Perancangan dan Uji Kinerja Pasteurizer...

Prosiding Seminar Agroindustri dan Lokakarya Nasional FKPT-TPI Program Studi TIP-UTM, 2-3 September 2015

ISBN: 978-602-7998-92-6

Perancangan dan Uji Kinerja Pasteurizer Tahu

Herni Purwantari, Aan Sofyan, Tsania Nur Habiba, Saiful Rochdyanto, Devi Yuni Susanti, Endang

S. Rahayu*

Jurusan Teknologi Pangan dan Hasil Pertaian, Fakultas Teknologi Pertanian UGM

Jl. Flora, Bulaksumur, Yogyakarta 55281 Telp/Fax.0275-549650

*Korespondensi : Telp. 08122690013, [email protected]

ABSTRAK

Tahu merupakan bahan pangan yang mudah rusak dan terkontaminasi bakteri patogen selama proses

pembuatannya. Cemaran mikroorganisme dalam proses pengolahan tahu dapat berasal dari bahan baku, air,

peralatan produksi, lingkungan maupun tenaga kerja produksi. Untuk memperpanjang umur simpan tahu,

diperlukan upaya inaktivasi bakteri bakteri tersebut melalui proses pasteurisasi. Agar proses pasteurisasi

dapat dilakukan secara efektif dan efisien, diperlukan rancangan alat pasteurizer dengan konstruksi dan

sistem yang tepat. Penelitian bertujuan untuk merancang pasteurizer tahu yang mampu menginaktivasi

bakteri untuk memperpanjang umur simpan tahu. Unit pasteurizer dirancang dengan menggunakan media

pemanas air yang dipanaskan oleh steam yang disuplai dari unit penghasil uap. Pasteurisasi ditarget untuk

mengendalikan jumlah bakteri Bacillus cereus dan Staphylococcus aureus yang merupakan isolate yang

paling tahan panas. Dari penelitian, telah dihasilkan alat pasteurisasi yang terdiri dari unit penghasil steam

dan unit pasteurisasi yang dihubungkan oleh pipa pensuplai steam dengan laju 0,7 kg/menit. Dari hasil uji

kinerja diketahui bahwa pasteurizer memiliki ruang pasterusisasi berkapasitas 20 kg atau 50 kemasan tahu.

Tahu dipanaskan dalam tabung pasteurisasi dengan perendaman dalam air panas dengan suplai panas dari

steam yang dialirkan dari unit penghasil steam. Hasil rancangan pasteurizer mampu memanaskan suhu tahu

hingga mencapai diatas 90°C dalam waktu 7 menit disemua bagian ruang pasteurisasi.

Kata kunci : perancangan, uji, kinerja, pasteurizer, tahu

PENDAHULUAN

Tahu merupakan bahan makanan sumber protein yang sangat diminati masyarakat di

Indonesia. Berdasarkan data yang diperoleh dari Survei Sosial Ekonomi Nasional pada tahun 2013,

jumlah konsumsi tahu adalah 7,039 kg/kapita/tahun. Karena permintaan pasar yang tinggi, maka

banyak usaha pembuatan tahu yang pada umumnya masih merupakan usaha kecil menengah

(UKM) dan belum terlalu memperhatikan higiene selama pengolahan tahu sehingga berpotensi

timbul cemaran dalam proses pengolahan tahu (Rahayu, 2012).

Cemaran dalam proses pengolahan tahu dapat berasal dari bahan baku berupa kedelai atau

air yang digunakan selama proses pembuatan tahu, lingkungan produksi dan tenaga pengolah.

Tanah dan air merupakan habitat dari banyak bakteri diantaranya Escherichia coli, Staphylococcus

aureus, Bacillus cereus dan bakteri pembentuk spora. Tenaga pengolah dapat menjadi sumber

cemaran Staphylococcus aureus yang bisa hidup dalam saluran pernafasan, permukaan kulit dan

rambut (Baird-Parker, 2000).

Bakteri Escherichia coli, Staphylococcus aureus, dan Bacillus cereus merupakan jenis

bakteri patogen atau bakteri yang dapat menimbulkan penyakit. Apabila bakteri-bekteri tersebut

mengkontaminasi suatu bahan makanan maka dapat menyebabkan foodborne disease atau penyakit

yang ditimbulkan oleh makanan yang terkontaminasi mikrobia (Jay, et al, 2000).

Usaha untuk menginaktivasi bakteri-bakteri penyebab foodborne disease dan

memperpanjang umur simpan tahu adalah dengan perlakuan panas yaitu pasteurisasi. Pasteurisasi

merupakan salah satu proses pengawetan makanan dengan menggunakan panas untuk

menginaktivasi mikroorganisme patogen. Selama pasteurisasi, makanan dipanaskan pada suhu dan

waktu tertentu. Kematian dari bakteri patogen yang terkait dengan proses pasteurisasi didasarkan

pada holding period saja, dampak suhu yang tinggi pada kematian selama pemanasan tidak

signifikan (Singh, 2009).

C-7


ISBN: 978-602-7998-92-6

Selama pasteurisasi dari produk makanan, dapat mengakibatkan kerugian atau perbaikan

kualitas makanan yang dapat dilihat dari komposisi kimia maupun sifat sensoris (Arnoldi,2001).

Proses pasteurisasi yang optimal perlu diidentifikasi untuk mengurangi kerugian kualitas yang

tidak diinginkan dan untuk memaksimalkan peningkatan kualitas yang diinginkan sebanyak

mungkin (Holdsworth,2004). Menurut Lewis dan Heppel (2000) proses pasteurisasi disebut

perlakuan panas yang ringan karena tidak menyebabkan kerusakan bahan baik secara komposisi

kimia maupun sensoris apabila diatur dengan baik suhu dan waktunya. Oleh karena itu diperlukan

perancangan suatu alat pasteurisasi yang efektif diterapkan untuk pasteurisasi tahu.

METODE

Bahan :

1. Plat stainless steel dengan tebal 1,5 mm ukuran 120 cm x 240 cm untuk membuat tabung

pemanas.

2. Plat stainless steel dengan tebal 0,8 mm dan perforator diameter 6 mm untuk membuat

tabung tahu.

3. Pipa stainless steel dengan diameter 1 cm untuk membuat pipa pengalir uap.

4. Kran untuk dipasang pada bagian inlet dan drain uap.

Alat :

1. Mesin potong

2. Mesin rol

3. Mesin las

Bahan uji : 50 pak tahu kemasan yang masing-masing berisi 10 buah tahu dan air matang dan

disegel. Kemasan yang digunakan adalah plastik PP dengan tebal 0,03 mm.

Prosedur Penelitian

A. Perancangan

Perancangan pasteurizer dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Tabung Pemanas

Tabung pemanas adalah tempat mendidihkan air yang akan digunakan untuk

mempasteurisasi tahu kemasan. Tabung pemanas ini dirancang dengan diameter 58 cm dan

tinggi 60 cm. Tabung tersebut dapat menampung air setinggi 53 cm yaitu sebanyak

145,314 liter.

Tabung pemanas dilengkapi dengan:

a. Pipa inlet uap dengan kran

b. Kran drain

c. Overflow

2. Tabung tahu

Tabung tahu adalah tempat menampung tahu kemasan yang akan dipasteurisasi dan tabung

tersebut akan dimasukkan ke dalam tabung pemanas. Tabung tahu dirancang untuk

menampung 20 kg tahu kemasan, menyesuaikan perhitungan ergonomis untuk dapat

diangkat oleh satu orang baik laki-laki maupun perempuan.

Tahu kemasan yang digunakan dalam penelitian ini adalah “Gamatahu” dengan massa 400

gram dan ukuran sisi-sisinya 12,5 cm x 12 cm x 5 cm dengan volume 750 cm3.

Kapasitas 20 kg dapat menampung 50 kemasan (20 kg/400 g = 50 kemasan)

Volume 50 kemasan =

50 x 750 cm3 = 37500 cm

3

Untuk merancang diameter tabung tahu, diperhitungkan volume tabung tahu = 2 x 37500

cm3= 75000 cm

3sehingga diameter tabung yang dibutuhkan yaitu

D = = 43,702 cm

Angka tersebut dibulatkan ke atas menjadi 48 cm dengan memaksimalkan diameter tabung

tahu dengan jarak 5 cm dari tabung pemanas:

D = 58 cm – 5 cm (kanan) – 5 cm (kiri) = 48 cm

C-8


ISBN: 978-602-7998-92-6

3. Tutup tabung pemanas

Tutup tabung pemanas digunakan untuk menutup tabung pemanas. Tutup berbentuk

lingkaran tanpa lubang dengan dua pegangan.

B. Pengadaan Bahan Konstruksi Pasteurizer

Bahan yang digunakan dalam pembuatan konstruksi pasteurizer yaitu:

1. Plat stainless steel dengan tebal 1,5 mm ukuran 120 cm x 240 cm untuk membuat

tabung pemanas.

2. Plat stainless steel dengan tebal 0,8 mm dan perforator diameter 6 mm untuk membuat

tabung tahu.

3. Pipa stainless steel dengan diameter 1 cm untuk membuat pipa pengalir uap.

4. Kran untuk dipasang pada bagian inlet dan drain uap.

C. Pembuatan Pasteurizer

Pembuatan pasteurizer dilakukan di Laboratorium Daya Jurusan Teknik Pertanian Fakultas

Teknologi Pertanian UGM.

Macam-macam pengerjaan:

1. Pemotongan

a. Pemotongan plat stainless steel ukuran 120 cm x 240 cm dengan tebal 1,5 mm

menjadi 182,21 cm x 60 cm menggunakan mesin potong untuk membuat tabung

pemanas.

b. Pemotongan plat stainless steel ukuran 120 cm x 240 cm dengan tebal 0,8 mm dan

perfotator diameter 6 mm menjadi 150,80 cm x 50 cm menggunakan mesin potong

untuk membuat tabung tahu.

2. Pengerolan

Plat stainless steel ukuran182, 21 cm x 60 cm dirol menjadi tabung pemanas.

Plat stainless steel perforator ukuran 150,80 cm x 50 cm dirol menjadi tabung tahu.

3. Pengelasan

Untuk menautkan ujung tabung dengan ujung tabung yang lain atau bagian lainnya.

D. Pengujian

1. Tempat

Pengujian dilaksanakan di KP4 UGM (Kebun Pendidikan, Pelatihan, dan Pengembangan

Pertanian UGM).

2. Alat dan Bahan

a. Pasteurizer

b. Termokopel

c. Stopwatch

d. Alat tulis

e. Tahu kemasan

f. Air

3. Prosedur pengujian

a. Panaskan ketel uap sampai terbentuk uap.

b. Isi bak pemanas dengan air sebanyak 108 liter.

c. Alirkan uap dari ketel ke dalam bak pemanas dengan membuka kran inlet.

d. Amati perubahan suhu air dalam bak pemanas. Setelah suhu mencapai 100ºC

masukkan bak tahu yang telah diisi 50 buah tahu kemasan.

e. Amati perubahan suhu tahu dan suhu air.

f. Setelah 10 menit, angkat bak tahu.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Uji Kinerja Mesin

Pasteurisasi dilaksanakan dengan memanaskan tahu kemasan yang dicelupkan pada air

yang telah mendidih selama waktu tertentu. Rancangbangun diperlihatkan dalam Gambar 1. Alat

ini dirancang dengan kapasitas pasteurisasi 20 kg tahu kemasan supaya dapat diangkat oleh satu

C-9


ISBN: 978-602-7998-92-6

orang saja. Alat ini terdiri dari 2 tabung terpisah. Tabung bagian dalam adalah tabung tahu dengan

diameter 48 cm dan tinggi 60 cm dibuat dari bahan plat stainless steel dengan tebal 0,8 mm dan

perforator diameter 6 mm. Tabung ini tidak bertutup. Tabung tahu berfungsi untuk menampung

tahu kemasan yang akan dipasteurisasi. Spesifikasi pasteurizer dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Spesifikasi Pasteurizer

1. Tabung Pemanas

Diameter 58 cm

Tinggi 60 cm

Tinggi overflow 52 cm

Volume 145,314 liter

2. Tabung tahu

Diameter 48 cm

Tinggi 60 cm

Kapasitas 20 kg

50 kemasan

3. Bahan tabung pemanas SS 316 1,5 mm

4. Bahan tabung tahu SS 316 0,8 mm

5. Bahan pipa uap SS 316 diameter 1 cm

Tabung bagian luar merupakan tabung pemanas dengan diameter 58 cm dan tinggi 60 cm

dibuat dari bahan plat stainless steel dengan tebal 1,5 mm. Tabung ini pada bagian atas dilengkapi

dengan tutup, pada bagian bawah dilengkapi dengan pipa stainless steel diameter 1 cm untuk

mengalirkan uap, dan pada bagian samping dilengkapi dengan pipa overflow. Tabung diberi kaki

setinggi 20 cm. Tabung ini berfungsi untuk memanaskan air yang akan digunakan untuk

memasteurisasi tahu kemasan. Rancang bangun pasteurizer dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Rancang bangun pasteurizer

C-10


ISBN: 978-602-7998-92-6

Pengisian air dilakukan dengan menggunakan selang hingga mencapai 108 liter. Kemudian

air dipanaskan dengan mengalirkan uap ke dalam tabung pemanas. Setelah air mendidih, tabung

tahu yang telah disusun 50 tahu kemasan di dalamnya dimasukkan ke dalam tabung pemanas.

Perubahan suhu tahu dan air diamati menggunakan termokopel. Efektifitas dari alat ini dapat dilihat

dari dalam sekali pasteurisasi dapat sekaligus dilakukan pada 50 kemasan tahu. Transfer panas

pada alat ini adalah dengan cara konveksi yang diartikan sebagai transport massa dan energy

melalui pergerakan cairan (Kays dan Crawford, 1993).

B. Pola panas pasteurizer tahu

Dari pengujian terhadap pola panas pasteurisasi tahu didapatkan hasil bahwa terjadi kenaikan

suhu tahu yang dipasteurisasi seiring dengan bertambahnya waktu pasteurisasi. Hal ini terjadi

karena apabila suatu makanan terkemas dalam kaleng, botol atau plastik diletakkan dalam retort

akan terjadi perambatan panas dari air ke dalam bahan sehingga suhu bahan meningkat (Winarno,

2004).

Bakteri pathogen yang akan di inaktivasi sebagai penelitian lanjutan yaitu isolat Bacillus

cereus dan Staphylococcus aureus yang merupakan isolat bakteri dari proses pembuatan tahu dan

paling tahan panas. Bakteri Staphylococcus aureus GMP4 memiliki nilai D60° = 2,72 menit dan

nilai Z = 18,87°C sedangkan Bacillus cereus SK4 memiliki nilai D60° = 5,95 menit dan nilai Z =

22,22°C dimana nilai D merupakan waktu dalam menit saat populasi mikroba tertentu (spora/sel)

pada pemanasan dengan suhu tertentu diredukasi 90% atau sebesar satu log10 dan nilai Z adalah

Nilai Z adalah suhu yang diperlukan .untuk menurunkan atau meningkatkan 1 siklus log nilai D

(Mailia, 2013). Berdasarkan data tersebut dari pengujian pola panas pasteurizer tahu dapat

diasumsikan bahwa alat tersebut dapat secara efektif menurunkan jumlah bakteri pathogen Bacillus

cereus dan Staphylococcus aureus pada tahu mampu memanaskan suhu tahu hingga mencapai

diatas 90°C dalam waktu 7 menit disemua bagian ruang pasteurisasi.

Tabel 2.

WAKTU

(menit)

SUHU TAHU SUHU MEDIUM

(AIR) Tahu 1 Tahu 2 Tahu 3 Tahu 4 RATA-RATA

0 34,3 32,3 37,6 36,7 35,225 81,4

1 79,6 76,8 63,4 44,6 66,1 78,6

2 81,9 78,8 72,5 46,8 70 89,4

3 83,9 85,1 74,7 50,7 73,6 91,2

4 84,9 86,4 76,6 53,4 75,325 93,5

5 86,6 91,5 83,6 59 80,175 95,9

6 87,2 94,5 90,5 71,2 85,85 97,4

7 92,6 95,5 98,2 89,1 93,85 98,7

8 87,6 92,8 99,4 99,2 94,75 99,2

9 92,8 93,6 99,5 98,3 96,05 97,7

10 99,6 94,2 99,2 100 98,25 96,8

DAFTAR PUSTAKA

Arnoldi, A. (2001). Thermal processing and food quality: Analysis and control. In P. Richardson

(Ed.), Thermal Technologies in Food Processing (pp. 138−159). Boca Raton, Florida: CRC

Press.

Baird-Parker, T.C. 2000. Staphylococcus aureus. Dalam : Lund, B.M., Baird- Parker, T.C. and

Gould, G.W (ed). The Microbiological Safety and Quality of Food. Volume II, hal 1317-

1331. Aspen Publishers, Inc. Gaithersburg, Maryland.

C-11


ISBN: 978-602-7998-92-6

Holdsworth, S. D. (2004). Optimising the safety and quality of thermally processed packaged

foods. In P. Richardson (Ed.), Improving the thermal processing of foods (pp. 1−31). Boca

Raton, Florida: CRC Press.

Jay, J. M. 2000. Modern Food Microbiology. Aspen Publishers, Inc. Gaithersburg, Maryland.

Kays, W.M., dan Crawford, M.E. 1993. Convective Heat and Mass Transfer. McGraw-Hill, Inc.

Singapore.

Lewis, M., dan Heppel, N. 2000. Continuous Thermal Processing of Foods Pasteurization and

UHT Sterilization. Aspen Publishers. Inc. Gaithersburg. Maryland.

Mailia, R. 2013. Ketahanan Panas Cemaran Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus

cereus dan Bakteri Pembentuk Spora yang Diisolasi dari Proses Pembuatan Tahu di

Sudagaran Yogyakarta. Tesis jurusan Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian UGM.

Yogyakarta.

Rahayu, E.S., Rahayu, S., Sidar, A., Purwadi, T. dan Rochdyanto, S. 2012. Teknologi Proses

Produksi Tahu. Penerbit Kanisius. Yogyakarta.

Singh, R.P. 2009. Introduction to Food Enginering. Elsevier. China.

Winarno, F.G. 2004. Sterilisasi Pangan. M-Brio Press. Bogor.

C-12

Perancangan dan Uji Kinerja Pasteurizer...

Documents

Transcript of Perancangan dan Uji Kinerja Pasteurizer...