Refference:

Singh, R. P. And Heldman, D.R. 2001. Introduction to Food Engineering. 3rd ed, Academic Press, San

Diego , CA.

Toledo, R.T. 1991.Fundamentals of Food Process Engineering. Van Nostrand Reinhold, New York

FLUIDA :

Senyawa / bahan yang dapat mengalir tanpa mengalami

“disintegrasi” jika dikenakan tekanan kepada bahan tersebut.

FLUIDA

GAS CAIRAN PADATAN

Produk Pangan Encer dan mudah mengalir

Produk pangan kental dan lbh sulit mengalir

Produk pangan yang bersifat antara cair dan padat

Contoh:

Air

Susu

Minuman ringan

Jus buah

Contoh:

Kecap

Madu

Susu Kental Manis

Coklat cair

Saos

Contoh:

Mentega

Selai Kacang

Mayonaise

REOLOGI Karakteristik Aliran

Keperluan Desain Proses

Evaluasi Proses

QC

Konsumen

HIDRODINAMIKA

GAYA PADA BAHAN PANGAN

Gaya Tekan (Compression)

Gaya Tarik (Tensile)

Gaya Geser (Shearing)

Bahan padat

atau semi padat

Bahan cair

Hubungan antara shear stress

dengan shear rate

Shear stress ()

Gaya (F) yang diberikan pada

bahan per satuan luas (A)

Shear rate ()

Perubahan kecepatan (dv) akibat gaya yang diberikan pada jarak tertentu (dy)

Kekentalan dan sifat aliran

Kekentalan atau viskositas adalah gaya hambat

atau friksi internal yang mempengaruhi kemampuan mengalir suatu fluida

Manfaat kekentalan:

- Kandungan gula nira

- Kemurnian minyak

- Penurunan mutu

ex: pektin, gelatin, susu segar

Satuan Viskositas

Sistem SI

= N detik/m2

= Pa.s

Sistem cgs

= dyne detik/cm2

= poise (P)

Dimana

1 P = 100 cP

1 cP = 10-3 Pa.detik = 10-3 Pa.s

= 1 mPa.detik = 1 mPa.s

Contoh:

air (20oC, 1 atm) = 1,0019 cp

air (80oC, 1 atm) = 0,3548 cp

udara (20oC, 1 atm) = 0,01813 cp

C2H5OH (lq; 20oC, 1 atm) = 1,194 cp

H2SO4 (lq; 25oC, 1 atm) = 19,15 cp

glycerol (lq; 20oC, 1 atm) = 1069 cp

Viskositas apparent (a)

Nilai viskositas pada kondisi shear stress dan shear rate tertentu

Rotary Viscometer

Forced Flow Viscometer

Rotary Viscometer

Spindle:

- silinder

- plate

Torque (rotasi) :

dyne-cm

Torque 100 %

(maksimum)

Torque 0 % (diam)

Faktor untuk Brookfield model LV

(spindle #3)

Kecepatan rotasi

(rpm)

Faktor

0,3 4000

0,6 2000

1,5 800

3 400

6 200

12 100

30 40

60 20

Contoh

Suatu cairan diukur viskositasnya menggunakan

rotary viscometer pada kecepatan rotasi 6

rpm dengan spindle #3, nilai torque yang

terbaca adalah 40,6 %

Maka nilai viskositasnya adalah

= 40,6 % x 200

= 8120 mPa.s

= 8,12 Pa.s

Forced flow viscometer

(capillary viscometer)

L = panjang silinder

R = inner diameter

V = kecepatan aliran

P1 = Tekanan saat cairan masuk

P2 = Tekanan saat cairan keluar

Nilai tergantung

shear rate

Hubungan antara shear stress dan shear rate

(1)

Shear stress merupakan hasil perkalian pressure drop dengan luas cincin silinder dibagi dengan luas penampang silinder

(2)

Substitusi pers 1 dan 2

atau

(3) (4)

Integrasi pers. 4

(5)

Bila r = R, maka V = 0 sehingga

Dengan demikian

(6)

(7)

V = V = kecepatan aliran rata-rata

= laju volumetrik (volume cairan per satuan waktu yang mengalir

di dalam silinder) dibagi dengan luas area dari cincin silinder

Sehingga

(8)

Atau (9)

Contoh

Suatu cairan mengalami pressure drop sebesar 700 Pa

setelah diberi gaya alir ke dalam tabung viskometer

berdiameter 0,75 cm dan panjang 30 cm dengan laju

alir 50 cm3/detik. Tentukan viskositas dari cairan

tersebut!

Hitunglah pula shear rate pada laju aliran tsb!

Jawab

Dik: P = 700 Pa; D = 0,75 cm shg R = 0,375 cm

L = 30 cm = 0,3 m

Q = 50 cm3/detik

Shg

Viskositas =

Shear rate =