TUGAS MATA KULIAH

SATUAN OPERASI DAN PROSES

“MESIN EVAPORATOR”

Dosen Pengampu: Arie Febrianto M. STP, MP

Anggota Kelompok:

1. Arum Wahyuningtyas (115101000111008)

2. Chatarina Sonya S.B (115101000111006)

3. Lia Mei Rina (115101001111015)

4. Siwi Wurnaningsih (115101001111011)

5. Tika Kusumaningrum (115101000111022)

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2013

BAB I

PENDAHULUAN

Di dalam industri pangan, sering suatu bahan mentah atau suatu bahan

pangan yang sangat penting, mengandung jumlah air yang lebih banyak dari pada

yang dibutuhkan pada hasil akir. Apabila bahan pangan berbentuk bahan cair ,

cara yang paling mdah untuk memindahkan air adalah secara umum, dengan

memberikan panas, untuk menguapkan air tersebut. Dengan demikian ,

Penguapan adalah proses yang sering dipergunakan oleh ahli pengolahan pangan .

Faktor dasar yang mempengaruhi laju penguapan adalah laju pans pada

dipindahkan ke bahan cair ,jumlah panas yang dibutuhkan untuk menguapkan

setiap pound air ,suhu maksimum yang diperkenankan untuk bahan cair, tekanan

pada saat penguapan terjadi, perubahan yang lain terjadi didalam bahan selama

proses penguapan berlangsung.

Sebagai suatu bahan bagian proses didalam pabrik , alat penguapan

mempunyai dua fungsi yaitu merubah panas dan memisahkan uap yang tebentuk

dari bahan cair. Ketentuan-ketentuan yang penting pada praktek penguapan adalah

: suhu maksimum yang diperkenankan , sebagian besar dibawah 212 OF , promosi

perputaran bahan cair melalui permukaan pindah panas untuk mempertahankan

koefisien pindah panas yang tinggi dan untuk menghindari setiap pemanasan local

yang terlalu tinggi , kekentalan bahan cair yang selalu meningkan dengan cepat

karena meningkatnya jumlah bahan yang tidak terlarut, setiap kecenderungan

untuk berbusa yang akan mempersulit pemisahan bahan cair dengan uap.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Gambar Mesin Beserta Bagiannya

A. Pengertian evaporasi

Evaporasi secara umum dapat didefinisikan dalam dua kondisi, yaitu: (1)

evaporasi yang berarti proses penguapan yang terjadi secara alami (2) evaporasi

yang dimaknai dengan proses penguapan yang timbul akibat diberikan uap   panas

(steam) dalam suatu peralatan. Evaporasi dapat diartikan sebagai proses

penguapan daripada liquid (cairan) dengan penambahan panas atau dapat juga

didefinisikan sebagai evaporasi adalah peristiwa menguapnya pelarut dari

campuran yang terdiri atas zat terlarut yang tidak mudah menguap dan pelarut

yang mudah menguap. Dalam kebanyakan proses evaporasi, pelarutnya adalah air.

Tujuan dari evaporasi adalah memekatkan konsentrasi larutan sehingga

didapatkan larutan dengan konsentrasi yang lebih tinggi. . Panas dapat disuplai

dengan berbagai cara, diantaranya secara alami dan penambahan steam. Evaporasi

diadasarkan pada proses pendidihan secara intensif yaitu (1) pemberian panas ke

dalam cairan, (2) pembentukan gelembung-gelembung (bubbles) akibat uap, (3)

pemisahan uap dari cairan, dan (4) mengkondensasikan uapnya. Evaporasi atau

penguapan juga dapat didefinisikan sebagai perpindahan kalor ke dalam zat cair

mendidih. Evaporasi dilaksanakan dengan cara menguapkan sebagian dari pelarut

pada titik didihnya, sehingga diperoleh larutan zat cair pekat yang konsentrasinya

lebih tinggi. Uap yang terbentuk pada evaporasi biasanya hanya terdiri dari satu

komponen, dan jika uapnya berupa campuran umumnya tidak diadakan usaha

untuk memisahkan komponenkomponennya. Dalam evaporasi zat cair pekat

merupakan produk yang dipentingkan, sedangkan uapnya biasanya

dikondensasikan dan dibuang. Disinilah letak perbedaan antara evaporasi dan

distilasi.

Perlu diperhatikan, bahwa penguapan dapat terjadi karena adanya

pemanasan menggunakan hot plate yang dibantu dengan penurunan tekanan pada

labu alas bulat “sampel” yang dipercepat dengan pemutaran pada labu alas bulat

“sampel”. Dengan bantuan pompa vakum yang mengalirkan air dingin (es) dari

suatu wadah kedalam kondensor dan dikeluarkan lagi oleh kondensor kepada

wadahnya lagi dan dimasukkan lagi dan seterusnya, karena proses ini berjalan

secara kontinyu. sehingga ketika uap dari pelarut mengenai dinding-dinding

kondensor, maka pelarut ini akan mengalami yang proses yg dinamakan proses

kondensasi, yaitu proses yang mengalami perubahan fasa dari fasa gas ke fasa

cair. Adapun demikian, proses penguapan ini dilakukan hingga diperoleh pelarut

yang sudah tidak menetes lagi pada labu alas bulat penampung dan juga bisa

dilihat dengan semakin kentalnya zat yang ada pada labu alas bulat sampel dan

terbentuk gelembung-gelembung pecah pada permukaan zatnya

B. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses evaporasi

1.    Temperatur steam, disesuaikan dengan bahan yang akan dievaporasi karena

bahan yang tidak tahan suhu yang tinggi tentunya akan membentuk kerak pada

kolom evaporator sehingga akan mempengaruhi perpindahan panas dari steam ke

bahan tersebut.

2.    Tekanan operasi, mempengaruhi proses penguapan pelarut disamping

temperatur.

3.    Laju alir umpan, bila laju alir umpan terlalu kecil proses kurang effisien dan

juga bila terlalu besar,sehingga untuk suatu proses laju alir umpan diusahakan

adalah laju yang dapat menghasilkan proses yang optimal.

4.    Sifat fisik dan kimia umpan.

5.    Luas permukaan kontak antara umpan dan media pemanas (panjang dan

jumlah tube).

6.    Laju alir steam

7.   Laju air pendingin (kondenser).

Bagian-bagian alat beserta fungsinya

             Adapun bagian-bagian dari alat yang digunakan dalam proses

rotary  evaporator yaitu sebagai berikut

a.    Water bath

 

Water bath merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan sampel dengan

suhu yang dapat diatur sesuai kebutuhan.  Dalam water bath terdapat bagian-

bagian, yaitu tampilan alat yang berfungsi untuk :

1.   Layar penampil suhu

2.    Tombol Up/Down untuk menaik turunkan suhu

3.    Tombol untuk mengatur suhu

Dalam hal ini juga ada hot plate yaitu alat yang digunakan untuk memanaskan

waterbeath.

b.    Kondensor

 Kondensor merupakan alat yang digunakan untuk mendinginkan uap pelarut yang

telah menguap. Dalam hal ini kondensor yang digunakan berbentuk spiral agar

uap pelarut dapat dikondensasikan dan proses kondensasi berjalan dengan lancar.

Di dalam kondensor juga terdapat selang-selang kecil yang berfungsi  sebagai

tempat mengalir keluar uap gas yang tidak dapat terkondensasikan atau sering

disebut gas liar/gas buang.

Kondensor juga memiliki lubang yang berfungsi sebagai tempat keluar masuknya

air dari mesin pendingin seperti terlihat pada gambar dibawah ini :

c.    Mesin pendingin

Mesin pendingin berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk  mendinginkan air

yang akan dipompakan ke kondensor. Di atas alat ini terdapat dua selang yang

berfungsi sebagai tempat masuk dan keluarnya air dari mesin pendingin ke

kondensor  seperti terlihat pada gambar di bawah ini :

d.    Tunkai atas dan tungkai bawah

Tungkai bawah dimana alat ini berfungsi untuk mengatur tinggi rendahnya

labu sampel sedangkan pada tungkai atas dimana alat ini berfungsi untuk

mengatur kemiringan kondensor dan labu alas bulat.

e.    Labu alas bulat

Labu alas bulat tempat pelarut yang telah menguap dimana pada gambar

ini juga terdapat ujung rotor yang berfungsi sebagai tempat bergantungnya labu

alas bulat tempat pelarut yang telah menguap sedangkan pada gambar e.2

merupakan labu alas bulat tempat sampel dan pelarut yang akan dipisahkan dalam

hal ini juga terdapat ujung rotor yang berfungsi sebagai tempat bergantungnnya

labu alas bulat sampel dan pelarut

f.    Pompa vakum

          Pompa vakum yaitu alat yang digunakan untuk mengatur tekanan dalam 

labu, sehingga mempermudah penguapan sampel.

Jenis Evaporator

Rotary vacum evaporator

Bagian- bagian rotary vacum evaporator :

1.    Hot plate : berfungsi untuk mengatur suhu pada waterbath dengan temperatur

yang diinginkan (tergantung titik didih dari pelarut)

2.    Waterbath : sebagai wadah air yang dipanaskan oleh hot plate untuk labu alas

yang berisi “sampel”

3.    Ujung rotor “sampel” : berfungsi sebagai tempat labu alas bulat sampel

bergantung.

4.    Lubang kondensor : berfungsi pintu masuk bagi air kedalam kondensor yang

airnya disedot oleh pompa vakum.

5.    Kondensor : serfungsi sebagai pendingin yang mempercepat proses

perubahan fasa, dari fasa gas ke fasa cair.

6.    Lubang kondensor : berfungsi pintu keluar bagi air dari dalam kondensor.

7.    Labu alas bulat penampung : berfungsi sebagai wadah bagi penampung

pelarut.

8.    Ujung rotor “penampung” : berfungsi sebagai tempat labu alas bulat

penampung bergantung.

Jenis evaporator yang lain adalah sebagai berikut :

1. Evaporator efek tunggal (single effect)

Yang dimaksud dengan single effect adalah bahwa produk hanya melalui satu

buah ruang penguapan dan panas diberikan oleh satu luas permukaan pindah

panas.

2. Evaporator efek ganda

Di dalam proses penguapan bahan dapat digunakan dua, tiga, empat atau lebih

dalam sekali proses, inilah yang disebut dengan evaporator efek majemuk.

Penggunaan evaporator efek majemuk berprinsip pada penggunaan uap yang

dihasilkan dari evaporator sebelumnya.

Tujuan penggunaan evaporator efek majemuk adalah untuk menghemat panas

secara keseluruhan, hingga akhirnya dapat mengurangi ongkos produksi.

Keuntungan evaporator efek majemuk adalah merupakan penghematan yaitu

dengan menggunakan uap yang dihasilkan dari alat penguapan untuk memberikan

panas pada alat penguapan lain dan dengan memadatkan kembali uap tersebut.

Apabila dibandingkan antara alat penguapan n-efek, kebutuhan uap diperkirakan

1/n kali, dan permukaan pindah panas berukuran n-kali dari pada yang dibutuhkan

untuk alat penguapan berefek tunggal, untuk pekerjaan yang sama.

Pada evaporator efek majemuk ada 3 macam penguapan, yaitu :

a. Evaporator Pengumpan Muka

b. Evaporator Pengumpan Belakang

c. Evaporator Pengumpan Sejajar

Tipe- tipe evaporator lainnya yaitu:

1.Evaporator Sirkulasi Alami/paksa

Evaporator sirkulasi alami bekerja dengan memanfaatkan sirkulasi yang terjadi

akibat perbedaan densitas yang terjadi akibat pemanasan. Pada evaporator tabung,

saat air mulai mendidih, maka buih air akan naik ke permukaan dan memulai

sirkulasi yang mengakibatkan pemisahan liquid dan uap air di bagian atas dari

tabung pemanas.Jumlah evaporasi bergantung dari perbedaan temperatur uap

dengan larutan. Sering kali pendidihan mengakibatkan sistem kering, Untuk

menghidari hal ini dapat digunakan sirkulasi paksa, yaitu dengan manambahkan

pompa untuk meningkatkan tekanan dan sirkulasi sehingga pendidihan tidak

terjadi.

2. Falling Film Evaporator

Evaporator ini berbentuk tabung panjang (4-8 meter) yang dilapisi dengan jaket

uap (steam jacket). Distribusi larutan yang seragam sangat penting. Larutan

masuk dan memperoleh gaya gerak karena arah larutan yang menurun. Kecepatan

gerakan larutan akan mempengaruhi karakteristik medium pemanas yag juga

mengalir menurun. Tipe ini cocok untuk menangani larutan kental sehingga sering

digunakan untuk industri kimia, makanan, dan fermentasi.

3. Rising Film (Long Tube Vertical) Evaporator

Pada evaporator tipe ini, pendidihan berlangsung di dalam tabung dengan sumber

panas berasal dari luar tabung (biasanya uap). Buih air akan timbul dan

menimbulkan sirkulasi.

4. Plate Evaporator

Mempunyai luas permukaan yang besar, Plate biasanya tidak rata dan

ditopangoleh bingkai (frame). Uap mengalir melalui ruang-ruang di antara plate.

Uap mengalir secara co-current dan counter current terhadap larutan. Larutan dan

uap masuk ke separasi yang nantinya uap akan disalurkan ke condenser.

Eveporator jenis ini sering dipakai pada industri susu dan fermntasi karena

fleksibilitas ruangan. Tidak efektif untuk larutan kental dan padatan.

5. Multi-effect Evaporator

Menggunakan uap pada tahap untuk dipakai pada tahap berikutnya. Semakin

banyak tahap maka semakin rendah konsumsi energinya. Biasanya maksimal

terdiri dari tujuh tahap, bila lebih seringkali ditemui biaya pembuatan melebihi

penghematan energi. Ada dua tipe aliran, aliran maju dimana larutan masuk dari

tahap paling panas ke yang lebih rendah, dan aliran mundur yang merupakan

kebalikan dari aliran maju. Cocok untuk menangani produk yang sensitive

terhadap panas sepertienzum dan protein.

2.2 Cara Kerja Mesin

Cara menggunakan alat ini harus sesuai dengan prosedur yang ada dimana

langkah yang pertama yaitu :

1.    Menghidupkan alat, semua kabel disambungkan ke dalam saklar masing-

masing. Pertama pendingin dihidupkan dengan menekan tombol On/Off untuk

power dan On/Off untuk vakum, ditunggu beberapa saat hingga temperatur

menunjukkan temperatur standar yaitu 25⁰C. Temperatur kemudian diatur dengan

cara menekan tombol set kemudian mengatur suhu sesuai dengan yang diinginkan

dengan menekan tombol Up/Down.

2.    Setelah suhu diatur, pasanglah labu sampel pada rotor penggerak dan labu

destilat. Untuk memudahkan dalam melepas labu dioleskan vaselin pada bagian

penghubung kedua benda, digunakan juga klip untuk memperkuat sambungan.

Penangas air dinyalakan dengan menekan tombol On/Off dan suhu diatur dengan

menekan tombol set dan Up/Down untuk mengatur suhunya sesuai dengan yang

diinginkan. Rotavapor dinyalakan dengan menekan tombol On/Off dan kecepatan

berputarnya diatur sesuai keinginan dengan memutar knop pemutar. Kemudian,

pompa vakum dinyalakan.

Begitu pula untuk cara mematikan alat ini langkah-langkah yang dilakukan yaitu 

harus berurutan sesuai prosedur.

1. Matikan pompa vakum dengan menekan tombol On/Off. Setelah itu, matikan

penangas air dengan perlahan-lahan menurunkan suhu penangas air secara

bertahap.

2. Matikan rotavapor dengan menurunkan kecepatannya hingga rotor berhenti

berputar.

3. Matikan pendingin dengan mengenbalikan suhu pendingin kembali ke suhu

standar kemudian matikan dengan menekan tombol On/Off untuk power dan

On/Off untuk pompa. Biarkan semua sampel yang telah dipisahkan turun ke

dalam labu destilat. Kemudian labu destilat dan labu yang berisi sampel

dilepaskan dari sambungan dengan kondensor.

2.3 Resume Jurnal dan Aplikasi Evaporator dalam Agroindustri

Interaksi protein permukaan gumpalan lemak selama konsentrasi dari susu

dalam pilot-scale multiple-efek evaporator

Abstrak

Perubahan tetesan lemak susu dan protein pada permukaan gumpalan

lemak selama konsentrasi seluruh susu yang diperiksa dengan menggunakan pilot-

scale multiple-efek evaporator. Efek dari perlakuan panas susu pada 95oC selama

20 s, sebelum penguapan, pada ukuran gumpalan lemak dan membran gumpalan

lemak susu (MFGM) protein juga ditentukan. Dalam kedua keseluruhan susu

tidak dipanaskan dan dipanaskan, ukuran tetesan lemak susu menurun sedangkan

jumlah total protein permukaan pada tetesan lemak meningkat susu melewati

setiap efek evaporator. Dalam sampel yang tidak dipanaskan, jumlah kasein pada

permukaan gelembung-gelembung lemak meningkat tajam selama penguapan

dengan peningkatan yang relatif kecil dalam protein air dadih. Dalam sampel

dipanaskan, baik kasein dan wair dadih protein diamati pada permukaan

gelembung-gelembung lemak dan jumlah ini protein meningkat selama langkah-

langkah berikutnya penguapan. Protein MFGM asli utama, xantin oksidase,

butyrophilin, PAS PAS 6 dan 7, tidak berubah selama penguapan, bagaimanapun,

PAS 6 dan 7 PAS menurun selama pemanasan. Hasil ini menunjukkan bahwa

protein dari susu skim yang terserap ke permukaan gumpalan lemak ketika tetesan

lemak susu yang terganggu selama penguapan.

Pendahuluan

Falling Film evaporator multi-efek,banyak diunakan pada pabrik susu

modern yang dirancang dengan keguanaanya untuk mengurangi air dari susu,

energi yang sedikitdan tidak merusak sistem kontingen susu. Desain

tradisionalnya digunakan dengan pemanasan dari luar dan uapnya akan digunakan

ke proses selanjutnya yang banyak merubah sistem susu. PH susu berubah dari 6,7

sampai 6,1 dari 45% total padatanya. Karena kesetimbangan garamnya lebih

banyak dari kalium fosfatnya dari larut menjadi koloid dengan bersamaan akan

merubah ion hidrogen. Viskositas susu ditandai dari perubahan total padatanya

melebihi 45% yang disebabkan oleh konsentrasinya. Dari 45% total padatanya

terdapat 30% kaseinnya . Perlakuan susu dalam Falling Film evaporator multi-

efek merusak gelembung-gelembung lemak. Perebusan mengimplikasikan

pembentukan gelembung uap sedangkan lemak cair, dan ini harus mengganggu

beberapa tetesan lemak. Gangguan gelembung-gelembung lemak dapat

menyebabkan perubahan dalam membran gumpalan lemak susu (MFGM). Selain

gangguan tetesan lemak, efek pemanasan selama penguapan pada komposisi dan

sifat MFGM yang perlu dipertimbangkan. Telah menunjukkan bahwa protein

MFGM asli sangat reaktif . Selama pemanasan susu, bahkan pada suhu di bawah

65oC waktu 1 menit . Pada suhu 70-72oC dimana lebih tingi dari pada pasteurisasi

(biasanya 72oC unuk 15 menit). Dengan sushu yang lebih rendah diharapkan

memiliki sedikit dampak, tidak ada data yang menyatakan pengaruh panas dan

MFGM protein padatan dan lemak dengan mikroskop elektron terkonsentrasi

susu. Sebuah tebal lapisan protein mengandung kasein misel terlihat pada

permukaan lemak . Namun susu yang terkondensasi digunakan dalam studi ini

dihomogenisasi sebelum pemeriksaan dengan mikroskop elektron, alternatif, susu

kental komersial, di mana kondisi pengolahan tidak diketahui, yang digunakan.

Tidak ada studi sebelumnya telah dilaporkan pada perilaku lemak susu gumpalan

dan MFGM selama penguapan susu di bawah kondisi yang digunakan dalam

pembuatan komersial susu bubuk. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini

adalah untuk menentukan perubahan yang terjadi dalam lemak susu tetesan dan

protein seperti susu MFGM melewati melalui spilot-scale multiple-efek

evaporator. Dalam beberapa percobaan susu itu dipanaskan sebelum masuk ke

Efek pertama dari evaporator.

Bahan dan Metode

Susu

Susu bulked, diperoleh dari Fonterra Co-operative Kelompok pada bulan

November 2001, adalah standar untuk 34 g lemak / l, 32 g protein / l, 48 g laktosa

/ l, 119 g total padatan / l (TS) dan 85 g SNF / l di pabrik percontohan di

Penelitian Fonterra Pusat, Palmerston North. Susu pasteurisasi pada 72 C selama

15 s sebelum perlakuan diproses lebih lanjut.

Evaporator

Pada proses sekitar susu 1750 l melalui tiga efek, pilot-scale, falling film

evaporator (Wiegand, Karlsruhe, Jerman) dengan menguapkan nominal kapasitas

1600 l / h. Proses tanpa pemanasan dijalankan ,susu dihangatkan sampai 70oC

melalui suntikan uap langsun (DSI) sebelum masuk evaporator untuk ke susu

95oC. Kemudian dilewatkan tabung bejana vakum dengan waktu 20 s ,lalu

didinginkan pada suhu 70oC sebelum masuk ke evaporator pertaa . Suhu dari susu

dalam pertama ,kedua dan efek akhir evaporator sekitar 70oC,62oC dan 50oC

masing-masing dan konsentrat akir dipanaskan 79oC.

Sampel susu percobaan

Sampel susu dimasukkan dalm botol kaca susu mentah, pasteurisai suhu

standar,suhu setelah semua efek evaporator dan hasil akhir pemanasan. Setelah

dikumpulkan didinginkan pada suhu kamar 20oC dalam bak air dingin dengan

total padatan asli 11,9% dalam waktu 3 jam. Air dimurnikan dengan reverse

osmosis dengan peralatan Milli-Q (Millipore Corp, Bedford, MA 01730, USA).

Dilakukan dengan 3 kesempatan dan hasil yang sama serta disajikan satu set data

Penentuan rata-rata ukuran gumpalan lemak dan spesifik luas permukaan susu

sebuah Malvern Mastersizer MSE (Malvern Instruments Ltd,Worcestershire,

Inggris) digunakan untuk menentukan gumpalan lemak distribusi ukuran

menggunakan kode presentasi 2NAD. Yang indeks bias relatif (N) yaitu rasio

indeks bias lemak Gumpalan (1,456) dan dari media dispersi (1.33) adalah 1,095.

Distribusi ukuran partikel susu sampel ditentukan dalam dua kondisi: (i) milks

terdispersi dalam air dan (ii) susu tersebar di 20 g SDS / l dan 50 mM solusi-

LPTL (pH 6,8) untuk memisahkan kasein misel. Hasil yang disajikan adalah rata-

rata menggandakan analisis.

Isolasi permukaan bahan gumpalan lemak susu Lemak susu permukaan bahan

gumpalan diisolasi dari seluruh susu atau diencerkan sampel susu terkonsentrasi,

seperti yang dijelaskan oleh Ye et al. (2002). Sampel susu disentrifugasi pada 15

000 g selama 20 menit pada 20 8C dalam suhu yang dikendalikan centrifuge

(Sorvall RC5C, DuPont Co, Wilmington, DE). Tiga fraksi diperoleh, yaitu atas

(krim) lapisan, lapisan tengah dan sedimen. Lapisan atas (krim) adalah dihapus

dari tabung sentrifus dengan menggunakan spatula. Yang lapisan tengah

kemudian dituang dengan menyisakan di balik endapan. Lapisan atas (krim)

dihentikan pada 10 jilid dari SMUF (pH 6,6) (Jenness & Koops, 1962) atau,

dalam beberapa contoh, dalam 10 volume SMUF mengandung 6 M-urea dan 50

mM EDTA-(pH 6.6). Sampel yang tersisa pada suhu kamar selama 1 jam dan

kemudian recentrifuged pada 15 000 g pada 20oC selama 20 menit, lapisan atas

dikumpulkan. yang pencucian lapisan paling atas baik SMUF atau urea dan

larutan EDTA adalah diulang dua kali.

Analisis gumpalan permukaan komponen protein lemak

Protein individu dalam krim dicuci ditentukan dengan elektroforesis gel

poliakrilamid (PAGE), yang dicuci krim adalah tersebar (1: 2 berat / berat) dalam

buffer 0,5 M-Tris HCl mengandung 10% gliserol, 2% (b / v) SDS dan 0,05%

Bromophenol biru. SDS kehilangan permukaan protein dari minyak-air dan

molekul protein distabilkan dengan konformasi yang diperpanjang. Untuk

HALAMAN bawah kondisi yang tidak-mereduksi, sampel dipanaskan pada 45 C

selama 5 menit dalam bak air. Untuk mereduksi kondisi,5% b-mercaptoethanol

ditambahkan ke sampel diikuti dengan pemanasan pada 95 C selama 5 menit

dalam air rebusan mandi.Setelah pemanasan BuffeSDS r, sebuah sentrifugasi

lanjut pada 2500 g selama 30 menit dilakukan sebelum PAGE menghilangkan

lemak dari sampel. 10 ml subnatant adalah kemudian dimuat ke SDS gel dan gel

dijalankan dalam Sistem Mini-Protean (Bio-Rad, Richmond, CA, USA) di 200 V

menggunakan power supply unit Bio-Rad (Model 1000 /500, Bio-Rad, Richmond,

CA, USA). SDS PAGE sistem telah dijelaskan oleh Singh dan Creamer (1991)

pita protein yang tetap dan diwarnai menggunakan larutan dari Coomassie Biru R-

250. Setelah gel telah bernoda dan destained, protein dari MFGM yang

diidentifikasi dengan membandingkan dengan berat molekul protein standar

diperoleh dari Bio-Rad Laboratories (Hercules, CA 94547, USA), dan dengan

hasil yang dilaporkan sebelumnya (Keenan & Dylewski, 1995; Mather, 2000).

Selain itu, gel dipindai menggunakan Ultrascan XL Laser densitometer dan

hasilnya dianalisis menggunakan LKB 2400 Program perangkat lunak GelScanXL

(LKB PRODUKTER AB, Bromma, Swedia) untuk memperoleh hasil kuantitatif.

Kuantifikasi dari b-lg dan a-la dilakukan menggunakan masing kurva standar

mereka. sampel standar dimurnikan b-lg dan a-la (Sigma Chemical Co, St Louis,

MO) dijalankan pada gel elektroforesis dalam berbagai

jumlah di kisaran 0,25-10 mg. Sebuah plot linier memuaskan (R2 = 0.99) yang

diperoleh antara luas puncak terpadu dan konsentrasi sampel kemudian digunakan

untuk mengukur serum protein dalam sampel berasal dari gumpalan lemak

permukaan.

Penentuan protein dan lemak

Isi total protein sampel krim ditentukan menggunakan metode Kjeldahl (AOAC,

1974) dengan menentukan nitrogen total dan mengalikannya dengan faktor 6.38.

Sampel dicerna menggunakan Kjeltec 1007 digester (Tecator, Swedia) dan suling

menggunakan Kjeltec 1026 Penyulingan Unit (Tecator, Swedia). Isi total lemak

susu dan krim sampel ditentukan dengan menggunakan metode Mojonnier untuk

susu (International Dairy Federation, IDF 1C: 1987) dan krim (IDF 16C: 1987),

masing-masing. Lemak dan protein hasil rata-rata menggandakan analisis.

Reproduktifitas data

Analisis 16 sampel susu mentah dan 3 sampel konsentrat susu (TSy50%)

memberikan variasi berikut: ± 0,03 mm untuk D32, ± 0. 50 mg / g lemak untuk

jumlah MFGM protein susu mentah, ± 4 mg / g lemak untuk protein total

permukaan susu terkonsentrasi, ± 0,25 mg / g lemak bagi individu MFGM protein

pada permukaan tetesan lemak, ± 3,0 mg / g lemak selama kasein pada permukaan

gumpalan lemak, ± 0,82 mg / g lemak untuk k-kasein pada permukaan lemak

gumpalan, ± 1,0 mg / g lemak untuk b-lg pada permukaan gumpalan lemak dan ±

0,15 mg / g lemak untuk-la pada permukaan gumpalan lemak.

Hasil

Perubahan distribusi ukuran gumpalan lemak susu Gambar 1 menunjukkan rata-

rata diameter gumpalan lemak (D32) dari berbagai sampel susu, tersebar di SDS

dan EDTA Buffer. yang D32 menurun penguapan berkembang di kedua

nonpreheated dan susu dipanaskan. Namun, D32 menurun untuk sebagian besar

dengan pemanasan pada 95 C selama 20 s dari dengan non-pemanasan

(pemanasan untuk 70 C tepat sebelum memasuki evaporator). Hasil ini

menunjukkan bahwa tetesan lemak susu yang terganggu sampai batas tertentu

selama pengobatan panaskan oleh DSI dan kemudian oleh penguapan berikutnya

susu oleh multiple efect falling film evaporator.

Perubahan konsentrasi total protein pada permukaan gumpalan lemak susu

Jumlah total protein pada permukaan lemak susu gumpalan berbagai sampel susu

diberikan pada Tabel 1. Yang total protein permukaan meningkat cukup setelah

ke-2 dan efek akhir. Untuk sampel non-dipanaskan, yang konsentrat susu akhir

(TS 49%) memiliki 4 kali lebih total protein permukaan (mg / g lemak)

dibandingkan dengan standar susu (TS 11,9%). pemanasan awal pada 95 C

selama 20 s menyebabkan sekitar peningkatan 2 kali lipat dalam protein total

permukaan. Penguapan semakin meningkatkan protein permukaan total susu

dipanaskan. Ada sekitar peningkatan 4 kali lipat dalam total protein permukaan

dalam susu akhir terkonsentrasi dibandingkandengan susu dipanaskan, ini adalah

sekitar 7 kali lebih tinggi . Selain itu dalam susu standar. Permukaan total protein

(51,1 mg / g lemak) dalam konsentrat akhir yang diperoleh dari susu dipanaskan

pada 95 8C selama 20 s oleh DSI, secara signifikan lebih tinggi dari itu (33,4 mg /

g lemak) dalam konsentrat akhir diperoleh dari susu tidak-dipanaskan. Ketika

konsentrat akhir dipanaskan sampai 79 C, total protein permukaan meningkat

secara signifikan lebih baik tidak-dipanaskan (33,4-41,9 mg / g lemak) dan

dipanaskan (51,1-61,8 mg / g lemak) susu (Tabel 1).

Intensitas protein MFGM asli yang utama, termasuk xantin oksidase,

butyrophilin, PAS 6 (Kelompok 15) dan PAS 7 (Kelompok 16) tidak berubah

selama penguapan dalam sampel yang tidak-dipanaskan (Gambar 5A). Namun,

jumlah PAS 6 dan 7 PAS (Kelompok 15 dan 16) secara signifikan menurun bila

susu segar distandarisasi dan dipasteurisasi. Pemanasan pada 95 8C selama 20

detik penyebabkan berkurangnya PAS 7 dan 6, dengan PAS 7 hampir seluruhnya

menghilang (5B Gbr.).Ini sudah disepakati dengan studi sebelumnya, yang telah

menyatakan bahwa protein ini sangat sensitif terhadap suhu (Houlihan et al.

1992; Kim & Jimenez-Flores, 1995, Ye et al. 2004).

Protein dengan Mr y75 kDa, tampaknya meningkatkan intensitas kedua

susu yang tidak-dipanaskan dan dipanaskan sampel selama penguapan (Gambar

4). Dengan Mr y58 kDa terletak antara butyrophilin (Mr 66 kDa) dan PAS 6 (Mr

50 kDa) juga diamati dalam sampel.

Protein ini dengan Mr y75 y58 kDa dan cenderung menjadi komponen

sekresi (SC) dan rantai berat imunoglobulin (Ig) komponen masing-masing

(Larson, 1992). Protein dengan Mr y75 kDa (mungkin SC) adalah y5% dari total

protein permukaan di akhir konsentratnya. Intensitas kelompok ini tidak akan

berpengaruh untuk perlakuan memanaskan atau tidak produk susu dank rim

dengan buffer disosiasi (Gambar 2 & Gambar. 4). Peningkatan intensitas band-

band protein tidak diamati ketika susu dipanaskan pada temperatur yang berbeda

(Ye et al. 2004). Hal ini menunjukkan bahwa protein ini secara langsung

teradsorpsi pada permukaan tetesan lemak disebabkan gangguan tetesan lemak

selama penguapan.

StrukturMikroskopis

Mikroskop elektron ditransmisikan pada susu dipanaskan dan menunjukkan

bahwa ada beberapa kasein utuh terkait dengan permukaan lemak (Gambar 6A).

sebagian besar misel kasein tampaknya dihubungkan ke permukaan oleh beberapa

bahan filamen. Di mikrograf yang terkonsentrasi sampel susu (Y50% total

padatan) (Gambar 6B & C. Misel berpadu dengan rantai permukaan dan bentuk

dari permukaan ke serum melalui filamen bahan. Mikrograf ini dengan jelas

menunjukkan bahwa kasein misel yang terserap ke permukaan lemak tetesan

selama penguapan.

Diskusi

Lemak susu yang terganggu saat pemanasan dengan injeksi langsung uap

(DSI) pada suhu 95 8C selama 20detik (Gambar 1), sesuai dengan hasil penulis

sebelumnya (Ramsey & Swartzel, 1984; Melsen & Walstra, 1989; von Boekel &

Folkerts, 1991). Turbulensi yang berat pada bagian steam masuk dan kavitasi

disebabkan oleh lampu kilat pendinginan yang dianggap paling kemungkinan

untuk mengganggu tetesan lemak dalam proses DSI (von Boekel & Folkerts,

1991).

Tidak jelas apa yang menyebabkan gangguan lemak tetesan selama proses

penguapan susu. Meskipun, ada perbedaan yang cukup besar dalam Input energi

antara penguapan dan proses homogenisasi, terdapat kemungkinan ada beberapa

kesamaan antara mekanisme gangguan dari gelembung-gelembung lemak selama

penguapan dan homogenisasi. Hal ini juga diketahui bahwa selama homogenisasi,

yang tetesan lemak dapat terganggu oleh turbulensi, kavitasi dan adanya

gelembung udara (Mulder & Walstra, 1974). Sejumlah besar uap menguap selama

proses penguapan; cavition disebabkan oleh penguapan uap yang paling

cenderung karena untuk gangguan tetesan lemak. Sebagai densitas susu

meningkat dengan peningkatan padatan total kavitasi meningkat. Hal ini mungkin

menjelaskan mengapa gangguan tetesan lemak meningkat dengan meningkatnya

total padatan susu.

Gangguan pada lemak menyebabkan perubahan MFGM. Dalam kedua

sampel tidak-dipanaskan dan dipanaskan, peningkatan konsentrasi protein

permukaan terutama disebabkan peningkatan jumlah kasein terserap ke antarmuka

yang baru terbentuk (Gambar 6B, C). Hal ini serupa dengan lapisan permukaan

khas dari tetesan lemak dalam susu homogen yang dipanaskan.

Jumlah kecil b-lg diamati pada permukaan lemak gelembung-gelembung

dalam sampel terkonsentrasi tidak-dipanaskan (Gambar 2 & 3) dihasilkan dari

asosiasi-b lg dengan protein MFGM asli disebabkan oleh pemanasan, seperti susu

dipanaskan sampai 70 C sebelum masuk kedalam evaporator. Hal ini telah

menemukan bahwa interaksi antara b-lg dan protein MFGM asli dapat terjadi pada

suhu yang lebih rendah dari 70 C (Dalgleish & Bank, 1991;. Ye et al 2004). b-lg

(2 mg / g lemak) dengan permukaan tetesan lemak dalam susu dipanaskan (95C,

20 s) dan hubungannya meningkat selama penguapan (Gambar 2 & 3) dapat

dikaitkan dengan tiga mekanisme yang berbeda, pertama b-lg interaksi dengan

protein MFGM asli melalui pembentukan ikatan disulfida, kedua langsung b-lg

adsorpsi ke permukaan gelembung-gelembung lemak akibat terganggunya tetesan,

dan yang ketiga adsorpsi kasein misel dengan dipasang b-lg melalui ikatan

disulfida. Studi sebelumnya (Corredig & Dalgleish, 1996; Ye et al. 2004).

Eksperimen di mana lapisan krim tersebut dicuci dengan urea dan EDTA

(Gambar 4), menunjukkan bahwa hanya k-kasein dalam kasein misel langsung

terbawa di permukaan. Ini berarti bahwa misel kasein tidak hancur selama

penguapan dan kemudian terserap ke permukaan pada lemak sebagai Misel 'utuh'

(Gbr. 6). Peningkatan adsorpsi b-lg setelah pengolahan panas berkonsentrasi

(Gambar 2 & 4) dapat dikaitkan dengan asosiasi b-lg dengan misel kasein yang

telah terserap pada permukaan dari gelembung-gelembung lemak selama

penguapan.

Ditemukan bahwa jumlah protein MFGM asli tidak berubah secara

signifikan dengan penurunan selama penguapan. Hal ini menunjukkan bahwa

protein MFGM asli tidak bisa dihilangkan dari lemak. Plasma protein terserap ke

permukaan yang baru terbentuk dan mereka tidak menggantikan protein

MFGM.Perubahan jumlah beberapa protein MFGM tampaknya terjadi hanya

ketika susu dipanaskan. Penurunan dalam jumlah PAS 6 dan PAS 7 dari MFGM

diamati ketika susu dipanaskan hingga lebih dari 70 8C (Ye et al. 2004). studi

sebelumnya telah menunjukkan bahwa bagian dari membran asli materi

dilepaskan ke dalam plasma di bawah kondisi, misalnya seperti pengadukan dan

homogenisasi . Hal ini telah mengemukakan bahwa homogenisasi akan

mengganggu membran dan pelepasan komponen ke dalam serum tahapan karena

komponen protein membran dengan molekul berat yang lebih besar dari 50 kDa

ditemukan dalam serum fasa setelah homogenisasi.

Adanya komponen Ig pada permukaan lemak tetesan (y5%) setelah

gangguan pada gelembung- gelembung lemak (Gambar 2 & 4)disebabkan

adsorpsi langsung selama penguapan. Ig khususnya IgM ng jauh hidrofobik

(Frenyo et al. 1986) dan akibatnya protein ini secara istimewa teradsorpsi pada

permukaan yang baru dibentuk lemak selama penguapan. Gangguan gelembung-

gelembung lemak dengan konsekuensi adsorpsi protein susu skim ke permukaan

lemak kemungkinan akan mempengaruhi sifat reologi konsentrat susu. Lemak

dengan kasein berinteraksi dengan kasein misel dan protein whey selama proses

terutama pada metode semprot pengeringan. Hal ini pada akan mempengaruhi

sifat fungsional dari seluruh susu bubuk, seperti kelarutan selama perbaikan pada

bubuk.

2.4 Contoh Pabrik yang Menggunakan Mesin Evaporator dalam PKL

1. Jenis : Quadraple Effect Evaporator

Fungsi : Mengentalkan nira

Pabrik : PG.Gondang Baru Klaten

Sumber : Setiaji,Bambang (0311030010-103). 2007 . NERACA MASSA

DAN NERACA PANAS PADA EVAPORATOR DALAM PROSES

PENGUAPAN NIRA PG. GONDANG BARU KLATEN (Laporan Praktek

Kerja Lapang ). Universitas Brawijaya: Malang.

2. Jenis : Multiple Effect Evaporator

Fungsi : Menguapkan Nira agar diperoleh nira kental

Pabrik : PT. Perkebunan Nusantara X (PERSERO) Pabrik Gula Pesantren

Baru Kediri

Sumber : Jatmiko ,Danang N.( 03311030016).2007. MANAJEMEN

TENAGA KERJA DI PT.PERKEBUNAN NUSANTARA X (PERSERO)

PABRIK GULA PESANTERN BARU KEDIRI (Laporan Praktek Kerja

Lapang). Universitas Brawijaya: Malang.

3. Jenis : Falling Film Evaporator

Fungsi : Menguapkan kandungan air yang ada sehingga konsentrasi dari

larutan tersebut meningkat

Pabrik : PT. Nestle Indonesia Kejayaan-Factory Pasuruan

Sumber : Wicaksono, Heru S. (0511030067).2009. CLEANING

VALIDATION PADA AREA PROSES PRODUKSI MILK

POWDER-INFANT FORMULA DI PT.NESTLE INDONESIA

KEJAYAAN-FACTORY PASURUAN(Laporan Praktek Kerja

Lapang). Universitas Brawijaya: Malang.

4. Jenis : Single dan Multiple Effect Evaporator

Fungsi : Menguapkan air yang terkandung dalam nira encer sehingga

diperoleh nira kental dengan kekentalan 30-35 oBE

Pabrik : PG. Kebon Agung

Sumber : Pradana, Hendrawan A.( 0311033011-103). PENGENDALIAN

MUTU PROSES PRODUKSI PABRIK GULA

KEBONAGUNG(Penetapan HACCP Proses Produksi) (Laporan Praktek

Kerja Lapang). Universitas Brawijaya: Malang.

BAB III

PENUTUP

Evaporasi secara umum dapat didefinisikan dalam dua kondisi, yaitu

evaporasi yang berarti proses penguapan yang terjadi secara alami, evaporasi yang

dimaknai dengan proses penguapan yang timbul akibat diberikan uap  panas

(steam) dalam suatu peralatan. Jurnal penerapan evaporator dalam agroindustri

menunjukkan, lemak atau gumpalan pada sampel susu dapat meningkatan

intensitas kelompok protein yang tidak diamati ketika susu dipanaskan pada

temperatur yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa protein ini secara langsung

teradsorpsi pada permukaan tetesan lemak disebabkan gangguan tetesan lemak

selama penguapan. Bagian-bagian alat yang digunakan dalam proses

rotary  evaporator yaitu water bath merupakan alat yang berfungsi untuk

memanaskan sampel dengan suhu yang dapat diatur sesuai kebutuhan. Dalam hal

ini juga ada hot plate yaitu alat yang digunakan untuk memanaskan water bath.

Kemudian kondensor, merupakan alat yang digunakan untuk mendinginkan uap

pelarut yang telah menguap. Dalam hal ini kondensor yang digunakan berbentuk

spiral agar uap pelarut dapat dikondensasikan dan proses kondensasi berjalan

dengan lancar. Lalu mesin pendingin berfungsi sebagai alat yang digunakan

untuk  mendinginkan air yang akan dipompakan ke kondensor. Contoh pabrik

yang menggunakan mesin evaporator dalam laporan PKL, yaitu diantaranya

digunakan pada pabrik gula dan PT. Nestle Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

Ye, Aqian, et all. 2004. Interactions of fat globule surface proteins during

concentration of whole milk in a pilot-scale multiple-effect evaporator.

Journal of Dairy Research (2004) Volume 71, halaman 471–479.

United Kingdom.