LOGO Unit Operation and Process Material and Energy Balance Widelia Ika Putri, S.T.P., M.Sc.

February 2012 Basic Principles  The mass and energy going into the box must balance with the mass and energy coming out.  The law of mass conservation states that mass can’t be created nor destroyed.  The law of energy conservation states that energy can’t be created nor destroyed.

Mass Conservation Milk X kg So: Milk mass = skim milk mass + cream milk mass X kg/minute = A kg/minute + B kg/minute February 2012 Centrifugal separator Skim milk A kg Cream milk B kg

Energy Conservation Food (chemical energy) So: Chemical energy entering body = mechanical energy leaving body February 2012 Body Mechanical energy

Energy Conservation So: The heat lost by the heating water = the heat gained by the milk + the heat lost from heat exchanger to its surroundings February 2012 Heat exchanger Heating water Heating milk cool water heat lost Milk

Soal 1.Berapa air yang harus diuapkan dari pemekatan lar. Garam 5% menjadi lar. Garam 20%? 2.Berapa penurunan berat yang terjadi jika bahan dikeringkan dari kadar air 80% menjadi kadar air 50%? February 2012

Soal 1.Tentukan jumlah daging sapi tidak berlemak (lean beef), daging babi berlemak (fat pork), dan air yang harus ditambahkan untuk membuat adonan sosis sebanyak 100 kg. dengan syarat :  Lean beef => lemak 14%, protein 19%, air 67%  Fat pork => lemak 89%, protein 3%, air 8%  Sosis => lemak 20%, protein 15%, air 65% February 2012

Soal 2. Pada pembuatan jam buah-buahan digunakan perbandingan 45 buah : 55 gula. Untuk mendapatkan konsistensi jam yang baik, jam harus mengandung padatan terlarut 65%. Pada proses pembuatan jam terdiri atas pencampuran buah dan gula dengan perbandingan tersebut, penambahan pektin, pemekatan campuran dalam evaporator vacum sehingga kandungan padatan terlarut minimal 65%. Jumlah pektin yang diperlukan dipengaruhi oleh jumlah gula yang ditambahkan (untuk 100 kg gula diperlukan pektin 1kg). Apabila buah yang digunakan mengandung padatan terlarut 10%. Hitung berat buah, gula dan pektin yang diperlukan? Untuk membuat jam 100 kg, dianggap bahwa padatan terlarut yang dimaksud berasal dari buah dan gula (pektin tidak dianggap). February 2012

February 2012 Direct energy Fuel and electricity used on the farm, in transport, in factories, in storage, selling, etc. Energy consumed Indirect energy Energy which is used to build the machine, to make the packaging, to produce the electricity, etc.

Company Logo Energy unit Btu joule kilocalories

February 2012 Heat 1 Latent Heat Is the heat required to change the physical state of material, at constant temperature. 2 Sensible Heat The heat which when added or subtracted from food materials changes their temperature and thus can be sensed.

Soal 1.Pengering casein mengkonsumsi gas alam 4m 3 /h dengan nilai kalori 800kJ/mol. Jika input pengering adalah 60 kg casein basah per jam, pengeringan dari kadar air 55% menjadi kadar air 10%, hitung keseluruhan efisiensi panas pengering (hanya menggunakan panas latent)? February 2012

Soal 2. Autoclave berisi 100 kaleng sop. Dipanaskan mencapai suhu 100 o C. Kaleng didinginkan mencapai 40 o C sebelum meninggalkan autoclave. Berapa air dingin yang dibutuhkan jika air masuk pada suhu 15 o C dan keluar suhu 35 o C? ket: Panas spesifik sop 4,1 kJkg -1o C -1 & kaleng 0,5 kJkg -1o C -1. Berat setiap kaleng 60 g & berisi sop 0,45 kg. diasumsikan panas di dinding autoclave1,6 x 10 4 kJ dan tidak ada panas yang hilang melalui dinding. February 2012

Soal 1.Sebuah pabrik minuman, menghasilkan produk dengan kadar alkohol 16% dan kadar gula 3%. Untuk membuatnya diperlukan campuran:  Anggur 1 => kadar alkohol 14,6% & kadar gula 0,2%  Anggur 2 => kadar alkohol 16,7% & kadar gula 1,0%  Anggur 3 => kadar alkohol 17,0% & kadar gula 12,0% bila diinginkan membuat 100 kg produk, berapa berat masing2 minuman yang diperlukan? February 2012

LOGO