Rotating Disc Bioreactor (RDB) adalah jenis bioreaktor yang menggunakan cakram berputar untuk mendukung pertumbuhan biofilm atau mikroorganisme. Bioreaktor ini dirancang untuk memaksimalkan pertukaran gas dan penyerapan nutrisi oleh mikroorganisme yang menempel pada permukaan cakram. RDB banyak digunakan dalam aplikasi seperti pengolahan limbah, produksi biomassa, dan penelitian bioteknologi.
Cara Kerja
Rotating Disc Bioreactor
- Struktur dan Komponen
- Cakram (Disc):
Cakram dipasang pada poros yang berputar. Cakram ini sebagian terendam
dalam medium cair yang mengandung nutrisi.
- Poros: Poros berfungsi untuk
memutar cakram secara perlahan.
- Tangki: Tangki berisi medium
cair dan cakram. Medium ini bisa berisi larutan nutrisi untuk
mikroorganisme atau air limbah dalam aplikasi pengolahan limbah.
- Motor: Motor listrik
menggerakkan poros untuk memutar cakram.
- Mekanisme Operasi
- Rotasi: Cakram berputar dengan
kecepatan tertentu, biasanya cukup lambat untuk memastikan waktu kontak
yang cukup antara mikroorganisme dan medium.
- Penumbuhan Biofilm:
Mikroorganisme menempel dan tumbuh pada permukaan cakram yang berputar.
Setiap kali cakram berputar, bagian yang terendam dalam medium cair
menyerap nutrisi dan oksigen.
- Aerasi dan Pertukaran Gas:
Ketika cakram terangkat dari medium cair, mikroorganisme yang menempel
pada permukaan cakram mendapatkan kontak dengan udara, yang meningkatkan
penyerapan oksigen.
- Pengolahan Limbah:
Dalam aplikasi pengolahan limbah, biofilm pada cakram memetabolisme bahan
organik dalam air limbah, mengurangi polutan sebelum air limbah
dilepaskan kembali ke lingkungan.
Keunggulan
Rotating Disc Bioreactor
- Efisiensi Oksigenasi
- Perputaran cakram meningkatkan pertukaran gas, yang memastikan
mikroorganisme mendapatkan oksigen yang cukup untuk respirasi aerobik.
- Penggunaan Nutrisi yang Efektif
- Mikroorganisme mendapatkan akses berulang ke medium nutrisi saat
cakram berputar, meningkatkan efisiensi penggunaan nutrisi.
- Permukaan Biofilm yang Luas
- Banyaknya cakram dalam satu bioreaktor menyediakan area permukaan
yang luas untuk pertumbuhan biofilm, meningkatkan kapasitas pengolahan.
- Pengurangan Biaya Operasional
- Rotasi cakram memerlukan energi yang relatif rendah dibandingkan
dengan sistem aerasi mekanik lainnya.
- Pengolahan Limbah yang Efektif
- RDB dapat digunakan untuk pengolahan air limbah dengan efisiensi
tinggi dalam mengurangi BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical
Oxygen Demand).
Aplikasi
Rotating Disc Bioreactor
- Pengolahan Air Limbah
- RDB digunakan dalam sistem pengolahan air limbah untuk mengurangi
polutan organik dengan cara memetabolisme bahan organik dalam air limbah.
- Produksi Biomassa
- Digunakan untuk menghasilkan biomassa mikroorganisme yang dapat
digunakan sebagai pakan ternak, biofertilizer, atau bahan baku bioenergi.
- Penelitian Bioteknologi
- RDB digunakan dalam penelitian untuk mempelajari pertumbuhan
biofilm, interaksi mikroba, dan proses biokonversi.
- Produksi Produk Sekunder
- Digunakan dalam produksi produk sekunder oleh mikroorganisme
seperti enzim, asam organik, atau metabolit sekunder lainnya.
Ilustrasi
 |
| Rotating Disc Bioreactor : Bacterial Nanocellulose Production |
Bayangkan sebuah tangki berisi medium cair di mana cakram besar yang terbuat dari bahan tahan korosi dipasang pada poros horizontal. Cakram ini sebagian terendam dalam medium. Ketika motor menggerakkan poros, cakram berputar, mengangkat mikroorganisme yang menempel di permukaan cakram ke udara dan kembali ke medium secara bergantian. Ini memastikan mikroorganisme mendapatkan oksigen dan nutrisi secara bergantian, mendukung pertumbuhan biofilm yang efektif.
Dengan semua keunggulan dan aplikasinya,
Rotating Disc Bioreactor merupakan alat yang sangat berguna dalam berbagai
bidang bioteknologi dan pengolahan limbah.
Tabung akrilik bisa menjadi pilihan yang tepat sebagai material pembuatan Rotating Disc
Bioreactor (RDB) dalam beberapa konteks seperti :
· Transparansi
- Memungkinkan pengamatan visual terhadap pertumbuhan biofilm dan
proses reaksi dalam bioreaktor.
- Mempermudah pemantauan kondisi internal tanpa perlu membuka atau
mengganggu operasi.
· Ringan dan Tahan Lama
- Lebih ringan dibandingkan kaca, sehingga lebih mudah dipindahkan
dan dipasang.
- Tahan terhadap benturan dan tidak mudah pecah seperti kaca.
· Ketahanan Terhadap Korosi
- Tahan terhadap banyak bahan kimia, termasuk larutan yang mungkin
digunakan dalam proses bioreaktor.
· Kemudahan Pemrosesan
- Mudah dibentuk dan dipotong sesuai kebutuhan desain bioreaktor.
- Dapat disambung atau dipasang dengan komponen lain menggunakan perekat khusus atau sambungan mekanis.
- Akrilik tidak tahan terhadap suhu tinggi seperti beberapa plastik
lainnya (misalnya, polikarbonat atau polipropilena).
- Tidak cocok untuk aplikasi yang memerlukan sterilisasi suhu tinggi
atau autoklaf.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar