EVAPORASI JUS TEBU
(Laporan Praktikum Satuan Operasi II)
Oleh
I Gusti Bagus Wikrama Wardana 1414051044
Kelompok 2
JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG 2016
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Evaporasi merupakan proses pemekatan larutan yang dilakukan dengan cara mendidihkan atau menguapkan pelarut. Alat yang digunakan dalam proses evaporasi disebut evaporator. Evaporator adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah sebagian atau keseluruhan sebuah pelarut dari sebuah larutan dari bentuk cair menjadi uap. Evaporator memiliki dua fungsi dalam proses evaporasi yaitu memindahkan panas dan memisahkan uap yang terbentuk dari campuran cairannya. Proses evaporasi akan menurunkan aktivitas air dalam bahan hasil pertanian sehingga kadar air pada bahan hasil pertanian akan rendah, penurunan aktifitas air ini akan membuat bahan lebih awet karena proses pertumbuhan pada mikroba akan terhambat. Bahan hasil pertanian merupakan bahan pangan yang mudah rusak dan tidak tahan lama (Yulia. 2002).
Evaporasi ditujukan untuk mendapatkan massa yang lebih pekat dengan jalan menguapkan sebagian air yang ada pada massa cair. Evaporasi juga merupakan perlakuan pendahuluan untuk proses lebih selanjutnya misalnya pemekatan sari buah,susu cair sebelum dikeringkan dengan spray drying. Proses evaporasi berprinsip pada penguapan kandungan air yang terdapat pada bahan. Dari prinsip ini dapat diketahui bahwa peranan suhu sangat penting . Karena suhu akan berpengaruh terhadap kecepatan evaporasi. Semakin tinggi suhu pemanas maka semakin cepat terjadinya penguapan/evaporasi. Mengingat pentingnya peranan proses evaporasi terhadap bahan makanan, maka perlu adanya pengetahuan yang lebih luas sehingga kualitas produk makanan akan semakin tinggi (Praptiningsih, 1999).
Proses evaporasi selain berfungsi menurunkan aktivitas air, evaporasi juga dapat meningkatkan konsentrasi atau viskositas larutan dan evaporasi akan memperkecil volume larutan sehingga akan menghemat biaya pengepakan, penyimpanan, dan transportasi. Proses evaporasi pada bahan pangan diharapkan dapat mengalami perubahan fisik maupun kimia (Gaman, 1994). Pada praktikum kali ini akan menggunakan bahan, yaitu jus untuk
menentukan perubahan yang terjadi selama evaporasi. Oleh karena itu, dibutuhkan penanganan lebih lanjut seperti evaporasi.
B. Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum ini di antaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa dapat mengetahui prinsip kerja alat rotary evaporator.
2. Mahasiswa mampu menganalisis dan menyimpulkan hasil evaporasi antara metode konvensional dan modern (rotary evaporator)
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Definisi Evaporasi
Evaporasi adalah proses pengurangan kadar air suatu bahan, tidak untuk tujuan mengawetkan tetapi hanya mengurangi volume dan berat bahan sehingga memudahkan dalam penanganan berikutnya. Selama evaporasi terjadi dua peristiwa penting, yaitu transfer massa dan heat transfer.Transfer massa yang dimaksud adalah perpindahan massa air dari dalam bahan menuju lingkungannya. Sedangkan heat transfer adalah perpindahan kalor berupa panas dari lingkunghan menuju ke dalam bahan. Heat transfer yang berlangsung selama evaporasi yaitu heat transfer secara konveksi. Proses evaporasi akan menurunkan aktivitas air dalam bahan hasil pertanian sehingga kadar air pada bahan hasil pertanian akan rendah, penurunan aktifitas air ini akan membuat bahan lebih awet karena proses pertumbuhan pada mikroba akan terhambat(Handojo, 1995).
B. Perubahan Selama Proses Evaporasi
Winarno (2002), mengatakan bahwa perubahan-perubahan akibat evaporasi antara lain perubahan viskositas, kehilangan aroma, kerusakan beberapa komponen gizi seperti vitamin A, protein serta perubahan lainnya seperti terjadinya pencoklatan pada bahan yang mengandung gula dan protein. Selain itu selama proses evaporasi bahan menjadi kental. Perubahan tersebut dapat memberikan efek Kehilangan aroma, komponen aroma dan flavor pada beberapa bahan cairan seperti pada jus buah lebih bersifat volatil dibandingkan dengan air. Jika bahan tersebut dievaporasi akan menyebabkan penurunan kualitas pada konsentrat yang dihasilkan. Efek lainnya adalah pencoklatan,beberapa bahan yang banyak mengandung gula pada proses evaporasi akan mengalami pencoklatan. Pencoklatan akan lebih intensif bila proses evaporasi dilakukan pada suhu yang tinggi (Kartasapoetra,1989).
III. METODELOGI PERCOBAAN
A. Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Jumat, 3 Juni 2016, pukul 09.30 sampai dengan pukul 11.30 WIB, di Laboratorium Pengolahan Hasil Pertanian dan Laboratorium Pengelolaan Limbah Agroindustri, Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.
B. Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini di antaranya adalah rotary evaporator, refraktometer, juicer, erlenmeyer, gelas ukur, kompor, wajan, pisau, spatula, beaker glass, alat penghitung brix, labu ukur, dan baskom.
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah buah nanas dan aluminium foil. C. Diagram Alir
1. Evaporasi dengan Rotary Evaporator
Dimasukkan jus tebu kedalam labu evaporator
Dievaporasi jus tebu alat rotary evaporator selama 30 menit dengan suhu 450C sampai mengental atau pekat
2. Evaporasi Konvensional
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Dimasukkan jus tebu ke dalam wajan dan dipanaskan
Diaduk sampai jus tebu mengental atau pekat dan suhunya diukur
A. Data Pengamatan
Adapun data pengamatan dari hasil praktikum ini di antaranya adalah sebagai berikut: Parameter yang
diamati
Hasil
Konvensional Rotary Evaporator
Bahan masuk 1000 ml 500 ml
Jus 157 ml 200 ml
Filtrat - 300 ml
Warna awal Coklat kekuningan jernih Coklat kekuningan jernih Warna setelah
proses
Cokelat pekat Coklat kekuningan keruh
Lama proses 60menit 40menit
Suhu yang digunakan 71,3o C 50o C Derajat brix sebelum 13 13 Derajat brix sesudah 55.5 29 B. Pembahasan
Evaporasi adalah proses pemekatan larutan dan cara mendidihkan atau menguapkan pelarut). Ada beberapa perubahan yang terjadi selama proses evaporasi antara lain, peningkatan viskositas, kehilangan aroma dan warna, kerusakan beberapa komponen gizi dan pencoklatan. Adapun faktor yang mempengaruhi evaporasi adalah suhu, tekanan, viskositas cairan, dan adanya kerak (Praptingsih, 1999). Adapun uraian dari faktor-faktor yang mempengaruhi proses evaporasi terhadap kecepatan penguapan perubahan komponen kimia bahan pangan dan lainnya di antaranya adalah sebagai berikut.
Suhu evaporasi berpengaruh pada kecepatan penguapan. Makin tinggi suhu evaporasi maka penguapan yang terjadi semakin cepat. Namun, penggunaan suhu yang tinggi dapat menyebabkan beberapa bahan yang sensitive terhadap panas mengalami kerusakan. Untuk memperkecil resiko kerusakan tersebut maka suhu evaporasi yang digunakan harus rendah. Suhu evaporasi dapat diturunkan dengan menurunkan tekanan evaporator (Praptingsih, 1999).
2. Lama Evaporasi
Makin tinggi suhu evaporasi maka penguapan yang terjadi semakin cepat. Semakin lama evaporasi yang terjadi maka semakin banyak zat gizi yang hilang dari bahan pangan. Suhu evaporasi seharusnya dilakukan serendah mungkin dan waktu proses juga dilakukan sesingkat mungkin (Wirakartakusumah, 1989).
3. Luas permukaan
Dengan lebih luasnya permukaan bahan maka semakin luas pula permukaan bahan pangan yang berhubungan langsung dengan medium pemanasan dan lebih banyak air yang dapat keluar dengan cepat dari bahan makanan sehingga evaporasi semakin cepat. Semakin cepat evaporasi yang terjadi maka semakin banyak air dan bahan pangan sensitive panas yang hilang dari bahan pangan (Praptingsih, 1999).
4. Jenis Bahan dan Viskositas Cairan
Jenis bahan juga mempengaruhi teknik evaporasi yang digunakan. Seperti halnya pada pembuatan sari buah yang sangat pekat yang cepat sekali meningkat viskositasnya ketika dipanaskan, sehingga diperlukan perlakuan khusus untuk menurunkan kekentalannya misalnya dengan menggunakan teknik ultrasonic. Sebagian jenis makanan ada yang mengandung komponen yang sangat korosif terhadap permukaan alat penukar panas, sehingga sebaiknya menggunakan bahan dari stainless steel dalam pembuatan alat evaporasi (Wirakartakusumah, 1989). Makin tinggi viskositas cairan, tingkat sirkulasi akan menurun, sehingga menurunkan koefisien transfer panas. Hal ini akan menghambat proses penguapan. Selama proses evaporasi viskositas larutan akan mengalami kenaikan karena meningkatnya konsentrasi (Praptingsih, 1999).
5. Adanya kerak
Selama proses evaporasi adanya padatan yang tersuspensi dalam cairan akan menimbulkan kerak pada evaporator. Adanya kerak tersebut menyebabkan koefisien transfer panas mengalami penurunan sehingga proses penguapan terhambat.
Rotary evaporator ialah alat yang biasa digunakan di laboratorium kimia untuk mengefisienkan dan mempercepat pemisahan pelarut dari suatu larutan. Alat ini menggunakan prinsip vakum destilasi, sehingga tekanan akan menurun dan pelarut akan menguap dibawah titik didhnya. Rotary evaporator sering digunakan dibandingkan dengan alat lain yang memiliki fungsi sama karena alat ini mampu menguapkan pelarut dibawah titik didih sehingga zat yang terkandung di dalam pelarut tidak rusak oleh suhu tinggi. Rotary evaporator bekerja seperti alat destilasi. Pemanasan pada rotary evaporator menggunakan penangas air yang dibantu dengan rotavapor akan memutar labu yang berisi sampel oleh rotavapor sehingga pemanasan akan lebih merata (Poedjiadi 1994).
Penurunan tekanan diberikan ketika labu yang berisi sampel diputar menyebabkan penguapan lebih cepat. Dengan adanya pemutaran labu maka penguapan pun menjadi lebih cepat terjadi. Pompa vakum digunakan untuk menguapkan larutan agar naik ke kondensor yang selanjutnya akan diubah kembali ke dalam bentuk cair. Labu disimpan dalam labu alas bulat dengan volume 2/3 bagian dari volume labu alas bulat yang digunakan, kemudian waterbath dipanaskan sesuai dengan suhu pelarut yang digunakan. Setelah suhu tercapai, labu alas bulat dipasang dengan kuat pada ujung rotor yang menghubungkan dengan kondensor. Aliran air pendingin dan pompa vakum dijalankan, kemudian tombol rotar diputar dengan kecepatan yang diinginkan (Poedjiadi 1994).
Pada praktikum ini menggunakan dua metode yaitu secara konvensional dan menggunakan rotary evaporator. Pada proses evaporasi secara konvensional, jus tebu dimasukkan ke dalam wajan dan dipanaskan hingga suhu mencapai titik didih. Hasil yang diperoleh dengan metode konvensional yaitu jus tebu yang semula berwarna kuning berubah warna menjadi coklat dan teksturnya kental atau pekat. Hal ini disebabkan karena pengaruh suhu yang cukup tinggi dan pemanasan cukup lama sehingga menimbulkan warna pencoklatan pada tebu. Rattanathanalerk et al. (2005) melaporkan perlakuan pemanasan pada jus tebu menyebabkan
degradasi warna jus menjadi lebih gelap. Pada proses evaporasi dengan menggunakan rotary evaporator, jus tebu dimasukkan ke dalam rotary evaporator selama 40 menit pada suhu 500C. Hasil yang diperoleh dari proses evaporasi menggunakan rotary evaporator yaitu warna menjadi kuning keruh. Hal ini disebabkan karena suhu yang digunakan dalam proses evaporasi menggunakan rotary evaporator tidak terlalu tinggi sehingga tidak menimbulkan warna coklat, hanya berubah menjadi warna kuning keruh akibat perubahan suhu pada waktu tertentu.
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, hasil yang terbaik yaitu proses evaporasi jus tebu dengan menggunakan rotary evaporator. Karena dari hasil proses evaporasi
menggunakan rotary evaporator, diperoleh jus tebu berwarna kuning keruh dan tidak semua bagian kandungan gizi dari jus tebu hilang, sedangkan dari hasil proses evaporasi
menggunakan metode konvensional jus tebu berubah warna menjadi coklat dan teksturnya padat atau pekat sehingga kandungan gizi dari jus tebu pun ikut hilang seluruhnya.
Menurut Nengah (1990), perbedaan warna pada gula merah terbentuk karena adanya reaksi pencoklatan (browning) selama pengolahan, baik melalui reaksi Maillard maupun reaksi karamelisasi. Kandungan asam dan gula pereduksi yang tinggi akan mempercepat penggosongan pada proses pembuatan gula merah, sehingga produk yang dihasilkan akan mempunyai warna yang gelap. Dari tingkat kesukaan panelis terhadap warna gula kelapa cair hasil pengolahan dengan evaporator vakum dan pengaturan derajat brix. diketahui bahwa rerata kesukaan panelis terhadap gula cair hasil pengolahan vakum lebih tinggi daripada gula cair kontrol yang diolah dengan menggunakan wajan yang terbuka, hal itu dikarenakan dari segi penampakan gula cair yang diolah menggunakan vakum memberikan warna yang lebih cerah dibandingkan apabila gula cair tersebut diolah dengan menggunakan wajan ataupun alat- alat pengolahan tradisional yang lain. Begitu juga dengan jus nanas, walaupun dari jurnal diambil contoh gula merah, namun prinsipnya tetap sama, yaitu lebih bagus menggunakan evaporator vakum atau rotary evaporator, karena warna yang dihasilkan tidak gelap dan kandungan gizi pada jus nanas pun tidak seluruhnya hilang. Semakin naiknya derajat brik maka indeks warna cerah akan mengalami penurunan, penurunan ini
menandakan bahwa semakin naiknya derajat brik warna jus yang dihasilkan juga semakin gelap (Winarno, 1997).
V. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari hasil praktikum ini di antaranya adalah:
1. Rotary evaporator sering digunakan dibandingkan dengan alat lain yang memiliki fungsi sama karena alat ini mampu menguapkan pelarut dibawah titik didih sehingga zat yang terkandung di dalam pelarut tidak rusak oleh suhu tinggi.
2. Metode evaporasi pada jus tebu secara konvensional menghasilkan warna jus nenas menjadi coklat dan teksturnya menjadi kental atau pekat.
3. Metode evaporasi pada jus nenas dengan menggunakan rotary evaporator menghasilkan warna jus nenas menjadi kuning keruh.
4. Suhu yang digunakan dalam proses evaporasi secara konvensional mencapai titik didih (1000C) sehingga menghasilkan jus tebu berwarna coklat dan teksturnya menjadi kental atau pekat.
5. Suhu yang digunakan dalam proses evaporasi menggunakan rotary evaporator tidak terlalu tinggi, yaitu sebesar 450C sehingga tidak menimbulkan warna coklat, hanya berubah menjadi warna kuning keruh akibat perubahan suhu pada waktu tertentu.
6. Hasil yang terbaik yaitu proses evaporasi jus tebu dengan menggunakan rotary evaporator. Karena dari hasil proses evaporasi menggunakan rotary evaporator, diperoleh jus tebu berwarna kuning keruh dan tidak semua bagian kandungan gizi dari jus tebu hilang, sedangkan dari hasil proses evaporasi menggunakan metode konvensional jus tebu berubah warna menjadi coklat dan teksturnya padat atau pekat sehingga kandungan gizi dari jus tebu pun ikut hilang seluruhnya.
7. Semakin naiknya derajat brix maka indeks warna cerah akan mengalami penurunan, penurunan ini menandakan bahwa semakin naiknya derajat brik warna jus yang dihasilkan juga semakin gelap.
Handojo, L. 1995. Teknologi Kimia.Pradnya Paramita. Jakarta
Kartasapoetra. 1989. Teknologi Pengolahan Pasca Panen. Bina Aksara. Jakarta
Nengah, I, K, P. 1990. Kajian Reaksi Pencoklatan Termal Pada Proses Pembuatan Gula Merah Dari Nira Aren. Tesis. Program Studi Ilmu Pangan. Fakultas Pasca Sarjana. IPB. Bogor
Poedjiadi, anna. 1994. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Universitas Indonesia Press. Praptiningsih, Yulia. 1999. Buku Ajar Teknologi Pengolahan. FTP UNEJ: Jember.
Rattanathanalerk, M., N. Chiewchan, and W. Srichumpoung. 2005. Effect of thermal processing on the quality loss of pineapple 265.juice. J. Food Engin. 66: 259
Winarno, F. G. 2007. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama. Wirakartakusumah, A.1989. Prinsip dan Teknik Pangan. PAU Pangan dan Gizi IPB. Bogor. Yulia. 2002. Teknologi Pengolahan Pangan. FTP Unej. Jember
Gambar 1. Larutan Jus tebu rotary evaporator Gambar 2. Larutan jus tebu evaporasi konvensional
