BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Ultra High Temperature merupakan pemanasan bahan pangan dengan temperatur di antara 135 C hingga 150 C selama 2 5 detik [1]. Proses sterilisasi UHT mampu membunuh spora bakteri yang ada pada susu. Menurut Westhoff, pemanasan UHT dilakukan dengan pengemasan secara aseptik sehingga setelah inkubasi kurang lebih selama 14 hari pada temperatur 30 ± 1 C, susu dapat terbebas dari mikroba pembusuk. Teknik UHT ditujukan untuk membunuh seluruh mikroba pathogen [2], dan menginaktifkan enzim fosfatase dan katalase yang menyebabkan susu membusuk atau rusak. Hal ini menyebabkan susu UHT mampu disimpan tanpa membusuk selama 6-10 bulan didalam kemasan meski tidak dimasukkan dalam mesin pendingin [3]. Teknik UHT pada susu dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu tahap pemanasan, penahanan, pendinginan dan pengepakan aseptik seperti tahapantahapan pada Gb Tahap pemanasan adalah tahapan utama dalam proses UHT karena pada tahap pemanasan terjadi proses pembunuhan bakteri dan mikroba pathogen. Hal ini dikarenakan mikroba pathogen yang merusak susu tidak mampu bertahan karena temperatur yang tinggi. Tanpa adanya tahap pemanasan, tujuan dari teknik ultra high temperature tidak dapat tercapai. Selanjutnya yaitu penahanan yang dilakukan untuk mematikan bakteri yang tahan temperatur tinggi. Setelah ditahan beberapa detik, susu langsung didinginkan hingga temperatur kamar. Pendinginan merupakan tahapan utama karena akan mencegah rusaknya kandungan susu akibat pemanasan yang terlalu lama [1].

2 Gambar 1.1 Proses Pembuatan Susu Ultra High Temperature Tahap pemanasan dan pendinginan pada UHT membutuhkan sebuah peralatan yang mampu memanaskan susu hingga temperatur 135 C dan mampu mendinginkan susu kembali ke temperatur kamar. Dalam memanaskan susu, terdapat 2 cara pemanasan yaitu direct heating (pemanasan langsung) dan indirect heating (pemanasan tidak langsung). Cara pemanasan yang paling aman untuk susu yang akan dikonsumsi manusia serta biaya produksi lebih murah yaitu jenis indirect heating. Hal ini dikarenakan direct heating akan menyebabkan adanya kontaminasi fluida pemanas dengan susu yang akan dipanaskan [4] Pemanasan tidak langsung dapat dilakukan dengan peralatan penukar panas jenis heat exchanger, karena kontruksi yang mudah diproduksi dan biaya produksi juga lebih kecil. Jenis heat exchanger yang biasa digunakan pada UHT yaitu jenis shell and tube tipe fix tubesheet heat exchanger. Hal ini dikarekan selain kontruksi yang mudah dan perpindahan panas yang terjadi cukup efektif, fix tubesheet heat exchanger sangat mudah dibersihkan sehingga susu yang dihasilkan tetap dalam keadaan bersih dan sisa terak dalam aliran fluida mudah dibersihkan [1]. Pada pemanasan susu UHT yang akan dirancang, digunakan minyak goreng sebagai fluida pemanas. Hal ini dikarenakan minyak goreng 2

3 memiliki titik didih yang tinggi dan sangat aman jika digunakan untuk pemanasan makanan. Sama halnya dengan pemanasan, proses pendiginan juga dilakukan dengan peralatan penukar panas yang memiliki cara kerja sama dengan peralatan pemanas. Jenis alat penukar panas yang digunakan sama dengan alat penukar panas pada proses pemanasan yaitu heat exchanger jenis fixed tubesheet heat exchanger. Perbedaannya hanya pada fluida pendingin yang digunakan, dimana pada pendinginan perpindahan panas terjadi dari susu ke fluida pendingin yaitu air. Karena selain aman untuk makanan, air memiliki perpindahan panas spesifik yang cukup tinggi sehingga akan mempermudah proses perpindahan panas [4]. Peralatan penukar panas jenis fix tubesheet heat exchanger untuk proses UHT yang tersedia dipasaran yaitu untuk kapasitas pabrik dengan ukuran yang sangat besar dan harga yang sangat mahal. Sehingga, untuk penghasil susu skala rumah tangga belum mampu memproduksi susu UHT. Akibatnya, banyak susu yang rusak akibat bakteri karena tidak melewati proses sterilisasi dan peternak susu mengalami kerugian [5] Pada tugas akhir ini dilakukan perhitungan dimensi, perencanaan proses pembuatan dan perencanaan anggaran biaya pembuatan alat pemanas dan pendingin sperti yang terlihat pada Gb. 1.1 untuk susu UHT skala rumah tangga dengan kapasitas susu UHT yang mampu diproduksi 25 liter/jam [5]. Angka ini berdasarkan jumlah rata-rata produksi susu sapi perah dari peternak sapi di daerah Sumatera Barat [5]. Hasil perencanaan akan digunakan sebagai acuan dalam pembuatan prototype alat pemanas dan pendingin untuk susu UHT yang bisa dicontoh dan dimanfaatkan peternak sapi untuk memproduksi susu Ultra High Temperature sehingga meningkatkan perekonomian peternakan sapi perah di Sumatera Barat. 1.2 Tujuan Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Menghitung dimensi komponen pemanas dan pendingin untuk pengawet susu jenis Ultra High Temperature (UHT) dengan kapasitas 25 liter/jam seperti terlihat pada Gb

4 2. Perencanaan proses pembuatan komponen pemanas dan pendingin untuk 3. Menghitung biaya produksi komponen pemanas dan pendingin untuk 4. Membuat gambar teknik rancangan komponen pemanas dan pendingin untuk 1.3 Manfaat Manfaat yang hendak dicapai dari perancangan ini adalah memberikan informasi dan pengetahuan bagi para peneliti dalam melakukan eksperimen lebih lanjut tentang perancangan dan pembuatan komponen pemanas dan pendingin untuk 1.4 Batasan Masalah Adapun batasan masalah dari pengerjaan tugas akhir ini adalah : 1. Perhitungan dimensi dan perencanaan yang dilakukan pada tugas akhir ini hanya untuk komponen pemanas dan komponen pendingin pada pengawet susu jenis Ultra High Temperature. 2. Tugas akhir ini tidak membahas mengenai rangkaian kontrol temperatur yang digunakan pada komponen pemanas dan komponen pendingin. 1.5 Sistematika Penulisan Bab I yaitu pendahuluan, menjelaskan mengenai latar belakang perancangan, tujuan perancangan, manfaat yang dapat diambil dari perancangan, batasan masalah dan sistematika penulisan. Bab II yaitu tinjauan pustaka, yang berisikan teori dasar Ultra High Temperature, Fixed tubesheet heat exchanger, dan menentukan dimensi Fixed tubesheet heat exchanger. Bab III yaitu metodologi berisi metode yang akan digunakan untuk menghitung dimensi dan perencanaan proses pembuatan komponen pemanas dan pendingin untuk pengawet susu jenis Ultra High Temperature (UHT) dengan kapasitas 25 liter/jam. Bab IV yaitu hasil dan pembahasan tugas akhir yang 4

5 berisikan spesifikasi dimensi hasil perhitungan, perencanaan proses pembuatan, perhitungan biaya proses pembuatan, dan gambar teknik rancangan komponen pemanas dan pendingin untuk pengawet susu jenis Ultra High Temperature (UHT) dengan kapasitas 25 liter/jam. Bab V yaitu penutup yang berisikan tentang kesimpulan dar proses perancangan yang telah dilakukan serta saran untuk perbaikan dalam pembuatan tugas akhir selanjutnya. 5