Neraca Massa - Satuan Operasi

download Neraca Massa - Satuan Operasi

of 36

  • date post

    14-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    1.837
  • download

    259

Embed Size (px)

description

Prinsip ini juga berlaku dalam proses pengolahan pangan, dimana total input bahan yang masuk dalam suatu proses pengolahan akan sama dengan total outputnya,

Transcript of Neraca Massa - Satuan Operasi

  • *SO-NERACA MASSAHukum konservatif kekekalan massaBahwa materi tidak dapat diciptakan atau dihilangkan, tetapi hanya berubah bentuk dari satu wujud ke wujud lainnyaPrinsip ini juga berlaku dalam proses pengolahan pangan, dimana total input bahan yang masuk dalam suatu proses pengolahan akan sama dengan total outputnya,

    yang terjadi adalah perubahan wujud dari bahan yang masuk dengan yang keluar. Prinsip ini dikenal dengan Kesetimbangan Massa*Kesetimbangan massa

    SO-NERACA MASSA

  • Kesetimbangan massa*SO-NERACA MASSAAplikasinya pada desain proses pengolahan pangan atau formulasi produk baru

    Dalam suatu proses apapun jika tidak terjadi akumulasi dalam peralatan prosesnya maka jumlah bahan yang masuk = yang keluarPrinsip kesetimbangan massa tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:m input = m output + m akumulasim adalah total massa*

    SO-NERACA MASSA

  • Kesetimbangan massaSteady state process = proses pengolahan yang tidak mengalami akumulasiProses pengolahan panganUnsteady state process=proses pengolahan yang mengalami akumulasi*SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Aplikasi kesetimbangan massa*SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • *SO-NERACA MASSASusu segarProses pengolahan kejuDalam proses pengolahan pangan, untuk menghasilkan produk akhir perlu beberapa tahapan proses.Setiap sub proses mempunyai kesetimbangan massa sendiri-sendiri

    Dari gambar diatas dapat ditentukan kesetimbangan massa total dan dan kesetimbangan pada masing-masing tahap prosesAplikasi kesetimbangan massa*

    SO-NERACA MASSA

  • *SO-NERACA MASSASusu segarProses pengolahan kejuKesetimbangan total : susu + bahan penggumpal = keju + airSub-pasteurisasi : asumsi tidak ada penguapanSub mixer : susu masuk = susu keluarSub press : Curd = air + kejuAplikasi kesetimbangan massa*

    SO-NERACA MASSA

  • Definisi dan pengertian dalam kesetimbangan massa*SO-NERACA MASSA*Kesetimbangan massa dapat dievaluasi scr total, artinya membuat persamaan matematika dg menghit stp tahapan proses pengol yang dilaluinyaAda 2 pengertian:Total massa semua input dan output yang terlibat dalam prosesTotal proses yang terlibat dalam aliran bahan (tidak memperhatikan per tahap prosesKomponen adalah sesuatu yang terkandung dlm bahan spt kadar air, abu, protein, lemak dllDalam kesetimbangan massa, kadang-kadang tidak cukup Untuk memandang secara total dari bahan yang masuk tapi perlu mempertimbangkan kesetimbangan komponenCo/ pencampuran terigu protein tinggi da protein rendah, harus memperhatikan kadar protein yang harus dicapai

    SO-NERACA MASSA

  • Definisi dan pengertian dalam kesetimbangan massa*SO-NERACA MASSA*Basis merupakan bilangan bulat yang digunakansebagai perumpamaan, misalnya 100 kg, 1000 kg, dsb (per satuan waktu tertentu)

    Basis dapat diberikan pd masukkan atau keluaranSebagai pedoman biasanya dipilih yang cabangnya paling sedikitTie material adalah komponen yang selama pengolahan tidak mengalami pengurangan jumlah sehingga komponen ini dapat menghubungkan antara sub proses yang satu dengan yang berikutnya.Co/ total padatan dalam proses pengeringan, kandungan lemak dalam evaporasi susu dll

    SO-NERACA MASSA

  • Kesetimbangan massaMenggambar proses1Memasukkan variabel yang telah diketahui, yang blm diketh dinyatakan dg simbol2Membuat persamaan matematika sederhana3Memecahkan persamaan-persamaan dg Perkalian, pembagian, penjumlahan, dll 4*SO-NERACA MASSATahapan pemecahan soal kesetimbangan massa :Menyimpulkan kembali dari hasil pemecahan persm matematika ke dalam bahan teknologis *

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soal1. Tentukanlah berapa kg larutan NaCl 10 % yang diperoleh jika 15 kg larutan NaCl 20% diencerkan dengan menambahkan air untuk memperoleh larutan NaCl 10% tersebut!Jawab:

    Kesetimbangan massa total : x = 15 kg + AirKesetimbangan massa NaCl : 0.2 * 15 kg = 0.1 x3 = 0.1 x x = 30 kg

    Jadi larutan NaCl 10% yang diperoleh adalah 30 kg*SO-NERACA MASSA*Mixer15 kg20% NaClX ???10% NaCl

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soal2. 100 kg gabah basah dengan kadar air 19% dikeringkan hingga kadar air 10%. Hitung rendemen gabah kering dan air yang hilang!

    Jawab:

    Kesetimbangan massa total :Gabah basah (A) = Air menguap (B) + gabah kering (C) 100 = B + C.....................................Persamaan (1)*SO-NERACA MASSA*B air

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soalJawab:

    Kesetimbangan komponen air : Air di A = Air di B + Air di C 0.19 A = B + 0.10 C 0.19*100 = B + 0.10 C 19 = B + 0.10 C....................................Persamaan (2)*SO-NERACA MASSA*B air

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soalJawab:

    Jika persamaan (1) dikurangi persamaan (2), maka: 100 = B + C 19 = B + 0.10 C - 81 = 0 + 0.9 C C = 81/0.9 = 90 kgSehingga,Rendemen = 90 kg/100 kg = 90%.Air yang hilang dapat disubstitusi ke persamaan (1), sehingga B = 100-C = 10 kg atau 10%*SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soal3. Berapa banyak penurunan berat yang dihasilkan dari bahan yang dikeringkan dari kadar air 80% menjadi 50%?*SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soalJawab:

    *SO-NERACA MASSA*50% H2O50% solids

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soalJawab:

    *SO-NERACA MASSA*50% H2O50% solidsKesetimbangan massa total:W = X + DKesetimbangan air :0.8W = 0.5D + XSubstitusi kedua persamaan diatasW = X + D: X = W-D0.8W = 0.5D + (W-D)0.2W = 0.5DD = (0.2/0.5)*W D/W = 0.4

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soalJawab:

    *SO-NERACA MASSA*% penurunan berat = W D

    = W 0.4W

    = 0.6 x 100 = 60%

    WX 100WX 100

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soal4. Dalam pembuatan susu bubuk, dimasukkan susu segar ke dalam alat pengering semprot (spray dryer). Susu segar terdiri dari komponen air 90%, lemak 5%, protein 3% dan komponen lainnya 2%. Sedangkan susu bubuk mempunyai kadar air 10%. Hitunglah rendemen pengolahan dan komposisi susu bubuk yang dihasilkan.*SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soaljawab:

    Karena belum tahu jumlah masukkan dan keluarannya, maka diperlukan basis perhitungan. Misal basis yang dipilih adalah masukkan sebanyak 100 kg

    *SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soaljawab:

    Kesetimbangan total berdasarkan basis 100 kg:A = B + C 100 = B + C.................................(1)Kesetimbangan komponen air :90%A = B + 10%C atau 90 =B + 0.1 C...............(2)

    *SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soaljawab:Kesetimbangan total berdasarkan basis 100 kg:A = B + C 100 = B + C.................................(1)Kesetimbangan komponen air :90%A = B + 10%C atau 90 =B + 0.1 C...............(2)Bila persamaan (1) dikurangi persamaan (2), maka 10 = 0.9 C C = 10/0.9 = 11 kg (dibulatkan)Dalam proses pengolahan diasumsikan jumlah protein, lemak dan komponen lainnya tidak berubah, sehingga komposisi akhir sbb:lemak 5 kg = (5/11)*100% = 45.5%Protein 3 kg = (3/11)*100% = 27.3 %Komponen lain 2 kg =(2/11)*100%= 18.2%

    *SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soal5. Dalam proses pembuatan jam digunakan 45% buah dan 55% gula. Jam harus mempunyai total padatan terlarut minimal 65% untuk membentuk gel yang baik. Proses pembuatan jam adalah pencampuran buah dan gula, penambahan pektin dan pemekatan sehingga tercapai kadar padatan terlarut yang diinginkan. Jumlah pektin yang ditambahkan tergantung pada jumlah gula yang ditambahkan dan derajat kemurnian pektin (dibutuhkan 1 kg pektin grade 100 untuk setiap 100 kg gula agar dihasilkan gel yang baik. Jika buah dengan total padatan terlarut 10% dan pektin grade 100 digunakan untuk membuat 100 kg jam, hitunglah berat buah, gula, dan pektin yang dibutuhkan! Asumsikan total padatan terlarut hanya berasal dari buah dan gula.*SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soalJawab:

    *SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soalJawab:

    Karena penambahan pektin tergantung pada gula yang ditambahkan, maka jumlah gula yang ditambahkan harus ditentukan terlebih dahulu.

    Kesetimbangan massa padatan terlarut (TPT):0.1 x + y = (0.65) 100

    *SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soalJawab:

    Karena rasio buah dan gula dalam pembuatan jam disyaratkan 45:55, maka :x/y = 45/55 x = (45/55) yDengan substitusi:0.1 x + y = 65 0.1(45/55y) + y =65 y = 60 kg (gula)x = (45/55 y) = (45/55)*60 = 49 kg (buah)

    *SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soalJawab:

    Pektin yang ditambahakan : z = (1/100) * 60 = 0.6 kg pektin

    *SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soal6. Tentukan jumlah konsentrat jus A yang mengandung 65% padatan dan jus lain (B) yang mengandung 15% padatan yang harus dicampur untuk memperoleh 100 kg konsentrat yang mengandung 45% padatan.*SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soalJawab:

    *SO-NERACA MASSA*Kesetimbangan massa total :X + Y = 100 X = 100- YKesetimbangan padatan :0.65X + 0.15Y = 100 (0.45)0.65X + 0.15Y = 45

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soalJawab:Substitusi persamaan (1) dan (2)0.65 (100-Y) + 0.15Y = 4565 0.65Y + 0.15Y = 4565 45 = 0.65Y 0.15Y 20 = 0.5Y Y = 40 kg jus B X = 60 kg jus A

    *SO-NERACA MASSA*

    SO-NERACA MASSA

  • Contoh soal7. Determine the amount of lean beef, pork fat and water that must be used to make 100 kg of a frankfurter formulation. The compositions of the raw materials and the formulations are:lean beef- 14% fat, 67% water, 19% proteinpork fat- 89% fat, 8% water, 3% proteinFrankfurter- 20% fat, 65% wate