-- Pengeringan Beku PENGERINGAN BEKU. & Aplikasinya di Industri Pangan. Purwiyatno Hariyadi ITP

Pengeringan-Beku & Aplikasinya di Industri Pangan Purwiyatno Hariyadi

ITP 530 2009

PENGERINGAN BEKU

• Teknik pengawetan pangan Æ kuno Æ modern • Sangat populer

Purwiyatno Hariyadi [email protected]

Purwiyatno Hariyadi ([email protected])

-- Pengeringan Beku

1

PENGERINGAN

… contoh produk kering

Pineapple Purwiyatno Hariyadi [email protected]

PENGERINGAN


Jackfruit Purwiyatno Hariyadi [email protected]


-- Pengeringan Beku

2

PENGERINGAN


Mushroom Purwiyatno Hariyadi [email protected]

PENGERINGAN … kenapa mengawetkan?

Kenapa mengawetkan? • Menurunkan kadar air Æ menurunkan ketersediaan/aktivitas air 9 Menurunkan aktivitas mikroba 9 Menurunkan reaksi perubahan (stabil selama penyimpanan)



-- Pengeringan Beku

3

PENGERINGAN … kenapa mengawetkan? Aktivitas (kadar) air memegang peranan penting dalam menentukan keawetan pangan Zone I

Zone III

• Zone I Air terikat

Kadar Air

Zone II

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

• Zone II Monolayer • Zone III Air bebas

1.0

Water Activity Purwiyatno Hariyadi [email protected]

PENGERINGAN … kenapa mengawetkan? Aktivitas (kadar) air memegang peranan penting dalam menentukan keawetan pangan Zone I

Zone II

Zone III

Oksidasi lemak

0.0

0.1

0.2

ifi Akt 0.3

0.4

tas

0.5

Mo ld Ba Yea grow st ct er gr th o ia gr wth ow th

Reaksi nonenzimatis browning

im en z

0.6

Kadar Air

Reaksi hidrolisis

0.7

0.8

0.9

1.0

Water Activity Purwiyatno Hariyadi [email protected]


-- Pengeringan Beku

4

PENGERINGAN … kenapa mengawetkan? Aktivitas (kadar) air dan PH memegang peranan penting dalam menentukan keamanan pangan 1

aw

0.75

Produk dgn aw >0.75

Produk pangan yang biasanya rusak karena aktivitas mikrobiologi

Produk dgn aw < 0.75

Produk pangan yang biasanya rusak karena perubahan kimia & fisik

0


PENGERINGAN … kenapa mengawetkan? Aktivitas (kadar) air memegang peranan penting dalam menentukan keawetan pangan 1

0.75

aw

Produk Resikodgn aSedang w >0.75

Resiko Keamanan Pangan Tinggi

Resikodgn Produk Rendah aw < 0.75

Resiko Sedang

pH

0 4.5

10

14 Purwiyatno Hariyadi [email protected]


-- Pengeringan Beku

5

PENGERINGAN … kenapa mengawetkan?


PENGERINGAN … kelemahan produk kering Pengaruh “negatif” yang terjadi pada produk kering • Protein • Penurunan daya cerna

• Vitamin • Kerusakan vitamin (terutama vitamnin larut air)

• Lemak • Berpotensi mengalami peningkatan ketengikan oksidatif

• Karbohidrat • Pencoklatan enzimatis dan/atau nonenzimatis. • Karmelisasi



-- Pengeringan Beku

6

PENGERINGAN … kelemahan produk kering Pengaruh “negatif” yang terjadi pada produk kering • Sifat Fisik • • • •

Penurunan mutu inderawi Terjadi pengkerutan permukaan “case hardening” Kesulitan rehidrasi


PENGERINGAN ,,, Teknik Pengeringan Metode Pengeringan pada Industri Pangan • • • • • • •

Cabinet drier Cabinet vacuum drier Concurrent flow drier Counter-current flow drier Fluidized-bed drier Spray drier Freeze drier



-- Pengeringan Beku

7

TEORI Tekanan (atm) mendidih cair gas

Diagram Fase Air

Suhu (oC) Purwiyatno Hariyadi [email protected]

TEORI Tekanan (atm)

membeku cair padat

Diagram Fase Air



-- Pengeringan Beku

8

TEORI Tekanan (atm)

padat

menyublim gas

Diagram Fase Air


TEORI Tekanan (atm) 1 atm Pengeringan biasa, Pada tek atmosfir, terjadi pd suhu tinggi (1 atm Æ 100oC)

PENGERINGAN


100oC Suhu (oC) (212oF)Purwiyatno Hariyadi [email protected]

-- Pengeringan Beku

9

TEORI Tekanan (atm) 1 atm ? Atm (<1atm) Pengeringan vacuum, (pd tek < atmosfir, terjadi pd suhu lbh renda

PENGERINGAN

? oC (<100oC)


TEORI cair (air)

Tekanan (atm) padat (es)

< PT

gas (uap air) PENGERINGAN BEKU

< TT



-- Pengeringan Beku

10

PENGERINGAN BEKU = Lyophilization KELEBIHAN • Produk kering • • • •

cost of shipping /transportasion popular bagi “boaters” dan “hikers” tanpa memerlukan referigerasi shipping and storage costs

• Tidak rentan terhadap kontaminasi - awet & aman • Produk porus • lebih higroskopis • mudah direhidrasi/mudah dilarutkan

• Struktur fisik bisa dipertahankan • Proses pengeringan pada suhu rendahÆ mampu mempertahankan warna, bentuk, tekstur, dan flavor Purwiyatno Hariyadi [email protected]

PENGERINGAN BEKU = Lyophilization KELEBIHAN lainnya • Convenient • Little effort needed to prepare • easy to do at home



-- Pengeringan Beku

11

Kriteria

Pengeringan Biasa/Vakum

Pengeringan Beku

Suhu Pengeringan

37-93oC

Dibawah titik beku

Mekanisme pengeringan

Penguapan (evaporasi)

Sublimasi

Laju pengeringan

Lambat dan tidak komplit

Cepat, dan lebih komplit

Tekanan

tekanan atmosfir – Vakuum (diatas Ptriple)

Tekanan vakuum (dibawah Ptriple)

Mutu Produk

Sering menghasilkan permukaan yang keriput, kurang porus, densitas tinggi, kurang mudah dibasahkan (disegarkan) kembali, warna kegelapan, mutu flavor, nilai gizi berkurang

Tidak menyebabkan permukaan yang keriput, lebih porus, densitas lebh rendah, Mudah disegarkan kembali, Warna normal, Mutu flavor dan nilai gizi lebih dapat dipertahankan normal

Biaya

Lebih murah

Lebih mahal

Kegunaan umum

Untuk pengeringan umum, cocok untuk sayur-sayuran dan biji-bijian, Kurang/tidak cocok untuk daging dan produk daging

Untuk produk dengan nilai ekonomi cukup tinggi, mikroenkapsulasi, produk instant, cocok untuk daging dan produk daging Purwiyatno Hariyadi [email protected]

PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk

Instant Coffee Purwiyatno Hariyadi [email protected]


-- Pengeringan Beku

12

PENGERINGAN BEKU

… mampu lebih mempertahankan struktur fisik

air

Ruang kosong/ prorous

es Sublimasi

Bekukan

Produk Segar

Produk Kering-Beku

Produk Beku


PENGERINGAN BEKU

… mampu lebih mempertahankan struktur fisik sublimasi

Beku

Proses pengeringan/ Sublimasi (terjadi pada suhu dingin)

sublimasi

Beku Kering

Kering-beku



-- Pengeringan Beku

13

PENGERINGAN BEKU

… pengeringan biasa umumnya akan menyebabkan pengerutan/case hardening

sublimasi

basah

Proses pengeringan/ evaporasi (terjadi pada suhu panas/tinggi)

uap air

Basah Difusi air dan uap air


PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk Tomato Soup

Sebelum direhidrasi

Sesudah direhidrasi Purwiyatno Hariyadi [email protected]


-- Pengeringan Beku

14

PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk MIXED VEGETABLES WITH PASTA

Mixes Sesudah direhidrasi

Sebelum direhidrasi


Basic elements of a freeze-drying system

PENGERINGAN BEKU … prinsip peralatan



-- Pengeringan Beku

15






-- Pengeringan Beku

16






-- Pengeringan Beku

17

PENGERINGAN BEKU … komponen2-nya Shelves

Condenser

Valve

Vacuum Pump

Temp control


PENGERINGAN BEKU … parameter proses Alpha-1 MP 1g in molded vial Freezing-->|<---------------Sublimation------------------>|<-------------Desorption 40

600 Shelf temp 500

0

400 0

5

10

15

20

25

Product temp

30

35

40

45

Prod temp 1

-20

Prod temp 2

300

Shelf Temperature Condenser Temp Vapor Pressure (mbar)

-40 Pressure

200

Pressure (mB or mT)

Temperature (C)

20

Pressure (mTorr)

-60

100 Vapor pressure

Condenser temp -80

0 Cycle time Purwiyatno Hariyadi [email protected]


-- Pengeringan Beku

18

PENGERINGAN BEKU … tahap freezing Profile suhu produk pd proses pembekuan


PENGERINGAN BEKU … tahap freezing

Slow freezing (~ – 40oC)

quick freezing (~ – 40oC) Purwiyatno Hariyadi [email protected]


-- Pengeringan Beku

19

PENGERINGAN BEKU … tahap freezing Proses pembekuan cepat • Quick freezing, laju pergerakan permukaan beku sekitar 0.5-3 cm/jam • Air Blast Freezer dan Plate Freezer . • Rapid freezing, laju pergerakan permukaan beku sekitar 5-10 cm/jam •

Fluidized bed Freezer

• Ultra rapid freezing, laju pergerakan permukaan beku sekitar 10-100 cm/jam • pembeku kriogenik/Immersion Freezer


PENGERINGAN BEKU Industri

… potensi aplikasi lainnya

Produk

Food Processing

Vegetables, meat and fish for instant meals. Fruits for breakfast cereals, juices. Fruit and vegetables for flavourings.

Dairy Industry

High value proteins such as Lactoferrin for baby foods. Other proteins and enzymes for probiotics and starters.

Nutraceuticals

Aloe Vera, Echinacea, Mussels, Shark Cartilage.

Starters and Cultures

For use in cheeses, yoghurts, meats and probiotics.

Pharmaceutical

Proteins, enzymes and hormones with medicinal qualities. Drying of deer velvet.

Disaster Recovery

Books and documents water damaged from flooding. Water-logged artifacts such as shipwreck components for museums.

Research

Viruses and bacteria for storage during research process. Purwiyatno Hariyadi [email protected]


-- Pengeringan Beku

20

PENGERINGAN BEKU … potensi aplikasi


PRODUK PANGAN BEKU sebagai PANGAN DARURAT (EMERGENCY FOODS)

http://beprepared.com/ Purwiyatno Hariyadi [email protected]


-- Pengeringan Beku

21

PRODUK PANGAN BEKU … ideas

• high value functional food/ingredients • high value enzyme • high value starter culture • highly convenient foods : Æ self heating convenient foods


PRODUK PANGAN BEKU … ideas

• Increasing consumption of convenience food/ meals • Consumers are becoming increasingly health-conscious • Increasing demand for more healthy, home-cooked food • However, packed home-cooked meals are cold and unappetising by the time they are eate • Heat containers are heavy and inconvenient to carry around



-- Pengeringan Beku

22

-- Pengeringan Beku PENGERINGAN BEKU. & Aplikasinya di Industri Pangan. Purwiyatno Hariyadi ITP

Recommend Documents