pengeringan-beku dan aplikasinya di industri panganseafast.ipb.ac.id/lectures/itp530/11-itp...

1

Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku

Pengeringan-Beku& Aplikasinya

di Industri Pangan

Purwiyatno Hariyadi

Catatan Kuliah ITP 5302011

Pengaruh “negatif” yang terjadi pada produk kering

• Protein

PENGERINGAN … kelemahan produk kering

• Penurunan daya cerna• Vitamin

• Kerusakan vitamin (terutama vitamnin larut air)• Lemak

• Berpotensi mengalami peningkatan ketengikan oksidatif

Purwiyatno Hariyadi [email protected]

• Karbohidrat• Pencoklatan enzimatis dan/atau nonenzimatis.• Karmelisasi

2


Pengaruh “negatif” yang terjadi pada produk kering

• Sifat Fisik

PENGERINGAN … kelemahan produk kering

• Penurunan mutu inderawi• Terjadi pengkerutan permukaan• “case hardening”• Kesulitan rehidrasi


TEORI

Tekanan(atm)

cair(air)

padat(es)

gas


Suhu (oC)

gas(uap air)

TitikTriple

Diagram Fase Air

3


TEORI

Tekanan(atm)

1 t1 atm


Suhu (oC)0oC(32oF)

100oC(212oF)

Diagram Fase Air

TEORITekanan

(atm)mendidih

caircair

gas


Suhu (oC)Diagram Fase Air

4


TEORI

Tekanan(atm) membeku

caircair

padat


Suhu (oC)Diagram Fase Air

TEORI

Tekanan(atm)

menyublim

padat


Suhu (oC)

menyublim

gas

Diagram Fase Air

5


TEORI

Tekanan(atm)

1 t1 atm

Pengeringan biasa,Pada tek atmosfir,terjadi pd suhu tinggi(1 atm 100oC)


Suhu (oC)100oC(212oF)

PENGERINGAN

TEORI

Tekanan(atm)

1 t1 atm

? Atm(<1atm)

Pengeringan vacuum,(pd tek < atmosfir,t j di d h lbh


Suhu (oC)? oC(<100oC)

terjadi pd suhu lbh renda

PENGERINGAN

6


TEORI

Tekanan(atm)

cair(air)

padat

< PT

padat(es)


Suhu (oC)PENGERINGAN BEKU < TT

gas(uap air)

PENGERINGAN BEKU= LyophilizationKELEBIHAN• Produk kering

• cost of shipping /transportasion• cost of shipping /transportasion• popular bagi “boaters” dan “hikers”• tanpa memerlukan referigerasi• shipping and storage costs

• Tidak rentan terhadap kontaminasi - awet & aman• Produk porus

lebih higroskopis


• lebih higroskopis• mudah direhidrasi/mudah dilarutkan

• Struktur fisik bisa dipertahankan• Proses pengeringan pada suhu rendah mampu

mempertahankan warna, bentuk, tekstur, dan flavor

7


PENGERINGAN BEKU

KELEBIHAN lainnya= Lyophilization

• Convenient• Little effort needed to

prepare• easy to do at home


Tekanan vakuum tekanan atmosfir – VakuumTekanan

Cepat, dan lebih komplitLambat dan tidak komplitLaju pengeringan

SublimasiPenguapan (evaporasi)Mekanisme

pengeringan

Dibawah titik beku37-93oCSuhu PengeringanPengeringan BekuPengeringan Biasa/VakumKriteria

Tidak menyebabkan permukaan yang keriput, lebih porus, densitas lebh rendah,Mudah disegarkan kembali,Warna normal,Mutu flavor dan nilai gizi lebih

dapat dipertahankan normal

Sering menghasilkan permukaan yang keriput,kurang porus, densitas tinggi,kurang mudah dibasahkan (disegarkan) kembali,warna kegelapan,

mutu flavor, nilai gizi berkurang

Mutu Produk

(dibawah Ptriple)(diatas Ptriple)Tekanan


Lebih mahalLebih murahBiayaUntuk produk dengan nilai ekonomi cukup tinggi, mikroenkapsulasi, produk instant, cocok untuk daging

dan produk daging

Untuk pengeringan umum, cocok untuk sayur-sayuran dan biji-bijian,Kurang/tidak cocok untuk

daging dan produk daging

Kegunaan umum

8


PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk


Instant Coffee

FD Garlic



Garlic Powder

9




Shitake



Strawberry

10






Kiwi

11


PENGERINGAN BEKU … mampu lebihmempertahankan struktur fisik

Ruangair

Bekukan

es

Sublimasi

Ruang kosong/ prorous


Produk Segar Produk Beku Produk Kering-Beku

PENGERINGAN BEKU … mampu lebihmempertahankan struktur fisik

BekuProses

pengeringan/sublimasi

Beku

Kering

Beku

pengeringan/ Sublimasi

(terjadi pada suhu dingin)

sublimasi


Kering-beku

12


PENGERINGAN BEKU … pengeringan biasa umumnya akan menyebabkan pengerutan/case hardening

basahProses

pengeringan/sublimasi

basah pengeringan/ evaporasi

(terjadi pada suhu panas/tinggi)

uap air Basah


Difusi air dan uap air

SOUPS AND PASTA



13


VEGETABLES



Mashed Potato



Sebelum direhidrasi Sesudah direhidrasi

14



Soup … setelah direhidrasi



Tomato Soup


Sebelum direhidrasi Sesudah direhidrasi

15


Kacang2an


Sebelum direhidrasi


Sesudah direhidrasi

MIXED VEGETABLES WITH PASTA

Sesudah direhidrasiMixes



Sebelum direhidrasi

16


Basic elements of a freeze-drying systemPENGERINGAN BEKU … prinsip peralatan


PENGERINGAN BEKU … prinsip peralatan


17






18




ShelvesCondenser

PENGERINGAN BEKU … komponen2-nya

Valve Vacuum Pump


Temp control

19


Alpha-1 MP 1g in molded vial

40 600Freezing-->|<---------------Sublimation------------------>|<-------------Desorption

Shelf temp

PENGERINGAN BEKU … parameter proses

40

-20

0

20

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Tem

pera

ture

(C)

200

300

400

500

ress

ure

(mB

or m

T)

Prod temp 1Prod temp 2Shelf TemperatureCondenser TempV P ( b )

Product temp


-80

-60

-40

Cycle time

0

100

200 PrVapor Pressure (mbar)

Pressure (mTorr)Pressure

Condenser tempVapor pressure

PENGERINGAN BEKU … tahap freezing

Profile suhu produk pd proses pembekuan


20



Slow freezing(~ – 40oC)


quick freezing(~ – 40oC)

Proses pembekuan cepat

• Quick freezing, laju pergerakan permukaan beku


sekitar 0.5-3 cm/jam• Air Blast Freezer dan Plate Freezer .

• Rapid freezing, laju pergerakan permukaan beku sekitar 5-10 cm/jam

• Fluidized bed Freezer

• Ultra rapid freezing laju pergerakan permukaan


• Ultra rapid freezing, laju pergerakan permukaan beku sekitar 10-100 cm/jam• pembeku kriogenik/Immersion Freezer

21


Industri Produk

Food ProcessingVegetables, meat and fish for instant meals.Fruits for breakfast cereals, juices.

PENGERINGAN BEKU … potensi aplikasilainnya

g jFruit and vegetables for flavourings.

Dairy Industry High value proteins such as Lactoferrin for baby foods.Other proteins and enzymes for probiotics and starters.

Nutraceuticals Aloe Vera, Echinacea, Mussels, Shark Cartilage.Starters and Cultures For use in cheeses, yoghurts, meats and probiotics.

Pharmaceutical Proteins, enzymes and hormones with medicinal qualities.


Pharmaceutical y qDrying of deer velvet.

Disaster RecoveryBooks and documents water damaged from flooding.Water-logged artifacts such as shipwreck components for museums.

Research Viruses and bacteria for storage during research process.

1. Karakteristik produk :• kadar air rendah

(kadar lemak tinggi)

PRINSIP PENGEMASAN PRODUK KERING-BEKU:

• (kadar lemak tinggi)

hindari pertukaran gashilangkan atau ikat oksigen (gunakan


hilangkan atau ikat oksigen (gunakan oxygen absorber)ciptakan “high barrier” dengan thermoplastic multi-lapis

22



2 Untuk daerah tropika yang basah/lembab :


2. Untuk daerah tropika yang basah/lembab : gunakan bahan pengemas yang “impermeable”


4. Gunakan EVAL (ethylene vinyl alcohol) untuk perlindungan terhadap oksigen (jika produk

3. Gunakan polyethylene/EVA (Etyhlene vinyl acetate) untuk perlindungan terhadap air/uap air dan memberikan sifat “sealability” yang baik


perlindungan terhadap oksigen (jika produk berlemak)

5. Metallized plastic memberikan perlindungan yang paling baik : tetapi BIAYA!!!

23


BAHAN PENGEMAS YANG PALING BANYAK DIPAKAI


88% = Transparent Oriented Polypropylene Film (Trans. Opp)

15% = Metallized Opp (Met.Opp)4 % = Metallized Sealable Polyetser (Met.Pet)4 % = High Density Polyethylene Coex Film


4 % = High Density Polyethylene Coex. Film4 % = Glassine (25 lb basic wt. With 5 lb PVDC

coating)7 % = Lain-lain.

Nilai Permeabillitas Beberapa jenis Bahan Pengemas(dinyatakan sebagai ketahanan dengan skala 0-10)

Bahan Ketahanan thdpengemas Air Gas Bau

Polietilene, PE 7 3 3PVC 2 5 5kopolimer PVdC 9 8 8


kopolimer PVdC 9 8 8Poliester 4 6 8PET Selulosa 0 6 6Selulosa asetat 1 2 2

24


Permeabilitas beberapa Bahan Pengemasdan “Heat Stability”

PERMEABILITAS SUHU (OF)O2 CO2 H2O “HOT FILL”O2 CO2 H2O HOT FILL

HDPE 130 580 0,3 190

PP 150 650 0,5 200

LDPE 430 1200 1,0 150

PVC 10 25 3 0 140


Pemeabilitas : O2 [=] cc/ml/100 in2/hari/atmCO2 [=] cc/ml/100 in2/hari/atmH2O [=] g/ml; 38oC, 80% RH

PVC 10 25 3,0 140

ACRYLONITRILE 1 2 5,0 150

PENGERINGAN BEKU … potensi aplikasi


25


PRODUK PANGAN BEKUsebagai PANGAN DARURAT (EMERGENCY FOODS)

Purwiyatno Hariyadi [email protected]://beprepared.com/


Purwiyatno Hariyadi [email protected]://www.nitro-pak.com/

26



Purwiyatno Hariyadi [email protected]://www.nitro-pak.com/

PRODUK PANGAN BEKUsebagai pengawetan “life product”


27


PRODUK PANGAN BEKUsebagai pengawetan “produk sulit”


PRODUK PANGAN BEKU… ideas

• high value functional gfood/ingredients

• high value enzyme

• high value starter culture

• highly convenient foods :


g yself heating convenient

foods

28



• Increasing consumption of convenience food/ meals

• Consumers are becoming• Consumers are becoming increasingly health-conscious

• Increasing demand for more healthy, home-cooked food

• However, packed home-cooked meals are cold and unappetising by th ti th t


the time they are eate• Heat containers are heavy and

inconvenient to carry around

Consumers want nutritious and


hot convenience meals,But no easy efficient way of heating food on-the-go

What they want is a portable food-packaging d i ll i th t


device, allowing them to heat up food on demand

29


ALAMAT : Southeast Asian Food SCience & Technlogy (SEAFAST) CenterInstitut Pertanian Bogor

CURRICULUM VITAE

PURWIYATNO HARIYADI ([email protected])

PO BOX 220, Bogorwww.seafast.ipb.ac.id

ALAMAT E-MAIL : [email protected]

PENDIDIKAN• Ph.D. in Food Chemistry (minor Chemical Engineering), from the Dept.

of Food Science, University of Wisconsin, Madison, USAM S i F d Ch i t f th D t f F d S i U i it f


• M.Sc. in Food Chemistry from the Dept. of Food Science, University of Wisconsin, Madison, USA

• BSc in Food Science and Technology (Cum Laude), from the Department of Food Technology and Human Nutrition, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, Bogor Agricultural University, Bogor, Indonesia.

KEANGGOTAAN HIMPUNAN PROFESI• Institute of Food Technologist (IFT), USA, Anggota• Institute for Thermal Process Specialists (IFTPS), USA; Anggota

CURRICULUM VITAE


• Perhimpunan Ahli Teknologi Pangan Indonesia (PATPI), Anggota dan Ketua Umum (sejak tahun 2006)

• Perhimpunan Peminat Gizi dan pangan (PergiziPangan), Anggota• Masyarakat Perkelapa-Sawitan Indonesia (MAKSI), Anggota dan

Ketua Umum (Sejak tahun 2005).• Forum Kerja Penganekaragaman Pangan (FKPP), Anggota dan

Sekretaris Jendral (Sejak tahun 2005)

KEAHLIAN :


KEAHLIAN :Ahli Teknologi Pangan dengan spesialisasi pada

• Penanganan pasca panen dan pengolahan hasil hortikultura• Rekayasa proses pengolahan pangan; terutama produk pangan berbasis

minyak sawit dan kedelai (disain proses pengolahan, optimasi proses, dll);

• Spesialis Termal Proses (sterilisasi, pasteurisasi, pengalengan pangan).

30


PEKERJAAN/JABATAN :2005 Sekarang

CURRICULUM VITAE


• 2005-Sekarang• Direktur Southeast Asian Food and Agricultural Science and

Technology Center, IPB, Bogor.• 2000-2004

• Ketua Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB

• 1995-2000 • Pembantu Dekan III, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB


, g ,• 1986-Sekarang

• Dosen pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB

[email protected]


pengeringan-beku dan aplikasinya di industri panganseafast.ipb.ac.id/lectures/itp530/11-itp...

Documents