ITP530 Rekayasa Proses Pangan PROSES PANAS

(1)

ITP530

Rekayasa Proses Pangan

PROSES PANAS

Prof. Purwiyatno Hariyadi, PhD

D t Il d T k l i P F t t IPB

Purwiyatno Hariyadi [email protected]

ITP530

• Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fateta, IPB

• 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) Æ

“high risk foods (HRF)

(2)

“Potentially Hazardous Foods” (PHF) (1962/US PHS)

A i h bl f d hi h

Any 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

ITP530

(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

( ) p

times the shelf life as determined by the

manufacturer.

(3)

Australian Food Standards Code 2002

Potentially hazardous foods are foods that b h h i i b l

meet 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

ITP530

• 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 as or 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;

(4)

• 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

ITP530

, p

sandwiches, rolls and cooked and uncooked pizza.

• Australian Food Standards Code 2002

H M

1 a _w

Characteristics of potentially hazardous foods:

0 85

L M

0.85 pH

14 10

0

(5)

pH-controlled

LAFs

foods

1 a _w

Risk Management Æ Tek Pengolahan

0 85 P i

Pengasaman (pH controlled)

L a

_w

-controlled Foods

0.85 Pengeringan,

Penggaraman, dll (a

_w

controlled)

ITP530

pH

14 10

0

4.5 H M

1 a _w

Risk Management Æ Tek Pengolahan

0 85 P i

Pengasaman (pH controlled)

L M

0.85 Pengeringan,

Penggaraman, dll (a

_w

controlled)

pH

14 10

0 PEMANASAN

(6)

Highly PHFs pH > 4.5 dan a

_w

<0.85 pH < 4.5 dan a

_w

>0.85

Kasus A

Risk Management Æ Tek Pengolahan

9 Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis)

9 Awet pada suhu refriferasi

Proses Panas Æ Pasteurisasi Atau Hot Filling

ITP530

9 Awet pada suhu refriferasi (shelf stable)

9 Harus refrigerasi

9 Contoh : Sari buah, sos tomat, dll

Highly PHFs pH > 4.5 dan a

_w

>0.85

Kasus B

Risk Management Æ Tek Pengolahan

Proses Panas

9 Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis)

9 Hanya beberapa hari pada suhu refrigerasi

Æ Pasteurisasi Atau Hot Filling

suhu refrigerasi 9 Harus refrigerasi

9 Contoh : Susu pasteurisasi,

daging udang, kepeting, dan hasil

(7)

Highly PHFs pH > 4.5 dan a

_w

>0.85

Kasus C

Risk Management Æ Tek Pengolahan

Proses Panas

9 Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis)

9 Awet pada suhu ruang (shelf

Æ Sterilisasi Komersial

21 CFR 113

ITP530

p g (

stable)

9 Tidak memerlukan refrigerasi 9 Contoh : Sardine, tuna dalam

kaleng, susu steril, dll

Pengisian dalam Kondisi Panas

(Hot Filled Foods)

(8)

• Prinsip : pengawetan dengan

k k bi i t k ik t k

Pengisian dalam Kondisi Panas (Hot Filled Foods)

menggunakan kombinasi teknik untuk memberikan tingkat keamanan yang diinginkan:

– panas – pH

ITP530

– a _w (aktivitas air)

– Pengawet (senyawa anti mikroba)

• Contoh produk

Pengisian dalam Kondisi Panas (Hot Filled Foods)

• Jem dan Jeli

• Sirup

• Saos

– Chocolate sauce – Gravies

– Sambal; saos tomat

(9)

• Suhu pengisian umumnya 180 F

P dib ik tdk

Pengisian dalam Kondisi Panas (Hot Filled Foods)

• Pemanasan yang diberikan tdk membunuh spora

• Pada proses pendinginan pengemas : terbentuk

• Penjaminan keamanan pangan

ITP530

memerlukan dukungan teknik pengawetan yang lainnya

Pengawetan sekunder

• pH

– Jem – Jeli – pikel

• a _w (aktivitas air)

Chocolate sauce – Chocolate sauce

– High sugar jams and jellies

(10)

Pengawetan tertier

• Senyawa anti-mikroba

– Kalium sorbat – Kalsium propionat – Natrium bensoat – Sulfit

ITP530

…. Setelah dibuka?!

• Kapang dan khamir umumnya tidak tumbuh asalkan kondisi anaerobik tetap dipertahankan:

asalkan kondisi anaerobik tetap dipertahankan:

kemasan masih tertutup rapat

• … Setelah dibuka?!

– Umumnya disarankan untuk disimpan dalam lemari es

– Penggunaan senyawa anti mikroba (pengawet) mulai Penggunaan senyawa anti mikroba (pengawet) mulai

berperan untuk memperpanjang masa simpan

(11)

Proses pasteurisasi

Pasteurisasi

p

ditemukan oleh Louis Pasteur:

Pembusukan anggur dapat diawetkan dengan pemanasan dibawah titik didih

ITP530

PASTEUR ^didihnya.

• Proses panas (umumnya < 100

^o

C) dengan dua tujuan utama :

1 memusnahkan semua sel vegetatif m.o.

Pasteurisasi

1 memusnahkan semua sel vegetatif m.o.

patogen

1 memperpanjang umur simpan.

• M.O. perlu dimusnahkan dalam pasteurisasi : - Mycobacterium tuberculosis : tuberkulosa - Coxiella burnetti : penyebab penyakit demam Q - Samonella, dll

- Perlu selalu di “ up date” :

………….

> new emerging pathogen

(12)

• Produk pasteurisasi tidak “steril”

...

> cepat mengalami

Pasteurisasi

p g

kebusukan

• Perlu dibantu dengan teknik pengawetan lain

...

> pendinginan

...

> pH

...

> “pengawet”

ITP530

pengawet

...

> dll

Pasteurisasi Susu

• Perlindungan Kesehatan Masyarakat

• Menjaga mutu susu Menjaga mutu susu

• Umur simpan : 7, 10, 14 sampai 16 hari.

• Umur simpan tergantung pada kombinasi suhu &

waktu pasteurisasi yang digunakan

• Pasteurisasi susu minimum :

• Berdasarkan pada ketahanan panas bakteri

• Berdasarkan pada ketahanan panas bakteri Coxelliae burnettii.

• Bakteri patogen pada susu paling tahan panas

(13)

Pasteurisasi Susu

63° C; 30 min., 72° C; 16 sec., atau ekivalen

Uji : test phosphatase negatif

ITP530

Pasteurisasi “Susu ”

Pasteurisasi “frozen dairy dessert mix”

(ice cream or ice milk, egg nog):

minimum 69° C ; 30 menit;

minimum 80° C ; 25 detik;

atau kombinasi lain yang di”approved”

(misal : 83° C; 16 sec).

Pasteurisasi produk berbasis susu(komposisi susu > 10% mf, or added sugar (cream, g ( chocolate milk, etc)

66° C; 30 min,

75° C; 16 sec

(14)

Highly PHFs pH > 4.5 dan a

_w

>0.85

Kasus C

Risk Management Æ Tek Pengolahan

Proses Panas

9 Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis)

9 Awet pada suhu ruang (shelf

Æ Sterilisasi Komersial

21 CFR 113

ITP530

p g (

stable)

9 Tidak memerlukan refrigerasi 9 Contoh : Sardine, tuna dalam

kaleng, susu steril, dll

Highly PHFs pH > 4.5 dan a

_w

>0.85

Kasus C

Risk Management Æ Tek Pengolahan

Proses Panas

21 CFR 113

Æ

Sterilisasi

Komersial

(15)

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

21 CFR 113

Low Acid Food :

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

ITP530

p _w

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

21 CFR 113

Low Acid Canned Food :

• pH > 4.6

• Water Activity > 0.85

• Thermally processed

• Hermetically sealed container Low Acid Canned Food :

• Hermetically sealed container

• Non-refrigerated

= COMMERCIALLY

STERILE

(16)

h d b d hi Standard Performansi (USFDA/USDA) :

STERIL KOMERSIAL

21 CFR 113

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

ITP530

microorganisms during and after processing.

For a low-acid Produk that receives thermal or Standard Performansi (USFDA/USDA) :

STERIL KOMERSIAL

21 CFR 113

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.

(17)

Standard Performansi (USFDA/USDA) :

STERIL KOMERSIAL

21 CFR 113

• C. botulinum

• D _Bot,250F = 0.21 menit

• 12-log10 reduction C. botulinum Æ F _o = 2.52 menit

ITP530

Bagaimana menentukan nilai

Fo?

Factors Influence the Heat Resistance of Microbial

Principles of Thermal Processing

• Species of microorganisms.

• Acidity or pH .

• Oxygen (some of the spores with high thermal resistance are anaerobic).

• Water activity

• Food composition

(18)

Principles of Thermal Processing

Heat Resistance of Microbial

ITP530

Principles of Thermal Processing

Heat Resistance of Microbial

(19)

Principles of Thermal Processing

Heat Resistance of Microbial

ITP530

D values of microorganisms of importance in heat processing

Spores D 121.1 (min)

Principles of Thermal Processing

B. stearothermophilus 4.0 - 5.0 C. thermosaccharolyticum 3.0 - 4.0 D. nigrificans 2.0 - 3.0 C botulinum – proteolytic 0 1 - 0 23 C. botulinum – proteolytic 0.1 - 0.23 C. sporogenes 0.1 - 1.5

B. coagulans 0.01 - 0.1

(20)

Principles of Thermal Processing

Heat Resistance of Microbial

ITP530

Principles of Thermal Processing

Perhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial

• Lethal Rate (LR)= Lethal value (LV)

• Time/Temp. Process & LR

• LR Curve for Thermal Process

(21)

z 121.1 - T(t) T(t)

-

121.1

10 10 LV 1

LR = = =

Principles of Thermal Processing

Perhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial

10

z

T(

^o

C) T(

^o

F) LR(z=10

^o

C)

90 194 0,000776247

95 203 0,002454709

100 212 0,007762471

105 221 0,024547089

110 230 0,077624712

ITP530

,

115 239 0,245470892

120 248 0,776247117

121,1 250 1,000000000

125 257 2,454708916

129 264 6,165950019

t min T(^oC) LR(z=10^oC)

Pemanasan pada suhu konstan, 121,1

^o

C

80 100 120 140

u

Principles of Thermal Processing

Perhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial

0,8 1,0 1,2 t, min T(^oC)

0 121,1

1 121,1

2 121,1

3 121,1

4 121,1

5 121,1

6 121,1

7 121,1

LR(z=10^oC) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

1,0

1 unit sterilisasi

0 20 40 60 80

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Waktu

Suhu

0,0 0,2 0,4

LR0,6

,

8 121,1

9 121,1

10 121,1

11 121,1

12 121,1

, 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

1 unit sterilisasi 12 unit sterilisasi

F

₀

=12

(22)

0 0040 0,0060 0,0080 0,0100

LR

Perhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial

Principles of Thermal Processing

Pemanasan pada suhu konstan, 100

^o

C

0,0000 0,0020 0,0040

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Waktu

t, min T(^oC) LR(z=10^oC)

0 100 0,007762471

1 100 0,007762471

2 100 0,007762471

3 100 0,007762471

4 100 0,007762471

5 100 0,007762471

6 100 0,007762471

Total sterilitas = 0.007762x12 unit

= 0.10091 unit hanya

0.00776 x pengaruh letal pada 121.1^oC

ITP530

7 100 0,007762471

8 100 0,007762471

9 100 0,007762471

10 100 0,007762471

11 100 0,007762471

12 100 0,007762471

Total letalitas = F₀=??

F

₀

= D

_o

log ⁼ ∫

^t

0

(LR)dt N

N

₀

F

₀

= LR.t

Diketahui : Mikroba A; D₀= 0,21 menit dikehendaki proses 12 D

Pemanasan pada suhu 121.1^oC ^………> 12(0,21)=2.52 menit Pemanasan pada suhu 100^oC

Perhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial

Principles of Thermal Processing

Pemanasan pada suhu 100^oC

Æ 1/LR_100Cx 2.52 min = 1/0.00776 x 2.52=324.7 min (5.4 jam) Pemanasan pada suhu 129^oC

Æ 1/LR_129Cx 2.52 min = 1/6,166 x 2.52=0.408 min (24.5 detik) Pemanasan pada suhu 50^oC

Æ 1/LR_50Cx 2.52 min = 1/0. 000000078 x 2.52

= 32307692.31 menit

= 747.8 bulan????!!!!

Pada prakteknya :

Æ efek letal panas untuk sterilisasi, umumnya mulai dianggap nyata p , y gg p y setelah T>90^oC

Æ Teixeira (1992) : no appreciable lethality at T < 210^oF(99^oC) Æ suhu produk selama pemanasan tidak konstant ^…….> T=f(t) Æ Pemanasan produk dilakukan dalam retort Æ pengalengan Æ Pemanasan produk dilakukan dengan HE Æ aseptik

(23)

t, min T(^oC) LR(z=10^oC)

0 90 0,000776247

4 105 0,024547089

40 60 80 100 120 140

Suhu (C)

Perhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial

Principles of Thermal Processing

0 2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

LR

8 120 0,776247117

12 121 0,977237221

16 100 0,007762471

20 70 0,000007762

24 60 0,000000776

F

₀

= D

_o

log ⁼ ∫

^t

0

(LR)dt N

N

₀

0 20 40

0 4 8 12 16 20 24

waktu

ITP530

0,0 0,2

0 4 8 12 16 20 24

Waktu Fo = luas area di bawah kurva

hubungan antara LR dan t Fo = jumlah area trapesium

Luas trapesium Δt

2 LR

₂

LR

₁

⎟ ⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛ +

=

⁽¹² ⁸⁾ ^3.506

2 0.977 0.776

A ⎟ - =

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛ +

=

Dalam prakteknya …

F l

Uk K l

P d k

Beberapa nilai-F

_o

pangan steril komersial di pasar UK

Sterilisasi komersial

Principles of Thermal Processing

3 4 A2

C l

6-8 A2 to A10

4-6 Up to A2

Green beans in brine

3-4 All

Carrots

6-8 A2 to A10

6 Up to A2

Peas in brine

4-6 All

Beans in tomato sauce

3-5 babyfood

Babyfoods

F

_o

values

Ukuran Kalengs

Produk

10 Ovals

Sliced meat in gravy

12-15 All

Meats in gravy

6-8 Up to A1

Mushrooms in butter

8-10 A1

Mushrooms in brine

3-4 A2

Celery

(24)

14

15

UK

• Jumlah data terkumpul= 93 (dari 23 FCE)

• Kisaran : 1.9 < F

_o

<148.4 Sterilisasi komersial di Indonesia??

Principles of Thermal Processing

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Frequency

ITP530

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 Value

3

^<

F

_o^<

15 • Perlu dikembangkan mekanisme pendaftaran FCE di Indonesia??

Sterilisasi komersial di Indonesia??

Principles of Thermal Processing

• Perlu dikembangkan mekanisme evaluasi untuk pemastian :

i. good manufacturing practices?

ii. Kinerja alat pengolahan/retort?

iii. Kecukupan panas (nilai-F p p (

_o_o

)? )

(25)

12 13 14

15

Indonesia?

Optimisi Mutu

• Penentuan T-t optimum

Ot ti i d li h ?

Sterilisasi komersial di Indonesia??

Principles of Thermal Processing

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Frequency

• Otomatisasi pengendalian suhu?

• Pelatihan Operator

Berlebihan?

ITP530

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 Value

7

^<

F

_o^<

19 INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS - Heat Penetration test

Pemanasan kaleng dalam retort

• Prosedur venting

• Come up time

Æ T

_R

= f(t) dalam retort

R

( )

(26)

• Tipikal kurva penetrasi panas untuk makanan kaleng dan perubahan suhu retort (T

_R

) selama proses seterilisasi

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS - Heat Penetration test

• Suhu retort di”set” pada 250

^o

F

• T untuk mencapai T

_R

: CUT

Data diperoleh dari Uji Penetrasi Panas

ITP530 CUT

Teixera, 1992. Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.

Cold Point

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

- Heat Penetration test

(27)

• Tipikal kurva penetrasi panas untuk makanan kaleng dan perubahan suhu retort (T

_R

) selama proses seterilisasi

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS - Heat Penetration test

• Suhu retort di”set” pada 250

^o

F

• T untuk mencapai T

_R

: CUT

Data diperoleh dari Uji Penetrasi Panas

ITP530 CUT

Tipikal data penetrasi panas : hubungan antara suhu produk (SHP) dan waktu pemanasan

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

- Heat Penetration test

(28)

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

ITP530

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

(29)

T

_R

-T

_p

2. Metoda Formula 1000

T T

- hA t

Persamaan perubahan suhu selama proses pemanasan :

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

T-T

_m

T

_P

-T

_R

=

T

_i

-T

_m

T

_i

-T

_R

= exp -(αt/L

²

)

T

_R

-T

_P

10 T - T

_R

100 T

_i

- T

_R

= e

^ρCpV

t

= e

^-kt

ITP530

R P

T

_R

-T

_i

= exp -(k)t

Log(T

_R

-T

_P

)=Log(T

_R

-T

_i

)- t (2,303)

k

1 t

Contoh :

waktu suhu TR-T

0 25 90

5 25,6 89,4

10 28,1 86,9

15 32,8 82,2

20 39,6 75,4

25 48,7 66,3

30 58 1 56 9

100 1000

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

30 58,1 56,9

35 67,7 47,3

40 75,9 39,1

45 82,9 32,1

50 88,8 26,2

55 93,8 21,2

60 97,8 17,2

65 101,2 13,8

70 103,6 11,4

75 105,4 9,6

80 107,1 7,9

85 108,2 6,8

10 100

TR- T (T R = 115C )

90 109,2 5,8

95 109,9 5,1

100 110,6 4,4

105 111,1 3,9

110 111,4 3,6

115 111,7 3,3

120 112 3

1 0 50 100 150

waktu

(30)

1 50 0

100 150

waktu 1000

Putar 180

^o

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

10 1

TR-T (TR=1 15C)

10 100

TR-T (TR=1 15C)

ITP530

100 1000 1

0 50 100 150

waktu

METODE FORMULA : Plot Data Penetrasi panas untuk suhu retort (Tr)= 250

^o

F

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

(31)

CUT come up time; yaitu waktu dari mulai uap dinyalakan sampai retort mencapai suhu proses.

B waktu proses dalam menit jika suhu retort langsung

i T CUT 0

Istilah/notasi pada proses termal :

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

mencapai T

_R ^………

> CUT = 0

Pt waktu proses yang dihitung oleh operator retort (operator processing time), yaitu sama dengan B dikurangi 0.42 CUT (waktu proses dihitung sejak termometer menunjukkan suhu retort yang dikehendaki sampai mulai proses pendinginan) f

_h

waktu dalam menit yang dibutuhkan kurva pemanasan

untuk melewati satu siklus

j faktor lag waktu sebelum kurva pemanasan menjadi lurus,

ITP530

j faktor lag waktu sebelum kurva pemanasan menjadi lurus, atau j = jI/I

jI suhu awal semu diambil pada titik potong kurva pemanasan dengan waktu 0 menit yang sebenarnya (waktu 0 menit ini besarnya sama dengan 0.58 x CUT)

g perbedaan suhu retort dengan produk di dalam kaleng pada akhir proses termal

T suhu retort yang di “set” dan dipertahankan pada saat proses termal Istilah/notasi pada proses termal :

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

T

_R

suhu retort yang di set dan dipertahankan pada saat proses termal T

_i

suhu awal produk

I perbedaan suhu retort dengan suhu awal produk (T

_R

-T

_i

)

F

₀

jumlah menit yang dibutuhkan untuk memusnahkan sejumlah bakteri pada suhu 250

^o

F

_i

jumlah menit pada suhu T

_R

yang ekivaleng dengan 1 menit pada suhu 250

^o

F

^………

> F

_i

= 10

^(250-TR)/z

250 F > F

_i

10 U Waktu pada T

_R

ekivalen dengan F

₀

U = F

_i

F

₀

(32)

Formula Ball : B = f

_h

(log jI - log g)

B = waktu proses (menit) jika

h l i

CONTOH

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

suhu retort langsung mencapai T

_R

(waktu proses jika CUT = 0) I = ?

= T

_R

-T

_i

= 250-150=100

^o

F jI = ?

= 135

^o

F

ITP530

fh = ?

= 51 menit g = ?

= lihat kurva!!!

Penentuan nilai g???

g : unaccomplished temperature difference at the end of a specified heating time

(T T ) di T h di khi

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

(T

_R

-T

_Pe

), dimana T

_pe

= suhu di akhir proses Kita ingin menentukan waktu proses

……….

> tidak diketahui T

_pe

g = f(D, Z, F

₀

, f

_h

dan T

_R

)

Secara perhitungan + empiris p g p

………..

> nilai g telah ditabulasikan (Tabel + Diagram :

hubungan fh/U dan log g, pada berbagai nilai z, jc)

(33)

Penentuan nilai g???

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

ITP530

Penentuan nilai g???

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

(34)

Rangkuman

Dari kurva penetrasi panas : - Tentukan f

_h

- Buat garis vertikal di t=0.6 CUT - Tentukan jI (baca di sumbu kanan Y)

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

j ( )

- (hitung/tentukan j Æ j = jI/I Æ I = RT - IT

ITP530

Rangkuman

Dari kurva penetrasi panas : - Tentukan f

_h

- Buat garis vertikal di t=0.6 CUT - Tentukan jI (baca di sumbu kanan Y)

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

j ( )

- (hitung/tentukan j Æ j = jI/I Æ I = RT - IT

Menentukan nilai F

_o

; jika diketahui B ...hitung log g = log jI – (B/f

_h

)

Kasus 1

... .dengan diketahui log g Æ cari f

_h

/U ... .hitung F

_i

= 10

^(250-TR)/z

Æ F = f /[(f /U)F ]

(35)

Rangkuman

Dari kurva penetrasi panas : - Tentukan f

_h

- Buat garis vertikal di t=0.6 CUT - Tentukan jI (baca di sumbu kanan Y)

INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS

j ( )

- (hitung/tentukan j Æ j = jI/I Æ I = RT - IT

Menentukan nilai B; jika dikehendaki nilai F

_o

... .hitung F

_i

= 10

^(250-TR)/z

Kasus 2

ITP530

... hitung f

_h

/U = f

_h

/(F

_o

*F

_i

)

... .dengan diketahui f

_h

/U Æ cari log g Æ B= f

_h

(log jI – log g)

Dipengaruhi oleh:

• Pemanasan/pendinginan terjadi pada HX

• Kecukupan panas utamanya dihitung di Holding KECUKUPAN PROSES PANAS

DALAM SISTEM KONTINYU

• Kecukupan panas utamanya dihitung di Holding Tube

• Karakteristik fluida (Newtonian/non- Newtonian)

• Ada tidaknya particulate

• Karakteristik aliran fluida dalam pipa:

• Dimensi pipa (diameter panjang pipa) Dimensi pipa (diameter, panjang pipa)

• Densitas fluida

• Viskositas

• Kecepatan aliran fluida dalam pipa

(36)

Produk Mentah

SSHE

Sumber Uap Panas Positive

Displ. Pump

KECUKUPAN PROSES PANAS DALAM SISTEM KONTINYU

Mentah

Produk

Holding Tube SSHE

FDA: Perhitungan awal kecukupan panas; didasarkan pada pemanasan dalam Holding Tube

ITP530

Sumber Air Dingin Steril

T

ho

L 1

F t

^min

KECUKUPAN PROSES PANAS DALAM SISTEM KONTINYU

2 v 10

10 F

Z T 250 Z

T 250

min

ho

ho ⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡ −

⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡ −

=

T

_ho

= Suhu pada Holding Tube (diukur pada “outlet”)

L = Panjang Holding Tube j g g

(37)

140

^o

C

KECUKUPAN PROSES PANAS

DALAM SISTEM KONTINYU ... ilustrasi

0 40 50 75

Waktu (detik) Diketahui: D = 1 menit

ITP530

Diketahui: D

_121.1

= 1 menit Z = 10

^o

C

Cek: Apakah kondisi sterisasi komersial telah tercapai?

(Proses 12 D)

⎟ ⎞

⎜ ⎛ −

= 121 . 1 T 10

F t

ho min

KECUKUPAN PROSES PANAS

DALAM SISTEM KONTINYU ... ilustrasi

⎟ ⎠

⎜ ⎝ Z 10

menit 12.9 dt 2 . 776 10

140 - 121.1 10

dt

F 10 = =

⎟ ⎠

⎜ ⎞

⎝

= ⎛

Proses 12 D → F = 12 D Proses 12 D → F

_o

= 12 D

_121.1

F

₀

= 12 menit

∴ Sterilisasi komersial telah tercapai

(38)

SISTEM KONTINYU ...

Umumnya digunakan pada sistem Umumnya digunakan pada sistem Proses Aseptis

ITP530

Prinsip Proses Aseptis ... Ilustrasi SUSU

Zona Aseptis p

kemasan SUSU

steril dalam kemasan Pengisian

SUSU steril

kedalam

kemasan steril,

dilakukan pada

kondisi

lingkungan steril

(39)

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ suhu (T).

(1) Definisi Nilai F ₀

ITP530

Malmgren, B, 2011. Aseptic process. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ suhu (T).

(2) Definisi Nilai z

(40)

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ suhu (T).

(3) Definisi Nilai Pemasakan (C-value)

ITP530

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ suhu (T).

(4) Definisi Nilai B*

(41)

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ suhu (T).

(5) Definisi Nilai C*

ITP530

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ suhu (T).

(42)

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ suhu (T).

ITP530

Waktu Æ Pengendalian Aliran

- kecepatan dan profil laju aliran dalam Holding Tube (HT)

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ Waktu (t).

(43)

Waktu Æ Pengendalian Aliran

- kecepatan dan profil laju aliran dalam HT

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ Waktu (t).

ITP530

Waktu Æ Pengendalian Aliran

- kecepatan dan profil laju aliran dalam HT

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ Waktu (t).

⎤

⎡

⎟ ⎠

⎜ ⎞

⎝

⎥ ⎛

⎦

⎢ ⎤

⎣

= ⎡

⎥ ⎦

⎢ ⎤

⎣

= ⎡

−

V F L

t F

Z T o

ho ho

10 2 10

121 min 121

L = panjang holding tube

T

_ho

: suhu diujung hilir holding tube

V = kecepatan rata

²

aliran

(44)

Waktu Æ Pengendalian Aliran

- kecepatan dan profil laju aliran dalam HT

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ Waktu (t).

Nilai Fo :

• Dipengaruhi oleh aliran bahan HT; (profile & kecepatan aliran)

• Kendalikan pompa :

• Pompa dipasang di bagian hulu sistim pemanasan

• Positive displacement pump

• Nilai Fo = ditentukan berdasarkan nilai Fo dari the fastest moving particle

ITP530

• Untuk memastikan t tidak berubah Æ fixed rate pump.

• Jika digunakan pompa dengan variable speed Æ perubahan kecepatan hanya dibisa dilakukan oleh authorized personel yang sudah ditunjuk dan diberikan training memadai.

Waktu Æ Pengendalian Aliran

- kecepatan dan profil laju aliran dalam HT

Prinsip Proses Aseptis :

A. Proses sterilisasinya Æ Waktu (t).

Holding Tube :

• Posisi HT dibuat miring Æ self draining

• HT Æ standar disain saniter (sanitary design);

• pemukaan pipa yang halus

• komponen mudah diurai dan dirakit kembali,

• kualitas pengelasan (welding) yang baik Æ CIP

• HT dikonstruksi pada area yang kering dan tidak lembab;

• Tekanan di dalam HT perlu dipertahankan tinggi:

Æ menghindari terjadinya proses mendidih/flashing.

• Suhu HT (T

_ho

) dicatat sebagai suhu outlet HT .

(45)

Prinsip Proses Aseptis :

B. Kondisi kemasan dan Proses Sterilisasinya.

ITP530

• Mutu dan tingkat sanitasi bahan pengemas

• Pananganan bahan pengemas (transportasi, penyimpanan dan instalasinya pada mesin pengemas)

Prinsip Proses Aseptis :

B. Kondisi kemasan dan Proses Sterilisasinya.

dan instalasinya pada mesin pengemas).

• Sterilisasi pengemas :

• Sterilisasi menggunakan cairan dan/atau uap H

₂

O

₂

• UV

• Irradiasi,

• dll dll

(46)

• Contoh :

Prinsip Proses Aseptis :

B. Kondisi kemasan dan Proses Sterilisasinya.

ITP530

Prinsip Proses Aseptis :

B. Kondisi kemasan dan Proses Sterilisasinya.

• Contoh : Faktor Kritis untuk memastikan sterilitas bahan pengemas

^*)

*)Ref : Guido, 2011. Aseptic Filling. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011 Only “Performance Criteria” is specified^*)

• 4+ Log Reduction of Bacillus subtilis

• 6 Log Reduction of Clostridium botulinum

(47)

Prinsip Proses Aseptis :

C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.

ITP530

• Zona aseptis: area steril dimana proses pengisian produk steril kedalam kemasan steril akan dilakukan.

Prinsip Proses Aseptis :

C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.

US-FDA

“Everything Entering the Aseptic Zone Must Be Sterile”

• Must reach the condition of commercial sterility before production start-up

M t b i t i d i h diti t t

• Must be maintained in such conditions to prevent

recontamination during the whole production period

(48)

Prinsip Proses Aseptis :

C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.

• Zona aseptis: area steril dimana proses pengisian produk steril kedalam kemasan steril akan dilakukan.

Dua (2) Tipe Zona Aseptis :

(a) “Laminar flow bench” : Terbuka, sterilitas dijaga dengan pola aliran udara steril secara kontinyu

ITP530

(b) “Isolator” : tertutup, ada batas fisik, dan strilitas dijaga dengan udara steril (overpressure)

Prinsip Proses Aseptis :

C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.

• Zona aseptis: area steril dimana proses pengisian produk

steril kedalam kemasan steril akan dilakukan.

(49)

Prinsip Proses Aseptis :

C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.

• Zona aseptis: area steril dimana proses pengisian produk steril kedalam kemasan steril akan dilakukan.

• Keseluruhan area atau zona aseptis perlu disterilkan

• Sterilan yang sering digunakan adalah uap panas dan/atau H

₂

O

₂

(“peroxide mist”)

• Sebelum penyemprotan H

₂

O

₂

Æ seluruh permukaan

ITP530

p y p

₂ ₂

p

dipanaskan lebih dahulu.

• Setelah penyemprotan H

₂

O

_{2 ,}

Æ penyemprotan udara kering (steril) panas (280-360°C).

• Harus dipastikan kondisi steril tetap terpelihara dengan baik selama proses berlangsung Æ tekanan positip.

Prinsip Proses Aseptis :

C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.

• Zona aseptis: area steril dimana proses pengisian produk steril kedalam kemasan steril akan dilakukan.

Contoh: Faktor kritis untuk menjaga sterilitas zona aseptis^*)

*)Ref : Guido, 2011. Aseptic Filling. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011

(50)

Prinsip Proses Aseptis :

D. Sanitasi seluruh peralatan

ITP530

CIP Æ empat (4) T:

• T ime; waktu atau lama pembersihan

Prinsip Proses Aseptis :

D. Sanitasi seluruh peralatan

T ime; waktu atau lama pembersihan yang tepat; kontak antara permukaan dengan larutan pembersih;

• T emperature; suhu yang tepat ; sesuai dengan larutan pembersih dan

sanitaiser;

• T urbulence, aliran larutan pembersih yang tepat; sehingga bisa memberikan yang tepat; sehingga bisa memberikan turbulensi Æ efek pembersihan baik;

• T itration; konsentrasi larutan

pembersih;Æ effek sanitasi yang tepat.

(51)

ITP530 Rekayasa Proses Pangan PROSES PANAS

ITP530

Rekayasa Proses Pangan

PROSES PANAS

Prof. Purwiyatno Hariyadi, PhD

D t Il d T k l i P F t t IPB

ITP530

• Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fateta, IPB

• 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) Æ

“high risk foods (HRF)

“Potentially Hazardous Foods” (PHF) (1962/US PHS)

A i h bl f d hi h

Any 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

ITP530

(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

( ) p

times 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 l

meet 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

ITP530

• 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 as or 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

ITP530

, p

sandwiches, rolls and cooked and uncooked pizza.

• Australian Food Standards Code 2002

H M

1 a w

Characteristics of potentially hazardous foods:

0 85

L M

0.85

pH

14 10

0

LAFs

1 a w

Risk Management Æ Tek Pengolahan

0 85 P i

Pengasaman (pH controlled)

L a

-controlled Foods

0.85 Pengeringan,

Penggaraman, dll (a

controlled)

ITP530

pH

14 10

0

4.5

H M

1 a w

Risk Management Æ Tek Pengolahan

0 85 P i

Pengasaman (pH controlled)

1 a _w

1 a _w

1 a _w

– a _w (aktivitas air)