Yudha Cipta Wijaya
Teknik Kimia, ITB, Jalan Ganesa No. 10, Bandung, Indonesia [email protected]
Abstrak
Buah merupakan makanan sumber berbagai macam zat penting yang dibutuhkan oleh manusia, seperti vitamin dan mineral. Mengonsumsi buah dapat dilakukan dengan cara yang beragam, seperti dikonsumsi langsung atau dibuat dalam bentuk jus. Pembuatan jus buah pun dapat dilakukan dengan berbagai cara, baik konvensional maupun modern. Pengolahan jus buah dengan cara konvensional dapat mengakibatkan perubahan rasa, aroma, dan warna pada jus buah. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, para produsen jus buah berusaha untuk mengembangkan teknologi pengolahan jus menjadi teknologi pengolahan modern. Teknologi terbaru yang sangat menjanjikan adalah pengolahan jus buah dengan teknologi membran. Pengolahan jus buah dengan teknologi membran meliputi pengolahan reverse osmosis, pemekatan osmosis langsung, distilasi membran, distilasi osmotik, dan proses membran terintegrasi. Teknik-teknik pengolahan jus buah tersebut memiliki prinsip pengolahan yang berbeda satu sama lain. Kondisi operasi yang diterapkan pada masing-masing teknik tersebut pun berbeda. Teknik-teknik tersebut pun memiliki kekurangan dan kelebihan masing-masing. Terlepas dari perbedaan yang ada, pengolahan jus buah dengan teknologi membran mampu menghasilkan hasil yang lebih baik dibanding pengolahan jus dengan cara konvensional. Karakteristik alami buah seperti rasa, aroma, dan warna dapat terjaga dengan baik sampai ke tangan konsumen. Pengembangan pengolahan jus buah menggunakan teknologi membran akan terus dilakukan guna mendapatkan hasil yang lebih baik agar dapat memenuhi kebutuhan konsumen. Kata kunci : reverse osmosis, pemekatan osmosis langsung, distilasi membran, distilasi osmotik, proses membran terintegrasi
1. Pendahuluan
Jus buah biasanya dipekatkan dengan beberapa tahap penguapan vakum untuk mengurangi ruang penyimpanan, biaya penyimpanan, dan biaya pengiriman. Akibat yang ditimbulkan dari proses ini adalah rasa dan warna jus yang berubah. Konsumen biasanya lebih memilih rasa dan aroma jus buah yang segar dan alami sehingga para ilmuwan berusaha melakukan pengembangan dalam pemrosesan jus buah agar dapat mempertahankan karakteristik jus buah yang segar. Industri jus telah mengembangkan teknik kontrol dan pencampuran jus dengan baik agar hasil yang didapat berupa jus yang berkualitas baik dan dapat diterima dan dikonsumsi oleh konsumen. Usaha-usaha yang dilakukan oleh industri jus diantaranya adalah pemekatan jus dengan pembekuan, pemekatan sublimasi, serta penggunaan teknologi membran (ultrafiltrasi dan reverse-osmosis) untuk proses pemekatan dan klarifikasi jus (Chen dkk, 1993; Köseoglu, Lawhon, & Lusas, 1990; Wenten dan Aryanti, 2014; Wenten dkk, 2014). Pemrosesan alternatif yang cukup menjanjikan adalah pemrosesan jus menggunakan teknologi membran.
Proses-proses membran seperti microfiltratrion (MF), ultrafiltration (UF), dan reverse-osmosis (RO) telah banyak diterapkan pada industri susu, makanan dan minuman setelah ditemukannya membran asimetris oleh Loeb dan Sourirajan di awal 1960-an. Potensi pengembangan proses RO sebagai teknik pemekatan untuk menghilangkan air dari jus buah telah menarik perhatian banyak industri jus buah selama sekitar 30 tahun. Keuntungan dari proses RO dibanding teknik penguapan tradisional adalah kerusakan termal yang lebih rendah untuk produk, peningkatan retensi aroma, konsumsi energi lebih sedikit dan biaya peralatan yang lebih sedikit. Salah satu kelemahan utama RO adalah ketidakmampuan untuk mencapai konsentrasi standar produk yang dihasilkan oleh penguapan karena keterbatasan tekanan osmotik tinggi.
Baru-baru ini, kemajuan teknologi yang berkaitan dengan pengembangan teknologi membran baru dan perbaikan dalam rekayasa proses telah terbukti mampu mengatasi keterbatasan ini. Proses membran baru termasuk distilasi membran dan osmotik dan proses membran
terintegrasi mungkin berkontribusi terhadap peningkatan teknik pemekatan jus buah (Alvarez et al, 2000;. Calabro, Jiao, & Drioli, 1994;. Cassano et al, 2003; Cuperus, 1998; Drioli, Calabro, & Wu, 1987; Drioli, Jiao, & Calabro, 1992; Girard & Fukumoto, 2000; Hogan, Canning, Peterson, Johnson, & Michaels, 1998; Jiao, Molinari, Calabro, & Drioli, 1992; Petrotos & Lazarides, 2001;. Vaillant et al, 2001). Makalah ini akan memberikan pandangan mengenai kemajuan signifikan dalam proses pemekatan jus buah menggunakan teknologi membran, termasuk penggunaan RO, pemekatan osmosis langsung, distilasi membran dan osmotik, serta proses membran terintegrasi.
2. Reverse Osmosis
Pemekatan jus buah dengan teknologi membran RO dilakukan pada suhu rendah dan tidak melibatkan perubahan fasa untuk menghilangkan air. Retensi unsur jus, terutama rasa, dan permeat fluks, adalah dua faktor utama yang terkait dengan jenis membran dan kondisi operasi yang digunakan selama proses tersebut.
Penelitian terbaru oleh Merson dan Morgan (1968) menemukan bahwa aroma yang terlarut dalam minyak dalam jus jeruk dapat dengan mudah dipertahankan dengan menggunakan membran selulosa asetat, sementara terdapat kehilangan aroma yang larut dalam air. Membran retensi dari beberapa komponen jus lainnya (gula, asam, kalium, kalsium, magnesium, dan fosfor) terbukti tetap dalam kondisi baik (Peri, Battisti, & Setti, 1973). Setelah itu, penelitian yang cukup besar telah dilakukan untuk proses pemekatan berbagai jus buah, termasuk apel, pir, jeruk, kiwi, nanas, dan jus tomat (Bowden & Isaacs, 1989; Braddock, nikdel, & Nagy, 1988; Medina & Garcia, 1988; Palmieri, Dalla Rosa, Dall'Aglio, & Carpi, 1990; Paulson et al., 1985; Sheu & Wiley, 1983).
Telah ditemukan bahwa poliamida memiliki retensi lebih besar terhadap rasa dan komponen lain dalam jus buah, juga fluks yang lebih tinggi dari membran selulosa asetat (Chua, Rao, Acree, & Cunningham, 1987; Fukutani & Ogawa, 1983a, 1983b; Sheu & Wiley, 1983).
Tabel 1. Retensi komponen jus jeruk pada pemekatan RO (Gadea, 1987)
Kekuatan jus Penyerapan Dissolved solids ( Brix) 11.20.0
Glucose (g/l) 26.6 0.1359 Fructose (g/l) 28.4 0.1552 Saccharose (g/l) 35.1 0.0815
Citric acid anhydrous (%, w/w) 0.85 0.01 Ash (%) 4.1 0.11 Sodium (ppm) 59 2 Potassium (ppm) 1427 47 Phosphorous (ppm) 200 2 Aspartic acid (mg/100 ml) 28 0.35 Asparagine (mg/100 ml) 45 1.0 Proline (mg/100 ml) 80 2.4 Glycine (mg/100 ml) 1.5 Traces Alanine (mg/100 ml) 9.9 1.5 Valine (mg/100 ml) 1.8 0.034 Isoleucine (mg/100 ml) 0.0 Traces Leucine (mg/100 ml) 0.5 Traces Phenylalanine (mg/100 ml) 3 0.04 Histidine (mg/ml) 1.1 0.062 Ornitine (mg/ml) 0.8 0.32 Lysine (mg/ml) 2.9 0.14 Arginine (mg/ml) 70 0.42 Total nitrogen (g/l) 1363 1
Alvarez, Riera, Alvarez, dan Coca (1998) mempelajari penyerapan model jus aroma apel melalui membran poliamida aromatik RO. Senyawa utama yang terkait dengan rasa seperti etil-2- metil butanoat, etil butanoat dan heksanol tertampik pada tingkat lebih dari 90% di bawah kondisi operasi terbaik (35 bar dan 600 l/h). Peningkatan suhu pemrosesan cenderung meningkatkan tingkat penyerapan larutan volatil (mudah menguap), tapi efek yang ditimbulkan tergantung pada jenis larutan volatil sampai batas tertentu. Serapan fluks (permeat fluks) terpengaruh terutama oleh transmembrane pressure (TMP), diikuti oleh suhu dan laju alir (Riera, & Alvarez, 1997; Alvarez, Riera, Alvarez, & Coca, 2001; Fukutani & Ogawa, 1983a; Sheu & Wiley, 1983; Sheu & Wiley, 1984).
Terlepas dari selektivitas tinggi dan kapasitas retensi zat terlarut membran RO, proses ini memiliki kelemahan yang signifikan. Sistem RO harus dijadikan sebagai langkah pra-pemekatan dengan teknologi lain seperti pra-pemekatan beku atau proses penguapan gabungan; proses memiliki keunggulan dalam mengurangi konsumsi energi dan peningkatan kapasitas produksi (Gadea, 1987; Sheu & Wiley, 1983).
Gadea (1987) menggambarkan proses awal RO komersial untuk pemekatan jus jeruk menggunakan membran AFC99 sebagai langkah pertama, sebelum pemekatan beku. Laju alir umpan dapat bervariasi antara 4200 dan 9700 liter / jam jus jeruk alami dengan laju pemisahan air 2000 liter / jam. Membran menunjukkan retensi yang sangat baik pada komponen jus seperti yang digambarkan pada Tabel 1.
3. Pemekatan Osmosis Langsung
Pemekatan osmosis langsung (DOC) adalah proses membran yang mampu memekatkan jus buah pada suhu
rendah dan tekanan rendah, sehingga mampu memelihara karakteristik (rasa dan warna) asli buah. Prinsip DOC adalah penggunaan larutan agen osmotik (OA) untuk membangun gradien tekanan osmotik melintasi membran semipermeabel dan memisahkan air dari jus buah.
Popper, Camirand, Nury, dan Stanley (1966) menggunakan DOC untuk memekatkan jus anggur dari 16 ke 60 Brix. Sebuah fluks osmotik rata-rata sekitar 2,5 l/m2 jam diperoleh dengan lembar datar membran asetat selulosa. Pengadukan meningkatkan fluks osmotik sebesar 67%. Difusi dari garam diamati melalui membran dalam konsentrat anggur, ketika menggunakan larutan air garam sebagai larutan OA.
Tidak seperti proses RO, perbedaan-perbedaan tekanan yang melintasi membran dalam DOC dapat diabaikan dan fluks tergantung pada selisih potensi osmotik. Tekanan hidrolik (sekitar 2bar) diperlukan untuk memompa jus dan larutan OA ke atas permukaan membran (Millville, 1990). Jus yang mengandung sejumlah besar padatan terlarut dan tersuspensi dapat memekat dengan sedikit pengotor karena padatan tidak dapat ditekan melawan membran. Jus buah dapat diumpankan ke ruang dalam proses multi-tahap yang terus menerus. Pada setiap tahap, jus buah didaur ulang melalui penukar panas (jika pendinginan diinginkan) dan kemudian melalui ruang DOC. Jus disimpan di bawah selimut nitrogen atau argon untuk membantu dalam retensi rasa.
Gambar 1. Mekanisme antifouling (a) lapisan air murni, (b) gaya tolak elektrostatik, dan (c) stearic repulsion (Kang dan Cao, 2012)
Fouling atau pengotormerupakan salah satu tantangan terbesar dalam operasi membran. Saat ini, telah banyak dikembangkan membran untuk memperoleh karakteristik antifouling (Wenten dkk, 2011). Mekanisme antifouling pada membran dapat dilihat pada Gambar 1. Tidak hanya material, operasi dan metode pencucian membran juga telah banyak dikembangkan untuk mengatasi masalah fouling tersebut (Hilal dkk, 2005; Sheikholeslami, 1999; Wenten dkk, 1997; 2013). Dengan metode-metode yang dikembangkan tersebut diharapkan permasalahan fouling dapat ditangani sehingga membran dapat dioperasikan dengan baik.
Kelebihan dalam proses pemekatan osmosis langsung: suhu dan tekanan rendah
tidak ada masalah pengotor
dapat menggunakan ruang dalam seri, unit yang sama dapat memekatkan produk yang berbeda.
dapat memproses larutan dengan endapan
Kelebihan dalam proses pemekatan osmosis langsung: butuh evaluasi untuk skala industri
umur membran perlu diuji terlebih dahulu penyerapan rendah (1,8-2,5 liter/m2 jam) tingkat konsumsi energi tinggi
4. Distilasi Membran
Distilasi membran adalah proses membran yang relatif baru di mana dua larutan air, pada suhu berbeda, dipisahkan oleh membran hidrofobik mikro. Proses ini berlangsung pada tekanan atmosfer dan pada suhu yang mungkin jauh lebih rendah dari titik didih larutan. Kekuatan pemicu adalah selisih tekanan uap antara dua larutan membran antarmuka karena gradien suhu yang ada. Fenomena ini dapat digambarkan sebagai urutan tiga fase: (1) pembentukan celah uap pada larutan hangat antarmuka membran; (2) transportasi dari fase uap melalui sistem mikro; (3) kondensasi tersebut pada sisi dingin larutan membran antarmuka (Calabro et al, 1994;. Curcio, Barbieri, & Drioli, 2000; Drioli & Wu, 1985; Jariel, Reynes, Courel, Durand, & Dornier, 1996; Jiao, Molinari et al., 1992; Jiao, Calabro, & Drioli, 1992).
Karakteristik yang dimiliki distilasi membran adalah distilasi membran mensubstitusi proses konvensional, cocok untuk aplikasi dengan air sebagai komponen utama yang ada, mengacu pada perpindahan dengan gaya dorong temperatur melalui membran berpori hidrofobik yang tidak terbasahi, dan memiliki dF yaitu perbedaan tekanan parsial antara kedua sisi membran (Wenten dkk, 2010).
Bahan yang paling cocok untuk MD meliputi polyvinyldifluoride (PVDF), politetrafluoethylene (PTFE), dan polypropylene (PP). Ukuran mikropori dapat berkisar antara 0.2 dan 1.0 lm. Porositas membran akan berkisar dari 60% ke 80% dari volume dan ketebalan keseluruhan dari 80-250 lm, tergantung pada ketiadaan atau keberadaan dukungan. Secara umum, semakin tipis membran dan semakinl besar porositas membran, semakin besar laju alir fluks.
Drioli et al. (1992) melaporkan konsentrasi jus jeruk dengan MD, menggunakan membran PVDF komersial (Millipore Corp.) dengan ukuran pori nominal 0,22 lm dan dilaminasi dengan membran hidrofobik berpori mikro (G0712) dengan ukuran pori 0,2 lm diproduksi oleh Gelman Sains Tek. Fluks dari PVDF membran sangat tinggi dibanding membran G0712. Curcio et al. (2000) melaporkan bahwa kekuatan jus apel dapat berkonsentrasi untuk 64 Brix oleh MD menggunakan PP membran serat berongga (Enka Microdyn MD-020-2N-CP, luas membran 0,1 m2, diameter pori nominal 0,45 lm). Fluks keseluruhan 1-1,5 kg / m2 jam diperoleh dalam penelitian ini.
Fluks permeat (fluks penyerapan) menurun dengan peningkatan konsentrasi umpan jus. Fenomena ini dapat dikaitkan dengan pengurangan kekuatan pemicu karena penurunan tekanan uap larutan umpan dan peningkatan eksponensial dari viskositas larutan jus. Pada rasio konsentrasi tinggi, fluks lebih tinggi dalam proses MD daripada di RO (Drioli et al., 1992).
MD fluks secara bertahap meningkat dengan peningkatan selisih suhu antara umpan jus dan air pendingin. Pada selisih suhu rendah, sebuah penurunan dari permeat fluks teramati karena selisih tekanan uap yang lebih rendah di antara kedua sisi membran (Drioli et al., 1992).
Penelitian menunjukkan bahwa peningkatan laju alir menentukan peningkatan dari fluks permeat dalam proses MD (Drioli et al., 1992). Kekuatan geser yang dihasilkan pada tingkat laju alir tinggi menyebabkan akumulasi lebih
rendah dari partikulat seperti pektin dan selulosa pada permukaan membran aktif dan dengan demikian mengurangi pengotor membran.
Proses ultra filtrasi (UF) dari jus mengakibatkan peningkatan fluks MD dan bahwa fluks pada dasarnya tetap konstan selama konsentrasi sekitar dua kali lipat (Drioli et al., 1992).
Penelitian pada konsentrasi jus jeruk oleh MD (Drioli et al, 1992) menunjukkan bahwa membran PVDF memiliki retensi yang sangat baik pada senyawa jus jeruk seperti total padatan terlarut, gula dan asam organik; penolakan gula dan asam organik 100%. Vitamin C menurun 42,1%. Degradasi ini terkait terutama dengan suhu tinggi dan oksidasi. Akibatnya, suhu operasi dalam proses MD harus dipertahankan serendah mungkin.
5. Distilasi Osmotik
Distilasi osmotik adalah proses terbaru membran (Lefebvre, 1988), juga dikenal sebagai evaporasi osmotik (Deblay, 1995), evaporasi membran, distilasi membran isotermal atau ekstraksi membran gas yang telah berhasil diterapkan pada pemekatan makanan cair seperti susu, jus buah dan sayuran, teh dan kopi instan, dan berbagai larutan non-makanan.
Teknik ini dapat digunakan untuk mengekstrak air secara selektif dari larutan dibawah tekanan atmosfer dan pada suhu kamar, sehingga menghindari degradasi termal larutan (Kunz, Benhabiles, & Ben Aim, 1996).
Proses OD melibatkan penggunaan air garam terkonsentrasi di sisi hilir membran sebagai larutan pengupasan. Sejumlah garam seperti MgSO4, CaCl2, K2HPO4 cocok sebagai larutan pengupasan.
Dibandingkan dengan RO dan proses MD, OD memiliki keuntungan potensial yang mungkin mengatasi kelemahan dari RO dan MD untuk pemekatan jus buah, karena RO memiliki keterbatasan tekanan osmotik tinggi, sementara di MD beberapa kehilangan komponen volatil dan degradasi panas masih mungkin terjadi karena kebutuhan panas untuk aliran umpan diperlukan untuk menjaga gradien tekanan uap air.
Sheng et al. (1991) mempelajari efek kondisi operasi (laju alir jus, konsentrasi jus dan suhu) pada fluks OD selama proses pemekatan jus apel, jeruk dan anggur melalui membran PTFE dengan ukuran pori 0,2 lm dan ketebalan keseluruhan 100 lm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fluks OD menurun dengan meningkatnya konsentrasi jus dan sangat bergantung pada selisih tekanan osmotik Dp antara aliran larutan. Ketika Dp turun 33%, dari 416 atm (konsentrasi jus rendah) ke 280 atm (konsentrasi jus tinggi), lima kali lipat penurunan fluks OD teramati.
Pemanfaatan membran dengan diameter pori permukaan besar bermanfaat untuk skala laboratorium dan aplikasi penyulingan osmotik skala industri ketika menginginkan retensi rasa / komponen aroma yang diinginkan untuk meningkatkan kualitas produk.
Modul yang paling terkenal yang dirancang untuk OD adalah Hoechst-Celanese Liqui-Cel membran kontaktor (Liqui-Cel aliran extra 2,5 · 800, luas permukaan efektif 1,4 m2, luas daerah / volume 29,3 (cm2 / cm3), pot berbahan polietilen, perbedaan maksimum tekanan transmembran 4,08 bar, rentang operasi suhu 1-40°C) yang mengandung polypropylene berpori mikro pada serat membran Celgard. Serat fiber ini memiliki sekitar 0,3 mm diameter eksternal
dengan ketebalan dinding sekitar 0,03 mm; memiliki diameter rata-rata pori sekitar 30 nm dan porositas sekitar 40%.
Hasil pra-pengerjaan UF adalah peningkatan kecil dalam tegangan permukaan jus dengan penurunan konsekuen dalam kecenderungan pembasahan membran terjadi.
Gambar 2. Diagram skematik (a) membran evaporator dan (b) saluran aliran (Nii et al., 2002).
Parameter desain yang paling penting dari sebuah proses OD untuk pemekatan larutan umpan adalah: (1) kapasitas pabrik yang diperlukan dalam volume umpan terkonsentrasi harian; (2) konsentrasi zat terlarut dalam konsentrat umpan dan akhir; (3) hubungan tekanan uap air / konsentrasi untuk aliran umpan; (4) hubungan tekanan uap air / konsentrasi untuk larutan pengupas dan (5) permeabilitas intrinsik uap air dari membran OD (Hogan et al., 1998).
Baru-baru ini, Nii, Jebson, dan Cussler (2002) telah membuat dan menguji evaporator membran lembar datar, terbuat dari membran lembaran tipis dan tak berpori (disediakan oleh GKSS, Max-Planck Strasse, D-21502 Geesthacht, Jerman) untuk menghilangkan air dari aliran umpan encer seperti susu dan jus jeruk. Dalam evaporator membran, ditunjukkan secara skematis pada gambar 1a, membran dipasang antara dua gasket berukuran 0.2 cm yang membentuk saluran aliran untuk cairan dan uap. Setiap gasket berukuran 0.2 cm mendefinisikan sebuah aliran saluran. Dalam beberapa kasus, saluran aliran berbentuk lurus; pada kasus lain, saluran aliran bentuk berliku-liku ditunjukkan pada Gambar. 1b. Bagian atas saluran uap adalah padatan; bagian bawah saluran cairan adalah sepotong logam foil. Kondensasi uap di sisi lain dari logam foil memasok energi untuk menguapkan air melalui membran. Uap ini mengalir keluar dari peralatan; jika diinginkan, alirannya dapat ditingkatkan dengan aliran pembersih gas inert.
6. Proses Membran Terintegrasi
Potensi pemekatan jus buah dengan proses membran terintegrasi, khususnya untuk produksi jus buah skala industri berkualitas tinggi, sangat menarik.
Karena jus buah seperti jus jeruk memiliki padatan dan kandungan pektin tinggi, jus ini membuat aliran yang sangat kental ketika langsung diproses dengan RO atau OD, yang menghasilkan fluks permeat yang lebih rendah. Selain itu, menggunakan sistem RO satu tahap tidak dapat mencapai konsentrasi yang lebih besar dari 25-30 Brix karena keterbatasan tekanan osmotik lebih tinggi. Jika RO menggabungkan MF atau UF yang digunakan untuk memisahkan padatan tersuspensi dan pektin dari jus, viskositas berkurang dan fluks meningkat. Senyawa volatil (alkohol, aldehida, ester) di jus buah mungkin memiliki retensi yang lebih rendah di penyimpanan karena senyawa-senyawa tersebut cenderung berhubungan dengan serum (Rao, Acree, Cooley, & Ennis, 1987). Oleh karena itu, produk yang berkualitas tinggi dan konsumsi energi yang lebih rendah dapat dicapai dengan proses membran terintegrasi.
Separasystems LP, perusahaan gabungan antara FMC dan Du Pont, telah mengembangkan proses membran gabungan, yang disebut sistem FreshNote, yang bisa memekatkan jus jeruk 60 Brix sementara tetap mempertahankan rasa segar pada jus (Walker, 1990). Proses ini melibatkan sejumlah sistem RO dua-tahap setelah MF atau proses UF, tahap pertama menggunakan membran dengan penolakan dan yang kedua menggunakan membran dengan penolakan rendah.
Jus jeruk awalnya dijernihkan menggunakan MF (yaitu, 0,2 lm) dan / atau UF (yaitu, 20 kDa). Permeat yang diumpankan ke tahap high-rejection RO dilengkapi dengan membran serat berongga poliamida yang memiliki 98,5% penolakan garam, kemudian hasilnya diumpankan ke low-rejection RO. Ampas, minyak kupas dan / atau sari buah dapat ditambahkan untuk menghasilkan produk yang disesuaikan dengan kebutuhan pasar tertentu. Konsep ini juga telah diimplementasikan secara komersial untuk jus apel (Mans, 1992).
Sebuah proses kombinasi membran-penguapan diterapkan untuk mengembangkan metode yang telah ditingkatkan untuk pemekatan jus jeruk (Johnson, 1993). Membran UF digunakan untuk memisahkan jus ke dalam padatan tersuspensi (retentat) dan jus yang telah dijernihkan. Jus yang telah dijernihkan dengan membran kemudian dipekatkan dengan metode penguapan konvensional menggunakan TASTE (thermally accelerated short time evaporator). Padatan lembek dapat dipasteurisasi oleh penukar panas.
7. Kesimpulan
Keuntungan dari teknik pemekatan dengan membran dibanding evaporator konvensional untuk pemekatan jus buah telah berhasil ditunjukkan, termasuk kualitas produk yang ditingkatkan dan konsumsi energi yang lebih rendah. Akan tetapi, proses pemekatan dengan membran umumnya dibatasi oleh pengotor dan usia membran yang tidak begitu lama. Aplikasi komersial dari proses membran dalam pengolahan jus buah terpekatkan, terutama sistem membran terintegrasi, akan berkembang dalam waktu dekat. Penggunaan proses membran akan membawa perubahan besar dalam industri jus di masa depan, dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi membran.
References
Herron, J. R., Beaudry, E. G., Jochums, C. E., & Medina, L. E. (1994).Osmotic concentration apparatus and method for direct osmotic concentration of fruit juice. US Patent 5,281,430. January 25.
Hilal, N., Ogunbiyi, O. O., Miles, N. J., & Nigmatullin, R. (2005). Methods employed for control of fouling in MF and UF membranes: a comprehensive review. Separation Science and Technology, 40(10), 1957-2005.
Hogan, P. A., Canning, R. P., Peterson, P., Johnson, R. A., & Michaels, A. S. (1998). A new option: osmotic distillation. Chemical Engineering Progress, 7, 49–61.
Jiao, B., Calabro, V., & Drioli, E. (1992). Concentration of orange and kiwifruit juice by integrated ultrafiltration and membrane distilla-tion. In Proceedings of the 1992 international membrane science and technology congress, Sydney, Australia. Jiao, B., Cassano, A., & Drioli, E., Recent advances on membrane processes for the concentration of fruit juices: a review, Journal
of Food Engineering, 63 (2004) 303-324.
Jiao, B., Molinari, R., Calabro, V., & Drioli, E. (1992). Application of membrane operations in concentrated citrus juice processing. Agro-Industry Hi-tech, 3(1), 19–27.
Johnson, J. R. (1993). Technical and economical feasibility of a nonconventional method for concentrating orange juice. Ph.D. Thesis, University of Florida.
Johnson, R. A., Valks, R. H., & Lefebvre, M. S. (1989). Osmotic distillation––a low temperature concentration technique. Australian Journal of Biotechnology, 3(3), 206–207, 217.
Köseoglu, S. S., Lawhon, J. T., & Lusas, E. W. (1990). Use of membranes in citrus juice processing. Food Technology, 44(12), 90–97.
Kunz, W., Benhabiles, A., & Ben-Aim, R. (1996). Osmotic evaporation through macroporous hydrophobic membranes: a survey of current research and applications. Journal of Membrane Science, 121(1), 25–36.
Lagana, F., Barbieri, G., & Drioli, E. (2000). Direct contact membrane distillation: modelling and concentration experiments. Journal of Membrane Science, 166(1), 1–11.
Lee, H. S., & Chen, C. S. (1998). Rates of vitamin C loss and discoloration in clear orange juice concentrate during storage at temperatures of 4–24 C. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 46(11), 4723–4727.
Lefebvre, M. S. M. (1988). Method of performing osmotic distillation. US Patent 4,781,837, 1 November.
Lefebvre, M. S. M. (1992). Osmotic distillation process and semipermeable barriers therefore. US Patent 5,098,566, 24 March. Mansouri, J., & Fane, A. G. (1998). Membrane development for processing of oily feeds in IMD. In Proceedings of the workshop
on membrane distillaition, osmotic distillation and membrane contactors, Cetraro (CS), Italy.
Mansouri, J., & Fane, A. G. (1999). Osmotic distillation of oily feeds. Journal of Membrane Science, 153(1), 103–120.
Medina, B. G., & Garcia, A. (1988). Concentration of orange juice by reverse osmosis. Journal Food of Process Engineering, 10(3), 217–230.
Mengual, J. I., Zarate, J. M., Pena, L., & Velazquez, A. (1993). Osmotic distillation through porous hydrophobic membranes. Journal of MembraneScience, 82(1–2), 129–140.
Merson, R. L., & Morgan, A. I. (1968). Juice concentration by reverse osmosis. Food Technology, 22(5), 631–634.
Merson, R. L., Paredes, G., & Hosaka, D. B. (1980). Concentrating fruit juices by reverse osmosis. In Ultrafiltration membranes and applications (p. 405). New York: Plenum Press.
Milleville, H. (1990). Direct osmotic concentrates juices at low temperature. Food Processing, 51(1), 70–71.
Schofield, R. W., Fane, A. G., & Fell, C. J. D. (1990). Gas and vapor transport through microporous membranes. Journal of Membrane Science, 53(1), 159–171.
Sheikholeslami, R. (1999). Fouling mitigation in membrane processes: report on a workshop held January 26–29, 1999, Technion— Israel Institute of Technology, Haifa, Israel. Desalination, 123(1), 45-53.
Wenten, I.G.; Aryanti, P.T.P.; (2014). “Ultrafiltrasi dan Aplikasinya.” Teknik Kimia Institut Teknologi Bandung.
Wenten,I.G.; Aryanti, P.T.P.; Khoiruddin; Hakim, A.N.; (2011). “Proses PembuatanMembran.” Teknik Kimia Institut Teknologi Bandung.
Wenten,I.G.; Hakim, A.N.; Khoiruddin; Aryanti, P.T.P.; (2013). “Polarisasi Konsentrasi dan Fouling pada Membran.” Teknik Kimia Institut Teknologi Bandung.
Wenten,I.G.; Khoiruddin; Aryanti, P.T.P.; Hakim, A.N.; (2010). “Pengantar Teknologi Membran.” Teknik Kimia Institut Teknologi Bandung.
Wenten, I.G.; Khoiruddin; Hakim, A.N.; (2014).“Osmosis Balik.” Teknik Kimia Institut Teknologi Bandung.
Wenten, I.G.; Koenhen, D.; Roesink, H.D.; Rasmussen, A.; Jonsson, G.; (1997). Method for the removal of components causing turbidity, from a fluid, by means of microfiltration. Biotechnology Advances, 15(2), 453-453.
