pembekuan -...

34
Pembekuan Shinta Rosalia Dewi

Upload: dinhque

Post on 06-Mar-2019

239 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Pembekuan

Shinta Rosalia Dewi

Page 2: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Pembekuan

• Pembekuan merupakan suatu cara pengawetan bahan pangan dengan cara membekukan bahan pada suhu di bawah titik beku pangan tersebut.

• Dengan membekunya sebagian kandungan air bahan atau dengan terbentuknya es (ketersediaan air menurun), maka kegiatan enzim dan jasad renik dapat dihambat atau dihentikan sehingga dapat mempertahankan mutu bahan pangan.

• Mutu hasil pembekuan masih mendekati buah segar walaupun tidak dapat dibandingkan dengan mutu hasil pendinginan.

Page 3: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Tujuan

• Pengawetan, penyimpanan dan distribusi bahan pangan yang rentan rusak

• Mencegah deteriorasi produk pangan

• Mempertahankan mutu produk pangan

• Memperpanjang daya simpan

Page 4: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah
Page 5: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Mekanisme

Mekanisme Pembekuan :

1. Panas bahan diambil suhu turun hinggatitik beku

2. Energi panas terus dilepaskan air danbahan pangan membeku

3. Energi panas terus dilepaskan hinggasuhu yang dikehendaki (suhu eutektik)

Page 6: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Tahapan pembekuan

• Proses pembekuan terjadi secara bertahap dari permukaan sampai pusat bahan. Pada pemukaan bahan, pembekuan berlangsung cepat sedangkan padabagian yang lebih dalam, proses pembekuan berlangsung lebih lambat.

• Pada awal proses pembekuan, terjadi fase precooling dimana suhu bahan diturunkan dari suhu awal ke suhu titik beku. Pada tahap ini semua kandungan air bahanberada pada keadaan cair.

• Setelah tahap precooling terjadi tahap perubahan fase, pada tahap ini terjadi pembentukan kristal es

Page 7: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Penurunan suhu pembekuan

XA = fraksi molRg = konstanta gas umumTA = temperatur kesetimbangan pendinginanλ = panas molar laten campuranm = massamSi = massa komponen produkM = massa molekul relatifL = 333,2 kJ/(kg K)

A

AA

SiA

A Si

mM

Xmm

M M

A

g A0 A

1 1ln X

R T T

L.M

Page 8: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Contoh soal

• Komposisi jus jeruk adalah 88,3% air, protein 0,7%, karbohidrat 10,4%(monosakarida 5,7%; disakarida 4,5%; fiber 0,2%), Lemak 0,2%, dan 0,4% abu. Perkirakan penurunan dari suhu beku kesetimbangan dari produk, berdasarkan komposisi! (TA0 = 0oC, R = 8,314 J/molK )

Page 9: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Jawaban

Page 10: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Jawaban

Page 11: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

• Komposisi raspberry adalah 90,95% air, protein 0,67%, karbohidrat 7,68% ( monosakarida 3,36%; disakarida 4,32%),Lemak 0,3%, dan 0,4% abu. Perkirakan penurunan dari suhu beku kesetimbangandari produk, berdasarkan komposisi! (TA0 = 0oC, R = 8,314 J/mol.K)

Page 12: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah
Page 13: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Sifat makanan beku

Sifat produk makanan yang harusdipertimbangkan dalam proses pembekuan(kapasitas dan waktu simpan) meliputi :

• densitas

• panas spesifik

• Konduktivitas termal

• entalpi

• panas laten.

Page 14: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Sifat makanan beku

• Pengaruh pembekuan terhadap densitasproduk makanan relatif kecil.

• Perubahan yang terjadi dapat diprediksidengan :

• ρ = densitas

• mSi = massa komponen produk

Page 15: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Sifat makanan beku

• Panas spesifik produk

• Konduktivitas termal merupakan fungsidari kadar air dan sifak fisik bahan

Page 16: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Sifat makanan beku

Entalpi

• Pembekuan tergantung pada energi termalyang dikandung atau entalpi produk

• Entalpi atau energi termal yang terkandungadalah nol pada -40 ◦ C temperatur referensi bagi refrigeran.

• Entalpi produk makanan dapat diprediksi, berdasarkan suhu acuan -40 ◦ C, dengan rumus:

Page 17: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

• Ti = initial freezing temperature

• TF = freezing temperature of the product

• mu = unfrozen water fraction

• cpu = specific heat of unfrozen water

• ms = solid fraction

Page 18: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Sifat makanan beku

• Difusivitas termal mempengaruhi transfer panas.

Page 19: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Waktu pembekuan

• waktu yang diperlukan untuk menurunkansuhu dari suhu awal produk tersebutmenjadi suhu yang diinginkan

Page 20: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Waktu pembekuan

• ρ= densitas bahan beku• LF = besarnya panas laten• TF = temperatur pembekuan (K)• T∞ = temperatur udara (K)• P dan R = konstanta• a = luas permukaan (m2)• hc =koefisien pindah panas konveksi (W/m2K)• k = konduktivitas termal (W/mK)

2F

F

F c

L Pa Rat

T T h k

Page 21: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

• Panas Laten Bahan:

LmL mf =

L = 333,2 kJ/(kg K)

• Konstanta

P’= 1/2 , R’= 1/8 infinite plate

P’= 1/4 , R’= 1/16 infinite cylinder

P’= 1/6 , R’= 1/24 sphere

Page 22: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Latihan

A spherical food product is being frozen inan air-blast freezer. The initial producttemperature is 10C and the cold air -40C.The product has a 7cm diameter withdensity of 1000 kg/m3, the initial freezingtemperature is -1,25C, the thermalconductivity of the frozen product is 1,2W/(m K), the convective heat transfercoefficient is 50 W/(m2 K) and the latentheat of fusion is 250 kJ/kg

Page 23: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Laju pembekuan

• Laju pembekuan tidak saja menentukan struktur akhir produk beku, tetapi juga mempengaruhi lama pembekuan

• Menurut Lembaga Refrigerasi International (1971), Laju pembekuan ialah pengukuran waktu yang dibutuhkan titik yang paling lambat membeku pada produk, untukmenurunkan suhu dari 0 oC menjadi –5 oC.

• Heldman dan Singh (1981) mengatakan laju pembekuan ialah pengukuran waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan suhu produk pada titik yang paling lambat menjadi dingin atau beku, dihitung dari saat tercapainya titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah titik beku produk tersebut.

Page 24: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Laju pembekuan

q = laju pembekuan

A = luas permukaan

TF = suhu pembekuan

TA = suhu udara luar

h = koefisien konveksi

k = konduktivtas termal

( )1

kf

x

h

TTAq AF

Page 25: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Sistem pembekuan

• Langsung

• Air-blast freezing

• Fluidized-bed freezing

• Immersion freezing (nitrogen, carbon dioxide, and Freon)

Page 26: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Tak langsung

• Plate freezing

• Partial freezing of liquid foods (Scraped-surface heat exchanger)

Page 27: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Pemilihan metode

• Mutu produk dan tingkat pembekuan yang didinginkan .

• Tipe dan bentuk produk , pengemasan , dan lain-lain.

• Fleksibilitas yang dibutuhkan dalam operasi pembekuan.

• Biaya pembekuan untuk teknik alternatif.

Page 28: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Pengaruh pembekuan

Pengaruh Pembekuan terhadap Jaringan

• Terjadi kerusakan sel dan struktur yang irreversible yang mengakibatkan mutu menjadi jelek setelah pencairan(khususnya sebagai hasil pembentukan kristal es yangbesar dan perpindahan air selama pembekuan dari dalam sel ke bagian luar sel yang dapat mengakibatkan kerusakan sel karena pengaruh tekanan osmotis).

• Pembekuan yang cepat dan penyimpanan dengan fluktuasi suhu yang tidak terlalu besar, akan membentuk kristal-kristal es kecil di dalam sel dan akan mempertahankan jaringan dengan kerusakan minimum pada membran sel.

Page 29: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Pengaruh pembekuan

Pengaruh Pembekuan terhadap Protein

• Selama penyimpanan beku jika seandainya enzim tidak diinaktifkan, proteolisis mungkin terjadi di dalam jaringan hewan

Page 30: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Pengaruh pembekuan

Pengaruh Pembekuan terhadap Enzim

• Pembekuan menghentikan aktivitasmikrobiologis. Aktivitas enzim hanya dihambat oleh suhu pembekuan.

• Pengendalian enzim yang termudah dapat dikerjakan dengan merusak dengan perlakuanpemanasan yang pendek sebelum pembekuan dan penyimpanan

Page 31: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Pengaruh pembekuan

Pengaruh Pembekuan terhadap Lemak

• Deteriorasi oksidatif lemak dan minyak bukanlah hal yang asing lagi pada bahan pangan. Lemak dalam jaringan ikan cenderung lebih cepat menjadi tengik daripada lemak dalam jaringan hewan. Pada suhu –10oC ketengikan yangberkembang dalam jaringan berlemak yang beku sangat berkurang

• Pembekuan merupakan pencegahan yang sangat baik hampir pada semua makanan berlemak.

Page 32: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Pengaruh pembekuan

Pengaruh Pembekuan terhadap Vitamin• Umumnya kehilangan vitamin C terjadi bilamana jaringan

dirusak dan terkena udara. Selama penyimpanan dalam keadaan beku kehilangan vitamin C akan berlangsung terus.

• Makin tinggi suhu penyimpanan makin besar terjadinya kerusakan zat gizi. Dalam bahan pangan beku kehilangan yang lebih besar dijumpai terutama pada vitamin C daripada vitamin yang lain.

• Pemanasan pendek untuk menginaktifkan enzim adalah penting untuk melindungi tidak hanya vitamin-vitamin akan tetapi juga kualitas bahan pangan beku pada umumnya.

• Secara komersial sudah lama dilakukan penambahan asam askorbat pada buah-buahan sebelum pembekuan guna melindungi kualitas

Page 33: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

Pengaruh pembekuan

Pengaruh Pembekuan terhadap Parasit

• Pembekuan bahan pangan mempunyai keuntungan dalam mematikan parasit.

• Contoh yang terbaik dalam hal ini kita jumpai dalam mematikan Trichinella spiralis dengan pembekuan. Penurunan suhu bahan pangan yang terkena infeksi sampai 0oF atau lebih rendah akan mematikan semua tingkatan kehidupan organisme tersebut.

Page 34: Pembekuan - shintarosalia.lecture.ub.ac.idshintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/05/SRD_pembekuan.pdf · titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah

The difference between a successful person and others is not a lack of strength, not a lack of knowledge,

but rather in a lack of will." Vincent T. Lombardi