Pengendalian Kandungan Air

LAMPIRAN
Bisa didownload di blog Endang Story
endangniek.blogspot.com
KD 2 PENGENDALIAN KANDUNGAN AIR
Tujuan Pembelajaran
Setelah  proses pembelajaran  siswa dapat :
Menunjukkan pengertian  proses pengeringan
Menemukan mekanisme proses pengeringan
Membuktikan 4 faktor yang dapat mempengaruhi kecepatan proses pengeringan
Menunjukkan 4 kelebihan penggunaan  proses pengeringan
Membuktikan  kerusakan bahan karena proses pengeringan
Menunjukkan  pengertian  proses penguapan
Membuktikan 4 faktor yang dapat mempengaruhi kecepatan proses penguapan
Menunjukkan 3 tujuan penggunaan  proses pengeringan
Membuktikan 6  perubahan yang terjadi selama proses penguapan
Menunjukkan pengertian rehidrasi
Menemukan 6 akibat proses rehidrasi terhadap bahan
Menemukan prinsip perendaman
 Menunjukkan perubahan proses perendaman
 Melakukan praktek penerapan prinsip pengeringan, perendaman dan penguapan

MATERI
Faktual
Bahan hasil pertanian baik hasil nabati maupun hasil hewani mudah mengalami kerusakan karena kandungan air dalam bahan cukup besar. Teknik pengendalian kandungan air bahan merupakan salah satu cara memecahkan permasalah tersebut, baik melalui teknik pengeringan maupun penguapan. Pada saat bahan yang kering akan diolah dan untuk mengembalikan kandungan air dalam bahan, dapat dilakukan proses rehidrasi dan perendaman pada bahan tersebut.
Pada produk makanan kering pengendalian air dengan cara penguapan/evaporasi  adalah produk instan jahe, dan bawang lanang yang telah diproduksi oleh sekolah kita. Proses pengeringan dilakukan pada penanganan limbah ampas jahe utnuk digunakan campuran kue kering dan permen jahe. Produk manisan yang disukai anak-anak menerapkan proses perendaman dengan air kapur untuk mendapatkan sifat tertentu yaitu keras dan kaku, dengan demikian buah yang akan diblanching tidak menjadi lembek. Pembuatan tahu menerapkan proses rehidrasi yaitu merendam kedele semalam sebelum dilakukan penggilingan untuk ekstraksi sari kedele



Konseptual
DRYING
Drying adalah metode mengurangi atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan hingga mencapai tingkat kadar air yang setara dengan nilai Aw (water activity), yang aman dari kerusakan oleh mikroorganisme
Perpindahan panas/kalor dari bahan yang mengandung air menuju ke udara sebagai uap air karena adanya panas atau kalor
Perpindahan massa berpindahnya air dari permukaan bahan ke udara sebagai uap air
Mekanisme pengeringan
Ketika udara panas dihembuskan pada bahan yang basah panas yang diterima digunakan untuk meningkatkan suhu, panas laten akan menyebabkan perubahan wujud dari air menjadi uap air
Faktor-faktor yang mempengaruhi drying adalah
Instrinsik
1)  kandungan air bahan
luas permukaan bahan,
ketebalan bahan
Ekstrinsik
  panas
kelembaban udara,
Keuntungan proses pengeringan
Tahan lama tidak mudak rusak atau busuk
Pengangkutan lebih ringan/praktis
Biaya lebih murah
Mudah dilakukan karena butuh tenaga ahli
Kerusakan yang terjadi pada proses pengeringan
kerusakan komposisi bahan, misalnya vit C
protein berkurang nilai gizinya
tengik pada bahan berlemak
oksidasi enzimatis
case hardening
Kerugian
Jika terjadi kerusakan, hanya diketahui dengan membuka kemasan
Jika akan menggunakan kadang-kadang perlu perendaman
Macam-macam pengeringan
Alami
Keuntungan biaya murah, tidak butuh tenaga ahli
Kelemahannya lama tergantung cuaca, membutuhkan tempat luas, kebersihanntidak terjamin, penyusutan relatif cepat sehingga kemungkinan bahan rusak mekanik
Buatan
Keuntungan suhu dan waktu dapat diatur, higienis, tidak butuh tempat yang luas, kemungkinan rusak dapat dicegah karena susut bobot tidak sebesar pengeringan alami.
Kerugian membutuhkan energi (listrik/bbm) yang tinggi, membutuhkan tenaga ahli, biaya produksi tinggi.

EVAPORASI
Evaporasi adalah proses pengubahan molekul cair menjadi gas atau uap air secara spontan. Proses evaporasi merupakan kebalikan dari proses kondensasi (proses perubahan uap air menjadi cair). Prinsip evaporasi adalah dengan mendidihkan bahan pangan cair. Contoh produk evaporasi adalah sari buah, susu, kopi.

Evaporasi dibedakan menjadi 2
-    proses penguapan yang terjadi secara alami
Proses  penguapan karena aliran udara panas/ uap panas (steam)
Tahapan evaporasi
Pemberian panas
Pembentukan gelembung karena adanya uap
Pemisahan uap dari cairan
Kondensasi uap
Faktor-faktor yang mempengaruhi evaporasi
Suhu dan tekanan
Suhu tinggi pada evaporasi menyebabkan peningkatan viskositas, sehingga pada akhir proses evaporasi suhu harus diturunkan.
Note pada pembuatan produk instan dengan gula, jumlah gula dan penambahan gula saat proses akan mempengaruhi kecepatan pembentukan kristal dan warna produk
Luas permukaan
Jenis bahan dan viskositas cairan
Untuk sari buah yang mempunyai kepekatan tinggi dilakukan teknik ultrasonik
Adanya kerak
Kerak menyebabkan proses transfer panas terhambat.
Tujuan evaporasi
1. mendapatkan produk yang lebih kental
2. mengurangi bobot dan vulume produk
3. Mmenurunkan aw
Perubahan yang terjadi pada proses evaporasi
Peningkatan viskositas
Kehilangan warna flavour
Terjadi reaksi browning___karena reaksi maillrd dan karamelisasi. Untuk mengurangi terjadinya browning bisa dengan menggunakan  tekanan dibawah tekanan atmosfer (< 1 atm)
Pembentukan buih
     Buih dapat mengganggu transfer panas. Buaih yang  stabil akan keluar bersama uap dan bahan yang diuapkan dapat ikut terbawa.
Kerusakan komponen gizi bahan
   Beberapa zat yang mudah  rusak oleh pemanasan vit C, vitamin A, protein
Pembentukan kerak
Bahan yang banyak mengandung padatan akan menimbulkan kerak pada alat eveporasi
Note:  pada evaporasi uap yang terbentuk tidak ditampung , uap dibuang ke udara, hal inilah yang  membedakan  antara evaporasi dengan destilasi.
            EVAPORATOR (Pengayaan)
Adalah peralatan yang berfungsi mengubah sebagian suatu pelarut dari wujud cair menjadi uap/gas
Prinsip: evaporator terdiri 2 bagian:
Alat penukar panas / HE (heat exchanger)
Pemisah uap dari cairannya

Jenis evaporator
Effect tunggal
Effect ganda
Ada 3 macam evaporator effek ganda:
 1) E pengumpan muka,
 2) E pengumpan belakang,
3) E Pengumpan sejajar
      Beberapa jenis HE
Tabung pemanas, boiler (ketel uap), spiral melingkar, tipe permukaan, penukar panas dengan tabung didalam, pembangkit ulang, tipe tong, penyemprot air panas, skrup.

REHIDRASI
Merupakan proses menarik kembali air ke dalam bahan yang  akan diproses supaya lebih mudah pengolahannya
Panas akan mengurangi derajat hidrasi pada pati dan elastisitas dinding sel, dan koagulasi protein yang mengurangi kapasitas daya ikat air. Kecepatan dan derajat rehidrasi dapat digunakan untuk menentukan kualitas bahan pangan. Jika proses pengeringan bahan berjalan sempurna pada suhu yang optimal, maka kerusakan bahan dapat dicegah dan rehidrasi berjalan lebih cepat.
Aplikasi proses rehidrasi adalah pada jamur kuping, pada proses pelunakan kedelai untuk pembuatan tempe, susu dan tahu.
Akibat rehidrasi
Kehilangan tekanan osmosis sel,
 perubahan sifat permeabilitas membran sel,
 perpindahan cairan,
 kristalisasi polisakarida dan
 koagulasi protein sel;
 semua berkontribusi pada perubahan tekstur dan
 kehilangan senyawa volatile serta hal tersebut tidak dapat kembali

PERENDAMAN
Perendaman merupakan proses perlakuan pendahuluan yang sering dilakukan pada bahan kering sebelum diproses lebih lanjut,
Tujuan perendaman
 untuk mendapatkan perubahan sifat spesifik tertentu, misalnya pada pembuatan manisan buah direndam dengan air kapur CaCl2 supaya tekstur renyah, sirup nata coco, tepung ubi direndam dengan larutan bisulfit supaya tepung lebih putih.

Prosedural
Alat-Alat Pengering
Menurut sistem pemanasannya, pengeringan dibagi menjadi:
a) Pengeringan dengan pemanasan langsung, dimana nyala bahan bakar langsung berhubungan dengan bahan yang dikeringkan. Sebagai bahan pemanas dapat digunakan antara lain bahan cair, padat dan gas.
b) Pengeringan dengan pemanasan tidak langsung, panas berasal dari bahan bakar tidak berhubungan langsung dengan bahan yang dikeringkan, akan tetapi dilewatkan lebih dahulu melalui sebuah converter.
Ditinjau dari bentuk produk yang dikeringkan dan cara pengeringannya, maka pengering digolongkan menjadi:
a) Pengering semprot (spray drier)
b) Pengering lapisan (di atas baki atau drum)
Ditinjau dari jenis alatnya, alat pengering dapat digolongkan menurut:
a) Pemberian panasnya, terbagi menjadi pengering adiabatis dan pengering transfer panas melalui permukaan padat. Pengeringa adiabatis: panas dibawa ke dalam pengering oleh gas panas. Gas panas ini memberikan panasnya ke dalam bahan yang dikeringkan dan menghasilkan uap air yang keluar. Alat pengering dengan transfer panas melalui permukaan padat: panas ditransfer pada produk yang dikeringkan melalui lembaran logam, yang juga membawa produk tersebut. Produk biasanya berada dalam keadaan vakum, dan uap air diambil dengan pompa vakum.
b) Arah gerakan bahan yang dikeringkan terhadap arah gerakan udara panas, yaitu:
1) Alat pengering dengan aliran sejajar/searah,
2) Alat pengering dengan aliran tidak searah atau berlawanan,
3) Alat pengering dengan aliran langsung,
4) Alat pengering dengan aliran menyilang.
c) Pengerjaan pengeringan, dapat digolongkan menjadi:
1) Tipe satu partai (batch type)
2) Tipe sinambung (continous).
d) Pelaksanaan pengeringan, yaitu dilakukan dalam udara atau gas lembab pada tekanan atmosfir atau pada tekanan di bawah atmosfir (misalnya tekanan vakum).
Contoh alat pengering adiabatis: alat pengering lemari (cabinet drier), pengeringan terowongan, alat pengering klin, alat pengering semprot.
contoh alat pengering dengan menggunakan alih panas melalui permukaan padat: alat pengering drum, alat pengering rak vakum, alat pengering vakum sinambung, alat pengering beku.

Jenis Alat-alat Evaporator
(1) Evaporator efek tunggal (single effect)
Yang dimaksud dengan single effect adalah bahwa produk hanya melalui satu buah ruang penguapan dan panas diberikan oleh satu luas permukaan pindah panas.
(2) Evaporator efek ganda (majemuk)
Di dalam proses penguapan bahan dapat digunakan dua, tiga, empat atau lebih dalam sekali proses, inilah yang disebut dengan evaporator efek majemuk. Penggunaan evaporator efek majemuk berprinsip pada penggunaan uap yang dihasilkan dari evaporator sebelumnya.