Rahma Micho Widyanto 5 April 2017 Evaporasi Rahma Micho Widyanto 5 April 2017

Kontrak Perkuliahan Tujuan pembelajaran Memahami pengertian proses Evaporasi Memahami metode Evaporasi pada bahan pangan Memahami efek Evaporasi pada bahan pangan Waktu 09.00-10.25 : materi, diskusi 10.25-10.40 : quiz Kontak : 085691557952 rahmamicho@gmail.com rahmamicho.lecture.ub.ac.id

Makanan cair mempunyai kandungan yang rendah terhadap zat padat Prinsip Evaporasi Makanan cair mempunyai kandungan yang rendah terhadap zat padat 15% 12.5% 12% 12% 25% (Brennan, 2006)

Prinsip Evaporasi Selama proses evaporasi, panas akan dialirkan berbentuk uap ke bahan pangan, sehingga meningkatkan temperatur untuk mencapai titik didihnya. Sisa panas dari proses penguapan kemudian membentuk gelembung uap, dan akan meninggalkan permukaan dari cairan yang dididihkan http://www.authorstream.com/Presentation/giri567-1242604-evaporation/

Prinsip Evaporasi Evaporasi diaplikasikan pada saat bahan pangan tersebut sebelum dibuat konsentrat (jus buah, susu, kopi), kemudian baru dilakukan pemanasan, pembekuan atau sterilisasi. Proses evaporasi mampu mengurangi berat dan volume bahan pangan. Evaporasi mampu menghemat penggunaan energi, mengurangi biaya distribusi dan transport. Bentuk bahan pangan yang dihasilkan juga diminati konsumen (minuman serbuk, sup serbuk, pasta tomat, dll) dan juga oleh produsen (buah konsentrat untuk digunakan di es krim)

Prinsip Evaporasi Laju evaporasi didefinisakan sebagai perbandingan laju pemindahan panas ke makanan dengan laju pemindahan uap dari makanan. (Fellows, P. 2000)

Prinsip Evaporasi Proses evaporasi termasuk yang paling mahal (Fellows, P. 2000)

Prinsip Evaporasi Evaporasi Vs Destilasi Evaporasi Vs Pengeringan 1. Evaporasi : penguapan di bawah titik didih Destilasi : penguapan pada titik didih 2. Evaporasi : terjadi hanya pada permukaan cairan Destilasi : terjadi dalam massa cairan 3. Evaporasi : tidak terdapat gelembung saat mencapai titik didih Destilasi : terdapat gelembung Evaporasi Vs Pengeringan Pengeringan biasanya untuk menghilangkan sedikit cairan dari material padat Evaporasi untuk menghilangkan kadar air dalam jumlah besar

Keutamaan proses evaporasi bahan pangan : 1. Mengurangi berat---mengurangi biaya penyimpanan dan transport 2. Mengawetkan makanan dengan mengurangi kadar air dan meningkatkan kandungan padat (solid content) 3. Menyediakan bentuk makanan yang disukai konsumen

Kelemahan Metode Evaporasi Investasi tinggi Potensi korosif (konsentrasi garam meningkat)

Faktor Proses Evaporasi 1. Temperatur 2. Luas permukaan 3. Tekanan 4. Waktu evaporasi : semakin lama waktu pemaparannya, semakin bagus evaporasinya

Faktor Proses Evaporasi 5. Konsentrasi : konsentrasi rendah mempercepat proses evaporasi 6. Deposit : beberapa larutan meninggalkan sisa material pada permukaan alat, maka harus dibersihkan 7. Busa : susu skim akan membentuk busa atau buih saat pendidihan

Peralatan Evaporasi (evaporator) Evaporator harus terdapat 3 unsur : 1. heat exchanger (calandria) : memindahkan steam ke makanan 2. alat untuk memisahkan produk uap 3. kondensator * sebagian besar evaporator berbahan dasar stainless steel A heat exchanger, known as a calandria, by means of which the necessary sensible and latent heat is supplied to the feed to bring about the evaporation of some of the liquid. Saturated steam is the usual heating medium but hot water and other thermal fluids are sometimes used. Tubular and plate exchangers of various designs are widely used. Other, more sophisticated designs are available, including agitated thin film models, expanding flow chambers and centrifugal exchangers. A device to separate the vapour from the concentrated liquid phase. In vacuum evaporators, mechanical devices such as chambers fitted with baffles or meshes and cyclone separators are used to reduce entrainment losses. A condenser to convert the vapour back to a liquid and a pump, steam ejector or barometric leg to remove the condensate, thus creating and maintaining the partial vacuum in the system. Most evaporators are constructed in stainless steel except where there are extreme corrosion problems. The following types of evaporators are used in the food industry. http://www.nzifst.org.nz/unitoperations/evaporation1.htm

Pemilihan Evaporator Proses separasi di evaporator diperoleh dengan cara memanfaatkan perbedaan volatilitas antara air dan zat terlarut. Idealnya proses hanya menghilangkan air tanpa merupah komposisi zat terlarutnya. Semakin mendekati ideal, peralatan yang diperlukan juga semakin mahal maka, evaporator harus memenuhi pertimbangan berikut : 1 . Kapasitas (kg air yang dihilangkan per jam) 2. Derajat konsentrasi (persentase padatan kering dalam produk) 3. Sensitivitas panas dari produk terkait dengan waktu inkubasi dan temperatur evaporasi 4. Peralatan yang diperlukan untuk rekover volatil 5. Kemudahan untuk dibersihkan 6. Kemudahan dan kehandalan pengoperasian 7. Ukuran evaporator kaitannya dengan kapasitasnya 8. Biaya operasi kaitannya dengan kapasitas dan kualitas produk nya (Fellows, P. 2000)

Beberapa jenis Evaporator 1. Short Tube Vacuum Evaporators Cocok untuk viskositas rendah hingga sedang, yang tidak perlu terlalu sentitif terhadap panas Sampel : larutan gula, glukosa, dan ekstrak gandum (Brennan, 2006)

Beberapa jenis Evaporator 2. Long Tube Evaporators Cocok untuk viskositas rendah, sentitif terhadap panas Sampel : susu, jus buah (Fellows, P. 2000)

Beberapa jenis Evaporator 3. Mechanical thin-film evaporators Cocok untuk sampel sentitif terhadap panas, dan cenderung membentuk busa atau menodai permukaan evaporator Sampel : bulir buah, pasta tomat, ekstrak daging, madu, coklat, kopi (Brennan, 2006)

Beberapa jenis Evaporator 4. Multiple-Effect Evaporation (MEE) - industri gula, pulp and paper (kraft process) - karena panas digunakan berulang kali, maka akan menghemat penggunaan energi (Brennan, 2006)

Efisiensi evaporator Dapat ditingkatkan dengan cara: 1. Instalasi alat tambahan pada evaporator. Bejana sebelumnya harus mempunyai efek tekanan yang lebih rendah dibandingkan sebelumnya 2. Produk diberi perlakuan panas sebelum dievaporasi. 3. kompresi ulang terhadap uap. Uap dapat digunakan kembali dalam evaporator dengan meningkatkan temperatur dan tekanan. Hal ini dapat dilakukan dengan alat kompresor (PGE, 1997)

Aplikasi Evaporasi 1. Konsentrat produk cair 1.a. Susu evaporasi - 60% kandungan air dihilangkan dari susu segar - untuk mencegah koagulasi selama proses pemanasan, ditambahkan penstabil : fosfat, sitrat, dan bicarbonat - dipanaskan 120-122 C selama beberapa menit, menyebabkan warna gelap dan rasa karamel - lalu dievaporasi 50-60 C lalu didinginkan sampai 14C - jika perlu ditambah penstabil : disodium atau trisodium fosfat - susu dikemas dalam kaleng, disterilisasi 110-120 C, 15-20 menit - nutrien dan kalori dalam susu akan terkonsentrat

Aplikasi Evaporasi 1. Konsentrat produk cair 1.b. Susu Kental Manis - seperti susu evaporasi, tapi ditambahkan gula (45%) - konsentrasi tinggi gula akan menghambat pertumbuhan mikroba, sehingga tidak perlu sterilisasi - sangat tinggi kadar kalori - cocok digunakan untuk puding, isi pie, kue, campuran es krim

Aplikasi Evaporasi 2. Evaporasi untuk proses selanjutnya 2.a. kopi instan - biji kopi yang sudah disangrai digiling hingga ukuran 1000-2000 um. - larutan kopi diesktrak menggunakan air panas, - dilewatkan ekstraktor (15-28% padatan), setelah itu didinginkan dan difiltrasi - kemudian dikeringkan dengan cara spray drying

http://www.madehow.com/Volume-3/Instant-Coffee.html

Aplikasi Evaporasi 2. Evaporasi untuk proses selanjutnya 2.b. Gula Granulasi - Evaporasi bertujuan untuk mengurangi kadar air pada nira encer (kekentalan 60-65%), pada suhu 65-110 C - Proses evaporasi harus diupayakan agar: kecepatan penguapan tinggi, tidak terjadi kerusakan gula, biaya operasional murah. - Dilakukan dalam kondisi vakum, karena untuk menghindari kerusakan sukrosa akibat suhu tinggi, menurunkan titik didih nira sehingga tidak terbentuk karamel - Digunakan Multiple-effect evaporator: media panas memanfaatkan uap yang terbentuk dari evaporator sebelumnya. Evaporator I 110 C--- Evaporator IV 50C - Pada salah satu tahap purifikasi, ditambahkan sulfur dioksida untuk mencegah pencoklatan (disebut sulhitation) - Nira kental yang sudah melewati evaporasi kemudian dialirkan ke stasium pemasakan untuk proses kristalisasi

http://www.alnouran.com/en/what-we-do/the-project/ http://www.hps.cz/en/sugar-production/

Aplikasi Evaporasi 3. Evaporasi untuk mengurangi biaya transport, penyimpanan, dan pengemasan Buah dan sayur konsentrat - umumnya: jeruk, selain itu sitrus, apel, nanas, anggur, blackcurrant, cranberries. - jus buah dengan kandungan 10-12 brix akan dikentalkan hingga 65brix menggunakan evaporator vakum

Aplikasi Evaporasi 3. Evaporasi untuk mengurangi biaya transport, penyimpanan, dan pengemasan Buah dan sayur konsentrat - komponen volatil yang berkontribusi terhadap rasa dan aroma buah akan hilang selama proses evaporasi vakum, menghasilkan konsentrat dengan kualitas organoleptik rendah. Diperlukan rekoveri volatil dan ditambahkan lagi ke konsentrat. - enzim ditambahkan untuk untuk presipitasi pektin, untuk menghasilkan konsentrat yang jernih - metode evaporasi vakum juga diaplikasikan pada pembuatan pasta tomat - selain itu pembuatan sirup gula, susu skim, dan whey

Aplikasi Evaporasi http://www.manmachine-eg.com/05_01_01.html

Efek terhadap Makanan - Terutama berdampak pada komponen aromatic (yang lebih bersifat volatil) dibandingkan air --- hilang saat evaporasi - Hal ini mengurangi kharakteristik sensori dari produk--- jus buah (pada cocoa atau susu hilangnya volatil tertentu justru meningkatkan kualitas produk) - Evaporasi menghasilkan produk dengan warna lebih gelap, karena meningkatnya konsentrasi padatan, juga karena berkurangnya aktivitas air yang memicu perubahan reaksi kimia (Maillard browning) (Fellows, P. 2000)

Referensi Fellows, P. 2000. Food Processing Technology. Principle and Practice. Woodhead Publishing Limited and CRC Press LLC Brenan, J.G. 2006. Evaporation and Dehydration. In: Food Processing Handbook. Brenan, J.G. (Ed) WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim PGE. Food Processing Evaporator Systems. https://www.pge.com/includes/ docs/pdfs/about/edusafety/training/pec/inforesource/food_processing_eva porator_systems.pdf