kp3 crystallization
TRANSCRIPT
Crystallization
Keteknikan Pengolahan 3Nur Istianah,ST.MT.M.Eng
Tujuan Kristalisasi
• Crystallisation has two types of purpose in food processing:
• (a) the separation of solid material from a liquid in order to obtain either a pure solid, e.g. salt or sugar, or a purified liquid, e.g. winterised salad oil and
• (b) the production of crystals within a food such as in butter, chocolate or ice cream.
Struktur kristal
Prinsip Dasar
Transfer massa
Solubilitas
• Laju transfer massa dipengaruhi konsentrasi larutan, geometri sistem dan kecepatan pengadukan
• K =mass transfer coefficient• p = density of the crystals
Solubilitas Solubilitas:•Jumlah padatan non-hidrida maksimal terlarut dalam 100 g pelarut (air)
•Sebanding dengan suhu
spontaneous nucleation
Perlu bakal kristal
No crystal
Mechanism
Conditioning solution
Equilibrium
Crystalizing
most food crystals are formed of molecular units bonded by van der Waals forces, or in a limited number of cases, ions bonded by ionic bonds.
Mechanism
supersaturation of the liquid,
nucleation (formation of new crystal structures)
crystal growth
cooling , evaporation, chemical reaction
Crystallization Equilibrium
• Terjadi antara kristal murni dan larutan• Kesetimbangan dipengaruhi solubilitas
(konsentrasi padatan) dan suhu• Kristal terbentuk saat kondisi larutan
melewati titik jenuh• Hambatan yang terjadi adalah transfer
massa dalam larutan dan ketahanan permukaan kristal agar menjadi kristal yang kuat
NERACA MASSA
C= Jumlah kristal per 100 g pelarut F= konsentrasi larutan awal S= konsentrasi larutan jenuh
F
C
S
F = C + S
NERACA MASSA
Y = Yield from a crystalliser W = the initial mass of water, C1 = the concentrations of solute before crystallisationC2 = the concentrations of solute after crystallisation V = the fraction of water evaporated.
Contoh soal• Pada suhu 40°C, larutan garam memiliki
konsentrasi 40% sedangkan solubilitas garam pada suhu tersebut adalah 37 g / 100 g air, hitunglah jumlah garam yang mengkristal.
Penyelesaian:• Konsentrasi larutan = 40 g / 100 g larutan• Massa garam/ g air = 40 g / (100-40) g air
= 40 g / 60 g air = 0.67• Massa garam/ 100 g air = 67 g / 100 g air
Titik jenuh larutan = 37 g / 100 g air• Massa kristal garam = (67 - 37) g / 100 g air
= 30 g / 100 g air
Metode
1. Homogeneous nucleation
2. Heterogeneous nucleation
3. Agitation or viscous drag
4. Ultrasound
5. Freeze crystalisation
Freeze crystalisation
Advantage • low energy requirements • better quality retention
Disadvantage • High cost
• Freeze concentration can be applied for the production of fresh water from the • sea, but this process is more expensive than conventional thermal evaporation • and newly developed RO. • Potential applications of freeze concentration in food processing include
concentration of citrus juices (oranges, grapefruit, mandarin), skim milk, coffee • extracts, vinegar, and beer. Improvement of the process could reduce the cost and • make the process more competitive.
Freeze crystalisation
Ice crystalisation
Fat Fractionation
Dry Fractionation
Detergent Fractionation
Solvent Fractionation
Freeze crystalisation
Peralatan
Fluidised bed cooling crystalliser
Peralatan
Fluidised bed evaporative crystalliser
Aplikasi
Product A• crystallisation of sugar solutions:
Supersaturation is effected by evaporation(<85 C)
• the manufacture of chocolate and margarine: Fractional crystallisation
• Freese crystalisation: used forconcentrating liquids such as fruit juices or vinegar
Product B• Production of salt: multiple effect
evaporators of seawater• lactose, citric acid, monosodium
glutamate and aspartame.• Salad Dressings and Mayonnaise:
Crystallisation is carried out over 2–3 days with slow cooling to approximately 7 C
TERIMA KASIH
TUGAS(LATIHAN SOAL)
silahkan kerjakan soal-soal berikut kemudian kumpulkan pada jadwal pengganti yang telah ditentukan. Jika ada yang belum dipahami silahkan diskusikan pada saat pengumpulan tugas
Soal 1• Tentukan massa kristal gula yang dihasilkan
dari proses kristalisasi gula dengan menggunakan bahan baku 100 kg larutan sukrosa 75 %. Proses kristalisasi dilakukan pada suhu 15 °C dan diketahui konsentrasi larutan sukrosa jenuh pada 15 °C adalah 66 %.
Soal 2 • Pada suhu 17°C, larutan gula memiliki
konsentrasi 30.6% kg gula /100 kg air sedangkan solubilitas garam pada suhu tersebut adalah 8.6 kg gula/ 100 kg air. Selama proses kristalisasi terjadi penguapan air sebanyak 10%. Hitunglah jumlah yield kristalisasi tersebut.
Soal 3 • Pada suhu 10°C, larutan gula memiliki
konsentrasi 30.6% kg gula /100 kg air sedangkan solubilitas garam pada suhu tersebut adalah 7 kg gula/ 100 kg air. Selama proses kristalisasi terjadi penguapan air sebanyak 10%. Hitunglah jumlah yield kristalisasi tersebut.