Upload
wiji-tri-utari
View
21
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
pengeringan beku
Citation preview
1/14/2014
1
PROSES PENGERINGAN BEKU
Tujuan Instruksional Khusus : Mahasiswa dapat menjelaskan proses pengolahan
pangan pengeringan beku Mahasiswa dapat menjelaskan pengaruh pengeringan
beku terhadap karakteristik bahan pangan
FREEZE DRYING
= Liofilisasi Air yang dikeluarkan adalah air dalam bentuk padat
dan langsung diuapkan melalui proses sublimasi.
Tahapan dasar dalam Freeze Drying : Proses pembekuanSublimasi es menghasilkan produk kering.
Proses pengeringan terdiri dari 2 tahap :Tahap I : air dikeluarkan melalui sublimasiTahap II : penguapan molekul air yang tidak
membeku (cair)
Vakum
Heater
Freezing
FreshProduct
Vakum
Heater
PrimaryDrying Stage(Sublimation)
SecondaryDrying Stage
Fig. 1. Schematic Operation of Freeze Dryer
Tekanan
Suhu0oC
4.58Torr
Es
Air
Uap
TriplePointSublimasi
Gambar 2. Diagram fase air yang menunjukkan sublimasi es
1/14/2014
2
Gambar 3. Prinsip Sistem Freeze Drying
FREEZE DRYING.
Keuntungan : dapat mempertahankanStrukturFlavorMutu produk lebih tinggi daripada metode
pengeringan lain Kelemahan : biaya mahal2 kali vacuum belt drying5 kali spray drying diimbangi dengan harga yang tinggi karena mutuyang bagus.
Tabel 1. Perbedaan pengeringan konvensional dan freeze drying
Pengeringan Konvensional Pengeringan BekuUntuk produk yang mudah dikeringkan (sayur danbiji-bijian)
Untuk produk pangan yang sulitdikeringkan dengan pengeringankonvensional
Tidak baik untuk daging Baik untuk pengeringan daging
Suhu 37-93oC Suhu < titik beku
Tekanan atmosfir Tekanan rendah (27-133 Pa)
Penguapan air dari permukaan bahan Sublimasi air dari permukaan es
Stress pada bahan pangan padat menyebabkankerusakan struktur dan penyusutan
Perubahan struktur danpenyusutan minimal
Rehidrasi lambat dan tidak sempurna Rehidrasi cepat
Produk kering mempunyai densitas > dari padabahan awalnya
Densitas >.
1/14/2014
3
TAHAPAN DALAM FREEZE DRYING TAHAPAN DALAM FREEZE DRYING.
Gambar . Pengeluaran air selama proses freeze drying
Kristal es yang terbentuk selama proses pembekuanharus berhubungan (membentuk jaringan) satudengan yang lainnya penting pada saatpengeringan tahap I dan II pada produk cairpembentukan jaringan kristal es ini tergantung padateknologi pembekuan yang digunakan.
Pada produk pangan cair, digunakan pembekuanlambat untuk membentuk kisi-kisi kristal es(terbentuk saluran yang porous) sehinggamemudahkan untuk proses penguapan air
Pada bahan pangan padat dan bahan denganstruktur gel atau seluler, pada pembekuan lambatakan terbentuk kristal es individu yang terpisah satudengan lainnya sehingga tidak terbentuk jaringanporous uap air berdifusi melalui struktur padatsehingga waktu pengeringan lebih lama.
Jika pembekuan terlalu cepat terjadi keretakan kristaluap menjadi saluran untuk difusi uap tapiberpengaruh negatif terhadap karakteristik produkakhir.
1/14/2014
4
Pada beberapa produk pangan cair misalnya jus buah danekstrak kopi terbentuknya keadaan gelas padapembekuan menyebabkan pengeluaran uap menjadi sulit diatasi dengan :Cairan dibekukan dalam bentuk foam (vacuum puff
freeze drying) Jus dikeringkan bersama-sama dengan pulp
kedua metode ini menghasilkan saluran pada bahanpangan sebagai tempat pengeluaran uap dari bahan
Jus beku dihaluskan hingga terbentuk granula pengeringan lebih cepat dan ukuran partikel produkdapat diatur.
2. Primary Drying (Pengeringan Tahap I)Kristal es yang terbentuk pada proses pembekuan
(freezing) disublimasikan pada tekanan vakumSemakin tinggi tingkat kevakuman (tekanan absolut
1/14/2014
5
Tem
pera
ture
Solute concentration
Glass
SupersaturatedSolution
Ice
Diluteliquid
Fig 4. State diagram for asimple binary mixture
Penambahan panas dapat menyebabkan suhu produk> suhu kolapsnya.
Suhu kolaps = suhu dimana produk menjadi mudahuntuk mengalir
Selama kolaps kantung tempat kristal es yangterbentuk selama sublimasi menghilang dandigantikan oleh produk yang mengalir ke daerah inisehingga produk kering beku yang dihasilkanmempunyai densitas > dan mengurangikemampuannya untuk direhidrasi
Tabel 2. Suhu kolaps untuk beberapa produk
Bahan Pangan Suhu Kolaps (oC)Jus buah (-37) (-43)Strawberry (-33) (-41)Apel (-41) (-42)Tomat -41Jagung manis (-8) (-15)Kentang -12Es krim (vanilla) (-31) (-33)Keju Cheddar -24Ikan (-6) (-12)Daging Sapi -12
Pada pengeringan tahap II suhu harus < suhu transisi gelas untukmencegah terjadinya kolaps.
Jika terjadi kolaps maka suhu pemaas dan tekanan harus diturunkan. Struktur produk pangan beku menentukan waktu yang dibutuhkan untuk
pengeringan tahap II, karena proses pengeringan hanya terjadi melaluiproses difusi molekul air dari produk.
Pada produk pangan berbentuk padat dimana tidak ada saluran padapori-pori es, pengeringan lebih lama karena air menguap melalui bahanpangan ke permukaan, dan jika terdapat saluran pada pori-pori kristal esmaka proses pengeringan lebih cepat.
Akhir proses pengeringan beku ditunjukkan oleh suhu dan berat produk. Pengukuran suhu pada satu titik dapat digunakan untuk menduga kadar
air pada titik tersebut perlu pengetahuan mengenai hubungan antarasuhu dan kadar air.
1/14/2014
6
A
B
C
D
Glass
Solute Concentration
Tem
pera
ture
Fig 5. Processing trajectory on astate diagram for optimal freezedrying. Product starts at point A,freezes at point B, ice is removedby sublimation to point C, andproduct is dried further to point D.
PERALATAN FREEZE DRYING
Freeze drier tdd : Ruangan vakum yang terdiri dari trays tempat bahan yang akan
dikeringkan Pemanas untuk menyediakan panas laten sublimasi Refrigeration coil untuk mengkondensasikan uap secara langsung
menjadi es yang dihubungkan dengan alat defrosting otomatisuntuk menjaga agar coil bebas dari kristal es penting karenasebagian besar energi digunakan untuk mendinginkan kondensor.
Pompa vakum untuk mengeluarkan uap yang tidak berkondensasi Pengeringada beberapa tipe tergantung pada metode yang
digunakan untuk menyediakan panas di permukaan produk(konduksi atau radiasi).
JENIS-JENIS FREEZE DRIER
Contact (or conduction) Freeze Driers :Bahan diletakkan di atas trays yang terletak di
atas plate pemanasLaju pengeringan lama karena proses pindah
panas melalui konduksi hanya pada satu sisi daribahan pangan.
Kontak antara produk pangan beku danpermukaan panas tidak rata sehingga mengurangilaju pindah panas
JENIS-JENIS FREEZE DRIER..
Accelerated Freeze DriersPada type ini produk pangan diletakkan di antara
2 lapisan logam yang berlubang dan mendapatkantekanan dari 2 sisi.
Pemanasan melalui konveksi, tapi pindah panas kebahan pangan lebih cepat dari pada dengan plateyang padat.
Uap lebih cepat dikeluarkan dari permukaanproduk
Waktu pengeringan lebih cepat daripada metodekontak.
1/14/2014
7
JENIS-JENIS FREEZE DRIER.
Radiation Freeze Driers :Digunakan radiasi infrared dari pemanas radian
untuk memanaskan lapisan bahan pangan yangtipis pada trays datar.
Pemanasan lebih seragam daripada tipe konduksikarena pengaruh permukaan yang tidak teraturterhadap laju pindah panas kecil.
JENIS-JENIS FREEZE DRIER.
Microwave and Dielectric Freeze Driers :Penggunaan pemanas dengan frekwensi radio
berpotensi dikembangkan dalam dreeze dryingtapi jarang digunakan pada skala komersial.
Sulit dikontrol karena air memiliki loss factor yangbesar daripada es dan terdapatnya es yangmencair di beberapa tempat menyebabkanpemanasan yang berlebihan.
Heating Plate
Mesh
(a)
(b)
Heating Plate
(c)
Fig 6. Freeze drying methods : (a) conduction throuh ribbedtray; (b) expanded mesh for accelerated freeze drying; radiant heating of flat trays.
VIBRATIONAL FREEZE DRYER
1/14/2014
8
CONTINIOUS CIRCULAR PLATE FREEZE DRYER
HULL FREEZE DRYING SYSTEMWITH EXTERNAL CONDENSOR
VIRTIS FREEZE DRYING SYSTEM
PENGARUH TERHADAP BAHAN PANGAN
Krakteristik sensori dan nilai gizi dapat dipertahankan Masa simpan > 12 bulan jika dikemas dengan baik Komponen aroma yang volatil tidak keluar bersama uap tapi tetap berada pada
matriks bahan pangan aroma retention 80-100%. Tekstur dapat dipertahankan (penyusutan sedikit) Tidak terjadi case hardening Struktur pori yang terbuka memungkinkan rehidrasi yang cepat dan sempurna
tapi ini mudah pecah sehingga harus dilindungi dari kerusakan mekanis Perubahan protein, pati dan karbohidrat lain sedikit Adanya struktur pori yang terbuka memungkinkan masukya oksigen yang
dapat mengoksidasi lemak produk harus dikemas dengan kemasan yanginert terhadap gas
Terdapat sedikt penurunan kandungan tiamin dan asam askorbat tapi vitaminlain hampir tidak berubah.
Kehilangan gizi mungkin terjadi pada saat proses misal pada proses blansing