Evaporasi

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Evaporasi merupakan proses pemekatan larutan dengan cara mendidihkan atau menguapkan pelarut. Proses evaporasi akan menurunkan aktivitas air dalam bahan hasil pertanian, penurunan aktifitas air ini akan membuat bahan lebih awet karena proses pertumbuhan pada mikroba akan terhambat. Bahan hasil pertanian merupakan bahan pangan yang mudah rusak dan tidak tahan lama. Oleh karena itu butuh penanganan lebih lanjut seprti evaporasi. Contoh produk hasil evaporasi adalah jam, jelly, gula pasir, kecap dan susu kental manis.

Proses evaporasi selain berfungsi menurunkan aktivitas air, evaporasi juga dapat meningkatkan konsentrasi atau viskositas larutan dan evaporasi akan memperkecil volume larutan sehingga akan menghemat biaya pengepakan, penyimpanan, dan transportasi. Pada praktikum kali ini akan menggunakan bahan, yaitu susu segar, jus buah, larutan gula pasir untuk menentukkan perubahan yang terjadi selama evaporasi.

Mengingat pentingnya peranan proses evaporasi terhadap bahan makanan, maka perlu adanya pengetahuan yang lebih luas sehingga kualitas produk makanan akan semakin tinggi. Untuk mendapatkan hasil tersebut maka praktikum ini dilaksanakan, agar mahasiswa mengerti fungsi dan peranannya.

1.1 Tujuan

Tujuan dari percobaab ini adalah untuk mengetahui pengaruh lama evaporasi terhadap sifat-sifat produk pekatan yang dihasilkan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Evaporasi adalah proses pengentalan larutan dengan cara mendidihkan atau menguapkan pelarut. Di dalam pengolahan hasil pertanian proses evaporasi bertujuan untuk, meningkatkan larutan sebelum proses lebih lanjut, memperkecil volume larutan, menurunkan aktivitas air a_w (Praptiningsih 1999).

Di dalam pengolahan hasil pertanian proses evaporasi bertujuan untuk:

§ Meningkatkan konsentrasi atau viskositas larutan sebelum diproses lebih lanjut. Sebagai contoh pada pengolahan gula diperlukan proses pengentalan nira tebu sebelum proses kristalisasi, spray drying, drum drying dan lainnya

§ Memperkecil volume larutan sehingga dapat menghemat biaya pengepakan, penyimpanan dan transportasi

§ Menurunkan aktivitas air dengan cara meningkatkan konsentrasi solid terlarut sehingga bahan menjadi awet misalnya pada pembuatan susu kental manis (Wirakartakusumah, 1989)

Sebagai bagian dari suatu proses di dalam pabrik, alat evaporasi mempunyai dua fungsi, yaitu merubah panas dan memindahkan uap yang terbentuk dari bahan cair. Ketentuan-ketentuan penting pada praktek evaporasi adalah :

1. Suhu maksimum yang diperkenankan yaitu sebagian besar dibawah 212 F.
2. Promosi perputaran bahan cair melalui permukaan pindah panas, untuk mempertahankan koefisien pindah panas yang tinggi dan untuk menghindari setiap pemanasan global yang terlalu tinggi.
3. Kekentalan bahan cair yang selalu meningkat dengan cepat karena meningkatnya jumlah bahan yang tidak terlarut.
4. setiap kecenderungan untuk berbusa yang mempersulit pemisahan bahan cair dengan uap

(Earle, 1982).

Adapun faktor-faktor yang menyebabkan dan mempengaruhi kecepatan pada proses evaporasi adalah :

a. Kecepatan hantaran panas yang diuapkan ke bahan

b. Jumlah panas yang tersedia dalam penguapan

c. Suhu maksimu yang dapat dicapai

d. Tekanan yang terdapat dalam alat yang digunakan

e. Perubahan-perubahan yang mungkin terjadi selama proses penguapan.

(Earle, 1969)

Sedangkan menurut Buckle (1987), dalam prakteknya ada beberapa faktor yang harus diperhatikan selama proses penguapan meliputi :

1. sirkulasi udara sehingga proses penghantaran panas tinggi.
2. terjadinya kenaikan viskositas
3. terbentuknya deposit pada evaporator
4. kehilangan aroma

kelarutan zat padat.

Mekanisme kerja evaporator adalah steam yang dihasilkan oleh alat pemindah panas, kemudian panas yang ada (steam) berpindah pada bahan atau larutan sehingga suhu larutan akan naik sampai mencapai titik didih. Steam masih digunakan atau disuplay sehingga terjadi peningkatan tekanan uap. Di dalam evaporator terdapat 3 bagian, yaitu:

1. Alat pemindah panas

Berfungsi untuk mnsuplai panas, baik panas sensibel (untuk menurunkan suhu) maupun panas laten pada proses evaporasi. Sebagai medium pemanas umumnya digunakan uap jenuh.

2. Alat pemisah

Berfungsi untuk memisahkan uap dari cairan yang dikentalkan.

3. Alat pendingin

Berfungsi untuk mengkondnsasikan uap dan memisahkannya. Alat pendingin ini bisa ditiadakan bila sistem bekerja pada tekanan atmosfer (Gaman, 1994).

Faktor-faktor yang Berpengaruh dalam proses evaporasi

Selama proses evaporasi dapat terjadi perubahan-perubahan pada bahan, baik yang menguntungkan maupun yang merugikan. Perubahan-perubahan yang terjadi antara lain perubahan viskositas, kehilangan aroma, kerusakan komponen gizi, terjadinya pencokelatan dll.

Pemekatan dapat dilakukan melalui penguapan, proses melalui membrane, dan pemekatan beku. Peralatan yang digunakan untuk memindahkan panas ke bahan bermacam-macam bentuk dan jenisnya. Penggunaan bermacam-macam peralatan ini akan berpengaruh pada kemudahan penguapan dan retensi zat gizi. Pada waktu air menguap dan larutan menjadi pekat, terjadi beberapa perubahan penting. Pertama zat terlarut reaktif menjadi lebih pekat dan laju kerusakan kimiawi dapat meningkat. Kedua terjadikenaikan titik didih. Ketiga viskositas larutan meningkat dengan tajam, jika viskositas meningkat, maka cairan menjadi sulit dipanaskan. Kesulitan ini menyebabkan penyebaran suhu yang tidak seragam sehingga dapat terjadi bercak panas dan hangus. Hal ini sangat mempengaruhi retensi zat gizi. Sebagai contoh adalah susu dan produk olahannya yang merupakan produk umum dengan kadar protein tinggi yang dipekatkan. Karena adanya gula reduksi kerusakan terjadi pada lisin. Hasil riset tahum 1960 menunjukkan bahwa pada susu kental manis yang diolah dengan retort pada suhu 113° C Selma 15 menit, retensi lisin yang tersedia adalah 80%. Sedangkan pada susu kental manis yang tidak diolah dengan retort retensi lisin yang tersedia adalah 97%. Kerusakan vitamin pada proses pemekatan hamper tidak terjadi selama proses pemekatan itu dilakukan dengan benar. Sari buah yang dikentalkan pada suhu rendah menunjukkan retensi menunjukkan retensi vitamin C sebesar 92 – 97%. Thiamin adalah perkecualian, selama pemekatan zat ini dapat mengalami susut sebesar 14 – 27%. Retensi zat gizi juga dipengaruhi oleh lama waktu pemanasan larutan di dalam evaporator. Semakin lama lama pemanasan maka retensi zat gizi semakin menurun (Tejasari, 1999)

Besarnya suhu dan tekanan evaporator sangat berpengaruh terhadap proses penguapan cairan. Semakin tinggi maka semakin cepat proses evaporasi, tetapi dapat menyebabkan kerusakan-kerusakan yang dapat menurunkan kualitas bahan. (Anonim, 2006).

III. METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Alat dan Bahan

Alat

§ Pemanas

§ Waterbath 100 C

§ Pisau Stainless Steel

§ Pengaduk

§ Gelas Ukur

§ Gelas Beaker

§ Refractometer

§ Color Reader

Bahan

§ Susu segar

§ Juice buah-buahan

§ Larutan gula pasir

3.2 Skema Kerja

200 ml susu kedelai, juice tomat, dan larutan gula 40%

Diuapkan pada waterbath 100 C (selama 0’, 5’, 10’, 15’)

Amati

(kepekatan dengan refraktometer, warna)

IV. DATA PENGAMATAN

4.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan

Hasil Pengamatan

No	Bahan	Kepekatan				Nilai Warna
		0	5	10	15	0	5	10	15
1	Gula 40%	27,5	28,5	30,8	34	+	++	+++	++++

Hasil Perhitungan

-

V. PEMBAHASAN

Evaporasi merupakan proses pengentalan larutan dengan cara mendidihkan atau menguapkan pelarut. Dalam proses evaporasi, evaporator memiliki dua fungsi yaitu memindahakan panas dan memisahkan uap yang terbentuk dari campuran cairannya. Pada dasarnya sistem evaporator terdiri dari alat pemindah panas yang berfungsi untuk mensuplai panas, baik panan sensibel ( untuk menaikkan suhu) maupun panas laten pada proses evaporasi. Sebagai medium pemanas, umumnya digunakan uap jenuh. Alat pemindah uap berfungsi untuk memisahkan uap air dari cairan yang dikentalkan, sedangkan alat pendingin berfungsi untuk mengkondensasikan uap dan memisahkannya. Untuk mengkondensasikan uap dapat digunakan kondensor.

Evaporasi adalah proses pemekatan larutan dan cara mendidihkan atau menguapkan pelarut (Praptingsih, Yulia: 1999). Ada beberapa perubahan yang terjadi selama pross evaporasi antara lain, peningkatan viskositas, kehilangan aroma dan warna, kerusakan beberapa komponen gizi dan pencoklatan. Adapun faktor yang mempengaruhi evaporasi adalah suhu, tekanan, viskositas cairan, dan adanya kerak.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses evaporasi terhadap kecepatan penguapan, perubahan komponen kimia bahan pangan dan lainnya :

1. Suhu dan Tekanan

Suhu evaporasi berpengaruh pada kecepatan penguapan. Makin tinggi suhu evaporasi maka penguapan yang terjadi semakin cepat. Namun, penggunaan suhu yang tinggi dapat menyebabkan beberapa bahan yang sensitive terhadap panas mengalami kerusakan. Untuk memperkecil resiko kerusakan tersebut maka suhu evaporasi yang digunakan harus rendah. Suhu evaporasi dapat diturunkan dengan menurunkan tekanan evaporator.

2. Lama Evaporasi

Makin tinggi suhu evaporasi maka penguapan yang terjadi semakin cepat. Semakin lama evaporasi yang terjadi maka semakin banyak zat gizi yang hilang dari bahan pangan. Suhu evaporasi seharusnya dilakukan serendah mungkin dan waktu proses juga dilakukan sesingkat mungkin (Wirakartakusumah, 1989)

3. Luas permukaan

Dengan lebih luasnya permukaan bahan maka semakin luas pula permukaan bahan pangan yang berhubungan langsung dengan medium pemanasan dan lebih banyak air yang dapat keluar dengan cepat dari bahan makanan sehingga evaporasi semakin cepat. Semakin cepat evaporasi yang terjadi maka semakin banyak air dan bahan pangan sensitive panas yang hilang dari bahan pangan.

4. Jenis Bahan dan Viskositas Cairan

Jenis bahan juga mempengaruhi teknik evaporasi yang digunakan. Seperti halnya pada pembuatan sari buah yang sangat pekat yang cepat sekali meningkat viskositasnya ketika dipanaskan, sehingga diperlukan perlakuan khusus untuk menurunkan kekentalannya misalnya dengan menggunakan teknik ultrasonic. Sebagian jenis makanan ada yang mengandung komponen yang sangat korosif terhadap permukaan alat penukar panas, sehingga sebaiknya menggunakan bahan dari stainless steel dalam pembuatan alat evaporasi (Wirakartakusumah, 1989). Makin tinggi viskositas cairan, tingkat sirkulasi akan menurun, sehingga menurunkan koefisien transfer panas. Hal ini akan menghambat proses penguapan. Selama proses evaporasi viskositas larutan akan mengalami kenaikan karena meningkatnya konsentrasi.

5. Adanya kerak

Selama proses evaporasi adanya padatan yang tersuspensi dalam cairan akan menimbulkan kerak pada evaporator. Adanya kerak tersebut menyebabkan koefisien transfer panas mengalami penurunan sehingga proses penguapan terhambat.

Adapun tujuan dari evaporasi pada pengolahan hasil pertanian adalah untuk :

1. Meningkatkan larutan sebelum diproses lebih lanjut, misalnya pada pengolahan gula diperlukan proses pemgentalan nira tebu sebelum proses kristalisasi

2. Memperkecil volume larutan sehingga dapat menghemat biaya pengepakan, penyimpanan dan transpor

3. Menurunkan aktivitas air (a_w)

Suhu evaporasi sangat berpengaruh terhadap warna larutan. Semakin tinggi suhu evaporasi maka warna akan semakin pudar (Winarno, F.G: 2002). Karoten merupakan campuran dari beberapa senyawa alfa, beta, dan gama karoten karoten merupakan hidrokarbon atau turunannya yang terdiri dari beberapa unit isoprena (suatu diena). Karoten peka terhadap panas dan larut dalam air. Apabila dipanaskan karoten akan rusak sehingga dapat mengubah warna larutan tidak seperti aslinya.

Semakin tinggi tingkat kepekatan larutan maka proses evaporasi juga semakin berjalan lambat. Hal ini disebabkan karena tingginya viskositas larutan dapat menyebabkan tingkat sirkulasi menjadi turun sehingga menurunkan koefisien transfer panas. Hal ini yang dapat menghambat proses penguapan. Suhu evaporasi yang tinggi dapat mempercepat proses evaporasi sebab proses pemanasan dapat meningkatkan viskositas karena konsentrasi juga semakin meningkat. Namun apabila suhu evaporasi terus-menerus dinaikan maka kecepatan evaporasi juga tidak dapat dinaikan sebab larutan mempunyai viskositas yang tinggi dan konsentrasinya juga sudah tinggi sehingga proses penguapan semakin lambat dan proses evaporasi juga berjalan lambat (Buckle, 1987).

Perubahan yang terjadi pada proses evaporasi, selama proses evaporasi terjadi perubahan yang di kentalkan perubahan tersebut dapat memberikan efek yang menguntungkan maupun yang merugikan. Beberapa perubahan tersebut antara lain:

a) Peningkatan viskositas.

Selama proses evaporasi terjadi penguapan pelarut sehingga konsentrasi larutan meningkat akibatnya viskositas larutan juga meningkat. Peningkatan konsentrasi larutan menyebabkan terjadi kenaikan titik didih. Suhu penguapan titik didih larutan lebih tinggi daripada pelarut murni pada tekanan yang sama, larutan yang makin pekat titik didih makin tinggi.

Larutan yang semakin pekat, maka semakin tinggi titik didihnya. Peningkatan konsentrasi ditandai dengan kenaikan derajat brix pada larutan. Sebagai contoh pada pengolahan gula merah karena proses evaporasi terjadi peningkatan derajat brix dari 15-18° brix menjadi 70° brix.

b) Kehilangan aroma atau warna

Komponen aroma dan flavor pada beberapa bahan cairan seperti pada jus buah lebih mudah menguap daripada air. Jika bahan tersebut dievapoasi akan menyebabkan penurunan kualitas pada konsentrat yang dihasilkan. Hal ini dapat dicegah dengan cara memisahkan komponen yang mudah menguap dengan cara destilasi fraksional. . Dari hasil destilasi diperoleh essens. Selanjutnya essens tersebut dicampurkan lagi pada konsentrat

c) Pencoklatan.

Beberapa bahan yang banyak mengandung gula pada proses evaporasi akan mengalami pencoklatan. Pencoklatan akan lebih intensif bila proses evaporasi dilakukan pada suhu tinggi atau pada kondisi basa (pH tinggi). Pencoklatan terjadi karena reaksi maillard atau karena karamelisasi. Pada beberapa pengolahan terjadinya pencoklatan selama proses evaporasi memang dikehendaki seperti misalnya pada pengolahan gula kelapa, kecap dan sebagainya. Namun demikian, pencoklatan yang berlebihan dapat menurunkan kualitas produk yang dihasilkan. Pada beberapa pengolahan seperti pengolahan susu, gula pasir dan lainnya proses pencoklatan evaporasi tidak diinginkan. Untuk mencegah terjadinya pencoklatan tersebut proses evaporasi dilakukan pada suhu rendah. Hal ini dapat dicapai dengan menurunkan tekanan evaporator dan api di bawah tekanan atmosfir (vakum). Proses evaporasi pada pH rendah juga dapat mengurangi terjadinya pencoklatan namun akan menyebabkan terjadinya inverse sukrosa (Praptiningsih, 1999)

d) Pembentukkan buih.

Pembentukkan buih pada proses evaporasi dapat menghambat transfer panas.

e) Kerusakan bahan.

Pada proses evaporasi yang terjadi pada bahan-bahan yang peka terhadap panas akan mengakibatkan kerusakan bahan. Beberapa komponen gizi yang sensitif terhadap panas akan mengalami kerusakan pada proses evaporasi yang dilakukan pada suhu tinggi. Beberapa komponen gizi tersebut antara lain adalah vitamin C, vitamin A, protein dan sebagainya

f) Pembentukkan kerak.

(Yulia, 2002).

Sebagian besar kandungan dari larutan gula 40% yang digunakan dalam percobaan adalah sukrosa yang merupakan komponen monosakarida yang pada umumnya memiliki dapat mengalami karamelisasi jika dipanaskan pada suhu yang melebihi titik didihnya. Warna coklat yang terjadi pada larutan gula yang dipanaskan akan semakin gelap dan larutan menjadi semakin pekat (karena pemanasan menyebabkan tingginya viskositas larutan) bila pemanasan dilakukan semakin lama. Hal ini dapat dilihat dari data pengamatan dimana pada perlakuan pemanasan selama 15 menit warna larutan semakin gelap dan kepekatan yang diamati dari pengukuran dengan menggunakan refraktometer pada perlakuan setelah pemanasan 15 menit adalah 34 (memiliki nilai paling tinggi dibandingkan dengan perlakuan lainnya)

VI. KESIMPULAN dan SARAN

6.1 Kesimpulan

Dari hasil pengamatan dan pembahasan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut, yaitu:

1. Evaporasi adalah proses pemekatan larutan dengan cara mendidihkan atau menguapkan larutan.

2. Faktor-faktor yang berpengaruh dalam evaporasi:

(a) Suhu dan tekanan,

(b) Viskositas cairan,

(c) Adanya kerak.

3. Perubahan yang terjadi pada proses evaporasi:

(a) Peningkatan viskositas,

(b) Kehilangan aroma,

(c) Pencoklatan,

(d) Pembentukkan buih.

(e) Kerusakan bahan.

(f) Pembentukkan kerak.

4. Adapun tujuan dari evaporasi pada pengolahan hasil pertanian adalah untuk :

1. Meningkatkan larutan sebelum diproses lebih lanjut, misalnya pada pengolahan gula diperlukan proses pemgentalan nira tebu sebelum proses kristalisasi

2. Memperkecil volume larutan sehingga dapat menghemat biaya pengepakan, penyimpanan dan transpor

3. Menurunkan aktivitas air (a_w)

5. Pada perlakuan pemanasan selama 15 menit warna larutan semakin gelap dan kepekatan yang diamati dari pengukuran dengan menggunakan refraktometer pada perlakuan setelah pemanasan 15 menit adalah 34 nilai tersebut merupakan nilai paling tinggi dibandingkan dengan perlakuan lainnya.

6.2 Saran

Maaf mbak kali ini g ada saran hanya permintaan maaf karena telat banget pake luamaaaa.

DAFTAR PUSTAKA

Buckle, K. A dkk. 1987. Ilmu Pangan. Jakarta: Universitas Indonesia Press.

Gaman, P. M. 1994. Pengantar Ilmu Pangan Nutrisi dan Mikrobiologi. Yokyakarta: UGM Press.

Poedjiadi, anna. 1994. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Universitas Indonesia Press.

Praptiningsih, Yulia. 1999. Buku Ajar Teknologi Pengolahan. FTP UNEJ: Jember.

Winarno, F. G. 2007. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Yulia. 2002. Teknologi Pengolahan Pangan. FTP Unej: Jember.