proses termal - mencari dan memberi yang...
TRANSCRIPT
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 1
PROSES TERMALPROSES TERMALPROSES TERMALPROSES TERMALL t N tL t N tLecture Note Lecture Note Principles of Food Principles of Food EngineeringEngineering (ITP 330)(ITP 330)
Prof. Prof. DrDr. . PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi, , MScMSc
Dept of FoodDept of Food Science &Science & TechnologyTechnologyDept of Food Dept of Food Science & Science & TechnologyTechnologyFaculty of Agricultural TechnologyFaculty of Agricultural TechnologyBogor Agricultural UniversityBogor Agricultural UniversityBOGORBOGOR
PROSES TERMALPROSES TERMAL
Pustaka :Pustaka :Toledo, RT. 1991. P.315 Toledo, RT. 1991. P.315 -- 390390Texas A&M Home pageTexas A&M Home page(http//aginfo.tamu.edu/classes/index/html)(http//aginfo.tamu.edu/classes/index/html)
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 2
PROSES TERMALPROSES TERMAL
Instructional ObjectivesInstructional Objectives
•• Understand basic principles of thermal processingUnderstand basic principles of thermal processing–– kinetics of microbial decay (D, Z, LR)kinetics of microbial decay (D, Z, LR)–– determination of F0determination of F0–– calculation of processing timecalculation of processing time
•• Be able to list and discuss important applications of Be able to list and discuss important applications of thermal processing in the food indusctrythermal processing in the food indusctrythermal processing in the food indusctrythermal processing in the food indusctry
•• Be able to list and discuss problems resulting to improper Be able to list and discuss problems resulting to improper thermal processing of food productsthermal processing of food products
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
-- memasak makanan/memasak makanan/cookingcooking-- pengawetan makanan : 1810 : Nicholas Appertpengawetan makanan : 1810 : Nicholas Appert
PROSES TERMALPROSES TERMAL
pengawetan makanan : 1810 : Nicholas Appertpengawetan makanan : 1810 : Nicholas Appert
8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 3
......................................> pengawetan makanan> pengawetan makanan
......................................> populer> populer
PROSES TERMALPROSES TERMAL
membunuh mikrobamembunuh mikrobainaktivasi enziminaktivasi enzimmenyebabkan perubahan warna, menyebabkan perubahan warna, t k t flt k t fl
p pp p
Kenapa???Kenapa???
8/24/2011
tekstur, flavortekstur, flavormenyebabkan perubahan daya cerna menyebabkan perubahan daya cerna makananmakananawetawet
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
-- pemasakan/pemasakan/cookingcooking
PROSES TERMAL : APLIKASI DI INDUSTRI PANGANPROSES TERMAL : APLIKASI DI INDUSTRI PANGAN
pp gg
-- penghangatan kembali/penghangatan kembali/rewarmingrewarming
-- pelelehan/pelelehan/thawingthawing
-- blansir/blansir/blanchingblanching
8/24/2011
-- pasteurisasipasteurisasi
-- sterilisasisterilisasi
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 4
Proses termal yang dilakukan pada suhu tinggi, >100Proses termal yang dilakukan pada suhu tinggi, >100ooC, dengan C, dengan tujuan memusnahkan spora patogen dan pembusuktujuan memusnahkan spora patogen dan pembusuk
PROSES TERMAL : STERILISASIPROSES TERMAL : STERILISASI
”Pengalengan” makanan : ”Pengalengan” makanan : ................> Makanan dalam kaleng> Makanan dalam kaleng-- trouble freetrouble free-- awet/tahan lamaawet/tahan lama
STERILITAS KOMERSIALSTERILITAS KOMERSIAL
•• Kondisi dimana telah tercapai pemusnahanKondisi dimana telah tercapai pemusnahan•• semua m.o. patogen dan pembentuk racunsemua m.o. patogen dan pembentuk racunp g pp g p•• m.o yang dalam kondisi penyimpanan dan penanganan normal m.o yang dalam kondisi penyimpanan dan penanganan normal
dapat menyebabkan kebusukandapat menyebabkan kebusukan
•• Produk steril komersial mungkin masih mengandung “Produk steril komersial mungkin masih mengandung “viableviable sporesspores”, ”, tetapi tidak dapat tumbuh pada kondisi penyimpanan dan tetapi tidak dapat tumbuh pada kondisi penyimpanan dan penanganan normalpenanganan normal
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
•• HarusHarus tahutahu kombinasikombinasi suhusuhu--waktuwaktu yangyang diperlukandiperlukan untukuntuk
PROSES TERMAL : STERILISASIPROSES TERMAL : STERILISASI
Perlu pengetahuan tantang Perlu pengetahuan tantang kinetikakinetikay gy g pp
memusnahkanmemusnahkan ““thethe mostmost heatheatresistantresistant pathogenpathogen and/orand/orspoilagespoilage organismorganism inin thetheproductproduct ofof interestinterest””..
•• Harus tahu karakteristik Harus tahu karakteristik
kinetika kinetika -- pemusnahan mikrobapemusnahan mikroba-- kerusakan mutukerusakan mutu
Perlu pengetahuan ttg pindah Perlu pengetahuan ttg pindah panaspanaspenetrasi panas produk yang penetrasi panas produk yang
dipanaskandipanaskan
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
panaspanas-- pindah panas tak tunakpindah panas tak tunak-- sifat termalsifat termal
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 5
KINETIKA KINETIKA
1. Pertumbuhan mikroorganisme1. Pertumbuhan mikroorganisme
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
SalmonellaSalmonella spp.spp. 6.5 6.5 -- 4747 4.5 4.5 -- ?? >0.95>0.95(a)(a)
Factors Affecting the Growth of Some Foodborne PathogensFactors Affecting the Growth of Some Foodborne Pathogens
OrganismOrganism GrowthGrowth Growth pHGrowth pH Growth aGrowth awwTemp Temp °°CC
Clostridium botulinumClostridium botulinumA & BA & B 10 10 -- 5050 4.7 4.7 -- 99 >0.93>0.93
nonproteolytic Bnonproteolytic B 5 5 -- ?? (b)(b) NRNR(c)(c)
EE 3.3 3.3 -- 1515--3030 (b)(b) >0.965>0.965FF 4 4 -- ? ? (b)(b) NRNR(c)(c)
Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus 7 7 -- 4545 4.2 4.2 -- 9.3 9.3 >0.86 >0.86 p yp yCampylobacter jejuniCampylobacter jejuni 25 25 -- 42 42 5.5 5.5 -- 8 8 NR NR Yersinia enterocoliticaYersinia enterocolitica 1 1 -- 44 44 4.4 4.4 -- 9 9 NR NR Y. pseudotuberculosisY. pseudotuberculosis 5 5 -- 43 43 (b)(b) NR NR Listeria monocytogenesListeria monocytogenes 2 2 -- 45 45 4.8 4.8 -- 9.6 9.6 >0.95>0.95(d)(d)
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 6
Vibrio choleraeVibrio cholerae O1O1 8 8 -- 42 42 6 6 -- 9.6 9.6 >0.95 >0.95
Factors Affecting the Growth of Some Foodborne PathogensFactors Affecting the Growth of Some Foodborne Pathogens
OrganismOrganism GrowthGrowth Growth pHGrowth pH Growth aGrowth awwTemp Temp °°CC
Vibrio parahaemolyticusVibrio parahaemolyticus 12.8 12.8 -- 40 40 5 5 -- 9.6 9.6 > .94 > .94 Clostridium perfringensClostridium perfringens 6 6 -- 52 52 5.5 5.5 -- 8 8 > .93 > .93 Bacillus cereusBacillus cereus 10 10 -- 49 49 4.9 4.9 -- 9.3 9.3 > .95 > .95 Escherichia coliEscherichia coli 2.5 2.5 -- 45 45 4.6 4.6 -- 9.5 9.5 > .935 > .935 Streptococcus pyogenesStreptococcus pyogenes > 10 > 10 -- < 45 < 45 4.8 4.8 -- < 9.2 < 9.2 NR NR
(a)(a) For a genus as large as Salmonella, the aFor a genus as large as Salmonella, the aww lower limit for species growth may lower limit for species growth may vary, e.g., vary, e.g., S. newportS. newport=0.941, =0.941, S. typhimuriumS. typhimurium=0.945. =0.945.
(b)(b) The value, though unreported, is probably close to other species of the genus. The value, though unreported, is probably close to other species of the genus. (c)(c) NR denotes that no reported value could be found, but for most vegetative cells, NR denotes that no reported value could be found, but for most vegetative cells,
an aan aww of >0.95 would be expected. of >0.95 would be expected. (d)(d) Minimum aMinimum aww unknown. unknown.
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Makanan berasam tinggiMakanan berasam tinggiph < 4,6ph < 4,6
apelapel tomattomatperper aprikotaprikotplumplum sauerkrautsauerkrautplumplum sauerkrautsauerkrautbuah beribuah beri
Makanan berasam rendahMakanan berasam rendahpH > 4.6pH > 4.6wortelwortel bitbitbuncisbuncis bayambayamasparagusasparagus kacang kaprikacang kapri
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
aspa agusaspa agus aca g apaca g apjagungjagung jamurjamur........dagingdaging ikanikansusususu telurtelur
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 7
KINETIKA KINETIKA
2. Pemusnahan m.o oleh panas 2. Pemusnahan m.o oleh panas ....................> pada T konstan> pada T konstan....................> penurunan jumlah mikroba hidup mengikuti reaksi ordo I> penurunan jumlah mikroba hidup mengikuti reaksi ordo I
kNkNdtdtdNdN
==−− dtdtdimana,dimana,N= jumlah mikroba hidupN= jumlah mikroba hidupk = konstanta laju reaksi (konstanta laju pemusnahan m.o.)k = konstanta laju reaksi (konstanta laju pemusnahan m.o.)
kdtkdtNNdNdN
−−==
dtdtkkNNdNdNNN
NN
tt
00−−==∫∫ ∫∫
Ln NLn NKemiringanKemiringan
== -- kk
ktktNNNNlnln
00
−−==⎟⎟⎠⎠
⎞⎞⎜⎜⎝⎝
⎛⎛NNNN 0000
Ln N = ln NLn N = ln Noo -- ktkt
tt
= = -- kk
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
Microbial death, like microbial growth, is Microbial death, like microbial growth, is described by a logarithmic equation.described by a logarithmic equation.
KINETIKAKINETIKA
kkNN ⎞⎞⎛⎛
Ingat !Ingat !
Ln X = 2.303 log XLn X = 2.303 log X
⎞⎞⎛⎛ tt2.3032.303kk
--NNloglogNNloglog 00==ktktNNNNlnln
00
−−==⎟⎟⎠⎠
⎞⎞⎜⎜⎝⎝
⎛⎛ktktNN
NN2.303 log2.303 log00
−−==⎟⎟⎠⎠
⎞⎞⎜⎜⎝⎝
⎛⎛
Oleh para ahli teknologi pangan (termobakteriologi), persamaan tsbOleh para ahli teknologi pangan (termobakteriologi), persamaan tsbdinyatakan sebagai :dinyatakan sebagai :
DDtt
--NN00loglogNNloglog == atau atau DD
tt
00NNNN
loglog −−==⎟⎟⎠⎠
⎞⎞⎜⎜⎝⎝⎛⎛
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
D D = = Decimal Reduction TimeDecimal Reduction Time= waktu yg diperlukan u/ mengurangi jml mo dengan faktor 1 desimal= waktu yg diperlukan u/ mengurangi jml mo dengan faktor 1 desimal= waktu yg diperlukan u/ mengurangi jml mo sebanyak 1 siklus log= waktu yg diperlukan u/ mengurangi jml mo sebanyak 1 siklus log= waktu yg diperlukan u/ mengurangi jml mo sebanyak 90% populasi= waktu yg diperlukan u/ mengurangi jml mo sebanyak 90% populasi
00
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 8
10,00010,000
Kurva Kematian Termal pada Suhu Konstant, TKurva Kematian Termal pada Suhu Konstant, T11TT11
KINETIKAKINETIKA
DD--valuevalue
DD--valuevalue
1,0001,000
100100
1010
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
Comparative Heat Resistance (Comparative Heat Resistance (DD Values) for Different Values) for Different Classifications of Foodborne BacteriaClassifications of Foodborne Bacteria
Bacterial groupsBacterial groups Approximate heat Approximate heat resistanceresistance
LowLow--acid and semi acid foods (pH above 4.5)acid and semi acid foods (pH above 4.5)ThermophilesThermophiles
FlatFlat--sour group (sour group (B. stearothermophilus)B. stearothermophilus)GaseousGaseous--spoilage group (spoilage group (C. C.
thermosaccharolyticumthermosaccharolyticum))Sulfide stinkers (Sulfide stinkers (C. nigrificansC. nigrificans))
MesophilesMesophilesPutrefactive anaerobesPutrefactive anaerobes
DD250250
4.0 4.0 -- 5.05.03.0 3.0 -- 4.04.0
2.0 2.0 -- 3.03.0Putrefactive anaerobesPutrefactive anaerobes
C. botulinum C. botulinum (types A dan B)(types A dan B)C. sporogenes C. sporogenes group (including P.A. 3679)group (including P.A. 3679) 0.10 0.10 -- 0.200.20
0.10 0.10 -- 1.51.5
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 9
Bacterial groupsBacterial groups Approximate heat Approximate heat resistanceresistance
Comparative Heat Resistance (Comparative Heat Resistance (DD Values) for Different Values) for Different Classifications of Foodborne BacteriaClassifications of Foodborne Bacteria
Acid foods (pH 4.0Acid foods (pH 4.0--4.5)4.5)ThermophilesThermophiles
B. coagulants B. coagulants (facultative mesophilic)(facultative mesophilic)MesophilesMesophiles
B. polimyxaB. polimyxa and and B. maceransB. maceransButyric anaerobes (Butyric anaerobes (C. pasteurianumC. pasteurianum))
HighHigh acid foodsacid foods
0.01 0.01 -- 0.070.07DD212212
0.10 0.10 -- 0.500.500.10 0.10 -- 0.500.50
DDHighHigh--acid foodsacid foodsMesophilic nonMesophilic non--sporespore--bearing bacteriabearing bacteria
Lactobacillus spp, Leuconostoc spp., and Lactobacillus spp, Leuconostoc spp., and yeast and moldyeast and mold
DD150150
0.50 0.50 -- 1.001.00
Source: Source: Stumbo (1965)Stumbo (1965)
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Comparison of Comparison of DD250250 Values for Specific Organisms in Values for Specific Organisms in Selected Food Substrates Selected Food Substrates
TDTTDTOrganism Organism Substrate Substrate ProcedureProcedure DD250250
P.A. 3679P.A. 3679 CreamCream--style cornstyle corn CanCan 2.472.47P.A. 3679P.A. 3679 WholeWhole--kernel corn (1)kernel corn (1) CanCan 1.521.52P.A. 3679P.A. 3679 WholeWhole--kernel corn (2)kernel corn (2) CanCan 1.821.82P.A. 3679P.A. 3679 Phophate bufferPhophate buffer TubeTube 1.311.31F.S. 5010F.S. 5010 CreamCream--style cornstyle corn CanCan 1.141.14F.S. 5010F.S. 5010 WholeWhole--kernel cornkernel corn CanCan 1.351.35F.S. 1518F.S. 1518 Phosphate bufferPhosphate buffer TubeTube 3.013.01F.S. 617F.S. 617 Whole milkWhole milk CanCan 0.840.84F.S. 617F.S. 617 Evaporated milkEvaporated milk TubeTube 1.051.05
Source: Source: Stumbo (1965)Stumbo (1965)
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 10
KINETIKA KINETIKA ........................> Contoh 1> Contoh 1Anggap suatu makanan dalam kaleng.Anggap suatu makanan dalam kaleng.Jika jumlah mo awal sebesar 10Jika jumlah mo awal sebesar 1066 mikroba pembusuk A/kaleng. mikroba pembusuk A/kaleng. Nilai D pada suhu 121.1Nilai D pada suhu 121.1ooC = 15 detik. C = 15 detik. Berapa jumlah mo setelah pemanasan selama 1 menit pada 121.1 Berapa jumlah mo setelah pemanasan selama 1 menit pada 121.1 ooCCBerapa jumlah mo setelah pemanasan selama 2 menit pada 121.1 Berapa jumlah mo setelah pemanasan selama 2 menit pada 121.1 ooCC
DDtt
--NN00loglogNNloglog ==Jawab :Jawab :Ingat Ingat ......................>>
1001001010NN 22
224466NNloglog ==−−==ikikdetdet1515
detikdetik6060--1010loglogNNloglog 66==
Untuk t = 1 menit :Untuk t = 1 menit :
1001001010NN ====
0.010.011010NN --22 ====
-- 228866NNloglog ==−−==ikikdetdet1515
detikdetik120120--1010loglogNNloglog 66==
Untuk t = 2 menit :Untuk t = 2 menit :
Peluang kebusukan!!Peluang kebusukan!!PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
Suatu suspensi pangan mempunyai kandungan spora pembusuk A dan Suatu suspensi pangan mempunyai kandungan spora pembusuk A dan B. Spora A sebanyak 3 x 10B. Spora A sebanyak 3 x 105 5 dan spora B sebanyak 8 x 10dan spora B sebanyak 8 x 1066. Pada suhu . Pada suhu 121.1121.1ooC, nilai D untuk spora A dan spora B adalah 1.5 dan 0.8 menit. Jika C, nilai D untuk spora A dan spora B adalah 1.5 dan 0.8 menit. Jika suspensi tsb dipanaskan pada suhu konstan 121.1suspensi tsb dipanaskan pada suhu konstan 121.1ooC, berapa lama untuk C, berapa lama untuk memperoleh peluang kebusukan sebesar 10memperoleh peluang kebusukan sebesar 10--33..
KINETIKA KINETIKA ........................> Contoh 2> Contoh 2
Jawab :Jawab :
Peluang kebusukan 10Peluang kebusukan 10--33; artinye N = 10; artinye N = 10--33..Untuk spora A :Untuk spora A :
DDtt
--NN00loglogNNloglog == ⎟⎟⎠⎠
⎞⎞⎜⎜⎝⎝
⎛⎛==
00NNNN
loglogDD--t t
10101010xx33
loglog1.51.5t t 33--
55
⎟⎟⎠⎠⎞⎞⎜⎜
⎝⎝⎛⎛
==Jadi, untuk mendapatkan Jadi, untuk mendapatkan
menitmenit12.7212.72(8.477)(8.477)1.51.5tt ====
Untuk spora B :Untuk spora B :
menitmenit7.927.92(9.903)(9.903)0.80.8tt ====
10101010xx88
loglog0.80.8t t 33--
66
⎟⎟⎠⎠⎞⎞⎜⎜
⎝⎝⎛⎛
==
peluang kebusukan peluang kebusukan sebesar 10sebesar 10--33, maka , maka pemanasan 121.1pemanasan 121.1ooC harus C harus dilakukan selama 12.72 dilakukan selama 12.72 menit.menit.
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 11
T1
Kurva Kematian Termal pada Suhu Konstant, T1
KINETIKA
T >T
D1
D1
Bagaimana jika suhu pemanasan pada T2 >T1???
T2>T1
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Semakin tinggi T .......> semakin kecil nilai DD=f(T)
KINETIKA ............>D = f(T)
Secara empiris:
ZT-1.121
DDlog
0
=
Nilai Z adalah perubahan suhu (ΔT) yang diperlukan untuk mengubah nilai D sebesar 1 siklus logNilai Z = 18oF = ? oC
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡
= ZT-121.1
0 10DD
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 12
•• Reactions that have small Z values are highly Reactions that have small Z values are highly temperature dependent, whereas those with large Z temperature dependent, whereas those with large Z values require larger changes in temperature to reduce values require larger changes in temperature to reduce the time. the time.
KINETIKA ............>D = f(T)
•• A Z value of 10A Z value of 10°°C is typical for a spore forming C is typical for a spore forming bacteriumbacterium
•• Heat induced chemical changes have much larger Z Heat induced chemical changes have much larger Z values than that microorganisms :values than that microorganisms :
Z (Z (°°C) C) D121 (min)D121 (min)
bacteria bacteria 55--10 10 11--55enzymes enzymes 3030--40 40 11--55vitamins vitamins 2020--25 25 150150--200200pigments pigments 4040--70 70 1515--5050
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
KINETIKA ............> 2 parameter kinetika
D dan Z .................> perlu selalu diketahui dua-duanya!
Misal Mikroba A mempunyai DA,250F = 0.5 menitMikroba A mempunyai DB 250F = 1 menit DA=DB DA<DBDA>DB
0 1
1
10
100
1000
10000
Nila
i Dm
enit)
B A
oba e pu ya B,250F e tApa artinya?
ZA = 10oC; ZB = 20oCSuhu (C) DA (menit) DB (Menit)
80.1 5000 10090.1 500
101.1 50 10
A B A BA B
Suhu (oC)
0.00001
0.0001
0.001
0.01
0.1
0 50 100 150 200
N (m
121.1 0.5 1131.1 0.05141.1 0.005 0.1151.1 0.0005161.1 0.00005 0.01
111.1 5
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 13
Perhitungan kecukupan proses sterilisasiPerhitungan kecukupan proses sterilisasi
NNDD303303..22
dtdtdNdN −−== ........................................................ Pers. 1........................................................ Pers. 1
KECUKUPAN PROSES STERILISASIKECUKUPAN PROSES STERILISASI
dtdtDD303303..22
NNdNdN −−==
Persamaan ini dapat dipecahkan sebagai berikut:Persamaan ini dapat dipecahkan sebagai berikut:
Integrasi persamaan tersebut dari t = 0 (N = NIntegrasi persamaan tersebut dari t = 0 (N = N00) sampai t = t (N = N) ) sampai t = t (N = N) adalah sbb:adalah sbb:adalah sbb:adalah sbb:
∫∫∫∫∫∫ −−==−−==tt
00
tt
00
NN
NN DDdtdt303303..22dtdt
DD303303..22
NNdNdN
00
........................................ Pers. 2........................................ Pers. 2
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
Sisi kiri dari persamaan 2 dapat dipecahkan sebagai berikut:Sisi kiri dari persamaan 2 dapat dipecahkan sebagai berikut:
∫∫==tt
00 DDdtdt2.3032.303--lnln
NNNN
KECUKUPAN PROSES STERILISASIKECUKUPAN PROSES STERILISASI
atauatau
.................................................................. Pers. 3.................................................................. Pers. 3
00 DD00NN
−−==tt
0000 DD
dtdtNNNNloglog ∫∫
Ingat kembaliIngat kembali D = f ( T )D = f ( T )⎥⎥⎦⎦⎤⎤
⎢⎢⎣⎣⎡⎡
== ZZTT--121.1121.1
00 1010DDDDIngat kembaliIngat kembali D = f ( T )D = f ( T ) 00 1010DDDD
Jadi Jadi
∫∫⎥⎥⎦⎦⎤⎤
⎢⎢⎣⎣⎡⎡ −−
−−==tt
00zz
TT11..121121
0000 1010..DD
dtdtNNNNloglog
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 14
NILAI STERILITAS/LETALITAS PROSESNILAI STERILITAS/LETALITAS PROSES
KECUKUPAN PROSES STERILISASIKECUKUPAN PROSES STERILISASI
S = Jml penurunan desimal = S = Jml penurunan desimal = ∫∫⎤⎤⎡⎡ −−
==tt
00 TT11..121121dtdt
NNNN00loglog
Jika; proses dilakukan pada suhu konstant (121.1Jika; proses dilakukan pada suhu konstant (121.1ooC), makaC), maka
⎥⎥⎦⎦⎤⎤
⎢⎢⎣⎣⎡⎡00
zzTT11..121121
00 1010..DDNN
∫∫⎥⎥⎦⎦⎤⎤
⎢⎢⎣⎣⎡⎡ −−
==tt
00zz121.1121.111..121121
0000 1010..DD
dtdtNNNNS = logS = log
00DDSS == tt
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
00
Waktu proses padaWaktu proses padasuhu konstan 121.1suhu konstan 121.1ooCCFF121.1C121.1C = F= FooDD121.1 C121.1 C = D= D00TT
TT
DDFFAnalog : SAnalog : S ==
NILAI STERILITAS YANG UMUM DIGUNAKAN ~ Sterilitas KomersialNILAI STERILITAS YANG UMUM DIGUNAKAN ~ Sterilitas Komersial
•• Mikroorganisme kritis = Mikroorganisme kritis = Clostridium botulinumClostridium botulinum•• Konsep 12 desimal (12 D) untukKonsep 12 desimal (12 D) untuk C botulinumC botulinum
KECUKUPAN PROSES STERILISASIKECUKUPAN PROSES STERILISASI
Konsep 12 desimal (12 D) untuk Konsep 12 desimal (12 D) untuk C. botulinumC. botulinum(Interpretasi (Interpretasi Regulatory AgencyRegulatory Agency sekarang: sekarang: 12 D 12 D ⇒⇒ peluang kebusukan 10peluang kebusukan 10--1212))
Contoh:Contoh:Nilai F pada 121.1Nilai F pada 121.1ooC untuk memusnahkan 99.999% C untuk memusnahkan 99.999% C. botulinumC. botulinumadalah 1.2 menit. Hitung Dadalah 1.2 menit. Hitung D00..
J b P h 99 999%J b P h 99 999%Jawab: Pemusnahan 99.999%Jawab: Pemusnahan 99.999%
550000100001..00
11NNNNSS 00 ======
menit.menit.2424..005522..11
SSFFDD 00
00 ======
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 15
Process Sterilizing Values (FProcess Sterilizing Values (F00) for Commercial Sterilization of ) for Commercial Sterilization of Selected Canned FoodsSelected Canned Foods
ApproximateApproximatecalculatedcalculated
Product Product Can sizes Can sizes sterilizing value, Fsterilizing value, F00
KECUKUPAN PROSES STERILISASIKECUKUPAN PROSES STERILISASI
AsparagusAsparagus AllAll 22--44Green beans, brine packedGreen beans, brine packed No. 2No. 2 3.53.5
No. 10No. 10 3.53.5Chicken, bonedChicken, boned AllAll 66--88Corn, whole kernel, brine packedCorn, whole kernel, brine packed No. 2No. 2 99
No. 10No. 10 1515Cream style cornCream style corn No. 2No. 2 55--66
No. 10No. 10 2.32.3Dog FoodDog Food No 2No 2 1212Dog FoodDog Food No. 2No. 2 1212
No. 10No. 10 66Mackerel in brineMackerel in brine 301x411301x411 2.92.9--3.63.6Meat loafMeat loaf No. 2No. 2 66Peas, brine packedPeas, brine packed No. 2No. 2 77
No. 10No. 10 1111Sausage, Vienna, in brineSausage, Vienna, in brine VariousVarious 55Chili con carneChili con carne VariousVarious 66
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
PENETRASI PANAS PADA KALENG : Review teori pindah panas unsteady-state heat transfer
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 16
RETORT
PENETRASI PANAS = unsteady state Heat TransferUap panasTR=120oC
MakanandlmkalengTSHP,initial=35oC
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Bagaimana perubahan suhu pada SHP?T = f(t,r),r=0……> TSHP=f(t)
Pentingnya tahanan pindah panas internal dan eksternal
PENETRASI PANAS = unsteady state Heat TransferUap panasTR=120oC
= dominasi pindah panas konduksi atau konduksi?= Bilangan Biot,
NBi = hD/k
k/D
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
k/ DNBi =
h/ 1
ferheat transtoresistant Externalferheat transtoresistanceInternal
NBi =
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 17
Tahanan internal dpt diabaikan ………….>NBi < 0.1
PENETRASI PANAS = unsteady state Heat Transfer
q = ρ V Cp dT/dt = h A (TR - T)
∫∫hAdt =
TR-TdT
ρCpV
t
0
ln(TR-T) =T
Ti
hAdt ρCpV
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TR - TTR - Ti
= ehA ρCpV
- t
Tahanan ekstrenal (permukaan) dan tahana internal tdk dpt diabaikan ………….> 0.1<NBi < 40 ………..> m=1/NBi
Tahanan eksternal (permukaan) diabaikan :
PENETRASI PANAS = unsteady state Heat Transfer
………….> NBi > 40 ………..> m=1/NBi = 0
Untuk bentuk lempeng tak berbatas, silinder tak berbatas dan bola : gunakan diagram Gurnie-Lurie dan/atau diagram Heisler…………> diagram hubungan antara suhu-waktu (T-t)Bilangan tak berdimensi : Bil Fourier (N )
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Bilangan tak berdimensi : Bil Fourier (NFo)
==D
tDC
ktN 22
pFo
α
ρ
D = characteristic dimensionDsphere = radiusDinf cylinder = radiusDinf slab = half thickness
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 18
Prosedur pengunaan diagram T-t
1. Untuk silinder tak berbatas
PENETRASI PANAS = unsteady state Heat Transfer
∞-
R
Jika ingin mengetahui suhu pusat (sumbu) silinder setelah pemanasanJika ingin mengetahui suhu pusat (sumbu) silinder setelah pemanasan selama ta. hitung NFo, gunakan R sebagai Db. hitung NBi, gunakan R sebagai D ………> hitung 1/NBi=m=k/hDc. gunakan diagran untuk silinder tak berbatas,
dari NFo dan NBi cari ratio T
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
1/Nbi = m
NFo
Diagram T-t yang menunjukkan hubungan antara suhu di sumbu silinder dan NFo
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 19
1. menentukan suhu setelah pemanasan/pendnginan
• cari nilai NFo=αt/δ2
• cari nilai Nbi dan m=1/Nbi
Diagram Gurnie-Lurie:
• tentukan posisi dimana suhu ingin diketahui, n = x/δ
• cari ratio suhu
Persamaan penetrasi panas :
T-Tm TP-TR=
T T T T= exp -(αt/L2)
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Ti-Tm Ti-TRp ( )
TR-TP
TR-Ti= exp -(α/L2)t
Log(TR-TP)=Log(TR-Ti)- tL2(2,303)
α
PENETRASI PANAS
•Prosedur venting• Come up time
Pemanasan kaleng dalam retort
Come up time
TR = f(t)
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 20
Tp diukur pada titik terdingin pada kaleng :- posisi SHP/CP
PENETRASI PANAS
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Tp diukur pada titik terdingin pada kaleng :- posisi SHP/CP
PENETRASI PANAS
“nesting”
8/24/2011
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 21
PENETRASI PANAS • Tipikal kurva penetrasi panas untuk makanan kaleng dan perubahan suhu retort (TR) selama proses seterilisasi
• Suhu retort di”set” pada 250oF
• Untuk mencapai TR : CUT
vent
ing
CUT
Waktu Proses (Pt)Pendi-nginan
1992Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.
Tipikal data penetrasi
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
p ppanas : hubungan antara suhu produk (SHP) dan waktu pemanasan
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 22
∫∫⎤⎤⎡⎡
−−==tt
TT11121121dtdt
NNNNloglog
PERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASIPERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASI
1. Metoda Umum (grafik)
∫∫⎥⎥⎦⎦⎤⎤
⎢⎢⎣⎣⎡⎡ −−00
zzTT11..121121
0000 1010..DD
NNgg
∫∫⎥⎥⎦⎦⎤⎤
⎢⎢⎣⎣⎡⎡ −−
==tt
00zz
TT11..121121
1010
dtdtNNNN00DDoologlog
• Waktu proses yang harus • Perlakuan pemanasan harus dicapai untuk memperoleh tingkat sterilitas S
• Nilai F0• Ditentukan sebelum proses
(by design)
cukup• integrasi dari awal pemanasan
sampai pendinginan harus memberikan nilai F yang dikehendaki
• T=f(t)
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
PERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASIPERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASI
1. 1. Metoda UmumMetoda Umum
∫∫⎤⎤⎡⎡ −−
==tt
00 TT11..121121dtdt
NNNNooFF00 = D= Do o loglog
⎥⎥⎦⎦⎤⎤
⎢⎢⎣⎣⎡⎡00
zzTT11..121121
1010NN
FF00 = D= Do o loglog ∫∫==tt
00(LR)dt(LR)dt
NNNN00
zz121.1121.1--T(t)T(t)
T(t)T(t)--121.1121.1 10101010
11LVLVLRLR ======zz1010
Apa itu LR??Apa itu LR??Pada T=121.1Pada T=121.1ooCC ……………….……………….> LR=1> LR=1Pada T>121.1Pada T>121.1ooCC ……………….……………….> LR>1> LR>1Pada T<121.1Pada T<121.1ooCC ……………….……………….> LR<1> LR<1
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 23
PERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASIPERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASI
zz121.1121.1--T(t)T(t)
zzT(t)T(t)--121.1121.1 1010
1010
11LVLVLRLR ======
T(T(ooC)C) T(T(ooF)F) LR( 10LR( 10ooC)C)T(T(ooC)C) T(T(ooF)F) LR(z=10LR(z=10ooC)C)
9090 194194 0,0007762470,0007762479595 203203 0,0024547090,002454709100100 212212 0,0077624710,007762471105105 221221 0,0245470890,024547089110110 230230 0,0776247120,077624712115115 239239 0 2454708920 245470892
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
115115 239239 0,2454708920,245470892120120 248248 0,7762471170,776247117121,1121,1 250250 1,0000000001,000000000125125 257257 2,4547089162,454708916129129 264264 6,1659500196,165950019
60
80
100
120
140
Suhu
t, mint, min T(T(ooC)C) LR(z=10LR(z=10ooC)C)
PERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASIPERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASIPemanasan pada suhu konstant,Pemanasan pada suhu konstant,121,1121,1ooCC
0 8
1,0
1,2
0
20
40
60
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Waktu
S
00 121,1121,111 121,1121,122 121,1121,133 121,1121,144 121,1121,155 121,1121,166 121,1121,177 121 1121 1
1,01,01,01,01,01,01,01,01,01,01,01,01,01,0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Waktu
LR
77 121,1121,188 121,1121,199 121,1121,11010 121,1121,11111 121,1121,11212 121,1121,1
1,01,01,01,01,01,01,01,01,01,01,01,0
1 unit sterilisasi1 unit sterilisasi12 unit sterilisasi12 unit sterilisasi
FF00=12=12
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 24
PERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASI
t, min T(oC) LR(z=10oC)0,0040
0,0060
0,0080
0,0100
LR
Pemanasan pada suhu konstant,100oC
0 100 0,0077624711 100 0,0077624712 100 0,0077624713 100 0,0077624714 100 0,0077624715 100 0,0077624716 100 0,0077624717 100 0 007762471
0,0000
0,0020
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Waktu
Total sterilitas = 0.007762x12 unit= 0.10091 unit
hanya 0.00776 x pengaruh letal pada 121.1oC
7 100 0,0077624718 100 0,0077624719 100 0,00776247110 100 0,00776247111 100 0,00776247112 100 0,007762471
Total letalitas = F0 =??
F0 = Do log ∫=t
0(LR)dt
NN0
F0 = LR.tPurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
PERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASIPERHITUNGAN KECUKUPAN PROSES STERILISASI
Diketahui :Diketahui : Mikroba A; DMikroba A; D00 = 0,21 menit= 0,21 menitdikehendaki proses 1 Ddikehendaki proses 1 D
Pemanasan pada suhu 121.1Pemanasan pada suhu 121.1ooC C ………………> 12(0,21)=2.52 menit > 12(0,21)=2.52 menit Pemanasan pada suhu 100Pemanasan pada suhu 100ooCC
………………> 1/LR> 1/LR100C100C x 2.52 min = 1/0.00776 x 2.52=324.7 min (5.4 jam)x 2.52 min = 1/0.00776 x 2.52=324.7 min (5.4 jam)Pemanasan pada suhu 129Pemanasan pada suhu 129ooCC
………………> 1/LR> 1/LR129C129C x 2.52 min = 1/6,166 x 2.52=0.408 min (24.5 detik)x 2.52 min = 1/6,166 x 2.52=0.408 min (24.5 detik)Pemanasan pada suhu 50Pemanasan pada suhu 50ooCC
………………> 1/LR> 1/LR50C50C x 2.52 min x 2.52 min = 1/0. = 1/0. 000000078000000078 x 2.52x 2.52= 32307692.31 menit= 32307692.31 menit= 747.8 bulan????!!!!= 747.8 bulan????!!!!
Pada prakteknya :Pada prakteknya :Pada prakteknya :Pada prakteknya :-- efek letal panas, umumnya mulai dianggap nyata setelah T>90efek letal panas, umumnya mulai dianggap nyata setelah T>90ooC C
Teixeira (1992) : no appreciable lethality at T < 210Teixeira (1992) : no appreciable lethality at T < 210ooF(99F(99ooC)C)-- suhu produk selama pemanasan tidak konstant suhu produk selama pemanasan tidak konstant …….…….> T=f(t)> T=f(t)-- Pemanasan produk dilakukan dalam retort Pemanasan produk dilakukan dalam retort …….…….> umum!> umum!-- suhu produk diukur pada SHP/CPsuhu produk diukur pada SHP/CP
PurwiyatnoPurwiyatno HariyadiHariyadi/ITP//ITP/FatetaFateta/IPB/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 25
0
2040
6080
100120
140
Suhu
(C)
t, min T(oC) LR(z=10oC)
0 90 0,0007762474 105 0,0245470898 120 0,776247117
Misal :
0 4 8 12 16 20 24
waktu
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
LR
,12 121 0,97723722116 100 0,00776247120 70 0,00000776224 60 0,000000776
F0 = Do log ∫=t
0(LR)dt
NN0
0,0
0,2
0 4 8 12 16 20 24
Waktu
Fo = luas area dibawah kurva hubungan antara LR dan t
Fo = jumlah area trapesium
Luas trapesium Δt2
LR2LR1 ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +=
3.5068)(122
0.9770.776A =−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
=
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Contoh
Waktu (min) Suhu (SHP)0 505 60
10 7012 8014 90
Lihat excel14 9016 10018 10320 10722 11224 11626 12028 12130 12132 12134 10536 9038 7540 65
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 26
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 27
TR-Tp
10002. Metoda FormulaPersamaan perubahan suhu selama proses pemanasan :
T-Tm TP-TR=
Ti-Tm Ti-TR= exp -(αt/L2) 10
100T - TR
Ti - TR= e
hA ρCpV
- t= e-kt
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
i m i R
TR-TP
TR-Ti= exp -(k)t
Log(TR-TP)=Log(TR-Ti)- t(2,303)
kt
1
1. menentukan suhu setelah pemanasan/pendnginan
• cari nilai NFo=αt/δ2
Diagram Gurnie-Lurie:
Fo• cari nilai Nbi dan m=1/Nbi• tentukan posisi dimana suhu
ingin diketahui, n = x/δ• cari ratio suhu
Persamaan penetrasi panas :
T-T T -TT-Tm TP-TR=
Ti-Tm Ti-TR= exp -(αt/L2)
TR-TP
TR-Ti= exp -(α/L2)t
Log(TR-TP)=Log(TR-Ti)- tL2(2,303)
α
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 28
Contoh :waktu suhu TR-T
0 25 905 25,6 89,4
10 28,1 86,915 32,8 82,220 39,6 75,425 48,7 66,330 58 1 56 9 100
1000
30 58,1 56,935 67,7 47,340 75,9 39,145 82,9 32,150 88,8 26,255 93,8 21,260 97,8 17,265 101,2 13,870 103,6 11,475 105,4 9,680 107,1 7,985 108 2 6 8 1
10
100
TR-T
(TR
=115
C)85 108,2 6,890 109,2 5,895 109,9 5,1
100 110,6 4,4105 111,1 3,9110 111,4 3,6115 111,7 3,3120 112 3125 112,2 2,8
10 50 100 150
waktu
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
1050100150
waktu
100
1000
C)
Putar 180o
10
1
TR-T
(TR=115C
)
1
10
TR-T
(TR
=115
C
100
1000
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
0 50 100 150
waktu
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 29
METODE FORMULA : Plot Data Penetrasi panasuntuk suhu retort (Tr)= 250oF
JikaTr-T = 1 ……> maka T = 249Tr-T = 5 ……> maka T = 245dst
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
fh= waktu dalam menit yang dibutuhkan oleh
Tipikal plot data penetrasi panas : pemanasan
yang dibutuhkan oleh kurva pemanasan untuk melewati 1 siklus log
j
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 30
CUTCUT :: come up timecome up timeyaitu waktu dari mulai uap dinyalakan sampai retort yaitu waktu dari mulai uap dinyalakan sampai retort mencapai suhu proses.mencapai suhu proses.
BB : : waktu proses dalam menit jika suhu retort langsung waktu proses dalam menit jika suhu retort langsung mencapai Tmencapai T > CUT = 0> CUT = 0
Istilah/notasi pada proses termal :Istilah/notasi pada proses termal :
mencapai Tmencapai TRR…………………………> CUT = 0> CUT = 0
PtPt :: waktu proses yang dihitung oleh operator retort waktu proses yang dihitung oleh operator retort ((operator processing timeoperator processing time), ), yaitu sama dengan B dikurangi 0.42 CUT (waktu yaitu sama dengan B dikurangi 0.42 CUT (waktu proses dihitung sejak termometer menunjukkan suhu proses dihitung sejak termometer menunjukkan suhu retort yang dikehendaki sampai mulai proses retort yang dikehendaki sampai mulai proses pendinginan)pendinginan)
ffhh :: waktu dalam menit yang dibutuhkan kurva pemanasan waktu dalam menit yang dibutuhkan kurva pemanasan hh y g py g puntuk melewati satu siklusuntuk melewati satu siklus
jj :: faktor lag waktu sebelum kurva pemanasan menjadi faktor lag waktu sebelum kurva pemanasan menjadi lurus, atau j = jI/Ilurus, atau j = jI/I
jIjI :: suhu awal semu diambil pada titik potong kurva suhu awal semu diambil pada titik potong kurva pemanasan dengan waktu 0 menit yang sebenarnya pemanasan dengan waktu 0 menit yang sebenarnya (waktu 0 menit ini besarnya sama dengan 0.58 x CUT)(waktu 0 menit ini besarnya sama dengan 0.58 x CUT)
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
gg :: perbedaan suhu retort dengan produk di dalam kaleng perbedaan suhu retort dengan produk di dalam kaleng pada akhir proses termalpada akhir proses termal
TTRR suhu retort yang di “set” dan dipertahankan pada saat suhu retort yang di “set” dan dipertahankan pada saat
Istilah/notasi pada proses termal :Istilah/notasi pada proses termal :
RR y g p py g p pproses termalproses termal
TTii :: suhu awal produksuhu awal produkII :: perbedaan suhu retort dengan suhu awal produk (Tperbedaan suhu retort dengan suhu awal produk (TRR--TTii))FF00 :: jumlah menit yang dibutuhkan untuk memusnahkan jumlah menit yang dibutuhkan untuk memusnahkan
sejumlah bakteri pada suhu 250sejumlah bakteri pada suhu 250ooFFFFii :: jumlah menit pada suhu Tjumlah menit pada suhu TRR yang ekivaleng dengan 1 menit pada yang ekivaleng dengan 1 menit pada ii j pj p RR y g g g py g g g p
suhu 250suhu 250ooFF………………> F> Fii = 10= 10(250(250--TTRR)/z)/z
UU :: Waktu pada TWaktu pada TRR ekivalen dengan Fekivalen dengan F00U = FU = FiiFF00
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 31
Formula Ball :
B = fh (log jI - log g)
B = waktu proses (menit)
CONTOH
jika suhu retort langsung mencapai TR (waktu proses jika CUT = 0)
I = ?= TR-Ti= 250-150=100oF
jI = ?= 135oF= 135oF
fh = ?= 51 menit
g = ?= lihat kurva!!!
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Penentuan nilai g???Penentuan nilai g???
g : g : unaccomplished temperature difference at the unaccomplished temperature difference at the end of a specified heating timeend of a specified heating time(T(T --TT ) dimana T) dimana T = suhu di akhir proses= suhu di akhir proses(T(TRR--TTPePe), dimana T), dimana Tpepe = suhu di akhir proses= suhu di akhir proses
Kita ingin menentukan waktu prosesKita ingin menentukan waktu proses……….……….> tidak diketahui T> tidak diketahui Tpepe
g = f(D, Z, Fg = f(D, Z, F00, f, fhh dan Tdan TRR))
Secara perhitungan + empiris Secara perhitungan + empiris ………..………..> nilai g telah ditabulasikan > nilai g telah ditabulasikan (Tabel + Diagram :(Tabel + Diagram :hubungan fh/U dan log g, pada berbagai nilai z, jc)hubungan fh/U dan log g, pada berbagai nilai z, jc)
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 32
Penentuan nilai g?Penentuan nilai g?
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Penentuan nilai g?Penentuan nilai g?
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 33
Penentuan nilai g?Penentuan nilai g?
jc
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Penentuan jPenentuan jcc
•• Lakukan plot penetrasi panas Lakukan plot penetrasi panas selama pendinginanselama pendinginan
•• kertas grafik tetap normal kertas grafik tetap normal (tidak dibalik)(tidak dibalik)
•• nilai di paling bawah = 1nilai di paling bawah = 1oo
diatas suhu air pendingindiatas suhu air pendingin
•• jjcc = (T= (Tpicpic--TTww)/(T)/(Ticic--TTww))
•• nilai jc > j = jhnilai jc > j = jh
•• jika kurva pendinginan tidak jika kurva pendinginan tidak dipunyai :dipunyai :
dapat digunakan jdapat digunakan j((safety approachsafety approach))
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 34
Suppose that for processing a particular product, the Suppose that for processing a particular product, the following heat penetration data are given:following heat penetration data are given:
EXAMPLEEXAMPLE
TTRR = 250= 250ooFFTTII = 170= 170ooFFjj = j= jhh = 2= 2jjcc = 1.4= 1.4ffhh = 25 min= 25 min
What process time (B) will be required to achieve a What process time (B) will be required to achieve a specified sterilizing value Fspecified sterilizing value F00 = 5.6 assuming that Z = = 5.6 assuming that Z = 1414ooF?F?
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
SOLUTION:SOLUTION:
TR = 250TR = 250ooF = reference temperature F = reference temperature ………….………….> F> Fii = 1= 1U = FU = Foo = 5.6= 5.6o o
Referring to the Ball formula, we haveReferring to the Ball formula, we haveB = fB = fhh (log j(log jhhI I -- log g)log g)I = (TI = (TRR -- TTII) = (250 ) = (250 -- 170) = 80170) = 80jjhhI = 2.00 x 80 = 160I = 2.00 x 80 = 160log jlog jhhI = 2.778I = 2.778
Fi d l f th fFi d l f th f /U l h f Z 14/U l h f Z 14Find log g from the fFind log g from the fhh/U versus log g graph for Z = 14./U versus log g graph for Z = 14.
4.464.465.65.62525
UUffhh ====
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
TPG330-Proses Panas 8/24/2011
Purwiyatno Hariyadi/ITP, Fateta, IPB 35
jjcc =1.4?=1.4?Lihat antaraLihat antarajjcc= 1.2 dan j= 1.2 dan jcc=1.6, =1.6,
Penentuan nilai g?Penentuan nilai g?
untuk fh/U =4.46untuk fh/U =4.46….….> log g = 0.625; > log g = 0.625; 4.46
0.625
B=?B=?= f= fhh(log jI (log jI -- log g) log g) = 25(2.778 = 25(2.778 -- 0.625) 0.625) = 25(2.153) = 54 min= 25(2.153) = 54 min
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB
Selesai ….……….Selesai ….……….Sekarang ke…….Sekarang ke…….refrigerasirefrigerasi
8/24/2011