itp530 rekayasa proses pangan proses panas hariyadi …. hariyadi@seafast.org 7 highly phfs ph >...
Post on 03-May-2019
223 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
ITP530Rekayasa Proses Pangan
PROSES PANAS
Prof. Purwiyatno Hariyadi, PhD
D t Il d T k l i P F t t IPB
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
2Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
“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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
(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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
( ) ptimes the shelf life as determined by the manufacturer.
3Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
cheesecakes and custard tarts;• seafood (excluding live seafood) including seafood
salad, patties, fish balls, stews• containing seafood and fish stock;
4Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
• 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
, 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
pH1410
04.5
5Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
pH1410
04.5
PEMANASAN
6Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
suhu refrigerasiHarus refrigerasiContoh : Susu pasteurisasi, daging udang, kepeting, dan hasil laut lainnya
7Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
p g (stable)Tidak memerlukan refrigerasiContoh : Sardine, tuna dalam kaleng, susu steril, dll
Pengisian dalam Kondisi Panas
(Hot Filled Foods)
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
8Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
• 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
– aw (aktivitas air)– Pengawet (senyawa anti mikroba)
• Contoh produk
Pengisian dalam Kondisi Panas(Hot Filled Foods)
• Jem dan Jeli• Sirup• Saos
– Chocolate sauce
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
– Gravies– Sambal; saos tomat
9Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
• 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
memerlukan dukungan teknik pengawetan yang lainnya
Pengawetan sekunder
• pH– Jem– Jeli– pikel
• aw (aktivitas air)Chocolate sauce
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
– Chocolate sauce– High sugar jams and jellies
10Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Pengawetan tertier
• Senyawa anti-mikroba– Kalium sorbat– Kalsium propionat– Natrium bensoat– Sulfit
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
…. 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Penggunaan senyawa anti mikroba (pengawet) mulai berperan untuk memperpanjang masa simpan
11Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Proses pasteurisasi
Pasteurisasi
pditemukan oleh Louis Pasteur:Pembusukan anggur dapat diawetkan dengan pemanasan dibawah titik didih
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
- Samonella, dll- Perlu selalu di “ up date” :
………….> new emerging pathogen
12Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
• Produk pasteurisasi tidak “steril” ........> cepat mengalami
Pasteurisasi
p gkebusukan
• Perlu dibantu dengan teknik pengawetan lain........> pendinginan........> pH........> “pengawet”
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• Berdasarkan pada ketahanan panas bakteri Coxelliae burnettii.
• Bakteri patogen pada susu paling tahan panas
13Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Pasteurisasi Susu
63° C; 30 min.,72° C; 16 sec.,atau ekivalenUji : test phosphatase negatif
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
g (chocolate milk, etc)
66° C; 30 min, 75° C; 16 sec
14Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
15Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• Hermetically sealed container• Non-refrigerated
= COMMERCIALLYSTERILE
16Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• a 12-log10 reduction of C. botulinum, assuming an initial load of ≤ 1000 spores per container.
17Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• Food composition
18Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Principles of Thermal ProcessingHeat Resistance of Microbial
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Principles of Thermal ProcessingHeat Resistance of Microbial
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
19Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Principles of Thermal ProcessingHeat Resistance of Microbial
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
C. botulinum – proteolytic 0.1 - 0.23C. sporogenes 0.1 - 1.5B. coagulans 0.01 - 0.1
20Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Principles of Thermal ProcessingHeat Resistance of Microbial
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Principles of Thermal ProcessingPerhitungan kecukupan proses sterilisasi komersial
• Lethal Rate (LR)= Lethal value (LV)
• Time/Temp. Process & LR• LR Curve for Thermal Process
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
21Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
,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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
p p ( o)
25Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
R ( )
26Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
• 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
CUTTeixera, 1992. Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.
Cold Point
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS- Heat Penetration test
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
27Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
• 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Teixera, 1992. Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.
28Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Teixera, 1992. Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Teixera, 1992. Thermal Process Calculation. Handbook of Food Eng.
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
29Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 …. hariyadi@seafast.org
1
050100150
waktu1000
Putar 180o
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
10
1
TR-T
(TR=115C
)10
100
TR-T
(TR
=115
C)
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
100
1000
1
0 50 100 150
waktu
METODE FORMULA : Plot Data Penetrasi panasuntuk suhu retort (Tr)= 250oF
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
31Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
250 F > Fi 10
U Waktu pada TR ekivalen dengan F0
U = FiF0
32Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
p g p………..> nilai g telah ditabulasikan (Tabel + Diagram :
hubungan fh/U dan log g, pada berbagai nilai z, jc)
33Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Penentuan nilai g???
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Penentuan nilai g???
INTRODUCTION TO PROCESS CALCULATIONS
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
34Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
...... .dengan diketahui log g cari fh/U
...... .hitung Fi = 10(250-TR)/z
Fo = fh/[(fh/U)Fi]
35Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
....... 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Dimensi pipa (diameter, panjang pipa)• Densitas fluida• Viskositas• Kecepatan aliran fluida dalam pipa
36Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
j g g
37Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
140oC
KECUKUPAN PROSES PANAS DALAM SISTEM KONTINYU ... ilustrasi
0 40 50 75Waktu (detik)
Diketahui: D = 1 menit
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Proses 12 D → Fo = 12 D121.1F0 = 12 menit
∴ Sterilisasi komersial telah tercapai
38Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
SISTEM KONTINYU ...
Umumnya digunakan pada sistemUmumnya digunakan pada sistem Proses Aseptis
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Prinsip Proses Aseptis ... Ilustrasi SUSU
Zona Aseptisp
kemasan
SUSU steril dalam
kemasan
PengisianSUSU steril
kedalam kemasan steril, dilakukan pada
kondisi lingkungan steril
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
lingkungan steril
39Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
(1) Definisi Nilai F0
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Malmgren, B, 2011. Aseptic process. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011
40Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
(3) Definisi Nilai Pemasakan (C-value)
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Malmgren, B, 2011. Aseptic process. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011
41Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
(5) Definisi Nilai C*
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Malmgren, B, 2011. Aseptic process. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
42Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya suhu (T).
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Waktu Pengendalian Aliran- kecepatan dan profil laju aliran dalam Holding Tube (HT)
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya Waktu (t).
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
43Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Waktu Pengendalian Aliran- kecepatan dan profil laju aliran dalam HT
Prinsip Proses Aseptis : A. Proses sterilisasinya Waktu (t).
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
L = panjang holding tubeTho : suhu diujung hilir holding tubeV = kecepatan rata2 aliran
44Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• Tekanan di dalam HT perlu dipertahankan tinggi:menghindari terjadinya proses mendidih/flashing.
• Suhu HT (Tho) dicatat sebagai suhu outlet HT.
45Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Prinsip Proses Aseptis : B. Kondisi kemasan dan Proses Sterilisasinya.
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
dll
46Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
• Contoh :
Prinsip Proses Aseptis : B. Kondisi kemasan dan Proses Sterilisasinya.
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Prinsip Proses Aseptis : B. Kondisi kemasan dan Proses Sterilisasinya.• Contoh : Faktor Kritis untuk memastikan sterilitas bahan
pengemas*)
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
*)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 …. hariyadi@seafast.org
Prinsip Proses Aseptis : C. Zona Aseptis dan Proses Sterilisasinya.
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• 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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• Must be maintained in such conditions to prevent recontamination during the whole production period
48Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
(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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
“Laminar flow bench” “Isolator”
49Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
*)Ref : Guido, 2011. Aseptic Filling. External Partners Workshop, Singapore, 10-11 May 2011
50Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
Prinsip Proses Aseptis : D. Sanitasi seluruh peralatan
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
yang tepat; sehingga bisa memberikan turbulensi efek pembersihan baik;
• Titration; konsentrasi larutan pembersih; effek sanitasi yang tepat.
51Purwiyatno Hariyadi …. hariyadi@seafast.org
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 Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
• Valving• Pump
• Pengelasan (welding) untuk memastikan “cleanability”
Purwiyatno Hariyadihariyadi@seafast.orgITP530
Thank You
top related