(Pengeringan, Pendinginan)

(1)

Mesin Pengolahan Pangan

(Pengeringan, Pendinginan)

Tim Mekanisasi Pertanian Jurusan Keteknikan Pertanian

(2)

(3)

DEFINISI



_{Pengeringan merupakan metode pengawetan}

dengan cara pengurangan kadar air dari bahan

sehingga daya simpan dapat diperpanjang



_{Perpanjangan daya simpan terjadi karena}

aktivitas m.o. dan enzim menurun sebagai

akibat jumlah air yang dibutuhkan untuk

aktivitasnya tidak cukup



_{Proses pengeringan bukan merupakan proses}

sterilisasi



_{Produk yang sudah dikeringkan harus dijaga}

(4)

TUJUAN PENGERINGAN



_Pengawetan



_{Mengurangi volume dan berat produk:}

transportasi dan penyimpanan



_{Penganekaragaman produk seperti breakfast}

(5)

Prinsip Dasar Pengeringan

Pengeringan

Proses pemakaian panas dan pemindahan air dari bahan yang dikeringkan yang berlangsung secera serentak

bersamaan Konduksi Konveksi Radiasi Steam media contoh Drum dryer media _{Udara Pemanas} contoh _Oven

Spray Dryer Rotary dryer media _{Radiant Energy} contoh Alat Pengering

Energi Microwave

(6)

PROSES

PENGERINGAN Keberadaan_{Molekul Air}

Bound Water

(molekul air terikat) :

• Pada pipa2 kapiler • Terserap pd

permukaan

• di dlm dinding2 serat

Air Bebas Tidak Terikat : • Biasanya berada di celah2 (voids) di dlm bahan pangan Parameter Kadar Air Dimensi Produk Suhu Pemanas Laju Perpindahan Permukaan Kesetimbangan Kadar Air yg bergantung pd: - Sifat bahan

(7)

Laju Pengeringan

Sifat Bahan Laju Pengeringan

-Bulk Density - Kadar Air awal - Kadar Air

(8)

Cara Mengatasi Terjadinya Kerusakan Akibat Akumulasi Air

1.Membuat ventilasi secara alamiah dan mekanis 2.Mengalirkan udara panas

3.Menggerakkan hasil pertanian tsb secara periodik 4.Mengaduk-aduk permukaan butir hasil pertanian 5.Menutupi secara rapat tempat penyimpanan

(9)

Faktor yang Mempengaruhi Kecepatan

Pengeringan :

1. Suhu & kelembaban nisbi udara selama proses

pengeringan: suhu rendah, RH tinggi pengeringan lama

2. Kecepatan pergerakan udara yang melalui produk pertanian atau lamanya bahan melalui alat pengering 3. Kadar air produk pertanian yang dikeringkan

4. Varietas dari produk pertanian itu

5. Banyaknya bahan yang dimasukkan dalam alat pengering per menitnya

6. Suhu udara pengering pada awal dan akhir proses (keluar alat pengering)

(10)

Pengukuran Kadar Air

• _{Basis Basah}

KA(bb)

• _{Basis Kering}

(11)

PEMILIHAN JENIS ALAT PENGERING



_{Bentuk bahan yang akan dikeringkan: cair,}

pasta, sluri, pulp, cairan kental, agregat besar

atau kecil



_{Sifat bahan: sensitif terhadap oksidasi, peka}

terhadap suhu, dll



_{Sifat produk yang diinginkan: bubuk, instan,}

bentuk tidak berubah

(12)

3 TIPE DASAR PROSES PENGERINGAN

1. Pengeringan matahari

2. Proses pengeringan atmosferik

◦ Batch: kiln, tower, cabinet dryers

◦ Kontinyu: tunnel, belt through conveyor

fluidized bed, spray drum/roller dryers

3. Pengeringan sub atmosferik: pengeringan

(13)

KLASIFIKASI MESIN PENGERING

MESIN PENGERING

Mesin Pengering Langsung

Mesin Pengering Tak Langsung

Mesin Pengering

Infra red,radiant heat,dielectric

Continuous Batch Continuous Batch

1. Continuous tray 2. Continuous sheeting 3. Pneumatic conveying dryers 4. Rotary dryers 5. Spray dryers 6. Trough circulation dryers 7. Tunnel dryers 8. Fluid bed dryers

1. Batch trough circulation dryers 2. Tray and compartment 3. Fluid bed 1. Cylinder dryers 2. Drum dryers 3. Screw conveyor 4. Steam tube rotary dryers 5. Vibrating tray dryers 1. Agitated pan dryers 2. Freeze dryers 3. Vacuum rotary 4. Vacuum tray

(14)

PENGERINGAN LANGSUNG

Pengeringan dilakukan dengan kontak langsung antara bahan yang akan dikeringkan dengan udara panas.

Uap air akan terbawa oleh media pengeringan (udara panas)

Tipe Batch  _{Pengering didesain untuk dioperasikan}

dalam jumlah bahan tertentu dan dalam waktu tertentu.

Kondisi kadar air dan dan suhu akan berubah pada tiap titik pengering

Tipe Continous  _{Pengering didesain untuk}

mengeringkan bahan secara terus menerus selama masih ada suplai bahan basah.

(15)

1. Batch Through Circulation Dryers Material (granular atau bubuk) diletakan di screen pada bagian bawah tray kemudian dihembus dengan udara panas

Mesin Pengering Langsung Tipe Batch

2. Tray and Compartment Dryers

Udara panas melewati material yang diletakkan di atas tray

(16)

3. Fluid beds

material padat difluidisasi di atas plenum chamber yang dibagian atasnya terdapat filter dan dust

collector

(17)

FLUIDIZED BED DRYING



_{Pada proses pengeringan ini udara panas}

di-hembuskan pada partikel-partikel makanan

sehingga partikel tersebut tersuspensi

de-ngan gerakan lambat



_{Partikel semi kering secara bertahap masuk}

ke

bagian alat pengering yang berfungsi

mengeringkan sampai kering (bin dryer)



_{Contoh produk yang dikeringkan dengan}

metode ini adalah granula pati kentang dan

kacang kapri

(18)

(19)

1. Continuous Tray Dryers Untuk mengeringkan bahan

yang bulky, fiber, polimer. Material

dikeringkan di atas belt tak berujung. Udara

panas dihembus dg arah tegak lurus belt

Mesin Pengering Langsung Tipe Kontinyu

Continuous tray dryer: (1) drying chamber, (2) endless belt, (3) driving drums, (4) driven drums, (5) heater, (6) feeder, and (7) support rollers

(20)

2. Rotary Dryers

Untuk mengeringkan bahan yang halus,

biji-bijian.

Bahan diletakkan di atas conveyor dan dihembus dengan udara panas yang berada di dalam rotating cylinder

Mesin Pengering Langsung Tipe Kontinyu

Direct rotary dryer: (1) cyclone, (2) blower, (3) product discharge chamber, (4) screw conveyor, (5) protruding rings, (6) support rollers, (7) drive, (8) girth gear, (9) spiral blades, (10) flights, (11) cylinder, and (12) feeder

(21)

3. Spray Dryers

Untuk bahan dengan

viskositas tinggi seperti

susu, sari buah.

Bahan disemprotkan oleh sprayer sehingga luas permukaannya besar sehingga terjadi

evaporasi dan menjadi kering

Mesin Pengering Langsung Tipe Kontinyu

Spray dryer: (1) drying chamber, (2) atomizer, (3) screw conveyor for removing dried

material, (4) cyclone, (5) bag filter, (6) blower, and (7) heater

(22)

1. Pemanas dan fan untuk menghasilkan udara panas pada suhu dan kecepatan tertentu

2. Atomizer atau jet

untuk menghasilkan partikel-partikel cair dengan ukuran

tertentu

3. Chamber dimana

partikel cair kontak dengan udara panas 4. Tempat produk

(23)

PENGERINGAN TAK LANGSUNG

Pengeringan dilakukan dengan mentransfer

udara panas ke bahan yang masih basah melalui

dinding penahan.

Laju pengeringan tergantung pada kontak bahan

basah dengan permukaan panas

Tipe Batch

 Biasanya dioperasikan pada kondisi

vakum

Tipe Continous

 pengeringan dicapai dengan

melewatkan bahan secara kontinyu melalui

(24)

1. Agitated Pan Dryer

Dapat dioperasikan pada

tekanan normal dan vakum.

Terdapat pemutar panas utk

menambah efisiensi sistem.

Aplikasinya untuk bahan

pasta, cair, slurries (spt

lumpur)

(25)

2. Pengeringan beku (freeze-drier)

Bahan dibekukan terlebih dahulu untuk kemudian dikeringkan dalam pengering dengan tekanan vakum

 _{Freeze-drier bekerja dengan}

pembekuan material dan kemudian mengurangi takanan dan menambahkan panas yang cukup untuk memungkinkan air beku dalam material menguap langsung dari fasa padat ke fasa gas

 ₄ _- _Freeze _Dried _vs

Dehydrated.flv

(26)

 _{Air memiliki}_{diagram fase} _yang

tidak wajar dan kompleks, walaupun hal ini tidak

memengaruhi pembahasan titik tripelnya. Pada temperatur yang tinggi, penambahan tekanan akan menghasilkan zat cair terlebih dahulu, barulah

kemudian zat padat. (Di atas 109 _{Pa bentuk kristal es yang}

terbentuk lebih padat daripada zat cair.) Pada temperatur yang rendah dan kompresi, fase cair menghilang, dan air akan

langsung berubah dari gas menjadi padat.

• Pada tekanan konstan di atas titik tripel, pemanasan es akan

menyebabkannya berubah dari bentuk padat menjadi cair, kemudian gas (atau uap). Pada tekanan di bawah titik tripel (biasa terjadi pada

luar angkasa), bentuk cair air tidak akan ada, sehingga ketika dipanaskan, es akan langsung menyublim menjadi gas.

(27)

(28)

1.Cylinder dryer

Untuk bahan kertas, bahan

textile

Silinder berputar dan mengandung uap panas.

Bahan dipompa melalui nozel kebagian antara silinder.

Ketebalan bahan tergantung pengaturan jarak antara

cylinder.

Cocok untuk produk susu,

detergent, yeast

Mesin Pengering Tak Langsung Tipe Kontinyu

(29)

Mesin Pengering Tak Langsung Tipe Kontinyu

2. Drum dryer

• Pemanas dapat berupa uap atau air panas

• Ada tipe single, dip feed, single fine film

• Roll aplikator terletak dibawah drum dryer dan teraliri bahan.

• Lapisan cairan akan

ditransfer ke drum dryer. • Bahan diputar untuk

menghindari overheating • Cocok untuk gelatin, lem,

pestisida

Single Drum Dryer with Applicator Roll

(30)

Mesin Pengering Infra Red, Dielectric Heat Dryer

Infra Red or Radiant Heat Dryer

• _{Pengoperasian tergantung} pada pembangkitan,

transmisi dan absoprsi sinar inframerah

• Produk lebih bersih dan higienis

• _{Pada dielectric heat dryer,} prinsip pembangkitan

panas melalui penempatan bahan padat pada medan elektrik frekuensi tinggi

(31)

(32)

_{Untuk mencegah kerusakan produk tanpa mengakibatkan}

pematangan abnormal atau perubahan yang tidak diinginkan sehingga mempertahankan komoditas dalam kondisi yang dapat diterima konsumen selama mungkin

_{Kegunaan umum pendinginan adalah untuk pengawetan,}

penyimpanan dan distribusi bahan pangan yang rentan rusak

_{Pendinginan maupun pembekuan tidak dapat meningkatkan}

mutu bahan pangan, hasil terbaik yang dapat diharapkan

hanyalah mempertahankan mutu tersebut pada kondisi terdekat dengan saat akan memulai proses pendinginan

(33)

*

 _{Pembekuan sebagai cara pengawetan}

◦ Suhu dingin menurunkan kecepatan reaksi kimia dalam bahan yang diawetkan

◦ Pembekuan mengurangi jumlah air berbentuk cairan yang dibutuhkan mikroba perusak bahan yang diawetkan

◦ Suhu dingin/pembekuan menurunkan aktivitas

perusakan bahan yang diawetkan

 _{Suhu dingin hanya menghambat pertumbuhan}

mikroba perusak bahan yang diawetkan, tidak

(34)

Penurunan mutu produk segar dapat dipengaruhi

oleh :

 _{Perubahan metabolik seperti penguapan, kadar}

ethylene, tekstur dan aroma

 _{Pertumbuhan dan pengembangan}  _{Transpiration}

 _Cacat

 _{Kerusakan fisik}

(35)

Yang Harus Diperhatikan dalam Melakukan Proses Pendinginan yang Baik adalah:

 _{Waktu antara panen dan “pre-cooling”}  _{Jenis karton, palet; ventilasi}

 _{Cara pendinginan dan waktu yang dibolehkan}  _{Suhu produk sebelum didinginkan}

 _{Suhu produk akhir}

 _{Sanitasi dari sistem pendingin}  _{Pelihara suhu produk}

(36)

Aktifitas respirasi dan metabolisme Proses penuaan (pematangan, pelunakan, perubahan

warna dan tekstur Kehilangan air dan pelayuan Kerusakan karena aktivitas mikroba

Proses pertunasan

(37)

a. Precooling

Jenis pendingin Aplikasi

Udara dingin Room cooling

Forced air cooling Air dingin Hydrocooling

Kontak es Crushed ice

Liquid ice Dry ice

Evaporasi dari permukaan air Evaporative Vacuum cooling

(38)

ROOM COOLING

• Mudah dioperasikan dg menempatkan produk dalam ruang pendingin • Suhu pendingin lebih dari

0C , debit udara 150m3_/jam

• Ruang dengan insulasi yang dilengkapi dengan alat pendingin

• Umum digunakan tapi kurang efektif untuk

segera memindahkan field

(39)

FORCED AIR COOLING

•Udara pendingin didorong dengan kipas •Udara bersirkulasi dengan kecepatan tinggi •75-90% lebih cepat dibanding room cooling

•Efektif untuk produk yang dikemas

•Perlu mengontrol RH antara 90-98%

(40)

HYDROCOOLING

•Panas produk dipindahkan melalui media air

•Banyak digunakan untuk sayuran untuk

mempertahankan tekstur dan kesegaran daun

•Sering terjadi mechanical injury

•Untuk komoditi yang tidak sensitif terhadap air

•Membantu membersihkan produk

(41)

(42)

ICE COOLING

• Metode pendinginan yang paling tua

•Bongkahan es ditempatkan di atas produk

sebelum dikemas

•Air dari es yang meleleh akan mendinginkan

produk

•Kelemahan :

* tidak cocok untuk bahan yg tidak tahan dingin

* butuh bahan pengemas yang besar  mahal

transportasi

* area penyimpanan, kontainer akan basah dan

lembab

(43)

DRY ICE

• Dry Ice (es kering) adalah karbon dioksida beku.

• Dry ice berguna untuk pembekuan dan menjaga pembekuan karena temperaturnya yang sangat dingin yaitu: -78.5C atau -109.3°F.

• Dry ice berubah langsung dari bentuk solid menjadi gas

-sublimasi- dalam kondisi atmosfer normal tanpa melalui tahapan

(44)

VACUUM COOLING

• Efek pendinginan melalui panas laten penguapan • Metode pendinginan paling cepat

• Tekanan udara di ruang pendingin 4.6 mm Hg

• Sayuran daun seperti lettuce, cabbage, wortel, pepper, jamur, cauliflower

(45)

 _{Cryobiology : adalah cabang biologi yang mempelajari}

pengaruh suhu rendah pada makhluk hidup

 _{Cryogenics: Cabang ilmu fisika dan keteknikan yang}

mempelajari cara mendinginkan dan pemanfaatan dingin.

 _{Cryopreservation: Teknologi pengawetan sel, jaringan,}

atau embrio menggunakan pendinginan hingga suhu di bawah titik beku air.

 _{Cryonics: Pengawetan tubuh manusia dan hewan}

Perkembangan ilmu yang

terkait dengan cryobiology

(46)

1. Perbedaan utama antara pembeku mekanik dengan

pembeku kriogenik adalah pada sistem peralatan dan refrigeran yang digunakan. Refrigeran atau zat kriogen yang paling sering digunakan untuk pembekuan

kriogenik adalah nitrogen cair (LN2) dan karbon

dioksida (CO2) cair atau padat

2. Pembekuan kriogenik biasanya dilakukan dalam suatu

lemari pembeku atau ruang terinsulasi dan berlangsung secara kontinyu.

3. Pembekuan kriogenik mengalami perkembangan yang

sangat pesat pada dekade belakangan ini dan telah diterima dengan baik oleh industri pangan

(47)

4. Keuntungan yang dapat diperoleh dari teknik

pembekuan ini adalah sifatnya yang dapat

membekukan bahan pangan secepat dan sesegera

mungkin hingga suhu –196 oC, sehingga dehidrasi

yang terjadi selama proses pembekuan pangan tersebut dapat ditekan hingga sekecil mungkin

5. Laju pembekuan kriogenik yang sangat cepat

menghasilkan bentuk kristal es yang kecil-kecil dan lembut seperti salju, sehingga kerusakan sel bahan

dapat dikurangi

6. Pembekuan kriogenik dapat juga digunakan untuk

pengawetan sel-sel atau kultur bakteri. Semakin

segera suatu bahan pangan dibekukan, maka semakin segera pula bakteri mati sehingga kerusakan alamiah bahan pangan tersebut dapat langsung dihambat.

(48)

Keunggulan pembekuan kriogenik:

 _{Peralatan yang relatif ringkas dan dapat beroperasi}

secara kontinyu, sehingga biaya modal relatif rendah

(sekitar 30% dari biaya modal pembekuan mekanik)

 _{Kehilangan bobot karena dehidrasi sangat kecil,}

sekitar 0.5% (dibandingkan dengan 1-8% pada pembeku

air blast).

 _{Pembekuan terjadi sangat cepat, sehingga}

memberikan perubahan karakteristik nutrisi dan

sensori yang lebih kecil.

 _{Terjadi pengeluaran oksigen selama proses}

pembekuan.

 _{Waktu “start-up” cepat dan tidak memerlukan waktu}

khusus untuk menghilangkan es yang beku (defrost).

(49)

Kelemahan pembekuan kriogenik:



_{Biaya operasi relatif tinggi, khususnya untuk}

penyediaan zat kriogen.



_{Kurang cocok digunakan untuk pembekuan}

(50)

Asparagus H 2.2 95-100 Broccoli H 0 95-100 Cabbage R, F 0 98-100 Cucumbers F,H 7.2 - 10 95 Eggplant R, F 7.8 - 12.2 90-95 Green onions H 0 95-100 Okra R, F 7.2 - 10 90-95 Peppers R, F 7.2 - 10 90-95 Sweet corn H 0 95-98 Tomatoes R, F 7.2 - 10 90-95 Komoditi Metode Suhu RH Pendinginan (C) (%)

Metode pendinginan yang sesuai