Pengeringan-Beku dan Aplikasinya di Industri Panganseafast.ipb.ac.id/lectures/itp530/11-itp...
Transcript of Pengeringan-Beku dan Aplikasinya di Industri Panganseafast.ipb.ac.id/lectures/itp530/11-itp...
1
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
Pengeringan-Beku& Aplikasinya
di Industri Pangan
Purwiyatno Hariyadi
Catatan Kuliah ITP 5302011
Pengaruh “negatif” yang terjadi pada produk kering
• Protein
PENGERINGAN … kelemahan produk kering
• Penurunan daya cerna• Vitamin
• Kerusakan vitamin (terutama vitamnin larut air)• Lemak
• Berpotensi mengalami peningkatan ketengikan oksidatif
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
• Karbohidrat• Pencoklatan enzimatis dan/atau nonenzimatis.• Karmelisasi
2
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
Pengaruh “negatif” yang terjadi pada produk kering
• Sifat Fisik
PENGERINGAN … kelemahan produk kering
• Penurunan mutu inderawi• Terjadi pengkerutan permukaan• “case hardening”• Kesulitan rehidrasi
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
TEORI
Tekanan(atm)
cair(air)
padat(es)
gas
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Suhu (oC)
gas(uap air)
TitikTriple
Diagram Fase Air
3
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
TEORI
Tekanan(atm)
1 t1 atm
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Suhu (oC)0oC(32oF)
100oC(212oF)
Diagram Fase Air
TEORITekanan
(atm)mendidih
caircair
gas
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Suhu (oC)Diagram Fase Air
4
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
TEORI
Tekanan(atm) membeku
caircair
padat
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Suhu (oC)Diagram Fase Air
TEORI
Tekanan(atm)
menyublim
padat
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Suhu (oC)
menyublim
gas
Diagram Fase Air
5
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
TEORI
Tekanan(atm)
1 t1 atm
Pengeringan biasa,Pada tek atmosfir,terjadi pd suhu tinggi(1 atm 100oC)
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Suhu (oC)100oC(212oF)
PENGERINGAN
TEORI
Tekanan(atm)
1 t1 atm
? Atm(<1atm)
Pengeringan vacuum,(pd tek < atmosfir,t j di d h lbh
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Suhu (oC)? oC(<100oC)
terjadi pd suhu lbh renda
PENGERINGAN
6
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
TEORI
Tekanan(atm)
cair(air)
padat
< PT
padat(es)
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Suhu (oC)PENGERINGAN BEKU < TT
gas(uap air)
PENGERINGAN BEKU= LyophilizationKELEBIHAN• Produk kering
• cost of shipping /transportasion• 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
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
• lebih higroskopis• mudah direhidrasi/mudah dilarutkan
• Struktur fisik bisa dipertahankan• Proses pengeringan pada suhu rendah mampu
mempertahankan warna, bentuk, tekstur, dan flavor
7
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PENGERINGAN BEKU
KELEBIHAN lainnya= Lyophilization
• Convenient• Little effort needed to
prepare• easy to do at home
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Tekanan vakuum tekanan atmosfir – VakuumTekanan
Cepat, dan lebih komplitLambat dan tidak komplitLaju pengeringan
SublimasiPenguapan (evaporasi)Mekanisme
pengeringan
Dibawah titik beku37-93oCSuhu PengeringanPengeringan BekuPengeringan Biasa/VakumKriteria
Tidak menyebabkan permukaan yang keriput, lebih porus, densitas lebh rendah,Mudah disegarkan kembali,Warna normal,Mutu flavor dan nilai gizi lebih
dapat dipertahankan normal
Sering menghasilkan permukaan yang keriput,kurang porus, densitas tinggi,kurang mudah dibasahkan (disegarkan) kembali,warna kegelapan,
mutu flavor, nilai gizi berkurang
Mutu Produk
(dibawah Ptriple)(diatas Ptriple)Tekanan
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Lebih mahalLebih murahBiayaUntuk produk dengan nilai ekonomi cukup tinggi, mikroenkapsulasi, produk instant, cocok untuk daging
dan produk daging
Untuk pengeringan umum, cocok untuk sayur-sayuran dan biji-bijian,Kurang/tidak cocok untuk
daging dan produk daging
Kegunaan umum
8
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Instant Coffee
FD Garlic
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Garlic Powder
9
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Shitake
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Strawberry
10
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Kiwi
11
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PENGERINGAN BEKU … mampu lebihmempertahankan struktur fisik
Ruangair
Bekukan
es
Sublimasi
Ruang kosong/ prorous
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Produk Segar Produk Beku Produk Kering-Beku
PENGERINGAN BEKU … mampu lebihmempertahankan struktur fisik
BekuProses
pengeringan/sublimasi
Beku
Kering
Beku
pengeringan/ Sublimasi
(terjadi pada suhu dingin)
sublimasi
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Kering-beku
12
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PENGERINGAN BEKU … pengeringan biasa umumnya akan menyebabkan pengerutan/case hardening
basahProses
pengeringan/sublimasi
basah pengeringan/ evaporasi
(terjadi pada suhu panas/tinggi)
uap air Basah
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Difusi air dan uap air
SOUPS AND PASTA
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
13
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
VEGETABLES
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Mashed Potato
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Sebelum direhidrasi Sesudah direhidrasi
14
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Soup … setelah direhidrasi
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Tomato Soup
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Sebelum direhidrasi Sesudah direhidrasi
15
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
Kacang2an
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Sebelum direhidrasi
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Sesudah direhidrasi
MIXED VEGETABLES WITH PASTA
Sesudah direhidrasiMixes
PENGERINGAN BEKU … Contoh Produk
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Sebelum direhidrasi
16
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
Basic elements of a freeze-drying systemPENGERINGAN BEKU … prinsip peralatan
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
PENGERINGAN BEKU … prinsip peralatan
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
17
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PENGERINGAN BEKU … prinsip peralatan
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
PENGERINGAN BEKU … prinsip peralatan
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
18
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PENGERINGAN BEKU … prinsip peralatan
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
ShelvesCondenser
PENGERINGAN BEKU … komponen2-nya
Valve Vacuum Pump
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Temp control
19
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
Alpha-1 MP 1g in molded vial
40 600Freezing-->|<---------------Sublimation------------------>|<-------------Desorption
Shelf temp
PENGERINGAN BEKU … parameter proses
40
-20
0
20
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Tem
pera
ture
(C)
200
300
400
500
ress
ure
(mB
or m
T)
Prod temp 1Prod temp 2Shelf TemperatureCondenser TempV P ( b )
Product temp
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
-80
-60
-40
Cycle time
0
100
200 PrVapor Pressure (mbar)
Pressure (mTorr)Pressure
Condenser tempVapor pressure
PENGERINGAN BEKU … tahap freezing
Profile suhu produk pd proses pembekuan
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
20
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PENGERINGAN BEKU … tahap freezing
Slow freezing(~ – 40oC)
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
quick freezing(~ – 40oC)
Proses pembekuan cepat
• Quick freezing, laju pergerakan permukaan beku
PENGERINGAN BEKU … tahap freezing
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
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
• Ultra rapid freezing, laju pergerakan permukaan beku sekitar 10-100 cm/jam• pembeku kriogenik/Immersion Freezer
21
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
Industri Produk
Food ProcessingVegetables, meat and fish for instant meals.Fruits for breakfast cereals, juices.
PENGERINGAN BEKU … potensi aplikasilainnya
g jFruit 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.
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Pharmaceutical y qDrying of deer velvet.
Disaster RecoveryBooks and documents water damaged from flooding.Water-logged artifacts such as shipwreck components for museums.
Research Viruses and bacteria for storage during research process.
1. Karakteristik produk :• kadar air rendah
(kadar lemak tinggi)
PRINSIP PENGEMASAN PRODUK KERING-BEKU:
• (kadar lemak tinggi)
hindari pertukaran gashilangkan atau ikat oksigen (gunakan
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
hilangkan atau ikat oksigen (gunakan oxygen absorber)ciptakan “high barrier” dengan thermoplastic multi-lapis
22
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PRINSIP PENGEMASAN PRODUK KERING-BEKU:
2 Untuk daerah tropika yang basah/lembab :
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
2. Untuk daerah tropika yang basah/lembab : gunakan bahan pengemas yang “impermeable”
PRINSIP PENGEMASAN PRODUK KERING-BEKU:
4. Gunakan EVAL (ethylene vinyl alcohol) untuk perlindungan terhadap oksigen (jika produk
3. Gunakan polyethylene/EVA (Etyhlene vinyl acetate) untuk perlindungan terhadap air/uap air dan memberikan sifat “sealability” yang baik
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
perlindungan terhadap oksigen (jika produk berlemak)
5. Metallized plastic memberikan perlindungan yang paling baik : tetapi BIAYA!!!
23
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
BAHAN PENGEMAS YANG PALING BANYAK DIPAKAI
PRINSIP PENGEMASAN PRODUK KERING-BEKU:
88% = Transparent Oriented Polypropylene Film (Trans. Opp)
15% = Metallized Opp (Met.Opp)4 % = Metallized Sealable Polyetser (Met.Pet)4 % = High Density Polyethylene Coex Film
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
4 % = High Density Polyethylene Coex. Film4 % = Glassine (25 lb basic wt. With 5 lb PVDC
coating)7 % = Lain-lain.
Nilai Permeabillitas Beberapa jenis Bahan Pengemas(dinyatakan sebagai ketahanan dengan skala 0-10)
Bahan Ketahanan thdpengemas Air Gas Bau
Polietilene, PE 7 3 3PVC 2 5 5kopolimer PVdC 9 8 8
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
kopolimer PVdC 9 8 8Poliester 4 6 8PET Selulosa 0 6 6Selulosa asetat 1 2 2
24
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
Permeabilitas beberapa Bahan Pengemasdan “Heat Stability”
PERMEABILITAS SUHU (OF)O2 CO2 H2O “HOT FILL”O2 CO2 H2O HOT FILL
HDPE 130 580 0,3 190
PP 150 650 0,5 200
LDPE 430 1200 1,0 150
PVC 10 25 3 0 140
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
Pemeabilitas : O2 [=] cc/ml/100 in2/hari/atmCO2 [=] cc/ml/100 in2/hari/atmH2O [=] g/ml; 38oC, 80% RH
PVC 10 25 3,0 140
ACRYLONITRILE 1 2 5,0 150
PENGERINGAN BEKU … potensi aplikasi
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
25
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PRODUK PANGAN BEKUsebagai PANGAN DARURAT (EMERGENCY FOODS)
Purwiyatno Hariyadi [email protected]://beprepared.com/
PRODUK PANGAN BEKUsebagai PANGAN DARURAT (EMERGENCY FOODS)
Purwiyatno Hariyadi [email protected]://www.nitro-pak.com/
26
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PRODUK PANGAN BEKUsebagai PANGAN DARURAT (EMERGENCY FOODS)
Purwiyatno Hariyadi [email protected]://www.nitro-pak.com/
PRODUK PANGAN BEKUsebagai pengawetan “life product”
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
27
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PRODUK PANGAN BEKUsebagai pengawetan “produk sulit”
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
PRODUK PANGAN BEKU… ideas
• high value functional gfood/ingredients
• high value enzyme
• high value starter culture
• highly convenient foods :
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
g yself heating convenient
foods
28
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PRODUK PANGAN BEKU… ideas
• Increasing consumption of convenience food/ meals
• Consumers are becoming• 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 ti th t
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
the time they are eate• Heat containers are heavy and
inconvenient to carry around
Consumers want nutritious and
PRODUK PANGAN BEKU… ideas
hot convenience meals,But no easy efficient way of heating food on-the-go
What they want is a portable food-packaging d i ll i th t
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
device, allowing them to heat up food on demand
29
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
ALAMAT : Southeast Asian Food SCience & Technlogy (SEAFAST) CenterInstitut Pertanian Bogor
CURRICULUM VITAE
PURWIYATNO HARIYADI ([email protected])
PO BOX 220, Bogorwww.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, USAM S i F d Ch i t f th D t f F d S i U i it f
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
• M.Sc. in Food Chemistry from the Dept. of Food Science, University of 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.
KEANGGOTAAN HIMPUNAN PROFESI• Institute of Food Technologist (IFT), USA, Anggota• Institute for Thermal Process Specialists (IFTPS), USA; Anggota
CURRICULUM VITAE
PURWIYATNO HARIYADI ([email protected])
• 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 :
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
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).
30
Purwiyatno Hariyadi ([email protected]) -- Catatan ITP530-2011: Teknologi Pengeringan Beku
PEKERJAAN/JABATAN :2005 Sekarang
CURRICULUM VITAE
PURWIYATNO HARIYADI ([email protected])
• 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 • Pembantu Dekan III, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB
Purwiyatno Hariyadi [email protected]
, g ,• 1986-Sekarang
• Dosen pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB
Purwiyatno Hariyadi [email protected]