लको मसीन २००७

lko mesin 2007 itb dilaksanakan dari tanggal 5 juni sampai denga tnaggal 7 juni 2009.
tepat pukul 07.00wib semua anggota mesin 2007 berkumpul di depan ITB.beberapa dari fren 2007 ngobrol dan ketawa bareng.
setelah menunggu sekitar 1,5 jam truk tni datang untuk mengangkut kami ke capolaga(tempat kami mengadakan lko).
perjalanan ditempuh sekitar 2 jam dari itb(bandung)ke capolaga.
untuk menghindari kebosanan di jalan kami melakukan aktivitas berupa bercanda, melucu(garing), dll.
adapun yang tidur tidak menikmati ketawa bareng bersama fren yang lain..
setelah memnempuh perjalanan yang panjang dan melelahkan, tibalah kita di suatu desa kecil yang sangat natural jauh dari polusi kota yang menyebalkan.:-)
setelah itu, kami menuju ke lokasi di mana lko akan diadakan.

proses pembuatan susu bubuk

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Susu segar merupakan bahan makanan yang bergizi tinggi karena mengandung zat-zat makanan yang lengkap dan seimbang seperti protein, lemak, karbohidrat, mineral, dan vitamin yang sangat dibutuhkan oleh manusia. Nilai gizinya yang tinggi juga menyebabkan susu merupakan medium yang sangat disukai oleh mikrooganisme untuk pertumbuhan dan perkembangannya sehingga dalam waktu yang sangat singkat susu menjadi tidak layak dikonsumsi bila tidak ditangani secara benar.

Mikroorganisme yang berkembang didalam susu selain menyebabkan susu menjadi rusak juga membahayakan kesehatan masyarakat sebagai konsumen akhir. Disamping itu penanganan susu yang benar juga dapat menyebabkan daya simpan susu menjadi singkat, harga jual murah yang pada akhirnya juga akan mempengaruhi pendapatan peternak sebagai produsen susu.

Kerusakan pada susu disebabkan oleh terbentuknya asam laktat sebagai hasil fermentasi laktosa oleh koli. Fermentasi oleh bakteri ini akan menyebabkan aroma susu menjadi berubah dan tidak disukai oleh konsumen. Untuk meminimalkan kontaminasi oleh mikroorganisme dan menghambat pertumbuhan bakteri pada susu agar dapat disimpan lebih lama maka penanganan sesudah pemerahan hendaknya menjadi perhatian utama peternak.

Salah satu cara yang dapat ditempuh untuk mencegah kerusakan pada susu adalah dengan cara pemanasan (pasteurisasi) baik dengan suhu tinggi maupun suhu rendah yang dapat diterapkan pada peternak. Dengan pemanasan ini diharapkan akan dapat membunuh bakteri patogen yang membahayakan kesehatan manusia dan meminimalisasi perkembangan bakteri lain, baik selama pemanasan maupun pada saat penyimpanan

Proses Drying/Pengeringan merupakan usaha untuk menghilangkan sebagian kandungan air dalam suatu materi, dengan begitu massanya akan berkurang, dan jika digunakan pada industry makanan, produk yang dihasilkan dari produksi drying akan lebih awet/tahan lama karena bakteri yang membutuhkan air utnuk hidup menjadi tidak mungkin berkembang pada makanan. Proses ini pada dasarnya adalah memberikan panas/kalor kepada bahan yang akan dihilangkan kandungan airnya sehingga dengan begitu kandungan air tersebut akan menguap, dan massanya menjadi berkurang.

Pada kesempatan ini kelompok kami mengambil salah satu dryer pada proses pembuatan susu bubuk. Dimana dryer yang digunakan adalah spray drying, prinsipnya adalah menghilangkan kandungan air dari susu dengan cara memanaskan lebih dari temperatur uap air (walaupun tidah boleh terlalu tinggi, khawatir susu menjadi rusak). Pada proses pemanasannya, larutan/emulsi susu yang mengandung padatan susu oleh sprayer dibuat menjadi butiran-butiran kecil, sehingga luas area pemanasan menjadi sangat besar. Proses pengeringan itu sendiri dilakukan di spray chamber. Diagram alir pengiriman sampai pembuatan susu bubuk dapat dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Diagram alir pengiriman sampai pembuatan susu bubuk

1.2 Tujuan

Tujuan pembuatan makalah ini adalah :

• Memenuhi salah satu tugas mata kuliah Peralatan dan Mesin di Industri Proses
• Mengetahui proses untuk pembuatan susu bubuk
• Mengetahui mesin/alat pengering yang digunakan dalam pembuatan susu bubuk
• Mengetahui kalor yang dibutuhkan untuk pengeringan

BAB 2

TEORI DASAR

2.1 Penjelasan Proses

Setelah menerima susu mentah dari peternakan, kemudian dilakukan inspeksi/pemeriksaan sesuai standar dengan memeriksa komposisi kimia, dan komposisi bakteri. Setelah pemeriksaan pertama disetujui (telah sesuai dengan standar), emulsi susu dijernihkan dengan menggunakan separator (pemisah) atau dengan menggunakan filter, tanpa menghiraukan banyaknya kuman yang telah ada, air susu perlu didinginkan secepat mungkin sesudah pemerahan dan penyaringan sekurang-kurangnya pada suhu 4^oC–7^oC selama 2 atau 3 jam. Hal ini dilakukan untuk mencegah berkembangnya kuman yang terdapat didalam air susu.bila tidak mempunyai alat pendingin maka pendinginan tersebut dilakukan dengan menggunakan balok es, dalam hal ini milk can yang telah berisi susu dimasukkan kedalam bak yang berisi es balok dan ditutup rapat.

Perlakuan panas, diantaranya pasteurisasi, sterilisasi dan pemanasan dalam temperatur yang sangat tinggi, dilakukan untuk menghilangkan mikroorganisma ‘pathogen’ (penyebab penyakit) dan menghasilkan perubahan komposisi kimia dalam susu mentah tersebut untuk meningkatkan ketahanannya. Pada langkah penguapan, biasanya menghasilkan temperatur 40-70^oC dalam evaporator, dan meningkatkan kadar padatan (solid) dalam susu sbesar 12-50 %. Tahap-tahap berikutnya terdiri daris atu, dua, atau beberapa tingkat drying, dimana emulsi susu terkonsentrasi mengering dan menjadi serbuk sampai mencapai kadar yang dibutuhkan saat akan dilakukan penyimpanan atau untuk aplikasi berikutnya.

Prinsip pembuatan susu bubuk adalah menguapkan sebanyak mungkin kandungan air susu dengan cara pemanasan (pengeringan). Tahap-tahap pembuatan susu bubuk adalah perlakuan pendahuluan, pemanasan pendahuluan, pengeringan dan pengepakan.

Pada perlakuan pendahuluan yang harus dikerjakan adalah penyaringan, separasi dan standarisasi. Penyaringan bertujuan memisahkan benda-benda asing misalnya debu, pasir, bulu, dan sebagainya yang terdapat dalam susu. Separasi bertujuan untuk memisahkan krim dan susu skim. Terutama dikerjakan apabila ingin dibuat bubuk krim atau bubuk skim.

Tujuan pemanasan pendahuluan adalah menguapkan sebagian air yang terkandung oleh susu, sampai mencapai kadar kurang lebih 45-50% saja. Alat yang digunakan untuk pemanasan pendahuluan adalah evaporator. Untuk memanaskan digunakan udara yang bersuhu antara 65-177^oC tergantung jenis produk yang dibuat.

Standarisasi adalah membuat susu menjadi sama komposisinya. Hasil susu dari peternak yang berbeda komposisinya dicampur sampai homogen yaitu dengan cara mengaduk ataupun dengan menuang susu dari wadah yang satu ke wadah yang lainnya.

Pengeringan spray adalah teknik di industri yang telah banyak dilakukan pada pengeringan dan penyerbukan skala besar material yang sangat sensitif terhadap temperatur/termal. Pada emulsi susu, teknik pengeringan ini merubah emulsi menjadi sejumlah besar butiran dengan mengunakan ‘atomiser’ yang terjatuh ke dalam ruang spray (spray chamber) yang didalamnya mengalir udara panas dari blower yang dipanaskan oleh heater (pemanas). Menyebabkan air menguap, dan butiran ini menjadi partikel-partikel padatan. Di ruang ini terjadi pemisahan antara padatan dengan uap/gas/udara. Padatan dalam bentuk butiran susu ini memiliki masa jenis yang lebih besar dari udara panas akan jatuh kebawah, sedangkan udara dengan masa jenis yang lebih ringan akan bergerak ke atas. Diagram alir proses pembuatan susu bubuk secara kereluruhan dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Diagram alir proses pembuatan susu bubuk secara kereluruhan

Di pengeringan 1 tingkat, spray dryer dilengkapi dengan system conveyor pneumatic, untuk menghilangkan fraksi terakhir ‘moisture’ dari susu bubuk, berjalan lambat dan menghabiskan dana. Produk akhir yang baik tanpa terjadi penggumpalan partikel (30-50 µm) yang belum bisa berpencar di dalam air. Bentuk spray dryer dapat dilihat pada Gambar 2.2 dan distribusi partikel dalam spray dapat dilihat pada gambar 2.3.

Figure 2.2. Bentuk spray dryer

Gambar 2.3. Distribusi partikel dalam ruang spray

Sebuah spray dryer yang di pasangkan dengan “vibrating fluid bed system”, dengan kata lain pengeringan 2 tingkat. Dengan metode ini, gumpalan-gumpalan partikel padat dari susu yang dihasilkan di akhir spray drying kemudian dimasukan ke dalam ‘vibro-fluidized bed system’ yang dengan hati-hati dipanaskan dan didinginkan. Serbuk yang tidak tergumpal dapat kembali di masukan kembali ke dalam ruang spray untuk meningkatkan kualitas dari susu bubuk dengan cara mengatur distribusi ukuran partikelnya. Bentuk Vibro Fluidizing Bed dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Bentuk Vibro Fluidizing Bed

Pengeringan 3 tingkat, dimana stationary fluid bed dari bubuk susu ditambahkan di dudukan kerucut untuk pengaturan penggumpalan dan pengeringan partikel yang lebih baik, adalah sebagai peningkatan dari metode ini. Setelah dikeringkan dan didinginkan, susu bubuk akhir ini harus di kemas dengan tempat yang cocok, jika dibutuhkan, dibawah kondisi khusus untuk pengawetan yang baik.

2.2 Proses-proses/hal penting dalam pembuatan susu bubuk

2.2.1 Atomiser Nozzle Size

Pemilihan merupakan hal yang kritis pada spesifikasi pembuatan serbuk, bukan hanya dibutuhkan sebagai alat pengatur laju aliran penguapan, tetapi juga mendapat pengaruh dari efek parameter ‘physicochemical’.

2.2.2 Free Fat

Konsentrasi untuk mendapatkan jumlah padatan yang lebih tinggi digunakan dengan mengurangi % lemak.

2.2.3 Moisture

Tergantung dari interaksi antara % lemak dan temperatur masuk, tetapi tidak tergantung dari konsentrasi julah padatan .

2.2.4 Bulk Density

94 % dari variasi masa jenis bubuk yang diisi krim dengan kadar lemak antara 26 % - 70 % dapat dijelaskan dengan hubungan yang kompleks antara beberapa paremeter yang terkait : kadar lemak, temperatur masuk pengering, temperatur keluar pengering, interaksi antara lemak dengan konsentrasi padatan total, konsentrat solid dengan temperatur masuk

Interaksi antara tekanan atomisasi dan % lemak memiliki efek dominan terhadap masa jenis dari bubuk yang meiliki kandungan lemak

BAB 3

PERHITUNGAN

Data Hasil Pengukuran Proses :

Input
Preheat temperaturs :	75ºC x 15 s; 97.5ºC x 15 s; and 120°C x 2 min
concentrate total solids	42, 48.5 and 55 %
inlet air temperaturs	170°, 187.5° and 205°C
nozzle atomiser pressure	150, 200 and 250 bar
Output
Powder characteristics evaluated:
Retentate solids	25-45%
Drier air inlet temperatur	165-190ºC
Nozzle atomiser pressure	140-290 bar
No. nozzles	3 (reduced to 2 at higher pressures)

Asumsi-asumsi yang digunakan :

· Udara panas dan suspensi susu secara terus menerus di injeksikan ke dalam ruang pengering sebelah atas dengan laju yang seragam

· Fasa gas, berbentuk campuran udara dan uap, berada dalam kondisi campuran ideal dan mengalir di dalam pengering sebagai campuran yang sempurna

· Suspensi terebut ketika disemprotkan, berbentuk bola yang homogen dan butiran seragam, yang bercampur dalam ruang pengering tanpa terjadi interaksi antara satu dan yang lain

· Udara diasumsikan sebagai gas ideal dan berada dalam keadaan tunak

· Aliran panas mengalir dari udara panas ke butiran atau partikel dan gradient temperatur didalam partikel diabaikan

· Susu terdiri atas air dan bahan padat. Dalam perhitungan ini diasumsikan hanya entalphi air saja yang dihitung, sedangkan bahan padat tidak masuk ke dalam perhitungan kalor.

Persamaan-persamaan yang terkait

Persamaan yang digunakan :

Untuk keadaan tunak :

Tingkat keadaan 5 T5 = 74 oC h5 = 2633,6 kJ/kg uap = 58% udara

Tingkat keadaan 1

T₁ = 4 ^oC

h₁ = 16,78 kJ/kg

solid 42 %

air 58 %

	Tingkat keadaan 6 T6 = 74 oC h6 = 347,47 kJ/kg solid 42 %

Tingkat Keadaan 2

solid 42 %

air 58 %

T₂ = 75 ^oC

h₂ = 313,19 kJ/kg

Tingkat keadaan 3

T₃ = 27 ^oC

h₃ = 300,19 kJ/kg

udara

Tingkat keadaan 4

T₄ = 167 ^oC

h₄ = 441,61 kJ/kg

udara

Persamaan keadaan tunak untuk spray sebagai sistem

Maka :

Kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air adalah :

Kalor yang diperlukan untuk memanaskan udara adalah :

Kalor total yang dibutuhkan untuk spray drying adalah :

Jadi kalor yang dibutuhkan untuk mengeringkan 1 kg susu menjadi 0.42 kg susu bubuk adalah

BAB 4

KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari makalah ini adalah :

• Proses yang dibutuhkan untuk pembuatan susu bubuk adalah standardisasi, penyaringan, eveporasi, pasteurisasi, sterilisasi, homogenisasi, dan pengeringan.
• Alat pengering yang digunakan dalam proses pembuatan susu bubuk adalah spray dryer dan vibro fluidizing bed
• Kalor yang dibutuhkan untuk membuat susu bubuk adalah susu cair.