Prinsip-prinsip Proses Termal Prof., PhD Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fateta, IPB Director of Southeast Asian Food & Agricultural Science & Technology (SEAFAST) Center, Bogor Agricultural University, BOGOR, Indonesia Anggota Institute for Thermal Process Specialist (IFTPS)-USA potentially hazardous foods (PHF) high risk foods (HRF). 1
Potentially Hazardous Foods (PHF) (1962/US PHS) Any perishable food which h (i) consists in whole or in part of milk or milk products, eggs, meat, poultry, fish, shellfish, or (ii) other ingredients capable of supporting the rapid and progressive growth of infectious or toxigenic microorganisms. FDA 2001 can t easily define hazardous foods ~ The FDA s proposed new definition defines the acceptance criterion for a PHF as being less than a 1 log increase of a pathogen when the food is stored at 24 C (75 F) for a period of time that is 1.3 times the shelf life as determined by the manufacturer.. 2
Australian Food Standards Code 2002 Potentially hazardous foods are foods that meet both the criteria i below: they might contain the types of foodpoisoning bacteria that need to multiply to large numbers to cause food poisoning; and the food will allow the food-poisoning bacteria to multiply. The following foods are examples of potentially hazardous foods: raw and cooked meat (including poultry and game) or foods containing raw or cooked meat such as casseroles, curries and lasagne; smallgoods such as Strasbourg, ham and chicken loaf; dairy products, for example, milk, custard and dairy-based desserts such as cheesecakes and custard tarts; seafood (excluding live seafood) including seafood salad, patties, fish balls, stews containing seafood and fish stock;. 3
The following foods are examples of potentially hazardous foods: processed fruits and vegetables, for example salads and cut melons; cooked rice and pasta; foods containing eggs, beans, nuts or other protein-rich foods such as quiche, fresh pasta and soy bean products; and foods that contain these foods, for example sandwiches, rolls and cooked and uncooked pizza. Australian Food Standards Code 2002 Characteristics of potentially hazardous foods: 085 0.85 1 a w M H L M 0 4.5 10 ph 14. 4
Risk Management Tek Pengolahan 085 0.85 1 a w Pengasaman (ph controlled) ph-controlled foods LAFs Pengeringan, Penggaraman, dll (a w controlled) L a w -controlled Foods 0 4.5 10 ph 14 Risk Management Tek Pengolahan 085 0.85 1 a w Pengasaman (ph controlled) ph-controlled foods LAFs Pengeringan, Penggaraman, dll (a w controlled) 0 L a w -controlled Foods PEMANASAN 4.5 10 ph 14. 5
Risk Management Tek Pengolahan LAFs Kasus A Highly PHFs ph > 4.5 dan a w >0.85 Proses Panas Sterilisasi Komersial Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis) Awet pada suhu ruang (shelf stable) Tidak memerlukan refrigerasi Contoh : Sardine, tuna dalam kaleng, susu steril, dll LACFs Risk Management Tek Pengolahan LAFs Kasus B Highly PHFs ph > 4.5 dan a w >0.85 Proses Panas Pasteurisasi Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis) Hanya beberapa hari pada suhu refrigerasi Harus refrigerasi Contoh : Susu pasteurisasi, daging udang, kepeting, dan hasil laut lainnya. 6
Risk Management Tek Pengolahan LAFs Kasus C Highly PHFs ph > 4.5 dan a w <0.85 ph < 4.5 dan a w >0.85 Proses Panas Pasteurisasi Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis) Awet pada suhu refriferasi (shelf stable) Harus refrigerasi Contoh : Sari buah, sos tomat, dll Factors Influence the Heat Resistance of Microbial Species of microorganisms. Acidity or ph. Oxygen (some of the spores with high thermal resistance are anaerobic). Water activity Food composition. 7
Heat Resistance of Microbial Heat Resistance of Microbial. 8
Heat Resistance of Microbial D values of microorganisms of importance in heat processing Spores D 121.1 (min) B. stearothermophilus 4.0-5.0 C. thermosaccharolyticum 3.0-4.0 D. nigrificans 2.0-3.0 C. botulinum proteolytic 01-0.1 023 0.23 C. sporogenes 0.1-1.5 B. coagulans 0.01-0.1. 9
Heat Resistance of Microbial Perhatian thd KEAMANAN (SAFETY) Focus : Low Acid Canned Foods Low Acid Food : a food, other than alcoholic beverages, where any component of the food has a ph > 4.6 and a a w > 0.85. w. 10
Perhatian thd KEAMANAN (SAFETY) Focus : Low Acid Canned Foods Low Acid Canned Food : = ph > 4.6 Water Activity > 0.85 COMMERCIALLY Thermally processed STERILE Hermetically sealed container Non-refrigerated STERIL KOMERSIAL Standard Performansi (USFDA/USDA) : The product must be processed to achieve commercial sterility and the container in which the product is enclosed must be hermetically sealed so as to be airtight and to protect the contents of the container against the entry of microorganisms during and after processing.. 11
STERIL KOMERSIAL Standard Performansi (USFDA/USDA) : For a low-acid Produk that receives thermal or other sporicidal lethality processing, that processing must be validated to achieve : a probability of 10-9 that there are spores of C. botulinum in a container of the Produk that are capable of growing, or, a12log10 12-log10 reduction of C. botulinum, assuming an initial load of 1000 spores per container. STERIL KOMERSIAL Standard Performansi (USFDA/USDA) : C. botulinum D Bot,250F = 0.21 menit 12-log10 reduction C. botulinum F o = 2.52 menit. 12
STERIL KOMERSIAL Dalam prakteknya Beberapa nilai-f o pangan steril komersial di pasar UK Produk Babyfoods Beans in tomato sauce Peas in brine Carrots Green beans in brine Celery Mushrooms in brine Mushrooms in butter Meats in gravy Sliced meat in gravy Ukuran Kalengs babyfood All Up to A2 A2 to A10 All Up to A2 A2 to A10 A2 A1 Up to A1 All Ovals F o values 3-5 4-6 6 6-8 3-4 4-6 6-8 3-4 8-10 6-8 12-15 10 Frequency KONDISI INDONESIA? Jumlah data terkumpul= 93 (dari 23 FCE) Kisaran : 1.9 < F o <148.4 UK 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 39 41 43 45 47 49 51 53 55 149 3 < F o < 15 Calculated F Value. 13
KONDISI INDONESIA? Pangan dgn proses panas minimal (minimally heat processed food) Dinyatakan dalam PU (F (z=16) 185 ) Dari 67 data : Nilai PU 23 < PU < 60 Umumnya berhub dgn keawetan Preq quency 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2) 25 30 35 40 45 50 55 60 Calculated PU-values KONDISI INDONESIA? Perlu dikembangkan mekanisme pendaftaran FCE di Indonesia?? Perlu dikembangkan mekanisme evaluasi untuk pemastian : i. good manufacturing practices? ii. Kinerja alat pengolahan/retort? iii. Kecukupan panas (nilai-f o o) )?. 14
KONDISI INDONESIA? Frequency 15 Indonesia? 14 13 12 11 10 Optimisi Mutu Penentuan T-t optimum Otomatisasi ti i pengendalian suhu? Pelatihan Operator Berlebihan? 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 39 41 43 45 47 49 51 53 55 149 7 < F o < 19 Calculated F Value Materi 1-b Prinsip-prinsip Pengoperasian Retort Prof., PhD Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fateta, IPB Director of fsoutheast tai Asian Food d&a Agricultural lsi Science & Technology (SEAFAST) Center, Bogor Agricultural University, BOGOR, Indonesia Anggota Institute for Thermal Process Specialist (IFTPS)-USA PS-Ilmu BBIA Pangan ITP730 Dept Bogor, Ilmu 23 dan Feb Teknologi 2011 Pangan Fateta-IPB. 15
Sterilisasi dalam wadah (In-container sterilisation) Produk Pengisi an Kaleng, botol, gelas, dll Sterilisasi (pemanasan) Produk steril dalam wadah 3 SYARAT PENGALENGAN PANGAN SUKSES : 1. Perlakuan pemanasan yang cukup : tercapainya sterilitas komersial 2. Wadah/kaleng tertutup secara hermetis lakukan prosedur pengisian dan penutupan kaleng dengan benar 3. Penanganan kaleng dengan baik : Sebelum, selama dan setelah pemanasan memastikan bahwa integritas sambungan dan penutupan tetap terjaga Selalu ada kemungkinan bahwa bakteri akan masuk kembali dan mencemari produk yang telah Disterilisasi integritas sambungan dan penutupan adalah faktor penting. 16
JENIS-JENIS RETORT : - Still retort (retort diam/statis) berdasarkan pada posisi geometeri : - vertical retort - horizontal retort berdasarkan pada proses : - retort dgn over pressure -agitating g retort - hydrostatic retort - crateless retort STILL RETORT Retort diam, tanpa pengaduk/tidak dapat berputar Kalen disusun dalam keranjang kemudian dimasukkan ke dalam retort Ada juga retort yang tidak dilengkapi dengan keranjang (kaleng dijatuhkan ke dalam air) Proses thermal dilakukan dengan uap bertekanan (untuk kaleng pada suhu 250 o F atau 121 o C dengan tekanan 15 psi Lama pemanasan tergantung pada jenis makanannya (cair, semi padat, padat) Setiap retort yang digunakan harus dalam kondisi bekerja baik Suplai uap harus cukup untuk mendapatkan suhu proses yang diinginkan Suplai air dingin bersih harus cukup untuk mendinginkan seluruh kaleng secara merata dalam waktu relatif singkat Harus ada ventilasi untuk membuang udara dari dalam retort Jenisnya dapat berupa retort vertikal atau horizontal. 17
STILL RETORT STILL RETORT Skema Umum Retort Vertikal. 18
STILL RETORT Skema Umum Retort Horisontal STILL RETORT Legend for Vertical and Horizontal Still Retorts A--Water line. B--Steam line. C--Temperature control. D--Overflow line. E 1 --Drain line. E 2 --Screens. F--Check valves. G--Line from hot water storage. H--Suction line and manifold. I--Circulating pump. J--Petcocks Petcocks. K--Recirculating line. L--Steam distributor. M--Temperature-controller bulb. N--Thermometer. O--Water spreader. P--Safety valve. Q--Vent valve for steam processing. R--Pressure gage. S--Inlet air control. T--Pressure control. U--Air line. V--To pressure control instrument. W--To temperature control instrument. X--Wing nuts. Y<INF>1--Crate support. Y<INF>2--Crate guides. Z--Constant flow orifice valve. Z 1 --Constant flow orifice valve used during come-up. Z 2 --Constant flow orifice valve used during cook.. 19
STILL RETORT : PROSEDUR PENGOPERASIAN 1. Catat semua proses untuk seluruh produk 2. Beri tanda dengan jelas semua kaleng yang belum diproses 3. Beri tanda retort yang berisi kaleng yang belum diproses 4. Retort jangan ditutup dulu sebelum operator siap memulai proses 5. Buang kaleng-kaleng gyang tidak jelas statusnya 6. Bersihkan jalur exhausting dari kaleng yang berserakan setiap akhir operasi setiap hari 7. Lakukan penanganan yang cepat terhadap kaleng yang sudah diisi produk 8. Tempatkan kaleng di dalam retort sehingga penetrasi panas berlangsung cepat 9. Jika retort sudah terisi, tutup retort, kemudian cek semua bleeder terbuka lebar 10. Nyalakan uap, kemudian lakukan venting 11. Jika suhu proses sudah tercapai, mulai lakukan perhitungan waktu proses 12. Setelah proses berakhir, lakukan pendinginan STILL RETORT : PROSEDUR PENGOPERASIAN Critical : Killing step = retorting. 20
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 1. Catat semua proses untuk seluruh produk 2. Beri tanda dengan jelas semua kaleng yang belum diproses 3. Beri tanda retort yang berisi kaleng yang belum diproses 4. Retort jangan ditutup dulu sebelum operator siap memulai proses PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 5. Siapkan kaleng dengan megggunakan keranjang Keranjang Kaleng. 21
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 5. Siapkan kaleng dengan megggunakan keranjang risi Kaleng Keranjang ber PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 5. Siapkan kaleng dengan megggunakan keranjang Keranjang berisi Kaleng Kaleng disusun secara acak - jumble. 22
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 5. Siapkan kaleng dengan megggunakan keranjang Kaleng disusun secara teratur PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 5. Siapkan kaleng dengan megggunakan keranjang Kaleng disusun secara teratur. 23
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 5. Siapkan kaleng dengan megggunakan keranjang Kaleng disusun secara teratur PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 6. Keranjang berisi kaleng siap dimasukkan ke dalam retort. 24
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 6. Keranjang berisi kaleng siap dimasukkan ke dalam retort PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 6. Keranjang berisi kaleng siap dimasukkan ke dalam retort. 25
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 6. Keranjang berisi kaleng siap dimasukkan ke dalam retort PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 7. Keranjang berisi kaleng telah masuk ke dalam retort. 26
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 7. Keranjang berisi kaleng telah masuk ke dalam retort.. dan dikunci PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 8. Penutupan Retort. 27
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 8. Penutupan Retort PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 8. Penutupan Retort. 28
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT Setelah penutupan retort 9. Cek semua bleeder terbuka bebas, dan mulai libk buka kt katup uap PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 11. Lakukan venting. 29
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT MENGAPA VENTING : udara harus dibuang dari dalam retort? Pengujian proses termal suatu jenis makanan kaleng umumnya dilakukan dengan menggunakan uap murni bebas udara sebagai medium pemanas, dengan demikian, aplikasinya secara komersial diupayakan kondisinya sama Efisiensi udara sebagai medium pemanas lebih rendah daripada uap Udara yang terdapat t di sekitar kaleng dapat bertindak sebagai insulator yang memperlambat penetrasi panas PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT 13. Jika suhu proses sudah tercapai, mulai lakukan perhitungan waktu proses 14. Setelah proses berakhir, lakukan pendinginan. 30
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT Pendinginan (1) Untuk mencegah penggelembungan kaleng: Tekanan dipertahankan dan diturunkan secara perlahan Faktor-faktor yang mempengaruhi penggelembungan: - jenis produk - ukuran kaleng - suhu dan tekanan - jumlah air PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT Pendinginan (2) Umum: Untuk ukuran/diameter 401 diperlukan proses pendinginan bertekanan pada 240 o F (116 o C) atau lebih. Kaleng < 401 tidak perlu pressure cooling - Kecuali jika diproses pada T 250 o F (121 o C) Pendinginan telah selesai jika suhu = 100 o F(38 o C) Perendaman kaleng dalam air pendingin lebih direkomendasikan daripada penyemprotan. 31
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT pendinginan Water pipe spreader Sedang menyemprotkan air pendingin PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT pendinginan. 32
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT pendinginan PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT pendinginan. 33
PROSEDUR PENGOPERASIAN RETORT pendinginan PENDINGINAN LANJUT PENGERINGAN diangin-anginkan. 34
PENDINGINAN LANJUT PENGERINGAN diangin-anginkan PENDINGINAN LANJUT PENGERINGAN diangin-anginkan. 35
PELABELAN PELABELAN. 36
Instrumentasi erat kaitannya dengan sterilitas Sterilitas MAR / LAF : botulism?? Kesalahan pengukuran = fatal Misalnya Thermometer secara salah menunjukkan suhu proses 121 0 C Suhu yang sesungguhnya adalah 120 0 C, maka efek sterilisasi yang terjadi sebetulnya baru mencapai sekitar 80% dari yang diharapkan. (Lethal rate; LR pada suhu 121.1 o C adalah 1, sedangkan LR pada suhu 120 0 C adalah 0.776 untuk nilai Z=10 o C). Waktu proses yang terlalu cepat (karena kesalahan penunjuk waktu : menyebabkan berkurangnya sterilitas produk secara nyata.. 37
. 38
PENYEBAR UAP/steam spreader MENGAPA UDARA HARUS DIBUANG DARI DALAM RETORT? Pengujian proses termal suatu jenis makanan kaleng umumnya dilakukan dengan menggunakan uap murni bebas udara sebagai medium pemanas, dengan demikian, aplikasinya secara komersial diupayakan kondisinya sama Efisiensi udara sebagai medium pemanas lebih rendah daripada uap Udara yang terdapat di sekitar kaleng dapat bertindak sebagai insulator yang memperlambat penetrasi panas. 39
BLEEDER - membantu sirkulasi udara - membuang udara - harus selalu mengeluarkan uap selama proses - 1/16 inci untuk lubang termometer 1/18 inci untuk di retort : monitor uap - cek dan dicatat kondisinya setiap 15 menit -condensate bleeder pembuangan kondensat terdapat di bag bawah retort. BLEEDER bukan vent lubang pembuang udara yang masuk bersama-sama uap berfungsi membuat sirkulasi uap di dalam retort mengarahkan uap agar melewati bola termometer (suhu yang ditunjukkan oleh termometer adalah betul-betul suhu uap di dalam retort) dipasang pada semua termometer pada retort horizontal ada bleeder berjarak 30 cm dari setiap ujungnya pada retort vertikal bleeder ada satu bleeder yang dipasang berlawanan arah dengan lubang masuknya uap harus selalu terbuka dan mengeluarkan uap terus menerus secara bb bebas harus dipasang pada posisi yang mudah dilihat operator bisa juga dipasang dibawah retort untuk membuat air yang terkondensasi. 40
Bleeder PENDINGINAN Untuk mencegah penggelembungan kaleng: Tekanan dipertahankan dan diturunkan secara perlahan Faktor-faktor yang mempengaruhi penggelembungan: - jenis produk - ukuran kaleng - suhu dan tekanan - jumlah air Umum: Untuk ukuran/diameter 401 diperlukan proses pendinginan bertekanan pada 240 o F (116 o C) atau lebih. Kaleng < 401 tidak perlu pressure cooling - Kecuali jika diproses pada T 250 o F (121 o C) Pendinginan telah selesai jika suhu = 100 o F (38 o C) Perendaman kaleng dalam air pendingin lebih direkomendasikan daripada penyemprotan. 41
. 42
Thank You. 43