Resume Example 2.docx

TUGAS RESUME PERANCANGAN PROSES TEKNIK KIMIA

DISUSUN OLEH : KURNIA TRI ATHIEF ALHAJJ

1507123897

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2019

Resume Example 2.3

EXAMPLE 2.3 Manufacture of Tissue Plasminogen Activator (tPA) Indsutri penghasil farmasi, mempertimbangkan kemungkinan memproduksi plasminogen activator (berfungsi untuk memecah protein menjadi sederhana) untuk menguraikan gumpalan darah yang dapat menyebabkan stroke dan sakit jantung. Ditemukan dipertengahan tahun 1998 oleh Genentech, a US. Perusahaan yang memproduksi tisu plasminogen activator dengan penjualan $2000 per 100 mg dosis di awal tahun 2000. Dengan penjualan pertahun $300 MM/yr (million/yr). Patent perusahaan ini akan habis pada tahun 2003. Genetech selanjutnya mengembangkan food and drug administration (FDA)-approved. Plasminogen biasa disebut TNKtPA lebih mudah dan lebih aman untuk digunakan pada klinik. Dengan pertumbuhan pasar yang cepat. Bagaimana untuk mendapatkan peluang dari industry yang sudah ada memproduksi tPA untuk dapat bersaing dengan baik dengan TNK-tPA. 2 alternatif yang bisa digunakan untuk menyelesaikan problem ini : 1. tPA generik

mungkin tidak bersaing baik terhadap TNK-tPA di Amerika Serikat,

alternative yang bisa digunakan mungkin memasarkan tPA generic yang murah untuk dipasarkan di luar negeri, di mana urokinase dan streptokinase adalah alternatif dengan biaya yang rendah, yang menjual hanya $200/dosis, tetapi terkait dengan peningkatan risiko perdarahan. Analisis pasar menyarankan tingkat produksi maksimum 80 kg ∕ yr selama lima tahun ke depan. 2. Memberikan kemungkinan perawatan kesehatan yang murah sebagai pengganti untuk di rumah sakit di United state, Mengembangkan proses yang serupa yang bersaing dengan baik dengan TNK-tPA di United state.

Gambar.1 Schematic of tissue plasminogen activator (tPA).

Activator plasminogen jaringan (tPA) adalah protein terapi rekombinan yang terdiri dari 562 asam amino. Untuk menghilangkan gumpalan darah, tPA mengaktifkan plasminogen menjadi plasmin, suatu enzim, yang melarutkan formasi fibrin yang menahan gumpalan darah di tempatnya. Dengan cara ini, aliran darah diregenerasi kembali setelah penyumbatan gumpalan larut, efek penting bagi pasien yang menderita serangan jantung (infark mikro) atau stroke. Contoh ini menunjukkan langkah-langkah dalam mensintesis proses untuk mengatasi tantangan yang ditimbulkan oleh peluang yang disarankan dalam alternatif 1: yaitu, untuk memproduksi bentuk-bentuk tPA yang lebih murah yang dapat dijual seharga $ 200 per dosis 100 mg

Gambar.2 Proses sintesis

Gen tPA diisolasi dari manusia sel melanoma, dan masalah proses sintesis pada gambar tersebut tPA diproduksi menggunakan sel mamalia [mis., Ovarium hamster Cina (CHO)] yang memiliki tPA-DNA sebagai bagian dari konten genetik (genom) mereka. Dalam operasi bioreaksi aerobik, sel tPA-CHO tumbuh dalam media nutrisi, HyQ PF-CHO — media Hyclone, campuran nutrisi, garam (termasuk NaHCO3), asam amino, insulin, faktor pertumbuhan, dan transferrin, khusus untuk pertumbuhan sel CHO. Bahan-bahan lain termasuk air steril, udara, dan CO2. Selain tPA, endotoksin dapat menjadi kontaminan produk, yang harus dihilangkan karena menimbulkan berbagai respons inflamasi pada hewan. Produk sampingan lainnya termasuk debris sel, air limbah, dan emisi gas, terutama N2 dari udara, O2 yang tidak dikonsumsi dari udara, dan CO2, yang mengatur pH. Sumber data penting, selain yang diambil di laboratorium biokimia, adalah paten A.S., yang diajukan oleh Genentech (Goeddel et al., 1988), yang memberikan informasi kualitatif dan kuantitatif

yang

Audette et al. (2000).

cukup

besar.

Lihat

juga

laporan

desain

oleh

Gambar.3 raw material dan product yang dihasilkan proses pembuatan tPA Langkah ke-1

1. Menyederhanakan makromolekul menjadi turunannya a. Sel mamalia tPA − DNA sequence + CHO cells

selected high-expressing tPA-

CHOcells katalis yang disiapkan disimpan didalam 1 mL alikuot pada suhu -70◦C digunakan sebagai inoculum didalam bioreactor tPA − CHO cells + HyQPF − CHO media+ O2

Increased cell numbers

b. Sel Bakteri tPA − DNA sequence + E.coli cells

selected high − expressing tPA− E. coli

cells tPA − E. coli cells + powder media + O2

increased cell numbers

Dengan kondisi proses 37◦C tekanan 1 atm dan pH = 7,3

Gambar.4 Reaksi menggunakan mamalia CHO sel

Untuk pembuatan tPA dibutuhkan data referensi untuk melihat Potensial ekonomi dari produk yang dihasilkan dengan melihat harga bahan baku dan harga jual produk dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar.5 Harga bahan baku dan produk pembuatan tpa

Ekonomi Potensial EP = 2,000,000 − 287.2 × 233 − 2.228 × 0.12 − 3.7 × 1,447 − 201.1 × 1,742 = $1,892,000∕kgtPA

Bedasarkan hasil ekonomi potensial memiliki keuntungan yang baik namun belum memperhitungkan biaya operasi yang meliputi biaya penelitian, utilitas, pemisahan massa yang mahal, biaya investasi serta untuk mempercepat proses pembuatan produk

Langkah ke-2 Distribusi bahan kimia Pada langkah ini, sumber dan sink untuk setiap spesies disesuaikan sehingga laju aliran massa total reaksi sama dengan laju aliran massa keluar. Dalam hal ini, dibutuhkan pencampuran media bubuk HyQ PF-CHO dengan air. Jika tidak, sumber dan sink akan disesuaikan secara langsung. Namun, efluen dari reaktor produksi tPA pertumbuhan sel harus dipisahkan sebelum spesiesnya disesuaikan dengan produk sink.

Gambar.6 Flowsheet distribusi bahan kimia untuk pembuatan tPA

Langkah ke-3 Memisahkan tPA dari produk samping Untuk sebagian besar distribusi bahan kimia, ada perbedaan komposisi antara aliran yang akan dipisahkan. Produk samping dari pertumbuhan sel, reaktor produksi tPA harus dipisahkan. Ada banyak kemungkinan sistem pemisahan. Efluen reaktor dikirim ke pemisah untuk memisahkan gas yang dihasilkan, selanjutnya di alirkan ke centrifuge untuk menghilangkan puing sel basah dari media panen atau kaldu. Protein akan kehilangan aktivitasnya pada suhu di atas 0∘C, maka dari itu kondisi operasi centrifuge, dan semua operasi pemisahan lainnya, dioperasikan pada 4∘C, sedikit di atas titik beku air. Media panen dicampur dengan arginin hidroklorida, asam amino: yang mencegah tPA dari agregasi diri. Sebanyak 45.870 kg/tahun dengan konsentrasi 2,0 molar, yang cukup untuk mencegah agregasi. Campuran yang dihasilkan dikirim ke mikrofilter untuk menghilangkan sejumlah besar air limbah, yang melewati filter. Untuk langkah ini, pemisah alternatif, seperti

filtrasi gel dan resin Acticlean Etox (oleh Sterogene), harus dipertimbangkan. Filtrat yang mengandung tPA, protein lain, endotoksin, arginin hidroklorida, dan beberapa air, dikirim ke operasi kromatografi afinitas. Di sini, tPA diadsorpsi secara selektif pada resin (mis. Sepharose yang diaktifkan CNBr, oleh Amersham Biotech). Resin tersebut kemudian dielusi dengan glisin, asam amino asetat: Dari pengukuran laboratorium, 575 kg /tahun glisin cukup untuk proses elusi. Setelah kolom dielusi, ia diseimbangkan dengan campuran 289,5 kg /tahun larutan buffer fosfat (PBS) dan 1,403,0 kg /tahun NaCl, dengan jumlah yang telah ditentukan. tPA yang dihasilkan dialirkan ke kolom penghilangan endotoksin di mana endotoksin diadsorpsi secara selektif ke dalam resin (mis., Acticlean Etox oleh Sterogene). Kolom ini dicuci dengan campuran 364,8 kg/tahun NaOH dan 9.235 kg/tahun air untuk menghilangkan endotoksin. Aliran efluen disaring secara mikro untuk menghilangkan serpihan sel yang tidak melewati filter. Kemudian, air limbah dihilangkan dalam operasi pengeringan beku untuk menyediakan tPA dalam bentuk bubuk.

Gambar.7 Flowsheet pemisahan untuk proses pembuatan tPA

Langkah ke-4 Menghilangkan Perbedaan Suhu, dan Tekanan: Dalam pembuatan tPA, bahan diasumsikan tersedia pada 20∘C, air dicampur dengan media bubuk HyQPF-CHO pada suhu 4∘C, budidaya (operasi produksi sel) terjadi pada occur 37∘C, dan pemisahan terjadi pada suhu 4∘C. Panas eksotermik dari kultivasi dihilangkan pada suhu 37∘C. Perubahan tekanan kecil sehingga dapat diabaikan pada tahap sintesis proses ini. Demikian pula, tidak ada operasi perubahan fase yang ditambahkan ke flowsheet. Oleh karena itu, hanya beberapa operasi perubahan suhu yang ditambahkan

Gambar.8 Flowsheet pembuatan tPA dengan kondisi operasi

Langkah ke- 5 Task Integration : Memilih peralatan yang sesuai dengan sintesis ini, menggabungkan dua atau lebih operasi yang menjadi item peralatan tunggal. Keputusan kunci pertama melibatkan apakah akan beroperasi dalam mode kontinu atau batch. Untuk produksi yang kecil, seperti 80 kg tahun tPA, beroperasi dalam mode batch. Pilihan ukuran batch dan peralatan, dan waktu batch, biasanya didasarkan pada operasi paling lambat, biasanya proses budidaya (atau fermentasi). Untuk tPA, ditentukan menggunakan laju pertumbuhan eksperimental sel tPA-CHO [0,39 × 106sel ∕ (mL-hari)], konsentrasi sel inlet dan outlet, dan laju eksperimental pertumbuhan tPA [50 pg tPA ∕ (sel hari)], di mana pg ≡ pikogram ≡ 10-12 g.

Gambar.9 Flowshet proses pembuatan tPA yang sudah terintegrasi