Jurnal Teknik Kimia Vol. 27, No. 2, 2021, 46-53 e-ISSN: 2721-4885 DOI: https://doi.org/10.36706/jtk.v27i1.95 Online at http://ejournal.ft.unsri.ac.id/index.php/jtk
Validasi proses kristalisasi dekstrosa monohidrat kualitas mikrobiologi sistem batch pada skala bench

## Validation of microbiology dextrose monohydrate crystallization process with batch system at bench scale
Didik Sudarsono*, Eriawan Rismana, Sri M. Suharno, Lely Khojayanti, Bambang Srijanto
Pusat Teknologi Farmasi dan Medika, Organisasi Riset Pengkajian dan Penerapan Teknologi, Badan Riset dan Inovasi Nasional, Tangerang Selatan - Indonesia *Email: didik.sudarsono@brin.go.id , didik.sudarsono@bppt.go.id

## Abstrak
Validasi proses kristalisasi telah dilakukan untuk produksi Dekstrosa Monohidrat (DMH) kualitas mikrobiologi yang  mempunyai  kemurnian  tinggi  secara  sistem batch pada  skala bench kapasitas  3  -  4  kg  produk.  DMH tersebut  banyak  digunakan  sebagai  bahan  kimia  di  laboratorium  dan  industri  khususnya    di  bidang mikrobiologi, bioteknologi dan biofarmasi. Penelitian ini bertujuan untuk memvalidasi proses kristalisasi DMH kualitas  mikrobiologi  secara  sistem batch .  Validasi  proses  yang  dilakukan  adalah  meliputi  tahapan  pelarutan bahan  baku,  kristalisasi,  sentrifugasi  dan  pengeringan  serta  analisis  produk.  Dalam  penelitian  ini,  proses kristalisasi dilakukan dengan parameter profil penurunan suhu secara linier, penambahan seed sebanyak 0,5% , kecepatan  pengadukan  50  rpm  dan  waktu  kristalisasi  72  jam.  Hasil  validasi  proses  produksi  DMH  kualitas mikrobiologi  telah  dilakukan  sebanyak  3  kali  ulangan  dengan yield masing-masing  adalah  54,62%,  55,66% dan  56,85%.  Parameter  kualitas  produk  ditunjukkan  oleh  kemurnian  DMH (HPLC Area  % ) masing-masing adalah 99,53%, 99,61% dan 99,15 % serta parameter lainnya yang sudah memenuhi persyaratan sesuai standar produk yang ada di pasar.
Kata kunci : dekstrosa monohidrat, kristalisasi, kualitas mikrobiologi, skala bench, validasi

## Abstract
Validation  of  batch  crystallization  process  had  been  done  to  produce  microbiology  Dextrose  Monohydrate (DMH)  that  has  a  high  purity  at  bench  scale  with  3-4  kg  product  capacity.  It  can  be  used  as  chemical  in laboratories  and  industries  especially  in  microbiology,  biotechnology  and  biopharmaceuticals.  This  study aimed  to  validate  production  process  of  microbiology  DMH  in  batch  system.The  validation  process  stages carried  out  are  dissolving  raw  materials,  crystallization,  centrifugation,  drying  and  product  analysis.  In  this research, crystallization process was done with linier cooling temperature profile, adding seed 0.5%, agitation velocity 50 rpm and  crystallization interval with 72 hour  . Validation of microbiology dextrose monohydrate production  was  done  3  times  with  yield  54.62%,  55.66  %  and  56.85%,  respectively.  Product  quality parameters indicated by the purity of DMH (HPLC Area%) were 99.53%, 99.61% and 99.15% respectively, as well as other parameters that meet the requirements according to market product standards.
Keywords : bench scale, crystallization, dextrose monohydrate, microbiology grade, validation

## 1.   PENDAHULUAN
Kristalisasi  merupakan  salah  satu  tahapan proses  utama  di  industri  makanan,  farmasi  dan
kimia yang digunakan untuk proses pemurnian atau pembentukan  sekaligus  pemisahan  kristal  padatan dari  cairannya.  Kristalisasi  adalah  suatu  kondisi
proses  dimana  fasa  padatan  terbentuk  dari  fasa liquid  saat  kondisi  lewat  jenuh  ( supersaturated ). Proses pembentukan fasa padatan akan berlangsung terus hingga larutan mencapai keadaan kesetimbangan  atau  kondisi  jenuh  ( saturated ).
Perbedaan  potensial  kimia  kristal  antara  larutan lewat  jenuh  dan  larutan  jenuh  merupakan  gaya dorong  terbentuknya  kristal  (Widenski,  dkk., 2011).
Dekstrosa  monohidrat  (DMH)  merupakan bahan  kimia  yang  banyak  digunakan  di  industri. Jenis  DMH  yang  memiliki  kemurnian  tinggi dikenal  sebagai  kualitas  mikrobiologi  dan  pro analisis  dan  kedua  jenis  bahan  kimia  tersebut memiliki  nilai  jual  yang  lebih  tinggi  dibandingkan kualitas  pangan  dan  farmasi.  DMH  mikrobiologi memiliki  nilai  ekonomi  dan  potensi  pasar  yang lebih  besar  dibandingkan  kualitas  pro  analisis karena  banyak  digunakan  sebagai  bahan  kimia  di laboratorium  dan  industri  khususnya  pada  bidang mikrobiologi, bioteknologi dan biofarmasi.
DMH mikrobiologi dapat dihasilkan melalui proses  kristalisasi  larutan  glukosa  dengan  kadar brix dan  Dekstrosa  Ekivalen  (DE)  yang  tinggi (Markande,  dkk.,  2012a).  Larutan  glukosa  tersebut dihasilkan melalui proses hidrolisis dan sakarifikasi berbagai  pati  seperti  pati  singkong,  pati  sagu  dan pati jagung dengan menggunakan enzim α-amilase, glukoamilase  dan  pullulanase  (Johnson  R,  dkk., 2009;  Silva,  dkk.,  2010;  Kartika,  dkk.,  2019; Mardawati,  2019).  Hasil  hidrolisis  dan  sakarifikasi kemudian  diproses  lebih  lanjut  melalui  tahapan pemurnian  dengan  karbon  aktif  dan  resin  penukar ion  serta  dilanjutkan  dengan  proses  evaporasi (Suharno, dkk., 2020). Selain itu DMH mikrobiologi  dapat  juga  dihasilkan  melalui  proses rekristalisasi  menggunakan  bahan  baku  kristal glukosa kualitas farmasi atau pangan.
Tahapan  proses  yang  dilakukan  pada produksi  DMH  mikrobiologi  adalah  pelarutan bahan baku, kristalisasi, sentrifugasi, granulasi dan pengeringan.  Proses  pelarutan  bahan  baku  kristal glukosa  dilakukan  menggunakan  air reverse osmosis (RO)  untuk  mendapatkan  larutan  glukosa dengan  konsentrasi  dan brix yang  tinggi.  Proses kristalisasi  dilakukan  dengan  mengkondisikan larutan  glukosa  pada  kondisi  konsentrasi  lewat jenuh  di  suhu  tertentu  serta  adanya  penambahan seed .
Dalam  proses  kristalisasi  DMH,  profil penurunan  suhu  secara  linier  umum  digunakan untuk  mencapai  kondisi  sistem  suhu  terkontrol (Markande,  dkk.,  2012a;  Suharno,  dkk.,  2020). Penggunaan  profil  penurunan  suhu  tersebut  dapat mengontrol kondisi supersaturasi sehingga terjadinya  pertumbuhan  inti  kristal  akan  lebih sedikit.  Proses  sentrifugasi  pada  kecepatan  1.280 rpm  digunakan  untuk  memisahkan  kristal  yang terbentuk  dengan mother  liquor- nya.  Proses pengeringan terfluidisasi menggunakan alat
Fluidized Bed Dryer (FBD ) dengan cara mengalirkan udara panas melewati produk digunakan  untuk  menurunkan  kadar  air  (Kartika, dkk.,  2019).  Kristal  DMH  yang  telah  kering kemudian dilakukan proses penyeragaraman ukuran dengan menggunakan granulator.
Berdasarkan kajian pustaka, beberapa penelitian proses kristalisasi DMH banyak dilakukan  pada  skala  laboratorium  (Markande, dkk.,  2012a,  (Markande,  dkk.,  2012b,  Kartika, dkk.,  2019).  Pada  penelitian  ini  dilakukan pengembangan  proses  kristalisasi  sistem batch pada  skala bench kapasitas  3-  4  kg  produk.  Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk memvalidasi keseluruhan  tahapan  proses,  khususnya  proses kristalisasi  pada  produksi  DMH  mikrobiologi sistem tersebut.
Validasi proses kristalisasi tersebut diperlukan  sebelum  teknologi  dikembangkan  atau diaplikasikan  pada  skala  pilot  atau  skala  industri. Hal  ini  bertujuan  untuk  memastikan  bahwa teknologi yang digunakan dapat diaplikasikan pada skala  yang  lebih  besar  atau  komersial.  Tujuan  dari validasi  ini  adalah  untuk  memastikan  keefektifan setiap  tahapan  proses  produksi  yang  ditandai dengan keterulangan hasil proses yang baik.

## 2.   METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1. Alat dan Bahan
Peralatan  yang  digunakan  dalam  proses validasi  produksi  DMH  kualitas  mikrobiologi adalah  kristalisator,  sentrifugator,  granulator  dan pengering skala bench yang  berada  di  LTFM, LABTIAB  –  BRIN.  Alat  kristalisator  mempunyai kapasitas  30  liter  dan  dilengkapi sistem double jacket ,  pengaduk  jangkar helix dengan  posisi vertikal,  utilitas  pemanas  untuk  mensuplai  air pemanas,  kran  air  pendingin  dan  termostat  yang terprogram  untuk  kontrol  suhu.  Jenis  sentrifugator yang digunakan adalah tipe basket centrifuge yang dilengkapi  dengan  kain  wadah  sampel  ukuran  100 mesh.  Granulator  yang  digunakan  dilengkapi dengan saringan stainless steel berukuran 16 mesh.
Jenis  pengering  yang  digunakan  adalah Fluidized Bed  Dryer (FBD)  yang  dilengkapi  pemanas  udara dan blower serta filter udara.
Bahan  yang  digunakan  sebagai  bahan  baku adalah Dekstrosa Monohidrat (DMH) yang telah di produksi di LTFM  – BRIN dengan  kadar DE rata- rata 98,52%. Bahan baku DMH  tersebut  kemudian dilarutkan  menjadi  larutan  glukosa  hingga brix = 70  ±  2.  Sedangkan seed yang  digunakan  adalah kristal  DMH  produk  PT.  Sorini  Agro  Asia Corporindo  Tbk.  dengan  kemurnian  99,13%. Seed kristal dilakukan perlakuan awal berupa pengayakan  untuk  menghilangkan  kristal-kristal kecil  sehingga  didapatkan  ukuran  partikel  berkisar 100  –  250  μm.  Tujuan  proses  pengayakan  adalah untuk  menghasilkan seed kristal  dengan  ukuran
distribusi  yang  lebih  merata  (Srisa-Nga  S,  dkk., 2006).
2.2. Proses Kristalisasi Batch
Proses  kristalisasi  DMH  secara batch dilakukan  merujuk pada  metode  yang dilakukan  di penelitian  sebelumnya  pada  skala  laboratorium (Widenski,  dkk.,  2011;  Acevedo  dan  Nagy,  2014; Jha,  dkk.,  2017).  Proses  kristalisasi  sistem batch menggunakan  bahan larutan  glukosa  juga  telah dipelajari  oleh  beberapa  peneliti  sebelumnya (Flood,  dkk.,  2012;  Markande,  dkk.,  2012a; Markande, dkk.,  2012b; Liu, dkk.,  2014; Langrish, dkk., 2015; Kartika, dkk., 2019).
Pada  penelitian  ini,  konsentrasi  larutan glukosa  diatur  dan  dibuat  hingga  mencapai brix 70%.  Proses  kristalisasi  sistem batch dilakukan dengan  kondisi  adanya  penambahan  kristal seed sebanyak 0,5%  dan  penurunan  suhu  larutan  dari
40 o C  hingga  32 o C  selama  72  jam.  Penambahan seed kristal  DMH  dilakukan  di  periode  awal kristalisasi pada suhu 40 o C. Pengadukan saat proses kristalisasi  dilakukan  dengan  kecepatan  50  rpm untuk  memastikan  semua seed tersuspensi  dengan baik  dan  perpindahan  panas  dapat  terdistribusi dengan  baik  pada  semua  bagian slurry .  Selain  itu, proses kristalisasi yang berlangsung juga menggunakan  profil  penurunan  suhu  secara  linier seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  1  (Markande, dkk.,  2012a).  Selanjutnya  proses  sentrifugasi digunakan  untuk  memisahkan  kristal  DMH  dari mother  liqour dan  kemudian  proses  pengeringan dengan  metode  fluidisasi bed menggunakan  udara yang  dipanaskan  pada  suhu  50 o C  selama  1  jam serta tahapan proses granulasi untuk menyeragamkan ukuran kristal.
Gambar 1. Profil penurunan suhu linier dalam proses kristalisasi batch

## 2.3. Analisis Produk
Untuk  mengetahui  kualitas  produk,  maka terhadap  DMH  mikrobiologi  yang  telah  dihasilkan dilakukan  pengujian  parameter  kemurnian,  rotasi optik spesifik, kadar logam Pb, Cu, Fe dan As, nilai DE, kadar air, sulfat, klorida dan kelarutan. Analisa kemurnian  dekstrosa  dilakukan  menggunakan  alat HPLC  dengan  metode  yang  mengacu  pada  standar United  Stated  Pharmacopeia (USP)  40  dengan menggunakan  kolom  SUGAR  SC1011  8mm  ID  x 300 mm, fasa gerak Aqua pro injection 100%, suhu kolom  oven  80 o C,  laju  alir  1,0  mL  per  menit  dan detektor Refractive Index suhu 40 o C. Analisa rotasi optik  spesifik  dilakukan  dilakukan  mengacu  pada metode United  Stated  Pharmacopeia (USP)  40 dengan  menggunakan  alat  polarimeter  pada panjang  gelombang  598  nm,  suhu  25 o C,  panjang tabung  10  cm    dan  konsentrasi  1,0  g/100  mL. Sementara itu, kadar logam Pb, Cu, Fe dan As diuji dengan  menggunakan  alat Inductively  Coupled Plasma (ICP).
Nilai  Dekstrosa  Ekivalen (DE)  dilakukan
menggunakan metode Luff-Schoorl dengan mengacu pada standar SNI. Pertama, sampel DMH
dilarutkan  hingga  konsentrasi  10.000  ppm  dan larutan sampel diambil sebanyak 5 mL. Kemudian, ditambahkan  25  mL  larutan Luff-Schoorl dan  15 mL  air  RO.  Larutan  tersebut  dididihkan  dan direfluks  selama  10  menit,  lalu  didinginkan. Larutan sampel ditambahkan 15 mL Kalium Iodida (KI)  20%,  25  mL  Asam  Sulfat  (H 2 SO 4 )  25%  dan Amilum  0,5%  sebanyak  3  tetes.  Lalu,  larutan sampel  dititrasi  dengan  larutan  Natrium  Tiosulfat Pentahidrat  (Na 2 S 2 O 3 5  H 2 O)  0,1  N.  Kemudian dihitung menggunakan persamaan 1 (Kartika, dkk., 2019).
(1)
Dimana  W 1 yaitu  berat  glukosa  (mg)  yang dihitung  dari  perkalian  volume  (mL)  dengan konsentrasi  Na 2 S 2 O 3 dan  massa  molekul  glukosa serta  faktor  koreksi,  Fp  merupakan  faktor pengenceran  dan  W  merupakan  berat  sampel  atau cuplikan yang dianalisa (mg). Disisi lain, pengujian kadar  air  produk  dilakukan  menggunakan  metode pengujian  Karl  Fischer.  Analisa  parameter  - parameter  lain  seperti  kadar  sulfat,  kadar  klorida,
kelarutan  dan  nilai  pH  terhadap  produk  DMH kualitas mikrobiologi dilakukan berdasarkan metode  USP  dan  Farmakope  edisi  V.  Analisis dilakukan  di  LTFM,  LABTIAB  –  BRIN  dan  lab eksternal PT. Sucofindo (Persero) Tbk.

## 2.4. Analisa Data
Yield kristalisasi  didefinisikan sebagai massa  dekstrosa  yang  dihasilkan  dikurangi  dengan massa  kristal seed yang  ditambahkan  lalu  dibagi dengan  massa  dekstrosa  dalam  larutan  sebelum proses  kristalisasi. Yield kristalisasi  dihitung dengan persamaan 2 (Markande, dkk., 2012) .
(2)
Dimana M C adalah massa kristal DMH yang dihasilkan  selama  proses  kristalisasi,  M S adalah massa  kristal seed yang  digunakan,  M F adalah massa  larutan  umpan  kristalisasi  dan  C C0 adalah konsentrasi  dalam  % brix larutan  dekstrosa  saat awal proses kristalisasi.

## 3.   HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  validasi  proses  kristalisasi  DMH mikrobiologi  telah  dilakukan  dengan  sistem batch sebanyak  tiga  kali  ulangan  (tiga  lot).  Proses kristalisasi  dilakukan  pada  skala bench kapasitas  3 –  4  kg/lot.  Tahapan  keseluruhan  proses  yang dilakukan hingga menghasilkan DMH mikrobiologi adalah pelarutan bahan baku, kristalisasi, sentrifugasi, pengeringan dan granulasi.
Data  variabel  kondisi  dan  hasil  proses produksi  DMH  mikrobiologi  pada  skala bench ditunjukkan  pada  Tabel  1.  Penentuan  parameter kuantitatif  dilakukan  pada  proses  pelarutan  bahan baku  dan  pengeringan. Brix larutan  glukosa  pada proses  pelarutan  bahan  baku  DMH  dengan  air  RO diatur  sekitar  70%  di  kondisi suhu  ruang.  Disisi lain, target kadar air DMH pada proses pengeringan yaitu  sekitar  7,5  –  9,5  %.  Rata  –  rata  nilai Dekstrosa Ekivalen (DE)  bahan baku DMH adalah 97,64%.
Tabel 1. Data Variabel Proses Produksi DMH Mikrobiologi Sistem Batch pada Skala Bench Variabel Proses Lot1 Lot 2 Lot 3 Preparasi Bahan Baku Berat bahan baku (gram) 7.700,00 7.700,00 7.700,00 Nilai DE bahan baku (%) 98,01 98,52 96,31 Berat air RO (gram) 2.050,00 2.200,00 1.800,00 Brix sirup glukosa (%) 70,00 70,20 69,90 Kristalisasi Berat hasil (gram) 9.100,00 9.250,00 8.650,00 Kadar air hasil (%) 29,95 30,10 30,70 Sentrifugasi Berat crude DMH (gram) 4.100,00 4.200,00 4.100,00 Kadar air crude DMH (%) 14,56 16,33 18,56 Berat mother liquor (gram) 4.550,00 4.450,00 4.150,00 Brix mother liquor (%) 58,60 59,30 58,90 Pengeringan Berat produk DMH (gram) 3.650,00 3.700,00 3.500,00 Kadar Air produk DMH (%) 7,35 8,03 8,70 Kadar DE produk DMH (%) 100,34 99,42 100,02
Dalam  validasi  proses  kristalisasi  DMH, bahan  baku  yang  digunakan  berupa  DMH  farmasi sebanyak  7,7  kg  pada  masing  –  masing  lot. Pelarutan  dilakukan  menggunakan  air  RO  dimana jumlah  air  RO  bervariasi  pada  masing-masing  lot bergantung  pada  kadar  air  bahan  baku  DMH  yang digunakan.  Kelarutan  glukosa  dalam  air  akan meningkat  seiring  dengan  kenaikan  suhu  larutan, sehingga pelarutan  bahan  baku  DMH  untuk mencapai brix 70%  dilakukan  dengan  menaikkan suhu  larutan  hingga  80 o C.  Proses  pelarutan  DMH
dilakukan  menggunakan  alat  kristalisator double jacket skala bench .  Pengadukan  dilakukan  untuk membantu kecepatan pelarutan dan mengoptimalkan proses perpindahan panas.
Proses kristalisasi dilakukan dengan kondisi-kondisi  adanya  penambahan seed kristal DMH,  pengadukan  dan  dengan  suhu  terkontrol. Pengadukan  pada  proses  kristalisasi  tersebut dilakukan  pada  kecepatan  rendah  50  rpm  dengan tujuan  agar seed dapat  tersuspensi  dengan  baik pada  larutan  jenuh  glukosa,  kristal  dapat  tumbuh
dengan baik dan mencegah terbentuknya aglomerasi  kristal  serta  distribusi  panas  dapat merata  pada  seluruh  bagian slurry DMH.  Proses kristalisasi  DMH  sistem batch dilakukan  untuk menghindari  konsentrasi  awal  dekstrosa  yang berubah-ubah  pada  umpan  proses  kristalisasi.  Hal tersebut  serupa  dengan  penelitian  yang  dilakukan Markande  dkk,  2012a  yang  menunjukkan  bahwa yield kristal DMH dan kecepatan kristalisasi sangat bergantung pada konsentrasi awal dekstrosa.
Proses  kristalisasi  DMH  sistem batch dilakukan  dengan  metode  pendinginan  terkontrol yakni  dengan  menggunakan  profil  pendinginan suhu  linier  dimana  penurunan  suhu  dimulai  dari suhu 40 o C hingga 32 o C selama 72 jam seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Menurut Bantacut dan Iskandar  (1990),  semakin  rendah  suhu  yang digunakan  maka  kelarutan  dekstrosa  dalam  air semakin rendah, sehingga proses pembentukan inti kristal semakin cepat. Disisi lain, pendinginan yang terkontrol  dapat  mengendalikan  supersaturasi larutan  sehingga  dapat  terjadi  pertumbuhan nukleasi  kristal  daripada  terbentuknya  inti  kristal yang  lebih  banyak,  sehingga  akan  menghasilkan ukuran kristal yang besar.
Morfologi  kristal  produk  yang  dihasilkan telah  diamati  dengan menggunakan  mikroskop. Gambar 2a–2c  menunjukkan  bentuk  kristal produk DMH mikrobiologi  pada  masing-masing  lot. Kristal  DMH  yang  dihasilkan  terlihat  memiliki bentuk  kristal  monoklinik,  dan  ini  sesuai  dengan bentuk  kristal  DMH  pada  penelitian  Bosma.,  dkk. (2009),  Trasi.,  dkk.  (2011),  Zheng.,  dkk.  (2014) dan  Kartika.,  dkk.  (2019).  Ukuran  kristal  DMH memiliki  distribusi  ukuran  partikel  50  –  300  µm dimana  mengindikasikan  terjadinya  pertumbuhan kristal  DMH  yang  terjadi  pada  saat  proses kristalisasi berlangsung.   Perbedaan ukuran kristal saat  proses  kristalisasi  dapat  terjadi  karena  banyak faktor    diantaranya  suhu,  tekanan,  supersaturation, impuritas dan lain – lain (El-Yafi, dkk., 2014). Dalam  proses  kristalisasi  dengan  sistem batch ,  larutan  glukosa  akan  mengalami  perubahan tingkat  kejenuhan  selama  proses  berlangsung seiring  dengan  semakin  banyaknya  kristal  yang terbentuk,  sehingga  konsentrasi/nilai brix larutan dekstrosa  akan  menurun.  Gambar  3  menunjukkan kurva  penurunan brix  liqour terhadap  penurunan suhu  kristalisasi  pada  masing-masing  lot  validasi. Grafik  yang  dihasilkan  menunjukkan  bahwa  kurva penurunan brix  liqour dari  masing  –  masing  lot validasi memiliki pola yang serupa selama 72 jam. Pada  penurunan  suhu  kristalisasi  rentang  40 o C hingga  39,5 o C  atau  selama  4  jam  pertama, brix tidak  mengalami  penurunan  atau  relative  konstan nilainya  dan  hal  ini  mengindikasikan  proses nukleasi belum terjadi. Selanjutnya, pada penurunan  suhu  kristalisasi  rentang  39,5 o C  hingga 38 o C, terjadi penurunan brix yang kecil atau landai yang  mengindikasikan  telah  terjadi  pembentukan
inti  kristal  dan  sebagian  kecil  pertumbuhan  kristal pada  proses  kristalisasi  tersebut.  Hal  ini  ditandai dengan  adanya  bintik  –  bintik  putih  kecil  pada larutan dekstrosa selama proses kristalisasi berlangsung.  Penambahan seed dalam  proses kristalisasi  berperan  penting  untuk  mempercepat proses  nukleasi  pada  proses  kristalisasi  dekstrosa. Selanjutnya, pada penurunan suhu kristalisasi 38 o C hingga  32 o C,  terjadi  proses  pertumbuhan  kristal yang  cepat  ditandai  dengan  penurunan brix yang tinggi  yakni  dari  69%  menjadi  58%  dan  akhirnya sistem akan menuju kesetimbangan, yaitu konsentrasi  dekstrosa  sama  dengan  titik  jenuhnya. Hal  ini  dapat  dilihat  pada  pengamatan  langsung berupa  warna  larutan  dektrosa  telah  berubah menjadi  warna  putih  dan  bertambahnya  fase padatan  pada slurry DMH  yang  mengindikasikan partumbuhan kristal dekstrosa telah terjadi.
a
b
c
Gambar 2 . Hasil pengamatan kristal DMH mikrobiologi menggunakan mikroskop (a) Sampel lot 1; (b) Sampel lot 2, (c) Sampel lot 3
Gambar 3. Kurva penurunan brix liqour terhadap penurunan suhu kristalisasi dari masing – masing lot
Hasil  pengamatan  sesuai  Gambar  3  adalah sejalan  dengan  hasil  penelitian  yang  dilakukan Markande.,  dkk.  (2012a  dan  2014)  bahwa  proses kristalisasi  DMH  yang  dilakukan  selama  24  jam akan  menurunkan  nilai brix hingga  mencapai  titik jenuh  larutan  seiring  dengan  penurunan  suhu kristalisasi.  Penelitian  tersebut  juga  menunjukkan bahwa  perbentukan  inti  kristal  terjadi  pada penurunan suhu 42 o C hingga 37 o C ditandai dengan penurunan brix yang  landai.  Sedangkan,  pertum- buhan  kristal  DMH  yang  cepat  terjadi  pada penurunan suhu kristalisasi 37 o C hingga 33 o C yang ditandai dengan penurunan brix yang terjal menuju titik  jenuh  larutan.  Hasil  pengamatan  ini  juga sejalan  dengan  hasil  penelitian  yang  telah dilakukan  oleh  Devarakonda.,  dkk.  (2003)  yang menjelaskan  bahwa  proses  kristalisasi  dekstrosa dapat berlangsung menggunakan metode kristalisasi  sistem batch dengan  penambahan  seed selama 48 jam hingga suhu 21,7 o C. Pada penelitian tersebut  diamati  terjadinya  penurunan  konsentrasi dekstrosa  dari  74,76%  menjadi  51,07%  selama proses  kristalisasi  berlangsung  hingga  mencapai titik jenuh yang mengindikasikan terjadinya proses nukleasi dan pertumbuhan kristal.
Hasil proses kristalisasi adalah berupa slurry dekstrosa sebanyak 8,6 – 9,2 kg dengan rata  – rata kadar  air  30,25%.  Selanjutnya,  s lurry dekstrosa diproses  dengan    dengan  alat  sentrifugasi berkecepatan  1.280  rpm  selama  30  menit  untuk memisahkan  kristal  dekstrosa  dengan mother liquor- nya. Hasil sentrifugasi adalah diperoleh 4,10 kg crude DMH dengan rata – rata kadar air 16,43% dan  4,5  kg mother  liqour dengan  rata  –  rata brix 58,9%.  Proses  pengeringan  DMH  dilakukan menggunakan Fluidized  Bed  Dryer (FBD)  dengan cara  mengalirkan  udara  panas  dengan  suhu  50 o C
selama  60  menit.  Proses  pengeringan  dilakukan untuk  mengurangi  kadar  air  dari  DMH  yang dihasilkan  agar  memenuhi  peryaratan  yakni  8,0%. Hasil  proses  pengeringan  telah  didapatkan  produk DMH  sekitar  3,50  –  3,85  kg.  Berdasarkan  data variabel proses, produksi DMH  mikrobiologi skala bench tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan antara beberapa lot sehingga disimpulkan semua tahapan proses dapat menghasilkan keterulangan produk yang baik.
Hasil  validasi  proses  kristalisasi  untuk menghasilkan DMH mikrobiologi pada skala bench ditunjukkan pada Tabel 2. Yield produk pada lot 1,
2 dan 3 masing-masing adalah 54,62%, 55,66% dan 56,82%.  Hilangnya  potensi  glukosa  paling  banyak terjadi  pada  proses  sentrifus  dimana mother  liqour yang  dihasilkan  masih  memiliki  potensi  glukosa yang  besar.  Hal  ini  terutama  disebabkan  oleh proses kristalisasi  hanya  berlangsung  parsial dimana  tidak  semua  DMH yang  ada  dalam  larutan dapat dikristalkan dengan tujuan agar produk  yang dihasilkan  dapat  memenuhi  spesifikasi  yang dipersyaratakan  (Suharno,  dkk.,  2020).  Untuk meningkatkan yield dari  keseluruhan  proses  sntara lain  dapat  dilakukan dengan  meminimalkan kehilangan  potensi  glukosa  pada  saat  penanganan produk saat semua tahapan proses berlangsung.
Tabel 2. Yield Proses Kristalisasi DMH Mikrobiologi Skala Bench Parameter Lot 1 Lot 2 Lot 3 Yield (%) 54,62 55,66 56,85
Hasil  validasi  proses  menunjukkan  bahwa rata-rata  nilai  Dekstrosa  Ekivalen  (DE)  produk
Lot 1
Lot 2

## Lot 3
Saturated Line
adalah 100,60%. Produk DMH kualitas mikrobiologi  hasil validasi  juga  telah  diuji kualitasnya  dengan  mengacu pada  parameter Certificate  of  Analysis (CoA)  produk  eksisting  di pasaran.  Pengujian  kadar  Dekstrosa  dan  Maltosa dilakukan menggunakan metode High Performance Liquid  Chromatograph (HPLC).  Pengujian  kadar logam  Fe,  Cu  dan  PB  dilakukan  menggunakan metode pengujian ICP, dan pengujian kadar logam As  dilakukan  menggunakan  metode  pengujian AAS.  Standar  parameter  kadar  dekstrosa  dan maltosa produk DMH mikrobiologi dipasaran yaitu masing-masing  >  99,00%  dan  tidak  terdeteksi. Selain itu, standar dari parameter kadar Cu, Fe, As
dan  Pb  dari  COA  produk  DMH  mikrobiologi dipasaran  yaitu  masing-masing  <  5  mg/kg,  <  5 mg/kg,  <0,0004  mg/kg  dan  <0,05  mg/kg.  Hasil pengujian produk DMH kualitas mikrobiologi hasil validasi  ditunjukkan  pada  Tabel  3.  Berdasarkan hasil  pengujian  yang  ditunjukkan  pada  Tabel  3, dapat  disimpulkan  bahwa  hasil  dari  pengujian kualitas  keseluruhan  parameter  terhadap  tiga produk    DMH  mikrobiologi  hasil  validasi  proses adalah  telah  memenuhi  persyaratan  sesuai  standar produk  DMH  kualitas  mikrobiologi  yang  ada  di pasaran
Tabel 3. Hasil pengujian DMH Skala Bench dibandingkan dengan standar produk di pasar No Parameter Unit Produk dipasaran Lot 1 Lot 2 Lot 3 Metode 1 Rotasi optik spesifik  derajat 52,5 – 53,3 53,08 52,92 53,01 USP 40 2 Kadar Air % 7,5 – 9,5 7,35 8,03 8,70 Karl Fiesher 3 Kadar Pb mg/kg < 0,05 < 0,05 < 0,05 < 0,05 PO-FM-26 (ICP) 4 Kadar As mg/kg < 0,0004 < 0,0004 < 0,0004 < 0,0004 PO-FM-10 (AAS) 5 Kadar Cu mg/kg < 5,00 2,33 0,91 0,70 ICP 6 Kadar Fe mg/kg < 5,00 1,38 1,31 1,52 ICP 7 Kadar Maltosa % Tidak terdeteksi Tidak terdeteksi Tidak terdeteksi Tidak terdeteksi USP 40 8 Kadar Dekstrosa % >99,00 99,53 99,61 99,15 USP 40 4.   KESIMPULAN Validasi proses kristalisasi
DMH mikrobiologi  telah  dilakukan  dengan  sistem batch pada  skala bench kapasitas  3-  4  kg  produk.  Hasil validasi  sebanyak  tiga  kali  ulangan  secara berurutan  menunjukkan  keterulangan  proses  yang baik  dengan  kadar  dektrosa  dan yield masing- masing  adalah    99,53  %,  99,61  %,  99,15  %  dan 54,62%, 55,66%, 56,82%.  Hasil pengujian kualitas parameter  lainnya  seperti  kadar  maltosa,  rotasi optik spesifik, kadar logam berat As, Pb Cu dan Fe terhadap  tiga  sampel  DMH  mikrobiologi  juga sudah memenuhi standar produk yang ada di pasar.

## SARAN
Untuk aplikasi pada skala industri sebaiknya validasi proses produksi DMH kualitas mikrobiologi  dilakukan  juga  pada  fasilitas  skala pilot

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada Pimpinan  PTFM  -  BRIN  atas  dukungan  dana melalui program  DIPA  dan  pihak  lainnya  atas kerjasamanya  dalam  pengujian  produk  DMH kualitas mikrobiologi

## KETERANGAN
Semua  penulis  mempunyai  kontribusi  yang sama  dalam  melakukan  penelitian  di  laboratorium
dan penyusunan naskah jurnal.

## DAFTAR PUSTAKA
Acevedo,  D.,  Nagy,  Z.K.  2014. Systematic  classi- fication  of  unseeded  batch  crystallization systems  for  achievable  shape  and  size analysis .  J.  Cryst  Growth  394  :  97–105.
https://doi:10.1016/j.jcrysgro.2014.02.024
Bosma, W.B., Schnupf, U., Willett, J.L., Momany, F.A.  2009. Density  functional  study  of  the infrared  spectrum  of  glucose  and  glucose monohydrates  in  the  OH  stretch  region .  J. Mol Struct 905 : 59–69.
https://doi:10.1016/j.theochem.2009.03.013
Devarakonda,  S.,  James,  M.  B.,  Evans,  Allan,  S., Myerson. 2003. Impact of Ultrasonic Energy on the Crystallization of Dextrose Monohydrate .  Crystal  Growth  &  Design  3 (5), 741–746
El-Yafi.,  AKEZ.,  El-Zein,  H.  2014. Technical crystallization
for application in pharmaceutical material engineering:
Review  article .  Asian  J  Pharm  Sci  10  :  283– 291. https://doi: 10.1016/j.ajps.2015.03.003 Flood, A.E., Srisanga, S., 2012. An improved model of the seeded batch crystallization of glucose monohydrate from aqueous solutions . Journal of  Food  Engineering  109 (2),  209–217. https://doi: 10.1016/j.jfoodeng.2011.09.035 Jha, S.K., Karthika, S.,  Radhakrishnan, T.K. 2017.
Modelling  and  control  of  crystallization
process. Resour  Technol  3  :  94–100. https://doi: 10.1016/j.reffit.2017.01.002
Johnson,  R.,  Padmaja,  G.,  Moorthy,  S.N.  2009. Comparative production of glucose and high fructose syrup from cassava and sweet potato roots  by  direct  conversion  techniques .  Innov Food  Sci  Emerg  Technol  10  :  616–620. https://doi: 10.1016/j.ifset.2009.04.001
Kartika,  B.M.,  Khojayanti,  L.,  Nuha.,  Listiana,  S., Kusumaningrum,  S.,  Wijaya,  A.F.  2019. Dekstrosa  Monohidrat  Kualitas  Farmasi Dari  Pati  Manihot  Ecsulenta,  Metroxylon Sagu, Zea Mays, Oriza Sativa, Dan Triticum . Jurnal  Bioteknologi  &  Biosains  Indonesia  6
(2), 184 – 197.
https://doi: 10.29122/jbbi.v6i2.3208
Langrish,  T.A.G.,  Wang,  E.,  Das,  D.  2015. Solid- phase  crystal  growth  kinetics  of  spray-dried glucose  powders .  Food  and  Bioproducts Processing 93 : 58–68. https://doi:10.1016/j.fbp.2013.11.003
Li, H., Kawajiri, Y., Grover, M.A., Rousseau, R.W. 2014. Application  of  an  empirical  FBRM model to estimate crystal size distributions in batch  crystallization .  Crystal  Growth  and Design 14 (2), 607–616. https://doi:10.1021/cg401484d Mardawati,  E.,  2019. Karakterisasi  produk  dan pemodelan kinetika  enzimatik  αlfa-amilase pada produksi sirup glukosa dari pati jagung ( Zea Mays ) . Jurnal Industri Pertanian 1 (1) Markande, A., Fitzpatrick, J., Nezzal, A., Aerts, L., &  Redl,  A.  2012a. Effect  of  initial  dextrose concentration, seeding and cooling profile on the  crystallization  of  dextrose  monohydrate . Food  and  Bioproducts  Processing  9  :  406  – 412. https://doi : 10.1016/j.fbp.2011.11.010
Markande, A., Nezzal, A., Fitzpatrick, J., Aerts, L., Redl, A. 2012b. Influence of impurities on the crystallization  of  dextrose  monohydrate . Journal  of  Crystal  Growth  353  :  145-151. https://doi 10.1016/j.jcrysgro.2012.04.021
Markande, A., Nezzal, A., Fitzpatrick, J., Aerts, L., Redl, A. 2014. Investigation of the
Crystallization Kinetics
of Dextrose
Monohydrate Using In Situ Particle Size and Supersaturation Monitoring. Particulate  Science  and  Technology :  An International Journal 27 (4) : 373-388 https://doi:10.1080/02726350902994050
Silva,  R.,  do,  N.,  Quintino,  F.P.,  Monteiro,  V.N.,
Asquieri,  E.R.  2010. Production  of  glucose and  fructose  syrups  from  cassava  ( Manihot esculenta Crantz)  starch  using  enzymes produced  by  microorganisms  isolated  from Brazilian  Cerrado  soil .  Food  Science Technology 30 : 213– 217. https://doi:10.1590/s0101- 20612010005000011 Srisa-Nga,  S.,  Flood,  A.E.,  White,  E.T.  2006. The secondary  nucleation  threshold  and  crystal growth of α-glucose monohydrate in aqueous solution .  Crystal  Growth  and  Design  6  (3)  : 795–801. https://doi.org/10.1021/cg050432r
Suharno, S.M., Sudarsono, D., Rismana, E., Utami ID., Khojayanti, L., Srijanto, B., Wijaya, A.F. 2020. Validasi  Proses  Produksi  Dektrosa Monohidrat  (DMH) Farmasi  pada  Skala Pilot .  Media  Penelitian  dan  Pengembangan Kesehatan (30) : 4. https://doi:10.22435/mpk.v30i4.3076
Trasi,  N.S.,  Boerrigter,  S.X.M.,  Byrn,  S.R., Carvajal,  T.M.  2011. Investigating  the  effect of dehydration conditions on the compactability  of  glucose .  Int  J  Pharm  406  : 55–61. https://doi10.1016/j.ijpharm.2010.12.042
Widenski,  D.J.,  Abbas,  A.,  Romagnoli,  J.A.  2011. A  model-based  nucleation  study  of  the combined  effect  of  seed  properties  and cooling  rate  in  cooling  crystallization .
Comput Chem Eng 35 : 2696–2705. https://doi:10.1016/j.compchemeng.2010.11. 002 Zheng,  Z.P.,  Fan,  W.H.,  Li,  H.,  Tang,  J.  2014. Terahertz spectral investigation of anhydrous  and  monohydrated  glucose  using terahertz  spectroscopy  and  solidstate  theory . J Mol Spectrosc 296:9–13. https://doi:10.1016/j.jms.2013.12.002