2. kuliah rpa pengeringan

29
LOGO Teori dan Prinsip Pengeringan Arie Febrianto Mulyadi Jur TIP-FTP-Univ. Brawijaya [email protected] ariefm.lecture.ub.ac.id

Upload: arie-febrianto-mulyadi

Post on 14-Jul-2015

562 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Teori dan Prinsip Pengeringan

Arie Febrianto Mulyadi

Jur TIP-FTP-Univ. Brawijaya

[email protected]

ariefm.lecture.ub.ac.id

Page 2: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Merupakan metode pengawetan pangan

yang paling tua sinar matahari

Definisi pengeringan adalah proses

pengeluaran air dari bahan pangan

dengan menggunakan energi panas

sehingga tingkat kadar air dari bahan

tersebut menurun.

Pengeringan dalam agroindustri

merupakan operasi yang penting, baik

terhadap bahan padat maupun bahan cair.

Page 3: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Proses pengeringan dapat mengawetkan

bahan pangan karena sebagian air dalam

bahan pangan dihilangkan sehingga

mikroba pembusuk tidak dapat tumbuh

pada jumlah air yang terbatas,

Demikian pula enzim yang dapat

menstimulasi reaksi-reaksi kimia dalam

bahan pangan tidak dapat aktif tanpa air.

Page 4: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Dua proses penting yang terjadi dalam

pengeringan :

a. Pindah panas yang mengakibatkan

penguapan air

b. Pindah massa yang menyebabkan

pergerakan air atau uap air melalui bahan

pangan yang kemudian

mengakibatkannya terpisah dari bahan

pangan

Page 5: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Fungsi pengeringan yang lain :

- Memperkecil volume bahan sehingga

memudahkan dan mengefisienkan dalam

penyimpanan, pengemasan, dan

distribusi.

- Mencegah penurunan mutu produk oleh

perubahan sifat fisik dan kimia

Page 6: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGOKerugian pengeringan antara lain:

terjadi perubahan pada struktur, tekstur dan

tampilan bahan pada bahan;

terjadi perubahan pada sifat fisik: rasa,

aroma, warna atau menyebabkan reaksi

browning;

terjadi perubahan kimia yaitu komposisi kimia

dan nilai-nilai gizinya;

terjadi case hardening;

terjadi penurunan mutu;

dan memerlukan perlakuan tambahan

sebelum digunakan.

Page 7: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Klasifikasi proses pengeringan

1.Pengering alamiah (sun drying) dan

Pengeringan secara alamiah digunakan

karena energi panas murah dan

berlimpah, tetapi energi panas tidak stabil

atau tidak bisa ditetapkan, waktu

pengeringan sulit untuk diperkirakan dan

tidak terjaminnya mutu bahan.

Page 8: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

2.Pengeringan buatan atau artificial

drying, konsumsi energi dapat

diatur, waktu pengeringan dapat

ditentukan, mutu dan kebersihan bahan

yang dikeringkan dapat dijaga, serta

memerlukan biaya operasional yang lebih

mahal dari pada sun drying.

Page 9: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Penghilangan air dalam proses

pengeringan dapat terjadi dengan

beberapa cara ;

A. Pengeringan yg terjadi pada tekanan

atmosfer, dimana panas dipindahkan dari

udara kering (air drying) atau dari

permukaan benda (seperti logam) yang

dipanaskan yang kontak langsung dengan

bahan pangan , sehingga mengakibatkan

air dari bahan pangan dipindahkan ke

udara.

Page 10: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

B. Pengeringan yang terjadi pada tekanan

vakum (vaccuum drying), pindah panas

dilakukan pada tekanan rendah sehingga

air lebih menguap pada suhu yang lebih

rendah.

C. Pengeringan beku (freeze drying), yaitu

pengeringan dengan cara sublimasi air

dari fase padat (beku) langsung menjadi

uap air dengan cara pengaturan suhu dan

tekanan yang memungkinkan proses

sublimasi terjadi

Page 11: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGOTeori Dasar Pengeringan

Air memiliki 3 fase : padat, cair, gas

tergantung pada kondisi suhu dan tekanan

Air yang berada pada garis sepanjang

kurva berada pada fase transisi, dimana

perubahan fase akan terjadi pada suhu

konstan yang melibatkan panas laten.

Page 12: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGODiagram Perubahan Fase Air sebagai

Pengaruh dari Suhu

Page 13: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Apabila panas dialirkan pada bahan

pangan, maka bahan pangan akan

mengalami peningkatan suhu dari T1 ke

T2, dimana akan terjadi perubahan fase

dari air menjadi uap pada tekanan

konstan. Pada suhu T akan terjadi transisi

dari cair ke uap air.

Page 14: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Penguapan air juga dapat terjadi dengan

menurunkan tekanan sehingga di bawah

tekanan atmosfer pada suhu konstan.

Proses sublimasi dapat terkjadi apabila air

dalam fase padat (es) ditempatkan pada

tekanan yang rendah sehingga air akan

langsung berubah fasenya menjadi uap.

Page 15: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGOAktivitas Air

Air dalam bahan pangan berbeda-beda

derajat keterikatannya, tergantung pada

bagaimana air diikat oleh bahan pangan.

Ada air yang terikat secara fisik (misalnya

terperangkap dalam jaringan kapiler) dan

ada yang terikat secara kimia (misalnya

dalam bentuk air hidrat)

Hal ini mempengaruhi kecepatan dalam

menghilangkan air.

Page 16: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Semakin lemah derajat keterikatan air

oleh bahan pangan, maka air semakin

mudah dihilangkan, dan sebaliknya.

Pada prakteknya, proses pengeringan

tidak dapat menghilangkan keseluruhan

air dalam bahan pangan, karena terdapat

air yg teriikat sangat kuat (terutama yg

terikat secara kima) yang tidak dapat

dilepaskan dengan pengeringan.

Page 17: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Perbedaan derajat keterikatan air dari

bahan pangan ini juga menyebabkan air

dapat digunakan atau tidak dapat

digunakan oleh mikroba untuk

pertumbuhannya.

Mikroba hanya dapat menggunakan air

yang terikat lemah oleh bahan pangan.

Page 18: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Air yang dapat digunakan oleh bahan

pangan untuk pertumbuhannya disebut air

bebas (free water)

Dalam proses pengeringan, air bebas

mudah untuk dihilangkan.

Dengan menghilangkan air bebas, maka

mikroba tidak mendapatkan cukup air

sehingga tidak dapat tumbuh dalam bahan

pangan, demikian juga reaksi enzimatis

tidak dapat terkadi bila tidak cukup air.

Page 19: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Kadar air bahan pangan tidak berkorelasi

langsung dengan pertumbuhan

mikroba, karena tidak menggambarkan

derajat keterikatan air

Kadar air menunjukkan pada kandungan

air dari bahan pangan tersebut, tetapi

tidak menunjukkan aktivitasnya.

Derajat keterikatan air untuk

menggambarkan penggunaan air oleh

reaksi kimia atau pertumbuhan mikroba

dinyatakan dengan aktivitas air atau ditulis

dengan simbol Aw

Page 20: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

Aw bernilai dari 0 – 1,0

Pada umumnya, mikroba dapat tumbuh

pada Aw yang tinggi (Aw > 0,7)

Reaksi-reaksi kimia (pencoklatan non

enzimatis, reaksi enzimatis, reaksi

hidrolisis terhambat pada Aw yang rendah.

Peengeringan penghilangan sebagian

air Aw menurun

Semakin rendah Aw, maka produk pangan

akan semakin awet.

Page 21: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGOPindah panas dalam Pengeringan

A. Konveksi. Digunakan udara sebagai

medium pemanas yang kontak langsung

dengan bahan pangan. Contoh :

pengeringan dengan oven, fluidized bed

dryer, spray dryer, flash dryer, dan rotary

dryer.

B. Konduksi. Medium yang digunakan

adalah uap air (steam) yang dialirkan

melalui penukar panas, atau permukaan

logam. Contoh : drum dyer dan cone

dryer.

Page 22: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

C. Radiasi. Panas berasal dari energi

radiasi. Contoh pengeringan dgn

microwave.

Page 23: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGOBerdasarkan Bahannya

Alat pengering dikelompokkan menjadi 2

macam berdasarkan bahan yang

dikeringkan, yaitu pengering bahan padat

dan pasta, seperti tray dryer, pengering

konveyor, rotary dryer, flash dryer,

pengering beku, dan pengering fluidized

bed. Sedangkan untuk pengering bahan

cair contohnya adalah drum dryer dan

spray dryer.

Page 24: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGOKurva Laju Pengeringan

Laju pengeringan bahan pangan

tergantung pada sifat bahan, seperti

densitas, kadar air awal. Dan kadar air

kesetimbangan pada kondisi pengeringan.

Laju pengeringan perlu dikendalikan untuk

menghindarkan terjadinya pengerutan

bahan (shrinkage), retak-retak pada

bahan, dll.

Page 25: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGOTipikal Laju Pengeringan Bahan Pangan

Page 26: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGOPenjelasan Gambar

1. Sepanjang garis A-B adalah proses

evaporasi air bebas (free water) yang

terdapat pada permukaan bahan.

2. Sepanjang garis B-C adalah periode falling

rate I, dimana laju penguapan air mengalami

penurunan yang disebabkan oleh semakin

sulitnya air keluar. Yang dikeluarkan adalah

air bebas yang terdapat dlm bahan pangan

yang berdifusi ke permukaan dan

mengalami penguapan. Pada periode ini, air

bebas pada permukaan bahan sudah tidak

ada lagi

Page 27: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

3. Sepanjang garis C-D adalah periode

falling rate II, dimana air yg dikeluarkan

adalah air yang terikat lebih kuat, yaitu air

yg teradsorpsi pada molekul atau air

kapiler. Air ini lebih sulit dikeluarkan,

sehingga laju pengeringan lebih lambat

dibanding falling rate I serta membutuhkan

lebih banyak energi panas.

Page 28: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

4. Sepanjang garis D-E adalah air periode

penguapan air yang terikat lebih kuat

(pada kisaran Aw 0,3-0,7)

5. Pada titik E, proses penguapan air

terhenti dan bahan pangan telah

mencapai kondisi kadar air

kesetimbangan.

Page 29: 2. kuliah rpa pengeringan

LOGO

www.themegallery.com

www.themegallery.com