Prinsip-Prinsip Proses Thermal-ITP730- · PDF filePasteurisasi Purwiyatno Hariyadi [email protected] PS-Ilmu Pangan – ITP730 Dept Ilmu dan Teknologi Pangan Fateta-IPB

1Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]

Prinsip-prinsipProses Termal

Prof. Purwiyatno Hariyadi, PhD

• Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fateta, IPB• Director of Southeast Asian Food & Agricultural Science &Director of Southeast Asian Food & Agricultural Science &

Technology (SEAFAST) Center, Bogor Agricultural University, BOGOR, Indonesia

• Anggota Institute for Thermal Process Specialist (IFTPS)-USA

“potentially hazardous foods” (PHF)

“high risk foods (HRF)

Purwiyatno [email protected]

PS-Ilmu Pangan – ITP730Dept Ilmu dan Teknologi Pangan Fateta-IPB


“Potentially Hazardous Foods” (PHF)(1962/US PHS) A i h bl f d hi hAny perishable food which

(i) consists in whole or in part of milk or milk products, eggs, meat, poultry, fish, shellfish, or

(ii) other ingredients capable of supporting the



(ii) other ingredients capable of supporting the rapid and progressive growth of infectious or toxigenic microorganisms.

FDA 2001 – can’t easily define hazardous foods ~

The FDA’s proposed new definition defines the acceptance criterion for a PHF as being less than a 1 log increase of a pathogen when the food is stored at 24 °C (75 °F) for a period of time that is 1.3



( ) ptimes the shelf life as determined by the manufacturer.


Australian Food Standards Code 2002

Potentially hazardous foods are foods that b h h i i b lmeet both the criteria below:

• they might contain the types of food-poisoning bacteria that need to multiply to large numbers to cause food poisoning; and



• the food will allow the food-poisoning bacteria to multiply.

The following foods are examples of potentially hazardous foods:

• raw and cooked meat (including poultry and game) or foods containing raw or cooked meat such asor foods containing raw or cooked meat such as casseroles, curries and lasagne;

• smallgoods such as Strasbourg, ham and chicken loaf;

• dairy products, for example, milk, custard and dairy-based desserts such as

• cheesecakes and custard tarts;



cheesecakes and custard tarts;• seafood (excluding live seafood) including seafood

salad, patties, fish balls, stews• containing seafood and fish stock;


• processed fruits and vegetables for example

The following foods are examples of potentially hazardous foods:

processed fruits and vegetables, for example salads and cut melons;

• cooked rice and pasta;• foods containing eggs, beans, nuts or other

protein-rich foods such as quiche, fresh pasta and soy bean products; and

• foods that contain these foods, for example



, psandwiches, rolls and cooked and uncooked pizza.

• Australian Food Standards Code 2002

HM1

aw

Characteristics of potentially hazardous foods:

0 85

L M

0.85



pH1410

04.5


LAFspH-controlledfoods

1aw

Risk Management Tek Pengolahan

0 85 P i

Pengasaman(pH controlled)

L aw-controlledFoods

0.85 Pengeringan,Penggaraman, dll

(aw controlled)



pH1410

04.5

LAFspH-controlledfoods

1aw

Risk Management Tek Pengolahan

0 85 P i

Pengasaman(pH controlled)

L aw-controlledFoods

0.85 Pengeringan,Penggaraman, dll

(aw controlled)



pH1410

04.5

PEMANASAN


LAFs

Highly PHFspH > 4.5 dan aw>0.85

Kasus ARisk Management Tek Pengolahan

Proses PanasLAFs

Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis)Awet pada suhu ruang (shelf

SterilisasiKomersial



p g (stable)Tidak memerlukan refrigerasiContoh : Sardine, tuna dalam kaleng, susu steril, dll

LACFs

LAFs

Highly PHFspH > 4.5 dan aw>0.85

Kasus BRisk Management Tek Pengolahan

Proses PanasLAFs

Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis)Hanya beberapa hari pada suhu refrigerasi

Pasteurisasi



suhu refrigerasiHarus refrigerasiContoh : Susu pasteurisasi, daging udang, kepeting, dan hasil laut lainnya


LAFs

Highly PHFspH > 4.5 dan aw<0.85pH < 4.5 dan aw>0.85

Kasus CRisk Management Tek Pengolahan

LAFs

Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis)Awet pada suhu refriferasi

Proses Panas

Pasteurisasi



Awet pada suhu refriferasi (shelf stable)Harus refrigerasiContoh : Sari buah, sos tomat, dll

Factors Influence the Heat Resistance of Microbial

• Species of microorganisms.• Acidity or pH .• Oxygen (some of the spores with high

thermal resistance are anaerobic). • Water activity



• Food composition


Heat Resistance of Microbial










D values of microorganisms of importance in heat processing

Spores D 121.1 (min)

B. stearothermophilus 4.0 - 5.0C. thermosaccharolyticum 3.0 - 4.0D. nigrificans 2.0 - 3.0C botulinum – proteolytic 0 1 - 0 23



C. botulinum – proteolytic 0.1 - 0.23C. sporogenes 0.1 - 1.5B. coagulans 0.01 - 0.1





Perhatian thd KEAMANAN (SAFETY)Focus : Low Acid Canned Foods

Low Acid Food :

a food, other than alcoholic beverages, where any component of the food has a pH > 4.6 and a aw > 0.85.



p w


Perhatian thd KEAMANAN (SAFETY)Focus : Low Acid Canned Foods

Low Acid Canned Food :

• pH > 4.6• Water Activity > 0.85• Thermally processed• Hermetically sealed container

=COMMERCIALLYSTERILE

Low Acid Canned Food :



• Hermetically sealed container• Non-refrigeratedSTERILE

h d b d hi

Standard Performansi (USFDA/USDA) :STERIL KOMERSIAL

The product must be processed to achieve commercial sterility and the container in which the product is enclosed must be hermetically sealed so as to be airtight and to protect the contents of the container against the entry of microorganisms during and after processing



microorganisms during and after processing.


Standard Performansi (USFDA/USDA) :

For a low-acid Produk that receives thermal or

STERIL KOMERSIAL

For a low acid Produk that receives thermal or other sporicidal lethality processing, that processing must be validated to achieve :

• a probability of 10-9 that there are spores of C. botulinum in a container of the Produk that are capable of growing, or,

• a 12 log10 reduction of C botulinum



• a 12-log10 reduction of C. botulinum, assuming an initial load of ≤ 1000 spores per container.

• C. botulinum

Standard Performansi (USFDA/USDA) :STERIL KOMERSIAL

C. botulinum• DBot,250F = 0.21 menit• 12-log10 reduction C. botulinum

Fo = 2.52 menit




STERIL KOMERSIALDalam prakteknya …

F lUk K lP d k

Beberapa nilai-Fo pangan steril komersial di pasar UK

3 4A2C l6-8 A2 to A10 4-6 Up to A2 Green beans in brine3-4 All Carrots6-8 A2 to A10 6 Up to A2 Peas in brine

4-6 All Beans in tomato sauce3-5 babyfood Babyfoods

Fo values Ukuran KalengsProduk



10 Ovals Sliced meat in gravy12-15 All Meats in gravy6-8 Up to A1 Mushrooms in butter

8-10 A1 Mushrooms in brine3-4 A2 Celery

14

15 UK

• Jumlah data terkumpul= 93 (dari 23 FCE)• Kisaran : 1.9 < Fo <148.4

KONDISI INDONESIA?

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Freq

uenc

y



0

1

2

3

4

3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 39 41 43 45 47 49 51 53 55 149

Calculated F Value3 < Fo

< 15


• Pangan dgn proses panas minimal (minimally heat processed food)• Dinyatakan dalam PU (F185

(z=16))• Dari 67 data :

KONDISI INDONESIA?

Dari 67 data :• Nilai PU 23 < PU < 60• Umumnya berhub dgn keawetan

101214161820

quen

cy



02468

10

25 30 35 40 45 50 55 602)Calculated PU-values

Preq

• Perlu dikembangkan mekanisme pendaftaran FCE di Indonesia??

KONDISI INDONESIA?

• Perlu dikembangkan mekanisme evaluasi untuk pemastian :

i. good manufacturing practices?

ii. Kinerja alat pengolahan/retort?

iii. Kecukupan panas (nilai-Fo)?



p p ( o)


12

13

14

15 Indonesia? Optimisi Mutu• Penentuan T-t optimum

Ot ti i d li h ?

KONDISI INDONESIA?

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Freq

uenc

y

• Otomatisasi pengendalian suhu?• Pelatihan Operator

Berlebihan?



0

1

2

3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 39 41 43 45 47 49 51 53 55 149

Calculated F Value7 < Fo

< 19

Materi 1-bPrinsip-prinsip Pengoperasian Retort

Prof. Purwiyatno Hariyadi, PhD

• Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fateta, IPBDi t f S th t A i F d & A i lt l S i &

Pengoperasian Retort



• Director of Southeast Asian Food & Agricultural Science & Technology (SEAFAST) Center, Bogor Agricultural University, BOGOR, Indonesia

• Anggota Institute for Thermal Process Specialist (IFTPS)-USA

BBIABogor, 23 Feb 2011


Produk

Pengisi

Kaleng, botol, gelas, dll

Sterilisasi dalam wadah (In-container sterilisation)

Pengisian

Produk steril dalam wadah



wadahSterilisasi

(pemanasan)

3 SYARATPENGALENGAN PANGAN SUKSES :

1. Perlakuan pemanasan yang cukup : tercapainya sterilitas komersial

2. Wadah/kaleng tertutup secara hermetislakukan prosedur pengisian danlakukan prosedur pengisian dan penutupan kaleng dengan benar

3. Penanganan kaleng dengan baik : Sebelum, selama dan setelah pemanasan memastikan bahwa integritas sambungan dan penutupan tetap terjaga



Selalu ada kemungkinan bahwa bakteri akanmasuk kembali dan mencemari produk yang telah

Disterilisasi integritas sambungan dan penutupan adalah faktor penting


JENIS-JENIS RETORT :

Still retort (retort diam/statis)- Still retort (retort diam/statis)berdasarkan pada posisi geometeri :

- vertical retort- horizontal retort

berdasarkan pada proses :

- retort dgn over pressure- agitating retort



g g- hydrostatic retort- crateless retort

• Retort diam, tanpa pengaduk/tidak dapat berputar• Kalen disusun dalam keranjang kemudian dimasukkan ke dalam

retort• Ada juga retort yang tidak dilengkapi dengan keranjang (kaleng

dij t hk k d l i )

STILL RETORT

dijatuhkan ke dalam air)• Proses thermal dilakukan dengan uap bertekanan (untuk kaleng

pada suhu 250oF atau 121oC dengan tekanan 15 psi• Lama pemanasan tergantung pada jenis makanannya (cair, semi

padat, padat)• Setiap retort yang digunakan harus dalam kondisi bekerja baik• Suplai uap harus cukup untuk mendapatkan suhu proses yang

diinginkan



g• Suplai air dingin bersih harus cukup untuk mendinginkan

seluruh kaleng secara merata dalam waktu relatif singkat• Harus ada ventilasi untuk membuang udara dari dalam retort• Jenisnya dapat berupa retort vertikal atau horizontal


STILL RETORT



Skema Umum Retort Vertikal

STILL RETORT




Skema Umum Retort Horisontal

STILL RETORT



A--Water line.B--Steam line.C--Temperature control.

O--Water spreader.P--Safety valve.Q--Vent valve for steam processing.

Legend for Vertical and Horizontal Still Retorts

STILL RETORT

pD--Overflow line.E1--Drain line.E2--Screens.F--Check valves.G--Line from hot water storage.H--Suction line and manifold.I--Circulating pump.J--Petcocks

R--Pressure gage.S--Inlet air control.T--Pressure control.U--Air line.V--To pressure control instrument.W--To temperature control instrument.X--Wing nuts.Y<INF>1--Crate support.



J Petcocks.K--Recirculating line.L--Steam distributor.M--Temperature-controller bulb.N--Thermometer.

ppY<INF>2--Crate guides.Z--Constant flow orifice valve.Z1--Constant flow orifice valve used during come-up.Z2--Constant flow orifice valve used during cook.


1. Catat semua proses untuk seluruh produk2. Beri tanda dengan jelas semua kaleng yang belum diproses3. Beri tanda retort yang berisi kaleng yang belum diproses4. Retort jangan ditutup dulu sebelum operator siap memulai proses5. Buang kaleng-kaleng yang tidak jelas statusnya

STILL RETORT : PROSEDUR PENGOPERASIAN

g g g y g j y6. Bersihkan jalur exhausting dari kaleng yang berserakan setiap

akhir operasi setiap hari7. Lakukan penanganan yang cepat terhadap kaleng yang sudah diisi

produk8. Tempatkan kaleng di dalam retort sehingga penetrasi panas

berlangsung cepat9. Jika retort sudah terisi, tutup retort, kemudian cek semua bleeder

t b k l b



terbuka lebar10. Nyalakan uap, kemudian lakukan venting11. Jika suhu proses sudah tercapai, mulai lakukan perhitungan waktu

proses12. Setelah proses berakhir, lakukan pendinginan

STILL RETORT : PROSEDUR PENGOPERASIAN



Critical :Killing step = retorting


PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT

1. Catat semua proses untuk seluruh produk2. Beri tanda dengan jelas semua kaleng yang belum diproses3. Beri tanda retort yang berisi kaleng yang belum diproses4. Retort jangan ditutup dulu sebelum operator siap memulai prosesj g p p p p



5. Siapkan kaleng 5. Siapkan kaleng –– dengan megggunakan keranjangdengan megggunakan keranjang

PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORTPROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT



Keranjang KalengKeranjang Kaleng


risi K

alen

g5. Siapkan kaleng – dengan megggunakan keranjang


Ker

anja

ng b

er



Kal

eng

5. Siapkan kaleng – dengan megggunakan keranjang

PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORTK

eran

jang

ber

isi K



Kaleng disusun secara acak -jumble

Kaleng disusun secara acak -jumble






Kaleng disusun secara teraturKaleng disusun secara teratur















6. Keranjang berisi kaleng siap dimasukkan ke dalam

retort


retort






retort


retort





retort


retort






retort


retort




7. Keranjang berisi kaleng telah masuk ke dalam retort

7. Keranjang berisi kaleng telah masuk ke dalam retort





7. Keranjang berisi kaleng telah masuk ke dalam retort….. dan dikunci

7. Keranjang berisi kaleng telah masuk ke dalam retort….. dan dikunci

PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT8. Penutupan Retort











9. Cek semua bleeder terbuka bebas, dan

l i b k k t

PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORTSetelah penutupan retort ……

mulai buka katup uap



PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORTPROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT



11. Lakukan venting


MENGAPA VENTING : udara harus dibuang dari dalam retort?


• Pengujian proses termal suatu jenis makanan kaleng umumnya dilakukan dengan menggunakan uap murni bebas udara sebagai medium pemanas, dengan demikian, aplikasinya secara komersial diupayakan kondisinya sama

• Efisiensi udara sebagai medium pemanas lebih rendah daripada uap

Ud t d t di kit k l d t b ti d k b i



• Udara yang terdapat di sekitar kaleng dapat bertindak sebagai insulator yang memperlambat penetrasi panas


13. Jika suhu proses sudah tercapai, mulai lakukan perhitungan waktu proses

14. Setelah proses berakhir, lakukan pendinginan





Pendinginan (1)

Untuk mencegah penggelembungan kaleng:Tekanan dipertahankan dan diturunkan secara perlahan

Faktor-faktor yang mempengaruhi penggelembungan:- jenis produk- ukuran kaleng- suhu dan tekanan



- jumlah air


Pendinginan (2)

Umum: Untuk ukuran/diameter ≥ 401 diperlukan proses pendinginan bertekanan pada 240oF (116oC) atau lebih.Kaleng < 401 tidak perlu “pressure cooling” -Kecuali jika diproses pada T ≥ 250oF (121oC)

Pendinginan telah selesai jika suhu = 100oF (38oC)



Pendinginan telah selesai jika suhu = 100 F (38 C)

Perendaman kaleng dalam air pendingin lebih direkomendasikandaripada penyemprotan


Water pipe spreaderSedang menyemprotkan air pendingin

Water pipe spreaderSedang menyemprotkan air pendingin


……


…… Sedang menyemprotkan air pendinginSedang menyemprotkan air pendinginpendinginanpendinginan




……


……pendinginanpendinginan





……






……







……





PENDINGINAN LANJUT“PENGERINGAN” – diangin-anginkan











PELABELAN



PELABELAN




Instrumentasi erat kaitannya dengan “sterilitas”Sterilitas MAR / LAF : botulism?? Kesalahan pengukuran = fatal

Misalnya y

¶ Thermometer secara salah menunjukkan suhu proses 1210C Suhu yang sesungguhnya adalah 1200C, maka efek sterilisasi yang terjadi sebetulnya baru mencapai sekitar 80% dari yang diharapkan. (Lethal rate; LR pada suhu 121.1oC adalah 1, sedangkan LR pada suhu 1200C adalah 0.776 untuk nilai Z=10oC).



· Waktu proses yang terlalu cepat (karena kesalahan penunjuk waktu : menyebabkan berkurangnya sterilitas produk secara nyata.









PENYEBAR UAP/steam spreader



MENGAPA UDARA HARUS DIBUANG DARI DALAM RETORT?

• Pengujian proses termal suatu jenis makanan kaleng umumnya dilakukan dengan menggunakan uap murniumumnya dilakukan dengan menggunakan uap murni bebas udara sebagai medium pemanas, dengan demikian, aplikasinya secara komersial diupayakan kondisinya sama

• Efisiensi udara sebagai medium pemanas lebih rendah daripada uap



• Udara yang terdapat di sekitar kaleng dapat bertindak sebagai insulator yang memperlambat penetrasi panas


- membantu sirkulasi udara- membuang udara

BLEEDER

- harus selalu mengeluarkan uap selama proses- ∅ ≥ 1/16 inci untuk lubang termometer∅ ≥ 1/18 inci untuk di retort : monitor uap

- cek dan dicatat kondisinya setiap 15 menit-condensate bleeder



pembuangan kondensatterdapat di bag bawah retort.

• bukan vent• lubang pembuang udara yang masuk bersama-sama uap• berfungsi membuat sirkulasi uap di dalam retort• mengarahkan uap agar melewati bola termometer (suhu yang

BLEEDER

mengarahkan uap agar melewati bola termometer (suhu yang ditunjukkan oleh termometer adalah betul-betul suhu uap di dalam retort)

• dipasang pada semua termometer• pada retort horizontal ada bleeder berjarak 30 cm dari setiap ujungnya• pada retort vertikal bleeder ada satu bleeder yang dipasang

berlawanan arah dengan lubang masuknya uap• harus selalu terbuka dan mengeluarkan uap terus menerus secara

b b



bebas• harus dipasang pada posisi yang mudah dilihat operator• bisa juga dipasang dibawah retort untuk membuat air yang

terkondensasi


Bleeder



PENDINGINAN

Untuk mencegah penggelembungan kaleng:Tekanan dipertahankan dan diturunkan secara perlahan

Faktor-faktor yang mempengaruhi penggelembungan:- jenis produkj p- ukuran kaleng- suhu dan tekanan- jumlah air

Umum: Untuk ukuran/diameter ≥ 401 diperlukan proses pendinginan bertekanan pada 240oF (116oC) atau lebih.Kaleng < 401 tidak perlu “pressure cooling” -Kecuali jika diproses pada T ≥ 250oF (121oC)



j p p ( )

Pendinginan telah selesai jika suhu = 100oF (38oC)

Perendaman kaleng dalam air pendingin lebih direkomendasikandaripada penyemprotan









Thank You

Documents

Prinsip-Prinsip Proses Thermal-ITP730- · PDF filePasteurisasi Purwiyatno Hariyadi [email protected] PS-Ilmu Pangan – ITP730 Dept Ilmu dan Teknologi Pangan Fateta-IPB