KONSEP LOW PRESSURE PADA VACCUM FRYING

I.                   PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Buah-buahan merupakan salah satu komoditas hortikultura yang memiliki nilai ekonomi tinggi dan memiliki peluang untuk diekspor. Karena buah-buahan bersifat musiman dan mudah rusak (perishable) setelah dipanen, maka harga jual produk mengalami penurunan yang sangat signifikan pada saat musim panen raya dan tingkat kehilangan hasil tinggi mencapai 25-40%. Salah satu alternatif untuk meningkatkan umur simpan dan pemanfaatan buah yang BS serta memberikan nilai tambah produk buah-buahan adalah dengan melakukan pengolahan buah-buahan menjadi keripik. Keripik buah merupakan makanan ringan yang menyehatkan karena kandungan seratnya tinggi. Pengolahan keripik buah dapat dilakukan dengan menggunakan penggorengan biasa dengan pencelupan pada minyak goreng pada tekanan atmosfir (deep frying) atau dengan penggorengan pada tekanan rendah (vacuum frying).

B.     Tujuan

Tujuan dari praktikum kali ini diantaranya adalah:

1.        Praktikan dapat memahami konsep gas ideal

2.        Praktikan dapat memahami sifat gas dan uap

3.        Praktikan dapat memahami penerapan sifat gas dalam kehidupan sehari-hari (salah satunya dengan vaccum frying)

I.       TINJAUAN PUSTAKA

Cara penggorengan keripik buah tergantung pada jenis buah dan tingkat kandungan air buah. Untuk buah-buahan yang kandungan airnya tinggi seperti buah nangka, nenas, pepaya, dan salak, penggorengannya dilakukan dengan menggunakan vacuum frying. Dengan berkembangnya teknologi penggorengan vakum, terdapat peluang untuk menghasilkan keripik buah yang memiliki rasa dan aroma seperti buah aslinya, tekstur renyah, serta nilai gizinya relatif dapat dipertahankan karena proses penggorengan berlangssung pada suhu relatif rendah.

Mesin pengenggoreng hampa (vaccum fryer) adalah mesin produksi untuk menggoreng berbagai macam buah dan sayuran dengan cara penggorengan hampa. Teknik penggorengan hampa yaitu menggoreng bahan baku (biasanya buah-buahan atau sayuran) dengan menurunkan tekanan udara pada ruang penggorangan sehingga menurunkan titik didih air sampai 50⁰-60⁰C. Dengan turunnya titik didih air maka bahan baku yang biasanya mengalami kerusakan/perubahan pada titik didih normal 100⁰C biasa dihadirkan. Teknik penggorengan hampa ini akan menghasilkan kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan cara penggorengan biasa.

Mesin penggoreng vakum (vacuum frying) dapat mengolah komoditas peka panas seperti buah-buahan menjadi hasil olahan berupa keripik (chips), seperti keripik nangka, keripik apel, keripik salak, keripik pisang, keripik nenas, keripik melon, keripik salak, dan keripik pepaya. Dibandingkan dengan penggorengan secara konvensional, sistem vakum menghasilkan produk yang jauh lebih baik dari segi penampakan warna, aroma, dan rasa karena relatif seperti buah aslinya.

 

Mesin vacuum frying atau mesin penggoreng hampa adalah mesin untuk membuat aneka keripik buah dan sayur (fruits and vegetable chips) dengan sistim vakum. Mesin pengolah buah menjadi keripik ini adalah tergolong teknologi tepat guna yang baru di Indonesia. Mesin pengenggoreng hampa (vaccum fryer) adalah mesin produksi untuk menggoreng berbagai macam buah dan sayuran dengan cara penggorengan hampa. Teknik penggorengan hampa yaitu menggoreng bahan baku (biasanya buah-buahan atau sayuran) dengan menurunkan tekanan udara pada ruang penggorangan sehingga menurunkan titik didih air sampai 50⁰-60⁰C.

Vacuum Frying adalah mesin yang digunakan untuk menggoreng buah atau sayuran menggunakan metode penggorengan vakum sehingga buah atau sayuran tersebut menjadi produk baru berupa keripik buah atau keripik sayur. Vacuum frying (penggorengan hampa)  adalah suatu proses penggorengan yang tergolong dalam kategori deep frying (penggorengan dalam – penggorengan celup), yaitu proses penggorengan yang mana seluruh bahan yang digoreng “tenggelam seluruhnya” di dalam minyak.

Proses deep frying ini sering kita lihat, misalnya proses penggorengan lalapan ayam, atau proses penggorengan tahu crispy, atau kentang goreng. Bedanya dengan vacuum frying adalah bahwa pada proses vacuum frying, bahan yang digoreng ditaruh dalam tabung penggorengan yang kondisinya vakum. Penggorengan vakum digunakan untuk melakukan proses penggorengan dalam suhu rendah. Pada proses normal, minyak goreng akan mencapai titik didih pada suhu sekitar 160 ⁰C. Banyak bahan yang tidak bisa digoreng pada suhu setinggi itu. Barangkali orang – orang yang memiliki ide – ide gila untuk menggoreng bahan – bahan yang “tidak bisa digoreng” itulah yang kemudian menginspirasi para peneliti untuk menciptakan mesin Vacuum Fryer. Dengan penggorengan vakum, dimungkinkan melakukan proses penggorengan pada suhu yang lebih rendah, misalnya 70 ⁰C atau 80 ⁰C.

Prinsip kerja vacuum frying adalah menghisap kadar air dalam sayuran dan buah dengan kecepatan tinggi agar pori-pori daging buah-sayur tiak cepat menutup, sehingga kadar air dalam buah dapat diserap dengan sempurna. Prinsip kerja dengan mengatur keseimbangan suhu dan tekanan vakum. Untuk menghasilkan produk dengan kualitas yang bagus dalam artian warna, aroma, dan ras buah-sayur tidak berubah dan renyah pengaturan suhu tidak boleh melebih 85° C dan tekanan vakum antara 65 ± 76 cmHg.

Kondisi vakum ini dapat menyebabkan penurunan titik didih minyak dari 110° C ± 200° C menjadi 80° C ± 100° C sehingga dapat mencegah terjadinya perubahan rasa, aroma, dan warna bahan seperti mangga dan buahan lainnya. Bahan yang digoreng diletakkan di dalam keranjang berangka segi empat yang bagian bawahnya terbuat dari bahan tahan panas dan karat, dengan diameter sekitar 2 mm. keranjang dan bahannya ditempatkan secara manual di dalam penggorengan.

Dibandingkan dengan penggorengan secara konvensional, sistem vakum menghasilkan produk yang jauh lebih baik dari segi penampakan warna, aroma, dan rasa karena relatif seperti buah aslinya. Namun demikian mesin vaccum frying memiliki kelebihan dan kekurangan bila dibandingkan dengan mesin atau alat penggoreng lainnya.

Kelebiham mesin vaccum frying:

1.        Nutrisi pada bahan makanan yang digoreng dengan mesin vaccum frying tidak hilang, karena digoreng pada suhu rendah (80-85 ⁰ C), disertai dengan pemvakuman

2.        Warna bahan makanan yang digoreng dengan mesin vaccum frying tidak berubah dan tidak gosong

3.        Penggorengan alami, tanpa penambahan zat pewarna dan perasa

4.        Bahan (keripik) renyah dan nikmat

Kekurangan mesin vaccum frying:

1.        Hargannya yang relatif mahal

2.        Membutuhkan tenaga ahli untuk mengoprasikan mesin vaccum frying

3.        Membutuhkan perawatan khusus

Selain mesin vaccum frying terdapat beberapa alat atau mesin penggoreng lainnya, diantaranya adalah sebagai berikut:

1.        Deep frying electric

Penggorengan dengan system element pemanas sehingga panas yang dihasilkan dapat merata pada minyak sehingga hasil gorengan tidak gosong. Temperatur dapat disetel sesuai dengan kebutuhan. Minyak yang dipakai bisa lebih tahan lama karena tidak akan terjadi over heating.

2.        Deep friyer gas

Mesin ini berbahan bakar gas elpiji tanpa Timer. Mesin Deep fryer ini digunakan untuk menggoreng pisang, ayam goreng, kentang goreng dll.

3.        Deep frying dengan automatic temperature control

Pada mesin ini minyak goreng yang diinginkan akan selalu stabil, sehingga hasil gorengan sangat bagus. Lebih irit minyak & lebih sehat karena tidak over heating.

            Selama proses penggorengan padatan (buah) pada kondisi hampa udara terjadi perpindahan panas dan massa secara simultan. Pepindahan panas dari minyak panas ke permukaan padatan kemudian merambat ke dalam, sehingga kandungan air keluar ke permukaan menyebabkan perubahan volume dan rasio densitas pada padatan yang digoreng. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penguapan air terhadap perubahan volume dan rasio densitas padatan selama proses penggorengan pada kondisi hampa udara. Sampel penelitian adalah buah nangka yang digoreng pada suhu 90 dan 100 ⁰ C dengan lama penggorengan 15 - 60 menit pada tekanan hampa udara 10 dan 15 kpa (tekanan absolut). Seluruh air di dalam padatan dianggap sebagai air bebas yang menyebabkan terjadinya penyusutan dan pemekaran serta pengecilan dan pembesaran pori dalam padatan jika dihilangkan. Parameter yang diamati adalah penguapan air perubahan volume dan perubahan rasio densitas. Hasil penelitian menunjukkan suhu dan tekanan vakum berpengaruh terhadap penguapan air, perubahan volume dan rasion densitas padatan. Laju perubahan volume dan rasio densitas dipengaruhi oleh laju penguapan air. Apabila penguapan air belum konstan terjadi penyusutan dan pengecilan pori, setelah penguapan air bebas sudah konstan mulai terjadi pemekaran dan pembesaran pori sampai akhir penggorengan.

            Dari ringkasan jurnal diatas dapat kita peroleh informasi bahwa perlakuan vakum dapat mempercepat laju perubahan volume dan rasio densiti yang dipengaruhi oleh laju penguapan air. Perlakuan vakum tersebut juga mempercepat proses penggorengan karena setelah penguapan air bebas sudah konstan mulai terjadi pemekaran dan pembesaran pori sampai akhir penggorengan. Pada kondisi vakum suhu penggorengan dapat diturunkan sebesar 50⁰C – 60⁰C atau 5 – 6 dekade, karena penurunan titik didih air. Dengan demikian bahan yang mengalami kerusakan warna, aroma, rasa dan nutrisi akibat panas dapat diproses dengan teknologi vacuum frying. Di sisi lain kerusakan minyak dan akibat-akibat yang ditimbulkan dapat diminimumkan karena proses dilakukan pada suhu dan tekanan rendah.

Gambar 1. Vaccum frying

Keterangan gambar:

1.      Pompa vakum water jet, berfungsi untuk menghisap udara di dalam ruang penggoreng sehingga tekanan menjadi rendah, serta untuk menghisap uap air dari bahan yang digoreng.

2.      Tabung penggoreng, berfungsi untuk mengkondisikan bahan sesuai tekanan yang diinginkan. Di dalam tabung dilengkapi keranjang buah setengah lingkaran.

3.      Kondensor, berfungsi untuk mengembunkan uap air yang dikeluarkan selama penggorengan. Kondensor ini air sebagai pendingin.

4.      Unit pemanas, menggunakan kompor gas LPG.

5.      Unit Pengendali Operasi (Panel Kontril), berfungsi untuk mengaktifkan alat vakum dan unit pemanas.

6.      Bagian pengaduk penggorengan, berfungsi untuk mengaduk buah yang berada dalam tabung penggorengan.

7.      Mesin peniris minyak (Spiner), berfungsi untuk meniriskan kandungan minyak kripik yang sudah jadi.

Termometers infrared mengukur suhu menggunakan radiasi kotak hitam (biasanya infra merah) yang dipancarkan objek. Kadang disebut termometer laser jika menggunakan laser untuk membantu pekerjaan pengukuran, atau termometer tanpa sentuhan untuk menggambarkan kemampuan alat mengukur suhu dari jarak jauh. Dengan mengetahui jumlah energi infra merah yang dipancarkan oleh objek dan emisi nya, Temperatur objek dapat dibedakan.

Desain utama terdiri dari lensa pemfokus energi infra merah pada detektor, yang mengubah energi menjadi sinyal elektrik yang bisa ditunjukkan dalam unit temperatur setelah disesuaikan dengan variasi temperatur lingkungan. Konfigurasi fasilitas pengukur suhu ini bekerja dari jarak jauh tanpa menyentuh objek. Dengan demikian, termometer infra merah berguna mengukur suhu pada keadaan dimana termokopel atau sensor tipe lainnya tidak dapat digunakan atau tidak menghasilkan suhu yang akurat untuk beberapa keperluan.

Gambar 2. Termometer Infrared

Bagian-bagian termometer infrared:

1.        Pemancar, untuk memancarkan sinar infrared

2.        Tombol penembak, untuk menembak ifrared

3.        Display, untuk menampilkan suhu yang diukur

4.        Gagang pegangan, untuk memegang termometer

Pada praktikum kali ini, kami melakukan dua kali percobaan. Percobaan pertama dengan perlakuan tidak vakum, sedangkan percobaan kedua dengan perlakuan vakum. Pada praktikum kali ini kami menggunakan mesin vaccum frying. Waktu yang diperlukan pada perebusan air dengan kondisi tidak di vakumkkan lebih lama jika dibandingkan dengan kondisi yang divakumkan. Dengan kondisi mesin yang divakumkan air akan lebih cepat mendidih karena perlakuan vakum dapat mempercepat laju perubahan volume dan rasio densiti yang dipengaruhi oleh laju penguapan air. Perlakuan vakum tersebut juga mempercepat proses penggorengan karena setelah penguapan air bebas sudah konstan mulai terjadi pemekaran dan pembesaran pori sampai akhir penggorengan. Pada kondisi vakum suhu penggorengan dapat diturunkan sebesar 50⁰C – 60⁰C atau 5 – 6 dekade, karena penurunan titik didih air.panas yang dialirkan dari sumbu ke tabung akan terjebak dan menyebar dengan rata, hal ini menyebabkan tekanan lebih tinggi sehingga air lebih cepat mendidih.

Hasil praktikum kali ini menunjukan air lebih cepat mendidih dengan perlakan vakum dibandingkan dengan perlakuan tidak vakum. Pada perlakuan tidak vakum air mendidih pada suhu 100 ⁰C dan tekanan 1 atm, serta durasi 19,35 menit sampai 21,7 menit, sedangkan pada perlakuan vakum air mendidih pada suhu 70 ⁰C dan tekanan 0,66 atm, serta durasi 8,47 menit. Keadaan tersebut membuktikaan bahwa air lebih cepat mendidih pada kondisi vakum.

Dalam pelaksanaan praktikum tidak semuanya dapat berjalan sesuai dengan rencana, tak terkecuali pada praktikum kali ini. Pada praktikum kali ini kami menemukan beberapa kendala seperti, ke eroran termometer infrared, minimnya ketersediaan alat praktikum praktikum, waktu yang praktikum yang terlalu singkat serta mesin yang bocor dibagian las-lasannya.  Waktu praktikum yang singkat serta terbatasnya fasilitas menyebabkan praktikum berjalan kurang efesien, dan terhambat. Tidak semua praktian dapat melakukan pengukuran suhu secara langsung.

V.    KESIMPULAN DAN SARAN

A.    Kesimpulan

                  Kesimpulan yang dapat ditarik dalam praktikum kali ini adalah sebagai berikut:

1.        Mesin pengenggoreng hampa (vaccum fryer) adalah mesin produksi untuk menggoreng berbagai macam buah dan sayuran dengan cara penggorengan hampa.

2.         Prinsip kerja vacuum frying adalah menghisap kadar air dalam sayuran dan buah dengan kecepatan tinggi agar pori-pori daging buah-sayur tiak cepat menutup, sehingga kadar air dalam buah dapat diserap dengan sempurna.

3.        Termometers infrared mengukur suhu menggunakan radiasi kotak hitam (biasanya infra merah) yang dipancarkan objek.

4.        Air lebih cepat mendidih pada saat mesin divakumkan

B.     Saran

Praktikum sudah berjalan dengan lancar namun pengkondisian peserta praktikum belum otimal dan penyediaan alat praktikum juga masih sangat kurang.

DAFTAR PUSTAKA

Arstiyan Rasmiarso. Pemodelan Aspek Termodinamika Pengisian Tanki Gas Hidrogen. Skripsi, Jurusan Teknik Fisika, Universitas Gadjah Mada,

Yogyakarta, 2010.

Diktat termodinamika Dasar. Oleh : Ir. Sudjito, PhD. , Ir. Saifuddin Baedoewie, Agung Sugeng W., ST., MT.

Legiyon stephanus,2007.fisika sma.PT Grasindo:jakarta.

Giancoli, D. C.1997.Fisika .erlangga :jakarta

Nurachmadani setya,2007.fisika sma.gumunggung surakarta.

http://termodinamika_fisika.php. Diakses pada tanggal 12 November 2014.