Pabrik Susu Kental Manis
Bahan Mentah
Kelompok 2: Pengolahan Limbah
Anatta W.B
Proses Produksi
Pabrik SCM
Angga D.W Anindya A. Anny
Pengendalian Proses
Aprilia R.
Milk Material
Semua bahan yang digunakan dalam proses produksi dan menjadi bagian penyusun produk
Serealia Susu Kental manis
Vitamin & Aditif
Milk Material
Susu Segar
MSK (Skim Milk Powder)
BMP (Butter Milk Powder)
SWP (Sweet Whey Powder)
Laktosa
DWP4 (DemineRalized Whey Powder)
Karbohidrat
Minyak
Susu segar diubah menjadi kristal/bubuk dengan proses spray drying
Powder/bubuk susu yang dihasilkan lebih halus dengan kadar lemak yang rendah, zat gizinya terhaga baik, serta memiliki physical properties yang baik.
1
MSK = Milche Skeme Kowsmilche (Skim Milk Powder) Bahan baku pembuatan produk susu rekombinasi Dibuat dari skim liquid dengan skim liquid (tanpa lemak) dipisah dari cream (kaya lemak) dengan menggunakan centripetal force dalam rotating vessel Metode Pembuatan: skim milk Î preheating Î pasteurization Î evaporationÎ spray drying Mudah mengalami pengerasan dan pencoklatan (browning) karena reaksi antara gula reduksi dan asam amino
Merupakan bagian cair susu yang tersisa setelah pemisahan curd (produk antara dalam pembuatan keju dari susu segar) Proses pembuatan: Whey liquid (dari proses pembuatan keju)Î evaporasiÎ flash coolingÎ crystallizationÎ spray dryingÎ conveyingÎ after dryingÎ whey powder (SWP)
Merupakan by-product dari pembuatan butter Proses pembuatan: Buttermilk grainÎ rewettingÎ pasteurizationÎ homogenizationÎ drying with spray dryerÎ BMP Buttermilk grain didapat dari hasil pemisahan cream CreamÎ butter Ô buttermilkÎ BMP Klasifikasi: ¾ sweet buttermilk powder: dari unrippen cream ¾ acid buttermilk powder: dari rippened cream Yang digunakan dalam produksi susu hanya sweet buttermilk powder
Diproses dari konsentrat whey dengan menggunakan unltrafiltrasi yang memisahkan/ menyaring pratikel berdasar perbedaan berat Hasil saringan dikristalisasi lalu dipisahkan dengan pelarutnya dan dikeringkan sebagai bubuk laktosa Lakstosa digunakan untuk proses kristalisasi agar dihasilkan susu dengan tekstur yang halus dan tidak
sandy
Diproses dari konsentrat whey liquid yang di-spray drying
Gula yang digunakan adalah white refined sugar
Perbedaan DWP4 dengan SWP hanya terletak pada konsentrat wheynya.
Maltodextrin digunakan dalam dry processing sebagai karier vitamin
Digunakan khusus untuk susu formula bayi, dimana nutrisi dan komposisi mineralnya dapat distandarisasi dengan ASI.
2
Terdiri dari minyak nabati: palm oil, corn oil, coconut oil, dan minyak nabati seperti butter oil. Proses produksi butter oil: butterÎ softenedÎ heatingÎ separationÎ drying under vacuumÎ butter oil Mudah mengalami ketengikan karena oksidasi. Oleh karena itu drum oil diberi inert gas untuk mencegah oksidasi
Vitamin dan trace element (Fe, Cu, Zn) dicampur dengan maltodextrin sebagai carrier Vitamin yang digunakan: A, B1, B3, B12, C, D3, E, F, K
• • • • • • • • • • •
• Proses pemasukan bahan mentah powder untuk dialirkan ke tempat penampungan / silo • Bahan yang dipakai : gula, MSK, SWP, SBMP
Tipping Weighing Dissolving Penyaringan 1 Emulsifikasi Homogenisasi Pasteurisasi Evaporasi Penyaringan 2 Cooling Kristalisasi
• Alat-alat yang dipakai 1. Tipper hopper 2. Blower 3. Dehumidifier
3
Proses Pembuatan Larutan • Proses penimbangan bahan mentah sesuai komposisi standar • Satu kali penimbangan untuk satu batch produksi
• Sirup gula dan larutan MS dilewatkan pada rotary filter dengan saringan berdiameter lubang 0.8 mm • Lalu sirup gula ditampung dalam Sugar Syrup Tank, sementara larutan MS pada hydration tank
• Proses yang bertujuan untuk menghindari terbentuknya lapisan cream bila susu didiamkan yang disebabkan ketidakseragaman ukuran partikel globula lemak • Prinsip kerja alat dengan mlewatkan emulsi pada celah sempit dengan kecepatan tinggi dan tekanan besar sehingga globula menumbuk katup homogenizer yang b kib t l b l l k k
D Sugar Dissolving D MS Dissolving 1. MSK,SBMP,SWP dicampur 1. Gula dilarutkan dengan air pada MS dalam air yang Dissolving Tank, lalu telah dipanaskan ditambah vitamin B1 dengan bantuan 2. Suhu tangki dipertahankan steam pada suhu pada suhu kamar 800 C 2. Keseluruhan proses sugar dissolving djaga pada suhu tersebut
• Proses pembentukan emulsi susu yang stabil dengan total solid 61-63% menggunakan alat pemecah globula lemak • Sebelumnya telah ditmbahkan lemak yang dicampur dengan vitamin A dan D3 • Hasil emulsifikasi dialirkan ke equalization tank sambil diaduk • Ukuran globula lemak dari proses ini belum seragam sehingga masih memerlukan proses homogenisasi
• Proses ini dilakukan dalam temperatur tinggi (85-890 C) menggunakan Plate Heat Exchanger • Air susu yang telah dipasteurisasi lalu masuk ke evaporator
4
SKEMA EVAPORASI • Proses ini dimaksudkan untuk mengentalkan susu dengan meningkatkan total solid menjadi 7072% dengan menguapkan air yang terdapat pada bahan • Proses terjadi pada kondisi vakum dan suhu rendah
Susu kental manis yang dihasilkan disaring dengan menggunakan rotary filter dengan mekanisme kerja yang sama dengan proses penyaringan 1
• Susu kental manis didinginkan hingga suhu 250 C secara counter current pada cooler dengan memakai air sebagai media pendingin • Tujuan pendinginan: 1. Menghambat pertumbuhan mikroba 2. Mencegah autooksidasi 3. Mendapatkan suhu yang tepat untuk proses kristalisasi
• Proses untuk membentuk kristal • halus laktosa dengan penyebaran kristal berukuran ±1μm • Kristal tersebut akan memacu laktosa dalam SCM untuk membentuk kristal yang pertumbuhannya mengikuti ukuran kristal laktosa yang disebarkan,sukrosa juga akan mengkristal menyelubungi kristal laktosa
Hasil akhir dari proses ini berupa susu kental manis yang bertekstur halus (tidak sandy), dengan total solid 70-72%
5
Pengendalian mutu dilakukan oleh Quality Assurance. Proses analisa mutu meliputi: Analisa Bahan Baku ( Raw Material ) Bahan Pengemas ( Packing Material ) Line Material ( Analisa sampling produk selama masih di line produksi ) Finished Goods ( Produk Jadi ) Keeping Quality
• Sampel masuk ke bagian Sampel Receiving di Lab QA • Sampel ditimbang berdasarkan kebutuhan untuk uji kimia dan fisik, salmonella & bacto (mikrobiologi), maupun organoleptik
• Untuk raw material seperti MSK, SWP, BMP, Gula, Butter Oil, Laktosa, Vitamin, sebelum digunakan dalam proses produksi harus dilakukan analisa chemical properties, physical properties, dan mikrobiologis. • Untuk raw material berupa susu segar, sebelum di-loading dari truk susu pada Fresh Milk Receiver dilakukan sampling untuk menguji antibiotik dengan metode Betastar.
• Untuk packing material seperti alumunium foil dan karton box langsung dilakukan sampling. • Untuk kemasan kaleng, diperiksa tampilan luar apakah sempurna atau cacat.
• Untuk finished goods, baik susu bubuk maupun susu kental manis, dilakukan uji fisik dan kimiawi, mikrobiologi, dan organoleptis.
• Uji chemical dan physical properties dilakukan di General Lab QA • Uji Organoleptis bertempat di Lab Organoleptis. • Uji mikrobiologi dilakukan di Lab Mikrobiologi.
• • • • •
6
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Uji Kadar Lemak Uji Protein Uji Kadar Gula Uji Kadar Laktosa Analisa Moisture (Kadar Air ) Dirt Test (Uji Kandungan Pengotor) Uji Kelarutan (Solubility) Uji State of Dissolution (SOD) Uji Viskositas
10. 11. 12. 13. 14.
Peroxide Value Uji Kandungan Oksigen Periode Induksi PV PH Penentuan Kandungan Vitamin C 15. Uji Total Solid 16. Penentuan Kandungan Zat Besi 17. Pengujian Derajat Homogenisasi dan Sedimentasi
• Penentuan kadar protein dilakukan dengan metode Lowry. • Menggunakan kalorimeter dan spektrofotometer sebagai alat utamanya.
Uji Kadar Laktosa • Sampel Laktosa diuji dengan metode polarimetri.
Analisa Moisture • Dilakukan dengan metode oven • Untuk sampel berupa butter oil, corn oil, dan palm oil, kadar air ditentukan dengan metode Karl Fischer.
• Uji kadar lemak dilakukan untuk raw material seperti MSK, SWP, BMP, bubuk coklat, dan DWP4. • Pengujian kadar lemak menggunakan metode Mojonnier.
• Kadar Gula / Sukrosa diketahui dengan metode polarimetri. • Menggunakan alat polarimeter. • Perhitungan : % sukrosa = angle x 7.52%
Dirt Test (Uji Kandungan Pengotor) • Ditujukan untuk melihat banyaknya kotoran yang terdapat dalam bahan, biasanya berupa burn particle.
Uji Kelarutan (Solubility) • Dilakukan untuk mengetahui daya kelarutan dari bahan-bahan powder. Prinsip pengujiannya adalah dengan metode sentrifugasi dan menggunakan solumixer.
7
Uji State of Dissolution (SOD) • Menggunakan prinsip pelarutan sample bubuk dengan aquadest, dan kedalamnya dicelupkan kaca obyek.
Uji Viskositas • Khusus dilakukan pada produk susu kental manis. • Dilakukan untuk mengetahui tingkat kekentalan SCM. • Menggunakan STV Viscotester, Viscometer Brookfield, maupun Viscometer VT-500.
Peroxide Value • Peroxide value adalah miliequivalen oksigen aktif yang terdapat dalam 1000 gr sampel. • Dilakukan untuk mengevaluasi tingkat kesegaran suatu produk. • Prinsipnya adalah dengan mengoksidasi iodine oleh peroxidase dari sample, titrasi iodine dengan menggunakan thiosulfate standart.
• Perhitungan: PV = (V-Vo) x N x 1000 m V = volume Na2S2O3 untuk sampel Vo= volume Na2S2O3 untuk blank sampel N = normalitas Na2S2O3 m = gr sampel
• Untuk produk yang sudah dikemas dalam kemasan • Menggunakan alat Servomex • Jika kandungan oksigen tinggi,memungki nkan tumbuhnya bakteri patogen dalam produk
• Untuk menguji Raw Material minyak • Menggunakan alat Rancimax • Prinsipnya dengan mengetahui waktu yang diperlukan sampai sampel menjadi rancid (tengik)
• Dilakukan dengan pH meter • Caranya dengan melarutkan sampel dengan konsentrasi 10% lalu diukur dengan pH meter
8
• Dengan reflektometer rapid methode, dengan reagen methaphosphoric acid + akadiastase + paparin • Reagen: metaphosphoric acid+akadiastase+paparin
• Untuk mengetahui kadar padatan / jumlah padatan selain air yang terdapat khususnya dalam susu kental manis • Alat yang digunakan adalah ATAGO PR301 dengan prinsip reflektometer
Penentuan Kandungan Zat Besi • Menggunakan test kit semikuantitatif dengan reagen HCl 6N, NaOH 10%
Pengujian Mikrobiologis
Pengujian Derajat Homogenisasi dan Sedimentasi • Sampel diencerkan hingga kadar lemaknya 3,5% lalu disentrifugasi. Derajat homogenisasi dihitung secara gravimetri dari endapan setelah sentrifugasi
• Indikator jumlah mikrobiologis dalam produk • Hasil dari uji dinyatakan dalam sekian ribu bakteri per gram sampel
TPC (Total Plate Count)
Coliform
Salmonella
• Indikator bakteri patogen dalam produk, dalam hal ini adalah bakteri E. Coli yang menyebabkan infeksi saluran pencernaan • Proses: inkubasi Ð konfirmasi uji pendugaan Ð inkubasi
9
Mekanisme pengujian keeping quality Pisahkan sampel Ð Bawa sampel ke QA Ð Beri label pada sampel Ð Inkubasi pada suhu tertentu Ð Keluarkan sampel Ð Analisa kandungan O2 Ð Lakukan uji sensori/ organoleptis Ð Masukkan hasilnya ke dalam KQT card Ð Rekap dalam data komputer
• indikator bakteri salmonella • Indikator higienitas produk
Sumber: ¾Produk sisa analisa dari laboratorium
Limbah Industri
¾Limbah kertas dari kantor ¾Kardus, plastik, aluminium foil ¾Copper wire sisa pembuatan kaleng susu kental manis ¾Karton pengemas
Limbah Padat
Limbah Gas
Limbah Cair
¾Potongan tin plate ¾Karung gula ¾Tissue kayu ¾dll
Pengolahan: ¾ Produk sisa analisa yang tidak dapat dirework dijual ke KUD ¾ Kertas,kardus, plastik, aluminium foil, karton, karung gula dan powder bag, potongan tin plate dijual kembali ¾ Tissue, sampah dapur, kayu, sebagian dibakar sebagian diangkut oleh dinas kebersihan
Limbah gas berupa steam yang dihasilkan oleh evaporator, pengering, dll. Steam dapat di-reuse dalam proses produksi setelah terlebih dahulu dicairkan dalam kondensor
10
Egron 1&2
Housing Compound
Social Block
Lab QA
SCM Plant Pumping Feed
Ð Pretreatment with Fat Separator
Sumber: ¾ Proses produksi
Ð Balancing Tank Ð
¾ Limbah rumah tangga Î Housing compound (perumahan karyawan) Î Social block (toilet, kantin, laundry)
Aeration Tank Ð Clarifier Ð
Sludge Recirculation Pit Excess Sludge
Muddy Water
Collecting Pit Ð Biocontrol Pond Ð Irrigation/River
Limbah dari Egron 1, Egron 2, SCM, Housing Compound, serta Social Block sebelum diolah diberikan pretreatment dengan Fat Separator. Separator ini mengendapkan fat, oil, dan zat-zat berdasarkan perbedaan berat jenis.
Sludge Thickening Silo Thickening Sludge Drying Beds
Sludge Dumping Area
Untuk menetralkan pH (6-7) Diaduk dengan floating aerator untuk menyediakan oksigen dalam jumlah besar Lemak akan membentuk sludge (lumpur)
Limbah disaring dengan screen filter berukuran 1x1 cm untuk menyaring sisa scum (limbah melayang) yang mungkin terbawa
Berbentuk lingkaran dengan tipe center feed Mengendapkan limbah yang berasal dari aeration tank Limbah dipompa dengan feed pump berada di dasar tangki Terdapat Feeding Gate yang mengontrol aliran dari balancing tank ke aeration tank Limbah diolah secara aerobik dengan penambahan activated sludge Tangki dilengkapi dengan fixed turbin sebagai aerator
Limbah masuk melalui pipa vertikal lalu mengalir secara radial menuju affluent weir di sekeliling tangki. Terdapat lengan kolektor yang mengeruk padatan yang mengendap (sludge). Padatan melayang (scum) ditahan oleh penahan, dan dikumpulkan oleh pengeruk/skimmer lalu dimasukkan ke scum box untuk dikeluarkan.
11
Effluent yang keluar dialirkan ke controlling pit. Sebagian air dimasukkan ke dalam biocontrol pond yang berisi ikan. Untuk mengetahui bahwa air hasil olahan limbah sudah layak dibuang ke sungai. Digunakan ikan mujair dan ikan nila yang sensitif terhadap pencemaran air.
Sludge (lumpur dan bakteri) dari clarifier ditarik ke sludge recirculation pit, sebagian dipompa ke aeration tank (regenarasi sludge) untuk diolah kembali Lumpur yang melampaui detention time dialirkan ke sludge thickening silo dimana air dipisah dengan lumpur oleh agitator. Lumpur pekat keluar dari silo lalu dikeringkan oleh drying beds, atau dibuang ke sludge dumping area. Air diresirkulasi ke balancing tank.
12
