Teknologi Pengolahan Pangan Evaporasi.docx

Lembar Kerja Praktikum Teknologi Pengolahan Pangan
Massa vs Suhu Gula 50%
Suhu
Massa
Suhu vs Waktu Gula 40%
waktu
suhu
Massa vs Waktu Sirup 13%
Waktu
Massa
Massa vs Waktu Gula 30%
Waktu
Massa
waktu
massa
waktu
Massa
Suhu vs Waktu Sirup 13%
waktu
suhu
waktu
suhu
waktu
suhu
IX. EVAPORASI

A. Pre-lab
Apa yang dimaksud dengan evaporasi? Jelaskan pula tujuan evaporasi!
Penguapan atau evaporasi adalah suatu bentuk proses yang menggunakan panas untuk menurunkan kandungan air dari bahan pangan yang berbentuk cairan. Dalam proses ini sebagian air akan diuapkan sehingga akan diperoleh suatu bentuk yang kental yang disebut konsentrat. Proses evaporasi merupakan proses yang melibatkan pindah panas dan pindah massa secara simultan. Penguapan terjadi karena cairan mendidih dan berlangsung perubahan fase dari cair menjadi uap. Proses pindah panas dan pindah masa yang efektif akan meningkatkankecepatan evaporasi (Botani, 2008). Botani (2008), menuturkan aplikasi utama proses evaporasi dalam industri pangan dilakukannya bertujuan untuk pengentalan awal suatu bahan cair sebelum dilakukan proses pengolahanselanjutnya, misalnya sebelum dilakukan spray drying, drum drying, dan kristalisasi, mengurangi volume cairan untuk mengurangi biaya penyimpanan, pengangkutan dan pengemasan, menurunkan Aw (Activity Water) dengan meningkatkan kandungan bahan padat dalam bahan untuk membantu pengawetan, misalnya dalam pembuatan susu kental.

Berdasarkan tekanan operasinya, ada berapa jenis evaporator? Sebut dan jelaskan!
Berdasarkan tekanan operasinya, evaporator dibagi menjadi 2 jenis yaitu evaporator vakum dan evaporator atmosferik. Evaporator vakum menggunakan pemanasan langsung pada bahan, dengan pengaturan suhu yang bisa diinginkan. Dan penggunaan vakum menyebabkan kondisi suhu dalam ruangan vakum menjadi rendah (dibawah 1 atm), sehingga bahan dalam ruang vakum secara gizi ataupun fisik tidak rusak. Evaporator atmosferik adalah evaporator yang menggunakan pemanasan dengan pengaturan suhu pada tekanan atmosfer. Namun kandungan gizi ataupun fisik berpotensi mengalami kerusakan karena waktu pemanasan pada tekanan atmosferik lebih lama (Krisnawan, 2013).

Tuliskan persamaan neraca massa single effect evaporator!
Effendi (2015), menuturkan persamaan neraca massa single effect evaporator:
F = V + P
F . xf = P . xp
Keterangan: F = massa umpan xf = fraksi zat padat dalam umpan xp = fraksi zat padat dalam produk V = massa uap air P = massa produk

B. Tinjauan Pustaka
1. Falling Film Evaporator (Evaporasi Vakum)
Falling film evaporator memiliki prinsip evaporasi vakum dengan tekanan dibawah 1 atm. Produk dialirkan cairan ke bawah membentuk film disekeliling dinding dalam pipa. Aliran disebabkan oleh gaya berat dan gesekan upa. Upa yang terbentuk bergerak kebawah. Aliran memanfaatkan gaya gravitasi. Luas permukaan pemanasan jauh lebih besar dibandingkan dengan volume cairan dalam evaporator. Hal ini memungkinkan transfer panas yang cukup dan perusakan bahan belum banyak terjadi karena waktu tinggal yang kecil. Kapasitas alat ini tidak bisa divariasi terlalu besar (Nisa, 2006).
2. Evaporasi Atmosferik
Evaporator atmosferik adalah evaporator yang menggunakan pemanasan dengan pengaturan suhu pada tekanan atmosfer. Namun kandungan gizi ataupun fisik berpotensi mengalami kerusakan karena waktu pemanasan pada tekanan atmosferik lebih lama, selain itu pemakaian energy lebih banyak (Krisnawan, 2013). Perlu diperhatikan bahwa titik didih cairan murni dipengaruhi oleh tekanan. Makin tinggi tekanan, maka titik didih juga semakin tinggi. Titik didih larutan yang mengandung zat yang sulit menguap akan tergantung pada tekanan dan kadar zat tersebut. Pada tekanan yang sama, makin tinggi kadar zat, makin tinggi titik didih Iarutannya (Nisa, 2006).

C. Diagram alir/flowchart
Persiapan sampel (larutan gula)

Proses evaporasi vakum

Proses evaporasi atmosferik

D. Tabulasi Data dan Pembahasan Hasil Praktikum
D.1 Pengamatan kuantitatif
D.1.1 Pembuatan larutan gula
konsentrasi
larutan awal

mL
air
larutan awal (50%)
1500
0
50%
500
0
40%
400
100
30%
300
200
Sirup 13%
100
400

Perhitungan konsentrasi larutan gula:
Larutan gula 40% M1.V1= M2.V20,5 x V1 = 0,4 x 500 mlV1 = 400 mlLarutan gula 30% M1.V1= M2.V20,5 x V1 = 0,3 x 500 mlV1 = 300 mlSirup 40% M1.V1= M2.V20,65 x 100 ml = M2 x 500 mlM2 = 13%Larutan gula 40% M1.V1= M2.V20,5 x V1 = 0,4 x 500 mlV1 = 400 mlLarutan gula 30% M1.V1= M2.V20,5 x V1 = 0,3 x 500 mlV1 = 300 mlSirup 40% M1.V1= M2.V20,65 x 100 ml = M2 x 500 mlM2 = 13%V1.M1= V2.M2
Larutan gula 40% M1.V1= M2.V2
0,5 x V1 = 0,4 x 500 ml
V1 = 400 ml
0,5 x V1 = 0,3 x 500 ml
V1 = 300 ml
Sirup 40% M1.V1= M2.V2
0,65 x 100 ml = M2 x 500 ml
M2 = 13%
0,5 x V1 = 0,4 x 500 ml
V1 = 400 ml
0,5 x V1 = 0,3 x 500 ml
V1 = 300 ml
Sirup 40% M1.V1= M2.V2
0,65 x 100 ml = M2 x 500 ml
M2 = 13%

D.1.2 Evaporasi vakum
Data hasil pengamatan
Bahan
massa
waktu

awal
Akhir
(menit)
Sirup
498
65
10,43
larutan gula 50%
564
530
4,5
larutan gula 40%
546
115
10,29
larutan gula 30%
534
149
14,20

Data hasil perhitungan
Bahan
massa total
massa komponen

padatan
Air

Feed
(mf)
Produk
(mp)
Uap
(mv)
Feed
Mf.xf
Produk
Mp.xp
Uap
mv.xv
Feed
mf-(mf.xf)

Produk
mp-(mp.xp)
Uap
mv-(mv.xv)
Sirup 13%
498
65
433
64,74
64,74
0
433,26
0,26
433
larutan gula 50%
564
530
34
282
280,9
0
282
249,1
34
larutan gula 40%
546
115
431
218,4
217,35
0
327,6
-102,35
431
larutan gula 30%
534
149
385
160,2
160,18
0
373,8
-11,18
385

Perhitungan massa total (contoh):
Massa uap = massa feed-massa produk / Mv=mf-mpMassa uap = massa feed-massa produk / Mv=mf-mp
Massa uap = massa feed-massa produk / Mv=mf-mp


SirupXf padatan = 0,13Mv = Mf – Mp = 498 – 65 = 433Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp498 . 0,13 = 433 . 0 + 65 . XpXp = 49 x 0,1365 = 0,996SirupXf padatan = 0,13Mv = Mf – Mp = 498 – 65 = 433Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp498 . 0,13 = 433 . 0 + 65 . XpXp = 49 x 0,1365 = 0,996
Sirup
Xf padatan = 0,13
Mv = Mf – Mp
= 498 – 65
= 433
Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp
498 . 0,13 = 433 . 0 + 65 . Xp
Xp = 49 x 0,1365 = 0,996
Sirup
Xf padatan = 0,13
Mv = Mf – Mp
= 498 – 65
= 433
498 . 0,13 = 433 . 0 + 65 . Xp
Xp = 49 x 0,1365 = 0,996

Larutan gula 50%Xf padatan = 0,5Mv = Mf – Mp = 564 – 530 = 34Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp564 . 0,5 = 0 + 530 . XpXp = 0,53Larutan gula 40%Xf padatan = 0,4Mv = Mf – Mp = 546 – 115 = 431Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp546 . 0,4 = 431. 0 + 115 . XpXp = 1,89Larutan gula 30%Xf padatan = 0,3Mv = Mf – Mp = 534 – 149 = 385Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp534 . 0,3 = 0 + 149 . XpXp = 1,075Larutan gula 50%Xf padatan = 0,5Mv = Mf – Mp = 564 – 530 = 34Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp564 . 0,5 = 0 + 530 . XpXp = 0,53Larutan gula 40%Xf padatan = 0,4Mv = Mf – Mp = 546 – 115 = 431Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp546 . 0,4 = 431. 0 + 115 . XpXp = 1,89Larutan gula 30%Xf padatan = 0,3Mv = Mf – Mp = 534 – 149 = 385Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp534 . 0,3 = 0 + 149 . XpXp = 1,075
Larutan gula 50%
Xf padatan = 0,5
Mv = Mf – Mp
= 564 – 530
= 34
564 . 0,5 = 0 + 530 . Xp
Xp = 0,53
Larutan gula 40%
Xf padatan = 0,4
Mv = Mf – Mp
= 546 – 115
= 431
546 . 0,4 = 431. 0 + 115 . Xp
Xp = 1,89
Larutan gula 30%
Xf padatan = 0,3
Mv = Mf – Mp
= 534 – 149
= 385
534 . 0,3 = 0 + 149 . Xp
Xp = 1,075
Larutan gula 50%
Xf padatan = 0,5
Mv = Mf – Mp
= 564 – 530
= 34
564 . 0,5 = 0 + 530 . Xp
Xp = 0,53
Larutan gula 40%
Xf padatan = 0,4
Mv = Mf – Mp
= 546 – 115
= 431
546 . 0,4 = 431. 0 + 115 . Xp
Xp = 1,89
Larutan gula 30%
Xf padatan = 0,3
Mv = Mf – Mp
= 534 – 149
= 385
534 . 0,3 = 0 + 149 . Xp
Xp = 1,075

Neraca Massa
UapUapSampel 1: Sirup 13%
Uap
Uap

EvaporasiEvaporasiSirup 13%Sirup 13%Sirup pekatSirup pekat
Evaporasi
Evaporasi
Sirup 13%
Sirup 13%
Sirup pekat
Sirup pekat

UapUapGula pekatGula pekatGula 50%Gula 50%EvaporasiEvaporasiSampel 2: Gula 50%
Uap
Uap
Gula pekat
Gula pekat
Gula 50%
Gula 50%
Evaporasi
Evaporasi

Uap
Uap
Gula pekat
Gula pekat
Gula 40%

Gula 40%

Evaporasi
Evaporasi

Uap
Uap
Gula pekat
Gula pekat
Gula 30%

Gula 30%

Evaporasi
Evaporasi

Perhitungan massa komponen air dan padatan (contoh):
Perhitungan jumlah uap air dari setiap sampel yang diuapkan dalam setiap menitnya:
Sampel Sirup 13%:
Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 498 x 0,13 = 64,74Produk = Mp.Xp = 65 x 0,996 = 64,74Uap = Mv.Xv = 433 x 0 = 0Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 498 x 0,13 = 64,74Produk = Mp.Xp = 65 x 0,996 = 64,74Uap = Mv.Xv = 433 x 0 = 0Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 498 – (64,74) = 433,26Produk = Mp – (Mp.Xp) = 65 – (65 x 0,996) = 0,26Uap = Mv – (Mv.Xv) = 433 – (433 x 0) = 433Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 498 – (64,74) = 433,26Produk = Mp – (Mp.Xp) = 65 – (65 x 0,996) = 0,26Uap = Mv – (Mv.Xv) = 433 – (433 x 0) = 433
Perhitungan komponen padatan
Feed = Mf.Xf
= 498 x 0,13
= 64,74
Produk = Mp.Xp
= 65 x 0,996
= 64,74
Uap = Mv.Xv
= 433 x 0
= 0
Feed = Mf.Xf
= 498 x 0,13
= 64,74
Produk = Mp.Xp
= 65 x 0,996
= 64,74
Uap = Mv.Xv
= 433 x 0
= 0
Perhitungan komponen air
Feed = Mf – (Mf.Xf)
= 498 – (64,74)
= 433,26
Produk = Mp – (Mp.Xp)
= 65 – (65 x 0,996)
= 0,26
Uap = Mv – (Mv.Xv)
= 433 – (433 x 0)
= 433
= 498 – (64,74)
= 433,26
= 65 – (65 x 0,996)
= 0,26
= 433 – (433 x 0)
= 433

Sampel larutan gula 50% :
Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 564 – (282) = 282Produk = Mp – (Mp.Xp) = 530 – (530 x 0,53) = 249,1Uap = Mv – (Mv.Xv) = 34 – (34 x 0) = 0Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 564 – (282) = 282Produk = Mp – (Mp.Xp) = 530 – (530 x 0,53) = 249,1Uap = Mv – (Mv.Xv) = 34 – (34 x 0) = 0Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 564 x 0,5 = 282Produk = Mp.Xp = 530 x 0,53 = 280,9Uap = Mv.Xv = 34 x 0 = 0Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 564 x 0,5 = 282Produk = Mp.Xp = 530 x 0,53 = 280,9Uap = Mv.Xv = 34 x 0 = 0
= 564 – (282)
= 282
= 530 – (530 x 0,53)
= 249,1
= 34 – (34 x 0)
= 0
= 564 – (282)
= 282
= 530 – (530 x 0,53)
= 249,1
= 34 – (34 x 0)
= 0
Feed = Mf.Xf
= 564 x 0,5
= 282
Produk = Mp.Xp
= 530 x 0,53
= 280,9
Uap = Mv.Xv
= 34 x 0
= 0
Feed = Mf.Xf
= 564 x 0,5
= 282
Produk = Mp.Xp
= 530 x 0,53
= 280,9
Uap = Mv.Xv
= 34 x 0
= 0

Sampel larutan gula 40%:
Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 546 – (218,4) = 327,6Produk = Mp – (Mp.Xp) = 115 – (115 x 1,89) = -102,35Uap = Mv – (Mv.Xv) = 431 – (431 x 0) = 0Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 546 – (218,4) = 327,6Produk = Mp – (Mp.Xp) = 115 – (115 x 1,89) = -102,35Uap = Mv – (Mv.Xv) = 431 – (431 x 0) = 0Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 546 x 0,4 = 218,4Produk = Mp.Xp = 115 x 1,89 = 217,35Uap = Mv.Xv = 431 x 0 = 0Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 546 x 0,4 = 218,4Produk = Mp.Xp = 115 x 1,89 = 217,35Uap = Mv.Xv = 431 x 0 = 0
= 546 – (218,4)
= 327,6
= 115 – (115 x 1,89)
= -102,35
= 431 – (431 x 0)
= 0
= 546 – (218,4)
= 327,6
= 115 – (115 x 1,89)
= -102,35
= 431 – (431 x 0)
= 0
Feed = Mf.Xf
= 546 x 0,4
= 218,4
Produk = Mp.Xp
= 115 x 1,89
= 217,35
Uap = Mv.Xv
= 431 x 0
= 0
Feed = Mf.Xf
= 546 x 0,4
= 218,4
Produk = Mp.Xp
= 115 x 1,89
= 217,35
Uap = Mv.Xv
= 431 x 0
= 0


Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 534 – (160,2) = 373,8Produk = Mp – (Mp.Xp) = 149 – (149 x 1,075) = -11,18Uap = Mv – (Mv.Xv) = 385 – (385 x 0) = 385Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 534 – (160,2) = 373,8Produk = Mp – (Mp.Xp) = 149 – (149 x 1,075) = -11,18Uap = Mv – (Mv.Xv) = 385 – (385 x 0) = 385Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 534 x 0,3 = 160,2Produk = Mp.Xp = 149 x 1,075 = 160,175Uap = Mv.Xv = 385 x 0 = 0Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 534 x 0,3 = 160,2Produk = Mp.Xp = 149 x 1,075 = 160,175Uap = Mv.Xv = 385 x 0 = 0
= 534 – (160,2)
= 373,8
= 149 – (149 x 1,075)
= -11,18
= 385 – (385 x 0)
= 385
= 534 – (160,2)
= 373,8
= 149 – (149 x 1,075)
= -11,18
= 385 – (385 x 0)
= 385
Feed = Mf.Xf
= 534 x 0,3
= 160,2
Produk = Mp.Xp
= 149 x 1,075
= 160,175
Uap = Mv.Xv
= 385 x 0
= 0
Feed = Mf.Xf
= 534 x 0,3
= 160,2
Produk = Mp.Xp
= 149 x 1,075
= 160,175
Uap = Mv.Xv
= 385 x 0
= 0

Komponen padatan:
mfpadatan=mf.xf=250.0,4=100 gram
mvpadatan=mv.xv=50.0=0
Mf.xf=mv.xv+mp.xp
250.0,4=50.0+200.xp
xp=0,5
mppadatan=mp.xp=200. 0,5=100gram
Komponen air:
Mfair=mftotal-mfpadatan=mf-(mf.xf)=250-100=150gram
Mvair= mvtotal-mvpadatan=50-0=50gram
mpair=mptotal-mppadatan=200-100=100 gram

Pertanyaan
Jelaskan bagaimana menghitung dan menggunakan data massa air dari sampel yang diuapkan untuk menentukan (melengkapi) neraca massa!
Pada evaporasi atmosferik dilakukan pengukuran suhu dan massa setiap 3 menit sekali. Data yang didapat dari evaporasi atmosferik adalah massa total yaitu feed (mf) dan produk (mp). Setelah itu dicari massa total uap dengan cara menghitung selisih dari feed (mf) dan produk (mp). Hal selanjutnya yang dilakukan adalah dengan mencari konsentrasi dari larutan yang sudah dipekatkan dengan manggunakan rumus sebagai berikut Mf.xf=mv.xv+mp.xp. Keterangan dari rumus tersebut adalah:

Mf = massa bahan masuk cair (kg)
Mv = massa uap air (kg)
Mp = massa produk pekat (kg)
XF = komponen padatan bahan masuk cair (kg)
XV = komponen padatan uap air (kg)
Xp =komponen padat pekat (kg)

Dari perhitungan tersebut apabila dimasukan angka dari setiap komponen, maka akan dihasilkan konsentrasi akhir produk (xp). Dalam perhitungan untuk mengetahui konsentrasi akhir produk, konsentrasi padatan (xv) dianggap 0 (nol). Hal tersebut dikarenakan uap tidak memiliki padatan, sehingga konsentrasinya dianggap 0(nol). Apabila sudah diketahui konsentrasi padatan dari produk akhir, maka selanjutnya adalah melengkapi tabel yang masih dalam keadaan kosong. Kemudian mencari massa air dengan menghitung selisih dari massa padatan total (Mf) dengan massa padatan komponen (mf.xf). Mencari massa uap air dengan menghitung selisih massa uap total (mv) dan massa uap padatan (mv.xv). Mencari massa produk dengan menghitung selisih massa produk total (mp) dan massa produk padatan (mp.xp) (Elisa, 2009).

Jelaskan bagaimana perbandingan konsentrasi (padatan) produk yang diperoleh pada setiap sampel!
Perbandingan setiap sampel yaitu pada sirup 13% memiliki padatan 0,996, larutan gula 50% memiliki padatan 0,53, larutan gula 40% memiliki padatan 1,89, dan larutan gula 30% memiliki padatan 1,075. Konsentrasi yang tinggi memiliki padatan yang lebih sedikit daripada larrutan dengan konsentrasi rendah. Total padatan menunjukkan jumlah padatan yang teruapkan. Menurut Joharman (2006), semakin tingginya nilai viskositas seiring dengan semakin tingginya suhu evaporasi dan lama evaporasi juga disebabkan semakin tinggi suhu evaporasi dan semakin lama evaporasi maka semakin banyak air yang diuapkan atau semakin rendah kadar air yang dihasilkan. Semakin banyak air yang diuapkan maka semakin tinggi total padatan yang dihasilkan sehingga meningkatkan konsentrasi larutan. Semakin tinggi konsentrasi menyebabkan semakin tinggi viskositas yang dihasilkan. Semakin tinggi konsentrasi menyebabkan ruang gerak antar molekul semakin sempit. Penyempitan ruang gerak menyebabkan semakin meningkatnya nilai viskositas.

Jelaskan bagaimana perbandingan waktu yang diperlukan untuk memekatkan setiap sampel hingga proses penguapan selesai!
Pada sirup membutuhkan waktu 10,43 menit untuk menguapkan air sebanyak 433 gram, pada larutan gula 50% membutuhkan waktu 4,5 menit untuk menguapkan air sebanyak 34 gram, pada larutan gula 40% membutuhkan waktu 10,29 menit untuk menguapkan air sebanyak 431 gram, pada larutan gula 30% membutuhkan waktu 14,20 menit untuk menguapkan air sebanyak 385 gram. Dapat diketahui bahwa semakin lama waktu, jumlah air yang teruapkan semakin banyak dan viskositas bahan semakin meningkat seiring banyaknya jumlah air yang teruapkan. Namun semakin lamanya waktu juga akan berpengaruh pada kandungan gizi yang sensitif panas. Menurut Icuk (2006), untuk bahan yang sensitif terhadap panas (mudah rusak pada suhu tinggi), maka suhu evaporasi diusahakan rendah dengan cara menurunkan tekanan operasi. Disamping itu, waktu tinggal bahan dalam evaporator dijaga jangan terlalu lama.

Jelaskan pengaruh konsentrasi awal terhadap waktu evaporasi!
Pada sirup dengan konsentrasi 13% diuapkan menjadi konsentrasi 99,6% membutuhkan waktu 10,43 menit, larutan gula 50% menjadi konsentrasi 53% membutuhkan waktu 4,5 menit, pada larutan gula 40% menjadi konsentrasi 189% membutuhkan waktu 10,29 menit, dan larutan gula 30% menjadi 107,5% membutuhkan waktu 14,20 menit. Dapat diketahui bahwa semakin lama waktu, konsentrasi larutan juga semakin meningkat karena jumlah air yang diuapkan semakin banyak. Menurut Triwulandari dan R. Zawawi (2010) waktu evaporasi dipengaruhi juga oleh konsentrasi larutan atau banyaknya zat terlarut pada larutan akan mempengaruhi proses evaporasi. Semakin banyak zat terlarut dalam larutan, maka semakin banyak material yang harus dipanasi pada saat proses pemanasan pada dinding sehingga bagian film yang lebih tebal diperoleh distribusi termperatur yang lebih kecil dab laju aliran yang melambat. Sehingga waktu ynag ditempuh untuk memekatkan larutan akan lebih lama.

C.1.2. Evaporasi atmosferik
Data hasil pengamatan
Bahan
massa (gram)

Menit 0(awal)
Menit ke-3
Menit ke-6
Menit ke-9
Menit ke-12
Menit ke-15(akhir)
Sirup
494
484
442
385
330
277
larutan gula 50%
533
513
468
419
361
308
Larutan gula 40%
524
504
467
424
378
329
larutan gula 30%
508
495
451
405
358
302

SirupBerat panci = 177Menit ke-0 = 671 – 177 = 494Menit ke-3 = 661 – 177 = 484Menit ke-6 = 619 – 177 = 442Menit ke-9 = 562 – 177 = 385Menit ke-12 = 507 – 177 = 330Menit ke-15 = 454 – 177 = 277Larutan gula 50%Berat panci = 242Menit ke-0 = 775 – 242 = 533Menit ke-3 = 755 – 242 = 513Menit ke-6 = 710 – 242 = 468Menit ke-9 = 661 – 242 = 419Menit ke-12 = 603 – 242 = 361Menit ke-15 = 550 – 242 = 308SirupBerat panci = 177Menit ke-0 = 671 – 177 = 494Menit ke-3 = 661 – 177 = 484Menit ke-6 = 619 – 177 = 442Menit ke-9 = 562 – 177 = 385Menit ke-12 = 507 – 177 = 330Menit ke-15 = 454 – 177 = 277Larutan gula 50%Berat panci = 242Menit ke-0 = 775 – 242 = 533Menit ke-3 = 755 – 242 = 513Menit ke-6 = 710 – 242 = 468Menit ke-9 = 661 – 242 = 419Menit ke-12 = 603 – 242 = 361Menit ke-15 = 550 – 242 = 308Larutan gula 40%Berat panci = 175Menit ke-0 = 699 – 175 = 524Menit ke-3 = 679 – 175 = 504Menit ke-6 = 642 – 175 = 467Menit ke-9 = 599 – 175 = 424Menit ke-12 = 553 – 175 = 378Menit ke-15 = 504 – 175 = 329Larutan gula 30%Berat panci = 240Menit ke-0 = 748 – 240 = 508Menit ke-3 = 735 – 240 = 495Menit ke-6 = 691 – 240 = 451Menit ke-9 = 645 – 240 = 405Menit ke-12 = 598 – 240 = 358Menit ke-15 = 542 – 240 = 302Larutan gula 40%Berat panci = 175Menit ke-0 = 699 – 175 = 524Menit ke-3 = 679 – 175 = 504Menit ke-6 = 642 – 175 = 467Menit ke-9 = 599 – 175 = 424Menit ke-12 = 553 – 175 = 378Menit ke-15 = 504 – 175 = 329Larutan gula 30%Berat panci = 240Menit ke-0 = 748 – 240 = 508Menit ke-3 = 735 – 240 = 495Menit ke-6 = 691 – 240 = 451Menit ke-9 = 645 – 240 = 405Menit ke-12 = 598 – 240 = 358Menit ke-15 = 542 – 240 = 302
Sirup
Berat panci = 177
Menit ke-0 = 671 – 177 = 494
Menit ke-3 = 661 – 177 = 484
Menit ke-6 = 619 – 177 = 442
Menit ke-9 = 562 – 177 = 385
Menit ke-12 = 507 – 177 = 330
Menit ke-15 = 454 – 177 = 277

Larutan gula 50%
Berat panci = 242
Menit ke-0 = 775 – 242 = 533
Menit ke-3 = 755 – 242 = 513
Menit ke-6 = 710 – 242 = 468
Menit ke-9 = 661 – 242 = 419
Menit ke-12 = 603 – 242 = 361
Menit ke-15 = 550 – 242 = 308
Sirup
Berat panci = 177
Menit ke-0 = 671 – 177 = 494
Menit ke-3 = 661 – 177 = 484
Menit ke-6 = 619 – 177 = 442
Menit ke-9 = 562 – 177 = 385
Menit ke-12 = 507 – 177 = 330
Menit ke-15 = 454 – 177 = 277

Larutan gula 50%
Berat panci = 242
Menit ke-0 = 775 – 242 = 533
Menit ke-3 = 755 – 242 = 513
Menit ke-6 = 710 – 242 = 468
Menit ke-9 = 661 – 242 = 419
Menit ke-12 = 603 – 242 = 361
Menit ke-15 = 550 – 242 = 308
Larutan gula 40%
Berat panci = 175
Menit ke-0 = 699 – 175 = 524
Menit ke-3 = 679 – 175 = 504
Menit ke-6 = 642 – 175 = 467
Menit ke-9 = 599 – 175 = 424
Menit ke-12 = 553 – 175 = 378
Menit ke-15 = 504 – 175 = 329

Larutan gula 30%
Berat panci = 240
Menit ke-0 = 748 – 240 = 508
Menit ke-3 = 735 – 240 = 495
Menit ke-6 = 691 – 240 = 451
Menit ke-9 = 645 – 240 = 405
Menit ke-12 = 598 – 240 = 358
Menit ke-15 = 542 – 240 = 302
Larutan gula 40%
Berat panci = 175
Menit ke-0 = 699 – 175 = 524
Menit ke-3 = 679 – 175 = 504
Menit ke-6 = 642 – 175 = 467
Menit ke-9 = 599 – 175 = 424
Menit ke-12 = 553 – 175 = 378
Menit ke-15 = 504 – 175 = 329

Larutan gula 30%
Berat panci = 240
Menit ke-0 = 748 – 240 = 508
Menit ke-3 = 735 – 240 = 495
Menit ke-6 = 691 – 240 = 451
Menit ke-9 = 645 – 240 = 405
Menit ke-12 = 598 – 240 = 358
Menit ke-15 = 542 – 240 = 302

Data hasil perhitungan
Bahan
massa total
massa komponen

padatan
Air

Feed
(mf)
Produk
(mp)
Uap
(mv)
Feed
Mf.xf
Produk
Mp.xp
Uap
mv.xv
Feed
mf-(mf.xf)

Produk
mp-(mp.xp)
Uap
mv-(mv.xv)
Sirup
494
277
217
64,22
64,22
0
429,78
213,29
217
larutan gula 50%
533
308
225
266,5
266,5
0
266,5
41,5
225
larutan gula 40%
524
329
195
209,6
207,27
0
314,4
121,73
195
larutan gula 30%
508
302
206
152,4
152,51
0
355,6
149,49
206

Perhitungan massa total (contoh):
Massa uap = massa feed-massa produk / Mv=mf-mpMassa uap = massa feed-massa produk / Mv=mf-mp


SirupXf padatan = 0,13Mv = Mf – Mp = 494 – 277 = 217Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp494 . 0,13 = 0 + 277 . XpXp = 0,23Larutan gula 50%Xf padatan = 0,5Mv = Mf – Mp = 533 – 308 = 225Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp533 . 0,5 = 0 + 308 . XpXp = 0,86SirupXf padatan = 0,13Mv = Mf – Mp = 494 – 277 = 217Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp494 . 0,13 = 0 + 277 . XpXp = 0,23Larutan gula 50%Xf padatan = 0,5Mv = Mf – Mp = 533 – 308 = 225Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp533 . 0,5 = 0 + 308 . XpXp = 0,86
Sirup
Xf padatan = 0,13
Mv = Mf – Mp
= 494 – 277
= 217
494 . 0,13 = 0 + 277 . Xp
Xp = 0,23
Larutan gula 50%
Xf padatan = 0,5
Mv = Mf – Mp
= 533 – 308
= 225
533 . 0,5 = 0 + 308 . Xp
Xp = 0,86
Sirup
Xf padatan = 0,13
Mv = Mf – Mp
= 494 – 277
= 217
494 . 0,13 = 0 + 277 . Xp
Xp = 0,23
Larutan gula 50%
Xf padatan = 0,5
Mv = Mf – Mp
= 533 – 308
= 225
533 . 0,5 = 0 + 308 . Xp
Xp = 0,86

Perhitungan massa komponen air dan padatan (contoh):

Larutan gula 40%Xf padatan = 0,4Mv = Mf – Mp = 524 – 329 = 195Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp524 . 0,4 = 195 . 0 + 329 . XpXp = 0,63Larutan gula 30%Xf padatan = 0,3Mv = Mf – Mp = 508 – 302 = 385Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp508 . 0,3 = 0 + 302 . XpXp = 0,505Larutan gula 40%Xf padatan = 0,4Mv = Mf – Mp = 524 – 329 = 195Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp524 . 0,4 = 195 . 0 + 329 . XpXp = 0,63Larutan gula 30%Xf padatan = 0,3Mv = Mf – Mp = 508 – 302 = 385Mf.Xf = Mv.Xv + Mp.Xp508 . 0,3 = 0 + 302 . XpXp = 0,505
Larutan gula 40%
Xf padatan = 0,4
Mv = Mf – Mp
= 524 – 329
= 195
524 . 0,4 = 195 . 0 + 329 . Xp
Xp = 0,63
Larutan gula 30%
Xf padatan = 0,3
Mv = Mf – Mp
= 508 – 302
= 385
508 . 0,3 = 0 + 302 . Xp
Xp = 0,505
Larutan gula 40%
Xf padatan = 0,4
Mv = Mf – Mp
= 524 – 329
= 195
524 . 0,4 = 195 . 0 + 329 . Xp
Xp = 0,63
Larutan gula 30%
Xf padatan = 0,3
Mv = Mf – Mp
= 508 – 302
= 385
508 . 0,3 = 0 + 302 . Xp
Xp = 0,505

Neraca massa
UapUapSampel 1: Sirup 13%
Uap
Uap

EvaporasiEvaporasiSirup 13%Sirup 13%Sirup pekatSirup pekat
Evaporasi
Evaporasi
Sirup 13%
Sirup 13%
Sirup pekat
Sirup pekat

Uap
Uap
Gula pekat
Gula pekat
Gula 50%
Gula 50%
Evaporasi
Evaporasi

Uap
Uap
Gula pekat
Gula pekat
Gula 40%

Gula 40%

Evaporasi
Evaporasi

Uap
Uap
Gula pekat
Gula pekat
Gula 30%

Gula 30%

Evaporasi
Evaporasi

Perhitungan jumlah uap air dari setiap sampel yang diuapkan dalam setiap menitnya:
Sampel sirup:
Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 494 x 0,13 = 64,22Produk = Mp.Xp = 277 x 0,23 = 64,22Uap = Mv.Xv = 217 x 0 = 0Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 494 x 0,13 = 64,22Produk = Mp.Xp = 277 x 0,23 = 64,22Uap = Mv.Xv = 217 x 0 = 0Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 494 – (494 x 0,13) = 429,78Produk = Mp – (Mp.Xp) = 277 – (277 x 0,23) = 213,29Uap = Mv – (Mv.Xv) = 217 – (217 x 0) = 217Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 494 – (494 x 0,13) = 429,78Produk = Mp – (Mp.Xp) = 277 – (277 x 0,23) = 213,29Uap = Mv – (Mv.Xv) = 217 – (217 x 0) = 217
Feed = Mf.Xf
= 494 x 0,13
= 64,22
Produk = Mp.Xp
= 277 x 0,23
= 64,22
Uap = Mv.Xv
= 217 x 0
= 0
Feed = Mf.Xf
= 494 x 0,13
= 64,22
Produk = Mp.Xp
= 277 x 0,23
= 64,22
Uap = Mv.Xv
= 217 x 0
= 0
= 494 – (494 x 0,13)
= 429,78
= 277 – (277 x 0,23)
= 213,29
= 217 – (217 x 0)
= 217
= 494 – (494 x 0,13)
= 429,78
= 277 – (277 x 0,23)
= 213,29
= 217 – (217 x 0)
= 217

Feed = Mf.Xf
= 533 x 0,5
= 266,5
Produk = Mp.Xp
= 308 x 0,86
= 266,5
Uap = Mv.Xv
= 225 x 0
= 0
Feed = Mf.Xf
= 533 x 0,5
= 266,5
Produk = Mp.Xp
= 308 x 0,86
= 266,5
Uap = Mv.Xv
= 225 x 0
= 0
= 533 – (533 x 0,5)
= 266,5
= 308 – (308 x 0,86)
= 41,5
= 225 – (225 x 0)
= 225
= 533 – (533 x 0,5)
= 266,5
= 308 – (308 x 0,86)
= 41,5
= 225 – (225 x 0)
= 225

Feed = Mf.Xf
= 524 x 0,4
= 209,6
Produk = Mp.Xp
= 329 x 0,63
= 207,27
Uap = Mv.Xv
= 195 x 0
= 0
Feed = Mf.Xf
= 524 x 0,4
= 209,6
Produk = Mp.Xp
= 329 x 0,63
= 207,27
Uap = Mv.Xv
= 195 x 0
= 0
= 524 – (524 x 0,4)
= 314,4
= 329 – (329 x 0,63)
= 121,73
= 195 – (195 x 0)
= 195
= 524 – (524 x 0,4)
= 314,4
= 329 – (329 x 0,63)
= 121,73
= 195 – (195 x 0)
= 195

Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 508 x 0,3 = 152,4Produk = Mp.Xp = 302 x 0,505 = 152,51Uap = Mv.Xv = 206 x 0 = 0Perhitungan komponen padatanFeed = Mf.Xf = 508 x 0,3 = 152,4Produk = Mp.Xp = 302 x 0,505 = 152,51Uap = Mv.Xv = 206 x 0 = 0Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 508 – (508 x 0,3) = 355,6Produk = Mp – (Mp.Xp) = 302 – (302 x 0,505) = 149,49Uap = Mv – (Mv.Xv) = 206 – (206 x 0) = 206Perhitungan komponen airFeed = Mf – (Mf.Xf) = 508 – (508 x 0,3) = 355,6Produk = Mp – (Mp.Xp) = 302 – (302 x 0,505) = 149,49Uap = Mv – (Mv.Xv) = 206 – (206 x 0) = 206Sampel larutan gula 30% :
Feed = Mf.Xf
= 508 x 0,3
= 152,4
Produk = Mp.Xp
= 302 x 0,505
= 152,51
Uap = Mv.Xv
= 206 x 0
= 0
Feed = Mf.Xf
= 508 x 0,3
= 152,4
Produk = Mp.Xp
= 302 x 0,505
= 152,51
Uap = Mv.Xv
= 206 x 0
= 0
= 508 – (508 x 0,3)
= 355,6
= 302 – (302 x 0,505)
= 149,49
= 206 – (206 x 0)
= 206
= 508 – (508 x 0,3)
= 355,6
= 302 – (302 x 0,505)
= 149,49
= 206 – (206 x 0)
= 206

Komponen padatan:
mfpadatan=mf.xf=250.0,4=100 gram
mvpadatan=mv.xv=50.0=0
Mf.xf=mv.xv+mp.xp
250.0,4=50.0+200.xp
xp=0,5
mppadatan=mp.xp=200. 0,5=100gram
Komponen air:
Mfair=mftotal-mfpadatan=mf-(mf.xf)=250-100=150gram
Mvair= mvtotal-mvpadatan=50-0=50gram
mpair=mptotal-mppadatan=200-100=100 gram

D.1.4. rasio jumlah uap air yang hilang selama evaporasi
Sampel
Evaporasi vakum
v/t (g/mnt)
Evaporasi atmosferik
v/t (g/mnt)
Sirup
41,5
14,47
Larutan gula 50%
7,56
15
Larutan gula 40%
41,8
13
Larutan gula 30%
27,1
13,73
Perhitungan:
Evaporasi vakum:
Rumus:vt=mf-mpt=... gr/menit (mf=massa feed/awal. Mp=massa produk/akhir, t=waktu evaporasi)
-sampel sirup:
vt = 498-6510,43 = 41,5 g/menit
-sampel Larutan gula 50%
vt = 564-5304,5 = 7,56 g/menit
vt = 546-11510,29 = 41,8 g/menit
vt = 534-14914,20 = 27,1 g/menit

Evaporasi atmosferik:
Rumus:vt=mf-mpt=... gr/menit
-sampel sirup:
vt = 494-27715 = 14,47 g/menit
vt = 533-30815 = 15 g/menit
vt = 524-32915 = 13 g/menit
vt = 508-30215 = 13,73 g/menit

Pertanyaan
Jelaskan bagaimana menghitung dan menggunakan data massa air dari sampel yang diuapkan untuk menentukan (melengkapi) neraca massa!
Pada evaporasi atmosferik dilakukan pengukuran suhu dan massa setiap 3 menit sekali. Data yang didapat dari evaporasi atmosferik adalah massa total yaitu feed (mf) dan produk (mp). Setelah itu dicari massa total uap dengan cara menghitung selisih dari feed (mf) dan produk (mp). Hal selanjutnya yang dilakukan adalah dengan mencari konsentrasi dari larutan yang sudah dipekatkan dengan manggunakan rumus sebagai berikut Mf.xf=mv.xv+mp.xp. Keterangan dari rumus tersebut adalah:

Mf = massa bahan masuk cair (kg)
Mv = massa uap air (kg)
Mp = massa produk pekat (kg)
XF = komponen padatan bahan masuk cair (kg)
XV = komponen padatan uap air (kg)
Xp =komponen padat pekat (kg)

Dari perhitungan tersebut apabila dimasukan angka dari setiap komponen, maka akan dihasilkan konsentrasi akhir produk (xp). Dalam perhitungan untuk mengetahui konsentrasi akhir produk, konsentrasi padatan (xv) dianggap 0 (nol). Hal tersebut dikarenakan uap tidak memiliki padatan, sehingga konsentrasinya dianggap 0(nol). Apabila sudah diketahui konsentrasi padatan dari produk akhir, maka selanjutnya adalah melengkapi tabel yang masih dalam keadaan kosong. Kemudian mencari massa air dengan menghitung selisih dari massa padatan total (Mf) dengan massa padatan komponen (mf.xf). Mencari massa uap air dengan menghitung selisih massa uap total (mv) dan massa uap padatan (mv.xv). Mencari massa produk dengan menghitung selisih massa produk total (mp) dan massa produk padatan (mp.xp) (Elisa, 2009).

Jelaskan bagaimana perbandingan konsentrasi (padatan) produk yang diperoleh pada setiap sampel!
Pada sampel sirup 13 % memiliki padatan setelah diuapkan yaitu 0,23, larutan gula 50% memiliki padatan sebesar 0,86, larutan gula dengan konsentrasi 40% memiliki padatan sebesar 0,63 dan larutan gula 30% memiliki padatan sebesar 0,505. Berdasarkan percobaan, semakin tinggi konsentrasi maka jumlah padatan yang dihasilkan semakin tinggi. Menurut Icuk (2006), Tujuan dari evaporasi adalah memekatkan larutan yang mengandung zat yang sulit menguap (non-volatile solute) dan pelarut yang mudah menguap (volatile solvent) dengan cara menguapkan sebagian pelarutnya. Pelarut yang ditemui dalam sebagian besar sistem larutan adalah air. Kandungan air pada konsentrasi tinggi lebih sedikit sehingga saat dilakukan pemekatan dengan evaporasi akan menghasilkan padatan yang lebih banyak. Namun proses sebaiknya dibatasi oleh kekentalan cairan ataupun kemungkinan terjadinya pengendapan karena larutan terlalu pekat.

Jelaskan bagaimana perbandingan waktu yang diperlukan untuk memekatkan setiap sampel hingga proses penguapan selesai! (disertai grafik hubungan massa (y) dan waktu (x))
Pemekatan merupakan proses peningkatan viskositas terhadap larutan. Larutan akan menjadi semakin pekat seiring lamanya waktu. Sampel dengan konsentrasi lebih tinggi akan mencapai pemekatan yang lebih tinggi pula namun suhu yang dibutuhkan (titik didih) untuk memekatkan larutan tersebut lebih tinggi karena fraksi pelarut yang diambil oleh zat terlarut.

Grafik sirup 13 %

Pada grafik tersebut menunjukkan adanya penurunan massa secara bertahap seiring semakin lamanya waktu. Pengukuran massa diukur setiap 3 menit. Massa awal sirup yaitu 494 gram pada menit ke-0 kemudian pada menit ke-15 massa sirup menjadi 277 gram. Penurunan massa tersebut terjadi karena adanya fenomena perpindahan panas dan perpindahan massa. Prinsipnya adalah menghilangkan massa air (pelarut) dari larutan dengan mendidihkan larutan didalam evaporator. Tujuannya untuk pemekatan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap (Zuhriha, 2006).

Grafik larutan gula 30%





Jelaskan pengaruh jenis larutan terhadap kenaikan suhu selama proses evaporasi!
Pada percobaan, pelarut yang digunakan untuk melarutkan gula adalah air. Larutan yang dipakai memiliki konsentrasi yang berbeda-beda. Semakin banyak zat terlarut (konsentrasi larutan semakin tinggi) maka suhu yang dibutuhkan untuk menguapkan larutan semakin tinggi. Menurut Zuhriha (2006), dalam kebanyakan proses evaporasi, pelarut yang digunakan adalah air. Evaporasi dilakukan dengan menguapkan sebagian dari pelarut sehingga didapatkan larutan zat cair pekat yang konsentrasinya lebih tinggi. Walaupun cairan encer yang diumpankan ke dalam evaporator mungkin cukup encer sehingga beberapa sifat fisiknya sama dengan air, tetapi jika konsentrasinya meningkat, larutan itu akan makin bersifat individual. Densitas dan viskositasnya meningkat bersamaan dengan kandungan zat padatnya, hingga larutan itu menjadi jenuh. Titik didih larutanpun dapat meningkat dengan sangat cepat bila kandungan zat padatnya bertambah, sehingga suhu didih larutan jenuh mungkin jauh lebih tinggi dari titik didih air pada tekanan yang sama.

Buatlah grafik hubungan suhu suhu (y) dan waktu (x) pada tiap sampel!
Grafik sirup 13%

Grafik tersebut menunjukkan semakin lamanya waktu evaporasi maka suhu semakin meningkat. Pada awal evaporasi suhu pemasanan adalah 28 °C dan pada menit ke-15 suhu meningkat hingga 97 °C. Suhu meningkat seiring dengan banyaknya konsentrasi (jumlah) padatan terlarut seperti gula. Hal tersebut dikarenakan air yang terikat di dalam gula sulit diuapkan dan membutuhkan suhu yang lebih tinggi untuk menguapkannya (Meikapasa dan I. Gusti, 2016).


Grafik tersebut menunjukkan semakin lamanya waktu evaporasi maka suhu semakin meningkat. Pada awal evaporasi suhu pemasanan adalah 31 °C dan pada menit ke-15 suhu meningkat hingga 83,5 °C. Suhu meningkat seiring dengan banyaknya konsentrasi (jumlah) padatan terlarut seperti gula. Hal tersebut dikarenakan air yang terikat di dalam gula sulit diuapkan dan membutuhkan suhu yang lebih tinggi untuk menguapkannya (Meikapasa dan I. Gusti, 2016).





Buatlah grafik hubungan massa (y) dan suhu (x) dengan hasil terbaik!

Grafik menunjukkan adanya penurunan massa seiring meningkatnya suhu. Pada larutan gula dengan konsentrasi 50% kenaikan suhu sebesar 50 °C dari suhu 36 °C menjadi 86 °C dan pengurangan massa sebesar 225 gram dari 533 menjadi 308. Larutan gula dengan konsentrasi 50 % memiliki pengurangan massa terbesar dan peningkatan suhu terkecil. Menurut Zuhrina (2006), dalam evaporasi, zat cair pekat itulah yang merupakan produk yang berharga dan uapnya biasanya dikondensasikan dan dibuang. Beberapa bahan makanan dapat rusak bila dipanaskan pada suhu tinggi dengan waktu yang lama. Maka dibutuhkan waktu yang singkat saja. Dalam mengkonsentrasikan bahan-bahan seperti itu diperlukan teknik khusus untuk mengurangi suhu zat cair dan menurunkan waktu pemanasan. Pada larutan gula, jika terlalu lama dipanaskan dengan suhu tinggi akan menyebabkan timbulnya karamelisasi dan warna larutan akan berubah menjadi kecoklatan.

Bandingkan rasio jumlah air yang diuapkan per waktu pada metode atmosferik dan metode vakum?
Pada evaporasi vakum, sirup 13% memiliki jumlah air teruapkan per waktu sebesar 41,5, larutan gula 50% sebesar 7,56, larutan gula 40% sebesar 41,8, dan larutan gula 30% sebesar 30%. Proses evaporasi menggunakan evaporator vakum (falling film evaporator) memiliki suhu dan tekanan yang lebih rendah daripada evaporasi atmosferik namun memiliki waktu yang dibutuhkan untuk menguapkan lebih singkat. Dibandingkan dengan evaporasi atmosferik, evaporasi vakum memiliki jumlah air teruapkan per waktu lebih tinggi. Evaporasi atmosferik pada sirup, jumlah air yang teruapkan per waktu sebesar 14,47, pada larutan gula 50% sebesar 15, pada larutan gula 40% sebesar 13, dan pada larutan gula 30% sebesar 13,37. Laju penguapan dipengaruhi oleh kadar air larutan dimana semakin rendah kadar air maka larutan menjadi semakin pekat sehingga laju penguapan akan semakin menurun, karena sukar untuk terbentuk uap (Jamaluddin, 2011). Maka semakin pekat suatu konsentrasi larutan, rasio jumlah air yang diuapkan per menit akan semakin sedikit. Berkurangnya suhu didih larutan pada evaporator vakum menyebabkan beda suhu antara uap dan larutan yang mendidih itu meningkat, dengan demikian laju perpindahan kalor di da1am evaporator itu meningkat pula. Sehingga air yang teruapkan lebih banyak. Suhu larutan dapat dijaga rendah dengan mengoperasikan unit dalam vakum tinggi. Dengan sekali lewatan cepat melalui tabung-tabung evaporator (falling film evaporator), cairan pekat itu hanya sebentar saja berada dalam suhu didihnya, dan dapat didinginkan dengan cepat begitu keluar dari evaporator (Zuhriha, 2006).

KESIMPULAN
Prinsip evaporasi yaitu selama proses evaporasi, terjadi penambahan kalor pada larutan untuk menguapkan sebagian pelarut sehingga kadar air menurun dan larutan semakin pekat. Tujuan dari proses evaporasi yaitu untuk mengawetkan bahan pangan dimana evaporasi akan menurunkan Aw dengan meningkatkan bahan padat sehingga mikroba pembusuk tidak dapat tumbuh dengan baik pada Aw yang rendah, mengurangi kadar air awal suatu bahan cair sebelum dilakukan proses pengolahan selanjutnya misalnya sebelum dilakukan pengeringan dan kristalisasi, mengurangi volume produk sehingga dapat mengurangi biaya penyimpanan, pengangkutan, dan pengemasan, untuk diversifikasi produk, dan untuk pemekatan larutan. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi evaporasi adalah suhu dan tekanan, lama evaporasi, luas permukaan, jenis bahan dan viskositas, dan adanya kerak.
Pada evaporasi metode vakum, perbandingan konsentrasi produk yaitu pada sirup 13% memiliki padatan 0,996, larutan gula 50% memiliki padatan 0,53, larutan gula 40% memiliki padatan 1,89, dan larutan gula 30% memiliki padatan 1,075. Konsentrasi yang tinggi memiliki padatan yang lebih sedikit daripada larrutan dengan konsentrasi rendah. Total padatan menunjukkan jumlah padatan yang teruapkan. Perbandingan waktu untuk memekatkan yaitu pada sirup membutuhkan waktu 10,43 menit untuk menguapkan sebanyak 433 gram, pada larutan gula 50% membutuhkan waktu 4,5 menit untuk menguapkan sebanyak 34 gram, pada larutan gula 40% membutuhkan waktu 10,29 menit untuk menguapkan sebanyak 431 gram, pada larutan gula 30% membutuhkan waktu 14,20 menit untuk menguapkan sebanyak 385 gram. Dapat diketahui bahwa semakin lama waktu, jumlah air yang teruapkan semakin banyak dan viskositas bahan semakin meningkat seiring banyaknya jumlah air yang teruapkan. Pengaruh konsentrasi awal terhadap waktu yaitu pada sirup dengan konsentrasi 13% diuapkan menjadi konsentrasi 99,6% membutuhkan waktu 10,43 menit, larutan gula 50% menjadi konsentrasi 53% membutuhkan waktu 4,5 menit, pada larutan gula 40% menjadi konsentrasi 189% membutuhkan waktu 10,29 menit, dan larutan gula 30% menjadi 107,5% membutuhkan waktu 14,20 menit. Dapat diketahui bahwa semakin lama waktu, konsentrasi larutan juga semakin meningkat karena jumlah air yang diuapkan semakin banyak.
Pada evaporasi metode atmosferik, perbandingan konsentrasi (padatan) produk yang diperoleh pada setiap sampel yaitu pada sampel sirup 13 % memiliki padatan setelah diuapkan yaitu 0,23, larutan gula 50% memiliki padatan sebesar 0,86, larutan gula dengan konsentrasi 40% memiliki padatan sebesar 0,63 dan larutan gula 30% memiliki padatan sebesar 0,505. Berdasarkan percobaan, semakin tinggi konsentrasi maka jumlah padatan yang dihasilkan semakin tinggi. Grafik hubungan massa (y) larutan dan waktu (x) evaporasi menunjukkan adanya penurunan massa secara bertahap seiring semakin lamanya waktu. Penurunan massa tersebut terjadi karena adanya fenomena perpindahan panas dan perpindahan massa. Pada grafik tersebut grafik hubungan suhu evaporasi (y) dan waktu evaporasi (x) menunjukkan semakin lamanya waktu evaporasi maka suhu semakin meningkat. Suhu meningkat seiring dengan banyaknya konsentrasi (jumlah) padatan terlarut seperti gula. Pada grafik hubungan massa larutan (y) dan suhu evaporasi (x) menunjukkan adanya penurunan massa seiring meningkatnya suhu. Grafik hubungan massa larutan (y) terhadap suhu evaporasi (x) didapat hasil terbaik yaitu larutan gula dengan konsentrasi 50% yang memiliki pengurangan massa terbesar dan peningkatan suhu terkecil. Dibandingkan dengan evaporasi atmosferik, evaporasi vakum memiliki jumlah air teruapkan per waktu lebih tinggi.

PENILAIAN
Rubrik Penilaian Keaktifan Praktikan :
NO
KOMPETENSI
Nilai Maksimal
Sangat Baik (100%)
Baik (75%)
Cukup (50%)
Kurang (25%)
JUMLAH
1.
Mampu melakukan persiapan bahan yang akan dilakukan proses evaporasi
15

2.
Mampu melakukan proses evaporasi vakum pada bahan pangan
25

3.
Mampu melakukan proses evaporasi atmosferik pada bahan pangan
25

4.
Mampu melakukan analisis waktu proses evaporasi dengan jenis dan konsentrasi bahan yang diproses
35

TOTAL NILAI

Jenis Penilaian
Nilai Maksimal
Nilai yang diperoleh
Diagram Alir
10

Data Hasil Pengamatan
10

Pembahasan laporan
70

Kesimpulan
10

TOTAL
100

DAFTAR PUSTAKA
Botani, Fauzi. 2008. Pengaruh Suhu Evaporasi Terhadap Kualitas dan Nilai Organoleptik Susu Kental Manis. Padang: Universitas Andalas
Effendi, Mas'ud. 2015. Satuan Operasi dan Proses Evaporasi. Malang: Universitas Brawijaya
Krisnawan, Budi. 2013. Perencanaan Instalasi Air Conditioning di Ruang Pengajaran Umum PSD III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang. Semarang: Universitas Diponegoro
Nisa, Khairun. 2006. Evaporator Prinsip Kerja dan Peralatan. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada

DAFTAR PUSTAKA TAMBAHAN
Elisa. 2009. Evaporator-Dasar Perancangan Alat. Diunduh pada tanggal 10 Mei 2016 [elisa.ugm.ac.id/user/archive/.../0d52442 7701a5b501573d620e05d0b03pdf
Icuk, E. 2006. Evaporator - Prinsip Kerja Dan Peralatan. Surabaya: Universitas Airlangga
Jamaluddin. 2011. Pengaruh Suhu dan Tekanan Vakum Terhadap Penguapan Air, Perubahan Volume dan Rasio Densitas Keripik Buah Selama Dalam Penggorengan Vakum. Jurnal Teknologi Pertanian 12(2)
Joharman, T. 2006. Studi Pengaruh Suhu dan Lama Evaporasi ada Proses Pemekatan Gelatin. Skripsi. Bogor: Institut Pertanian Bogor
Meikapasa dan I. Gusti. 2016. Karakteristik Total Padatan Terlarut (TPT), Stabilitas Likopen dan Vitamin C Saus Tomat Pada Berbagai Kombinasi Suhu dan Waktu Pemasakan. Ganec Swara 10(1)
Triwulandari dan R. Zawawi. 2010. Simulasi Proses Evaporasi Nira Dalam Falling Film Evaporator Dengan Adanya Aliran Udara. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Zuhriha. 2006. Proses Evaporasi. USU E-Learning. Medan: Universitas Sumatera Utara

Teknologi Pengolahan Pangan Evaporasi.docx

Recommend Documents