Laporan Praktikum ke 7 Tanggal: Kamis/22 Maret 2012
M.K. P3IP PJP : Eddy Fadillah Safardan
Asisten : Qotrun Nada Rachmatia
PENDINGINAN DAN PEMBEKUAN
Oleh:
Kelompok 1/A-P2
Suci Rahmadhani J3E111003
Cynthia A.Wijaya J3E111035
Rico Fernando T J3E111044
Purvita Anggraeni J3E111077
Myrawati Armen J3E111126
PROGRAM KEAHLIAN SUPERVISOR JAMINAN MUTU PANGAN
DIREKTORAT PROGRAM DIPLOMA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2012
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pada umumnya proses-proses metabolisme (transpirasi atau penguapan, respirasi atau pernafasan, dan pembentukan tunas) dari bahan nabati seperti sayur-sayuran dan buah-buahan atau dari bahan hewani akan berlangsung terus meskipun bahan-bahan tersebut telah dipanen ataupun hewan telah disembelih. Proses metabolisme ini terus berlangsung sampai bahan menjadi mati dan akhirnya membusuk. Suhu dimana proses metabolisme ini berlangsung dengan sempurna disebut sebagai suhu optimum (Julianti, 2010).
Hasil pertanian yang baru dipanen akan mengalami kerusakan fisiologis karena proses metabolisme masih terus berlangsung. Penyimpanan pada suhu rendah dapat menghambat kerusakan makanan, antara lain kerusakan fisiologis, kerusakan enzimatis maupun kerusakan mikrobiologis. Pada pengawetan dengan suhu rendah dibedakan antara pendinginan dan pembekuan. Pendinginan dan pembekuan merupakan salah satu cara pengawetan yang tertua (Julianti, 2010).
Salah satu cara untuk menghambat adalah dengan pendinginan dan pembekuan. Pendinginan adalah penyimpanan bahan pangan di atas titik beku (-2 s/d 16oC) sedangkan pembekuan adalah peyimpanan bahan pangan di bawah titik beku. Penyimpanan bahan makanan pada suhu rendah tidak hanya mengurangi laju respirasi, tapi juga menghambat pertumbuhan kebanyakan mkroorganisme penyebab kebusukan. Pendinginan dan pembekuan tidak dapat menigkatkan kualitas bahkan dalam kondisi optimum perlakuan ini hanya dapat mempertahankan kualitas dalam batas waktu tertentu (Julianti, 2010).
Pendinginan dan pembekuan juga dapat menghambat proses metabolisme mikroorganisme dan reaksi-reaksi enzimmatis serta reaksi-reaksi kimia lainya pada bahan. Karena pendinginan dan pembekuan sifatnya hanya menghambat pertumbuhan mikroorganisme, maka mikroorganisme tersebut dimungkinkan dapat aktif kembali apabila bahan tersebut dikeluarkan dari tempat pendinginan (Santoso, 2010).
Tujuan Praktikum
Praktikum ini dilakukan dengan tujuan agar mahasiswa mengenal alat dan komponen utama dari refrigerator dan freezer serta mengetahui prinsip kerjanya dan proses siklus pendinginan.
BAB II
METODOLOGI
Alat dan Bahan
Pada praktikum ini, alat yang digunakan adalah refrigerator, freezer, thermometer, piring,gelas piala 500ml, gelas plastik, dan pisau. Bahan yang digunakan adalah air, gula pasir, tahu mentah, dan es krim kemasan cup.
Metode
Pengamatan Alat
Spesifikasi kulkasDiidentifikasi bagian kulkas yang merupakan evaporator dan kondensorDigambar dan diamati secara skematis, siklus pendinginan yang terjadi
Spesifikasi kulkas
Diidentifikasi bagian kulkas yang merupakan evaporator dan kondensor
Digambar dan diamati secara skematis, siklus pendinginan yang terjadi
Penggunaan Refrigerator dan Freezer
Refrigerator
Diamati komponen refrigeratorDigambar skematik refrigeratorRefrigerator dihidupkanDiukur suhu minimumMinuman disimpan 30 menitSuhu minuman dicatatPada menit keberapa suhu minuman mencapai suhu refrigerator
Diamati komponen refrigerator
Digambar skematik refrigerator
Refrigerator dihidupkan
Diukur suhu minimum
Minuman disimpan 30 menit
Suhu minuman dicatat
Pada menit keberapa suhu minuman mencapai suhu refrigerator
Freezer
Freezer dihidupkanKomponen digambarSuhu minuman diukurMinuman disimpan 30 menitSuhu minuman dicatat
Freezer dihidupkan
Komponen digambar
Suhu minuman diukur
Minuman disimpan 30 menit
Suhu minuman dicatat
Pengaruh Konsentrasi Solute terhadap Waktu Pembekuan
Pengaruh Pembekuan terhadap Tekstur Bahan Pangan
Pengaruh Konsentrasi Solute terhadap Waktu Pembekuan
0% 20% 40% 60%Larutan gula 100 mlDisimpan dalam freezerDitentukan waktu pembekuan
0% 20% 40% 60%
Larutan gula 100 ml
Disimpan dalam freezer
Ditentukan waktu pembekuan
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
2.2.4 Pengaruh Pembekuan terhadap Tekstur Bahan Pangan
Disimpan dalam refrigeratorDisimpan dalam freezerDilakukan pengirisan melintangDilakukan proses thawingDibandingkan hasilnyatahu
Disimpan dalam refrigerator
Disimpan dalam freezer
Dilakukan pengirisan melintang
Dilakukan proses thawing
Dibandingkan hasilnya
tahu
2.2.5 Pengaruh Pembekuan terhadap Tekstur Es Krim
Disediakan 2 cup es krim, 1 cup es krim yang telah beku tetap disimpan di dalam freezer
Lalu 1 cup es krim lainnya disimpan di dalam suhu ruang hingga mencair
Es krim yang telah mencair dimasukan kembali ke dalam freezer, didiamkan hingga membeku kembali
Diamati perbedaan tekstur es krim yang mengalami proses thawing dan es krim yang memang sejak awal disimpan di dalam freezer
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Pengamatan Alat
Tabel 1. Spesifikasi Refrigerator
Kelas Iklim
T
Tegangan Pengenalan
220 V – 50 Hz
Arus Pengenal
1,05 A
Masukkan Daya Pengenal
130 W
Masukkan Pencair Bunga Es
200 W
Masukkan Penanas
150 W
Masukkan Lampu R / F
20 W / 20 W
Kapasitas Kotor / Bersih
490 l / 380 l
Berat Bersih
72 kg
Refrigran
125 gr
Ukuran
) X 715 (D) X 1725 (H)
Penggunaan Refrigerator dan Freezer
Refrigerator
Tabel 2. Hasil pengamatan percobaan penggunaan refrigerator
T (°C ) Refrigerator
T0air
1
2
3
4
5
6
1
17°C
27°C
26°C
25°C
24°C
23°C
21°C
20°C
2
15°C
28°C
25°C
23°C
21°C
20°C
19°C
18°C
3
14°C
27°C
26°C
24°C
23°C
22°C
21°C
20°C
Freezer
Tabel 3. Hasil pengamatan percobaan penggunaan freezer
T (°C )
T0air
1
2
3
4
5
6
1
5°C
23°C
19°C
16°C
13°C
9°C
6°C
5°C
2
5°C
23°C
19°C
14°C
12°C
7°C
6°C
5°C
Pengaruh Konsentrasi Solute Terhadap Waktu Pembekuan
Tabel 4. Hasil pengamatan pengaruh konsentrasi solute terhadap waktu pembekuan
Waktu
Konsentrasi
0%
20%
40%
60%
30 menit ke-1
Sedikit kristal
Tidak dapat kristal
Tidak dapat kristal
Tidak dapat kristal
30 menit ke-2
Membeku
Tidak dapat kristal
Tidak dapat kristal
Tidak dapat kristal
30 menit ke-3
Semakin membeku dan keras
Membeku dan membentuk banyak kristal
Membeku dan membentuk banyak kristal
Membeku dan membentuk sedikit kristal
Pengaruh Pembekuan Terhadap Tekstur Bahan Pangan
Tabel 5. Hasil pengamatan pengaruh pembekuan terhadap tekstur bahan pangan
Tahu
Tesktur
Freezer
Terbentuknya kristal es, Tekstur agak keras
Refrigerator
Tidak terdapat kristal es, Tekstur lembek
Pengaruh laju pembekuan terhadap tekstur bahan pangan
Tabel 6. Hasil pengamatan pengaruh laju pembekuan terhadap tekstur bahan pangan
Es krim
Keterangan
Pendinginan lambat
Terbentuk Kristal es besar-besar
Pembekuan cepat
Terbentuk Kristal es kecil-kecil
Pembahasan
Pengamatan Alat
Proses pertama adalah terjadinya peristiwa kompresi uap. Proses ini terjadi pada gas yang keluar dari evaporator dan masuk ke kondensor sebelum mealaui katup pengembang dan terjadi kenaikan tekanan gas refrigerant. Gas dengan tekanan tinggi tersebut masuk ke bagian kondensor dengan tekanan dipertahankan tinggi. Gas berubah menjadi cair yang disebit kondenasi yang akan melepaskan panas sehingga suhu refrigerant mengalami kenaikan. Saat melalui katup ekspansi tekanan refrigerant menurun. Kemudian refrigerant masuk ke evaporator dan terjadi panas laten yang dibutuhkan refrigerant untuk penguapan dari lingkungan dan terjadi pendinginan di lingkungan sekitar evaporator.
Komponen utama pada alat atau mesin pendingin dan pembekuan adalah evaporator, kompresor, kondensor, katup ekspansi, pipa kapiler, dan akumulator.
Kompresor memompa bahan pendingin ke seluruh sistem. Gunanya adalah untuk menghisap gas tekanan rendah dan suhu terendah dari evaporator dan kemudian menekan/ memampatkan gas tersebut, sehingga menjadi gas dengan tekanan dan suhu tinggi, lalu dialirkan ke kondensor. Jadi kerja kompresor adalah untuk menurunkan tekanan di evaporator, sehingga bahan pendingin cair di evaporator dapat menguap pada suhu yang lebih rendah dan menyerap lebih banyak panas dari sekitarnya, menghisap gas bahan pendingin dari evaporator, lalu menaikkan tekanan dan suhu gas bahan pendingin tersebut, dan mengalirkannya ke kondensor sehingga gas tersebut dapat mengembun dan memberikan panasnya pada medium yang mendinginkan kondensor (Arya, 2007).
Kondensor adalah suatu alat untuk merubah bahan pendingin dari bentuk gas menjadi cair. Bahan pendingin dari kompresor dengan suhu dan tekanan tinggi, panasnya keluar melalui permukaan rusuk-rusuk kondensor ke udara. Sebagai akibat dari kehilangan panas, bahan pendingin gas mula-mula didinginkan menjadi gas jenuh, kemudian mengembun berubah menjadi cair (Arya, 2007).
Evaporator adalah suatu alat dimana bahan pendingin menguap dari cair menjadi gas. Melalui perpindahan panas dari dinding – dindingnya, mengambil panas dari ruangan di sekitarnya ke dalam sistem, panas tersebut lalu di bawa ke kompresor dan dikeluarkan lagi oleh kondensor (Arya, 2007).
Katup ekspansi disebut Strainer biasanya dibuat dari bahan tembaga. Jenisnya ada dua, yaitu strainer kosong dan strainer yang berisi silica gel. Komponen ini berfungsi untuk menyaring cairan bahan pendingin (refrigerant) yang keluar dari kondensor agar bebas dari kotoran. Hal ini sengaja dilakukan mengingat cairan bahan pendingin (refrigerant) akan dialirkan masuk ke lubang yang benar-benar kecil dengan diameter lubang dalam kurang dari 0,032 inchi. Dalam sistem pendinginan kran ekspansi terletak diujung liquid line atau sebelum evaporator. saat cairan tekanan tinggi memasuki kran ekspansi yang datang dari kondensor, kran ekpansi kemudian mengurangi tekanan dari refrigerant saat melewati lubang yang terletak dibawah kran expansi. Dengan adanya pengurangan tekanan, suhu refrigerant menjadi turun ke tingkat bawah udara sekitar. kemudian tekanan rendah ini didorong masuk kedalam evaporator dalam bentuk kabut. Filter (saringan) juga berguna menyaring kotoran yang mungkin terbawa aliran bahan pendingin yang keluar setelah melakukan sirkulasi agar tidak masuk kedalam kompresor dan pipa kapiler. Selain itu , bahan pendingan yang akan disalurkan pada proses berikutnya lebih bersih sehingga dapat menyerap kalor lebih maksimal (Arya, 2007).
Pipa kapiler berfungsi untuk menurunkan tekanan cairan bahan pendingin sebelum masuk ke evaporator. Pipa kapiler dipasang setelah komponen filter dyer (strainer),dengan dililitkan. Tujuan melilitkan pipa kapiler, agar pipa kapiler yang panjang jadi pendek dan lebih simpel. Selain itu, agar terjadi perpindahan panas antara isi pipa kapiler berupa cairan bahan pendingin dan uap di dalam pipa yang menuju ke kompresor (Arya, 2007).
Akumulator merupakan alat yang berguna untuk mengumpulkan cairan refrigerant yang berasal dari evaporator dan mencegah refrigerant berfasa cair masuk ke kompresor. Apabila bahan pendingin cair masuk ke kompresor dapat mengakibatkan kompresor rusak.. Dengan adanya alat ini akan memudahkan pengaturan stock dari total refrigerant yang selanjutnya akan dihisap oleh kompresor (Arya, 2007).
Refrigerator
Pendinginan adalah salah sattu operasi mendasar dalam pengolahan pangan dan pengawetan pangan. Prinsip pindah panas merupakan hal yang paling esensi dari proses kerja pendingin, sehingga prinsip tersebut harus dikuasai untuk memahami desain dan operasi system refrigerasi. Prinsip kerja alat ini adalah bertindak sebagai gen penerima dan pelepasan panas. Zat ini mengalami penguapan dan pengembunan secara berulang. Saat evaporasi, refrigerant mengambil panas laten untuk penguapan dari lingkungan. Sehingga terjadi pendinginan di lingkungan sekitar evaporator.
Pada refrigerator terjadi beberapa siklus yaitu siklus kompresi uap, dimana refrigerant mengalami proses penguapan, kondensasi dan dikompresi dalam fase uap. Siklus gas, refrigerant tetap dalam kondisi gas. Siklus bertingkat, merupakan gabungan lebih dari satu siklus refrigerasi. Siklus absorpsi, dimana refrigerant dilarutkan dalam sebuah cairan sebelum dikompresi dan siklus termoelektrik, dimana proses refrigerasi dihasilkan dari mengalirkan arus listrik melalui dua buah material yang berbeda. Proses dingin dalam mesin pendingin karena adanya pemindahan panas. Setiap mesin pendingin mampu menghasilkan suhu dingin dengan cara menyerap panas dari udara yang ada dalam ruang pada mesin pendingin itu sendiri. Bahan yang diguankan untuk menghasilkan penguapan yang begitu cepat sehingga mampu menghasilkan udara dingin. Biasanya untuk keperluan ini digunakan gas Freon. Gas ini dalam system pendinginan memiliki bentuk yang berubah-ubah, yaitu dari bentuk cairan menjadi bentuk gas (uap). Pada kompresor, gas yang telah berubah menjadi uap tadi tekanan dan panasnya dinaikkan untuk selanjutnya uap panas yang berasal dari gas itu diturunkan atau didinginkan pada bagian kondensor sampai membentuk cairan. Kemudian, sesampainya pada evaporator cairan itu diturunkan tekanannya sehingga menguap dan menyerap panas yang ada disekitarnya. Kemudian dalam bentuk uap, refrigerant tadi dihisap kembali oleh bagian kompresor dan dikeluarkan kembali seperti semula. Proses seperti ini berlangsung secara berulang. Dalam system mesin pendingin jumlah refrigerant yang digunakan adalah tetap, yang berubah adalah bentuknya karena adanya proses seperti diatas.
Freezer
Pembekuan merupakan suatu cara pengawetan bahan pangan dengan cara mengawetkan bahan pada suhu dibawah titik beku pangan tersebut (Purnomo, 1987)s. Pada permukaan bahan, pembekuan berlangsung cepat sedangkan pada bagian dalam , proses pembekuan lebih lambat (Brennan, 1981). Pembekuan memberikan berbagai manfaat dalam penyimpanan produk pangan terutama bagi industry pangan. Misalnya untuk menghambat penurunan nutrisi, menghambat pertumbuhan mikroorganisme perusak pangan dan bahkan pada beberapa produk pangan memberikan manfaat organoleptik. Kebutuhan pembekuan ini juga sangat dirasakan pada pengiriman dan trasportasi produk-produk pangan dari produsen ke tangan konsumen. Pada umumnya pembekuan produk pangan menggunakan teknologi pembekuan (refrigerant) konvensional perubahan pendingin ammonia atau di masa lalu menggunakan Freon-CFC yang ternyata terbukti menjadi gas-gas penyebab kerusakan ozon.
Prinsip kerja alat ini adalah bekerja dengan membuang panas dari dalam kompartenen. Proses diawali dengan refrigerant dalam bentuk gas masuk kedalam kompresor sehingga refrigerant menjadi sangat panas. Gas panas bergerak melalui kumparan dari mulai didinginkan. Hal ini menyebabkan gas berubah menjadi cair. Gas dipaksa masuk katup ekspansi dalam bentuk cair, katup ekspansi memiliki bukaan yang sangat kecil yang ketika refrigerant melalui bukaan itu akan berubah menjadi kabut yang sangat dingin. Saat mealui kumparan bawah freezer, kabut refrigerant mulai menguap dan berubah kembali menjadi gas. Suhu kabut dapat mencapai sekitar 270C dan mengambil panas dari kompartenen freezer. Sebagai akibatnya suhu refrigerant akan mulai naik lagi karena membawa keluar panas. Refrigeran kemudian dikirim kembali ke kompresor untuk memulai proses lagi dari awal.
Penggunaan Refrigerator dam Freezer
Sistem refrigerasi sangat menunjang peningkatan kualitas hidup manusia. Kemajuan dalam bidang refrigerasi akhir-akhir ini adalah akibat dari perkembangan sistem kontrol yang menunjang kinerja dari sistem refrigerasi (Dalimunthe, 2004).
Apalikasi dari sistem refrigerasi tidak terbatas, tetapi yang paling banyak digunakan adalah untuk pengawetan makanan dan pendingin suhu, misalnya lemasi es, freezer, cold strorage, air conditioner atau AC Window, AC split, dan AC mobil. Dengan perkembangan teknologi saat ini, refrigeran (bahan pendingin) yang di pasarkan dituntut untuk ramah lingkungan, disamping aspek teknis lainnya yang diperlukan. Apapun refrigeran yang dipakai, semua memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing oleh karena itu, diperlukan kebijakan dalam memilih refrigerant yang paling aman berdasarkan kepentingan saat ini dan masa yang akan datang (Dalimunthe, 2004).
Refrigerator
Pada praktikum ini, dilakukan percobaan penggunaan refrigerator terhadap air. Refrigerator adalah tempat untuk menyimpan makanan dalam waktu beberapa hari saja dengan range temperaturnya dari suhu +2°C s/d +10°C (Anonim, 2011). Sebanyak 200 mL air dimasukkan kedalam gelas piala 500 mL. Ukur suhu air dengan thermometer lalu catat. Kemudian ukur suhu refrigerator pada rak 1(rak paling atas), rak 2(ditengah), dan rak 3(paling bawah) dengan thermometer. Setelah itu, sampel air dimasukkan kedalam masing-masing rak lalu catat pada suhu keberapa suhu minuman mencapai suhu refrigerator.
Dari hasil percobaan, sampel air yang berada pada rak 1(rak refrigerator paling atas) mencapai suhu refrigerator (17OC) pada waktu ke 9 atau 45 menit. Sampel air yang berada pada rak 2(rak tengah refrigerator) mencapai suhu refrigerator (15OC) pada waktu ke 9 atau 45 menit sedangkan sampel air yang berada pada rak 3(rak tengah refrigerator) mencapai suhu refrigerator (15OC) pada waktu ke 12 atau 60 menit. Sampel pada rak 1 dan 2 memilki waktu pencapaian yang lebih cepat dibandingkan dengan rak 3 karena suhu pada rak tersebut lebih tinggi daripada rak 3 sehingga waktu yang dibutuhkan untuk sampel mencapai suhu refrigerator lebih cepat. Sampel air pada rak 2 memiliki waktu pencapaian yang sama walaupun suhunya lebih rendah dan luas kapasitasnya lebih besar daripada rak 1 karena jumlah barang yang terdapat pada rak 2 lebih sedikit daripada rak 1. Rak 1 memiliki luas kapasitas yang paling kecil diantara rak yang lainnya, namun memiliki waktu pencapain yang sama dengan rak 2 yang suhunya lebih rendah dan luas kapasitasnya lebih besar. Hal ini dikarenakan jumlah barang yang terdapat pada rak 1 terlalu banyak. Jumlah barang yang terlalu banyak membuat kerja zat refrigeran lebih berat karena suhu panas yang harus diserap dari rak 1semakin meningkat sehingga suhu panas dari bahan tidak terserap sepenuhnya akibat keterbatasan kapasitas dari zat refrigeran itu sendiri. Selain itu, evaporator tidak dapat menghasilkan suhu yang optimal karena jumlah suhu panas yang terlalu banyak sehingga mengurangi suhu dingin yang dihasilkan dan menyebarkan suhu dingin tidak merata karena jumlah barang yang terlalu banyak yang membuat jalur penyebarannya bertambah.
Freezer
Pada praktikum ini, dilakukan percobaan penggunaan freezer terhadap air. Sebanyak 200 mL air dimasukkan kedalam gelas plastik. Ukur suhu air dengan thermometer lalu dicatat. Kemudian ukur suhu freezer pada rak 1 dan rak 1 dengan thermometer. Setelah itu, sampel air dimasukkan kedalam masing-masing rak lalu catat pada suhu keberapa suhu minuman mencapai suhu freezer.
Dari hasil percobaan, sampel air yang berada pada rak 1 mencapai suhu refrigerator (5OC) pada waktu ke 6 atau 30 menit. Sampel air yang berada pada rak 2 mencapai suhu refrigerator (5OC) pada waktu ke 6 atau 30 menit. Pencapaian suhu pada rak 1 dan 2 memiliki waktu yang sama karena posisi kedua rak tersebut berdekatan dan tidak bertingkatan seperti pada refrigerator sehingga penyebaran udara oleh evaporator lebih merata dan suhu yang dihasilkan pada kedua rak sama (5OC). Ketebalan dari gelas yang digunakan akan mempengaruhi kemampuan refrigeran untuk menyerap suhu dan penyerapan udara dingin yang dihasilkan oleh evaporator.
Refrigerant adalah suatu zat yang mudah menguap dan berfungsi sebagai penghantar panas dalam sirkulasi pada saluran instalasi mesin pendingin. Bahan pendingin (refrigerant) adalah suatu zat yang mudah berubah wujud dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Dapat mengambil panas dari evaporator dan membuangnya di kondensor. Untuk instalasi Refrigerator/kulkas, AC dipakai freon R-12 atau R-22 sebagai refrigerant (Arya, 2007).
Efek pendinginan Adalah kemampuan membawa kalor dari bahan pendingin atau jumlah kalor yang dapat diserap oleh 1 pound bahan pendingin waktu mulai evaporator. Satuannya dalam K Cal/Kg. Kapasitas penyimpanan digunakan untuk menyatakan efek pendinginan, banyaknya kalori panas yang di serap dalam satuan waktu dinyatakan dengan K Cal/Jam (Arya, 2007).
Pengaruh Konsentrasi Solute terhadap Waktu Pembekuan
Pada praktikum kali ini melakukan percobaan dengan menggunakan larutan gula dengan kosentrasi yang berbeda-beda. Larutan adalah campuran yang bersifat homogen antara molekul, atom ataupun ion dari dua zat atau lebih. Disebut campuran karena susunannya atau komposisinya dapat berubah dan homogen karena susunanya begitu seragam sehingga tidak dapat diamati adanya bagian-bagian yang berlainan, bahkan dengan mikroskop optis sekalipun. Komponen larutan terdiri dari pelarut (solvent) dan zat terlarut (solute) (Anonim, 2010).
Gula termasuk zat terlarut karena dalam larutan itu air terlihat tidak berubah sedangkan gula berubah dari padatan (kristal) menjadi terlarut (menyerupai air). Misalnya larutan 60% gula dengan 40% air disebut larutan gula.
Kecepatan reaksi gula untuk larut di air juga tergantung dengan suhu, dimana semakin tinggi suhu maka akan semakin cepat pula gula larut (Faddo, 2012).
Sebutir kristal gula pasir merupakan gabungan dari beberapa molekul gula. Jika kristal gula itu dimasukkan ke dalam air, maka molekul-molekul gula akan memisah dari permukaan kristal gula menuju ke dalam air (disebut melarut). Molekul gula itu bergerak secara acak seperti gerakan molekul air, sehingga pada suatu saat dapat menumbuk permukaan kristal gula atau molekul gula yang lain. Sebagian molekul gula akan terikat. Larutan gula termasuk dalam larutan jenuh dimana larutan yang mengandung zat terlarut dalam jumlah yang diperlukan untuk adanya kesetimbangan antara solute yang terlarut dan yang tak terlarut (Febrina, 2010).
Pada paktikum kali ini mengamati pengaruh konsentrasi larutan gula terhadap pembekuan dengan tingkat konsentrasi 0%, 20%, 40%, dan 60%. Hasil yang didapat adalah pada 30 menit pertama konsentrasi gula 0% terjadi sedikit pembentukan kristal es karena pada konsentrasi 0% tidak menggunakan zat terlarut yaitu gula, jadi pada konsentrasi 0% lebih banyak air bebas karena air tidak terikat oleh gula. Sedangkan pada konsentrasi 20%, 40%, dan 60% belum terbentuknya kristal es.
Pada 30 menit kedua konsentrasi gula 0% sudah membeku. Sedangkan pada konsentrasi 20%, 40%, dan 60% belum terbentuknya kristal es karena belum terjadi pengikatan molekul air dan gula sehingga pembekuan menjadi lambat, selain itu freezer yang digunakan pada saat prakikum tidak 30 menit ditutup dengan rapat karena digunakan untuk percobaan lain sehingga freezer sering dibuka tutup.
Pada 30 menit ketiga konsentrasi gula 0% semakin membeku dan keras karena hanya terdapat air bebasnya saja sehingga dapat mempercepat pembekuan. Sedangkan pada konsentrasi gula 20%, 40% sudah membeku dan membentuk kristal besar karena semakin tinggi konsentrasi larutan gula dan lama pembekuan maka tekstur kristal es akan semakin kecil. Berbeda dengan konsentrasi gula 60% membeku dan dan tidak membentuk kristal. Hal ini dikarenakan semakin tinggi konsentarsi gula, kadar air bebas yang tersedia semakin sedikit akibat pengikatan yang dilakukan oleh gula sehingga ktristal es yang akan terbentuk semakin kecil.
Pengaruh Pembekuan terhadap Tekstur Bahan Pangan
Pada praktikum ini, dilakukan percobaan pengaruh pembekuan terhadap tesktur bahan pangan. Sampel yang digunakan pada percobaan ini adalah tahu. Disiapkan 2 potong tahu mentah yang siap untuk digunakan, tahu potongan pertama disimpan di dalam refrigerator dengan suhu pendinginan sedangkan potong tahu lainnya disimpan di dalam freezer dengan suhu pembekuan ( sampai seluruh bagian tahu menjadi beku ). Waktu yang diperlukan dalam percobaan ini tidak ditetapkan, hanya menunggu sampai tahu yang berada di dalam freezer menjadi beku. Setelah membeku, kedua tahu dikeluarkan dari tempat penyimpanannya secara bersamaan. Dilakukan irisan melintang untuk mengamati permukaan dalam tahu yang beku, kemudian dilakukan proses thawing dengan menyiram tahu yang beku tersebut dengan air yang mengalir hingga tidak ada bagian tahu yang masih membeku. Setelah itu, dibandingkan tekstur tahu yang disimpan di dalam refrigerator dengan tahu yang disimpan di dalam freezer.
Dari hasil percobaan, tahu yang disimpan di dalam refrigerator memilki tekstur yang lembek dan tidak terdapat kristal pada permukaannya. Tekstur yang lembek pada tahu disebabkan oleh air yang terkandung di dalam tahu tidak terikat sempurna (tidak mengalami perubahan fase). Hal ini dikarenakan pada pendinginan, tidak terjadi proses kritalinisai pada air (tidak terbentuk kristal es karena suhu yang dibutuhkan tidak tercukupi). Penurunan suhu yang drastis pada pendinginan mengakibatkan perubahan tesktur pada tahu, dimana tahu menjadi lembek akibat sel yang bocor dan tekstur bahan akan rusak. Penurunan Suhu pendinginan ini tidak dapat memperbaiki mutu dari tahu tersebut tetapi dapat mempertahankan mutunya.
Pada tahu yang disimpan di dalam freezer, memilki tekstur yang agak keras (kaku) dan terpadat kristal es pada permukaannya. Teksur yanga agak padat disebabakan oelh terbentuknya kristal es yang diakibatkan karena penurunan suhu bahan pangan hingga terjadi perubahan fase air dari cair menjadi padat. Selain itu, proses thawing yang dilakukan berfungsi untuk menjaga agar perubahan suhu pada bahan pangan tidak menurun secara drastis (Julianti, 2010).
Pengaruh laju pembekuan terhadap tekstur bahan pangan
Pembekuan adalah proses dimana cairan berubah menjadi padatan. Titik beku adalah temperatur di mana hal ini terjadi. Peleburan adalah proses kebalikan dari pembekuan di mana padatan berubah manjadi cairan. Pada sebagian besar zat, titik beku dan titik lebur biasanya sama. Proses pembekuan makanan melibatkan pemindahan panas dari produk makanan. Hal ini akan menyebabkan membekunya kadar air di dalam makanan dan menyebabkan berkurangnya aktivitas air di dalamnya. Jumlah air yang membeku dalam produk makanan tergantung pada temperatur pembekuan, kandungan campuran zat makanan amat memengaruhi hal tersebut. Umumnya, semakin cair suatu bahan makanan, jumlah air yang membeku akan semakin banyak (Anonim, 2000).
Praktikum kali ini dilakukan percobaan pengaruh laju pembekuan terhadap tekstur bahan pangan dengan menggunakan dua es krim sebagai bahan praktikum, dimana dua es krim tersebut dilakukan perlakuan yang berbeda. Pada Perlakuan pertama, es krim dikeluarkan dari freezer untuk dileburkan atau dilelehkan disuhu kamar hingga mencair, kemudian dimasukkan kembali ke dalam freezer sampai es krim tersebut membeku kembali. Sedangkan pada perlakuan kedua, es krim dibiarkan tetap di dalam freezer tanpa dilakukan pelelehan. Setelah membeku, kedua es krim dilakukan pengujian secara organoleptik dengan cara mencicipinya untuk dibandingkan teksturnya.
Dari hasil pengamatan, tekstur pada es krim pertama mengalami perubahan dimana teksturnya lebih kasar, terbentuk kristal-kristal es berukuran besar, dan memiliki penyebaran kristal esnnya tidak merata. Pada es krim kedua tekturnya lembut, terbentuk kristal es berukuran kecil dan merata.
Kristalisasi dan pencairan merupakan transisi fase orde pertama yang terjadi antara padatan dan cairan. Panas laten yang dilepas pada saat kristalisasi sama dengan jumlah panas yang diperlukan untuk proses pencairan pada suhu yang sama. Kristalisasi dapat terjadi dari suatu bahan hasil pencairan atau dari suatu larutan. Kristalisasi dari bahan hasil pencairan dapat terjadi pada suhu dibawah titik cair keseimbangan sedangkan kristalisasi dari larutan terjadi akibat dari supersaturasi. Kristalisasi umumnya merupakan proses tiga tahap, yang terdiri atas nukleasi (pembentukan nukleat), propagasi (pertumbuhan kristal), dan pematangan (penyempurnaan kristal dan atau pertumbuhan lanjutan) (Anonim, 2000).
Mula-mula terjadi pembentukan kristal es yang biasanya berlangsung cepat pada suhu dibawah 0 OC. Kemudian diikuti proses pembesaran dari kristal-kristal es yang berlangsung cepat pada suhu – 2 OC sampai - 7 OC. Pada suhu yang lebih rendah lagi, maka pembesaran kristal-kristal es dihambat karena kecepatan pembentukan kristal es meningkat (Hudayah, 2009).
Secara normal pembesaran kristal-kristal es dimulai di ruang ekstra seluler, karena viskositas cairannya relatif lebih rendah. Bila pembekuan berlangsung secara lambat, maka volume ekstra seluler lebih besar sehingga terjadi pembentukan kristal-kristal es yang besar di tempat itu. Kristal es yang besar akan menyebabkan kerusakan pada dinding sel. Kadar air bahan makin rendah , maka akan terjadi denaturasi protein terutama pada bahan nabati. Proses ini bersifat irreversible (Hudayah, 2009).
Pembekuan secara cepat akan menghambat kecepatan difusi air ke ruang ekstra seluler, akibatnya air akan berkristal di ruang intra seluler, sehingga massa kristal es akan terbagi rata dalam seluruh jaringan. Kristal es yang terbentuk berukuran kecil-kecil. Keadaan ini mengakibatkan kehilangan air pada waktu " thawing " akan berkurang (Hudayah, 2009).
Lamanya waktu yang diperlukan bagi makanan dalam melalui zona kritis ini menentukan jumlah dan ukuran kristal es yang terbentuk. Pada praktikum ini pembekuan kembali es krim pertama berlansung secara lambat. Pembekuan yang lambat memberikan waktu bagi molekul-molekul air untuk bermigrasi menuju inti yang akan bersatu dengannya untuk membentuk agregat kristal es sehingga menghasilkan kristal es berukuran besar. Pembentukan kristal es berukuran besar ini akan memengaruhi struktur makanan dan menyebabkan hilangnya kualitas makanan. Kristal es yang besar akan menusuk dinding sel produk makanan dan merusaknya. Kerusakan akan semakin besar dengan semakin lambatnya laju pembekuan. Pembekuan lambat umumnya menyebabkan rendahnya kualitas produk. Perubahan sifat bergantung pada suhu, semakin rendah suhunya semakin sedikit perubahan sifat yang terjadi. Selain itu, perubahan sifat bergantung pada senyawa yang terkandung didalam produk (Armeta 2008).
Faktor yang memengaruhi lamanya proses pembekuan adalah konduktivitas termal, kalor jenis, ketebalan, massa jenis, dan luas permukaan produk makanan serta selisih temperatur antara produk makanan dengan medium pendinginan dan resistansi laju pindah panas. Perkiraan waktu pembekuan semakin sulit dilakukan karena konduktivitas termal, massa jenis, dan kalor jenis produk makanan bervariasi bergantung pada temperatur awal, ukuran, dan bentuk dari makanan. Semakin besar ukuran produk makanan, waktu yang dibutuhkan untuk melakukan pembekuan akan semakin lama. Hal ini dikarenakan meningkatnya kalor laten dan jumlah kalor yang harus dipindahkan. Peningkatan ukuran makanan juga meningkatkan resistansi internal terhadap laju pindah panas, sehingga membutuhkan waktu lebih lama dalam pembekuan (Armeta, 2008).
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Setiap alat mempunyai fungsi yang berbeda-beda, dimana refrigerator digunakan untuk proses pendinginan dan freezer digunakan untuk proses pembekuan. Perbedaan fungsi ini dikarenakan oleh komponen penyusun alat sehingga udara dingin yang dihasilkan dari setiap alat berbeda. Pada umumnya, komponen utama mesin terdiri dari evaporator, kompresor, kondensor, pipa kapiler, akumulator, dan katup ekspansi. Prinsip kerja alat atau mesin dengan cara menyerap dan membuan panas dari dalam keluar lingkungan. Siklus yang terjadi adalah siklus kompresi uap. Kapasitas suhu yang dapat dihasilkan oleh refrigerator dan freezer mempengaruhi lamanya suhu pencapaian produk. Tingakat konsentrasi solute dalam bahan akan mempengaruhi jumlah dan bentuk kristal es yang terbentuk. Proses thawing pada tahu digunakan untuk mencegah penurunan suhu secara drastis. Pembekuan yang lebih cepat akan menghasilkan kristal es yang lebih sedikit yang menimbulkan kerusakan yang lebih sedikit pada dinding sel
Saran
Dalam melakukan pengawetan, pemilihan jenis alat yang digunakan untuk melakukan proses pendinginan dan pembekuan harus dilakukan secara teapat. Suhu yang dihasilkan dari setiap alat harus dikontrol dan disesuaikan dengan kebutuhan serta karakteristik bahan pangan maupun produk yang akan disimpan untuk mendapatkan proses pengawetan yang maksimal. Perlakuan tambahan setelah proses pendinginan atau pemebekuan perlu diperhatikan karena akan memberi dampak terhadap perubahan mutu produk setelah diberi perlakuan .
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2000. Pembekuan bahan pangan. http://web.ipb.ac.id [16 April 2012]
Anonim. 2010. Larutan gula. http://www.docsgoogle.com [3 april 2012]
Anonim.2011. Kelistrikan kulkas. http://www.citrapelanginusantara.blogspot.com [16 April 2012]
Armeta, T. 2008. Bantuan teknis untuk industri ikan dan udang skala kecil dan menegah di Indonesia. http://www.scribd.com [16 April 2012]
Arya. 2007. Materi mesin pendingin. http://www.arya.blogspot.com [16 April 2012]
Dalimunthe, Indra S. 2004. Pengantar teknik refrigerasi. Medan: Fakultas Teknik, Universitas Sumatra Utara. http://www.repository.usu.ac.id [16 April 2012]
Faddo. 2012. Gula dan titik jenuh. http://www.blogdetik.com [16 april 2012]
Hudayah, S. 2009. Penyimpanan makanan pada suhu rendah dan pengaruhnya pada bahan makanan. http://www.irmangasali.blogspot.com [16 April 2012]
Julianti, R. 2010. Pembekuan bahan pangan hewani. Jember: Fakultas Manajemen, Politeknik Negeri Jember. http://www.scribd.com [16 april 2012]
Santoso, S. 2010. Perlakuan pendinginan dan pembekuan terhadap kualitas hasil pertanian. Rantau: Teknik Pertanian, Politeknik Islam Syekh Salman Al Farisi. http://polisafaris.blogspot.com [18 April]
Susy, Febrina. 2010. Analisis kualitas fisik buah salak (Salacca Zallaca) beku pada media larutan gula sebagai manisan salak [skripsi]. Bogor : Fakultas Teknologi Pangan, Institut Pertanian Bogor
LAMPIRAN
Gambar 1. Refrigerator Gambar 2. Diagram Refrigerator
Gambar 3. Kompresor Gambar 4. Evaporator
Gambar 5. Kondensor Gambar 6. Katup Ekspansi
Cair-jenuh P3 = P2 T3 < T2Cair-jenuh P3 = P2 T3 < T2Cair-jenuh P3 = P2 T3 < T2Cair-jenuh P3 = P2 T3 < T2KondensorEvaporatorKompresorKatup ekspansi
Cair-jenuh P3 = P2 T3 < T2
Cair-jenuh P3 = P2 T3 < T2
Cair-jenuh P3 = P2 T3 < T2
Cair-jenuh P3 = P2 T3 < T2
Kondensor
Evaporator
Kompresor
Katup ekspansi
Gambar 7. Siklus Kompresi Uap
