1 / 19

Prinsip Fisika Kimia dalam Pembekuan

Prinsip Fisika Kimia dalam Pembekuan. Shanti Dwita Lestari. Pengantar. Air merupakan komponen utama bagi sebagian besar makanan yang mempengaruhi kalitas dan kestabilan umur simpan Teknik pembekuan telah dikenal sebagai salah satu metode terbaik dalam pengawetan makanan jangka panjang

ozzie
Download Presentation

Prinsip Fisika Kimia dalam Pembekuan

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. PrinsipFisika Kimia dalamPembekuan ShantiDwita Lestari

  2. Pengantar • Air merupakankomponenutamabagisebagianbesarmakananyang mempengaruhikalitasdankestabilanumursimpan • Teknikpembekuantelahdikenalsebagaisalahsatumetodeterbaikdalampengawetanmakananjangkapanjang • Selamapembekuan, air dikonversimenjadiessehinggaaWmakananmenurun • Reaksikimiadanpertumbuhanmikrobadapatditekan

  3. Struktur Air dan Es • Molekul air berbentukhuruf V yang tersusundari2 atom H yang ringandan 1 atom O yang relatiflebihberatdanterhubungmelaluiikatankovalen • Oksigenlebihelektronegatifdari H danmenarikelektronlebihkuatsehinggaterbentukstrukturgeometri yang tidakseimbang

  4. IkatanHidrogen • Sebagaisenyawa polar, air dapatberinteraksidengansenyawa polar lainnyamelaluiikatanhidrogen • Ikatanhidrogenantaramolekul air satudengan yang lainnya 20x lebihlemahdibandingkandenganikatankovalen

  5. Es Heksagonal (Ih) • Setiapmolekul air berperandalam 4 ikatanhidrogen • Padafase liquid, ikatanhidrogenterlemahakanputussehinggamemungkinkanmolekul air untukberpindah • Padafasees, ikatan H lebihstabil • Ikatan H tersusunsecara tetrahedral disekitar atom O danikatantersebutbersifatstatis

  6. Molekul air padaestidakdapatberpindah, namunhanyabergetar • Kekuatan 4 ikatan H sertakemampuan air untukmembentukikatan H menentukantitikcaires (semakinkuatsemakintinggi) • Densitaseslebihkecildibandingkan air padasuhu yang sama

  7. ProsesPembekuan Pembekuanmencakuppenurunansuhusuatubahandarisuhurefrigerasi (0-2oC) kesuhu yang jauhlebihrendahdarititikbeku Faktor yang berperandalamkonversi air menjadies: • Faktorthermodinamika : karakteristiksistemdalakondisi equilibrium • Faktorkinetik : kecepatansaatterjadinya equilibrium

  8. Prosespembekuanterdiridari 2 tahapanutama,yaitu: • Pembentukankristales (nukleasi) • Penambahanukurankristal

  9. Titik Equilibrium • Ketikatitiklebures = titikbeku air makatercapailahtitikkeseimbangan (equilibrium) padatekananatmosfir 1 atmdansuhu 0oC • Air hanyaakanmembekubilasuhulingkungandibawah 0oC (supercooling temperature) danpadasuhuinilahnukleasiakandimulai • Air terikat (air yang merupakanbagian integral penyusunstrukturkimiapadajaringan) hanyaakanmembekupadasuhu yang sangatdingin (-55oC)

  10. Nukleasi • Prosespembentukankristal • Padaprosesinipanaslatenpembekuandilepaskan • Molekul-molekul air beragregasimembentukpartikelberaturan • Padapermukaankristalterjadi interchange yang konstanpadamolekul air antarafase solid dan liquid

  11. PenambahanUkuran Kristal (Crystal Growth) • Setelahterbenuknukleuses yang stabil, terjadipenambahanmolekulpada interface solid-liquid • Penambahankristaltidakterjadisecarainstan. Prosestersebutdikontrololeh: • Kecepatanpelepasanpanaslatenselamaperubahanfase • Kecepatanperpindahanmassapadabahan (difusimolekul air kepermukaankristales)

  12. KecepatanPembekuan (Freezing Rate) • Menentukanukurankristales yang terbentuk • Semakincepat, semakinbanyaknukleasi yang terjadi • Merupakankecepatan rata-rata pembentukankristalesdalamkaitannyadenganpengeluaranpanasdaribahan • Didefinisikanjugasebagairasioantarajarak minimum daripermukaanhinggakepusatprodukdenganwaktu yang diperlukanolehpermukaanuntukmencapaisuhu 0oC dengansuhupusat 10olebihrendahdarisuhudimulainyapembentukankristales (Int’l institute of Refrigeration)

  13. Contoh: • FR untukproduk yang dibekukandenganmetode Quick Freezing (ABF/CPF) : 0,5-3 cm/h • metode Rapid Freezing (IQF) : 5-10 cm/h • Metode ultra rapid freezing (Cryogenic freezing dengan Nitrogen atau CO2 cair) : 10-100cm/h

  14. WaktuPembekuan (Freezing time) • Merupakan parameter pentingdalamprosespembekuan • Waktu yang diperlukanuntukmenurunkansuhupusatprodukdarisuhuawalkesuhuakhir yang diinginkanuntukpembekuan • Karenadistribusisuhudisetiapbagiantubuhberbeda-beda, makasuhupusatprodukdijadikanacuanutama • Freezing time dipengaruhiolehbeberapafaktor, diantaranya , suhuawaldansuhuakhirproduk, jumlahpanas yang dipindahkan, ukuran (ketebalan) danbentukikan, prosespindahpanasdansuhu

  15. 3 TahapanPembekuan (The International Institute of Refrigeration) Pembagiandilakukanberdasarkanperubahansuhupadabeberapabagiandaribahan yang dibekukan • prefreezing stage the food is subjected to the freezing process until the appearance of the first crystal. • freezing period; a phase change occurs, transforming water into ice • The last stage starts when the product temperature reaches the point where most freezable water has been converted to ice, and ends when the temperature is reduced to storage temperature (Persson and Lohndal, 1993).

  16. Pure Water • the freezing temperature will be 0 °C and, up to this temperature, there will be a subcooling until the ice formation begins • temperature at the freezing stage is constant

  17. Practical definition of the freezing process for foods (Mallett, 1993) • STAGE 1 : the temperature decreases to below freezing temperature and, with the formation of the first ice crystal, increases to freezing temperature • STAGE 2 : temperature decreases slightly in foods, due to the increasing concentration of solutes in the unfrozen water portion

  18. 3 Tahapandalam Freezing (Venugopal, 2006) • INITIAL STAGE : suhuturunsecaracepatsedikitdibawah 0oC • THERMAL ARREST PERIIOD (2nd stage) : • Suhukonstan -1oC • Sebagianbesar air padabahanmulaimembeku • Merupakantitikkritis (untukmemperolehkualitaspembekuan yang baikmakaikanharusmelewatitahapaninisecepatmungkin) • Lebihdari 50% energipanasdilepaskandariikan

  19. ..lanjutan • 3rd Stage : hampir 75 % air dalamotot/jaringanberubahmenjadiesdanpenurunansuhuterusberlanjut

More Related