TUGAS MAKALAH PEMBUATAN BFD, PFD DAN PERHITUNGAN NERACA MASSA DAN ENERGI PRODUK AGROINDUSTRI ‘TEH HIJAU”

(1)

TUGAS MAKALAH

PEMBUATAN BFD, PFD DAN PERHITUNGAN NERACA MASSA DAN ENERGI PRODUK AGROINDUSTRI ‘TEH HIJAU”

Untuk Memenuhi Tugas Perancangan Pabrik Dosen Pengampu: Dr. Ir. Sukardi

Kelas : I

Disusun Oleh:

Ristifiani Hanindia Putri 185100301111053

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG

2020

(2)

1. Proses Pembuatan Teh Hijau 1.1 Bahan Baku

Pada proses produksi pembuatan minuman teh hijau kemasan botol, bahan baku yang digunakan yaitu teh hijau kering, air dan gula. Teh hijau sndiri merupakan jenis teh yang dalam proses pengolahannya tidak mengalami proses fermentasi. Bahan baku yang digunakan dalam proses produksi dipastikan dalam keadaan dan kulaitas yang baik dan sesuai dengan standart industri. Daun teh hijau yang digunakan adalah daun teh hijau yang baru dipetik dan mengandung air sebesar 75% dari berat daun. Kandungan dari daun teh hijau yang penting dalam pengolahan yaitu polifenol, ikatan nitrogen, pigmen, enzim, vitamin serta ikatan karbohidrat dan turunannya.

Teh hijau kering yang digunakan pada proses produksi ini diperoleh dari supplier yang telah ditetapkan perusahaan. Daun teh kering yang datang akan diperiksa terlebih dulu oleh unit dibisi logistik dan dilanjutkan ke pemeriksaan oleh unit pengendalian mutu dimana meliputi pengecekan aroma, rasa, berat, kadar air, uji mikrobiologis dan uji kadar tanin. Bahan baku daun teh hijau akan disimpan dalam ruang tertutup dengan RH 60%-80% dan dipisahkan dari bahan-bahan lainnya.

Sementara untuk bahan baku lainnya yaitu air, dimana air yang digunakan dalam pabrik tidak boleh mengandung mikroba pembusuk dan memiliki tingkat kesadahan yang rendah, kualitas air yang dipakai sudah sesuai dengan standart idnustri. Selanjutnya untuk gula yang digunakan yaitu gula rafinasi, gula ini merupakan gula yang berhasal dari tebu yang sudah dipisahkan dari zat-zat lain.

Gula rafiansi ini merupakan gula sukrasa yang warnanya putih bersih kaerna sudah melalui tahapan proses afinasi, remelting dan dekolorisasi.

1.2 Proses Produksi Minuman Teh Hijau Botol

Proses produksi minuman teh hijau botol dilakukan dengan menggunakan sistem pengisian hot filling.Tujuan dari penggunaan sistem hot fillingini sendiri yaitu untuk mencegah terjadinya kontaminasi atau masuknya mikroba lain kedalam larutan teh maupun botol.

(3)

1.3 Proses Pembuatan Larutan Teh Hijau dan Sirup Gula

Daun teh hijau kering yang yang sudah disimpan pada bagian logistic diambil, kemudian diformulasi dan dimasukkan ke dalam extract tank.Air yang sudah diproses dalam tangki softener I dialirkan melalui PHE yang sudah berisi uap panas sehingga air yang akan dihasilkan nanti dalam kondisi panas dan siap digunakan untuk penyeduhan atau ekstraksi daun teh hijau kering. Air dan juga teh hijau kering kemudian disirkulasi agar kadar tanin yang diharapkan dapat tercapai dan terjadi pencampuran yang merata. Tahap selanjutnya yaitu dilakukan penambahan air yang dimasukkan secara bertahap. Sirkulasi ini dilakukan selama lebih kurang 50 menit, pada proses ini juga dilakukan uji sampel untuk di uji oleh timQuality Control (QC), apabila larutan teh hijau dinyatakan baik maka sirkulasi diberhentikan. Hasil ekstrasi daun teh hijau ini nanti akan dialirkan melalui Niagara filter dan filtrox menuju mixing tank. Niagara filter dan mixing tank iniberfungsi sebagai penyaring ampas tes agar tidak ikut masuk atau lolos ke proses selanjutnya. Output yang dihasilkan dari proses ini disebut sebagai Teh Hijau Cair Pait.

Selanjutnya yaitu pada proses pembuatan larutan sirup gula, langkah pertama yang dilakukan yaitu menuang gula pasir melaluihopper tank,kemudian air panas dialirkan melalui pipa. Perbandingan antara jumlah gula pasir dan air panas yang dimasukkan adalah sesuai dengan standart yang sudah ditetapkan sebelumnya. Air panas yang pakai berasala dari storage tank yang sebelumnya sudah dialirkan kedalam PHE yang berisi uap panas sehingga air yang hasilkan yaitu dalam kondiri panas dan siap untuk dialirkan masuk dalam tangki pelarutan gula. Gula pasir yang sudah larut dengan air panas ini kemudian disirkulasikan agar gula larut sempurna dengan air panas,Outputdari proses ini disebut larutan sirup gula.

Sirup gula ini nanti kemudian dialirkan menujubuffer tankdan didiamkan selama waktu tertentu agar kotoran-kotran yang ada dalam sirup gula dapat mengendap terlebih dahulu, setelah itu sirup gula dimasukkan kedalammixing tank.

1.4 ProsesMixing(Pencampuran) Larutan Teh Hijau dan Sirup Gula Larutan Teh Hijau pait dan sirup gula yang telah dihasilkan pada proses sebelumnya dicampurkan kedalam mixing tankatau tangki pencampuran. Output dari proses ini yaitu Teh Hijau Cair Manis . Larutan ini kemudian alirkan menuju

(4)

ke proses sterilisasi yang selajutnya diuji oleh tim quality control (QC) untuk dipastikan aman dan sudah memenuhi standart yang telah ditetapkan.

1.5 Proses Pasteurisasi Minuman Teh Hijau

Pada tahap ini, larutan minuman teh hijau sudah siap untuk dibotolkan.

Produk dari kitchen dialirkan ke Plate Heat Exchanger untuk dilakukan proses pasteurisasi. Setelah larutan minuman melewati tahapan sterilisasi, produ kemudian akan dialirkan menujufilleruntuk diisi ke dalam botol-botol kemasan

1.6ProsesFilling and Crowning

Pada tahap ini, produk yang sudah siap akan dibotolkan melalui mesin filler dengan kondisi suhu larutan yang sudah ditetapkan. Botol-botol kemasan yang akan masuk kedalam mesinfillerjuga sudah dijaga suhunya sehingga proses filling berjalan dalam keadaan steril. Botol-botol yang sudah terisi penuh ini akan lanjut ketahapcrowningatau penutupan botol. Produk yang sudah masuk kedalam botold an ditutup akan diinkubasi didalam gudang selama kurang lebih satu minggu untuk diuji kembali secara kimia, fisik, dan uji mikrobilogi sebelum produk di pasarkan atau di release, apabila ada produk yang tidak sesuai maka produk tersbeut akan direject.

2. Diagram PFD

(5)

3. Diagram BFD Teh Hijau Botol

4. Perhitungan Neraca Massa

Kapasitas Produksi = 25000 liter/ hari = 27507,5 kg/hari Massa Jenis Teh Hijau Cair = 1,1003 kg/liter

A. Proses Produksi Minuman Teh Hijau Botol

● Ekstraksi Daun Teh Hijau Kering

Input Berat (kg) Output Berat (kg)

Daun teh hijau kering

Air panas

187.0717

23.384,1500

Ekstrak teh hijau 23.571.2217

Total 23.571,2217 Total 23.571,2217

(6)

● Penyaringan hasil ekstraksi teh hijau

Ekstrak teh hijau 23.571,2217 Ampas (2.0%) Ekstrak teh yang hilang (0.5%) Larutan Teh Hijau Pahit

459,9263 114,9816

22.996,3138

Total 23.571,2217 Total 23.571,2217

● Proses Pelarutan Gula

Gula Air panas

1.533,0857 3.066,1752

Sirup gula 4.599,2627

Total 23.571,2217 Total 4.599,2627

B. Proses Pencampuran

Larutan teh hijau pahit

Sirup Gula

22.996,3138

4.599,2627

Larutan teh hijau manis

Larutan Teh hijau manis yang hilang (0.02%).

27.590,0585

5,5180

Total 27.595,2765 Total 27.595,5765

C. Proses Penampungan

Larutan Teh hijau manis

27.590,0585 Larutan teh hijau yang ditampung Larutan teh hijau yang hilang (0.3%)

27.581.784

8,2745

Total 27.590,0585 Total 27.590,0585

(7)

D. Proses Pasteurisasi

Larutan Teh hijau yang ditampung

27.581,784 Larutan teh hijau 90^oC

Larutan teh hijau yang tertinggal (0.02%)

27.576,2688

5,5152

Total 27.581,784 Total 27.581,784

E. Proses Pengisian

Larutan Teh hijau manis 90^oC

27.576,2688 Larutan teh dalam kemasan

Larutan Teh Hijau manis yang hilang (0.25%)

27.507,5000

68,7688

Total 27.576,2688 Total 27.576,2688

5. Perhitungan Neraca Energi

Kapasitas Produksi produk akhir = 25.000 liter/hari Satuan panas = Kilojoule (kJ)

Satuan waktu = Hari Satuan Cp = kJ/kg^oC Suhu basis = 0^oC

● Proses Ekstraksi Daun Teh Hijau

Air yang dipakai pada proses ekstraksi yaitu 23.384,1500 kg.hari. Pada proses awal, air dipanaskan dahulu hingga mencapai suhu 95^oC. Kemudian daun teh hijau kering dimasukkan kedalam tangki ekstraksi dan menghasilkan output Teh Hijau Cair Pahit

(8)

Q Masuk = Q Keluar

{23.384,1500 x 4,1772 x (27-0)} + Ms {(0.9 x 2733,9) + (0.1 x 289.9) + (0.1 x 589.13)} = {23.384,1500 x 4,1840 x (95-0)} + Ms {(0.6 x 2720.5) + (0.4 x 546.31)}

2.637.367,327 + 2.519,423 Ms = 9.294.731,942 + 1.850,824 Ms 668.599 Ms = 6.657.364,615

Ms = 9.957,1860 kg

Dengan asumsi kehilangan uap air selama diproses pemanasan sebesar 10%, sehingga uap air yang harus dihasilkan adalah :

Ms = Ms + (10% x Ms)

Ms = 9.957.1860 + (0.10 x 9.957,1860) Ms = 10.952,9046 kg

Q masuk = Q keluar

{23.384,15000 x 4,1840 x (95-0)} + {187.0717 x 0.9375 x (27-0)}

= 23.571,2217 x 1.4309 x (90-0) = Q Q = 6.263.941,692 kJ

(9)

● Prosess Penyaringan

23.571,2217 x 1.4309 x (90-0) = 22.996, 3138 x 1.4039 x (85-0) + Q 3.035.525,502 = 2.796.961,16 + Q

Q = 238.564,3418 kJ

Panas yang hilang pada saat proses penyaringan yaitu sebesar 238.564,3418 kJ

● Proses Pelarutan Gula

{3.066,1752 x 4,1772 x (27-0)} + Ms {(0.9 x 2733.9) + (0.1 x 589.13)} = {345.816,7302 + 4.1840 x (95-0) + Ms {(0.6 x 2720.5) _ (0.4 x 546.31)}=

345.816,7302 + 2.519,423 Ms = 1.218.743,320 + 1.850,824 Ms 668.599 Ms = 872.926,5883

Ms = 1.305.6056 kg

Jadi panas yang hilang pada saat proses penyaringan yaitu 1.305.6056 kJ

(10)

{1.533.0875 x 1.244 x (27-0)} + {3.066,1752 x 4,1840 x (95-))} = 4.599.2627 x 2.9305 x (80-0) + Q

51.493,3430 + 1.218.743,319 = 1.078.251,147 + Q 1.270.236,662 = 1.078.251,147 + Q

Q = 191.985,5145 kJ

● Proses Pencampuran

Q Masuk = Q Keluar

{22.996,3138 x 1.4309 x (85-0)} + {4.599,2627 x 29305 x (80-0) = 27.590,0585 x 1.6808 x (75-0) + Q

2.796.961,16 + 1.078.251,147 = 3.478.002,775 + Q 3.875.212,307 = 3.478.002,775 + Q

Q = 397.209,5325 kJ

(11)

● Proses Pasteurisasi

27.581,784 x 1.6808 x (70-0) + Ms {(0.9 x 2733.9) + (0.1 x 589.13)} = 27.567.2688 x 1.6808 x (90-0) + Ms {(0.6 x 2720.5) + (0.4 x 546.31)}

3.245.162,378 + 2.519.423 Ms = 4.171.517,334 + 1.850,824 Ms 668.599 Ms = 1.385,5165 kJ

Ms = 1.385,5165 kJ

● Proses Pengisian

27.576,2688 x 1.6808 x (90-0) = 27.507,5 x 1.6808 x (85-0) + Q 4.171.517,334 = 3.929.941,51 + Q

Q = 241.575,826 kJ

(12)

Panas yang hilang pada saat proses penyaringan sebesar 241.575,824 kJ

6. Kesimpulan

Pada proses produksi pembuatan minuman teh hijau kemasan botol, bahan baku yang digunakan yaitu teh hijau kering, air dan gula. Teh hijau sndiri merupakan jenis teh yang dalam proses pengolahannya tidak mengalami proses fermentasi. Sementara untuk bahan baku lainnya yaitu air, dimana air yang digunakan dalam pabrik tidak boleh mengandung mikroba pembusuk dan memiliki tingkat kesadahan yang rendah, kualitas air yang dipakai sudah sesuai dengan standart idnustri. Selanjutnya untuk gula yang digunakan yaitu gula rafinasi. Proses produksi minuman teh hijau botol dilakukan dengan menggunakan sistem pengisian hot filling. Tujuan dari penggunaan sistem hot filling ini sendiri yaitu untuk mencegah terjadinya kontaminasi atau masuknya mikroba lain kedalam larutan teh maupun botol. Terdapat beberapa tahap dalam produksi minuman teh hijau, yang pertama yaitu ada pembuatan larutan teh dan juga sirup gula, kemudian Proses Mixing (Pencampuran) Larutan Teh Hijau dan Sirup Gula, dilanjut dengan Proses Pasteurisasi Minuman Teh Hijau dan diakhiri dengan proses Proses Filling and Crowning, produk yang sudah masuk kedalam botold an ditutup akan diinkubasi didalam gudang selama kurang lebih satu minggu untuk diuji kembali secara kimia, fisik, dan uji mikrobilogi sebelum produk di pasarkan atau di release, apabila ada produk yang tidak sesuai maka produk tersbeut akan direject.

(13)