Bioaugmentasi dalam Pengolahan Limbah

Bioaugmentasi merupakan proses penambahan produk bakteri ke dalam air limbah untuk menambah efisiensi proses biologis. Fermentasi merupakan salah satu bentuk dari bioaugmentasi. Fermentasi jus terpasteurisasi dapat diawali dengan penambahan sendimen dasar yang diperoleh dari proses batch anggur yang baik.

Kultur mikroba sekarang banyak digunakan dalam tempat pembuatan bir, perusahaan susu, tempat produksi obat-obatan dan industri-industri lainnya. Pengetahuan tentang organisme spesifik yang dapat tumbuh optimal pada kondisi tertentu dapat bermanfaat dalam menghasilkan produk ataupun hasil. Seperti contohnya, dengan pengguanaan kultur awalan yang berbeda, sebuah industri susu dapat memproduksi bermacam-macam produk keju dari produk susu yang sama.

Selain itu, kultur mikroba dapat berguna dalam proses pengolahan air limbah meskipun kondisi yang telah teridentifikasi dengan baik sangat jarang dilakukan dalam pengolahan limbah. Air limbah merupakan campuran material kompleks dan membutuhkan berbagai varietas kultur mikroba untuk pengolahan. Karena kondisi [ertumbuhan dari kultur ini sangat bervariasi, hasil yang dihasilkan dalam proses bioaugmentasi tidak dapat diprediksi dengan mudah.

Bubuk kering ataupun suspensi cair  merupakan hasil dari kebanyakan dari proses augmentasi. Beberapa produk dapat berbentuk sebuah pasta. Produk bubuk kering diproduksi kebanyakan dari proses pengeringan dengan udara. Lyophilization merupakan proses pengeringan pada kondisi dingin. Namun proses ini jarang digunakan karena biaya yang dibutuhkan cukup banyak dibanding dengan proses lainnya.

Suspendi cair diproduksi dengan pertumbuhan  bakteri dalam media cair dengan penambahan agen stabilisasi untuk mendukung kelangsungan hidup dari bakteri. Bubuk kering lebih stabil daripada suspensi cair.

Kebanyakan dari produk bioaugmentasi harus disimpan dalam temperatur antara 4 sampai 32 derajat celcius. Sedangkan produk kering dapat mengadsorp uap dengan cepat dan harus diisolasi dari lingkungan agar hal itu tidak terjadi. Untuk kebanyakan pasta disimpan dalam kulkas.

Kebanyakan dari produk efektif bioaugmentasi tidak akan mudah saat konsentrasi bakterinya tinggi. Industri dari produk bioaugmentasi bergantung pada bakteri dengan spesies yang berbeda-beda. Ada 2 genera bakteri yang umumnya ditemukan dalam produksi bioaugmentasi yaitu Pseudomonas dan Bacillus. Penggunaan produk bioaugmentasi dapat menjadi cukup murah apabila dalam proses pengolahannya berjalan secara efisien.

Pencernaan aerobik tersusun dari 2 proses yang berbeda, pada umumnya berhubungan dengan tahap pertama dan kedua. Proses tahap pertama yaitu proses pemecahan padatan dan produksi dari asam volatil. Proses tahap kedua yaitu konsumsi dari asam volatil oleh pasangan bakteri metanogenik dengan memproduksi metana dan gas karbondioksida. Jika dalam produk bioaugmentasi tidak mengandung bakteri metanogenik, produksi akan meningkat karena hasil asam volatil yang lebih banyak yang dapat dikonsumsi pada reaksi tahapan kedua.

Ada 2 genera bakteri yang mampu mengubah amonium menjadi nitrit dan mengubah nitrit menjadi nitrat yaitu Nitrosomonas dan Nitrobacter, tepatnya. Akan tetapi kehadiran 2 genera bakteri ini tidak menjamin proses nitrifikasi dapat berlangsung.

Berikut beberapa kondisi lingkungan yang mampu mempengaruhi proses nitrifikasi :

a. Konsentrasi substrat atau amonium sulfat.

b. Konsentrasi oksigen terlarut.

c. Konsentrasi alkalinitas bikarbonat.

d. Konsentrasi bakteri nitrifikasi.

e. Waktu tinggal hidraulik.

f. Temperatur limbah.

Banyak produk bioaugmentasi mengandung bakteri tanah yang termutasi. Pada kondisi alami, mutasi terjadi dalam tingkatan rendah. Prose mutasi ini dapat dipercepat melalui aplikasi dari spesifik teknik, hasilnya :

a. Tidak terlihat jelas perubahan dalam aktivitas mikroba.

b. Eliminasi dari aktivitas spesifik.

c. Reduksi dari aktivitas spesifik.

d. Kenaikan dari aktivitas spesifik.

e. Pembentukan dari aktivitas total terbaru, namun jarang terjadi.

Read More

Enzim sebagai biokatalasator

Enzim ditemukan pertama kali oleh Hans Buchner dan saudara laki-lakinya, Eduard. Enzim biasa disebut sebagai katalis. Enzim adalah perantara dalam proses metabolisme, bertanggung jawab atas semua reaksi kimia yang terjadi dalam sel.

Sifat2 enzim yaitu bahwa enzim dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit,tidak mengubah kereversibelan reaksi selama reaksi sedang berlangsung, tidak mempunyai efek terhadap reaksi termodinamika. Poin terakhir sangat penting, karena menjelaskan bahwa enzim tidak menyuplai energi dari reaksi kimia. Sebagai katalis enzim hanya bisa mempercepat reaksi menuju keadaan kesetimbangan.

Kerja enzim sangat spesifik terhadap suatu reaktan yang mereka ikat dan mengatalis reaksinya. Reaktan yang diikat oleh enzim disebut substrat. Enzim juga sebagai penentu arah jalur metabolik, dan membuat reaksi-reaksi yg terjadi lebih teratur.

Dalam reaksi kimia biasanya membutuhkan energi aktivasi untuk memutuskan ikatan dalam jumlah besar. Disanalah manfaat dari suatu enzim yaitu menurunkan energi aktivasi yang dibutuhkan dalam reaksi, tanpa terjadi reaksi antara enzim dan reaktan. Sehingga dengan itu dalam suatu reaksi hanya membutuhkan energi pengaktifan yang sedikit dibanding tanpa adanya bantuan enzim. Hal ini karena enzim membuat reaktan lebih aktif daripada keadaan sebelumnya.

Enzim itu tidak merubah ketetapan kesetimbangan suatu reaksi, akan tetapi hanya memepercepat suatu reaksi menuju keadaan kesetimbangan.

Ketika reaktan berada dalam ujung puncak energi dan siap untuk berubah menjadi produk, hal itu dinamakan keadaan transisi.

Sebagai katalis, enzim memepercepat proses pemutusan ikatan dan pengikatan suatu senyawa.

Enzim dalam suatu reaksi hanya membentuk reaksi antara dengan membentuk sebuah kompleks dengan reaktan.

Setelah itu enzim kembali ke bentuk sebelumnya tanpa ada perubahan sedikitpun.

Bagian dari enzim yang mengikat substrat secara langsung dinamakan bagian aktif.

Ikatan antara substrat dan enzim diatur dengan beberapa interaksi non-kovalen yang ditentukan oleh struktur dari protein itu sendiri.

Struktur dari bagian aktif terhitung tidak hanya untuk aktivitas katalis dari enzim, akan tetapi juga untuk terspesifikasi.

Read More