Pengeringan-Beku & Aplikasinya di Industri Pangan

Pengeringan-Beku & Aplikasinya di Industri Pangan Purwiyatno Hariyadi

Catatan Kuliah ITP 530 2011

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

Purwiyatno Hariyadi [email protected]

Purwiyatno Hariyadi ([email protected])

-- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku

1

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

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


TEORI Tekanan (atm)

padat (es)

Titik Triple

Diagram Fase Air

cair (air)

gas (uap air)

Suhu (oC) Purwiyatno Hariyadi [email protected]



2

TEORI Tekanan (atm) 1 atm t

Diagram Fase Air

0oC (32oF)

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

TEORI Tekanan (atm) mendidih cair gas

Diagram Fase Air




3

TEORI Tekanan (atm)

membeku cair padat

Diagram Fase Air


TEORI Tekanan (atm)

padat

menyublim gas

Diagram Fase Air




4

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

PENGERINGAN

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

TEORI Tekanan (atm) 1 atm t ? Atm (<1atm) Pengeringan vacuum, (pd tek < atmosfir, t j di pd terjadi d suhu h lbh renda

PENGERINGAN


? oC (<100oC)



5

TEORI cair (air)

Tekanan (atm) padat (es)

< PT

gas (uap air) PENGERINGAN BEKU

Suhu (oC)

< TT


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]



6

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


Kriteria

Pengeringan Biasa/Vakum

Pengeringan Beku

Suhu Pengeringan Mekanisme

37-93oC

Dibawah titik beku

Penguapan (evaporasi)

Sublimasi

Lambat dan tidak komplit tekanan atmosfir – Vakuum (diatas Ptriple) Sering menghasilkan permukaan yang keriput, kurang porus, densitas tinggi, kurang mudah dibasahkan (disegarkan) kembali, warna kegelapan,

Cepat, dan lebih komplit Tekanan vakuum (dibawah Ptriple) Tidak menyebabkan permukaan yang keriput, lebih porus, densitas lebh rendah, Mudah disegarkan kembali, Warna normal, Mutu flavor dan nilai gizi lebih

mutu flavor, nilai gizi berkurang

dapat dipertahankan normal

Lebih murah Untuk pengeringan umum, cocok untuk sayur-sayuran dan biji-bijian, Kurang/tidak cocok untuk

Lebih mahal Untuk produk dengan nilai ekonomi cukup tinggi, mikroenkapsulasi, produk instant, cocok untuk daging

daging dan produk daging

dan produk daging

pengeringan Laju pengeringan Tekanan

Mutu Produk

Biaya

Kegunaan umum




7

PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk

Instant Coffee Purwiyatno Hariyadi [email protected]


FD Garlic

Garlic Powder Purwiyatno Hariyadi [email protected]



8


Shitake Purwiyatno Hariyadi [email protected]


Strawberry Purwiyatno Hariyadi [email protected]



9




Kiwi Purwiyatno Hariyadi [email protected]



10

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




11

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 SOUPS AND PASTA




12

PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk VEGETABLES


PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk Mashed Potato

Sebelum direhidrasi

Sesudah direhidrasi




13

PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk Soup … setelah direhidrasi


PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk Tomato Soup

Sebelum direhidrasi

Sesudah direhidrasi Purwiyatno Hariyadi [email protected]



14

PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk Kacang2an

Sebelum direhidrasi

Sesudah direhidrasi Purwiyatno Hariyadi [email protected]

PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk MIXED VEGETABLES WITH PASTA

Mixes Sesudah direhidrasi

Sebelum direhidrasi




15

Basic elements of a freeze-drying system

PENGERINGAN BEKU … prinsip peralatan






16







17



PENGERINGAN BEKU … komponen2-nya Shelves

Condenser

Valve

Vacuum Pump

Temp control




18

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 V Vapor P Pressure (mbar) ( b )

-40 40 Pressure

200

Prressure (mB or mT)

Temperature (C)

20

Pressure (mTorr)

100

-60 Condenser temp

Vapor pressure 0

-80 Cycle time


PENGERINGAN BEKU … tahap freezing Profile suhu produk pd proses pembekuan




19

PENGERINGAN BEKU … tahap freezing

Slow freezing (~ – 40oC)

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

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




20

PENGERINGAN BEKU

… potensi aplikasi lainnya

Produk

Industri Food Processing g

Vegetables, meat and fish for instant meals. Fruits for breakfast cereals, jjuices. 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 y and hormones with medicinal q 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]

PRINSIP PENGEMASAN PRODUK KERING-BEKU:

1. Karakteristik produk : • kadar air rendah • (kadar lemak tinggi)

9 hindari pertukaran gas 9 hilangkan atau ikat oksigen (gunakan oxygen absorber) 9 ciptakan “high barrier” dengan thermoplastic multi-lapis Purwiyatno Hariyadi [email protected]



21


2 Untuk daerah tropika yang basah/lembab : 2. gunakan bahan pengemas yang “impermeable”



3. Gunakan polyethylene/EVA (Etyhlene vinyl acetate) untuk perlindungan terhadap air/uap air dan memberikan sifat “sealability” yang baik 4. Gunakan EVAL (ethylene vinyl alcohol) untuk perlindungan terhadap oksigen (jika produk berlemak) 5. Metallized plastic memberikan perlindungan yang paling baik : tetapi BIAYA!!! Purwiyatno Hariyadi [email protected]



22


BAHAN PENGEMAS YANG PALING BANYAK DIPAKAI

88% = Transparent Oriented Polypropylene Film

(Trans. Opp) 15% = Metallized Opp (Met.Opp) 4 % = Metallized Sealable Polyetser (Met.Pet) 4 % = High Density Polyethylene Coex Coex. Film 4 % = Glassine (25 lb basic wt. With 5 lb PVDC coating) 7 % = Lain-lain. Purwiyatno Hariyadi [email protected]

Nilai Permeabillitas Beberapa jenis Bahan Pengemas (dinyatakan sebagai ketahanan dengan skala 0-10)

Bahan pengemas

Air

Polietilene, PE PVC kopolimer PVdC Poliester PET Selulosa Selulosa asetat

7 2 9 4 0 1

Ketahanan thd Gas

3 5 8 6 6 2

Bau

3 5 8 8 6 2 Purwiyatno Hariyadi [email protected]



23

Permeabilitas beberapa Bahan Pengemas dan “Heat Stability” PERMEABILITAS O2 CO2 H2O

SUHU (OF) “HOT HOT FILL FILL”

HDPE

130

580

0,3

190

PP

150

650

0,5

200

LDPE

430

1200 1,0

150

PVC

10

25

30 3,0

140

1

2

5,0

150

ACRYLONITRILE Pemeabilitas :

O2 [=] cc/ml/100 in2/hari/atm CO2 [=] cc/ml/100 in2/hari/atm H2O [=] g/ml; 38oC, 80% RH Purwiyatno Hariyadi [email protected]

PENGERINGAN BEKU … potensi aplikasi




24

PRODUK PANGAN BEKU sebagai PANGAN DARURAT (EMERGENCY FOODS)

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


http://www.nitro-pak.com/




25


http://www.nitro-pak.com/


PRODUK PANGAN BEKU sebagai pengawetan “life product”




26

PRODUK PANGAN BEKU sebagai pengawetan “produk sulit”


PRODUK PANGAN BEKU … ideas

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




27


• 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 th time the ti they th are eate t • Heat containers are heavy and inconvenient to carry around



Consumers want nutritious and hot convenience meals, But no easy efficient way of heating food on-the-go Æ What they want is a portable food-packaging d i device, allowing ll i th them tto heat up food on demand




28

CURRICULUM VITAE PURWIYATNO HARIYADI ([email protected]) ALAMAT : Southeast Asian Food SCience & Technlogy (SEAFAST) Center Institut Pertanian Bogor PO BOX 220, Bogor www.seafast.ipb.ac.id ALAMAT E-MAIL : [email protected] PENDIDIKAN • Ph.D. in Food Chemistry (minor Chemical Engineering), from the Dept. of Food Science, University of Wisconsin, Madison, USA • M.Sc. M S in i Food F d Ch Chemistry i t from f the th D Dept. t off F Food d Science, S i U University i it off Wisconsin, Madison, USA • BSc in Food Science and Technology (Cum Laude), from the Department of Food Technology and Human Nutrition, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, Bogor Agricultural University, Bogor, Indonesia. Purwiyatno Hariyadi [email protected]

CURRICULUM VITAE PURWIYATNO HARIYADI ([email protected]) KEANGGOTAAN HIMPUNAN PROFESI • Institute of Food Technologist (IFT), USA, Anggota • Institute for Thermal Process Specialists (IFTPS), USA; Anggota • Perhimpunan Ahli Teknologi Pangan Indonesia (PATPI), Anggota dan Ketua Umum (sejak tahun 2006) • Perhimpunan Peminat Gizi dan pangan (PergiziPangan), Anggota • Masyarakat Perkelapa-Sawitan Indonesia (MAKSI), Anggota dan Ketua Umum (Sejak tahun 2005). • Forum Kerja Penganekaragaman Pangan (FKPP), Anggota dan Sekretaris Jendral (Sejak tahun 2005) KEAHLIAN : Ahli Teknologi Pangan dengan spesialisasi pada • Penanganan pasca panen dan pengolahan hasil hortikultura • Rekayasa proses pengolahan pangan; terutama produk pangan berbasis minyak sawit dan kedelai (disain proses pengolahan, optimasi proses, dll); • Spesialis Termal Proses (sterilisasi, pasteurisasi, pengalengan pangan). Purwiyatno Hariyadi [email protected]



29

CURRICULUM VITAE PURWIYATNO HARIYADI ([email protected]) PEKERJAAN/JABATAN : • 2005-Sekarang 2005 Sekarang • Direktur Southeast Asian Food and Agricultural Science and Technology Center, IPB, Bogor. • 2000-2004 • Ketua Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB • 1995-2000 g Pertanian,, IPB • Pembantu Dekan III,, Fakultas Teknologi • 1986-Sekarang • Dosen pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB


Terimakasih [email protected]




30

Pengeringan-Beku & Aplikasinya di Industri Pangan

Recommend Documents