No.' Klass ...~. : .'?'?No. 'nduk ..\~~J~~. Tal .\~(?'Ia~!~ Hodiah l.D.-l:. Dart ~~;~"
~)j~Ru"
•• _ • • • • • • • • • • • • • • • • 1 • • "
" " , . . .• to!.' I
UNIT PROSES .. DALAM SINTESIS PANGAN . Oleh:
Prof. Dr. Ir. Ign. Suharto, APU
UNPAR
14>1411 iJcH.. . D?.. SL\\-\ u
11-10710::. - 12--1 ~8"': rl s t P
11/0;,f,zDI (0
Tahun 2015
Olch : Prof.Ddr Hak Cipta @ 2015 pada pcnulis Editor : Melania Atzmarnani, S.T, M.T. Dcsain Coycr : Edi J\yudi, S.T. Hak Cipta dilindungi undang-undang. Di larang Il1Cl11 perba nyak ala II I11CI11 inelah ka 11 scbagia n ala 1I scluruh isi bllku ini dalam bcntuk apapun, baik secara elektronis maupun l11ekanis, termasuk Illernfotokopi, Illerekam atau dengan sistcm penyimpanan lainnya, tanpa izin tcrtulis dari Penlliis. Perpustakaan Nasional: Katalog dalam Terbitan (KDT)
Suharto, Ignatius Unit Proses dalam Sinthesis Pangan Penerbit: UNPAR PRESS xxxix + 520 halaman ISBN: 978-602-71964-8-3 I. Unit Proses dalam Sintcsis Pangan II. Judlll IlI.lgn. SlIharto
11l
Jumlah penduduk di Indonesia semakin bertambah padahal lahan tanaman pangan konstan oleh sebab itu marilah dilihat mas a depan ilmu teknik/teknologi pangan menuju ketahanan pangan gun a memenuhi salah satu kebutuhan dasar manusia bangsa Indonesia. Inovasi transfer teknologi dari skala laboratorium ke skala industri pada gilirannya akan memberi kontribusi kualitas produk pangan. Jika lahan tanaman pangan konstan, maka salah satu upaya ialah mengembangkan dan memanfaatkan pendekatan bioteknologi pangan. Sebagai contoh yaitu tanaman kedelai konvensional menghasilkan sekitar 1 ton kedelai per hektarnya, namun produksi kedelai dengan pendekatan bioteknologi pangan akan menghasilkan beratus-ratus kali produk kedelai per hektarnya. Dewasa ini sudah dikenal dan dikonsumsi kedelai impor dari USA adalah produk kedelai dengan pendekatan Genetically Modified Organism (GMO Soybean) dan di Indonesia kedelai impor ini sudah dimanfaatkan sebagai bahan baku kedelai untuk pembuatan susu kedelai, tahu atau tofu, tempe, dan produk olahan kedelai lainnya. Inilah salah satu masa
seumur hidup. pandang dunia industri hendaknya diubah tentang (training) diganti dengan (learning) pengaJaran (teaching) diganti memfasilitasi sarana akademik kepada peserta didik. Kombinasi antma learning dan· teaching akan
Ilrnu (science) pengetahuan (knowledge) narnun pengetahuan (knowledge) belum tentu ilrnu (science).
Pertarna-tama tirnbul isu bahwa bahan baku pangan baik nabati maupun hewani sudah dikenal, dikembangkan, dan dimanfaatkan, namun bahan baku pangan tersebut belum sepenuhnya diproses dan dikembangkan menjadi produk pangan berkualitas. Hal ini karena pengembangan proses dan produk belum mengacu kepada konsep unit proses, unit operasi, kimia hijau (green chemistry) dan perekayasaan hijau (green engineering) belum sepenuhnya diterapkan dalam produksi pangan. Bahan baku pangan nabati dan pangan hewani diproses menjadi produk pangan setengah jadi ataupun produk pangan siap santap. Produk pangan setengah jadi misal tepung beras, tepung terigu, tepung singkong termodifikasi, rempah-rempah yang sudah
v digiling yang dapat digunakan sebagai bahan baku pangan untuk industri pangan selanjutnya. Konversi bahan baku pangan menjadi produk pangan diperlukan adanya unit proses yang mampu memproses secant sistematik dengan bantuan ilmu teknik/teknologi. Ilmu teknik/teknologi yang diperlukan diantaranya ialah kinetika kimia, hukum termodinamika, pencampuran dan emulsi, teknologi ekstrusi, teknologi pengenngan konvensional dan beku, aditif kimia, evaporasi, kristalisasi, ekstraksi padat-cair, clan iradiasi pangan guna memproses bahan baku pang an menjadi produk pangan berkualitas sesuai dengan stanclar nasional maupun internasional. Unit proses dalam sintesis pangan merupakan transformasi kimia yang mengkonversi bahan baku pangan menjadi produk pangan. Alat dan mesin yang digunakan berbasis pada bahan konstruksi stainless steel 304 dan 316 untuk memproses bahan baku pangan menjadi produk pangan siap santap. Laju reaksi kimia, kinetika, dan penerapan hukum termodinamika pada unit proses dalam sintesis pangan merupakan salah satu alat untuk proses pangan dan penetapan kedaluwarsa produk pangan. L~ju reaksi sintesis pangan digunakan pendekatan kinetika kimia termasuk pengaruh suhu, reaktan, dan biokatalisator/katalisator sehingga dapat diketahui berapa lama reaksi berlangsung. Salah satu contoh pengglJl1aan reaksi kimia dalam menetapkan waktu kedaluwarsa
VI
produk pangan baik berbasis pendekatan integrasi maupun pendekatan diferensial. Produk pangan berkualitas sesLlaJ standar, jika alat dan mesin pangan didesain, clikonstruksi, clan diterapkan berbasis bahan konstruksi stainless steel 304 dan 316 khusus untuk food grade yang memenuhi stan dar nasional dan internasional. Oleh karena itulah pemahaman unit operasi dalam produksi pangan menjadi sangat pcnting diterapkan dalam proses produksi pangan. Penulis buku unit proses dalam sintesis pangan ini yakin bahwa berbagai macam teknologi sangat dibutuhkan masa c1epan diantaranya adalah biotekn%gi modern, tekn%gi par/gan, tekl1ologi materia/ komposit. teknologi NANO yang didukung oleh feknolo,l!,i injhrmosi
sungguh mcrupakan revolusi tcknologi global yang sangat signi fikan dan potcnsi untuk dipelajari, dikcmbangkan, dimanJ~1atkan, dan dilakukan transfer teknologi ke dunia industri agar hidup manusia lebih nyaman, lebih sejahtera, berkualitas dan lebih sehat. Kesemua fenomena terse but akan l11cngubah pcrilaku dan gaya hidup umat manusia masa depan baik kchidupan sosial dan politik, kCC1manan, keselamatan, aspek komersial dan tarikan pasar tentang produk pangan, maupun aspek transfcr teknologi ke dunia usaha. Buku ini adalah salah satu ide dan gagasan awal guna mengetahui seberapa jauh isu bahwa Indonesia ingin swasembada pangan tanpa impor dari luar negeri.
Vll
Tujuan penulisan buku ini ialah: Memberikan pen genal an profil dan isu bahwa bahan baku pangan terdapat melimpah di Indonesia khususnya bahan baku pangan nabati dan hewani diproses menjadi produk pangan danjasa pelayanan. 2. Memberikan pengenalan tentang ilmu teknik/teknologi tentang unit prosesdalam sintesis pangan dan unit operasi pangan serta alat dan mesin pangan, pengawetan pangan, dan iradiasi pangan. 1.
Sasaran buku ini ialah tercapainya penguasaan ilmu tekniklteknologi unit proses dalam sintesis pangan bagi para pemegang kekuasaan, dosen dan mahasiswa jurusan ilmu tekniklteknologi maupun mahasiswa jurusan sosialekonomi dan politik serta, analisis inteligen komunitas, militer/kepolisian dan calon wirausaha baru.
Penerapan konsep green chemistry dan green engineering pada proses pangan guna menghindari penggunaan bahan beracun dan berbahaya misal penggunaan formalin dan zat warna nonfood grade padq jenis produk pangan tertentu yang mengakibatkan dampak kesehatan konsumen pangan.
VIll
tidak akan mcnimbulkan limbab, maka dalam desain konstruksi dan pcnggunaan alai dan mesin pangan ib mempertimbangkan mam\jcmcn lingkungan hidup. Pcncrapan konsep greeJ1 chemist!'v dan green engineering pada pengembangan proses dan produk pangan merupakan salah satu kOl1iribusi Indonesia menuju swasembada pangan. Pada tahap bcrikutnya diperlukcln pcngcnaian, pengembangan, pcrekayasaan, rancang bangun, transfcr teknologi vertikal, sehingga tumbuh komitmcn menuju industri pangan berkelanjutan dengan kepcdulian (corporate social terhaclap sosial masyarakat responsibility) semakin dirasakan manfaatnya oleh semua pencluduk. Aclanya bahan baku pangan nabati clan pangan hewani, teknik/teknologi, sumber daya manusia cendekia dan professional, produk pangan sesuai dengan keinginan pasar, peluang pemasaran procluk pangan dan jasa pclayanan ilmiah, undang-undang dan peraturan pemerintah diperlukan guna membangun industri pangan berkclanjutan tanpa limbah. Pertumbuhan ckonomi nasional sangat dipengaruhi o1eh salah satu diantaranya perkembangan industri pangan. Pcrkembangan industri pangan clipcngaruhi oleh komplcksnya perubahan ilmu teknik/tcknologi, rcaksi kimia yang sangat kompleks, unit proses dalam sintesis pangan. Semakin kompleks reaksi kimia dan proses pangan dalam lndustri pangan, maka semakin dituntut keselamatan (sofi!ry) dan kcamanan kcrja yang tinggi
IX
bagi operatornya dan keamanan pangan (fiJod safety) bagi konsumen dan dampak lingkungan hidup.
Pada pembahasan buku ini terdiri atas beberapa bab:
x
Semoga buku ini memberikan infonnasi ilmiah untuk dipahami, dikembangkan, dan dimanfaatkan guna memberi kontribusi kepada semua pihak untuk memulai, mengembangkan, memanfaatkan sumber bahan baku pangan sebagai bahan baku industri pangan tanpa limbah menjadi produk pangan berkualitas. Semoga karya tulis ilmiah buku ini berguna, bennanfaat, dan berharga bagi mencerdaskan anak bangsa Indonesia sekarang dan selama-lamanya. Apapun kritik yang membangun demi perbaikan buku ini, kami terima dengan senang hati. Terima kasih dan Tuhan Selalu Beserta Kita. Amin. Bandung, 28 Februari 2015 Penulis,
rI Unit proses dalam sintesis pangan
Pengantar ................................................................ III Daftar isi .............................. ................... ................. Xl Daftar Gambar ........................................... .... .......... xxxi Daftar Tabel ............................................................. xxxix
toAB I : PENGENALAN UNIT PROSES DALAM SINTESIS PANGAN.................... Pengantar ................................................................. Kinetika reaksi kimia untuk penetapan kedaluwarsa produk pangan ...................... ....... Orde pertama untuk reaksi kimia ............................ Orde kedua untuk reaksi kimia ................................ Orde kedua untuk reaksi kimia A + B -7 C + D ..... Reaksi kimia orde tiga ............................................. Reaksi kimia orde nol ............ .................................. Reaksi kimia orde umum ......................................... Pengaruh suhu dalam sintesis pangan ...................... Sumber bahan pangan .............................................. Sumber bahan pangan nabati.................................... Pangan hewani ....... ... ................................. ... ........... Konsumsi pangan .................................................... Sumber daya manusia............................................... Teknologi tepat guna.................... .......... ..................
" 1 1 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 8 8 8 9
Daftar isi
Kealnanan pangan ................................................... Penjelasan gambar I-I.............................................. Model ketahanan pangan ......................................... Interaksi teknologi, kesehatan, dan produk pangan Interaksi antara universitas dengan dunia industri..
10 12 16 21 23
Pengantar pencampuran .......................................... Proses pencampuran bahan pangan ......................... Karakteristik kualitas peneampuran ........................ Desain tangki pencampur berpengaduk .................. Penggunaan alat dan mesin pencampur dalam proses pangan ................................................... Pencampuran dan pembentukan adonan dengan kekentalan tinggi ...................... ............ ............ Alat pencampur untuk adonan pangan .................... Karakteristik kualitas pencampuran ........................ Alat pencampur adonan pangan .............................. Pan mixer ............................................................... Horizontal mixer ...................................................... Campuran cair dengan cair ...................................... Cairan dengan kekentalanrendah kurang dari 50.000 Cp ......................................................... Rumus waktu pencampuran P = fa ......................... Jenis alat pencampuran ............................................ Tekanan tangki pencampur ...................................... Penetapan tebal tangki pencampur ................ .......... Perhitungan ukuran impeller ................................... Alat homogenizer ....... ............ ........ ....... .... ...... ........
25 26 26
27 28 28 29 32 32 32 33 33 33 34 35 37 37 39 40
Unit proses dalam sintesis pangan
XIII
Alat pencampuran ................................................... Jenis alat pencampur (mixer) ................................... Campuran cairan dengan kekentalan tinggi dan pasta ............................................................... Pencampuran gas dan cairan ..... .... ............. ............. Jenis alat untuk campuran padat dengan padat ....... Open ribbon mixer ..................................... ............. Vertical screw mixer ........................ ........................ Alat pencampur thumbler mixer ............... ~...............
45 45 48
Pengantar emulsi ..................................................... Batasan emulsi ... ............ ................ ........ ...... ............ Larutan koloid ... ............................ .................. ........ Surfaktan ........ ............. .............. ............... .... ........... Stabilizer dan pengental ............................ ............... Stabilitas .................................................................. Emulsifikasi ............................................................. Tahap emulsifikasi .................................................. Emulsi bahan pangan cair ....................................... Langkah-langkah produksi emulsi ........... ........ ....... Jenis impeller pada pencampuran ............................ Campuran dengan impeller kecepatan rendah ......... Campuran dengan impeller kecepaatan sedang ....... Campuran dengan impeller kecepatan tinggi ........... Kestabilan emulsi .................................................... Bahan aditif emulsi ........ ............... .................. ......... emulsi dalam mayonnaise .............. .............
53 53 56 56 56 57 57 57 58 59 59 59 60 60 62 62 63
",,"';LUVU
41 42
49
50 51
XIV
Daftar isi
Sed tween polyoxyethylene turunan sorbitan ester... lIukun1 stoke ........................................................... fJekstrin .... ... ...... ........... .......................... .... ... .......... Pengecilan ukuran tetes-tetes fase dispersi .. ........... Jenis alat pengecilan ukuran titik-titik dispersi ....... Homogenizer bertekanan ............... ...... .................... Colloid mills .... ........ ........ ....... ................. ................ Ultrasonic homogenizers ............... .............. ............ Alat pencampur kecepatan rendah .......................... Alat pencampur kecepatan medium ........................ Dispersi padatan dalam cairan ................................. Scale up alat pencampur ............................... ...........
64 64 65 66 66 66 67 67 67 67 68 70
Pengantar bahan makanan campuran .......... ............ Proses ekstrusi untuk bahan makanan campuran.... Batasan esktrusi ....................................................... Tujuan proses ekstrusi bahan makanan campuran.. Tujuan produk bahan makanan campuran berbasis pangan nabati ................................................... Manfaat dan keuntungan ekstrusi ............................ Bahan baku untuk proses ekstrusi ........................... Pembuatan asam amino lysine ................................. Contoh komposisi kimia tempe.... ................ ........... Asam amino methionine .......................................... Protein nabati ........................................................... kedelai .....................................
73 73 73 74 75 76 76 77 78 78 79 80 81
Unit
dalam sintcsis
xv
program linear ...................... ... ................. ........ Contoh 1 tentang soal program linear metode grafik Jawaban ................................................................... C011toh 2 tentang soal program linear l11etode grafik Javvaban ................................................................... Contoh 3 soal minuman ringan .......... ...... ............... Jawaban ................................................................... Alasan sumber protein dari kedelai ........... .. ........... Kecukupan kalori dan protein ................. :............... Bahan baku untuk bahan makanan campuran ......... Keuntungan proses ekstrusi ................... ,............... ,. Alat dan mesin ekstrudcr ......................................... Alat ckstrudcr berdasarkan metode opcrasi ..... ....... Ekstrudcr suhu tinggi waktu singkat (Iligh
81 82 83 86 86 87 88 iN 90 90 91 92 93
Temperature c,>'hort Time IlIST extrusion) ..... Ekstruder dingin (cold extrusion) ............ ,...............
93 94 94 94
Alat ekstruder menu rut jenis konslruksi ....... ........... Ekstruder uljr tunggal (single screw eXfruder) ........ Ekstruder ulir ganda/kcmbar (twin-screw extruder) [·:kstruder pasta .... ............ ............. ................. .......... Ekstruder tckanan tinggi .. .............................. .......... Ekstruder tipe luw shear cooking .............. .............. Ekstruder collef ....................................................... High shear cooking extruder ...................... .............
Jcnis ulir ......... .............. ................................ ... ........ Penyusunan formula bahan makanan campuran ..... Persiapan bahan baku untuk unit proses ckstrusi ..... Persiapan bahan baku tepung .................................. Persiapan bahan baku kedelai bebas kulit ari .......... Energi untuk penggilingan ...................................... Hukum Rittinger ................................................... ".
94
95 95 95 96 96 97 98 98 98 99 101 10 1 101
Daftar isi
I-Iukun1 Bond ...................................... ......... ............ 'fipe pola Inakan ...................................................... Pola menu makanan keluarga .................................. Norma kecukupan gizi ............................................ Regional.................................................................. Nasional ................................................................... Analisis komposisi kimia bahan baku ..................... Tepung tempe sebagai bahan baku bahan makanan campuran ...................................... ;.................... Proses pembuatan protein kedelai rendah lemak .... Proses pembuatan tepung tempe ...... ........ ....... ........ Proses pembuatan protein pekatan kedelai .............. Penyusunan formula bahan makanan eampuran ..... Unsm dasar kecukupan gizi .................................... Pendampingan usaha kecil dan menengah .............. Penelitian skala laboratorium ..... .......... ................... Unit proses sintesis karbohidrat, protein, dan lemak Sumber karbohidrat .............. ............ ........ ......... ...... Sumber protein nabati ........ .............. .............. ......... Fungsi protein .......................................................... Protein memiliki 21 asam amino ............................. Lipid, lemak, dan steroid .................................... ..... Asam lemak ............................................................. Asam lemakjenuh ................................................... Titik Iebm asam lemak ............................................
102 102 103 104 105 105 105
Pengantar proses non fermentasi ............................. Unit proses dalam sintesis pangan non fermentasi..
126 127
106 107 108 108 110 111 113 114 114 115 116 119 119 122 123 124 125
i""
Unit
dalalll sintcsis
Jenis produk pangan non fermentasi ...................... 'rujuan proses non fermentasi ................................. Proses dan pengel11bangan produk kedelai .............. Pengantar pengel11bangan proses dan produk kedelai .............................................................. Manl~lat kedelai ............. .................................. ........ Manf~tat minyak kedelai .... ................. .............. ....... Mantaat daging kedelai untuk pangan .............. ...... Manfaat kedelai utuh ............................................... Manfaat tepung kedelai rendah lemak .................... Manlaat kedelai goreng tanpa minyak ....... ...... ....... Mani~lat tepung kedelai ........................................... Olahan kedelai .... ......................................... ............ Tujuan olahan kedelai ............................................. Pengantar proses dan produk olahan kedelai .......... Transfer teknologi vertikal ...................................... Turunan olahan kedelai dengan produk tempe 111urnl ................................................................. Manf~lat produk turunan tempe murni ..................... SNI dan Standard International tempe ................... Proses pembuatan tepung tempe ............................. Pengirisan tempe segar ............................................ Blanching ............................ .................................... Pengeringan ............................................................. Penggilingan clan pengayakan ........................... ...... Pengemasan tepung tempe ...................................... Proses tqfzl atau tahu ....... ....... ..... ........... ....... ........... Pelecet/pengupasan dan pengecilan kedelai ............ kulit ari kedelai dari daging kedelai ...... susu kedelai clari kedelai bebas kul it ari susu keclelai ..................................... "..... susu kedelai ............. ................ ...........
XVII
128 131 131 131 132 132 133 133 133 134 134 134 136 136 138 138 139 139 140 140 141 141 143 144 144 145 146 148 ] 49 150
XVIII
Dallal'isi
Proses pembuatan tahu atau /(~fi.! ............................. Jenis koagulan tahu at au to/i! .................................. Kalsium sulfat atau CaS04.2I-hO ........................... Kalsium klOl'ida atau CaCb .................................... Magnesium sulfat, atau MgS04.7IhO,.................... Magnesium chloride, MgCb.6IhO ........................ Glucono-delta-lactone (C()I 10(6) .......................... Penetapan dosis GOL .............................................. Proses koagulasi dalam tahu atau to/i! .:................... Tofu atau tahu halus ................................................. Bahan pengawet aditiftahu atau to/i! ...................... Pembuatan keripik tempe ........................................ Proses non fermentasi protein rendah lemak ........... Proses non fermentasi protein pekatan kedelai ....... Proses non fermentasi protein isolat tepung tempe. Jenis kadar protein produk kedelai protein ............. Proses non fermentasi susu sapi .............................. Pemeriksaan/lavour ................................................ Analisis mikrobiologi .... ........... ............... ................ Pra-processing ......................................................... Proses Ultra High Temperature (UI-IT) .................. Proses non fermentasi sari buah jambu mete .......... Proses non fermentasi sari buah asam tangerine .... Proses non fermentasi tepung pisang ...................... Proses non fermentasi mangga ..................... ........... Proses non fermentasi tepung kacang hijau ............ Proses non fermentasi flavour daun pandan ............ Proses non fermentasi kunyit (cureumin) .. .............. Proses non fermentasi pasta tomat .......................... Pengering kabutan untuk bahan makanan campuran Proses non fermentasi mie ikan ............................... Proses non fermentasi ikan laut................................
150 151 151 151 152 152 152 153 153 154 155 157 158 158 159 160' 160 161 161 161 162 162 163 163 163 163 164 164 164 164 165 165
Unit proses dalam sintesis pangan
Pengantar ................................................................ Mikroba pangan ....................................................... Fermentasi pangan ................................................... Proses fermentasi tempe .......................................... Pengantar fermentasi tempe .................................... Perendaman dan faktor kegagalan fermentasi tempe Kegagalan fermentasi tempe ................................... Perebusan kedelai hasil rendaman ........................... Pendinginan dan penirisan ...................................... Inokulasi kedelai dengan ragi tempe Rhizopus sp.... Jenis pengemasan tempe beragi .............................. Kemasan plastik ...................................................... Kemasan daun pisang .............................................. Kemasan kantong plastik bentuk silinder panjang 2 meter .............................................................. Inkubasi kedelai beragi dalam berbagai kemasan .... Panen produk tempe ........... ..................................... Proses fermentasi nata de soya .. ............................. Nata de coco dari air kelapa .................................... Yoghurt susu kedelai ............................................... Produk fermentasi karoten ...................................... Produk fermentasi enzim ......................................... Produk fermentasi asam asetat (vinegar) ................ Produk fermentasi asam sitrat ...... ........................... Produk fermentasi sirup fruktosa ............................ f:roduk asam glukonik ............................................. p,roduk asam laktat .................................................. protein sel tunggal (single cell protein) ...... ikan ...............................................................
XIX
168 169 170 173 173 173 173 174 175 175 176 176 177 177 178 178 179 179 180 181 182 183 183 184 184 184 185 185
Pengantar psychromatic ......................................... . 192 Batasan-batasan ...................................................... . 1 195 Suhu titik embun ................................................... .. 1 1
Unit
dalam sintcsis
XXI
Tckanan uap parsial ................................................. 196 Volumc spcsifik .......................................... ...... ....... 197 Pcngcringan konvcnsional ....................................... 197 Batasan dan kadar air dalam pcngcringan ............... 201 Manfaat pcngcringan .............. ................ ................. 202 Siklus pcngcringan .............................. .............. ...... 203 Pcrsamaan pcrpindahan massa ................................ 207 Pcrsamaan pcrpinclahan panas................................. 207 Pcngcringan acliabatis ............................... ~.............. 209 Aliran udara panas vcrtikal mclalui pcrmukaan bahan pangan .................................................... 211 Pcngcringan non adiabatis .......................... ...... ....... 211 Metocle pengcringan bahan ..................................... 212 Alat pcngcring ungglln tetap ................................... 21 3 Alat pengering konvcyor .. ....................................... 213 Faktor-1'akto1' pengendal ian pcngcringan ................ 214 Suhu dan kclcmbaban rclatif pengeringan .............. 214 Keccpatan aliran udara ............................................ 215 Volume clan kecepatan aliran udara ........................ 216 Daur ulang udara panas ........................................... 216 Pcrpinclahan massa dan panas ................................. 217 Luas permukaan pangan .......................................... 217 217 Pra-pcrlakuan bahan pangan sebclum pengeringan Pengantar jenis alat pengering .................. ............... 218 Jenis alat pengcring untuk bahan pangan padat ...... 219 Alat pcngering untuk bah an pangan cair, pulpy....... 219 Metode pcngeringan bahan pangan ......................... 220 Alat pen gering surya ............................................... 220 Alat pengering fray atall kabinct .............. ............... 221 busa dcngan alat pcngering fray......... 223 '<.'>'.<'<''''') pcngcringan bUSH sari buah-buahan............... 224 (funnel c.hyer) ..................... .
Daftar isi
Alat pen gering truk .................................................. Alat pengering konveyor ......................................... Alat pengering putar (rotary dryer) ........................ Alat pen gering kabutan (spray dryer) ..................... Komponen alat pengeringan kabutan ...................... Manfaat alat pengering kabutan (spray drying) ...... Jenis alat pengering kabutan ................................... Alat pengering pneumatik .................................. ;.... Alat pengering drum ........................... ;.................... Alat pengering drum tunggal ................................... Alat pengering drum ganda ..................................... Contoh scale-up ...................................................... ·
231 232 234 236 23 7 238 238 240 241 242 232 244
Pengantar pengeringan beku (freeze drying)............ Perbedaan pengeringan konvensional dengan beku. Pengeringan beku (lyophilisation) .......................... Laju perpindahan panas ........................................... Perpindahan panas melalui lapisan beku ................. Perpindahan panas melalui lapisan bahan pangan kering ................................................................ Laju perpindahan panas oleh microwave ................ Laju perpindahan massa .......................................... Alat pengeringan beku (freeze drier) ...................... Alat pengering beku batch ...................................... Alat pengering beku kontinu ................ ........ ........... Alat pengering beku kontak .............. ........ .............. Alat pengering beku dipercepat ............................... Alat pengering beku radiasi .....................................
248 250 251 253 253
254 254 255 255 255 256 257 258 258
Unit
dalal1l sintesis
Alat microwave dan dielectric ...... ........................... Radiasi il?/i-ared ....................................................... Alat pCl11ckatan bcku (ji'eeze concentration) .......... PCl11ckatan 11 uida pangan ........................................ ManJ~lat pcmckatan bcku ........ ............ .................... Viskositas prod uk ................ ...... ............... ... ... ... ...... Chilling dan controlled atmo.sphere storage ............ Pcmbagian suhu pcnyimpanan ................................
XXIII
259 259 259 260 261 262 262 263
BAB IX: PEMBEKUAN PANGAN ....... 265 Pcngantar pCl11bckuan pangan ................................. Pcrlakuan pcmbckuan pangan ................................. Pcmilihan alat pcmbckuan ...................................... Syarat pcmilihan alat pcmbckuan ........................... Klasifikasi bcrbasis laju gcrakan cs ........................ Alat dan mctodc pcmbckuan dcngan udara dingin.. Pcmbckuan pada kamar dingin (chestfi'eezer) ....... Pcmbckuan dcngan pendingin cmbusan (hlasl fi-eezer) ............................................................. Pcmbckuan spiral (beltfi-eezer) ............................... Alatfluidizer bedfi-eezers ....................................... Alat pembekuan dengan cairan dingin .................... Pembekuan immersi ................................................ Pendingin pcrmukaan dingin ................................... Pembekuan dcngan pcndingin plat (plate/i'eezer)... Scraped-sUl:!c!cepeezer ........................................... cl)Jogenic ...................... .................... ...... dengan udara dingin ............................. parametcr terhadap kualitas pangan bcku ~y,,,~,,,,u pa11gan l)eku ..........................................
265 266 266 267 267 268 268 268 269 270
270 270 270 270 272 272 273 274
275
climbingjilm ................................ . Alat falling film evaporator ................................... .. Alat evaporator sirkulasi paksa .............................. . Alat evaporator ............................................... . Alat evaporator efek tunggal .................................. 292 Alai evaporator efek triple .................................... .. Evaporator effect triple dengan umpan dad belakang ........................................................... 294
1,:>t,::l.H",a;:,J. .............................................. .
Unit proses dalam sintesis pangan
xxv
Pengantar ekstraksi padat-cair.................................. Faktor-faktor ekstraksi ............................................ Ekstraksi dengan pelarut air .................................... Ekstraksi cara perendaman ...................................... Contoh ekstraksi cara perendaman .......................... Alat ekstraksi soxhlet dengan pelarut mudah menguap ........................................................... Scale up alat ekstraksi soxhlet ................................. Alat ekstraktor tangki tunggal ................................ Ekstraksi semi kontinu lawan arah .......................... Unit proses dalam ekstraksi soda kostik ................. Manfaat soda kostik untuk industri pangan .............
301 301 302 302 305 305 307 309 311 312 313
Pengantar pengawetan ............................................. 315 Batasan pengawetan ................ ................................ 316 Prinsip pengawetan bahan pangan ........................... 317 Mencegahmikroba pembusuk ................................ 318 pengawetan berbasis komoditi pangan ........ ........... 318 Pengawetan berbasis teknologi ............................... 319 Pengawetan bahan pang an dengan garam dapur dan asam ........................................................... 320 parameter terhadap pengawetan bahan pangan ............................................................. 320 ........................................................................ 320 IlCl31g,en .................................................................... 322 activity (a w).................................................... 322 antara 0,98 - 1.00 ....................................... 323
XXVI
DaCtar isi
Nilai all' antma 0,93 - 0,98 ..................................... .. Nilai all' anta1'a 0,85 .. 0,93 ..................................... .. Nilai all' antma 0,60 - 0,85 ..................................... .. Nilai (lw dihawah 0,60 ........................................... .. Pcnctapan nilai all' ................................................... . Nilai pH hahan pangan ............................................ Rcntang nilai pH pangan ......................................... Nutricn ...................................................................... Pengaruh kondisi lingkungan tcrhadap pcngawctan bahan pangan ................................................... . Garam dapur dan asam ............................................ Pengawetan sayur mayur olch aktivitas mikroba.... Pengaruh garam dapur terhadap pengawetan pangan .............................................................. Asam asetat dan asam laktat .................................... Pengawetan sayur mayur dengan NaCI ................... Pengawetan sayuran dengan fermentasi anaerobik.. Pengawetan dengan aditif gula................................. Pengawet asam organik dan garamnya ................... Asan1 sorbat ............................................................. Asam benzoat .......................................................... Sulfur dioksida, sulfit, bisulfit, metabisulfit ............ Asam propionat ....................................................... Asan1 asetat ............................................................. Etanol ...................................................................... Formaldehida ........................................................... Asap kayu ................................................................ Rempah-rempah ...................................................... Antibiotika ...................................................... ......... l-lalogen .............................................. ... .......... ........ Nitrat dan nitrit ........................................................ oxide ................................ .
3 326 327
329 330 33] 332 333 335 336 336 337 338 338 339 340 340 340 341 341 342 342 342
Unit
dalam sintesis
Ringkasan aditifpangan ......................................... . Aditif zat wama pang311 ........................................ .. Aditif pengawet pangan ......................................... . Aditif antioksidan pangan ...................................... . Aditif asam untuk menjaga pangan asam konstan .. Aditif gum untuk menjaga konslstensi pangan ....... emulsifiers pengental untuk mel~jaga konsistensi ......... .. Aditif/lavour ............................................. :............ .
XXVII
343 343 344 345 345 346 347 347 348
perlakuan pati untuk perbaikan roti ............ .. 349 Aditif anti kerak untuk meningkatkan aliran fluida pangan .............................................................. . 349 pelTIutih ............................................ . 349 Aditifpropellant untuk aerosol containers ........... .. 349 Aditif lain dan penolong proses ............................ .. 350 Bahan anti mikroba ................................................. . 351
Pengantar proses panas .......................................... .. Jv1etode pemakaian sumber panas ......................... .. ;~rc)ses blanching .................................................... . ,'JJ'~H"U.l kimia untuk blanching ............................... .. Perubahan blanching pada bahan pangan .............. . pH bahan pangan .......................................... .. termofilik 3 SoC sampai 55°C ........................ .. mesophilic lOoC sampai 40°C ....................... .. VSlvcn'rOl'JnIlll _5°C sampai 1,5°C .................. .. ...... 0
~.
0 ....
~
.....
~
0 ........ " . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " . . . . . . . . . 0 .... 0 . . . " . . . . . . . . . . . . . " . . . . . . . . . . . . . . ..
352 353 354 354 354 355 355 356 356 356
Daftar isi
Tujuan pasteurisasi .................................................. Pasteurisasi pada nilai pH lebih besar 4,5 ............... Pasteurisasi pada nilai pH ktu'ang dari 4,5 .............. Alat pasteurisasi ...................................................... Pengaruh pasteurisasi terhadap nilai gizi bahan pangan ............................................................. Metode pasteurisasi .................................................. Metode pasteurisasi batch ..................... .................. Metode pasteurisasi kontinu .................................... Sterilisasi ............................................................... Faktor-faktor sterilisasi ........................................... Nilai D .................................................................... Sterilisasi mikroba patogen ..................................... Faktor resistensi panas mikroba dan spora .............. Konsep decimal reduction ....................................... Contoh penerapan konsep D ................... ·.. ····· .. ··· .. · Evaluasi proses panas pada pangan rendah asam .... Nilai F proses .......................................................... Nilai Fo proses ........................................................ Lethal rate ............................................................. Mikroba yang tahan terhadap panas ......................... Sterilisasi media cair dengan teknologi membran....
357 357 358 359 361 361 361 362 362 363 364 364 364 365 366 367 367 367 367 368 369
Pengantar ............................................................. 370 Telur unggas ............................................................ 372 Pengantar telur ayam ............................................... 372 Kualitas telur ayam .................................................. 372 Uji kualitas telur'ayam dengan cahaya candling ..... 373
Unit
dalam sintesis
XXIX
Pengawetan telur dengan chilling ........................... Pengawetan telur dengan carafreezing dan pengenngan ...................................................... Pengawetan telur dengan pengeringan .................... Manfaat telur ayam .................................................. Daging ruminan ....................................................... Penyimpanan suhu dingin dan chilling daging sapi Chilling daging sapi ................................................ Pengasapan daging sapi ........................... ~............... Bahan baku ikan ...................................................... Chilling danfreezing ikan ....................................... Faktor yang mempengaruhi kerusakan ikan ............ Proses ikan ............................................................. Jenis produk ikan dan olahan ikan ..........................
374 375 375 376 376 376 378 378 379 380 381 383
Pengantar spektrum elektromagnetik ...................... Energi infra merah ................................................... Sinar X............................................................................ Ultraviolet iradiasi ................................................... Faktor yang mempengaruhi ultraviolet ................... Energi untuk radiasi ................................................ Pengaruh radiasi terhadap mikroba ......................... Dosis iradiasi ........................................................... Iradiasi sinar ultraviolet dalam industri pangan ...... """............. "". ionisasi......................................................... pangan dengan sinal' X........................ gan11na ............................................................ beta ............................................................. katode .............................................................
386 387 388 389 389 390 390 391 392 393 393 394 394 394
374
)
7 7
7 7 ~ ~
o
2 2
'2 '3
xxx
Daftar isi
----------------------------------------
Batasan-batasan ....................................................... Elektron volt dan gray ............................................ · lradiasi pangan ........................................................ Pengaruh radiasi terhadap mikroba .........................
395 395 396 397
:ar lSI
395 395 396 397
dalam sintesis
pangan ...... Model ketahanan pangan sebagai fungsi bahan baku processing dan distribusi, dan pemasaran produk pangan.............................. Gambar Interaksi antar perguruan tinggi, dunia industri pang an, dan teknologi pangan baru ................. Gambar 1. Pencampuran cair dengan cair dalam bioreaktor ......................... Gambar IJ-2. Tangki pencampur ........................... Gambar II-3 Struktur impeller .............................. Gambar II-4. Komponen kecepatan fluida ............ Gambar II-S. Alat pengaduk pedal........................ Gambar II-6. Tangki berpengaduk tanpa baffle .... Gambar II -7. Alat pengaduk propeller .................. Gambar II-8. Posisi pengaduk untuk pengaduk calran ........................................... Gambar II-9. Pengadukjangkar (anchor agitator) Gambar II-IO. Pola aliran air mancur panas (geysering) dimana power> Hp mixer........................ Gambar II-II. Tenaga ekspansi gas lebih besar dari tenaga untuk menggerakan pengadukan ................................. '","..uv," II -12. Dispersi intimate dari 1 sampai 3 kali ekspansi gas Hp..................
14
17
22 36 36 39 41 43 43 43 44 45
47
47 48 48
XXXII
Gambar II-IS. Gambar II-16. GambarIII-I. Gambar IIl-2.
Daftar isi
Vertical screw mixer ........................ Jenis thumbler mixer ........................ Jenis emulsi ...................................... Campuran dengan impeller kecepatan tinggi untuk kekentalan rendah ....................... Gambar 1II-3. Kolom ekstraksi lawan arah pada aliran kontinu .............................. gambcu' IlIA. Alat pencampur skalabesar dan skala kecil .................................... GambaI' Ill-5. S'cale-up alat pencampur (mixer) skala laboratorium ke pilot plant dan berakhir ke industri .......... ......... Gambar IV -1. Penyelesaian program linear metode grafik .............................. Gambar IV -2. Penambahan keterbatasan dengan penurunan daerah kelayakan........ GambaI' IV -3. Ekstruder tipe ulir tunggal ............... GambaI' IV -4. Meningkatnya diameter akar ........... GambaI' IV -5. Menurunnya pitch, dengan diameter....................................... GambaI' IV -6. Diameter akar ulir konstan .............. GambaI' IV -7. Diameter akar konstan, menurunnya ulir dalam harrel diikuti menurunnya diameter ...... GambaI' IV -8. Diameter akar konstan dan ulir ........ GambaI' IV -9. Penggiling tipe bola (ball mill) ........ GambaI' IV -10. Pengecilan dan pengupasanl pelecetan hasil kedelai dengan alat penggiling pi ring tunggal ..... Gambar IV -11. Basil konstruksi alat pcngecilan dan pelccct ari kcdelai cara basah
50 52 58
61 68 71
72 85 86 96 97 97 97
97 97 98
99 100
Unit
o
2 8
8
2
5 6 6 7
7 7
10
dalarn sintesis
CJambar IV -12. Masalah pengadaan pangan dari kuantitas menuju kualitas pangan berprotein tinggi berbasis protein nabati .............................. Gambar IV -13. Diagram alir proses ekstrusi bahan makanan campuran ..................... Gambar IV -15. 'Transfer teknologi vertikal bahan makanan campuran dari hasil penelitian skala laboratol'ium ke skala industri .......................... Gambar V -1. GambaI' kedelai dan tempe murni..... Gambar V -2. 'rangki SS 304 untuk blanching ...... GambaI' V -3. Alat pengering tray .......................... Gambar V -4. Tangki SS 304.j(Jod grade sebagai tangki perebus kedelai ...... ............. GambaI' V -5. Ihsil konstruksi alat pelecet atau pengupas dari SS 304 kedelai hasil rebusan cara basah ................ Gambar V -6. Alat dan mesin fluidisasi untuk pemisah kulit ari kedelai ............. Gambar V -7. Mesin penggiling kedelai be bas kulit ari stainless steel 304 menjadi (a) susu kedelai dan (b) susu kedelai sebagai bahan baku pembuatan tahu atau t(~fL! atau (c) susu kedelai untuk yoghurt ...... ... ... ...... ............ Mesin pengepress tabu dari baban konstruksi stainless steel menjadi cetakan tabu atau l~fit siap diiris .............................. Tahu siap iris untuk dijual dipasar
XXXIII
104 1 12
1 13 135 142 144 145
146 148
149
155
XXXIV
-----_.
Daftar isi
dan supermarket .......................... Gambar VI-I. Hasil konstruksi alat tray stainless steel berlubang untuk penirisan kedelai hasil sterilisasi/perebusan dan tray tanpa lubang untuk inokulasi ragi dengan kedelai yang baik dan benar ..................... Gambar Vl-2. Proses pembuatan na/(! de coco ....... Gambar VI-3. Alat pengaduk susu kedelai dengan susu skim ...................... Gambar VIA. Diagram alir pembuatan yoghurt dari susu kedelai ....................... Gambar VII-l. Jenis alat pengeringan .................... Gambar VII-2. Contoh letak suhu titik embun, suhu bola basah, dan suhu bola kering ................................ Gambar VII-3. Arah pemanasan dan pendinginan dalam peta psychromatic .......... Gambar VU-4. Model kurva pengeringan bahan pangan basah pada kondisi suhu dan kelembaban konstan ..... ...... Gambar VII-5. Perpindahan massa air dalam bahan pangan ke permukaan bahan pangan oleh gay a Van Der Waals ......................... Gambar VII-6. Aliran udara panas terhadap air dipermukaan bahan pangan menjadi bahan pangan kering ... Gambar VlI-7. Jenis aliran udara panas sejajar dengan permukaan bahan pangan pada pengeringan adiabatis ................................ .....
156
175 180 181 182 202
203 203
206
207
208
210
Unit
)
2. 2.
3 3
)7 )8
10
dalam sintesis
Gambar VII-8. Aliran udara panas tegak lurus dengan bahan pangan yang dikeringkan ............................... GambarVIl-9. Alat pcngcring konveyor dua tahap ................................... Gambar VII-lO.Alat pengering almari atau tray drier ................................... GambaI' VII-11.Alat pengcring kabinet dilengkapi dengan bahan isolasi panas ....... GambaI' VII -12. Pengering kabinet dengan (a) tampak depan dan (b) tampak samping ........ ................. GambaI' VII -13. Alat pengcring lorong (tunnel drier) dengan arah aliran udara panas dan bahan searah ....................... Gambar VIl-14. Alat pcngering lorong (tunnel drier) dengan arah aliran udara panas searah dengan bahan pangan yang dikeringkan ...................... GambaI' VII -15. Alat pengering lorong (tunnel drier) dengan arah udara panas berlawangan arah dengan bahan pangan dikeringkan ........ GambaI' VII -16. Alat pen gering lorong (tunnel drier) dengan aliran udara keluar terpusat ................................:.... VII-17.Alat pengering lorong (tunnel drier) dengan aliran udara berpotongan dengan truk ...... .......... ............... VII-18.Alat pengering truk dengan aliran melalui permukaan fray.. ........... VII-19.Alat pengering tray dengan daya
xxxv
21 1 214 223 225
226
228
228
229
229
230 231
XXXVI
DanaI' isi
dorong sirkulasi udara panas pada tray ............................. ·· .... · Gambar VII -20. Alat pcngcring kontinu dikngkapi dcngan truk bergerak melalui lorong ...... ...... Gambar V [] -21. Alat pcngcring konveyor dua tahap .................... ......... ...... GambaI' VIl-22. Pemanasan langsung pada pengcring putar ..... .... ....... ... ....... Gambal' VIl-23.Pcngering putar ("()fm~y dryer) ...... Gambar VIl-24.AJat pcngcring kabutan tipe aliran searah .............................. Gan1bar VII-25.Alat pengcring kabutan tipe aliran searah ........................................ GambaI' VIl-26.Alat pengering drum tunggal.......... GambaI' VI1-27.Alat pengering drum g
232
232 233 234 235 239 240 242 243
244 252 253 253 254 254 257
257
Unit
4 5 9
o 2
l4 )2
53 53
dalam sintcsis
GambaI' VIII-8. Alat pcngering beku dipcrcepat ..... Gambar VIJI-9. Alat pengering bcku radiasi............ Gambar VIlI-l O. Alat pemekatan bcku ................... Gambar IX-I. Alat pembekuan ban bCl:ialan .......... Gambar lX-2. Diagram platepeezer horizontal..... Gambar IX-3. Alat pcndingin dengan nitrogen cair Gambar X-I. Evaporasi panci terbuka.................... Gambar X-2. Evaporasi tabung pipa pendek datar atau horizontal ............. :............... Gambar X-3. Evaporasi pipa pcndek vertikal ........ Gambar X-4. Alat evaporator pipa pcndek vertikal menggunakan basket calandria ..................................... GambaI' X-5. Alat evaporasi pipa panjang vertikal tipe climbingfilm evaporator...... Gambar X-6. Evaporator pipa panjang vertical tipe falling film evaporator ................................... GambaI' X-7. Alat evaporator sirkulasi paksa........ GambaI' X-8. Alat evaporator efek tunggal............ Gambar X-9. Evaporator effect triple dengan umpan dari depan ........................ GambaI' X-I O. Alat evaporator e.Uect triple dengan umpan dari belakang ................... GambaI' XI-I. Alat kristalisasi batch berpengaduk.. XI-2. Diagram kcseimbangan untuk sistcm air sukrosa......................... Alat ekstraktor tangki terbuka dengan pelarut air......................... Alat soxhlct skala kecil di laboratorium............................. Scale-up alat ckstraksi s()xhlel
XXXVII
258 258 260 269 271 273 283 284 286
287 288
290 291 292 294 294 298
,",UJIUVUl
54 54 57
.57
300 304 307
xxxviii
Daftar isi
kapasitas 10 kg biji-bijian pCI' batch operasi ......................... Gambal' XII-4. Scale-up alat ckstraksi s()xhlet kapasitas 10 kg biji-bijian per batch dilengkapi dengan alat penyangga atau statif ............ Gambar XII-5. Alat ckstraktor tangki tunggal untuk ekstraksi biji-bijian nabati menjadi minyak ................ Gambar XIl-6. Alat ekstraksi semi kontinu lawan arah ................................... Gambar XII-7. Gambar tiga dimensi alat ekstraksi semi kontinu lawan arah ............. Gambar XIII-I. Alat bioreaktor tepat guna untuk fermcntasi anaerobik ......... Gambar XIV -1. Alat pasteurisasi plate heat exchanger searah ......................... Gambar XIV -2. Pasteurisasi dengan plate heat exchanger lawan arah ............... GambaI' XIV -3. Sterilisasi media cair dengan teknologi membran ................... Gambar XVI-1. Spektrum elektromagnetik pada Berbagai macam radiasi ............
308
309
310 313 314 335 360 360 368 387
Unit
dalam sintesis
lIubungan orde reaksi kimia dengan laju reaksi kimia .......................... Emulsi dan ukuran droplet size Tabel III-J. rase dispersi ................................. Basil analisis kimia produk Tabel IV -1. tempe segar ................................. Karakteristik eampuran Tabel IV-2. makanan A dan B ........................ Perhitungan biaya produk BMC TabelIV-3. berbasis program linear ............... Tabel IV-4. Komposisi kimia bahan baku legum untuk proses ekstruksi ................. Tabel VII-I. Nilai a w berbagai macam bahan pangan ......................................... Tabel VIII-I. Perbedaan pengeringan konvensional dengan pengeringan beku ........................
XXXIX
Tabel I-I.
~
7
6 56
78 82 86 109 198
250
Unit proses dalam sintesis pangan
Reaksi kimia sangat penting dalam proses pangan misal pengembangan flavour dan proses panas baik pasteurisasi maupWl sterilisasi bahan pangan memerlukan reaksi kimia. Dalam desain proses pangan untuk mencapai efisiensi diperlukan reaksi kimia jika dibandingkan dengan trial-error. Pada proses pangan diperlukan variabel fisika dan variabel kimia, maka reaksi kimia dalam proses pangan menjadi sangat penting untuk dilakukan. Unit proses dalam sintesis pangan melibatkan teknologi proses kimia, teknologi fermentasi, teknologi a1at dan mesin pangan yang sangat penting i~qk~(·U~l industri pangan. Kondisi terse but dipengaruhi oleh tekanan, konsentrasi substrat, konsentrasi dan juga jenis mikroba penghasil enzim. kinetika reaksi kimia dan termodinamika sangat penting dalam unit proses dalam sintesis dan juga dalam desain alat dan mesin pangan. ,.~."u.....a reaksi kimia dalam unit proses diantaranya nilai kedaluwarsa produk pangan
2
Pengenalan unit proses dalam sintesis pangan
melalui pendekatan model integrasi dan model diferensial. Kinetika reaksi kimia mempelajari laju reaksi kimia dan peru bah an reaksi kimia pada kondisi lingkungan proses dalam sintesis pangan misal pengaruh suhu, tekanan, konsentrasi reaktan. Reaksi kimia dalam sintesis pangan sangat kompleks. Pengetahuan termodinamika menjadi sangat penting untuk memahami unit proses dalam sintesis pangan dan penerapan kinetika reaksi kimia, desain, dan konstruksi alat dan mesin pangan untuk dipelajari. Kinetika reaksi kimia adalah mempelajari laju reaksi kimia dan pengaruh kondisi unit proses dalam sintesis pangan. Misal reaksi kimia A -7 B -7 C dimana secara termodinamika bahwa reaksi kimia ini tidak praktis karena pada keseimbangan terdapat kelebihan C, namun dalam bioteknologi khususnya dalam sel hidup, maka keseimbangan termodinamika jarang terjadi.
Data kinetika yang teliti dapat digunakan untuk menetapkan orde reaksi kimia misal A + B -7 C, maka diperoleh informasi bahwa r
= kc:cB
F
3
Unit proses dalam sintesis pangan
Dari reaksi kimia A
a n
19 III Sl
B, maka diplot antara nilai
~ dengan konsentrasi C A maka diperoleh garis lurus '
~t
untuk reaksi kimia orde pertama, yaitu;
I,
n
~
-
dCA
dt
= kCA
(1)
Jika persamaan nomor (1) diintegrasikan, maka diperoleh In CA = -kt + I, dengan nilai I sebagai konstanta. Jika diplot antara konsentrasi C A dengan waktu t, maka diperoleh garis lurus dengan slop yang negatif.
:S1
;is
ra tis un ka
Jika reaksi kimia mempunyai laju reaksi kimia seperti pada persamaan nomor (2) berikut, maka reaksi kimia ini mempunyai orde reaksi dua. dCA _ I C2 (2) - - - <: dt
A
Jika diplot nilai ~~t versus
c1,
maka diperoleh gans
Jika persamaan nomor 2 diintegrasikan, maka tuk lka
1
1
CA
CAo
- = kt+ -
atau
Pengenalan unit proses dalam sintesis pangan
4
Jika diplot antara ~ versus waktu t, maka diperoleh garis .
CA
lurus dengan nilai slop = k
Pada reaksi kimia: A + B -+ C + D, maka diperoleh nilai laju reaksi kimia: dCA -Tt = kCACB
(3)
Jika persamaan reaksi kimia nomor (3) diintegrasikan, maka diperoleh persamaan: 1 b(a - x) --bIn aa(b- X) = kt
Jika diplot antara nilai: 1 b(a - x) --b In (b ) versus waktu t
a-
a
-x
.
maka diperoleh hasil garis lurus dengan nilai slop
-k
Jika persamaan reaksi kimia seperti A -+ C adalah orde tiga untuk reaksi kimia, maka diperoleh laju reaksi kimia adalah: dCA _
-- dt
1
C3
/( A
(4)
Jika terjadi konversi, maka Iaju reaksi kimia menjadi:
----.F'"--
5
Unit proses dalam sintesis pangan dx _ k( a-x . )3 dt
s
h
n,
lah ksi
(5)
Jika persarnaan nornor (5) dintegrasikan, rnaka diperoleh nilai: 2 2ax-x = kt (6) 2a 2 (a-x)2
Jika dip lot antar nilai
(2ax-x 2) 2a 2 (a-x)2
versus waktu, t, rnaka
diperoleh garis lurus.
Pada reaksi kirnia orde nol, rnaka laju reaksi kirnia tidak tergantung pada konsentrasi reaktan. -
dCA
dt
= k
(7)
Jika diplot antara konsentrasi reaktan dengan waktu, rnaka diperoleh garis lurus.
Persarnaan urn urn untuk laju reaksi kirnia saturemaaJn,· rnaka diperoleh persarnaan: dCA = ken (8) dt
dx
dt
A
= k(a -
x)n
(9)
persarnaan nornor (9) diintegrasikan, rnaka diperoleh
1 (_1_ 1)
(n - 1) (a - x)n-l - a n - 1 = kt
