PEMBEKUAN PEMBEKUAN PEMBEKUAN 10/4/2012

Transkripsi

1 PEMBEKUAN PEMBEKUAN Tujuan menurunkan suhu sampai batas titik tertentu yang dapat menghambat proses deteriorasi oleh mikroba sehingga diperoleh produk yang lebih awet. Dewi Maya Maharani PEMBEKUAN Mekanisme Pembekuan : 1. Panas bahan pangan diambil suhu turun hingga titik beku 2. Energi panas terus dilepaskan air dan bahan pangan membeku 3. Energi panas terus dilepaskan hingga suhu yang dikehendaki Pembeku Semburan Udara (Air Blast Freezers) Produk pangan diletakkan dalam sistem rak atau konveyor yang dihembus dengan udara dingin berkecepatan tinggi. Modiikasi dari pembekuan semburan udara ini adalah luidized bed, dimana produk pangan dibekukan diluidasi dengan udara yang bersuhu rendah. Istilah komersial untuk pembeku ini adalah Instant-Quick- Frozen (IQF). Buah-buahan dan sayuran dapat dibekukan dalam 3 5 menit dengan IQF. Salah satu contoh Pembeku Semburan Udara adalah Spiral air blast reezer 1

2 Gambar Spiral air blast reezer : Air Blast Freezer (ABF) Untuk membekukan produk perikanan yang sudah dikemas dan diletakkan dalam pan-pan tertutup seperti udang dan ish illet. Pembekuan produk perikanan dengan Air Blast Freezer tergantung pada kecepatannya, makin cepat makin cepat dingin. Kelebihan : untuk produk perikanan segala ukuran dan jenis secara bersamaan. Air Blast Freezer (ABF) Penerapan Prinsip kerja Air Blast Freezer pembekuan produk dengan udara dingin, dalam hal ini terjadi perpindahan panas secara konveksi dari rerigerant di dalam pipa-pipa (koil) evaporator yang dihembuskan dengan bantuan an (kipas angin) berkekuatan besar. Pembekuan ikan Kakap Merah (Lutjanus sp) di PT. Inti Luhur Fuja Abadi menggunakan metode pembekuan cepat Air Blast Freezer (ABF) yang menggunakan rerigerant berupa reon dan ammonia dengan kisaran suhu pembekuan antara C sampai C selama 4-6 jam. 2

3 Pembeku Lempengan Gambar Pembeku Lempengan Produk pangan atau dalam kemasannya disentuhkan langsung dengan lempengan yang dijaga pada suhu pembekuan. Pembeku ini dapat didesain baik secara batch maupun kontinyu. Pergerakan udara tidak diperlukan sehingga akan menghemat tenaga apabila dibandingkan dengan pembeku semburan udara. Pembeku ini biasanya digunakan untuk membekukan ikan atau daging. Pembeku Pencelupan Gambar Pembekuan Pencelupan : Produk pangan bersentuhan langsung dengan rerigeran pembeku yang mempunyai suhu rendah. Rerigeran yang umum dipakai untuk pembeku ini adalah cairan Nitrogen yang mempunyai titik beku C Pembekuan akan cepat apabila produk pangan dipindahkan berlawanan arah dengan aliran rerigeran. Dua rerigeran lain yang sudah digunakan dalam pembekuan pencelupan adalah karbon dioksida cair dan R-12. 3

4 Hal-hal yang harus diperhatikan pada pembekuan (1) Kecepatan pembekuan, yaitu jumlah bahan yang dapat dibekukan tiap satuan waktu. (2) Waktu pembekuan, dipengaruhi : kecepatan pembekuan, suhu pendinginan, ukuran bahan, suhu dan angka (koeisien) hantaran panas. (3) Suhu pembekuan, adalah suhu akhir pembekuan yang dikehendaki dan pada suhu pembekuan titik beku bahan sudah terlampaui sehingga dapat menghambat pertumbuhan jamur dan bakteri. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Waktu Pembekuan Jenis reezer Suhu kerja Kecepatan udara di dalam air blast reezer Air Velocity 10 m/s 5 m/s Freezing Time Optimum Operation Gambar Pengaruh Kecepatan Udara terhadap Waktu Pembekuan Pada kecepatan udara yang tinggi, waktu pembekuan akan lebih pendek tetapi memerlukan tenaga yang lebih besar. Untuk berbagai tujuan disarankan menggunakan kecepatan 5 m/dtk sebagai kecepatan yang optimal. Pada kecepatan udara m/dtk masih ekonomis dilakukan karena waktu pembekuan menjadi lebih pendek dan biaya menjadi lebih rendah (Muchtadi dan Fitriyono, 2010). Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Waktu Pembekuan : Suhu produk sebelum pembekuan Tebal produk Bentuk produk, bentuk bahan dan kemasan berpengaruh terhadap waktu pembekuan. Luas permukaan persinggungan dan kepadatan produk di dalam plate reezer. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Waktu Pembekuan : Pengepakan produk, cara pengepakan, jenis, dan tebal bahan kemasan dapat berpengaruh terhadap kecepatan pembekuan. Jenis produk/bahan, semakin tinggi kandungan lemak maka semakin rendah kandungan airnya. Sebagian besar panas yang dikeluarkan dari produk pada proses pembekuan adalah untuk membekukan air, jika airnya sedikit maka semakin sedikit pula panas yang diambil untuk membekukan produk. 4

5 Waktu pembekuan (Freezing Time) waktu yang diperlukan untuk menurunkan suhu pusat dari suhu awal produk tersebut menjadi suhu yang diinginkan (Muchtadi dan Fitriyono, 2010). Pendugaan Laju Pembekuan Persamaan Plank Persamaan ini menggambarkan periode perubahan ase pada proses pembekuan untuk air. Jumlah pindah panas,q, yang melewati dua lapisan beku secara konduksi dan konveksi : q = Karena semua panas yang dilepas pada saat pembekuan harus dilepaskan ke sekelilingnya maka : L r ( - ) A T F T 1 x + h k dx dt a ( - ) T F T a = 1 x + h k sehingga, waktu pembekuan, t F adalah: t F = r L 2 P a R a + ( T - T ) h k F a r = the density o the rozen material L = the change in the latent heat o the ood (kj/kg) T = the reezing temperature (C) T a = the reezing air temperature (C) h = the convective heat transer coeicient at the surace o the material (W/(m 2 C)) k = the thermal conductivity o the rozen material (W/m C) 5

6 P = 1/2, R = 1/8 ininite plate P = 1/4, R = 1/16 ininite cylinder P = 1/6, R = 1/24 sphere Panas Laten Bahan: L = m m L L = 333,2 kj/(kg K) Example 1 : A spherical ood product is being rozen in an airblast reezer. The initial product temperature is 10C and the cold air -40C. The product has a 7 cm diameter with density o 1000 kg/m 3, the initial reezing temperature is -1,25C, the thermal conductivity o the rozen product is 1,2 W/(mC), the convective heat transer coeicient is 50 W/(m 2 C) and the latent heat o usion is 250 kj/kg. Metode Pham Metode ini dapat digunakan untuk bahan yang bentuk tidak beraturan dengan pendekatan elipsoidal. Diagram Pembekuan Keunggulan dari metode ini adalah mudah digunakan dengan tingkat keakuratan yang dapat dipercaya Metode ini menggunakan asumsi sebagai berikut: - kondisi lingkungan adalah konstan - suhu awal, Ti, konstan - nilai suhu akhir, Tc, tetap - konveksi pada permukaan bahan mengikuti hukum Newton tentang pendinginan. 6

7 Suhu rata-rata pembekuan (T m) membagi pembekuan menjadi dua bagian yaitu pre cooling dan post cooling Dari data penelitian Pham (1986) maka ditemukan : T = 1,8 + 0,263T + 0, 105T m c dimana Tc : suhu akhir (C) dan Ta : suhu medium pembekuan (C) Persamaan tersebut cocok untuk bahan pangan yang banyak mengandung air. a Waktu pembekuan untuk beberapa bentuk beraturan : dc D H D H t = + E D D h T 1 T 2 N Bi dc = a characteristic dimension or radius (m) h = the convective heat transer coeicient (W/m 2 K) E = the shape actor, an equivalent heat transer dimension E = 1 ininite slab E = 2 ininite cylinder E = 3 sphere DH 1 adalah perubahan enthalpi secara volumetrik untuk periode pre cooling (J/m 3 ). ( ) D H = r c T - T 1 u u i cu = panas spesiik untuk bahan yang tak terbekukan (J/[kg.K]) Ti = suhu awal bahan ( C) m DT1 = T i + T 2 m - Ta DH 2 adalah perubahan enthalpi secara volumetrik pada periode perubahan ase dan post cooling. ( T T ) DH = r L + c - 2 c = panas spesiik untuk bahan beku (J/[kg.K]) L = panas laten pembekuan (J/kg) r = massa jenis bahan beku (kg/m 3 ) m c DT2 = Tm - Ta Tm = mean reezing temperature T a = reezing medium temperature 7

8 Example 2 : A spherical ood product (M=75%) is being rozen in an air-blast reezer. The initial product temperature is 10C and the cold air -15C. The product has a 7 cm diameter with density o unrozen product is 1000 kg/m 3, density o rozen product is 950 kg/m 3. Final center temperature is -18C, the thermal conductivity o the rozen product is 1,2 W/(m C), the convective heat transer coeicient is 50 W/(m 2 C), the speciic heat or the unrozen product is 3,6 kj/kg C and the speciic heat or the rozen product is 1,8 kj/kg C. Terima Kasih.. 8