Mekanisasi Pertanian PENGGORENGAN VAKUM (VACUUM FRYING)

Mekanisasi Pertanian

PENGGORENGAN VAKUM

Penggorengan (

frying

):

Adalah Proses panas yang menggunakan minyak

sebagai media pindah panas, suhu yang

Ilustrasi Perubahan Kadar Air Selama

Penggorengan

T Tsat TΣ T∞ Obyek Panas Uap Zat terlarut X RH/Aw

Kadar Air Keseimbangan K elembab an (R H) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0 0,2 0,6 0,4 0,8 1,0 Air Bebas Air Terikat

Kondisi air di dalam bahan & Kurva kadar air

keseimbangan

(Basmadjian, 2004)

PENGGORENGAN VAKUM:

1. Penggorengan pada suhu dan tekanan rendah (dibawah tekanan atmosfir), hasilnya renyah.

2. Suhu penggorengan vakum 80 – 90 o_C

3. Penggorengan vakum sesuai untuk komoditi peka panas. Contoh komoditi peka panas: buah, sayur, hasil peternakan/ perikanan.

4. Kerusakan bahan yang digoreng dan minyak dapat ditekan (< 10%)

TUJUAN PENGGORENGAN

- Membentuk cita rasa, aroma dan warna

- Meningkatkan daya cerna

KELEBIHAN PENGGORENGAN VAKUM

-

Kerusakan bahan dan minyak dapat ditekan

serendah mungkin

-

Produk yang dihasilkan dan minyak goreng lebih

awet

-

Resiko terhadap penyakit yang ditimbulkan lebih

rendah

-

Sesuai untuk komoditi peka panas: buah, sayur,

Pada penggorengan vakum, bahan yang digoreng

sudah mempunyai:

- Cita rasa, aroma dan warna

- Mudah dicerna namun mudah rusak

Jadi, tujuan khusus penggorengan vakum:

mengawetkan dan mempertahankan:

-cita rasa,

-aroma,

-warna.

SYARAT PROSES PENGGORENGAN No Parameter Nilai 1. 2. 3. Tekanan Temperatur:

>Buah dan sayur >Hasil laut

>Kacang- kacangan Buih diatas minyak

-66cmHg kebawah 83o_{C max 90}o_C

100o_C

105o_C

Tinggal sedikit dan seragam

SYARAT BAHAN BAKU

No Parameter

Kondisi

1. 2.

Kematangan

Tekstur, rasa, warna dan aroma Buah dan sayur

Optimal (80-90%) Optimal

SYARAT MINYAK GORENG:

- Satu jenis/ Merk, bahan baku - Satu jenis kualitas

- Minyak bekas dan baru tidak boleh dicampur termasuk wadahnya

Indikator minyak goreng pada

penggorengan vakum rusak: timbul gelembung udara (buih) diatas

minyak yang memenuhi ruang penggoreng, hingga terhisap oleh pompa vakum.

Pada temperatur penggorengan rendah, memungkinkan

penggunaan minyak berulang hingga lebih dari 100 kali

pemakaian, namun minyak masih aman untuk dikonsumsi.

1. Pengolahan komoditi peka panas seperti buah dan sayur

menjadi produk yang renyah menggunakan proses penggorengan vakum

2. Tiga parameter yang menentukan berakhir/ selesainya penggorengan vakum

i) tekanan kurang dari 12,5kPa,

ii) suhu 80 – 90 o_{C, untuk buah, sayur.}

iii) kadar air, gelembung air di atas minyak sudah habis.

Bagian-bagian Utama Mesin Penggoreng Vakum

No Nama Bagian Fungsi

1 2 3 4 5 Tabung penggoreng Kondensor

Pompa water jet

Pengendali suhu

Pemanas

Mengkondisikan tekanan dan temperatur. Terdapat: minyak goreng dan mekanis alat celup

Mengembunkan uap

Mempertahankan tekanan tetap rendah

Mengatur temperatur sesuai dengan yang dikehandaki

Dasar pemilihan:

- mudah dan murah dalam produksi,

pengoperasian dan perawatannya,

- mampu bekerja pada temperatur dan

kelembaban tinggi terus menerus.

Sistem Pompa Vakum:

Metode pemvakuman:

sistem jet air

Bernoulli (perubahan energi tekanan air

menjadi energi kecepatan melalui nosel).

Tabung Penggoreng

:

Posisi:

Horisontal: luas permukaan pindah panas

dan pindah massa per satuan volume besar, penguapan cepat.

Konstruksi: dirancang hemat bahan

namun kuat.

Kedua sisi: dibentuk melengkung ke

dalam, mengikuti arah tekanan dari luar sewaktu divakum.

Agar bebannya bersifat beban Tarik.

(kekuatan tarik logam kurang lebih 5 kali

Mekanik Angkat Celup:

Sistem Engkol: sederhana, mudah

dalam perawatan, pengoperasian, dan

penggantian suku cadang.

Proses pindah massa pada penggorengan berakhir setelah tercapai keseimbangan antara kadar air

bahan dengan kelembaban udara di dalam ruang

Contoh hasil proses:

Kehilangan: warna, rasa, aroma,

dan bentuk relatif kecil. Sesuai

untuk bahan peka panas.

Produk kering dan renyah

Mekanisasi Pertanian

 Evaporasi: pengurangan air dari bahan

encer untuk mendapatkan produk cair konsentrat

 Prinsip: menghilangkan sebagian air

dari bahan pangan cair dengan cara pemanasan

 Pemisahan/penguapan air disebabkan

oleh perbedaan volatilitas antara air dan padatan



Keuntungan: stabilitas

mikrobiologis dan

mengurangi biaya

tranportasi dan

penyimpanan



Contoh: pembuatan pasta

tomat

→

TS 35-37 dari

evaporasi air juice tomat yg

awalnya TS 5-6%

 Fungsi evaporasi:

- Digunakan untuk pemekatan sblm

pengeringan, pembekuan/sterilisasi untuk mengurangi berat dan

volume→menghemat energi utk penyimpanan, transport dan

distribusi

- Evaporasi meningkatkan kadar total

solid, menurunkan Aw: lebih awet

- Lebih praktis untuk konsumen - Merubah flavor, warna makanan



Evaporator terdiri atas heat exchanger dalam

chamber, kontak dg permukaan

bahan

→

perpindahan panas, perbedaan tekanan



Kondisi vakum dalam ruang evaporasi, suhu

didih turun, kerusakan minimal



Sumber panas: steam, mengalami kondensasi,

kondensat/vapor dibuang

→

single effect



Jika vapor digunakan lagi untuk media pemanas

HUBUNGAN ANTARA SUHU, TINGKAT KEVAKUMAN DAN PENGUAPAN AIR

EFFECT ON FOODS

 Beberapa komponen aroma lebih volatil daripada air dan hilang selama

evaporasi→menurunkan kualitas sensoris konsentrat

 Beberapa bahan pangan kehilangan seny volatil yg tdk enak:

menguntungkan karena kualitas produk meningkat. Ex cocoa dan milk

 Komponen volatil ada dlm produk dg cara:

- Pengadukan

- Volatile recovery dg kondensasi vapor

- Stripping volatiles dg inert gas, ditambahkan kembali setelah evaporasi

 Evaporasi: kenampakan produk lbh gelap krn konsentrasi meningkat,

reaksi kimia (Maillard browning)

Macam-macam Evaporator

 Open kettle (Pan)

 Horizontal-tube natural circulation evaporator  Vertical-type natural circulation evaporator  Long-tube Vertical type evaporator

 Force-circulation-type evaporator  Falling film Evaporator

 Agitated-film evaporator  Plate Evaporator

Batch pan

 Seperti penguapan alami dengan matahari, the batch

pan merupakan metode yang paling tua dan paling sederhana untuk memekatkan larutan.

 Secara teknologi sudah ketinggalan, tapi masih

digunakan dalam aplikasi terbatas, seperti pemekatan nira untuk pembuatan gula merah.

 Waktu tinggal produk dalan pan biasanya beberapa

jam

 Yang penting adalah mendidihkan pada suhu rendah

dan gunakan tekanan vakum jika produk sensitif terhadap panas.

 Pemanasan pan dengan jaket atau dengan coil atau

dipanaskan langsung dengan api dari bawah.

 Kapasitas evaporator kecil karena rendahnya

koefisien dan luas perpindahan panas.

 Perpindahan panas dapat ditingkatkan dengan adanya

Horizontal-tube evaporator

Feed _Steam Vapor Steam chest Tube bundle Thick liquor Boiling Solution outside tubes Condensate or drips • Evaporator sederhana. Tidak mahal,

• Steam di tube dan cairan di bagian luar

• Sirkulasi cairan kurang baik

• Koefisien transfer panas rendah, akibatnya transfer panas kurang efisien.

• Baik untuk cairan yang tidak mengendap, µ rendah

• Pengendapan kerak terjadi di luar tabung, jadi sukar dibersihkan

• Konstruksi harus diusahakan agar bundel tabung-tabung bisa

Vertical-tube Basket Evaporator

• hydrostatic head in tubes prevents

boiling in tubes

• Cairan dalam tabung, steam dalam

shell.

• Sirkulasi / aliran cairan bisa berjalan

dengan baik sehingga akibat aliran tersebut, koefisien transfer panas besar, mengakibatkan transfer panas cukup efisien.

• Endapan / kerak terjadi dalam

tabung sehingga lebih mudah dibersihkan.

Vertical-tube Standard Evaporator

• Cairan dalam tabung, steam dalam shell. • Cairan dalam tabung mendidih, uap

bergerak ke atas, cairan terbawa. Di atas tabung, uap dan cairan terpisah. Uap ke atas menuju outlet, cairan ke bawah lewat saluran besar di tengah dan kembali masuk ke tabung.

• tekananhydrostatic dalam tubes mencegah pendidihan dalam tubes

• Natural convection berjalan baik sehingga transfer panas efisien.

• Kerak / endapan terbentuk dalam tabung sehingga lebih mudah dibersihkan.

• Sirkulasi menyebabkan ada sebagian cairan yang berkali-kali kontak dengan permukaan pemanas. Hal ini kurang baik untuk bahan yang tidak tahan panas, misalnya susu

steam

Vapor

Entrainment settling section

Flow of circulating liquid

Steam

Steam condensing outside tubes

Thick liquor Drips

Boiling inside tubes Feed

Long-tube vertical Evaporator

•Untuk memperbesar kecepatan sirkulasi

cairan dengan harapan koefisien transfer panas makin besar, tabung-tabung untuk transfer panas diperpanjang.

•Aliran cairan kembali ke bawah lewat pipa di luar evaporator.

•Keuntungan : Koefisien transfer panas besar sehingga transfer panas lebih efisien

•Kerugian : Jumlah penguapan tiap pass sangat besar (karena tabung panjang)

sehingga konsentrasi lokal di mulut tabung bagian atas sangat tinggi (cairan dalam evaporator tidak homogen). Hal ini bisa menyebabkan kristalisasi atau

pembentukan gel pada tabung, sehingga bisa mengganggu sirkulasi cairan.

Forced-circulation Evaporator

• Sirkulasi cairan untuk memperbesar koefisien transfer panas dibantu dengan pompa.

• Koefisien transfer panas bisa besar dan penyumbatan-penyumbatan dalam tabung bisa terdorong keluar tabung oleh pompa. • Tabung tidak terlalu panjang. Sirkulasi cepat,

sehingga larutan dalam evaporator lebih homogen.

• Diperlukan pompa yang menjadi satu dengan evaporator sehingga harga alat lebih mahal. • Perlu biaya pemompaan.

• Karena aliran keluar tabung cepat, maka pemisahan uap dan cairan lebih sulit, sehingga perlu baffle yang lebih baik dan ruang pemisah lebih besar di bagian atas.

Falling Film Evaporator

 Larutan pekat dikeluarkan pada bagian bawah.

 Cairan mengalir ke bawah membentuk film di

keliling dalam tabung. Aliran disebabkan gaya berat dan gesekan uap.

 Uap bergerak ke bawah. Meskipun t kecil, tetapi

aliran tetap baik (gravity). Bandingkan dengan

natural convection evaporator misalnya. Luas permukaan pemanasan sangat besar dibanding volum cairan dalam evaporator. Hal ini

memungkinkan transfer panas cukup dan

perusakan belum banyak terjadi karena waktu tinggal kecil (volume cairan dalam evaporator kecil).

Evaporasi susu

Pada proses, evaporasi susu melewati tabung

uap panas di bawah kondisi vakum. Pemanasan

berlangsung antara 65-70

o

_{C. kandungan}

bahan kering pada susu meningkat ketika

proses pemanasan. Konsentrasi padatan telah

sesuai ketika densitas mencapai nilai 1,07.

Pada tingkatan ini, 1 kg

unsweetened milk

dengan lemak 8% dan padatan non lemak 18%

diproduksi dari 2,1 kg bahan baku susu yang

memiliki kandungan lemak 3,8% dan padatan

non lemak 8,55%.

Pada proses evaporasi,

setelah dimasukkan gula ke

dalam evaporator kemudian

dicampur dengan susu.

Evaporasi dilanjutkan hingga

kandungan bahan kering yang

dikehendaki tercapai.

Kandungan bahan kering

diperiksa secara tidak

langsung dengan menentukan

densitas dari konsentrat

Sweetened condensed milk

(Susu kental

manis)

CONCENTRATED FRUIT AND VEGETABLE JUICE

Proses evaporasi pada pengolahan

concentarated fruit and vegetable juice

menggunakan alat penguap vakum

(vacuum evaporator). Alat ini sangat

baik digunakan untuk menguapkan bahan-bahan yang peka terhadap suhu tinggi seperti santan, susu, dalam industri pembuatan pasta tomat maupun industri minuman juice. Alat ini dipakai bila menginginkan penguapan secara tepat dan tekanan pada bahan tetap dipertahankan lebih rendah dari 1 atmosfer