Selasa, 19 April 2016

Teknik Pembekuan

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