PENETRASI PANAS(Wortel)

LAPORAN

Oleh:

130305057 / ANDREW SUTANDI LUMBANGAOL 130305002 / DESNI SILIAWATI BRAHMANA130305036 / SUCI FARINA ANDIKA130305013 / PUTRI IKA130305019 / ZURAIDAH ULFA

LABORATORIUM ANALISA KIMIA BAHAN PANGANILMU DAN TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014

3

DAFTAR ISI HalDAFTAR ISI iDAFTAR TABEL iiPENDAHULUANLatar Belakang 1Tujuan Penulisan 2Tanggal Percobaan Dimulai 2Tanggal Percobaan Selesai 2TINJAUAN PUSTAKA 3 BAHAN DAN METODABahan 5Alat 5Prosedur Percobaan 5HASIL DAN PEMBAHASANHasil 6Kurva Pemanasan 7Pembahasan 8 KESIMPULAN 10DAFTAR PUSTAKA 11LAMPIRAN

i

DAFTAR TABELNoNama Hal

1. Pengamatan Diameter Wortel .................... 62. Hubungan Suhu Wortel Terhadap Waktu...... 63. Rataan Ulangan Suhu Wortel Terhadap Waktu.... 7

ii

PENDAHULUANProses perpindahan panas dari suatu bahan ke bahan lain sering terjadi berulang kali dalam industri pangan. Kegiatan memasak, pemanasan (sterilisasi, pasteurisasi, blansing), pengeringan, bahkan pendinginan sekali pun termasuk ke dalam proses pindah panas. Penetrasi panas atau pindah panas adalah suatu proses yang terus menerus dari suatu bahan ke bahan lain yang memiliki suhu yang relatif lebih rendah secara spontan. Perbedaan rentang suhu antara suatu bahan yang merupakan sumber panas dengan bahan lain yang menjadi penerima panas menjadi daya tarik dalam meningkatkan kecepatan pindah panas. Semakin besar perbedaan suhu, maka semakin besar kecepatan pindah panasnya.Titik penetrasi yang paling lamaadalah terdapat pada wadah berbentuk silindris yaitu pada titik sedikit di atas pusat geometris untuk produk padat, dimana panas dihantarkan terutama oleh konduksi. Ada tiga jenis bentuk pindah panas yaitu : Konduksi merupakan perpindahan panas melalui zat penghantar tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Perpindahan panas konduksi biasanya terjadi pada benda padat. Contoh perpindahan panas konduksi adalah dengan memanaskan besi pada api yang menyala dengan tangan kita yang memegang salah satu ujungnya. Panas akan segera merambat dari ujung besi yang dipanaskan menuju ujung besi yang kita pegang. Konveksi merupakan perpindahan panas dengan menggunakan zat penghantar dengan disertau perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Biasanya zat penghantar pada konduksi berupa zat cair atau zat gas. Contoh peristiwa konveksi adalah memanaskan air dalam panci hingga air mendidih. Radiasi merupakan perpindahan panas tanpa menggunakan zat penghantar sama sekali. Contoh peristiwa radiasi adalah panas matahari yang menyinari bumi.

Tujuan Percobaan Mengetahui cara-cara pemanasan dan pengaruhnya terhadap komponen mutu bahan pangan. Mengetahui suhu yang terdapat pada bahan pangan di bagian permukaan, tengah, dan pusat. Mengetahui berbagai jenis pindah panas dalam bahan pangan hasil pertanian. Mengetahui dan membandingkan perubahan yang terjadi pada berbagai bahan pangan yang diperlukan dengan berbagai cara pemanasan.

Tanggal Percobaan Dimulai16 September 2014

Tanggal Percobaan Selesai16 September 20142

1

TINJAUAN PUSTAKA

Dalam suatu industri, khususnya industri bahan pangan kebersihan atau sterilisasi produk hasil olahan merupakan hal yang sangat penting, karena hal ini menyangkut kesehatan para konsumen. Produk khususnya harus dipastikan terbebas dari mikroba patogen dan sejenisnya. Untuk itu dilakukan suatu proses pemanasan untuk membunuh mikroba yang tidak diinginkan tanpa mengurangi mutu dari bahan pangan tersebut. Ada pun mutu bahan yang harus diperhatikan saat dipanaskan diantarannya, kandungan vitaminnya, warna bahan, kandungan proteinnya dan kecoklatan bahan saat proses pemanasan (Awuah, et al., 2006).Pada saat bahan pangan atau suatu hasil pertanian di panaskan untuk diolah, maka perpindahan panas yang terjadi secara radial dari permukaan bahan terus memasuki bagian dalam bahan sampai ke bagian pusat geometris bahan. Oleh karena itu, pada suhu dan pada waktu pemanasan yang sama, jika dihitung suhu pada permukaan bahan dan pada bagian tengah bahan akan berbeda. Suhu pada permukaan lebih tinggi dari pada pada bagian tengah atau dalam bahan. Hal tersebut disebabkan juga karena perpindahan secara konveksi pada permukaan bahan dengan medium disekitar bahan lebih cepat dari pada perpindahan secara konduksi yang berlangsung di bagian tengah atau dalam bahan yang dipanaskan (Winarto,dkk., 2002)Pindah panas yang digunakan pada pengolahan bahan pangan bukan hanya secara konduksi dan konveksi saja, namun juga dapat dilakukan secara radiasi. Ini dikenal dengan IR ( Infrared Radiation). Sistem tersebut sudah di gunakan pada proses pengeringan, pemanggangan, blansing, pasteurisasi dan sterilisasi bahan pangan. Fungsinya sama seperti sistem pemanasan kondusi dan konveksi seperti menonaktifkan enzim dan patogen serta untuk proses pengeringan. Kelebihan sistem ini yaitu, hemat energi, hemat waktu dan biaya. Dan kelemahanya yaitu harga alatnya mahal serta saat proses penggunannya akan merusak lapisan luar yang langsung terpapar radiasinya sehingga lapisan buah atau sayur akan tergores atau ada luka (Marquez, et al., 2003).Proses pemanasan dilakukan pada suhu sekitar 1000C pada bahan pangan yang fungsi utamanya selain untuk pengolahan pangan juga untuk menghilangkan mikroba patogen dan menonaktifkan enzim. Proses pemanasan ini, berkaitan dengan umur simpan bahan, jumlah mikroba dan kandungan nutrisi bahan pangan. Proses pemanasan terdiri dari blansing, pasteurisasi, sterilisasi, pengeringan dan pengalengan. Perkembangbiakan mikroba yang meningkat dan kelajuan reaksi enzim meningkat serta suhu yang meningkat pada batas waktu tertentu disebut poin permulaan pengnonaktifan (Aamir, et al., 2013). Penampilan luar dari produk pangan merupakan daya tarik terbesar untuk para konsumen. Namun saat di sterilisasi, penampilan produk akan berubah dan kandungan gizinya juga berkurang. Hal tersebut berkaitan dengan lama dan tingginya suhu yang digunakan pada proses pengolahan maupun sterilisasi. Oleh karena itu banyak dilakukan percobaan untuk mengurangi dampak tersebut. Agar produk pangan yang dipasarkan tetap menarik dan masih megandung nutrisi yang dibutuhkan tubuh manusia serta bernilai jual tinggi (Lespinard, et al., 2008).

4

3

BAHAN DAN METODEBahan Wortel 2 buah Air

Alat Baskom 2 buah Pisau 1 buah Jangka Sorong 1 buah Losaka type SM03 Kompor Listrik 1 buah Stopwatch 1 buah Termometer 1 buah Panci Stainless Steel 1 buah Penggaris 1 buah Saringan 1 buahProsedur KerjaTahapan tahapan yang harus dilakukan pada percobaan ini adalah : Diukur diameter dari bahan (wortel) menggunakan jangka sorong. Diukur suhu awal (suhu ruang) pada bahan wortel. Diberi tanda pada bahan dengan jarak 0 cm, 2 cm, 6 cm dari permukaan bahan untuk membantu pengukuran suhu yang dilakukan menggunakan termometer. Dipanaskan air pada wadah panci stainless steel dengan menggunakan kompor listrik sampai mendidih dan mencapai suhu 100C. Dimasukkan wortel pada air yang bersuhu 100C dengan posisi bahan tegak berdiri. Diukur suhu yang ada pada bagian permukaan 0 cm, 2 cm, 6 cm dari permukaan wortel setelah waktu 0 menit, 5 menit, 10 menit, 20 menit, 25 menit dan 30 menit. Kemudian dicatat masing masing suhu yang telah dilakukan pada wortel. Pada pengukuran suhu harus dilakukan secara cepat agar mendapatkan hasil yang efisien dan langsung dapat dilanjutkan pada menit berikutnya.

HASIL

ParameterWortel IWortel II

Diameter besar0,445 m0,3625 m

Diameter kecil0,267 m0,267 m

Rataan ( )0,356 m0,315 m

Tabel 1.1 Hasil Pengamatan Diameter Pada Bahan Wortel

Tabel 1.2 Hasil Pengamatan Hubungan Suhu (C) Pada Wortel Terhadap Waktu (menit)

Waktu (menit)UlanganSuhu Bahan

0 cm (C)2 cm (C)6 cm (C)

01272727

2272727

272727

51647070

2616868

62,56969

1018081,571

2767065

7875,878

201778583

2658183

718283

251808087

2748182

7783,584,5

301708485

2808586

7584,585,5

5

6

Waktu (menit)RataanSuhu bahan

0 cm (C)2 cm (C)6 cm (C)

0272727

562,56969

106875,878

20718283

257783,584,5

307584,585,5

Tabel 1.3 Hasil Rataan Ulangan Hubungan Suhu (C) Pada Wortel Terhadap Waktu (menit)

Grafik Hubungan Suhu (C) Terhadap Waktu (menit) Pada Wortel

7

PEMBAHASAN

Pindah panas adalah proses yang dinamis dimana panas dipindahkan secara spontan dari suatu bahan ke bahan yang lain yang suhunya relatif rendah. Dalam prosesnya pindah panas dapat dilakukan dengan tiga cara yakni konduksi, konveksi, radiasi. Konduksi adalah perpindahan panas pada suatu benda dengan perantara tanpa mengalami perpindahan zatnya. Konveksi adalah perpindahan panas pada benda dengan perantara yang mengalami perpindahan zat. Radiasi adalah perpindahan panas pada benda tanpa perantara dan tidak mengalami perpindahan zat. Proses pindah panas penting dalam bahan pangan yaitu pengeringan, pendinginan, pembekuan dan pemanasan.Pada percobaan yang kami lakukan menggunakan bahan wortel dengan pindah panas cara konveksi. Perilaku yang diberikan kepada wortel adalah dicelupkan ke dalam air mendidih di dalam panci stainless steel dengan suhu 100C dan ditunggu selama selang waktu tertentu untuk mengetahui pindah panas yang telah terjadi. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa semakin lama waktu pemanasan pada suatu bahan semakin tinggi pula suhu pada bahan tersebut. Kecepatan pindah panas tergantung pada kecepatan suhu yang terjadi dari kedua bahan. Perbedaan sumber panas dengan penerima panas adalah daya tarik yang menyebabkan kecepatan pindah panas. Berdasarkan hasil percobaan yang diperoleh suhu yang terjadi pada wortel di bagian 0 cm dari permukaan selama interval waktu tertentu berbeda non signifikan, peningkatan suhu terjadi pada 0 25 menit yaitu 27C - 77C, namun penurunan terjadi pada waktu 30 menit sekitar 2C. Hal ini terjadi karena lamanya waktu yang digunakan pada saat pengeluaran dan pengukuran suhu wortel dari panci stainless steel sehingga telah mengalami penurunan suhu sewaktu keluar dari panci. Termometer yang digunakan sebelumnya sulit untuk kembali pada suhu normal karena telah digunakan berkali-kali untuk mengukur suhu mulai dari 0 25 menit. Suhu yang terjadi pada bagian 2 cm dari permukaan mengalami peningkatan signifikan pada 0 30 menit yaitu 27C 84,5C. Suhu pada 6 cm dari bagian permukaan wortel juga mengalami peningkatan yang signifikan pada 0 30 menit yaitu 27C 85,5C. Kecepatan pindah panas juga dipengaruhi terhadap luas permukaan suatu bahan, berat dan panjang suatu bahan. Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan diameter pada wortel I adalah 0,3563 m, wortel II diameternya 0,315 m. Konduktivitas panas dan difusitivitas panas bahan juga berperan penting dalam proses pindah panas. Konduktivitas panas adalah kemampuan suatu bahan untuk mengalirkan panas, sedangkan difusivitas panas adalah kemampuan suatu bahan untuk mengalirkan panas ke seluruh bagian bahan. Karena semakin besar difusivitas panas maka semakin cepat pembauran panas dalam bahan. Untuk koefisien pindah panas tergantung pada komposisi dan faktor yang mempengaruhi aliran panas ke bahan misalnya bentuk dan ukuran. Berdasarkan pengamatan yang kami lakukan posisi bahan juga mempengaruhi kecepatan pindah panas yang terjadi. Pada bahan wortel yang kami gunakan. Posisi wortel kami buat tegak berdiri dan air di dalam panci stainless steel dibuat sebanyak air mampu menenggelamkan wortel, sehingga panas yang masuk dari air yang telah mendidih semakn mudah untuk berpindah karena panas pada air mendidih dapat tersebar ke segala permukaan wortel.Selama proses pindah panas terjadi tekstur dan kekerasan wortel juga ikut berubah dan berbeda dari wortel yang masih normal. Semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk pindah panas secara konveksi maka tekstur wortel menjadi lunak dan warna pada wortel berubah menjadi oranye kecoklatan. Hal ini menyebabkan kandungan gizi yang ada dalam wortel sebelumnya telah rusak, sehingga dalam pengeringan dan pengawetan bahan pangan dengan panas dibutuhkan keadaan yang setimbang antara bahan dengan tingkat suhu yang digunakan agar tidak dapat merusak kandungan gizi dalam bahan pangan.Setelah pindah panas secara konveksi selesai dilakukan, kemudian kami kembali mengukur tekstur pada wortel untuk mengetahui apakah ada perubahan yang terjadi pada ukuran dan diameter pada wortel. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa setiap bahan yang diberi panas atau dipanaskan, diameter dari bahan tersebut semakin kecil. Kemudian semakin besar diameter dari bahan maka suhu tengah dan permukaan semakin rendah.

9

8

KESIMPULAN

1. Dari hasil percobaan diperoleh hasil bahwa waktu mempengaruhi suhu, semakin lama waktu yang digunakan saat pemanasan semakin tinggi suhu pada bahan.2. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa setiap bahan yang diberi panas atau dipanaskan, diameter dari bahan tersebut semakin kecil.3. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa semakin besar diameter dari bahan maka suhu tengah dan permukaan semakin rendah.4. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa suatu bahan memiliki suhu yang berbeda di permukaan, tengah maupun di pusat pada lama pemanasan yang sama.5. Dari hasil percobaan diketahui bahwa semakin ke pusat dari suatu bahan semakin tinggi suhu panas.

10

1

DAFTAR PUSTAKA

Awuah GB, Ramaswarny HS, Economides A. 2006. Thermal Processing and Quality: Principles and Overview. Chemical and Engineering and Processing. 46 (2007) : 584 - 602.

Winarto, Raharjo B, Suhargo. 2002. Pengembangan Model Matematika Perpindahan Panas Pada Kentang selama Proses Pemasakan. Jurnal Sains Materi Indonesia. 4 (01) : 34 - 40.

Lespinard AR, Salgado PR, Mascheroni RH. 2008. Application to Heat Transfer in Vegetable Preserves Sterilized in glass jars. Latin American Applied Research. 38 (3).

Aamir M, Ovissipour M, Sablani SS, Rasco B. 2013. Predicting the Quality of Pasteurized Vegetables Using Kinetic Models. International Journal of Food Science. 2013 (01) : 01 29.

Marquez CA, Salvadori VO, Mascheroni RH, De Michelis A. 2003. Application of transfer functions to the thermal processing of sweet and sour cherries preserves: influence of particle and container sizes. Food Science and Technology International.9 : 69-76.

11

1

LAMPIRAN

12