Apakah Reaktor dari Material Akrilik Dapat Disterilisasi Uap Dengan Suhu Tinggi ?

Tabung akrilik tidak ideal untuk sterilisasi uap pada suhu tinggi, seperti 100°C atau lebih, karena akrilik memiliki batas ketahanan panas yang relatif rendah dibandingkan dengan bahan lain seperti kaca atau baja tahan karat. Berikut adalah beberapa pertimbangan terkait ketahanan akrilik terhadap sterilisasi uap pada suhu tinggi:

1. Sifat Termal Akrilik

• Suhu Transisi Gelas (Tg): Suhu transisi gelas akrilik adalah sekitar 105°C, yang berarti bahwa pada suhu mendekati atau melebihi ini, akrilik mulai melunak, mengalami deformasi, dan kehilangan kekuatannya.
• Pemuaian Termal: Pada suhu mendekati 100°C, akrilik akan mengalami ekspansi termal, yang bisa menyebabkan retak atau deformasi jika proses pemanasan atau pendinginannya tidak dilakukan dengan sangat hati-hati.

2. Ketahanan Terhadap Sterilisasi Uap

• Sterilisasi Uap pada 100°C: Akrilik dapat terpengaruh oleh uap panas pada suhu 100°C. Meski mungkin bisa bertahan untuk jangka waktu singkat, jika terlalu lama terkena suhu tersebut, risiko deformasi, retak, atau kerusakan struktural akan meningkat.
• Sterilisasi Uap pada Tekanan Tinggi (Autoclave): Pada suhu yang lebih tinggi, seperti yang digunakan dalam autoclave (121°C atau lebih tinggi), akrilik akan melewati titik transisi gelasnya dan kemungkinan besar akan rusak atau berubah bentuk secara signifikan.

3. Alternatif Sterilisasi untuk Akrilik

Untuk menjaga integritas tabung akrilik, metode sterilisasi alternatif dapat dipertimbangkan:

• Sterilisasi Kimia: Menggunakan bahan kimia seperti etanol 70%, hidrogen peroksida, atau larutan desinfektan khusus yang aman untuk akrilik.
• Sterilisasi Sinar UV: Sinar ultraviolet dapat digunakan untuk mensterilkan permukaan akrilik, terutama dalam aplikasi sterilitas rendah atau non-kritis.
• Sterilisasi Gas: Gas seperti etilen oksida atau ozon dapat digunakan untuk mensterilkan material tanpa merusak struktur akrilik.

4. Penggunaan Akrilik dalam Bioproses

Jika sterilisasi uap sangat diperlukan dalam aplikasi bioproses yang Anda lakukan, Anda mungkin perlu mempertimbangkan untuk mengganti tabung akrilik dengan bahan lain yang tahan suhu tinggi, seperti kaca borosilikat atau stainless steel, yang tahan terhadap suhu dan tekanan yang lebih ekstrem selama proses sterilisasi uap.

Secara keseluruhan, akrilik tidak cocok untuk sterilisasi uap pada suhu 100°C atau lebih tinggi, terutama jika harus digunakan dalam autoclave. Jika sterilisasi kimia atau metode suhu rendah dapat diterapkan, tabung akrilik masih dapat digunakan tanpa risiko deformasi atau kerusakan.

Pilihan Beberapa Desain Fotobioreaktor

Fotobioreaktor untuk ganggang (alga) memiliki beberapa desain yang bergantung pada kebutuhan produksi dan efisiensi pertumbuhan ganggang. Berikut adalah beberapa desain umum fotobioreaktor untuk alga:

Beberapa Desain Fotobioreaktor

1. Fotobioreaktor Kolom (Tubular Photobioreactor)

• Deskripsi: Fotobioreaktor berbentuk tabung panjang, biasanya dibuat dari tabung transparan seperti akrilik atau kaca. Tabung ini bisa diatur secara vertikal atau horizontal.
• Keunggulan: Penyerapan cahaya yang baik karena permukaan yang luas; cocok untuk skala besar.
• Kekurangan: Biaya pembuatan dan perawatan bisa mahal, serta membutuhkan pompa untuk mengalirkan kultur dan gas (CO2 dan oksigen).

2. Fotobioreaktor Panel Datar (Flat Panel Photobioreactor)

• Deskripsi: Reaktor berbentuk panel datar, di mana ganggang tumbuh dalam lapisan tipis di dalam ruang antara dua panel transparan.
• Keunggulan: Distribusi cahaya yang merata, kontrol yang baik terhadap kondisi lingkungan.
• Kekurangan: Risiko penumpukan panas, sehingga sering memerlukan sistem pendinginan.
• 
  

  

  Flat Panel Fotobioreaktor

  
  

3. Fotobioreaktor Tangki Stagnan (Stirred Tank Photobioreactor)

• Deskripsi: Menggunakan tangki tertutup dengan sistem pengaduk untuk menjaga agar kultur tetap homogen dan terkena cahaya secara merata.
• Keunggulan: Sederhana dalam desain, mudah dikontrol, cocok untuk eksperimen laboratorium.
• Kekurangan: Efisiensi cahaya rendah karena area permukaan terhadap volume yang kecil.

4. Fotobioreaktor Spiral (Helical Photobioreactor)

• Deskripsi: Menggunakan tabung transparan yang disusun melingkar seperti spiral untuk meningkatkan panjang lintasan cahaya.
• Keunggulan: Area permukaan yang tinggi, meningkatkan efisiensi penyerapan cahaya.
• Kekurangan: Sulit untuk dibuat dan dirawat, membutuhkan pengendalian suhu yang lebih ketat.

5. Fotobioreaktor Bilik Udara (Air-Lift Photobioreactor)

• Deskripsi: Reaktor ini menggunakan aliran udara untuk mencampur dan menyediakan aerasi bagi kultur alga. Sistem ini biasanya tidak memiliki bagian bergerak.
• Keunggulan: Hemat energi karena tidak memerlukan pengaduk mekanis; perawatan mudah.
• Kekurangan: Kontrol distribusi cahaya yang tidak optimal jika tidak diatur dengan baik.

6. Fotobioreaktor Membran (Membrane Photobioreactor)

• Deskripsi: Menggunakan membran semi-permeabel untuk memisahkan kultur dari cairan atau gas, memberikan lingkungan yang lebih terkontrol.
• Keunggulan: Cocok untuk proses pemurnian bioproduk seperti biofuel atau bahan farmasi dari alga.
• Kekurangan: Lebih kompleks dan mahal dibandingkan desain lain.

7. Fotobioreaktor Open Pond (Kolam Terbuka)

• Deskripsi: Meski bukan reaktor tertutup, open pond atau kolam terbuka sering digunakan dalam skala besar. Ini adalah kolam dangkal terbuka yang mendapatkan cahaya matahari langsung.
• Keunggulan: Sangat murah dan sederhana.
• Kekurangan: Sulit dikendalikan (terutama terhadap kontaminasi dan suhu); efisiensi cahaya rendah.

Fotobioreaktor berbentuk tabung atau kolom biasanya lebih banyak digunakan dalam produksi skala besar, sedangkan flat panel lebih sering digunakan untuk penelitian karena kemudahan kontrol kondisi pertumbuhan. Desain optimal biasanya bergantung pada kebutuhan spesifik, seperti skala produksi, jenis alga, dan produk akhir yang diinginkan.

Kontaminasi Ganggang Non Target pada Kolom Fotobioreaktor

Pada fotobioreaktor yang digunakan untuk memanen ganggang tertentu, ganggang lain (termasuk lumut ganggang atau mikroalga yang tidak diinginkan) juga bisa tumbuh jika kondisinya sesuai. 

Kolom Akrilik Fotobioreaktor

Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor:

1. Kontaminasi:

• Ganggang yang tidak diinginkan bisa masuk ke fotobioreaktor melalui udara, air, atau alat yang tidak steril. Sekali masuk, ganggang ini bisa bersaing dengan strain ganggang yang ingin dipanen, terutama jika lingkungan fotobioreaktor memberikan kondisi yang sesuai (cahaya, nutrisi, dan CO₂).

2. Persaingan Nutrisi:

• Ganggang atau lumut ganggang lain yang tidak diinginkan bisa mengambil nutrisi yang seharusnya digunakan oleh ganggang target, sehingga mempengaruhi pertumbuhan dan hasil panen ganggang yang diinginkan. Pertumbuhan ganggang yang tidak diinginkan juga bisa mengurangi efisiensi produksi.

3. Perubahan Kondisi Lingkungan:

• Jika kondisi di dalam fotobioreaktor berubah, misalnya dalam hal tingkat pH, intensitas cahaya, atau nutrisi, ini dapat memberikan kesempatan bagi ganggang lain untuk tumbuh. Beberapa jenis ganggang lebih toleran terhadap variasi lingkungan, sehingga mereka dapat berkembang ketika kondisi tidak ideal untuk ganggang target.

4. Cross-Contamination dari Sebelumnya:

• Jika fotobioreaktor tidak dibersihkan dan disterilkan dengan benar antara siklus panen, ganggang dari siklus sebelumnya, atau spesies ganggang lain yang tidak diinginkan, dapat tumbuh kembali dan mengganggu hasil panen berikutnya.

Cara Mencegah Pertumbuhan Ganggang Lain di Fotobioreaktor:

1. Sterilisasi yang Ketat:
   Pastikan semua peralatan, air, dan media kultur yang digunakan di fotobioreaktor disterilisasi dengan baik untuk mencegah kontaminasi awal dari ganggang lain. Ini bisa dilakukan dengan autoklaf, sinar UV, atau sterilisasi kimia.
2. Penggunaan Filter Udara:
   Fotobioreaktor sering menggunakan udara yang diperkaya dengan CO₂ untuk mendukung pertumbuhan ganggang. Pastikan udara yang masuk melalui filter untuk mencegah spora atau partikel dari ganggang lain masuk.
3. Pengendalian Kondisi Lingkungan:
   Pastikan bahwa kondisi seperti cahaya, suhu, pH, dan nutrisi dipantau dan diatur agar hanya sesuai untuk pertumbuhan ganggang target. Lingkungan yang sangat spesifik bisa membatasi pertumbuhan ganggang yang tidak diinginkan.
4. Penyaringan Berkala:
   Lakukan penyaringan dan pemantauan berkala terhadap kultur ganggang untuk memastikan bahwa ganggang lain tidak tumbuh atau mengambil alih. Jika ditemukan ganggang kontaminan, langkah-langkah penanganan segera bisa diambil.

Kesimpulan:

Ganggang atau lumut ganggang lain bisa hidup dan tumbuh di fotobioreaktor jika terjadi kontaminasi atau kondisi lingkungan mendukungnya. Pengendalian ketat terhadap lingkungan dan sterilisasi adalah kunci untuk memastikan hanya ganggang target yang tumbuh di dalam fotobioreaktor.

Kami menerima jasa pembuatan tabung akrilik custom berbahan akrilik lembaran untuk berbagai keperluan. Klik di sini.

Cara Sterilisasi Tabung Akrilik Untuk Persiapan Pada Penggunaan Reaktor Bioproses

    Beberapa kustomer yang memesan bioreaktor dengan material tabung akrilik menanyakan bagaimana cara sterilisasi tabung akrilik yang aman, terutama jika digunakan dalam bioproses sehingga tidak merusak akrilik. Sterilisasi adalah kegiatan pembersihan atau pemusnahan organisme atau biota yang tidak dikehendaki dari suatu kegiatan budidaya.

Custom Tabung Akrilik

Berikut adalah beberapa metode sterilisasi yang aman untuk tabung akrilik:

1. Sterilisasi dengan Alkohol Isopropil (70%)

Menggunakan isopropil alkohol dengan konsentrasi 70% adalah cara yang efektif untuk membunuh bakteri dan jamur tanpa merusak akrilik. Anda bisa menyemprotkan atau mengusap permukaan tabung dengan alkohol isopropil, lalu biarkan menguap di udara. Hindari alkohol dengan konsentrasi lebih tinggi karena dapat menyebabkan retakan atau kerusakan pada permukaan akrilik dalam jangka panjang.

2. Sterilisasi dengan Sinar UV

Sterilisasi menggunakan sinar ultraviolet (UV) adalah cara yang sangat aman untuk akrilik karena tidak melibatkan bahan kimia atau panas yang berlebihan. Lampu UV dapat menghancurkan bakteri, virus, dan jamur dengan merusak DNA mereka. Pastikan paparan sinar UV merata dan sesuai durasi yang direkomendasikan untuk efisiensi yang maksimal.

3. Penggunaan Hidrogen Peroksida (3%)

Hidrogen peroksida dengan konsentrasi 3% bisa digunakan untuk sterilisasi. Semprotkan larutan ini ke dalam tabung dan biarkan selama beberapa menit sebelum dibilas dengan air steril. Pastikan hidrogen peroksida tidak terlalu lama bersentuhan dengan permukaan akrilik untuk menghindari potensi kerusakan.

4. Penggunaan Etilen Oksida (ETO)

Sterilisasi menggunakan etilen oksida adalah metode yang aman untuk plastik seperti akrilik. Ini sering digunakan dalam industri medis untuk mensterilkan alat-alat sensitif yang tidak tahan panas. Proses ini memerlukan peralatan khusus dan dilakukan di fasilitas yang aman, karena ETO adalah gas yang beracun jika tidak ditangani dengan benar.

5. Sterilisasi dengan Autoklaf (TIDAK Disarankan)

Autoklaf yang menggunakan uap panas bertekanan sangat umum untuk sterilisasi alat medis berbahan logam atau kaca. Namun, metode ini tidak disarankan untuk akrilik karena suhu tinggi dapat menyebabkan deformasi, keretakan, atau bahkan melelehkan akrilik.

6. Pembersihan dengan Larutan Hipoklorit (Pemutih)

Larutan pemutih (natrium hipoklorit) dengan konsentrasi rendah (sekitar 0,5%) bisa digunakan untuk membunuh mikroorganisme. Semprotkan atau rendam tabung dalam larutan ini selama beberapa menit, lalu bilas dengan air steril. Hindari konsentrasi yang terlalu tinggi atau paparan terlalu lama karena bisa merusak akrilik.

7. Pembersihan dengan Uap Dingin atau Fogging

Metode ini menggunakan uap dingin dari larutan disinfektan seperti hidrogen peroksida yang diproses menjadi uap halus. Metode ini aman untuk akrilik karena tidak menggunakan suhu tinggi atau bahan kimia keras yang bisa merusak permukaan.

8. Pembilasan dengan Air Distilasi atau Steril

Setelah menggunakan metode sterilisasi apa pun, penting untuk membilas tabung dengan air distilasi atau air steril untuk memastikan tidak ada residu kimia yang tertinggal, yang dapat mempengaruhi bioproses atau merusak tabung dalam jangka panjang.

Hal yang Harus Dihindari:

• Suhu Tinggi: Akrilik sensitif terhadap panas, jadi hindari sterilisasi dengan metode panas seperti autoklaf.
• Alkohol dengan Konsentrasi Tinggi: Menggunakan alkohol lebih dari 70% bisa merusak akrilik dalam jangka panjang.
• Bahan Kimia Abrasif: Jangan menggunakan pembersih berbasis amonia, aseton, atau bahan abrasif lainnya yang bisa membuat permukaan akrilik retak atau kusam.

Metode-metode ini bisa digunakan dengan aman untuk sterilisasi tabung akrilik tanpa mengurangi kekuatan atau kualitas materialnya.