presentasi lap tek asap cair 06

Balai Besar Riset Pengolahan Produk Dan Bioteknologi Kelautan Dan Perikanan

Laporan Teknis 2006

Oleh :

Abdul Sari, M. Sc.Dr. Bagus Sediadi Bandol UtomoRodiah Nurbaya Sari, S. TP.Tri Nugroho W.,S. Si.

RISET REKAYASA ALAT PENGHASIL ASAP CAIR UNTUK PENGOLAHAN

IKAN ASAP

Telah dihasilkan Alat penghasil asap cair tersusun dari pirolisator dengan kapasitas 10 kg, burner dan kondensor dengan panjang yang dapat divariasi. Pirolisis efektif selama 3 jam dengan efisiensi 45,3 %. Asap cair terbaik adalah asap cair yang dihasilkan dari pirolisis tempurung kelapa pada suhu 400 C dengan total fenol sebesar 4,01%, asam sebesar 13,34% dan bebas senyawa PAH. Senyawa-senyawa kimia yang teridentifikasi dalam asap cair adalah golongan fenol, asam karboksilat, keton, eter, eters, polihidroksi, furan dan PAH.

Ikan tongkol asap terbaik adalah ikan tongkol yang direndam dalam asap cair konsentrasi 2 % selama 30 menit. Selama penyimpanan, ikan tongkol asap yang dikemas pada semua jenis plastik (LDPE, PP dan HDPE) sudah ditolak panelis pada hari ke empat.

PendahuluanPendahuluan

Asap cair dapat digunakan untuk mengantikan pengasapan makanan secara tradisional yang mempunyai beberapa kelemahan seperti kualitas yang kurang konsisten, terdepositnya ter pada bahan makanan serta benzo (a) pyrene yang membahayakan kesehatan, menyebabkan pencemaran lingkungan serta memungkinkan bahaya kebakaran (Darmadji, 1996). Kelemahan-kelemahan di atas dapat diatasi dengan pengembangan proses penggunaan asap cair untuk produksi ikan asap, sehingga diperlukan serangkaian alat penghasil asap cair yang dapat menghasilkan asap cair yang food grade.

1.Menciptakan alat penghasil asap cair yang efektif, sehingga dapat diproduksi asap cair yang food grade

2.Mengaplikasikan asap cair pada produk perikanan, sehingga dapat diproduksi ikan asap yang disukai baik secara rasa maupun dari penampakkan dan sekaligus mempunyai daya simpan lebih lama.

TUJUANTUJUAN

Kegiatan 1. Rekayasa Alat Penghasil Asap Cair

Peralatan scaling up terdiri dari komponen : burner, tempat pembakaran bahan pengasap (reaktor), kolom asap dengan sistem pendingin dan tempat penampung destilat (asap cair dan ter)

Suhu pirolisa divariasikan 300, 400 dan 500 oC

Kondensor divariasikan panjangnya yaitu 6, 12 dan 18 meter

Fraksi redestilasi divariasikan 85, 105 dan 125 oC

Analisis kimia bahan pengasap (kadar air, selulosa, hemiselulosa dan lignin)

Analisis total fenol, total asam, total karbonil, dan PAH komposisi kimia dalam asap cair.

METODOLOGI

Kegiatan 2. Kegiatan 2. Riset Penggunaan Asap Cair untuk Produk Riset Penggunaan Asap Cair untuk Produk IkanIkan

PERENDAMAN DENGAN ASAP CAIR(konsentrasi asap cair = 0,5, 1, 1,5 dan 2 % danwaktu

perendaman; 30, 60 menit jam)

PREPARASI IKAN(gutted; analisa proximat)

PENGERINGAN DENGAN OVEN(1 jam I; suhu; 40-50, 4 jam kedua,70-90C;

1 jam terakhir; suhu 40-50C)

IKAN ASAP(analisa; proximat, rendemen, waktu, profil komponen asap cair, organoleptik, mikrobiologi, TVB, TBA, pH)

IKAN ASAP DISIMPAN(lama penyimpanan; 0-2-4-6-8 hari)

(penyimpanan dalam PP, HDPE dan LDPE)

Hasil

Alat penghasil Asap cair

Alat Penghasil Asap Cair

I.1 Data analisis proksimat kayu

Jenis Kayu Selulosa (%)

Hemiselulosa (%)

Lignin

(%)

Tempurung Kelapa

21.6 52.5 32.71

Batang Singkong

27.99 17.52 23.01

I. Produksi Asap Cair

QI = M.Cp (Tu2 – Tu1) = 1,8 x 1x (500-100) = 720 kkal

QI = Energi yang dibutuhkanM = Massa asap cair yang diharapkan (diperhitungkan)Cp = Panas Sensibel airTu1 =Temperatur air mendidihTu2 =Temperatur pirolisa

Pada prinsipnya asap cair merupakan asap(fasa gas) yang terkondensasi menjadi cair(fasa cair), Penelitian ini difokuskan pada proses kondensasi asap cair. Untuk memprediksi proses kondensasi asap cair dapat digunakan persamaansebagai berikut :

I. Energi yang dibutuhkan untuk menurunkan temperatur uap asap dari temperatur pirolisa (300-500C) sampai titik didih air (100oC) dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

Perhitungan Teoritis

Percobaan Pembuatan asap Cair Pada panjang Kondensor yang berbeda-beda

II. Energi yang dibutuhkan untuk perobahan uap asap menjadi cair dapat digunakan persamaan sebagai berikut :

Q2 = M. Lp = 1,8 x 3850 = 6930,7 kkalQ2 = Energi yang dibutuhkan untuk mencairM = Massa asap cair yang diharapkan (diperhitungkan)Lp = Panas latent untuk mengenbun

III. Energi yang dibutuhkan untuk menurunkan temperatur asap cair dari temperatur titik didih air (100oC) sampai temperatur proses kondensasi yang diharapkan yaitu 20C

QIII = M.Cp (Tu2 – Tu3) = 1,8 x 1 x (100 – 20) = 144 k kal

QIII = Energi yang dibutuhkanM = Massa asap cair yang diharapkan

(diperhitungkan)Cp = Panas Sensibel airTu2 = Temperatur air mendidihTu3 = Temperatur proses kondensasi yang

diharapkan.

Qtot. = QI + QII + QIII = 720 + 6930,9 + 144 = 7794,7 kkal

Massa air yang dibutuhkan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:Q Tot = Ma.Cp (Ta2 – Ta1)Jadi, Ma = Q Tot / Cp (Ta2 – Ta1) = 7794,7 / 1 x 2 = 3897,4 kgperubahan suhu air masuk dan keluar

kondensor = 2 C

Ma = Massa air yang dibutuhkanCp = Panas sensibel airTa1 = Temperatur air masukTa2 = Temperatur air keluar.

Setelah jumlah massa air yang dibutuhkan didapatkan maka panjang kondensor yang dibutuhkan dapat digunakan dengan persamaan Fourier sebagai berikut:

Qtot. = k X 2x 3,14 x RL (Tu1 - Tu3) (X1 – X2)7794,7 = 16,3 x 2 x 3,14 x 0,0145 x L x 1/

0.0005

Jadi L = 2,6 meter

Qtot. = Total energi yang dibutuhkank = Thermal konduktivitas bahanR = Jari-jari pipa kondensorTu1 = Temperatur pirolisaTu3 = Temperatur proses kondensasi yang

diharapkanX1 = Jari-jari luar pipaX2 = Jari-jari dalam pipaL = Panjang pipa

Efisiensi Hasil Alat Penghasil Asap Cair (%)

Kondensor 3 Meter

Kondensor 12 Meter

Kondensor 18 Meter

31,8 45,8 45,5

Bahan : Tempurung kelapa

Pirolisis selama 3 jam pada suhu 400 C

Efisiensi hasil = Berat asap cair : Berat bahan

Berat jenis asap cair = 1,01 gr/ml

Perhitungan Lapangan

Efisiensi Hasil Alat Penghasil Asap Cair (%)

Kondensor 3 meter Kondensor 18 meter

53,5 32,4

Bahan Batang singkong

Pirolisis selama 2 jam 10 menit pada suhu 400 C

Jenis Kayu

Volume Asap Cair (ml) Pada Pirolisis Suhu

200 300 400 500

TK1151.25 1280 1358.25 1368.25

BS 880.25 901 1142.5 1158.5

Camp 999.75 1111 1284 1304

TK : Tempurung Kelapa; BS : Batang Singkong ; Camp : Campuran

Berat Bahan : 3 Kg

I.2. Data Produksi Asap Cair (kondensor 18 m)

I.3. Data Waktu Pirolisis Efektiv

Suhu Pirolisa ( C ) Waktu Efektif (jam)

200 4

300 3

400 3

500 2.5

Suhu Pirolisis

Total Fenol (%)

TK BS Camp

200 0.92 0.14 0.82

300 2.97 0.63 2.56

400 4.01 1.97 3.04

500 3.05 1.84

I.4. Data Total Fenol dan Asam dalam Asap Cair

Suhu Pirolisis

Total Asam (%)

TK BS Camp

200 13.12 8.28 10.21

300 13.3 8.13 10.66

400 13.34 8.21 11.1

500 14.15 9.54

TK : Tempurung Kelapa; BS : Batang Singkong ; Camp : Campuran

Suhu Pirolisa (C )

Volume awal asap cair (ml)

Volume destilat (ml)

Rendemen (%)

200 1965 887 45.14

300 3000 1465 48.83

400 4275 2660 62.22

Asap cair dari pirolisis bahan campuran

Redestilasi pada suhu 125, selama 70 menit

I.5. Data Redestilasi Asap Cair

Suhu Pirolisis

Total Fenol (%) Total Asam (%)

Awal Redestilasi Awal Redestilasi

200 0.82 0.29 10.21 7.52

300 2.56 0.9 10.66 8.06

400 3.04 2 11.1 8.81

I.6. Data Pengaruh Redestilasi Terhadap Total Fenol

dan Asam dalam Asap Cair Bahan Campuran

Sampel Volume asap cair

(ml)

Total Fenol (%)

Total asam (%)

TK 300 C 1249 7,4 19,6

TK 500 C 1370 8,3 8,3

II. Data Produksi Asap Cair (kondensor 12 m)

Data Analisis Profile dan Benzo(a)pyrene dalam Asap Cair 1000 ppm

Kromatogram GC Standar Benzo(a)pyrene

Waktu Retensi = 18,6 menit

Teridentifikasi senyawa PAH pada waktu retensi 18,6 menit

Kromatogram GC TK 500 C

Waktu Retensi 18,6 menit

Profile Asap Cair

Senyawa yang teridentifikasi dalam asap cair tempurung kelapa :

FenolEterEtersKarbonilPolihidroksiAsamPAH ( hanya TK 500 C )Furan

II. Riset penggunaan asap cair untuk produk ikan

I. Pendahuluan

4.8

5

5.2

5.4

5.6

5.8

6

2% 6% 10%

4.6

4.7

4.8

4.9

5

5.1

5.2

5.3

2% 6% 10%

Grafik nilai hedonic ikan tongkol asap

Grafik nilai uji mutu hedonic ikan tongkol asap

Hasil Uji orlap menunjukkan nilai hedonik dan mutu hedonik tertinggi pada konsentrasi asap cair 2%

I.2. Penelitian Utama

55.2

5.45.6

5.86

6.26.4

6.66.8

7

A0B0 A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A3B1 A3B2 A4B1 A4B2

Perlakuan

Nil

ai

Org

an

ole

pti

k

A1 = 0.5% ; A2 = 1% ; A3 = 1.5% ; A4 = 2%

B1 = Perendaman 30’ ; B2 = perendaman 60’

Grafik nilai hedonik ikan tongkol asap

0

1

2

3

4

5

6

7

8

A0B0 A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A3B1 A3B2 A4B1 A4B2

Sampel

Nil

ai

mu

tu h

ed

on

ik

Series1

Grafik nilai mutu hedonik ikan tongkol asap

A1 = 0.5% ; A2 = 1% ; A3 = 1.5% ; A4 = 2%B1 = Perendaman 30’ ; B2 = perendaman 60’

Dari nilai hedonik dan mutu hidonik didapat ikan asap terbaik dengan menggunakan asap cair 2% yang direndam selama 30 menit

Proses pembuatan Ikan Asap dengan Asap Cair

Ikan segar

Di oven suhu 70-90 selama 6 jam

Ikan Tongkol ASAP

Perendaman

LDPE PP

HDPE

Proses Penyimpanan dalam PP, HDPE dan LDPE

O Hari

6 hari

Nilai rata-rata mutu kimia dan mikrobiologi ikan tongkol asap pada berbagai konsentarsi asap cair

Perlakuan Kadar Air Kadar Abu Lemak Protein Phenol Benzo(a)piren

(%) (%) (%) (%) (%) (ppb)

A0B0 59,13±0,17 1,50±0,67 1,92±0,05 31,09±0,15 0,000305±2,12 tdk terdeteksi









A1 = 0.5% ; A2 = 1% ; A3 = 1.5% ; A4 = 2%B1 = Perendaman 30’ ; B2 = perendaman 60’

50

52

54

56

58

60

62K

adar

Air

(%)

A0 A1 A2 A3 A4

Konsentrasi Asap Cair (%)

B1

B2

B0

Grafik perubahan kadar air ikan tongkol asap

Grafik perubahan kadar abu ikan tongkol asap

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

Kad

ar A

bu (

%)

A0 A1 A2 A3 A4


B1

B2

B0

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Kad

ar L

emak

(%

)

A0 A1 A2 A3 A4


B1

B2

B0

Grafik perubahan kadar lemak ikan tongkol asap

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

Kad

ar P

rote

in (

%)

A0 A1 A2 A3 A4


B1

B2

B0

Grafik perubahan kadar protein ikan tongkol asap

0

0,00005

0,0001

0,00015

0,0002

0,00025

0,0003

0,00035

0,0004

0,00045K

adar

Phe

nol (

%)

A0 A1 A2 A3 A4


B1

B2

B0

Grafik perubahan kadar fenol ikan tongkol asap

Tabel Nilai rata-rata mutu organoleptik ikan tongkol asap yang dikemasselama penyimpanan

Perlakuan Penampakan Bau Konsistensi Rasa

H0 7,82±1,25 8,18±0,75 5,91±1,37 8,36±0,81

H2P1 7,36±1,02 6,63±1,28 5,73±0,90 6,91±0,94

H2P2 6,82±0,98 6,73±0,78 5,54±0,82 6,82±1,17

H2P3 7,36±1,12 7,09±1,22 5,82±1,17 7,18±1,17

H4P1 4,09±1,04 5,00±1,26 5,27±1,01 0

H4P2 4,82±1,47 4,82±0,98 5,73±1,27 0

H4P3 3,82±1,47 4,73±1,49 4,82±0,98 0

H6P1 1,63±0,92 3,45±0,82 4,36±0,92 0

H6P2 1,91±1,04 3,18±0,98 4,36±1,43 0

H6P3 1,82±0,98 3,00±1,26 4,63±1,20 0

H2 = Penyimpanan hari keduaH4 = Penyimpanan hari keempatH6 = Penyimpanan hari keenam

P1 = LDPEP2 = PPP3 = HDPE

1

2

3

4

5

6

7

8

9N

ilai P

enam

paka

n

H0 H2 H4 H6

Lama Penyimpanan (hari)

P1

P2

P3

Grafik perubahan nilai penampakan ikan tongkol asap yang dikemas selama penyimpanan

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Nila

i Bau

H0 H2 H4 H6


P1

P2

P3

Grafik perubahan nilai bau ikan tongkol asap yangdikemas selama penyimpanan

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Nila

i Ras

a

H0 H2 H4 H6


P1

P2

P3

Grafik perubahan nilai rasa ikan tongkol asap yang dikemas selama penyimpanan

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Nila

i Kon

sist

ensi

H0 H2 H4 H6


P1

P2

P3

Grafik perubahan konsistensi ikan tongkol asap yang dikemas selama penyimpanan

Nilai rata-rata mutu kimia dan mikrobiologi ikan tongkol asap yan dikemas selamapenyimpanan

Kode K. Air Nilai Aw TVB TBA TPC Kapang Phenol K. Abu Lemak Protein

Sampel (%) (mgN/100g) (mg MDA/100g) koloni/g koloni/g (%) (%) (%) (%)

H0 61,7 0,9 15,6 1,1 4,6 x 103 1 x 10 0,000305 2,1 2,6 31,9

H2P1 59,9 0,9 40 3,3 4,6 x 104 9 x 102 0,000265 2,1 3,3 31,1

H2P2 56,3 0,9 46,8 3,4 1,1 x 104 32 x 102 0,000305 2,4 3,2 35,3

H2P3 59,9 0,9 54 ,3 4,9 x 104 211 x 102 0,00028 2,1 3,5 31,7

H4P1 57,2 0,9 53,6 3,8 1,6 x 105 5 x 105 0,000265 2,3 3,7 36,3

H4P2 58,2 0,9 46 3,5 1 x 105 12 x 104 0,0002 2,7 3,6 34,9

H4P3 59,3 0,9 41,2 3,6 5 x 105 9 x 105 0,000255 1,4 4,2 35,2

H6P1 56,7 0,9 138,4 3,9 8 x 106 1 x 106 0,0002 3,1 3,5 37,7

H6P2 54,2 0,9 130,8 3,8 5,5 x 107 3 x 106 0,00022 2,9 3,3 39,6

H6P3 56,8 0,9 131,6 3,7 1 x 107 22 x 106 0,00018 2,5 3,7 38,3

Selama penyimpanan, ikan tongkol asap yang dikemas pada semua jenis plastik (LDPE, PP dan HDPE) sudah ditolak panelis pada hari ke empat yang ditandai dengan tingginya jumlah bakteri dan kapang yang melebihi batas toleransi menurut Standar Nasional Indonesia.

50

52

54

56

58

60

62

64

H0 H2 H4 H6

Lama Penyimpanan

Kad

ar A

ir (%

)

Pi

P2

P3

Grafik perubahan nilai Aw ikan tongkol asap yang dikemas selama penyimpanan.

0,989

0,99

0,991

0,992

0,993

0,994

0,995

0,996

0,997

0,998

H0 H2 H4 H6

Lama Penyimpanan

Nila

i Aw

Pi

P2

P3

Grafik perubahan nilai Aw ikan tongkol asap yang dikemas selama penyimpanan.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

H0 H2 H4 H6

Lama Penyimpanan

Nila

i TV

B (m

bN/1

00)

Pi

P2

P3

Grafik perubahan nilai TVB ikan tongkol yang dikemas selama penyimpanan.

Grafik perubahan nilai TBA ikan tongkol asap yang dikemas selama penyimpanan.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

H0 H2 H4 H6

Lama Penyimpanan

Nilai

TBA

(mg m

alona

ldehid

/100g

)

P1

P2

P3

0

0,00005

0,0001

0,00015

0,0002

0,00025

0,0003

0,00035

H0 H2 H4 H6

Lama Penyimpanan

Kad

ar P

heno

l (%

)

P1

P2

P3

Grafik perubahan kadar phenol ikan tongkol asap yang dikemas selama penyimpanan.

1

10

100

1000

10000

100000

H0 H2 H4 H6

Lama Penyimpanan

Jum

lah B

akte

ri ( x

103

)(K

oloni/

gram

) P1

P2

P3

Grafik perubahan jumlah bakteri ikan tongkol asap yang dikemas selama penyimpanan.

0,01

0,1

1

10

100

1000

10000

100000

H0 H2 H4 H6

Lama Penyimpanan

Jum

lah

Kap

ang

(x10

3 )(K

olon

i/gra

m) P1

P2

P3

Grafik perubahan jumlah kapang ikan tongkol asapyang dikemas selama penyimpanan.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

H0 H2 H4 H6

Lama Penyimpanan

Kad

ar P

rote

in (

%)

Pi

P2

P3

Grafik perubahan kadar protein ikan tongkol asap yang dikemas selama penyimpanan.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

H0 H2 H4 H6

Lama Penyimpanan

Kad

ar L

emak

(%

)

Pi

P2

P3

Grafik perubahan kadar lemak ikan tongkol asap yang dikemas selama penyimpanan.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

H0 H2 H4 H6

Lama Penyimpanan

Kad

ar A

bu (

%)

Pi

P2

P3

Grafik perubahan kadar abu ikan tongkol asap yang dikemas selama penyimpanan.

KESIMPULAN

• Alat penghasil asap cair tersusun dari pirolisator dengan kapasitas 10 kg, burner dan kondensor dengan panjang yang dapat divariasi.

• Pirolisis efektif selama 3 jam dengan efisiensi 45,3 %. • Asap cair terbaik adalah asap cair yang dihasilkan dari

pirolisis suhu 400 C dengan total fenol sebesar 4,01%, asam sebesar 13,34% dan bebas senyawa PAH.

• Senyawa-senyawa kimia yang teridentifikasi dalam asap cair adalah golongan fenol, asam karboksilat, keton, eter, eters, polihidroksi, furan dan PAH.

• Ikan tongkol asap terbaik adalah ikan tongkol yang direndam dalam asap cair konsentrasi 2 % selama 30 menit.

• Selama penyimpanan, ikan tongkol asap yang dikemas pada semua jenis plastik (LDPE, PP dan HDPE) sudah ditolak panelis pada hari ke empat.

No Kegiatan Bulan

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1.

Riset Rekayasa

Alat Pengolahan Asap Cair

Studi Pustaka x x x x x x x x x x x x

Persiapan Fasilitas x x x x

Disain dan Konstruksi Peralatan x x x x x

Uji Performansi Alat x x x x x x x

Uji Coba Alat x x x x x x

Pengumpulan, pengolahan data dan Pelaporan

x x x x

Pembuatan Laporan Akhir x x x

2.

Riset Penggunaan Asap Cair

untuk Produk

Ikan

Studi Pustaka x x x x x x x x x x x x

Pengolahan Produk x x x x

Analisis Mutu Produk x x x x

Pengumpulan dan Analisis data x x x x

Pembuatan laporan Akhir x x x

Jadwal Kegiatan

Kegiatan Target (%) Realisasi (%)

Fisik 100 98

Keuangan 100 99,9

Realisasi Kegiatan

TERIMA KASIH

MOHON MASUKAN

presentasi lap tek asap cair 06

Documents