Perpindahan Panas dan Massa Buah

@@rm. SUSTJNAN DEWAN R,EDAKSI JURNAL TEKNOLOGT. TJNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR Dewan Pembina Rektor Udversltas Negeri Makassar. Dekrn Fakult s Telnik. tNM. Penanggung Jawab Ketua Jurtsatr Tekdk M€sitr UniveNitasNege Makassar. Penyurting Ahli. sFkri. Himran (Unhas Makassar) A.i Darmaran hsek (lTB Bandung) Isa Setiasyah Toha (lTB Bandung) Husain Syam (UNM Makassar) Jafar E. Djantaog (UNM Makatsar). Ketua Penyunting Djuanda. Wakil Ketua Muzawir Arief. Penyunting. A. Muh. Idklnm Suardi. Mardi Syai r Samnur. Muh. Irfan Fiskia Rera Baharuddin Ady Rukma. Muhanrnad Agung A. Ifulebu Juana Ch. So€tyono Iskandar. Alamat Redatsi Jumal TEKNOLOGI Juusan Mesin Fakultas Tetrik Universitas Negeri Makassat Jl. Dg. Tata Raya 90224 Telp.:0411 - 864935 Email : jurnal tekrclogi@yahoo.com. Teknologi. Olctobcr 2O1O. Volume 12, No. 3 ISSN 0216 - 4582. Juflf,.al Teknik. I\4csin. DAFTAR ISI l.. Pengaruh Sudul Konlak Statir Tcrhadap Spreading Pada Bilan8an weber. Tinggi. Factot Dan I 19. -. 126. 127. -. 136. Muhtin Z. :.. Perpindahan Panas T€kanan. Vakum. lan Maslr Buah \elama dalam Penggorengan. 4ansuanly. .1. Analisis Kekuatan Sambungan Las Titik Tri Agtte. {.. Susanto. Pada Plat. Aluminium 137- 111. Modifikasi Alat Penjemih Air Dengan Menggunakan Sistem 4 Jenis Vedia Dan I'ilterisasi Fis*ia Reru Balnruddin. 5. Simulasi Sistcm Jaringan Pipa Distribusi Air Bersih. - 152. 153. -. 159. - 166. 16 /-. - I /-6. Kota. \tatransopp€ng Kabupaten Soppeng Andi Muhonmad lrfan. 6.. 115. 158. Analisis Penggunaan Refrigeran Ramah Lingkungan Pada Pengelolaan B€ngltel AC Mobil. 9rnnt. Thioritz. . 7. Analisis. Pengaruh Octane Boster Terhadap Kinerja Mesin Dan Emisi Cas Buang. thnn.l. Anri. Ditetbitkat oleh: Junscm Tehik M*in Untv ersttas Negeri Makas s. t. PENGANTAR REDAKSI. Puji dan srlkur kami hatu*an kepada Allah SWT berkat karunia-Nya jugalah sehingga Jumal Teknik Mesin TEKNOLOCI edisi Oktob€.2010 dapat diterbitkan. Untuk edisi iniJumal Teknik Mesin TEKNOLOCI diterbitkan dolam empat nornor penerbitan yang mosing-rnasing berisi 7 bush artikel ilmish. Untuk nomor ketiga memuat artikel yang. ditulis oleh Muhsin Z mencliti Pengaruh Sudut Kontak Statis Terhadap Sprcading Fitclor Dan Pada Bilangan Weber Tinggi, Jamaluddin dan Suardy mengamati proses Perpindahen Pan6s. dan Massa Buah selama dalarn. Penggorengan Tekanan Vakum.. menganalisis Kekuatan Sambungan Las. Tilik. TrifAgus Sufnto. Pada Plat Aluminium, Fiskia Rera Baharuddin. memodifikasi Alat Penjemih Air Dengan Mcnggunakan Sislem 4 Jenis Media Dan Filterisasi,. Andi Muhammsd lrfan melakukan Simulasi Sistem Jaringan Pipa Distribusi Air Bersih Kota watansoppeng Kabupaten soppeng, Sonny ThioriE menganalisis Penggunaan Refrigeran. Ramah Lingkungan Pada Pengelolaan Bengkel. AC Mobil dan Ahmad Amri. juga. menganalisis Pengamh Octane Boster Te.hadap Kinerja Mesin Dan Emisi Gas Buang. Kami menyadari bahwa jumal ini masih jauh dari kesempurnaan, karena itu dengan segala kerendahan hati kami menerima semua masukan yang berani demi kemajuan. jumal ini. dim&sa yang akan datadg.. Makassar. Oktober 2010. Redaksi. -:'tudtlin. dah. Swdy. Peryindahan. Pdat. daa Ma,ra Buoh Sztma Datan p.ns<ote,Ron. '121. Perpindahan Panas dan Massa Buah selama dalam Penggorengan Tekanan Vakum :Jamaluddin r)dan Suardv 1) 'rtok' T.krtk MBi. Unl,.ntrr \.s.1Mrbstr (4 Dorcn T.kntk M6tn Untv.nth3 N.;d Mrktsrrr. Jl. D8.. tfl!. Ray!. Kshpus ttNM psnngtMbung Makassar 9022,t. Abstrah. Penelitian ihi berlujuah untuk mengembangkan secara simultan model nmtemalik :iE.pindahih panas dah massa ptoses peng[aorengan buah pada kcadaan hompa (dibavtah lekatun atnosJil). Sampel peielition adalah buah nangko cligoreng pada heriagai wriasi whu. wakn dan tetanan vakum. Parameter yang dianati adalah penbahan kaiir oir dan tar'?r ,litUak bahan. Metode penytsnfin elenen peryindahan panas dinode!futn dehgah .pdel fisit "lump cdpatitance" berdasa*an hutum Fouriet, sedangkan perpinlahan massa ,iimodelkan clengan hutum Fickg. Secara sinulton model perpiiahrnt pinas tlm mrexa aibuot dalam suatu sistem persanaan diferensial denEan nemasul*at kinrlisi bahan baku rtdalam nodel, kemudian diselesaikan dengtn program Ttrbo Basic u\tuk memperoleh tzszsuaian data percobaan dengan prediLsi. Moda n;tenatik perpindahrm Vanan dan massa icnudian diee Jikasi dan rtiuji kepekaamya sesuai dengan data percobaan, rclani ttrya ,lasilrl^a digunafum untuk menemukan pengaruh suiu, tekanin vohrn rlan' laia -nggorengan terhadap peruhaha fudo air dan kadat niryak akhir dolam bahan. Hasil ,e'flirlan memperlihalkan bah*a model matematik yang ftlah dikenhangkan cu*up baik utttuk nenjelanton Jbnomena perpindahan panas dan mansa proses penggorengan buah pado. Idt. lunci : Perpindahan panat,. Tekanan laleum. l. PENDAIIIII,IIAN. masyaraka! karena keripik. l.l. Lrttr Belrklbg. nangka. mempunyai sifat yang kias, nikma! enal. gurih dan renyah jika dikunyah, s€hingga. Tanaman nangka adalah salah satu _rais buah-buahan yang bemilai ekonomis pcrmintaan konsumen terhaaap terilit Elggi amat f'otensial diEncang sebagai nangka semakin meningkat. Narnun Fng 9.ftber pendapatan ekonomi nrmah tangga menjadi permasalahan adalai bahwa :'"lslarakat tani, industri kecil, industri narnpaknya standa.isasi mutu produk ':lc'lcngai dan devisa negara. Bagian keripik nanBka b€lum banFk diketahui :naman nangka yang sudah populer saat ini, sehingga dip€rlukan pengendalian. ini. adalah buah terhadap pmses pcnggorengan buah diolah dengan p.oses nangka aBar diperolch prcduk keripik secam vakuln m€njadi nargka sesuai dengan standar mutu yang 'ang -ng8lrengan Gripik nangka. Penggorengan buah diharapkan. rlgka menjadi keripik nanBk4 adalah Selama penggorengan, terjadi secara l&dnbangkan saat. ra!3ta". *tE-sai salah satu. usaha. aqrernekaiagaman produk untuk riingkatkan kuantitas dan kualitas buah rdtgka. Saat ini keripik nangka sudah. :-iup populer dikonnrmsi oleh. simultan p€rpindahan panas dan massa. Pepindahan panas terjadi dd -in"ot panas ke permukaan bahrke dalam sehingga kand kelusr dalam bentuk uap a. r28. TEKNOLOC] YOLUME ]2 NO,3 OKTOEER 2O1O. kemudian bahan menYeraP. minYak. b€aindahan massa). Kondisi. ini penrbshan dslam menvebabkan banysk baha+ baik s€cara fisik maupun kimiawi pada bahan yang digoEng. Plrubahan secara fislk anl,ara lain pemasatm menjadi lebih ccpaL garing. perubahan volume. r€nyah dan memiliki tekstr[ pengembang&n lasa sedangkan peruhhan secgm kirniawi anrara lain penguapan air. p€nyerapan mhya!. Belatinisasi pati. deoaturasi proteir\ pencoklaran dajl karamelisasi (VaEla eL al., 1988; Farkar ging dan Rums€y, 1996). Belbagai pendekatan telah dilakukan unhrk meoggarnbarkan kondisi dan pgrubahan yang to.jadi s€l8na ptos€s penggorengan bahan pangan. Moreira eL al., (1995) dan Jung eL al.' (2003) manjGlaskan bah*a pada pengor€ng'an vakum te.b€ntuknya lapisao k€r&s menjadi lambat sehingga memb€ri kes€mpatan penguapan air dari dalam s€bolum produk menjadi kering, dengan wama produk yang c€rah. Atteba dan Mittal (194) telah untuk mengombangkan menprediki penyebaran panas, uap dan minyak pada penggorengan bakrc daging mengguakan psrssmaall difusi untuk penyebaran panas dan uap, penyebaran. ]"ng. model. minyak s€lama masa absorbsi. dan. persamaan aliEn lapiler tultuk p€nyobamn minyak selama mssa desorbsi, aka[ tetapi permasalah yang belum beftasil dijelaska! 'adalah p€ngaruh kondisi bahan baku rerhadap peristiwa perpindahaD n&ss8 dlo panas secam simulta[ selama pros€s p€nggor€ngan.. Pengembangan model matematik secar-a lebih detail yang menjelaskan p€rubahan yang mungkin terjadi solama pros€s p€nggorcngan telah beftasil dikembang!.an dengan baik oleh Kawas d8n Mor€ira (1996); Lujao ct. al., (1996); Math et. al., (2003); Ysms8engsung dsn Moreira (2002). Hasil-hasil pcnelitian t€rsGbut bedusil menjelaskan bah*8 penggorengan dapat merub8h struktut. produk den88n fenomena. pengerutan.. uemskara.rl koDadaEn, p€rubahan tekstur. ki.ia*i psda bahan yang digorcng Meskipun modet matematik yang telsh dikomb€'tgkan sudah cukup dotail namun. arn. bclum memasuk*$ ke dalarn. model yang panas kemulgkinan adanya energi dibutuhkan untuk proses gel8tinis8si, oerubalan fase, dan pemasakan balran. whitaker ( 1977) dafl Asensio ( 1999) mengom bangkan modol untuk monjolaskan. pcrpindahan ponas. <iar nrassa. pada. D€ngeringan kertas, penghilangan 8ir yang. tlrikat. dianggBp sobagai p€ny€bab pcngerutan Pada s:E!ktu! sel bahan Pcnelitiar tersebut betiasil nenjelaskat s€bagian gojala p€rpindahan panas dan. Yarg b€lum terullgkap Pada penelitian sebelumnya. Namun p€.masalahan yang belum dijelaskan adalai pengaruh kondisi bahan balu mas,sa. terhadap fenomcna perpindahat parns daD massa s€larD prosos ponggoaengan dan hubungan s€cara empiris kadar air bah6n mentah dengan perubahan volum€ dengan hanla melihat pada dimensi bahan.. Pedelitian lebih menyelutuh s€lama pros€s penggorgngaD Pada makanan borpati relah dilakukan oloh Supriyanrc' e( 61, (2007) dan memodelkar secsra bsik menggambatkal fenomela p€manasaJl penurunan kadar 8ir dan p€ningkatan kadar minyak pada bahan makanan surnbet Pati. Alan tefapi p€nslidan totsebu bolum mongungkap kondisi bahEn baku dengan perubahan tekstur prcduk PadalEl pros€s ini sadgst perlu untuk dimasukkan ke dalam rnodel. menunjukkan bahwa' selsma penggorcngan banyak perubahan yang tidak diinginkaD bisa torjadi pada bahar yang digorcng jika tidak dikontrol dengsn baik karcna itu proses yang bersgam ini harus dapat dik€ndalikal s€demikian rup8' sehingga tidak merusak mutu P.odukSalah sotunya adalah dengan ca.a mongonsol suhq waknq rgkalun penggorengan dan memP€rtimbanglan. untuk. tlal ini. -telrUin. don Suardy, Perpi"dotun Panat &rn M6sa. toodisi bahan baku, S€jauh ini beldn b6n)"k penelitian )€ng memperlihalkan hubungan secara simultan anlAia. awh Selana Dota'n pergorengon. t29. pcrpindshan panas dan massa yang terjadi sclama pmses penggoa€ngan vakum (dibswah tekanan atrnosfi r).. uap seliurr proscs penggorengan bahan. Perpindahan panas secara konveksi biasanya diikuti dengan pcrpindahan panas secara konduksi, setelah terjadinya kontlk antara bahan dcngan cairan maupun gas pada suhu yang berbeda (lsochenkq. 1.2. To.lurD P€nelltlen. 1969). 2.1. P€rphdebf,tr. Diharapkan dengan pemahaman dan. pengkajian. lebih menddam untuk. menemukan mod6l matomatilq maka fcnomena pcrpindahan paras dan masss, ak n memungkinkan dilakukan rekalasa kualitas pada produk gor€ng untuk dapal memenuhi s€lera konsumen dalam usaha menyela.askan dengan isu kesehataq schingga dapat dihasilkan produk g hbih berkualitas untuk pengembangan 'E tcl('lologi dalam pros€s penggorengan v8kum.. I. LANDASAN TTORI. DAII. PENCDMBANGAN MODEL. Selama penggorengan, panas. dari media penggo.eng klp€rmukaan bahan s€cara konvoksi, dan dad p€rmukaan bahan ke bagian dalam b.han secsr"a konduksi. Perpindalan panas dipindahkan. s.cara konveksi ts.jadi kaEna adanya dirdn yang melalui bahan dengan suh'.t ytDg befted&. Ms$rr drn Prtrg Penggor€ng.n adalsh proses perpindahan panas dan uap air recaaa simultan Fng memorlukan energi paras untuk menguapkan kandungan air bahan yang dipindahkan dari p€rmukaan bahan yang digoFng dengan minyak sebagai rnedia panghsnta. panas. Tujuan penggorengan adalah mengurangi kadar dir bahaD k€hilangan kadar air selama penggorcngan merupakan akibal dari penguapan karcna pemanasan. Kadar air morupahn parametBr penting untuk diterima oleh konsumen karena akan menentukrn sifat keripik.. l,6wis dalarn Pudja (2003) menggunakaD analogi dengan hukum pcndinginan NeMon dengan aflalisis pongeringan. D€ngan asumsi bahwa laju kehilangan lengas d8ri sebuti. bijian yang dik.lilingi oleh udara p€ngering sebanding dcngan perbodaan antara kadar air bijian dal kadar air setimbang. Krokid4 M. K,, (2000) menyedcrhanskan persrmErn Lewis dalam Pudja (2003). dan. menemukan model persamaan untuk p€nguapan air. Menurut Supriyanto. (2001, p€rpindshan massa yang. Gamba. l. Mekanifie pcrpindahan panas dan massa proses penggorcngal buah padt keadaan hampa. I. Cambar menunjuklan susunan mckanisme dan arah penyebaral psnas dan. et. al., redadi. dalah p.oses p€nggorengan ada du4 yaitu p€nguapar air dan penycrapan minyak. Bahan makSnsn mengalami penurunan kada! sir relsma pmses penggorengan dalam dua cara, p€rtama tEnsfer massa aitedadi dari dalam ke permukaan bahan kemudian rncnguap kelingkungan, dan kedua perubahan massa air menjadi uap terjadi di drhm bahan,. Selama penggor€ngan produk menyeiap minyak dan kadar minyak dalam produk biasanya dihubungkan d.ng8n. kadar air awal b€lan (Gamble, Ric€, dan. TEKNOL(NI YOLUME I2 NO.3 OKTOBER20IO. r30. Sclmat 1987; Mor€ir€, Palau, Swear dan Sun, 1995). Minyak g€bagai medium p€manas dan penghantst psnas memiliki sif8t yeng tidsk dapal. menyatu dengon air padahal buah-buahan banyak mengandung air, karena sifat alami air dan minyak yang. tidak dapat menyatt keduanya memegang. peranan penting dalam. Gambar 2. Neraca panas dan massa di cl€men volum€ padatan. proses. p€oggorcngan. Tempelatur penggot€ngan yang tinggi menycbabkan air drlam bahan makanan menjad; panas dan t€rpompa kduar k dalam minyok dislkirarnys delun b€ntuk uap air. (Var€14 dkh 1988) dalarn. R- G. Math, 2003). Sebagian air akan menguap drri ruang kosong yang semula diisi air kemudian diisi oleh minyak (Ardianingmunir S, €t. al., 2007). Menwut. 1.2. Nenc. Mtssa Air di Prd.titr Persamasn keseimbangan massa air luas,Ar pad4 elemel volume s€tebal dari x k€ x+ x diiabatkan.. ^i,. ^.".9. ,^ lq.l -". 4.h 1... ". ar l. _ ac,. Pllthur de! r8guy, (!993) Dels!!it!!!c. absorbsi minyak pada bahan makanan dis€bsbkan ol€h tekatlall kapil€r, dan. s€bagisn labnya di$babkan. oleh pada saat memlndahkan kondensasi usp produk dari penggorengan. Sun dan Moreim (2002) menjelaskar bahwa penyerapan minyak merupakan fenomena kompleks yang erjadi ketika ptoduk dipindal*an dad diangkar penggor€ngar s€lama pcriodc pendinginan. Jumlah kandungan minyak yang diserap oleh bahan setelah digor€ng dapst mgnentukar! peoerimaan dan kenampakan produk (Klokida eL al., 2000). Supriyanto, et. al., (2007) merlyets]ln masa minyal masuk ke dalam bahan dengan cara difusi k3lena adanya perbedaaD kons€nrasi minyak pada bagian permukarn dengsn bsgian dalam bah.n. Neraoa massa setiap kompoden yarlg ada di dalam €lemEn volumc padatan dijelaska! d6l6m Csmbat 2. Laju massa yang mengalir melewati bshan padaian setebal x dsjl seluas A dengM clr8 di-l si dapat dijelaskln dengan hukum Fick.. atou. ^A+. (2). t]....*.^t"'v.et).^,6+...(,,^)..,G-) .^.'. I. {-^.a $L)-[-^,".. (]). .. . .. (4). lrA|J Bila diambil Ax -"'.0, maka diperoleh:. a'c. r fac.. I. {5). F=q[;.'..'-1 Kondisi awal. (irlial conditiory'Ic). i. t - 0--+C. ()q0) = Cd untuk semua posisi. (6). Kondlsi bdts (to!,idary cot4Alton/Bq. I. x. *. =o. ---- .1 =o. (7). a l,x=r---' -o^f1.." =x.(c.-cl). (s). 1.3. Nemq Mr3sr Mioyrk di P.dstr! Persamaal keseimbsngan massa minyak pada elemen vollme retebal Atq luas A+ dari x ke x+dx dUabatkan.. (-^,".*1.1-[. ^,'-*]...)-'-*. (e). '. *1.."'"-?1. -,,. Bila diambil Ax. --|0,. ' fac.) a a,' D_t. a'c._. (. l0). mak! dip€toleh:. (ll). J. Nr. =. -D^r'. rc^ a,(. (t). Kondisi awal (inr'lral condition'/IL) | t = 0 -+C- ()q0) = C,,o (t2) untuk s€mua posisi x (bolrdary conditioty'Bc) | Ko:rdisi bata.s. Jmaluddin tun Suardy, Pe.piadrlnn Pa,taf dan Ma$a Blah Selanta Ddan. (t3). "=o**1.=o 1=s ---o.fl.*=r.(c..c1). (r4). 1,4. Nerrcr Mr*!s Pltt di Prd.tan Pe.samaan keseirnbangan massa pati pada elcmcn volum€ setebal Ax, luas A. dari x ke x+6x dijabarkan.. ,,fu,*\=,t,*! _{,. =.. 15.. Perpitrdrhrn P.D.3. (15) (. hoses. l6). pengeringan. dan perggorengan adalah sangat mirip dan tclah dibuat banyak untuk menjelaskan dan flrcnduga kedua sistem tersebut. Pet'amaan dasar untuk massa dan energi adalah. hrnpir samr,. rnasing-masing kasus asumsi dan kondisi bos mckanismc t anspor dan sifat fisik llltul masing-masing sistem akan b€rbeda-. bcda- Pada proses p€nggoreng$ bahdn. Eukanltr, paras yang diterina bah$ digunakan antsra lain; menaikkan suhu b.hn d.n FnSuapan air dad dalam bahar! F6cs gelatinisasi, dao pemusakan don. oir. lanjutan dan. untuk. suhu bahan lagi.. 'lcraikka'l Pcrpindahan pan6 akan dihodclkan &rrgan model fisik "lunp capasitarce". Agnnsi-asumsi utsrna yang akan digumkan dalam men)alsun model ad8lah !.t6gai berikut: L Suhu dalam bahan dialggap merats. f.. 6.. discluruh padatan, Transfer panas terjadi pada arah sumbu. x :1. Transfer panas pennukaan seketika s.ma d€ngal suhu bahan. ,1. Fcnycmpan minyak tcrjadi sclama. FtgSolellgan, sedglgkrn pcndinginan diabaikan.. selslra. l3l. Transfer massa permul€an bcrada pada kerdran s€imbrng d€nlan lingkungEn. Perubahan volume terjadi ksrena hilangnya oir t€rikat di am baian.. LaJu allrdil penas yang mangdlli melalui bohan setebal I dengan luas A dengar cala kondlksi di!€lesaikan dengan hukum Fouricr. a. =-k.A.g. (17). Berdasarkan pada Gambar 2 maka disusun neraca panas pada elemen volumc s€tcbal Ax; luas Aa dari x ke x.r&L rebagai berikut.. l"A.l?"a"..,.-.."*.)*-* Dimarr.a:.. .,(fl. perbedsan pada model. wnumnya berasal dari sistem yang diiclaskln oleh model tsrs€but pada. Fuuapan. 5.. Pengorcngan. 4. =m.cp.str:m=. A.Aat. (r8) (19). (20) -)-('1.)."*..,' ^,,,..,,',h.4". [ ]+( l.)..t.., t.aH...". ^,!,t. (2t). Bila diambilAx -"-i0, maka diperoleh:. {=l(o.,ff.,,"o, -,"*. "). Kondisi awal (iar'lial corditiott/Ic) (L0) = To t=0 -tT untuk s€mur posisi x. e2) |. (23). Kondisi batas (rorrdary conditiory'Bc) Neraco ene.gi pada bagian tengah dan tepi bahrn berlaku : .,. x{. drl. ----+ -dl,a. x=r-[I.. =0. (24\. -rfr],_. =r,(r.-r;). BAIIAN DA}I. rzsr. METODE. PENELTTIAN 3.1,. Brhrtr. Bahan dasar dalam penelitian ini adolah buan nangka jenis nangka salak yang dibcli dari pasdr fadisional Denangan Yogyakarta. Bentuk ukuran dimensi ssmpel; panjang 50 mm + 0,01. TEKNOLC]CI YOLUME 12 NO 3 OKTOBER2O]O. 112. mm, lebar 25 mm + 0,01 mm dan tebal 3 mm + 0,01 mm. Bahan pendukung yang digunakan adalah minyak gor€ng jenis bimoli dengan volume 5 liter yang dib€li. dari pasar tradisional. Domangan. Yogyakarta.. 31.. Aht Alat. pendukung yang digunakan adalahl termometer. slopwatch, gelas ukur. mikrometer, timbangan analitilq ovon, eksikator, alat ukur analisa kadar air, kadar minyak. Alat utams yang digunakan untuk. penggorcngan. samp€l. adalah. penggor€ngan vakttm ,aalum frying dilengkapi dengar data logger sistem komputer, alat p€nggorongan vakum dibuat khusus untuk skala laboratoriurh dan dirurcang sesuai dengan kebutuhan p€nolitiar. Sec{m skematik bontuk alat penggorengan vakum ditunjukkan pada Ganbar 3.. Xrdar Air. Kada! air bahan ditentukan sebelum daD sesudah. penggorengan menggunakan rnetode oven (AOAC) dengan uku-dn samp€l g dibuat sebanyak 3 s.np€I.. l0. L EEq. t-nr- |l-t+ tE -L -L t.:-_,._..-,J. T. KAdar Mioyrk Kadar min)ak bahan ditentukan s€belum dan sesudah penggorengan menggunakan metode soxhlet (AOAC) dengan cam bahan dihaluskan sobolumnya dengan alat destil8si soxhlet kemudian diekshak selama 3 sarnpai 4 jam dan dioven sampai mencapai b€rat konsEr.. ry. HASIL. PEI{ELITIAN. DAN. PEMBAHA-qAN Selarna proses penggorengan bahan. menerima energi panas dad elernen pemanas m6lalui msdia minyak goreng.. Energi panas digunakan untuk menaikkan s'Jhu baha4 proses gelatinisasi, p€nguapan air, dan p€masakan (Supriyanto, et. al., 2007). Diawal penggorengan suhu bahan meningkat dengan cepat sampai mencapai suhu 60cC, dissbobkan karena sobagian besar energi panas yang diterima diguaksn untuk menaikkan suhu bahan. Konaikan suhu bahan paCa awal penggorengan menggambarkan adanya perpindalnn psnas dari minyak panas ke dalam bahan. Pada saat suhu 45 50 "c, diduga bahad membutuhkan energi untuk proses gelatinisasi namun energi tersobut nnsih cukup dipenuhi uleh sumbcr energi panas yang tersedia sehingga tidak berpengaruh terhadap proses kenaikan suhu bahan. Cambar 4 mempealihatkan riwayat suiu prosGs p€nggorengan bahan pada keadaal hampa.. -. t: Gamba.4. fuwayat suhu prcses penggorengan buah pada keadaan hampa suhu 70 dan tekena! 78 kPa. t. K-rr4--t (b). Gambar. 3. . Skematik alat penggorenga!. valum (idak benkala) (a) bagian utart4 O) ukuran tabung dan kemnjang. Pads proses p€nggorengan energi panas yang dibutuhkan oleh baha! tidak hanya digrlqa.kan unnrk menaikkan sulu bahan, namunjuga untuk proses perubehan. Janaluddin don Suady, Peryindalnn Pdnar don Ma$a Buah Setaia Ddan peng*engan. fase &ir da.i b€ntuk cair menjadi uap. Energi yang dibutuhkEt s€lama prDses p€rubalan fase cukup b€sar sedangkan pasokan eneagi dari sumber panas konstafl, q€hingga suhu bahan tidak mlngalami kenaikan pada waktu tertentu. Selain itu karcna adanya tekanan vakum selafla proses p€ngor€ngan, makan titik didih air dan mioyak turun, sehingga ene.gi yang teNedia digunakan untuk penguapan kadar air bahan, Sotelah pros€s p€rubahan fas€ selesai suhu bahan kembali perlahanl8han. nsik mcndckrti &tau sama dcngan. suhu ponggorBngan sampai pros€s solesai. Fdda. -. kisaran suhu penggorengan 60 70 "C diperkirakan ada energi panas ),aDg discrap unruk pemasakar pms€s bahan. alGn tetapi energi yang te.sedia psda saat itu cukup s€hingga tidak mempengaruhi pmses kenaikan suhu banarl baikan suhu bahan sudah cenderung konstan. Seloma proses penggorengan terjadi s€cara simultat poryindahan panas dad minyak panas kB bahan menyebabkan terjadinya perubahan fase air dalam bshan menjadi uap (Gambar 5).. Bahan yang digorcng mengalami p€nurunan ksdar air selama pmscs p€nggorEngan. Borkurangnya aii di dalarn )ahan terjadi dalam dua cara; pertanla. transfer msssa. air dfii. dalam. ke. p€amukaan bahan yang kemudian menguap kelingkungn (drlam minyak panas).. kedua perubahan massa air menjadi uap. ,"ng terjadi di dalam. bahan. (Yamsaengsung dan Ivloreira, 2002).. t;. t33. Bahan akan ar,engalami penurunan kadar air s€lama penggor€ngan. Penurunan kadar air dicirikan oleh sdanya penguapan air dengan lerjadinya gelembung gas dari pormukaan bahan k€m€dia minyak panas. Proses perpindahan massa 6ir berlangsung. dari dalam kc. permukaan bahan disobabkan karcna adanya perbcdaan konsentrasi massa air pada bagian dalam dan permukaan. Konsentrasi mass6 air di. pormutaan bahan. lebih. rendah dibandingkan dengan konsenrasi masso air. di. bagian drlm bdhan. Hal ters€but disebobkan karcna air )"ng berada dibagian permukaan bahm lebih clpat. menjadi uap karena adanya kontak lalgsung dongan minvak gorcng yang. mempunyai suhu diatas titik didih ai.,. Massa air terdifrrsi dari dalam ke p€rmuksan bahan s€caaa kontinyu sampsi. selesainya proscs. penggor€ngan. Perubahan fase yang dialarni oleh sebagian massa air yang berada di dalam bahan y8[g digoEng disebabkan karena adanya. perubahan suhu yang melebihi suhu titik didih air. Adanla perbodaan tekanan sntaid ruang pcnggorengan dengan tekansn. atmoslir, mcngakibatkan bahan. akan. kohilangan uap air lobih cspat. Peristiwa ini tcrjadi selain karena adanya prrbedaan antlra titik didih minydk dengan titik didih air. jug! krrcna titik di'lih minyEk dan tirik mengalami penuruna[ disebabkar karcna air disedot ke tdbung. didih air. lEkum, sohingga walrtu. pomasakan. menjadi lebih ccpat. Makin jauh perbcdaan ontara tekanan dalam nrang p€nggor€ng8a dengan t€kanan atnosfir (tekansn ruang penggorcngan sernakin rcndah), air yang disedot ke tabung vakum. di. akan s€makin besar puh, sehingga penumnan kadar air terjadi lebih ccpat ?f!+ rr..t. Gambar 5. Riwayat suhq perubahm ksdar air dan mi4yak pros€s penggorengan buah pada keadaan hampa suhu 70 "C dan tekrnan 78 kPa.. dibardingkan dengan pada tekanan yang leblh tlhggl.. Gsmbar. perubahan kada.. 5. memp€rlihatkan. min)"k pada. bahan.. Kadar mlnyak drllm bailn nampak mendekati konstan pada awal proses. TEKNOL(N] YOLUME. 134. iti. tedadi pada parggo.€ngad, peristiws saat air socirs s€r€mpak mulai k€lurt dari dalam melslui poii-pori bahsn ysng digorettg, kemudian pada saat yang borsamaan minyak mulai masuk socara. perlahan-lahan ke dalam bahan, mengakibatkan t€rjadinys peningkatan kadar minlEk pad8 bahalr. FEnom€na tars€but menmjukkstl bahws s€lama prses penggor€rEan terjadi p€ristiwa pcnycrapau mbyak pada bahan.. hoses penyerapatr rninl'ak terjadi. k€tika masss minyak s€cars perlalEn susuk pada 8wal proses pcnggorcngan ke dalam b6han yarg digorcng dan makin meoingkat sast suhu semakin meningkat ssidng dengu p€nuauan tBktnan vakum. Massa miny8k mssuk ke dalam baban yang digorng dengsn cara ditusi disebabkan kat€tra adanya p€rb€daar konsentrasi. o&ssa minysk pada bagian psrmuktan. dengal bagiao dalam b.hsr.. Proses. p€nyempan miny6k pada bahsl lebih clpat. t€rjadi ketika penurutEn kandungan kadar air bahan semakin rendsh (Gambar 5), Hal lhl redodl ki,Lr€ poshl 6lr ydng keludr dari d8l8rn bahan digantikar oleh minyak sehitrgga proses penyerapao minyak akan b€rlangsung lebih ccpat kotika kandungan kadar air bahan s€makil rcndah. Pros€s perubalnn kanduagal air di dalom bahal yang kelur nrntinyr rkrn digantikm oleh. 12. NO.3 OKTOBER 2OIO. kadar 3ir darl minyak pada bertagai variast. suhu, waktu dan tckanan. vatum memperlihatkan pola yang harnpir sama d€ngan Gambar 6. Data ri*ayat suhrt p€rubahan kadar air dan mhyak hasil. prediki datr. observasi. cenderung. mengikuti pe.ssmsrn ekponensial, makin lama waktu pengorenga4 maka kadar air bahan akan semakin mcnurun, s€dsngkEn kadar minyak bahan atan lebih meningksl pt8diksi observasi yang mcmperlihatkan kurva dspst demikian berhimpitall D€ngan dipahani brhwa model matrmatik yang tclah dikcmbaogkan dapat digunalsr dalam mempr€diksi suhq kadar air d8n minyak s€larna prosos ponggorongan buab pada keadaan hamp&. suiu. dan gais. r: t:. i. minyak Dengan dcmikian. p.oses penyerapan minyak baru bise tetjsdi s€cara. cci[t. pddd sdat senua slr ydiig ada dl. dalam bahan hampir keluar.. Itasil simulasi modcl riwayat suhu, dan minyak kad.r. perubahsn. air. dis€lesaikal dedgan m€nggunalan perssmaan (5), (l l) dan (22), dari p€rsamaall-pelsamaao tersebut kemudian. diperoleh hssil prcdiksi riwayal suhu perubalun kadar sir dao minyak ptos€s penggor€ngan buah pada kcadaal hampa.. Gambar 6 menunjukkan keccnderungan dsts pr€dilsi subu, perubahan kadar air dan oinyak mengikuti kecenderungan daa obs€rvssi. Crafik ri$aj,st suhu, perubahan. Gambar 6. Riw8yat suhq perubohan kadar air, minyak dan simulasi tertudap waktu prcses pcoggorcngan buah p8d8 kc{daan. hs$pe luhr 70'e. dlr t€ksrq4 7q kPr. Hubungan nilai observasi dan sl$ula$i riwsyst suhu, perubahan kadar air dan kadar minyak proses penggor€ngan buah pada keadaan hampa ditunjukkan pada Gambar 7. tlBsil sksrer plot antara nilai obesrvasi darl simulasi untuk riwayat suhu didapat R': = 0,989 : p€rubahan kadat ai1 Rz = 0.822 i perubahon kldar minyak * = 0^.794, H8l ini menunjukkan bahwa nilai R' untuk s€mua pengsmatan lebih besar dari 0,75 (Edwads, 1976), sehinggE dspar dikstrkan bah^a model matematik perpindahan panas dan massa prcses perrggorengair buah pada keadaan hampa. yang telah dikembangkan dinyatak$ valid-. Jnaluddin. P.D*Nensan. t35. karena adanyr pcrHaan massa minlak pada bdgian. kons€-.ttrzsi. dan Saardy, Peryindatsn Panae dan M6sa auah Selana. e. Ddan. pcrmukaan. dengan bsgia[ dalam bahan,. Drftrr ldnbdrg Drtr Slnbol l-iii&d itrr Frir rddr.a*dF!rI{!. (r). !-. t:. rddd F dddh!.d& rqa& tufrE. ldr.ri /le rqrd!*i ldiid'i X!.tu Frird.r- ll. Fti.h-. (bll. Erlid'l*!.td. a. I. 1. id. FE drF€Fanrtu Tdrfitdn4tur*idl' T'drottturlr x..qd ,rri Fllt.h-. n*. (c). Gambar T.Skarcr plot hasil observasi dan simulasi (a) riwayat suha @) perubahan kadar ai., dan (c) pcrubahan kadar minyak p.oses p€nggorengar buah pada keadaart oC harnpa suhu 70 dan tekanaD 78 kPa. V. KESIMPIJLAIY. Perpindahsn parEs dan massa Prases Pcttggorengan buah padE kadaarr hampa dapat dimodelkan s€c€ra marematik. dar dapat digurakan dengan baik dalam mempradiksi riwayat suhu, p€rubahan kadar air dan minyak bahan sclama proses pcnggorengan. Energi psnas digunakan. untuk menaikkan suhu bahs& pros€s gelatinisasi, pGlr$apan aif dan pemasakan. Penurunan kzdar air disebsbkan klr€na sdanya pros€s perpindahan massa air dari dalam ke permukaan bahan, dan pc6edaan kons€ntEsi massa air pgdo bagiEn dalam dengan permukaan baian, Massa minyak masuk ke dalsm bahan dengan cara difirsi,. d! .. Mi'trldbeh fqrliFd.d..a. DAFTAR PUSTAKA. .. ArdiAningmunir S., eL al., 2007 . Pengaruh. . osmatit &hydrytion terwq. karolderistik vorTel (Datdrs comta) dltt ksipiL ttonel- Slrrip.i. Fakuttrs Teknologi Pertanian. UCM. YoS/akarta. Asensio, 1999- Trunsport. M- C. dting dryinc of defotmoble, Wrcscopic porors media: htndanen als and. phetameta. appl ieationt. Ph-D. dissertatiorL Texas A&M UniveBity, College StarioE. TX. Ar€b!, P., $d C,S. Minal, t994. ModetinS the dcetrfst frying of becf melrballs.. TEKNOLOG| YOLUME I 2 NO. 3 OKTOBER 2O1O. 135. Intenarional Jounal of Food Science and lbchtolog 29, pp. 42H40. Edwerds, A. L., 1976. @t Int oduction to Cottelalion Fol Liniet regrcssion ,lrdio. Narional S€€d Cotporation.. o. New delhi.. Fa*as, 8.E., and. Hubbar4 LJ., 2000. Alsbsis of colvoctivo heat t'ansfer during immersion fryng. Dryrns Techrblog lE, w. 1269-1285. Fa*as,8.8., Singlr, R.P, and Rumsoy, T.R,1996. Mod€ling hcat and mass Eansfer in immersion frying; part I: Mod€l d6v6lopm€nl Jounul of Food Enginee ring 29 (1996a), pp. 2 | l-226. Fa*as, 8.E., Singh, R.P., and Rumsoy, T.R-, 1996. Modslirg hBal s[d mast tlarlsfcr in immcrsion frying, pan II:. Model solution atld verificarion. Joutul of F.tod E lgirAering 29, pp.. 227-248. Gallble et &1., 1987.. Mfi. Gamble, P. Rice and J.D. Solnan , Rolationship. oil uptake and moisture loss during frying of potaro dic€ torn'UK tu&$- Iftenotiod Jouml of Food Science and Techtmlogt 22, pp. 223between. 24t. Ganyo, J,. & Morion R,2001.. varuum. taying of potsto chips, Jouttul of Food Engirceriag 55, pp.. l8l-l9l .. Krokid4 M. K., 2000. vdter lass and Oil Uptake at a Function of Ftyirrg Tinc. Joumal of Food Engineering vol.,l4: 1946. Msu. A. Samuel, 1984. 1984. Snak Fad. Tecbologt. AVI Company, lnc.. Publishing WssFort.. Connecticut). Moreirq R.G. Castell-Per€z, M.E., 8nd, Barruf€t, M-{., 1999. Deep-fat. of. fryw. food-fiodanentals. applicalions, Asp.n. and. Publishers!. Oaithcrsbug, MD. Morcira, RG., and Barrufct M.A,, 1998. new approach to describe oil absorption h iiod foodr: A Elmulation. A. study. Journal of Food Engircering 15, pp.l-22. Mor€ir4 R.G. Moreira" J.E. Palau 6nd X. Sun, 1995. , D€ep-fst frying oftortilla chipsr An €ngin66ring apptoach. -Fodd Techrlo log 49, pp, I 46-1 50. Morcir4 R.G., J.E. Pal8u" V. Sweat and X. Sun, 1995. Thermal and phlsical. properties of tortilia chips 8s I function of frying tirhe. Jounal of Food Processing dnd Plesentalion. 19 ,. pp. l7t-189. Sun, X., & Mo.eir4 R. G. 1994. Oil dislribution in tortilla chips duing deep.fat frying. Anerican Society of Agic'ultwal EngtrEers Poper no. 946J06 (pp. l-13). St. Josoph" Ml: ASAE.. Supriyanto,. eL al., 2007, Pros€s. ponggor€ngan bahan makanan sumber. pati: ksjisn nisboi amilosa anilopektin. Dlsortrsri.. Fakulras. Toknologi Pertanian.. UOM. Yosiakarla.. Whitaker, S., I 977. Sinultaneous he3t, mass and momontum transfGr in porous media: A theory of drybg. Advaces in Hea Trorsfer 13, pp. I I9-203.. Yamsacngs'mg & Moriera. 200 I . Modeling tlc tranqnrl phenonena and stnotwal changes dning deepfa, Jrying, Parl [: Model development. Jourral of Food Engir@elttg 53, pp. l-10.. Yansaengsu& & Moriera, 2001. Mo&ling tle trarclnrt plewmetu wtd snatual choryes dwtng &ep fat frying- Parl II: Model solution & validotion. Jotrntal of Food Engirgerw 53, pp. l l-25..