Tugas 1 Prinsip Teknik Pangan [PDF]

Citation preview

TUGAS TUTORIAL ONLINE PRINSIP TEKNIK PANGAN



DISUSUN OLEH NAMA : SINDY SELINA NIM : 042022824



UNIVERSITAS TERBUKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN 2020



1. Hitunglah jumlah udara kering yang dihembuskan suatu pengering guna mengeringkan 200 kg/jam makanan dari kadar air 60% menjadi 5%. Kandungan air udara masuk adalah 0,003 kg air/kg udara kering dan meninggalkan pengering dengan komposisi 0,1 kg air/kg udara kering!  2. Susu akan disterilisasi dalam sistem UHT dengan menggunakan penukar panas (heat exchanger) jenis turbular concurrent. Susu dialirkan ke dalam sistem UHT dengan kecepatan 3000 kg/jam untuk melewati penukar panas pada suhu 110°C selama 10 detik. Susu memiliki suhu awal 10°C, sementara penukar panas diketahui memiliki tekanan uap 313,18 kPa dengan 100% kualitas uap air (artinya seluruh uap air berada dalam fase gas dan digunakan sebagai media pemanas). Hitunglah laju aliran dari uap air (ms dalam satuan, kg/jam) yang harus masuk ke dalam penukar panas agar kondisi proses yang diinginkan tercapai! (Diketahui panas jenis susu adalah 3,894 kJ/kg°C; panas jenis air adalah 4168 J/kg.K; untuk suhu referensi gunakan 0°C) 3. Puree buah yang mempunyai kandungan padatan 13%, dipompakan melalui pipa sanitari berdimensi 1,5-in (nominal; (ID = 3,561 cm, OD = 3,81 cm) dengan debit aliran 70 gl/menit. Diasumsikan puree buah mengalir dalam pipa halus. Hitunglah pressure drop (DP, dalam satuan kPa/m)! (Diketahui puree buah memiliki densitas 1,07 g/cm3, indeks tingkah laku aliran puree 0,35, koefisien kekentalan 60 dyne.sn/cm2; panjang pipa 1 m; 1 galon = 3,78541 x 10-3 m3; 1 dyne = 1 x 10-5 N) Jawaban : 1. Diketahui : mp = 200 kg/jam Xp = 5%  0,05 W2 = 0,1 kg air/udara kering Xf = 60%  0,6 W1 = 0,003 kg air/kg udara kering Ditanya : ma? Jawab :



mp . Xf + ma. W 1=mp . Xp+ma. W 2 (200 kg/jam x 0,6) + (ma x 0,003 kg air/kg udara kering) = (200 kg/jam x 0,05)+ (ma x 0,1 kg air/udara kering) 60 + 0,003 ma = 5 + 0,1 ma 55 = 0,097 ma ma = 55 / 0,097 = 567,01 kg/jam 2. Diketahui : m = 3000 kg / jam Tref = 0oC ; Cp susu = 3,894 kJ/kg oC T = 110 oC T susu = 10 oC Cp air = 4168 J/kg oK = 4,168 kJ/kg oC Kualitas uap air = 100% t = 10 sekon



ditanya : ms dalam satuan kg/jam ? jawab :  Susu yang masuk (gunakan suhu 0o C sebagai suhu referensi) Qin susu = m.Cp.ΔT = (3000kg/jam) (3,894 kJ/kg oC) (10 -0) oC = 116820 kJ/jam (uap air yang masuk) nilai hg uap air pada suhu110oC adalah 2,69508 MJ/kg = 2695,08 kJ/kg maka Q uap air = ms.2695,08 kJ/kg  energi yang keluar (susu yang keluar) Q out susu = m.CpΔT = (3000kg/jam)(3,894 kJ/kgoC) (110 – 0)oC = 1285020 kJ/jam (kondensasi uap air keluar) (kondensasi uap air yang keluar) Q out kondensasi = m.Cp.ΔT = (mc) (4,168 kJ/kg oC) (110-0) oC = mc.458,48 kJ/kg  kesetimbangan energy (ms=mc) Qin susu + Qin uap = Q out susu + Q out kondensat 116820 kJ/jam + ms.2695,08/kg = 1285020kJ/jam +mc.458,48 kJ/kg ms.2163,86 kJ/kg = 2336400 kJ/jam ms = 43,35 kg jam 3 diketahui : ID = 1,5-in(nominal) maka ID = 0,06019 m, R = 0,030095 m Q = 70 gl/menit Q=



70 gl 0,00378541m 3 1 menit −3 3 x x =4,417 x 10 m /s menit 1 gal 60 s



 puree = 1,07 g/cm3 = 1070 kg/m3 n = 0,35



6 0 dyne . s n 0,00001 N 10000 cm2 k = 60 dyne.sn/cm = x x = 6 Pa.sn 1 dyne cm2 1 m2 2



ditanya : ΔP = .. kPa/m? jawab :



4 , 417 x 10−3 m3 / s 2 =2,117 m/s V´ = π 2 = 3,14 D x (0,06019 m) 4 4 Q



Puree buah memiliki padatan 15% artinya puree buah termasuk cairan non-Newtonian  Bilangan Reynold General (ReGe)



ReGe = 8 ¿ ¿ ¿ 8(2 , 117)2−0,35 x (0,030095)0,35 x 1070 ReGe = 3 x 0,35+ 1 0,35 7x⌈ ⌉ 0,35 ReGe =



35 8 3,4 02 = 201,746  aliran laminar 17 ,762



f = 16/Re = 16/201,746 = 0,080   ∆ P 2 f ( V´ )2 L = ρ D P =



2 x 0,080 x (2,117 )2 x 1 x 1070 0,06019



P = 1274,748 Pa/m = 1,27 kPa/m



Sumber : BMP PANG4215