Prinsip Kecukupan Proses Thermal

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Prinsip Kecukupan Proses Thermal"

Iwan Hendra Johan
6 tahun lalu
Tontonan:

1 Prinsip Kecukupan Proses Thermal Prof., PhD Department of Food Science & Technology, and Southeast Asian Food & Agricultural l Science & Technology (SEAFAST) Center, Bogor Agricultural University, BOGOR, Indonesia Member of Institute for Thermal Process Specialist (IFTPS)- USA INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS Lethal Rate (LR)= Lethal value (LV) Time/Temp. Process & LR LR Curve for Thermal Process. 1

2 PERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASI 1 LR = LV = = T(t) 10 z T(t) z T( o C) T( o F) LR(z=10 o C) , , , , , , , , , , PERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASI Pemanasan pada suhu konstan, 121,1 o C t, min T( o C) LR(z=10 o C) 0 121, , , , , , , , , , , , ,1 hu Suh Waktu 1,2 10 0,8 0,6 1 unit sterilisasi 12 unit sterilisasi 0,4 F 0 =12 0,2 LR 0,

3 PERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASI Pemanasan pada suhu konstan, 100 o C t, min T( o C) LR(z=10 o C) , , , , , , , , , , , , , LR 0,0100 0,0080 0,0060 0,0040 0,0020 0, Waktu Total sterilitas = x12 unit = unit hanya x pengaruh letal pada o C Total letalitas = F 0 =?? F 0 = D o log F 0 = LR.t N 0 N = t 0 (LR)dt PERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASI Diketahui : Mikroba A; D 0 = 0,21 menit dikehendaki proses 12 D Pemanasan pada suhu o C > 12(0,21)=2.52 menit Pemanasan pada suhu 100 o C 1/LR 100C x2.52min= 1/ x 2.52=324.7 min (5.4 jam) Pemanasan pada suhu 129 o C 1/LR 129C x 2.52 min = 1/6,166 x 2.52=0.408 min (24.5 detik) Pemanasan pada suhu 50 o C 1/LR 50C x 2.52 min = 1/ x 2.52 = menit = bulan????!!!! Pada prakteknya : efek letal panas untuk sterilisasi, umumnya mulai dianggap nyata setelah T>90 o C Teixeira (1992) : no appreciable lethality at T < 210 o F(99 o C) suhu produk selama pemanasan tidak konstant. > T=f(t) Pemanasan produk dilakukan dalam retort pengalengan Pemanasan produk dilakukan dengan HE aseptik suhu produk diukur pada SHP/CP. 3

4 PERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASI 140 t, min T( o C) LR(z=10 o C) , , , , , , , F 0 = D o log N 0 N = t 0 (LR)dt Suhu (C) LR 1,2 0,8 0,6 0,4 0, waktu 0, Waktu Fo = luas area di bawah kurva hubungan antara LR dan t Fo = jumlah area trapesium Luas trapesium LR 1 + LR = Δt A = (12-8) = Heat Penetration test Pemanasan kaleng dalam retort Prosedur venting Come up time T R = f(t) (). 4

5 - Heat Penetration test Tipikal kurva penetrasi panas untuk makanan kaleng dan perubahan suhu retort (T R ) selama proses seterilisasi Suhu retort di set pada 250 o F T untuk mencapai T R : CUT PS-Ilmu CUTPangan ITP730 Teixera, Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng. - Heat Penetration test Tipikal data penetrasi panas : hubungan antara suhu produk (SHP) dan waktu pemanasan Teixera, Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.. 5

6 . 6

7 Teixera, Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng. Teixera, Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.. 7

8 2. Metoda Formula 1000 Persamaan perubahan suhu selama proses pemanasan : T - T R T i -T R ha - ρcpv t = e = e -kt T R -T p 100 T-T m T P -T R = = exp -(αt/l 2 ) T i -T m T i -T R 10 T R-T P = exp -(k)t T R -T i Log(T R -T P )=Log(T R -T i )- k (2,303) t 1 t Contoh : waktu suhu TR-T ,6 89, ,1 86, ,8 82, ,6 75, ,7 66, ,1 56, ,77 47,3 100 TR-T ( TR=115C) 40 75,9 39, ,9 32, ,8 26, ,8 21, ,8 17, ,2 13, ,6 11, ,4 9, ,1 7, ,2 6, ,2 58 5, ,9 5, ,6 4, ,1 3, ,4 3, ,7 3, ,2 2, waktu. 8

9 1000 Putar 180 o waktu TR-T (TR=115C) TR-T (TR=115C) waktu METODE FORMULA : Plot Data Penetrasi panas untuk suhu retort (Tr)= 250 o F. 9

10 Tipikal plot data penetrasi panas : pemanasan f h = waktu dalam menit yang dibutuhkan oleh kurva pemanasan untuk melewati 1 siklus log j Istilah/notasi pada proses termal : CUT B Pt f h j ji come up time; yaitu waktu dari mulai uap dinyalakan sampai retort mencapai suhu proses. waktu proses dalam menit jika suhu retort langsung mencapai it R > CUT = 0 waktu proses yang dihitung oleh operator retort (operator processing time), yaitu sama dengan B dikurangi 0.42 CUT (waktu proses dihitung sejak termometer menunjukkan suhu retort yang dikehendaki sampai mulai proses pendinginan) waktu dalam menit yang dibutuhkan kurva pemanasan untuk melewati satu siklus faktor lag waktu sebelum kurva pemanasan menjadi lurus, atau j = ji/i suhu awal semu diambil pada titik potong kurva pemanasan dengan waktu 0 menit yang sebenarnya (waktu 0 menit ini besarnya sama dengan 0.58 x CUT). 10

Istilah/notasi pada proses termal : g perbedaan suhu retort dengan produk di dalam kaleng pada akhir proses termal suhu retort yang di set dan dipertahankan pada saat proses termal T

menit pada suhu T R yang ekivaleng dengan 1 menit pada suhu 250 o F > F i = 10 (250-TR)/z U Waktu pada T R ekivalen dengan F 0 U = F i F 0 CONTOH Formula Ball : B = f h (log ji - log

11 Istilah/notasi pada proses termal : g perbedaan suhu retort dengan produk di dalam kaleng pada akhir proses termal suhu retort yang di set dan dipertahankan pada saat proses termal T R T i suhu awal produk I perbedaan suhu retort dengan suhu awal produk (T R -T i ) F 0 jumlah menit yang dibutuhkan untuk memusnahkan sejumlah bakteri pada suhu 250 o F F i jumlah menit pada suhu T R yang ekivaleng dengan 1 menit pada suhu 250 o F > F i = 10 (250-TR)/z U Waktu pada T R ekivalen dengan F 0 U = F i F 0 CONTOH Formula Ball : B = f h (log ji - log g) B = waktu proses (menit) jika suhuretort langsung mencapai T R (waktu proses jika CUT = 0) I =? = T R -T i = =100 o F ji =? = 135 o F fh =? = 51 menit g =? = lihat kurva!!!. 11

), dimana T pe = suhu di akhir proses Kita ingin menentukan waktu proses.

12 Penentuan nilai g??? g : unaccomplished temperature difference at the end of a specified heating time (T R -T Pe )di ), dimana T pe = suhu di akhir proses Kita ingin menentukan waktu proses. > tidak diketahui T pe g = f(d, Z, F 0, f h dan T R ) Secara perhitungan + empiris.. > nilai g telah ditabulasikan (Tabel + Diagram : hubungan fh/u dan log g, pada berbagai nilai z, jc) Penentuan nilai g???. 12

13 Penentuan nilai g??? Rangkuman Dari kurva penetrasi panas : - Tentukan f h - Buat garis vertikal di t=0.6 CUT - Tentukan ji (baca di sumbu kanan Y) - (hitung/tentukan j j = ji/i I = RT - IT. 13

14 Rangkuman Dari kurva penetrasi panas : Kasus 1 - Tentukan f h - Buat garis vertikal di t=0.6 CUT - Tentukan ji (baca di sumbu kanan Y) - (hitung/tentukan j j = ji/i I = RT - IT Menentukan nilai F o ; jika diketahui B...hitung log g = log ji (B/f h )....dengan diketahui log g cari f h /U....hitung F i = 10 (250-TR)/z F o = f h /[(f h /U)F i ] Rangkuman Dari kurva penetrasi panas : Kasus 2 - Tentukan f h - Buat garis vertikal di t=0.6 CUT - Tentukan ji (baca di sumbu kanan Y) - (hitung/tentukan j j = ji/i I = RT - IT Menentukan nilai B; jika dikehendaki nilai F o....hitung F i = 10 (250-TR)/z... hitung f h /U = f h /(F o *F i )....dengan diketahui f h /U cari log g B= f h (log ji log g). 14

15 KECUKUPAN PROSES PANAS DALAM SISTEM ASEPTIK Dipengaruhi oleh: Karakteristik fluida (Newtonian/non- Newtonian) Ada tidaknya particulate Karakteristik aliran fluida dalam pipa: Dimensi pipa (diameter, panjang pipa) Densitas fluida Viskositas it Kecepatan aliran fluida dalam pipa Pasteurisasi Kontinyu untuk produk cair sebelum dikemas 4 b 2 SUMBER UAP PANAS 5 A B 3 a SUMBER AIR DINGIN b 6 C 1 a Uap panas. 15

16 PROFIL LAJU ALIRAN SHP: COLDEST POINT NEWTONIAN? ALIRAN LAMINAR, Re < 2100 V max = 2v ALIRAN TURBULEN, Re < 4000 V max = F (Re) V Vmax = 0.036log (Re) Re > 10000, v V max ~

17 PROFIL LAJU ALIRAN SHP: COLDEST POINT Non-NEWTONIAN? dv τ = K dr Re n 2 n n D v ρ n 3 n G = 2 K 1+ 3n Generalized Re Untuk aliran laminar: v V V max = 1+ n 1 + 3n V max = 1+ 3 n 1+ n v FDA: Perhitungan Proses Termal; letalitas hanya didasarkan pada pemanasan pada Holding Tube Positive Displ. Pump Produk Mentah SSHE Sumber Uap Panas Holding Tube Produk Steril SSHE T ho Sumber Air Dingin. 17

18 LETALITAS F = 10 t min 250 T Z ho = T Z ho L 2 v T ho = L = Suhu pada Holding Tube (diukur pada outlet ) Panjang Holding Tube LETALITAS - ILUSTRASI 140 o C Waktu (detik) Diketahui: D = 1 menit Z = 10 o C Cek: Apakah kondisi sterisasi komersial telah tercapai? (Proses 12 D). 18

19 LETALITAS - ILUSTRASI t min F = T 10 Z ho 10 dt F = = dt = 12.9 menit Proses 12 D F o = 12 D F 0 = 12 menit Sterilisasi komersial telah tercapai KECUKUPAN PANAS? Bandingkan dengan target Ingat performance criteria Identifikasi titik kritis (next discussion) Buat scheduled process = SOP Kendalikan titik kritis (next discussion) Training operator Maintenance Perlu authorized person(s). 19

20 Thank You. 20

dokumen-dokumen yang mirip

Prinsip Kecukupan Proses Thermal

Prinsip Kecukupan Proses Thermal Prof., PhD Department of Food Science & Technology, and Southeast Asian Food & Agricultural Science & Technology (SEAFAST) Center, Bogor Agricultural University, BOGOR,