r a j a t Keasaman (pH)

...

C

.

EVALUASI PRODUICSI PROTEIN SEL TUNGGAL

...

V I I

.

KESXMPULAN DAN SARAN

...

...

A

.

I<ESINPUIJAN

DAFTAR TABU

T a b e l 1. Simbol model. rnateinatilr dalain o p t i m a s i t a n -

p a k e n d a l a

...

13

T a b e l 2. Simbol model. mntematik d a r i k e l u a r a n h a s i l

yang dilrehendalri

...

13

T a b e l

3.

Produlrsi PST slcala k o m e r s i a l untulr makanan

t e r n a k

...

2 1 T a b e l

4.

Nisbah e f i s i e n s i k o n v e r s i p r o t e i n

...

22 Tnbel

5.

Kebutuhan olrnigem urttuk pertumbuhan s u n t u

j c n i s mikroorganisme pada s u b s t r a t t e r t e n -

t u

...

L t 1 T a b e l

6.

Romposisi komponen t i p i k a l mikroorganisme.

43

T a b e l

7.

I n t e r v a l pII nlini~uum, optimum dan maksimum untulc pertumbiihan b e b c r a p a j e n i s ~ n i k r o o r

-

[image:117.496.41.453.102.492.2]

ganisme

...

44

...

T a b e l 8. I n t e r v a l suhu pertumbuhan b a k t e r i

46

T a b e l

9.

T a b e l s i d i k ragam r e g r e s i l i n i e r b e r g a n d a

57

T a b e l 10. F u n g s i e l r s p l i s i t d a r i s e t i a p model produk-

...

s i PST dan p e n g u j i a n s e c a r a s t a t i s t i k

63

T a b e l 11. K r i t e r i a optimum d n r i s e t i a p model produlr-

...