kinetika kematian

42
BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Sterilisasi merupakan proses penting yang harus dilalui sebelum bekerja dengan mikroorganisma. Sterilisasi dilakukan pada semua alat dan bahan yang akan digunakan dalam percobaan, baik peralatn laboratorium maupun medium pertumbuhan mikroba. Melalui sterilisasi, seluruh mikroba pathogen dapat mati, sehingga tidak sempat berkembang biak. Sterilisasi 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, seperti NaCl 9%, KNO 3 10%, HgCl 2 0,1%, HCl 1,1%. Proses fisik sterilisasi dilakukan dengan metode pemanasan dan tanpa pemanasan. Metode dengan pemanasan meliputi pemanasan kering dan pemanasan basah dengan menggunakan uap air (moist heat). Metode sterilisasi tanpa menggunakan panas meliputi radiasi (ultraviolet, x-ray), sonicasi, dan filtrasi. 1

description

data

Transcript of kinetika kematian

Page 1: kinetika kematian

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Sterilisasi merupakan proses penting yang harus dilalui sebelum bekerja dengan

mikroorganisma. Sterilisasi dilakukan pada semua alat dan bahan yang akan digunakan

dalam percobaan, baik peralatn laboratorium maupun medium pertumbuhan mikroba.

Melalui sterilisasi, seluruh mikroba pathogen dapat mati, sehingga tidak sempat berkembang

biak.

Sterilisasi 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, seperti NaCl 9%, KNO3 10%, HgCl2 0,1%, HCl 1,1%.

Proses fisik sterilisasi dilakukan dengan metode pemanasan dan tanpa pemanasan.

Metode dengan pemanasan meliputi pemanasan kering dan pemanasan basah dengan

menggunakan uap air (moist heat). Metode sterilisasi tanpa menggunakan panas meliputi

radiasi (ultraviolet, x-ray), sonicasi, dan filtrasi.

I.2 Tujuan Percobaan

1. Menguasai teknik sterilisasi media dengan menggunakan panas pada proses batch dan

kontinyu

2. Memahami pengaruh variasi laju alir pada proses sterilisasi kontinyu

3. Memahami pengaruh temperatur terhadap kematian mikroba pada proses sterilisasi batch

4. Menentukan nilai konstanta laju kematian mikroba (Kd), desimal reduction time atau

destruction value (D), dan konstanta Arhenius (Ed) pada proses sterilisasi batch dan

kontinyu.

1

Page 2: kinetika kematian

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Sterilisasi

Sterilisasi merupakan upaya untuk meminimalisasi gangguan mikroorganisme dengan

cara menghilangkan “seluruhnya” (bakteri, jamur, parasit, virus, termasuk bakteri

endospora). Sterilisasi menjadi hal yang sangat penting dalam berbagai proses bioteknologi,

salah stunya dalam proses fermentasi. Meskipun proses fermentasi melibatkan

mikroorganisme, namun seringkali kehadiran mikroorganisme lain (kontaminan) tetap

mengganggu. Hal ini karena:

1. Medium akan menumbuhkan semua mikroba yang ada (mikroba target dan kontaminan)

sehingga produk yang dihasilkan menjadi sangat beragam. Tentu saja hal ini sangat

merugikan karena selain mengurangi produktivitas juga menyulitkan dalam proses

isolasi.

2. Jika proses fermentasi dilanjutkan dalam keadaan banyak kontaminan, maka

kemungkinan produk yang dihasilkan oleh kontaminan menjadi lebih dominan dan

mendesak produk mikroba target hingga dapat menghilangkannya.

3. Kontaminasi pada produk akhir dapat menurunkan kualitas produk, bahkan mungkin

dapat membahayakan manusia

4. Kontaminan dapat merusak produk yang diinginkan

5. Kontaminasi dari suatu fermentasi bakteri dengan “phage” dapat me-lisis kultur.

Untuk menghindari hal–hal tersebut di atas, langkah antisipasi yang dapat dilakukan

antara lain dengan:

a. Penggunaan inokulum murni dalam fermentasi

b. Sterilisasi medium: merupakan proses yang bertujuan untuk menghilangkan semua

jenis makhluk hidup yang ada dalam media, dilakukan sebelum inokulasi kultur.

c. Sterilisasi ruang fermenter: Penghilangan semua bentuk makhluq hidup dari ruang

fermentor, termasuk udara secara kontinyu

d. Sterilisasi semua bahan yang digunakan dalam keseluruhan proses fermentasi

e. Penjagaan kondisi aseptis selama fermentasi

2

Page 3: kinetika kematian

Fermentasi dapat dilakukan baik secara fisika, kimia, maupun radiasi. Sterilisasi

secara fisika dapat dilakukan dengan membunuh mikroba atau sekadar mencegah mikroba

masuk kesistem kita. Sterilisasi fisik dengan membunuh mikroba dapat dilakukan dengan

penggunaan panas, freezing (pembekuan), penggunaan garam berkonsentrasi tinggi, dll.

Sementara sterilisasi fisik tanpa membunuh mikroba dapat dilakukan dengan filtrasi. Filtrasi

merupakan upaya untuk meminimalisasi kontaminasi mikroorganisme dengan cara

menyaring sesuatu dengan filter berukuran tertentu sehingga sebagian mikroba tidak dapat

melewatinya. Cara ini tidak membunuh mikroba yang ada, hanya meminimalisasi agar

mikroba tidak terbawa.

Namun, dalam proses fermentasi, cara sterilisasi fisik yang paling mungkin dilakukan

adalah dengan filtrasi dan penggunaan panas, baik panas basah maupun panas kering.

Sterilisasi 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 air

Sterilisasi panas dapat dilakukan secara batch maupun kontinyu.

a. Sterilisasi Batch

Sterilisasi sistem batch dapat dilakukan dengan cara menginjeksikan uap panas ke

dalam mantel fermentor ayau 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 panyak

digunakan dalam proses produksi uap. Di samping itu, metode langsung akan

mengakibatkan bertambahnya volume cairan media dalam fermentor karena adanya

kondensasi uap yang digunakan.

3

Page 4: kinetika kematian

b. Sterilisasi Kontinyu

Site mini memberikan keuntungan berupa minimalnya kemungkinan kerusakan

medium tetapi mengkinsumsi banyak energi. Temperature yang dibutuhkan untuk

sterilisasi sistem ini adalah 140oC dengan waktu hanya 30 hingga 120 detik. Alat yang

digunakan dapat berupa continues plate heat exchange dan continues injection flash

cooler. Kelebihan continues injection flash cooler antara lain:

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.

2.2 Kinetika Kematian Mikroba

Proses 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 (Fo). Nilai Fo ini ditentukan sebelum proses termal

berlangsung. Nilai Fo dapat dihitung pada suhu standar atau pada suhu tertentu, dimana

untuk menghitungnya perlu diketahui nilai D dan nilai Z (Kusnandar, 2008).

4

Page 5: kinetika kematian

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 (80-100°C).

Nilai D pada suhu standar ini sering dituliskan dengan nilai Do (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).

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.

5

Page 6: kinetika kematian

Tabel 2.1 Ketahanan Relatif Berbagai Mikroba Terhadap Panas Batch

Jenis MikrobaKetahanan Relatif

Terhadap Panas

Bakteri vegetative dan khamir 1

Virus dan bakteriofage 1-5

Spora kapang 2-10

Spora bakteri 3 x 106

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

Tabel 2.2. Pengaruh Suhu Dan Waktu Sterilisasi Terhadap Kematian Spora

Suhu Sterilisasi (oC)Waktu yang Diperlukan untuk Mematikan

Spora (menit)

116 30

118 18

121 12

125 8

132 2

138 0,8

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.

6

Page 7: kinetika kematian

Persamaannya :−dN

dt=kd N …….(2.1)

N = jumlah mikroba

T = waktu pemanasan

Kd = konstanta laju kematian mikroba

Integrasi persamaan 2.1 menjadi :NtN 0

=e−kt…….(2.2)

N0 = jumlah mikroba sebelum pemanasan pada t = 0

Nt = jumlah mikroba setelah pemanasan periode t

Logaritma normal persamaan 2.2 memberikan korelasi linear terhadap

waktu,

ln NtN0

=−k dt …….(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 meit pada suhu tertentu untuk

mengurangi jumlah sel vegetative atau spora sehingga mikroba yang bertahan berkurang

menjadi 1/10, sehingga persamaan 2.2 dapat dituliskan :

NtN 0

=e−kD…….(2.4)

D= ln10k …….(2.5)

Nilai konstanta laju kematian mikroba (kd) bergantung pada temperatur, mengikuti

persamaan Arhenius:

kd=kd 0e−Ed

RT …….(2.6)

ln k d= ln kd 0−EdRT

1T …….(2.7)

Apabila nilai ln kd dialurkan terhadap 1/T maka akan diperoleh sebuah garis lurus

gradient – Ed/R.

7

Page 8: kinetika kematian

BAB III

METODELOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

Tabel 3.1 Alat, Spesifikasi dan Jumlah

Alat Spesifikasi Jumlah

Beker glass 1000 mL 2 buah

Water bath - 1 buah

Hot plate - 1 buah

Tabung reaksi steril - 15 buah

Termometer - 1 buah

Mikroskup - 1 buah

Kaca preparat + cover glass - 5 buah

Pembakar spiritus - 1 buah

Pipet tetes - 5 buah

Pipet ukur 10 mL 5 buah

Coil - 1 buah

Tabel 3.2 Bahan dan Jumlah

Bahan Jumlah

Fermipan ½ spatula

Methyl Blue -

Alkohol -

Es untuk pendingin -

Media fermentasi

GYEA

8

Page 9: kinetika kematian

- Yest ekstrak

- Pepton

- Sukrosa

7 gram

14 gram

28 gram

3.2 Mekanisme Kerja

a. Sterilisasi Batch

9

Memanaskan 500 ml air dalam beaker glass pada temperature (T1)

Memindahkan biakan dalam media cair ke dalam 5 tabung reaksi masing-masing 10 ml

Mengulangi langkah x dan y untuk waktu pemanasan t2 t3 t4 dan t5

Sampel biakan diteteskan pada kaca preparat, kemudian ditambahkan methylen blue lalu jumlah sel hidup dan sel mati

diamati di bawah mikroskop secara duplo

Memanaskan tabung berisi biakan selama T1 kemudian dimasukkan kedalam beaker glass sebagai pendingin (x)

Mengulangi langkah-langkah diatas untuk temperature pemansan T2 T3 dan T4

Meneteskan sampel yang telah dipanaskan pada kaca preparat dan menambahkan methylen blue kemudian diamati di bawah

mikroskop secara duplo (y)

Page 10: kinetika kematian

3.2.1 Sterilisasi Kontinyu

10

Susun rangkaian alat sterilisasi continue

Panaskan water bath pada T1

Atur laju alir biakan pada q1, tampung media aliran keluaran dalam tabung reaksi steril setelah melewati waktu tinggal dalam pipa/selang.

Amati sel hidup dan sel mati yang keluar dari media yang ditampung

Ulangi proses sterilisasi pada T2 dan T3

Page 11: kinetika kematian

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Pengamatan

4.1.1 Sterilisasi Batch

Tabel 4.1 Sampel Sebelum Pemanasan

Sel Hidup (Nt) Sel MatiJumlah Sel Total (N0)

Jumlah Fraksi Jumlah Fraksi

86 0.6099 55 0.3901 141

81 0.5956 55 0.4044 136

T1 : 44 ˚C

Tabel 4.2 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Batch

No t-MenitSel Hidup (Nt) Sel Mati Jumlah Sel Total

(N0)Jumlah Fraksi Jumlah Fraksi

1 533 0.7174 13 0.2826 46

31 0.6888 14 0.3112 45

2 1028 0.4516 34 0.544 62

25 0.4386 32 0.5614 57

3 1525 0.3846 40 0.6154 65

21 0.3621 37 0.6379 58

4 2023 0.3538 42 0.6462 65

20 0.3030 46 0.6970 66

11

Page 12: kinetika kematian

T2 : 50 ˚C

Tabel 4.3 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Batch

Not-

Menit

Sel Hidup (Nt) Sel Mati Jumlah Sel Total

(N0)Jumlah Fraksi Jumlah Fraksi

1 519 0.3167 41 0.6833 60

20 0.3390 39 0.6610 59

2 1020 0.3636 35 0.6364 55

20 0.3348 38 0.6652 58

3 1518 0.2903 44 0.7097 62

17 0.2931 41 0.7069 58

4 2011 0.2157 40 0.7843 51

11 0.2200 39 0.7800 50

4.1.2 Sterilisasi KontinyuTabel 4.5 Sampel Sebelum Pemanasan

Jumlah Sel Hidup (Nt) Jumlah Sel Mati Jumlah Sel Total (N0)

T1 = 44oC

Tabel 4.6 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Kontinyu

No % Skala Pompa Jumlah Sel Hidup (Nt) Jumlah Sel Mati Jumlah Sel Total (N0)

1 80

2 85

12

Page 13: kinetika kematian

3 90

4 95

T2 = 50oC

Tabel 4.7 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Kontinyu

No % Skala Pompa Jumlah Sel Hidup (Nt) Jumlah Sel Mati Jumlah Sel Total (N0)

1 80

2 85

3 90

4 95

T3 = 56oC

Tabel 4.8 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati Pada Sterilisasi Kontinyu

No % Skala Pompa Jumlah Sel Hidup (Nt) Jumlah Sel Mati Jumlah Sel Total (N0)

1 80

2 85

3 90

4 95

13

Page 14: kinetika kematian

4.2 Pengolahan Data

4.2.1 Sterilisasi Batch

Tabel 4.9 Hasil perhitungan Ln NtNo

T (oC) t (menit) Ln XtXo Rata-rata (Ln

XtXo )

44

5-0.3321

-0.3525-0.3728

10-0.7950

-0.8096-0.8241

15-0.9555

-0.9857-1.0158

20-1.0390

-1.1165-1.1940

50

5-1.1498

-1.1158-1.0818

10-1.0117

-1.0530-1.0942

15-1.2368

-1.2320-1.2272

20-1.5338

-1.3805-1.2272

14

Page 15: kinetika kematian

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

-1.6

-1.4

-1.2

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

f(x) = − 0.019462 x − 0.95205R² = 0.76100337106685

f(x) = − 0.049362 x − 0.19905R² = 0.911981577531336

T (44 C) Linear (T (44 C)) T (50 C) Linear (T (50 C))

Grafik 4.1 Ln NtNo terhadap t (waktu) untuk variasi suhu berbeda

Tabel 4.10 Kd, ln Kd, dan 1/T untuk Sterilisasi Batch

T (oC)1T (oC)

Kd

( ln NtNo

=−Kd) Ln Kd

D

( ln 10Kd )

44 0,0227 0.049 -3.0159 46.9915

50 0.0200 0.019 -3.9633 121.1887

15

Page 16: kinetika kematian

0.0195 0.02 0.0205 0.021 0.0215 0.022 0.0225 0.023

-4.5

-4

-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

f(x) = 350.888888888889 x − 10.9810777777778R² = 1

Ln Kd Linear (Ln Kd) Linear (Ln Kd)

Ln

Kd

1/T

Grafik 4.2 ln Kd terhadap 1/T untuk Sterilisasi Batch

Perhitungan Ed:

Y = 350.8x-10.98

Berdasarkan persamaan :

ln k d= ln kd 0−EdR

1T

Maka, −Ed

R = 350.8

Ed = 350.8 x 0,082

Ed = 28.7656

4.2.2 Sterilisasi KontinyuTabel 4.11 Hasil perhitungan Q dan

No % Skala Pompa (%) Volume (ml) Waktu (detik)Q (ml/detik)

Q = Vt

(detik)

= VQ

1 80

16

Page 17: kinetika kematian

2 85

3 90

4 95

Volume Pipa Spiral

Spesifikasi pipa spiral:

Banyaknya lilitan : lilitan

Diameter : cm

T antenna 1 : cm

T antenna 2 : cm

Volume pipa spiral : mL

Vterendam, : mL

Perhitungan ln NtNo untuk variasi suhu berbeda:

Tabel 4.12 Hasil perhitungan Ln NtNo

T (oC) % Skala pompa (%) Ln NtNo

50

80

85

90

95

55

80

85

90

95

60

80

85

90

95

17

Page 18: kinetika kematian

Tabel 4.13 % Skala Pompa,Ln NtNo dan (waktu) untuk T = 50oC

No % Skala Pompa (%) Ln Nt/No (Waktu Tinggal) (detik)

1 80

2 85

3 90

4 95

Tabel 4.14 % Skala Pompa,Ln NtNo dan (waktu) untuk T = 55oC

No % Skala Pompa (%) Ln Nt/No (Waktu Tinggal) (detik)

1 80

2 85

3 90

4 95

Tabel 4.15 % Skala Pompa,Ln NtNo dan (waktu) untuk T = 60oC

No % Skala Pompa (%) Ln Nt/No (Waktu Tinggal) (detik)

1 80

2 85

3 90

4 95

18

Page 19: kinetika kematian

80 85 90 95 100 105 110 115 120

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

f(x) = 0.763939107290079 ln(x) − 3.87825004434202R² = 0.881369957506739f(x) = 0.0593402606588558 ln(x) − 0.532955889542264R² = 0.006625029648522f(x) = 0.57601205803358 ln(x) − 3.0220651003542R² = 0.102595916362775

50 CLogarithmic (50 C)55 CLogarithmic (55 C)60 CLogarithmic (60 C)

(waktu tinggal)

Ln N

t/N

0

Grafik 4.3 Ln NtN 0

terhadap (waktu tinggal)

Tabel 4.16 Kd, Ln Kd, dan 1/T untuk Sterilisasi Kontinyu

T (oC) Kd ( ln NtNo ) Ln Kd 1/T

D

( ln 10Kd )

50

55

60

19

Page 20: kinetika kematian

0.015 0.016 0.017 0.018 0.019 0.02 0.021

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

f(x) = − 1.65558659809571 ln(x) − 7.87464850279523R² = 0.0173225865662696

ln KdLogarithmic (ln Kd)

1/T

ln K

d

Grafik 4.4 ln Kd terhadap 1/T untuk Sterilisasi Kontinyu

Perhitungan Ed:

Y =

Berdasarkan persamaan :

ln k d= ln kd 0−EdRT

1T

Maka, −Ed

R =

Ed =

Ed =

4.3 Pembahasan

4.3.1 Ardi Herdiana

4.3.2 Hidniati Shafira

4.3.3 Imtihani Fauziah

4.3.4 Nurisya’ban Aziezah

20

Page 21: kinetika kematian

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Berdasarkan hasil percobaan, pengaruh laju alir bersifat fluktuatif. Padahal seharusnya

semakin besar laju alirnya, maka waktu tinggalnya akan semakin singkat, yang berakibat

sterilisasi akan berjalan lebih singkat.

2. Berdasarkan hasil percobaan, pengaruh suhu berbanding lurus dengan nilai Desimal

reduction time (D). padahal seharusnya, semakin tinggi suhunya, maka nilai decimal

reduction time-nya semakin kecil.

3. nilai konstanta laju kematian mikroba (Kd), desimal reduction time atau destruction value

(D), dan konstanta Arhenius (Ed) pada proses sterilisasi batch dan kontinyu.

4. Hasil perhitungan proses sterilisasi batch :

T (oC) Kd

D

( ln 10Kd )

44 0.0227 46.9915

50 0.0200 121.1887

Nilai konstanta Arhenius : 28.7656

Hasil perhitungan proses sterilisasi kontinyu :

T (oC) Kd ( ln NtNo )

D

( ln 10Kd )

44

50

56

Nilai konstanta Arhenius :

21

Page 22: kinetika kematian

5.2 Saran 1. Penanaman fermipan pada media tidak perlu terlalu banyak, agar memudahkan

pengamatan.

2. Proses pencampuran sampel dari kelompok yang praktikum batch dan kontinyu

untuk digunakan oleh kelompok kontinyu sebaiknya dilakukan di awal.

3. Lebih memerhatikan lagi suhu tabung pada saat menjelang pengujian di mikroskop,

jangan sampai suhunya masih terlalu dingin.

4. Pengamatan di mikroskop harus lebih menyeluruh, jangan sampai langsung

menghitung ketika mendapat jumlah bakteri yang sedikit.coba cari ke daerah yang

lain terlebih dahulu.

22

Page 23: kinetika kematian

DAFTAR PUSTAKA

Kurniasih, Hafizah.2011. “Praktikum Mikrobiologi”. Yogyakarta : Tanpa keterangan

Materi kuliah Teknologi Fermentasi Dr. Pudjono., S.U., Apt, Prof. Retno S. Sudibyo., M.Sc.,

Apt., dan Prof. Dr. Wahyono., S.U., Apt.

Materi Kuliah Mikrobiologi Farmasi Dr. rer. nat. Yossy Bayu Murti., Apt.

Sel Hidup (Nt) Sel MatiJumlah Sel Total (N0)

Jumlah Fraksi Jumlah Fraksi

86 0.6099 55 0.3901 141

81 0.5956 55 0.4044 136

23

Page 24: kinetika kematian

LAMPIRAN PERHITUNGAN

A. Sterilisasi Batch

1. Perhitungan ln NtNo untuk variasi suhu berbeda

T1 = 44 ˚C

t1 = 5 menit --- > Ln XtXo :

Ln 3346 = - 0.3321

Ln 3145 = - 0.3272

t2 = 10 menit --- > Ln NtNo :

Ln 2862 = - 0.3321

Ln 2557 = - 0.3272

t3 = 15 menit --- > Ln NtNo :

Ln 2565 = - 0.3321

Ln 2158 = - 0.3272

t4 = 20 menit --- > Ln NtNo :

Ln 2365 = - 0.3321

24

Rata-rata : -0.3525

Rata-rata : -0.8096

Rata-rata : -0.9857

Rata-rata : -1.1165

Page 25: kinetika kematian

Ln 2066 = - 0.3272

T= 50 ˚C

t1 = 5 menit --- > Ln NtNo :

Ln 1960 = - 0.3321

Ln 2059 = - 0.3272

t2 = 10 menit --- > Ln NtNo :

Ln 2055 = - 0.3321

Ln 2058 = - 0.3272

t3 = 15 menit --- > Ln NtNo :

Ln 1862 = - 0.3321

Ln 1758 = - 0.3272

t4 = 20 menit --- > Ln NtNo :

Ln 1151 = - 0.3321

25

Rata-rata : -1.1158

Rata-rata : -1.0530

Rata-rata : -1.2320

Rata-rata : -1.3805

Page 26: kinetika kematian

Ln 1150 = - 0.3272

Keterangan : Nt = rata-rata hidup

N0= rata-rata hidup + rata-rata mati

2. Perhitungan Kd untuk variasi suhu berbeda

T1 = 44 oC

Perhitungan Kd:

Y = ax + b

Y = -0.049x-0.199

Berdasarkan persamaan Ln NtNo = - Kd . t , maka:

Kd = -(-0.049) = 0,049

T2 = 50 oC

Perhitungan Kd:

Y = ax + b

Y = -0.019x – 0.952

Berdasarkan persamaan Ln NtNo = - Kd . t , maka:

Kd = -(-0.019) = 0.019

3. Perhitungan D untuk variasi suhu berbeda

26

Page 27: kinetika kematian

T1 = 44 ˚C

D= ln10Kd

= ln100.049

D = 46.9915

T2 = 50 ˚C

D= ln10Kd

= ln100.019

D = 121.1887

b. Sterilisasi Kontinyu

1. Perhitungan Q (saat kalibrasi)

80 % V = mL

t = 1 menit = 60 detik

Q = Vt

= ❑60 = mL/detik

85 % V = mL

t = 1 menit = 60 detik

Q = Vt

= ❑60 = mL/detik

90 % V = mL

t = 1 menit = 60 detik

Q = Vt

= ❑60 = mL/detik

27

Page 28: kinetika kematian

95 % V = mL

t = 1 menit = 60 detik

Q = Vt

= ❑60 = mL/detik

2. Perhitungan Volume Pipa Spiral

Spesifikasi pipa spiral:

Banyaknya lilitan : lilitan

Diameter : cm

T antenna 1 : cm

T antenna 2 : cm

Volume pipa spiral : mL

Pengukuran volume terendam dilakukan dengan mengisi pipa spiral dengan air

untuk mendapatkan tinggi tabung tetapi harus dikonversi terlebih dahulu ke dalam

satuan mm. hasil perhitungannya yaitu:

V tabung = mL = x 10-3 dm3

Dtababung = cm = dm

Rtabung = dm

Vantena1 = πr2t = 3,14 x ()2 dm x mm

= dm3 = L = mL

Vantenna2 = πr2t = 3,14 x ()2 x mm

= = = mL

Vterendam, = Vtotal – Vantena1 – Vantena 2

28

Page 29: kinetika kematian

Vterendam, = mL – mL – mL

Vterendam, = mL

3. Perhitungan Waktu Tinggal ()

= VQ

1 = VQ = ❑❑ = detik

2 = VQ = ❑❑ = detik

3 = VQ = ❑❑ = detik

4 = VQ = ❑ = detik

4. Perhitungan ln NtNo untuk variasi suhu berbeda

T1 = 44 oC

1--- >Ln NtNo = Ln ¿¿ =

2 --- >Ln NtNo = Ln ¿¿ =

3 --- >Ln NtNo = Ln ¿¿ =

4 --- >Ln NtNo = Ln ¿¿=

T1 = 50oC

1--- >Ln NtNo = Ln

()( )+() =

2 --- >Ln NtNo = Ln ¿¿ =

29

Page 30: kinetika kematian

3 --- >Ln NtNo = Ln ¿¿ =

4 --- >Ln NtNo = Ln ¿¿=

T1 = 56oC

1--- >Ln NtNo = Ln ¿¿ =

2 --- >Ln NtNo = Ln ¿¿ =

3 --- >Ln NtNo = Ln ¿¿ =

4 --- >Ln NtNo = Ln ¿¿=

5. Perhitungan Kd untuk variasi suhu berbeda

T = 44oCPerhitungan Kd:

Y =

Berdasarkan persamaan Ln NtNo = - Kd . t, maka:

Kd = -() =

T = 50oC

Perhitungan Kd:

Y =

Berdasarkan persamaan Ln NtNo = - Kd . t, maka:

Kd = -() = -

T = 56oC

30

Page 31: kinetika kematian

Perhitungan Kd:

Y =

Berdasarkan persamaan Ln NtNo = - Kd . t, maka:

Kd = -() =

6. Perhitungan D untuk variasi suhu berbeda

T1 = 44 ˚C

D= ln10Kd

= ln 10❑

D =

T2 = 50 ˚C

D= ln10Kd

= ln 10❑

D =

T2 = 56˚C

D= ln10Kd

= ln 10❑

D =

LAMPIRAN GAMBAR

Gambar Keterangan gambar

31

Page 32: kinetika kematian

Proses pendinginan tabung reaksi

yang sudah dipanaskan di dalam

waterbath.

Pengambilan sampel pada proses

sterilisasi secara kontinyu, sampel

diambil / dihisap menggunakan

pompa peristaltik.

Gambar di samping merupakan

pompa peristaltic yang digunakan

pada sterlisasi kontinyu.

32

Page 33: kinetika kematian

Gambar di samping merupakan

proses pembuangan, dilakukan

sesudah penggantian skala pompa

pada proses kontinyu.

33