Ringkasan Ohmic 1 [PDF]

Citation preview

2.3 OHMIK 12 2.3.1 DEFINISI OHMIK Pemanasan ohmik adalah proses pengolahan bahan pangan secara modern menggunakan suhu dimana bahan pangan berfungsi sebagai resistor listrik, dipanaskan dengan pengalirkan listrik. Energy listrik diubah menjadi panas, yang mengakibatkan pemanasan cepat dan seragam12. Pemanasan ohmik disebut juga sebagai pemanasan Joule, pemanasan hambatan listrik atau pemanasan elektrokonduktif. Bila dibandingkan dengan pemanasan konvensional, dimana panas yang dilakukan dari luar pada permukaan bahan pangan, pemanasan ohmik dilakukan dengan pemanasan di seluruh bahan pangan. Keberhasilan pemanasan ohmik tergantung pada tingkat panas yang dihasilkan dalam sistem, konduktivitas listrik dan metodenya13. 2.3.2 PRINSIP OHMIK14 Prinsip pemanasan ohmik secara sederhana sebagaimana yang diilustrasikan dalam gambar di bawah ini :



Gambar. Prinsip pemanasan ohmik



Pemanasan ohmik didasarkan pada aliran listrik bolak – balik (AC) melalui makanan seperti makanan yang mempunyai kandungan air yang tahan terhadap listrik saat pemanasan. Voltase AC digunakan pada bagian kedua ujung tempat bahan pangan yang diproses. Tingkatan pemanasan secara langsung proporsional dengan kekuatan medan elektrik, E, dan konduktivitas listrik. Kekuatan alat medan elektrik dapat divariasikan dengan penyesuaian gap elektroda atau penggunaan voltase. Konduktivitas listrik meningkat seiring kenaikan temperatur. Dalam pemanasan ohmik, mikroba diperkirakan tidak aktif karena terpapar oleh suhu



yang digunakan.



Mekanisme elektroporasi mungkin terjadi selama



pengoperasian pemanasan ohmik di bawah frekuensi 50 – 60 Hz. 2.3.3 PROSES DAN PERALATAN PEMANASAN OHMIK 1. Proses Sebuah produk makanan kental yang mengandung partikulat memasuki sistem alur berkelanjutan pemanasan ohmik melalui sistem feed pump hopper. Produk kemudian mengalir melewati serangkaian elektoda di kolom ohmik, dimana untuk memproses suhu. Kemudian produk memasuki tabung pengendali selama waktu yang tepat untuk mencapai kesterilan. Selanjutnya produk mengalir melalui tabung pendingin dan masuk ke tangki penyimpanan, dimana disimpan sampai pengisian dan pengemasan. Kebanyakan sistem konfigurasi pemanasan ohmik terdiri dari tiga modul : perakitan pemanasan, penyedia energy dan panel kontrol.



Gambar. Proses pemanasan ohmik arus berkelanjutan Dalam Fact Sheet12 Pemanasan ohmik dapat digunakan untuk memanaskan makanan cair yang mengandung partikel besar seperti sup, semur, dan irisan buah dalam sirup, saus dan cairan yang mempunyai sensitifitas panas yang lain. Teknologi ini berguna untuk menjaga makanan yang berprotein, yang cenderung mengubah sifat sesuatu benda dan mengental ketika proses suhu berlangsung. Misalnya, cairan telur yang diproses secara ohmik dalam waktu beberapa detik tanpa menggumpalkannya. Jus dapat diproses untuk menonaktifkan enzim tanpa mempengaruhi rasa. Potensi aplikasi lain dari pemanasan ohmik yaitu blanching, pencairan, gelatinisasi pati, fermentasi, pengelupasan, dehidrasi, dan ekstraksi. 2. Desain Peralatan Terdapat banyak kemungkinan untuk desain sistem pemanasan ohmik, tetapi ada beberapa elemen kunci yang akan hadir di setiap desain-desain tersebut. Sebuah catu daya ( generator ) yang diperlukan untuk menghasilkan listrik. Elektorda dihubungkan ke catu daya harus kontak fisik dengan substansi untuk mengalirkan aliran listrik. Jarak antar elektroda dalam sistem dapat berfluktuasi tergantung pada ukuran sistem, tetapi dengan mengubah jarak ini, kekuatan



medan listrik, dinyatakan dalam volt per centimeter ( V/ cm ). Pemanasan ohmik memiliki pembangkit energi internal. Secara teori, tidak ada batas atas dalam suhu yang diproduksi. Namun beberapa faktor lain akan mempengaruhi suhu yang dicapai oleh sistem yaitu : 1. Konduktivitas listrik dari zat makanan 2. Desain sitem 3. Waktu yang diperlukan untuk pemanasan bahan pangan 4. Sistem thermofisika dari makanan 5. Kekuatan medan listrik 6. Suhu yang dipengaruhi oleh kondktivitas listrik 7. Jauhnya gerakan interstitial dalam makanan15



Gambar. Skema desain pemanasan ohmik



3. ELEKTRODA14 Desain sebelumnya berusaha untuk menggunakan berbagai bahan elektroda dari grafit ke alumunium atau stainless steel. Dalam pengolahan makanan, diperlukan standart yang tinggi untuk desai yang higienis, elektroda harus dirancang dengan cermat untuk mencegah kontaminasi bahan pangan. 2.3.4



KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN OHMIK



1. Keuntungan teknologi pemanasan ohmik



 Pemanasan bahan pangan dengan generasi panas internal tanpa pembatasan panas konvensional dan beberapa ketidakseragaman umumnya berasosiasi dengan pemanasan microwave karena pembatasan penetrasi dielektrik. Pemanasan berlangsung secara volumetric dan produk tidak mengalami  



gradient suhu yang besar karena pemanasan.  Suhu yang lebih tinggi dalam partikel daripada cairan dapat dicapai, dimana tidak memungkinkan untuk pemanasan konvensional.  Mengurangi resiko dari kerusakan di permukaan yang terkena panas dan pembakaran dari produk makanan, meminimalisir kerusakan, nutrisi yang







lebih terjaga dan penahanan vitamin.  Efisiensi energy yang tinggi, karena 90 % dari energy listrik diubah menjadi panas.  Kemudahan kontrol proses dengan cepat dalam menghidupkan dan



   



mematikan.  Mengurangi biaya perawatan, karena tidak ada bagian yang bergerak.  Suhu penyimpanan dan distribusi bila dikombinasi dengan aseptik sistem pengisian.  Merupakan sistem ramah lingkungan17. Menginaktivasi mikroorganisme. Cho et al18 menunjukkan bahwa tidak ada pathogen tertentu dengan sistem pertahanan yang unik ditemukan dalam







pemanasan ohmik. Penelitian Cho et al19 percobaan dengan menggunakan Bacillus subtilis menunjukkan bahwa dua tahap dalam perlakuan ohmik ( ohmic heating, holding period, ohmic heating ) mengakibatkan tingkat kematian dipercepat.



2. Kerugian Ohmik  Biaya komersial sistem pemanas ohmik, termasuk instalasi dapat mencapai lebih dari $9.000.000 USD yang merupakan investasi mahal untuk fasilitas manufaktur22. Penelitian oleh Rahman23 kelemahan yang berhubungan dengan jenis makanan yang dapat diolah terletak pada adanya gelembunggelembung lemak. Makanan yang memiliki gelembung-gelembung lemak dapat mengganggu pemanasan ohmic, seperti tidak konduktif karena kekurangan air dan garam.



3.1.3 Pemanasan ohmik disebut juga sebagai pemanasan Joule, pemanasan hambatan listrik atau pemanasan elektrokonduktif. Pemanasan ohmik adalah proses pengolahan bahan pangan secara modern menggunakan suhu dimana bahan pangan berfungsi sebagai resistor listrik, dipanaskan dengan pengalirkan listrik. Energy listrik diubah menjadi panas, yang mengakibatkan pemanasan cepat dan seragam.



DAFTAR PUSTAKA 1. Raghupathy Ramaswamy, V.M ( Bala ) Balasubramaniam, S.K. Sastry. Ohmic Heating of Food. The Ohio State University. ( Online ) ( cited 2012 Apr 14 ). Available from URL : http://fst.osu.edu/Ohmicfactsheet.pdf 2. Leizerson, S. and Shimoni, E. 2005a. Stability and Sensory Shelf Life of Orange Juice Pasteurized by Continuous Ohmic Heating. J. Agric. Food Chem. 53:40124018. 3. R. Ruan, X. Ye, P. Chen and C.J. Doona, University of Minnesota and I. Taub, US Army Natick Soldier Center. Ohmic Heating. ( Online ) ( Cited 2012 Apr 14 ). Available from URL : ftp://ftp.feq.ufu.br/Luis/Books/E Books/Food/Thermal_technologies_in_food_processing/3558x_13.pdf 4. Food and Drug Administration-Center for Food Safety and Applied Nutrition (FDACFSAN). 2000. Kinetics of Microbial Inactivation for Alternative Food Processing 5. Parrott, David L. 1992. Use of ohmic heating for aseptic processing of food particulates. Food Technology. 68-72. 6. SKUDDER P J, Ohmic heating: new alternative for aseptic processing of viscous foods, Food Engineering, 1988, 60, 99–101. 7. Cho, H.-Y., Yousef, A.E., Sastry, S.K. 1996. Growth Kinetics of Lactobacillus acidophilus Under Ohmic Heating. Biotechnol Bioeng 49:334-340.



8. Cho, H.-Y., Yousef, A.E., Sastry, S.K. 1999. Kinetics of inactivation of Bacillus subtilis spores by continous or intermittent ohmic and conventional heating. Biotechnol Bioeng. 62(3):368-372. 9.



Lee, C.H. and Yoon, S.W. 1999. Effect of ohmic heating on the structure and permeability of the cell membrane of Saccharomyces cerevisae. 1999 IFT Annual Meeting. Chicago. July 24-28 1999.



10. Loc T. Nguyena, Won Choia, Seung Hyun Leeb, Soojin Juna. Exploring the heating patterns of multiphase foods in a continuous flow, simultaneous. mirowave and ohmic combination heater 11. Destinee R. Anderson. Ohmic Heating as Alternative Food Processing Technology. ( Master of Sciene report ). Kansas State University. 2008. 12. Rahman, M. Shafiur. 1999. Handbook of Food Preservation. CRC Press. 13.