ITP530 Rekayasa Proses Pangan PROSES...
Transcript of ITP530 Rekayasa Proses Pangan PROSES...
1Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
ITP530Rekayasa Proses Pangan
PROSES PANAS
Prof. Purwiyatno Hariyadi, PhD
D t Il d T k l i P F t t IPB
Purwiyatno [email protected]
• Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fateta, IPB• Director of Southeast Asian Food & Agricultural Science &
Technology (SEAFAST) Center, Bogor Agricultural University, BOGOR, Indonesia
• Anggota Institute for Thermal Process Specialist (IFTPS)-USA
“potentially hazardous foods” (PHF)
“high risk foods (HRF)
Purwiyatno [email protected]
2Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
“Potentially Hazardous Foods” (PHF)(1962/US PHS) A i h bl f d hi hAny perishable food which
(i) consists in whole or in part of milk or milk products, eggs, meat, poultry, fish, shellfish, or
(ii) other ingredients capable of supporting the
Purwiyatno [email protected]
(ii) other ingredients capable of supporting the rapid and progressive growth of infectious or toxigenic microorganisms.
FDA 2001 – can’t easily define hazardous foods ~
The FDA’s proposed new definition defines the acceptance criterion for a PHF as being less than a 1 log increase of a pathogen when the food is stored at 24 °C (75 °F) for a period of time that is 1.3
Purwiyatno [email protected]
( ) ptimes the shelf life as determined by the manufacturer.
3Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Australian Food Standards Code 2002
Potentially hazardous foods are foods that b h h i i b lmeet both the criteria below:
• they might contain the types of food-poisoning bacteria that need to multiply to large numbers to cause food poisoning; and
Purwiyatno [email protected]
• the food will allow the food-poisoning bacteria to multiply.
The following foods are examples of potentially hazardous foods:
• raw and cooked meat (including poultry and game) or foods containing raw or cooked meat such asor foods containing raw or cooked meat such as casseroles, curries and lasagne;
• smallgoods such as Strasbourg, ham and chicken loaf;
• dairy products, for example, milk, custard and dairy-based desserts such as
• cheesecakes and custard tarts;
Purwiyatno [email protected]
cheesecakes and custard tarts;• seafood (excluding live seafood) including seafood
salad, patties, fish balls, stews• containing seafood and fish stock;
4Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
• processed fruits and vegetables for example
The following foods are examples of potentially hazardous foods:
processed fruits and vegetables, for example salads and cut melons;
• cooked rice and pasta;• foods containing eggs, beans, nuts or other
protein-rich foods such as quiche, fresh pasta and soy bean products; and
• foods that contain these foods, for example
Purwiyatno [email protected]
, psandwiches, rolls and cooked and uncooked pizza.
• Australian Food Standards Code 2002
HM1
aw
Characteristics of potentially hazardous foods:
0 85
L M
0.85
Purwiyatno [email protected]
pH1410
04.5
5Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
LAFspH-controlledfoods
1aw
Risk Management Tek Pengolahan
0 85 P i
Pengasaman(pH controlled)
L aw-controlledFoods
0.85 Pengeringan,Penggaraman, dll
(aw controlled)
Purwiyatno [email protected]
pH1410
04.5
HM1
aw
Risk Management Tek Pengolahan
0 85 P i
Pengasaman(pH controlled)
L M
0.85 Pengeringan,Penggaraman, dll
(aw controlled)
Purwiyatno [email protected]
pH1410
04.5
PEMANASAN
6Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Highly PHFspH > 4.5 dan aw<0.85pH < 4.5 dan aw>0.85
Kasus ARisk Management Tek Pengolahan
Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis)Awet pada suhu refriferasi
Proses Panas
PasteurisasiAtau Hot Filling
Purwiyatno [email protected]
Awet pada suhu refriferasi (shelf stable)Harus refrigerasiContoh : Sari buah, sos tomat, dll
Highly PHFspH > 4.5 dan aw>0.85
Kasus BRisk Management Tek Pengolahan
Proses Panas
Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis)Hanya beberapa hari pada suhu refrigerasi
PasteurisasiAtau Hot Filling
Purwiyatno [email protected]
suhu refrigerasiHarus refrigerasiContoh : Susu pasteurisasi, daging udang, kepeting, dan hasil laut lainnya
7Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Highly PHFspH > 4.5 dan aw>0.85
Kasus CRisk Management Tek Pengolahan
Proses Panas
Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis)Awet pada suhu ruang (shelf
SterilisasiKomersial
21 CFR 113
Purwiyatno [email protected]
p g (stable)Tidak memerlukan refrigerasiContoh : Sardine, tuna dalam kaleng, susu steril, dll
Pengisian dalam Kondisi Panas
(Hot Filled Foods)
Purwiyatno [email protected]
8Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
• Prinsip : pengawetan dengan k k bi i t k ik t k
Pengisian dalam Kondisi Panas(Hot Filled Foods)
menggunakan kombinasi teknik untuk memberikan tingkat keamanan yang diinginkan:– panas– pH
Purwiyatno [email protected]
– aw (aktivitas air)– Pengawet (senyawa anti mikroba)
• Contoh produk
Pengisian dalam Kondisi Panas(Hot Filled Foods)
• Jem dan Jeli• Sirup• Saos
– Chocolate sauce
Purwiyatno [email protected]
– Gravies– Sambal; saos tomat
9Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
• Suhu pengisian umumnya 180 FP dib ik tdk
Pengisian dalam Kondisi Panas(Hot Filled Foods)
• Pemanasan yang diberikan tdk membunuh spora
• Pada proses pendinginan pengemas : terbentuk
• Penjaminan keamanan pangan
Purwiyatno [email protected]
memerlukan dukungan teknik pengawetan yang lainnya
Pengawetan sekunder
• pH– Jem– Jeli– pikel
• aw (aktivitas air)Chocolate sauce
Purwiyatno [email protected]
– Chocolate sauce– High sugar jams and jellies
10Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Pengawetan tertier
• Senyawa anti-mikroba– Kalium sorbat– Kalsium propionat– Natrium bensoat– Sulfit
Purwiyatno [email protected]
…. Setelah dibuka?!
• Kapang dan khamir umumnya tidak tumbuh asalkan kondisi anaerobik tetap dipertahankan:asalkan kondisi anaerobik tetap dipertahankan: kemasan masih tertutup rapat
• … Setelah dibuka?!– Umumnya disarankan untuk disimpan dalam lemari
es– Penggunaan senyawa anti mikroba (pengawet) mulai
Purwiyatno [email protected]
Penggunaan senyawa anti mikroba (pengawet) mulai berperan untuk memperpanjang masa simpan
11Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Proses pasteurisasi
Pasteurisasi
pditemukan oleh Louis Pasteur:Pembusukan anggur dapat diawetkan dengan pemanasan dibawah titik didih
Purwiyatno [email protected]
PASTEURdidihnya.
• Proses panas (umumnya < 100oC) dengan dua tujuan utama : 1 memusnahkan semua sel vegetatif m.o.
Pasteurisasi
1 memusnahkan semua sel vegetatif m.o. patogen
1 memperpanjang umur simpan. • M.O. perlu dimusnahkan dalam pasteurisasi :
- Mycobacterium tuberculosis : tuberkulosa- Coxiella burnetti : penyebab penyakit demam Q
Purwiyatno [email protected]
- Samonella, dll- Perlu selalu di “ up date” :
………….> new emerging pathogen
12Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
• Produk pasteurisasi tidak “steril” ........> cepat mengalami
Pasteurisasi
p gkebusukan
• Perlu dibantu dengan teknik pengawetan lain........> pendinginan........> pH........> “pengawet”
Purwiyatno [email protected]
pengawet........> dll
Pasteurisasi Susu
• Perlindungan Kesehatan Masyarakat• Menjaga mutu susuMenjaga mutu susu • Umur simpan : 7, 10, 14 sampai 16 hari.• Umur simpan tergantung pada kombinasi suhu &
waktu pasteurisasi yang digunakan • Pasteurisasi susu minimum :
• Berdasarkan pada ketahanan panas bakteri
Purwiyatno [email protected]
• Berdasarkan pada ketahanan panas bakteri Coxelliae burnettii.
• Bakteri patogen pada susu paling tahan panas
13Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Pasteurisasi Susu
63° C; 30 min.,72° C; 16 sec.,atau ekivalenUji : test phosphatase negatif
Purwiyatno [email protected]
Pasteurisasi “Susu”
Pasteurisasi “frozen dairy dessert mix” (ice cream or ice milk, egg nog):
minimum 69° C ; 30 menit;minimum 69° C ; 30 menit;minimum 80° C ; 25 detik;atau kombinasi lain yang di”approved” (misal : 83° C; 16 sec).
Pasteurisasi produk berbasis susu(komposisi susu > 10% mf, or added sugar (cream,
Purwiyatno [email protected]
g (chocolate milk, etc)
66° C; 30 min, 75° C; 16 sec
14Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Highly PHFspH > 4.5 dan aw>0.85
Kasus CRisk Management Tek Pengolahan
Proses Panas
Terkemas/tertutup dengan kedap (hermetis)Awet pada suhu ruang (shelf
SterilisasiKomersial
21 CFR 113
Purwiyatno [email protected]
p g (stable)Tidak memerlukan refrigerasiContoh : Sardine, tuna dalam kaleng, susu steril, dll
Highly PHFspH > 4.5 dan aw>0.85
Kasus CRisk Management Tek Pengolahan
Proses Panas
21 CFR 113
SterilisasiKomersial
Purwiyatno [email protected]
15Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Perhatian thd KEAMANAN (SAFETY)Focus : Low Acid Canned Foods
21 CFR 113
Low Acid Food :
a food, other than alcoholic beverages, where any component of the food has a pH > 4.6 and a aw > 0.85.
Purwiyatno [email protected]
p w
Perhatian thd KEAMANAN (SAFETY)Focus : Low Acid Canned Foods
21 CFR 113
Low Acid Canned Food :
• pH > 4.6• Water Activity > 0.85• Thermally processed• Hermetically sealed container
Low Acid Canned Food :
Purwiyatno [email protected]
• Hermetically sealed container• Non-refrigerated
= COMMERCIALLYSTERILE
16Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
h d b d hi
Standard Performansi (USFDA/USDA) :STERIL KOMERSIAL
21 CFR 113
The product must be processed to achieve commercial sterility and the container in which the product is enclosed must be hermetically sealed so as to be airtight and to protect the contents of the container against the entry of microorganisms during and after processing
Purwiyatno [email protected]
microorganisms during and after processing.
For a low-acid Produk that receives thermal or
Standard Performansi (USFDA/USDA) :STERIL KOMERSIAL
21 CFR 113
For a low acid Produk that receives thermal or other sporicidal lethality processing, that processing must be validated to achieve :
• a probability of 10-9 that there are spores of C. botulinum in a container of the Produk that are capable of growing, or,
• a 12 log10 reduction of C botulinum
Purwiyatno [email protected]
• a 12-log10 reduction of C. botulinum, assuming an initial load of ≤ 1000 spores per container.
17Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Standard Performansi (USFDA/USDA) :STERIL KOMERSIAL
21 CFR 113
• C. botulinum• DBot,250F = 0.21 menit• 12-log10 reduction C. botulinum
Fo = 2.52 menit
Purwiyatno [email protected]
Bagaimana menentukan nilai
Fo?
Factors Influence the Heat Resistance of Microbial
Principles of Thermal Processing
• Species of microorganisms.• Acidity or pH .• Oxygen (some of the spores with high
thermal resistance are anaerobic). • Water activity
Purwiyatno [email protected]
• Food composition
18Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Principles of Thermal ProcessingHeat Resistance of Microbial
Purwiyatno [email protected]
Principles of Thermal ProcessingHeat Resistance of Microbial
Purwiyatno [email protected]
19Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Principles of Thermal ProcessingHeat Resistance of Microbial
Purwiyatno [email protected]
D values of microorganisms of importance in heat processingSpores D 121.1 (min)
Principles of Thermal Processing
B. stearothermophilus 4.0 - 5.0C. thermosaccharolyticum 3.0 - 4.0D. nigrificans 2.0 - 3.0C botulinum – proteolytic 0 1 - 0 23
Purwiyatno [email protected]
C. botulinum – proteolytic 0.1 - 0.23C. sporogenes 0.1 - 1.5B. coagulans 0.01 - 0.1
20Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Principles of Thermal ProcessingHeat Resistance of Microbial
Purwiyatno [email protected]
Principles of Thermal ProcessingPerhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial
• Lethal Rate (LR)= Lethal value (LV)
• Time/Temp. Process & LR• LR Curve for Thermal Process
Purwiyatno [email protected]
21Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
z121.1-T(t)
T(t)-121.1 1010
1LVLR ===
Principles of Thermal ProcessingPerhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial
z10T(oC) T(oF) LR(z=10oC)
90 194 0,00077624795 203 0,002454709100 212 0,007762471105 221 0,024547089110 230 0,077624712
Purwiyatno [email protected]
,115 239 0,245470892120 248 0,776247117121,1 250 1,000000000125 257 2,454708916129 264 6,165950019
t min T(oC) LR(z=10oC)
Pemanasan pada suhu konstan,121,1oC
80
100
120
140
u
Principles of Thermal ProcessingPerhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial
0,8
1,0
1,2
t, min T(oC)
0 121,11 121,12 121,13 121,14 121,15 121,16 121,17 121,1
LR(z=10oC)
1,01,01,01,01,01,01,01,0 1 unit sterilisasi
0
20
40
60
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Waktu
Suhu
Purwiyatno [email protected]
0,0
0,2
0,4
0,6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
LR
,8 121,19 121,110 121,111 121,112 121,1
,1,01,01,01,01,0
1 unit sterilisasi12 unit sterilisasi
F0=12
22Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
0 0040
0,0060
0,0080
0,0100
LR
Perhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial
Principles of Thermal Processing
Pemanasan pada suhu konstan,100 oC
0,0000
0,0020
0,0040
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Waktu
t, min T(oC) LR(z=10oC)
0 100 0,0077624711 100 0,0077624712 100 0,0077624713 100 0,0077624714 100 0,0077624715 100 0,0077624716 100 0,007762471
Total sterilitas = 0.007762x12 unit= 0.10091 unit
hanya 0.00776 x pengaruh letal pada 121.1oC
Purwiyatno [email protected]
7 100 0,0077624718 100 0,0077624719 100 0,00776247110 100 0,00776247111 100 0,00776247112 100 0,007762471
Total letalitas = F0 =??
F0 = Do log ∫=t
0(LR)dt
NN0
F0 = LR.t
Diketahui : Mikroba A; D0 = 0,21 menitdikehendaki proses 12 D
Pemanasan pada suhu 121.1oC ………> 12(0,21)=2.52 menit Pemanasan pada suhu 100oC
Perhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial
Principles of Thermal Processing
Pemanasan pada suhu 100oC1/LR100C x 2.52 min = 1/0.00776 x 2.52=324.7 min (5.4 jam)
Pemanasan pada suhu 129oC1/LR129C x 2.52 min = 1/6,166 x 2.52=0.408 min (24.5 detik)
Pemanasan pada suhu 50oC1/LR50C x 2.52 min = 1/0. 000000078 x 2.52
= 32307692.31 menit= 747.8 bulan????!!!!
Pada prakteknya :efek letal panas untuk sterilisasi, umumnya mulai dianggap nyata
Purwiyatno [email protected]
p , y gg p ysetelah T>90oC Teixeira (1992) : no appreciable lethality at T < 210oF(99oC)suhu produk selama pemanasan tidak konstant …….> T=f(t)Pemanasan produk dilakukan dalam retort pengalenganPemanasan produk dilakukan dengan HE aseptiksuhu produk diukur pada SHP/CP
23Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
t, min T(oC) LR(z=10oC)
0 90 0,0007762474 105 0,024547089
406080
100120140
Suhu
(C)
Perhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial
Principles of Thermal Processing
0 20,40,60,81,01,2
LR
8 120 0,77624711712 121 0,97723722116 100 0,00776247120 70 0,00000776224 60 0,000000776
F0 = Do log ∫=t
0(LR)dt
N
N0
02040
0 4 8 12 16 20 24waktu
Purwiyatno [email protected]
0,00,2
0 4 8 12 16 20 24Waktu
Fo = luas area di bawah kurva hubungan antara LR dan t
Fo = jumlah area trapesium
Luas trapesium Δt2
LR2LR1 ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ += 3.5068)(12
2
0.9770.776A =-⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ +=
Dalam prakteknya …
F lUk K lP d k
Beberapa nilai-Fo pangan steril komersial di pasar UK
Sterilisasi komersial
Principles of Thermal Processing
3 4A2C l6-8 A2 to A10 4-6 Up to A2 Green beans in brine3-4 All Carrots6-8 A2 to A10 6 Up to A2 Peas in brine
4-6 All Beans in tomato sauce3-5 babyfood Babyfoods
Fo values Ukuran KalengsProduk
Purwiyatno [email protected]
10 Ovals Sliced meat in gravy12-15 All Meats in gravy6-8 Up to A1 Mushrooms in butter
8-10 A1 Mushrooms in brine3-4 A2 Celery
24Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
14
15 UK
• Jumlah data terkumpul= 93 (dari 23 FCE)• Kisaran : 1.9 < Fo <148.4
Sterilisasi komersial di Indonesia??
Principles of Thermal Processing
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Freq
uenc
y
Purwiyatno [email protected]
0
1
2
3
4
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 39 41 43 45 47 49 51 53 55 149
Calculated F Value3 < Fo
< 15
• Perlu dikembangkan mekanisme pendaftaran FCE di Indonesia??
Sterilisasi komersial di Indonesia??
Principles of Thermal Processing
• Perlu dikembangkan mekanisme evaluasi untuk pemastian :
i. good manufacturing practices?
ii. Kinerja alat pengolahan/retort?
iii. Kecukupan panas (nilai-Fo)?
Purwiyatno [email protected]
p p ( o)
25Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
12
13
14
15 Indonesia? Optimisi Mutu• Penentuan T-t optimum
Ot ti i d li h ?
Sterilisasi komersial di Indonesia??
Principles of Thermal Processing
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Freq
uenc
y
• Otomatisasi pengendalian suhu?• Pelatihan Operator
Berlebihan?
Purwiyatno [email protected]
0
1
2
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 39 41 43 45 47 49 51 53 55 149
Calculated F Value7 < Fo
< 19
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS- Heat Penetration test
Pemanasan kaleng dalam retort
• Prosedur venting• Come up time
TR = f(t)
dalam retort
Purwiyatno [email protected]
R ( )
26Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
• Tipikal kurva penetrasi panas untuk makanan kaleng dan perubahan suhu retort (TR) selama proses seterilisasi
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS- Heat Penetration test
• Suhu retort di”set” pada250oF
• T untuk mencapai TR : CUT
Data diperoleh dari Uji Penetrasi Panas
Purwiyatno [email protected]
CUTTeixera, 1992. Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.
Cold Point
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS- Heat Penetration test
Purwiyatno [email protected]
27Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
• Tipikal kurva penetrasi panas untuk makanan kaleng dan perubahan suhu retort (TR) selama proses seterilisasi
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS- Heat Penetration test
• Suhu retort di”set” pada250oF
• T untuk mencapai TR : CUT
Data diperoleh dari Uji Penetrasi Panas
Purwiyatno [email protected]
CUTTeixera, 1992. Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.
Tipikal data penetrasi panas : hubungan antara suhu produk (SHP) dan waktu pemanasan
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS- Heat Penetration test
Purwiyatno [email protected]
Teixera, 1992. Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.
28Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Teixera, 1992. Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
Purwiyatno [email protected]
Teixera, 1992. Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
Purwiyatno [email protected]
29Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
TR-Tp
10002. Metoda Formula
T ThA - t
Persamaan perubahan suhu selama proses pemanasan :
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
T-Tm TP-TR=
Ti-Tm Ti-TR= exp -(αt/L2)
TR-TP10
100T - TR
Ti - TR= e ρCpV
t= e-kt
Purwiyatno [email protected]
R P
TR-Ti= exp -(k)t
Log(TR-TP)=Log(TR-Ti)- t(2,303)
k
t1
Contoh :waktu suhu TR-T
0 25 905 25,6 89,4
10 28,1 86,915 32,8 82,220 39,6 75,425 48,7 66,330 58 1 56 9 100
1000
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
30 58,1 56,935 67,7 47,340 75,9 39,145 82,9 32,150 88,8 26,255 93,8 21,260 97,8 17,265 101,2 13,870 103,6 11,475 105,4 9,680 107,1 7,985 108,2 6,8
10
100
TR-T
(TR
=115
C)
Purwiyatno [email protected]
90 109,2 5,895 109,9 5,1
100 110,6 4,4105 111,1 3,9110 111,4 3,6115 111,7 3,3120 112 3125 112,2 2,8
10 50 100 150
waktu
30Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
1
050100150
waktu1000
Putar 180o
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
10
1
TR-T
(TR=115C
)10
100
TR-T
(TR
=115
C)
Purwiyatno [email protected]
100
1000
1
0 50 100 150
waktu
METODE FORMULA : Plot Data Penetrasi panasuntuk suhu retort (Tr)= 250oF
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
Purwiyatno [email protected]
31Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
CUT come up time; yaitu waktu dari mulai uap dinyalakan sampai retort mencapai suhu proses.
B waktu proses dalam menit jika suhu retort langsung i T CUT 0
Istilah/notasi pada proses termal :
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
mencapai TR……………> CUT = 0
Pt waktu proses yang dihitung oleh operator retort (operator processing time), yaitu sama dengan B dikurangi 0.42 CUT (waktu proses dihitung sejak termometer menunjukkan suhu retort yang dikehendaki sampai mulai proses pendinginan)
fh waktu dalam menit yang dibutuhkan kurva pemanasan untuk melewati satu siklus
j faktor lag waktu sebelum kurva pemanasan menjadi lurus,
Purwiyatno [email protected]
j faktor lag waktu sebelum kurva pemanasan menjadi lurus, atau j = jI/I
jI suhu awal semu diambil pada titik potong kurva pemanasan dengan waktu 0 menit yang sebenarnya (waktu 0 menit ini besarnya sama dengan 0.58 x CUT)
g perbedaan suhu retort dengan produk di dalam kaleng pada akhir proses termal
T suhu retort yang di “set” dan dipertahankan pada saat proses termal
Istilah/notasi pada proses termal :
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
TR suhu retort yang di set dan dipertahankan pada saat proses termal
Ti suhu awal produk
I perbedaan suhu retort dengan suhu awal produk (TR-Ti)
F0 jumlah menit yang dibutuhkan untuk memusnahkan sejumlah bakteri pada suhu 250oF
Fi jumlah menit pada suhu TR yang ekivaleng dengan 1 menit pada suhu 250oF ………> Fi = 10(250-TR)/z
Purwiyatno [email protected]
250 F > Fi 10
U Waktu pada TR ekivalen dengan F0
U = FiF0
32Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Formula Ball :
B = fh (log jI - log g)
B = waktu proses (menit) jikah l i
CONTOHINTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONSINTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
suhu retort langsung mencapaiTR (waktu proses jika CUT = 0)
I = ?= TR-Ti= 250-150=100oF
jI = ?= 135oF
Purwiyatno [email protected]
fh = ?= 51 menit
g = ?= lihat kurva!!!
Penentuan nilai g???
g : unaccomplished temperature difference at the end of a specified heating time(T T ) di T h di khi
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
(TR-TPe), dimana Tpe = suhu di akhir proses
Kita ingin menentukan waktu proses……….> tidak diketahui Tpe
g = f(D, Z, F0, fh dan TR)
Secara perhitungan + empiris
Purwiyatno [email protected]
p g p………..> nilai g telah ditabulasikan (Tabel + Diagram :
hubungan fh/U dan log g, pada berbagai nilai z, jc)
33Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Penentuan nilai g???
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
Purwiyatno [email protected]
Penentuan nilai g???
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
Purwiyatno [email protected]
34Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Rangkuman
Dari kurva penetrasi panas :
- Tentukan fh- Buat garis vertikal di t=0.6 CUT- Tentukan jI (baca di sumbu kanan Y)
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
j ( )- (hitung/tentukan j
j = jI/II = RT - IT
Purwiyatno [email protected]
Rangkuman
Dari kurva penetrasi panas :
- Tentukan fh- Buat garis vertikal di t=0.6 CUT- Tentukan jI (baca di sumbu kanan Y)
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
j ( )- (hitung/tentukan j
j = jI/II = RT - IT
Menentukan nilai Fo; jika diketahui B
........hitung log g = log jI – (B/fh)
Kasus 1
Purwiyatno [email protected]
...... .dengan diketahui log g cari fh/U
...... .hitung Fi = 10(250-TR)/z
Fo = fh/[(fh/U)Fi]
35Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Rangkuman
Dari kurva penetrasi panas :
- Tentukan fh- Buat garis vertikal di t=0.6 CUT- Tentukan jI (baca di sumbu kanan Y)
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
j ( )- (hitung/tentukan j
j = jI/II = RT - IT
Menentukan nilai B; jika dikehendaki nilai Fo
...... .hitung Fi = 10(250-TR)/z
Kasus 2
Purwiyatno [email protected]
....... hitung fh/U = fh/(Fo*Fi)
...... .dengan diketahui fh/U cari log g
B= fh(log jI – log g)
Dipengaruhi oleh: • Pemanasan/pendinginan terjadi pada HX• Kecukupan panas utamanya dihitung di Holding
KECUKUPAN PROSES PANAS DALAM SISTEM KONTINYU
• Kecukupan panas utamanya dihitung di Holding Tube
• Karakteristik fluida (Newtonian/non-Newtonian)
• Ada tidaknya particulate• Karakteristik aliran fluida dalam pipa:
• Dimensi pipa (diameter panjang pipa)
Purwiyatno [email protected]
Dimensi pipa (diameter, panjang pipa)• Densitas fluida• Viskositas• Kecepatan aliran fluida dalam pipa
36Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Produk Mentah
SSHE
Sumber Uap PanasPositive Displ. Pump
KECUKUPAN PROSES PANAS DALAM SISTEM KONTINYU
Mentah
Produk
Holding Tube
SSHE
FDA: Perhitungan awal kecukupan panas; didasarkanpada pemanasan dalam Holding Tube
Purwiyatno [email protected]
Sumber Air Dingin
Steril Tho
L1tF min
KECUKUPAN PROSES PANAS DALAM SISTEM KONTINYU
v21010
FZ
T250
Z
T250min
hoho⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −==
Tho = Suhu pada Holding Tube (diukur pada “outlet”)L = Panjang Holding Tube
Purwiyatno [email protected]
j g g
37Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
140oC
KECUKUPAN PROSES PANAS DALAM SISTEM KONTINYU ... ilustrasi
0 40 50 75Waktu (detik)
Diketahui: D = 1 menit
Purwiyatno [email protected]
Diketahui: D121.1 = 1 menitZ = 10oC
Cek: Apakah kondisi sterisasi komersial telah tercapai? (Proses 12 D)
⎟⎞
⎜⎛ −
=T1.12110
tFho
min
KECUKUPAN PROSES PANAS DALAM SISTEM KONTINYU ... ilustrasi
⎟⎠
⎜⎝ Z
10
menit12.9dt2.776
10140-121.110
dt10F ==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
=
Proses 12 D → F = 12 D
Purwiyatno [email protected]
Proses 12 D → Fo = 12 D121.1F0 = 12 menit
∴ Sterilisasi komersial telah tercapai
38Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
SISTEM KONTINYU ...
Umumnya digunakan pada sistemUmumnya digunakan pada sistem Proses Aseptis
Purwiyatno [email protected]
Prinsip Proses Aseptis ... Ilustrasi SUSU
Zona Aseptisp
kemasan
SUSU steril dalam
kemasan
PengisianSUSU steril
kedalam kemasan steril, dilakukan pada
kondisi lingkungan steril
Purwiyatno [email protected]
lingkungan steril
39Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
(1) Definisi Nilai F0
Purwiyatno [email protected]
Malmgren, B, 2011. Aseptic process. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
(2) Definisi Nilai z
Purwiyatno [email protected]
Malmgren, B, 2011. Aseptic process. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011
40Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
(3) Definisi Nilai Pemasakan (C-value)
Purwiyatno [email protected]
Malmgren, B, 2011. Aseptic process. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
(4) Definisi Nilai B*
Purwiyatno [email protected]
Malmgren, B, 2011. Aseptic process. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011
41Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
(5) Definisi Nilai C*
Purwiyatno [email protected]
Malmgren, B, 2011. Aseptic process. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
Purwiyatno [email protected]
42Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
Purwiyatno [email protected]
Waktu Pengendalian Aliran- kecepatan dan profil laju aliran dalam Holding Tube (HT)
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya Waktu (t).
Purwiyatno [email protected]
43Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Waktu Pengendalian Aliran- kecepatan dan profil laju aliran dalam HT
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya Waktu (t).
Purwiyatno [email protected]
Waktu Pengendalian Aliran- kecepatan dan profil laju aliran dalam HT
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya Waktu (t).
⎤⎡
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
−
−
VLF
tF
ZT
o
ZT
o
ho
ho
210
10
121
min
121
Purwiyatno [email protected]
L = panjang holding tubeTho : suhu diujung hilir holding tubeV = kecepatan rata2 aliran
44Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Waktu Pengendalian Aliran- kecepatan dan profil laju aliran dalam HT
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya Waktu (t).
Nilai Fo :• Dipengaruhi oleh aliran bahan HT; (profile & kecepatan
aliran)• Kendalikan pompa :
• Pompa dipasang di bagian hulu sistim pemanasan• Positive displacement pump• Nilai Fo = ditentukan berdasarkan nilai Fo dari the fastest
moving particle
Purwiyatno [email protected]
• Untuk memastikan t tidak berubah fixed rate pump.• Jika digunakan pompa dengan variable speed
perubahan kecepatan hanya dibisa dilakukan oleh authorized personel yang sudah ditunjuk dan diberikan training memadai.
Waktu Pengendalian Aliran- kecepatan dan profil laju aliran dalam HT
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya Waktu (t).
Holding Tube :• Posisi HT dibuat miring self draining• HT standar disain saniter (sanitary design);
• pemukaan pipa yang halus• komponen mudah diurai dan dirakit kembali,• kualitas pengelasan (welding) yang baik CIP
• HT dikonstruksi pada area yang kering dan tidak lembab;
Purwiyatno [email protected]
• Tekanan di dalam HT perlu dipertahankan tinggi:menghindari terjadinya proses mendidih/flashing.
• Suhu HT (Tho) dicatat sebagai suhu outlet HT.
45Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Prinsip Proses Aseptis : B. Kondisi kemasan dan Proses Sterilisasinya.
Purwiyatno [email protected]
• Mutu dan tingkat sanitasi bahan pengemas
• Pananganan bahan pengemas (transportasi, penyimpanan dan instalasinya pada mesin pengemas)
Prinsip Proses Aseptis : B. Kondisi kemasan dan Proses Sterilisasinya.
dan instalasinya pada mesin pengemas).
• Sterilisasi pengemas :
• Sterilisasi menggunakan cairan dan/atau uap H2O2
• UV
• Irradiasi,
• dll
Purwiyatno [email protected]
dll
46Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
• Contoh :
Prinsip Proses Aseptis : B. Kondisi kemasan dan Proses Sterilisasinya.
Purwiyatno [email protected]
Prinsip Proses Aseptis : B. Kondisi kemasan dan Proses Sterilisasinya.• Contoh : Faktor Kritis untuk memastikan sterilitas bahan
pengemas*)
Purwiyatno [email protected]
*)Ref : Guido, 2011. Aseptic Filling. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011
Only “Performance Criteria” is specified*)
• 4+ Log Reduction of Bacillus subtilis• 6 Log Reduction of Clostridium botulinum
47Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Prinsip Proses Aseptis : C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.
Purwiyatno [email protected]
• Zona aseptis: area steril dimana proses pengisian produk steril kedalam kemasan steril akan dilakukan.
Prinsip Proses Aseptis : C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.
US-FDA“Everything Entering the Aseptic Zone Must Be Sterile”
• Must reach the condition of commercial sterility beforeproduction start-upM t b i t i d i h diti t t
Purwiyatno [email protected]
• Must be maintained in such conditions to prevent recontamination during the whole production period
48Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Prinsip Proses Aseptis : C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.
• Zona aseptis: area steril dimana proses pengisian produk steril kedalam kemasan steril akan dilakukan.
Dua (2) Tipe Zona Aseptis :
(a) “Laminar flow bench” : Terbuka, sterilitas dijaga dengan pola aliran udara steril secara kontinyu
Purwiyatno [email protected]
(b) “Isolator” : tertutup, ada batas fisik, dan strilitas dijaga dengan udara steril (overpressure)
Prinsip Proses Aseptis : C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.
• Zona aseptis: area steril dimana proses pengisian produk steril kedalam kemasan steril akan dilakukan.
Purwiyatno [email protected]
“Laminar flow bench” “Isolator”
49Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Prinsip Proses Aseptis : C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.
• Zona aseptis: area steril dimana proses pengisian produk steril kedalam kemasan steril akan dilakukan.
• Keseluruhan area atau zona aseptis perlu disterilkan• Sterilan yang sering digunakan adalah uap panas
dan/atau H2O2 (“peroxide mist”)• Sebelum penyemprotan H2O2 seluruh permukaan
Purwiyatno [email protected]
p y p 2 2 pdipanaskan lebih dahulu.
• Setelah penyemprotan H2O2 , penyemprotan udara kering(steril) panas (280-360°C).
• Harus dipastikan kondisi steril tetap terpelihara dengan baik selama proses berlangsung tekanan positip.
Prinsip Proses Aseptis : C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.
• Zona aseptis: area steril dimana proses pengisian produk steril kedalam kemasan steril akan dilakukan.
Contoh: Faktor kritis untuk menjaga sterilitas zona aseptis*)
Purwiyatno [email protected]
*)Ref : Guido, 2011. Aseptic Filling. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011
50Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Prinsip Proses Aseptis : D. Sanitasi seluruh peralatan
Purwiyatno [email protected]
CIP empat (4) T:• Time; waktu atau lama pembersihan
Prinsip Proses Aseptis : D. Sanitasi seluruh peralatan
Time; waktu atau lama pembersihan yang tepat; kontak antara permukaan dengan larutan pembersih;
• Temperature; suhu yang tepat ; sesuai dengan larutan pembersih dan sanitaiser;
• Turbulence, aliran larutan pembersih yang tepat; sehingga bisa memberikan
Purwiyatno [email protected]
yang tepat; sehingga bisa memberikan turbulensi efek pembersihan baik;
• Titration; konsentrasi larutan pembersih; effek sanitasi yang tepat.
51Purwiyatno Hariyadi …. [email protected]
Prinsip Proses Aseptis : D. Sanitasi seluruh peralatan
Pentingnya desain saniter (sanitary design
Efektivitas pembersihan juga sangat ditentukan dengan kondisi dan kualitas permukaan peralatan;
• Prinsip-prinsip disain saniter; termasuk untuk:
• sistim pemipaan,• HX• Tanks• Valving
Purwiyatno [email protected]
• Valving• Pump
• Pengelasan (welding) untuk memastikan “cleanability”
Purwiyatno [email protected]
Thank You