Pembekuan merupakan proses
pengawetan yang baik untuk mempertahankan mutu bahan makanan seperti daging
sapi. Pembekuan merupakan proses yang memerlukan asupan energi yang tinggi,
sehingga energi merupakan komponen biaya yang besar dalam proses pembekuan.
Untuk itu peningkatan efisiensi pembekuan merupakan hal yang perlu diteliti dan
dikembangkan.
1.
Pembekuan Lempeng Sentuh
Plate
freezing terdiri dari beberapa plat berlubang dengan orientasi vertical
atau horosontal. Lewat lubang-lubang ini refrigerant dengan temperature -400C
dipompakan. Operasinya bisa secara partaian, semi kontinu, dan kontinu. Makanan
yang akan dibekukan umumnya makanan yang tipis atau berbentuk lembaran. Makanan
ini ditempatkan diantara plat dan disusun sebagai lapisan tunggal. Lalu plat
ini digerakan secara bersamaan sehingga dihasilkan sedikit tekanan untuk
meningkatkan kontak antara permukaan makanan dan plat sehingga meningkatkan
laju perpindahan panas. Keuntungan dari pembeku jenis ini adalah nilai ekonomi
yang baik dan efisiensi tempat, biaya operasi yang rendah, dehidrasi
rendah,defrosting terjadi pada tingkat yang minimal, dan perpindahan panas
yang tinggi. Kekurangan dari metode ini adalah investasi yang tinggi dan bentuk
makanan yang dibekukan harus tipis dan berbentuk lembaran.
Menurut (Girsang, Anica Rosalina, 2010) Pindah panas
yang terjadi pada mesin pembeku tipe lempeng sentuh
adalah secara konduksi. Perpindahan panas secara konduksi mengakibatkan sebaran
suhu yang tidak merata pada bahan dimana bahan bagian bawah paling cepat
mengalami penurunan suhu karena bagian ini bersentuhan langsung dengan media
pembeku dan bahan bagian atas paling lambat mengalami penurunan suhu karena
bagian ini terletak paling jauh dari media pembeku sehingga bagian ini
merupakan bagian yang paling lama membeku. Laju pembekuan tercepat terjadi pada
skenario 4 (saat suhu media tetap -20oC dari awal hingga akhir proses
pembekuan) yaitu 13.2 cm/jam. Sedangkan laju pembekuan terlama terjadi pada
skenario 1a (saat suhu media awal pembeku -5 oC) sebesar 2,62 cm/jam. Secara
garis besar, laju pembekuan yang terjadi pada proses pembekuan suhu berubah
tergolong pada pembekuan sedang sampai cepat. Berdasarkan perhitungan energi,
energi spesifik pembekuan dengan suhu berubah berkisar antara 348.64 kJ/kg
hingga 419.85 kJ/kg. Energi spesifik terbesar terjadi pada skenario 2b dan
energi spesifik terkecil terjadi pada skenario 4. Kebutuhan minimum energi
pembekuan dinyatakan dengan perubahan entalpi pembekuan dimana harganya hanya
tergantung pada suhu akhirnya untuk bahan tertentu. Proses menghasilkan
efisiensi energi yang lebih besar yaitu antara 0.42% hingga 0.79% dibandingkan
dengan pembekuan dengan suhu bertingkat.
2. Pembekuan kriogenik
Dalam ilmu
Fisika atau teknik, kriogenik adalah
ilmu yang mempelajari materi dengan temperatur sangat rendah (di bawah
–150 °C, –238 °F atau 123 K). Ilmu ini mempelajari cara memproduksi
serta perilaku material pada temperatur tersebut.
Pada
umumnya pembekuan produk pangan menggunakan teknologi pembekuan (refrigerant)
konvensional berbahan pendingin amonia atau di masa lalu menggunakan freon-CFC
(chloroflurocarbon) yang ternyata terbukti menjadi gas-gas penyebab kerusakan
ozon. Teknologi pembekuan seperti ini juga telah ditemukan memiliki kelemahan karena
tingkat pendinginan yang kurang rendah suhunya dan relatif tidak stabil
sehingga tidak menjamin keawetan produk pangan yang dibekukan. Pada penggunaan
ammonia sebagai bahan pendingin, suhu terdingin yang dapat dicapai untuk
refrigeran produk pangan yaitu antara -1 derajat Celsius sampai dengan -46
derajat Celsius.
Berbeda
dengan metode pembekuan lokal, Metode pembekuan teknologi kriogenik menggunakan
gas yang dimampatkan menjadi cairan (liquid) misalnya nitrogen (N2) dan karbon
dioksida (CO2). Nitrogen cair sebagaimana telah diketahui sejak lama,
dipergunakan sebagai pembeku bahan-bahan organik untuk keperluan penyimpanan
dan ekstraksi bahan-bahan penelitian bidang biologi terapan. Karbon dioksida
cair pun telah sejak lama dipergunakan untuk pengisi tabung pemadam kebakaran.
Nitrogen
cair memiliki titik didih pada suhu -195,8 derajat Celsius, sedangkan karbon
dioksida cair -57 derajat Celsius. Pada suhu yang lebih tinggi dari suhu
tersebut, nitrogen dan karbon dioksida akan berbentuk gas volatil, sehingga
umumnya nitrogen cair dan karbon dioksida cair berada pada suhu lebih rendah
daripada titik didihnya. Dengan suhu yang sedemikian dingin, baik nitrogen cair
maupun karbon dioksida cair mempunyai kemampuan membekukan bahan organik yang
relatif lebih efektif daripada pendingin berbahan amonia ataupun freon.
Pembekuan
kriogenik (cryogenic freezing) dimana nitrogen cair (atau karbon dioksida)
disemprotkan langsung pada bahan-bahan pangan berukuran kecil seperti udang
atau strawberry, karena cairan nitrogen dan karbon dioksida mempunyai suhu beku
yang sangat rendah (berturut-turut -19ºC dan -78ºC) maka proses pembekuan akan
berlangsung spontan.
3.
Pembekuan Belt Freezer (spiral freezer)
Belt freezer memiliki
belt yang fleksibel dan bertautan satu sama lain dan membentuk deretan
bertingkat berbentuk spiral dan membawa makanan melewati ruang pendingin. Udara
dingin atau semprotan dari nitrogen cair diarahkan langsung ke arah belt secara
countercurrent (berlawanan arah) yang mengurangi kehilangan panas selama
evaporasi. Spiral freezer memerlukan ruang yang relative kecil dan
memiliki kapasitas yang besar. Keuntungan lain adalah pemuatan dan bongkar muat
secara otomatis, biaya perawatan yang murah, dan mampu membekukan berbagai
jenis bahan makanan.
4.
Pembekuan Fluidized bed freezer
Fluidized bed
freezer adalah belt freezer yang dimodifikasi. Udara yang
dialirkan memiliki temperature antara 250C – 350C dan kecepatan 2-6 m/s. Bahan
makanan yang akan dibekukan disusun sehingga memiliki ketebalan 2-13 cm pada
baki atauconveyor belt. Pada beberapa desain, ada dua tahap pembekuan. Tahap
pertama adalah pembekuan cepat untuk menghasilkan lapisan es yang baik pada
permukaan bahan. Pada tahap ini, bahan makanan disusun membantuk lapisan tipis
saja. Pada tahap kedua, makanan disusun membentuk lapisan dengan tebal 10-15
cm. Pembentukan lapisan ini baik untuk buah yang memiliki kecenderungan untuk
menggumpal satu sama lain. Bentuk dan ukuran bahan mempengaruhi tebal lapisan
fluidisasi dan kecepatan udara untuk melakukan fluidisasi. Makanan y ang
dibekukan dengan fluidized bed freezer berkontak lebih baik dengan
udara pendingin daripada pada blast freezer dan semua permukaannya
beku secara bersamaan dan merata. Hal ini mengakibatkan koefisien perpindahan
panas yang lebih tinggi, waktu pembekuan yang lebih pendek, laju produksi yang
lebih tinggi, dan dehidrasi yang terjadi pada makanan tak dikemas lebiih kecil
daripada blast freezer. Metode pembekan ini cocok untuk makanan yang
berbentuk partikulat (butiran). Untuk makanan yang besar, digunakan through
flow freezer. Alat ini melewatkan udara pada makanan namun tidak terjadi
fluidisasi.
5. Pembekuan vakum
Sistem pembekuan vakum merupakan salah satu metode pembekuan yang
relatifbaru dan belum banyak digunakan dalam industri pembekuan. Metode pembekuan
vakum memanfaatkan fenomena penurunan titik didih air pada tekanan mendekati
vakum. Panas laten yang dibutuhkan untuk penguapan air diperoleh dari panas
sensibel bahan yang menyebabkan turunnya suhu.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar