Jurnal Evaporasi

Tanggal praktikum: 9 Oktober 2017 Tanggal Pengumpulan: 15 Oktober 2017 Asisten: Zizke Novlianrini

JURNAL PRAKTIKUM TEKNIK PENGAWETAN DAN EMERGING PROSES Evaporasi Peggy Bhanuwati 240210150106

ABSTRAK Evaporasi merupakan proses perubahan air menjadi uap air. Alat yang digunakan ialah vacuum rotary evaporator. Prinsip alat ini ialah dengan memisahkan pelarut dengan zat terlarutnya dengan menggunakan tekanan. Sampel yang diuji pada praktikum ini ialah susu segar yang akan dievaporasi menjadi susu kental manis. Terdapat dua perlakuan, yakni dengan 500C dan 600C dengan tekanan yang sama yakni 25 InHg atau setara dengan 0,8 atm. Sampel dilihat perbahannya setiap 10 menit sekali selama 50 menit. Hasil menunjukkan kadar lemak yang didapat pada suhu 500C dan 600C meningkat menjadi 6,62% dan 6,65%. Selain itu, total padatan akhir yang didapat pada suhu 500C dan 600C yaitu 71,5% dan 72%. Namun, slope yang dihasilkan pada suhu 500C lebih besar yaitu 0,788 , sedangkan pada suhu 600C hanya 0,581. Hal ini menunjukkan bahwa suhu yang lebih efektif untuk pembuatan susu kental manis ialah pada suhu 500C. Kata Kunci : evaporasi, total padatan, rotavapor ABSTRACT Evaporation is the process of changing water into water vapor. The tool used is vacuum rotary evaporator. The principle of this tool is to separate solvent with solute by using pressure. The sample tested on this lab is fresh milk that will be evaporated into sweetened condensed milk. There are two treatments, namely with 500C and 600C with the same pressure that is 25 InHg or equivalent to 0.8 atm. Samples are viewed every 10 minutes for 50 minutes. The results showed that the fat content obtained at temperature 500C and 600C increased to 6.62% and 6.65%. In addition, the total final solids obtained at temperatures of 500C and 600C were 71.5% and 72%. However, the slope generated at a temperature of 500C is greater at 0.788, whereas at a temperature of 600C only 0.581. This indicates that the more effective temperature for the manufacture of sweetened condensed milk is at a temperature of 500C. Keywords : evaporation, total solids, rotavapor I.

PENDAHULUAN Evaporasi adalah proses pengurangan kadar air dengan cara menguapkan air tersebut. Menurut Praptiningsih (1999), evaporasi merupakan proses pengentalan larutan dengan cara mendidihkan atau menguapkan pelarut yang bertujuan untuk memperkecil volume larutan dan menurunkan aktivitas air

aw. Prinsip dari evaporasi ini ialah dengan memisahkan pelarut dari larutan sehingga menghasilkan larutan yang lebih pekat. Alat yang digunakan ialah vacuum rotary evaporator. Prinsip alat ini ialah pemisahan zat terlarut dari pelarutnya dengan pemanasan yang dipercepat oleh putaran dari labu, pelarut dapat menguap

Tanggal praktikum: 9 Oktober 2017 Tanggal Pengumpulan: 15 Oktober 2017 Asisten: Zizke Novlianrini

disebabkan karena adanya penurunan tekanan. Hal ini menyebabkan pelarut dapat dipisahkan dari zat terlarutnya tanpa pemanasan yang tinggi (Sudjadi, 1986). Dalam praktikum ini, evaporasi ini diaplikasikan pada proses pembuatan susu kental manis. Susu kental manis ialah susu kental diperoleh dengan cara mengurangi atau menguapkan kandungan air susu hingga mencapai sekitar 40% (Effendi, 2010). Menurut Winarno (1993), kandungan air yang terdapat pada susu segar ialah sekitar 87,5%. Selain itu juga, susu mengandung zat gizi esensial seperti protein, kalsium, fosfor, vitamin A, dan tiamin (vitamin B1) (Almatsier, 2002). Jika dilakukan pemanasan yang tinggi terhadap susu dikhawatirkan zat gizi esensial pada susu terutama vitamin dan protein akan rusak. Dengan dilakukannya evaporasi pada susu menggunakan vacuum rotary evaporator, maka kebutuhan panas untuk menguapkan air pada susu relatif lebih sedikit sehingga zat gizi esensial pada susupun dapat dipertahankan. II. 2.1

METODE Alat Alat yang digunakan pada praktikum ini ialah vaccum rotary evaporator, labu rotavapor, kondensor, labu kondensat, penanggas air, gelas kimia (beaker glass), sendok, spatula, refraktometer, dan gun thermometer. 2.2 Bahan Bahan yang digunakan pada praktikum ini ialah 200 gram susu segar, 100 gram gula pasir 2.3 Prosedur Hal pertama dilakukannya praktikum ini ialah dengan ditambahkannya 100 gram gula pasir

pada 200 gram susu segar kemudian aduk hingga merata. Siapkan alat rotavapor dan isi air pada penangas air lalu masukan susu pada labu rotavapor, pasangkan rangkaian alat, kemudian nyalakan alat rotavapor. Terdapat dua perlakuan pada praktikum ini ialah dengan suhu 50oC dan 60oC. Kedua perlakuan tersebut dilakukan pada tekanan 25 InHg. Perhatikan perubahan yang terjadi pada susu setiap 10 menit hingga 50 menit berupa kenampakan visual, suhu sampel, lalu ukur total padatan pada setiap 10 menitnya. III. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN Evaporasi ini dilakukan pada sampel susu dalam pembuatan susu kental manis dengan menggunakan alat vacuum rotatory evaporato. Prinsip alat ini ialah memisahkan pelarut dan zat terlarut pada sampel dengan menggunakan tekanan. Komponen utama dari alat ini adalah pompa vakum, pengontrol, labu evaporasi, kondensator dan labu penampung hasil kodensasi. Penguapan dapat terjadi karena adanya pemanasan yang dipercepat oleh putaran dari labu evaporator dibantu dengan penurunan tekanan. Selain itu juga, dengan adanya pompa vakum pada alat ini, uap dari pelarut akan menguap naik ke kondensor dan mengalami kondensasi menjadi molekul-molekul cairan pelarut murni yang selanjutnya akan ditampung dalam labu penampung (Sudjadi, 1986). Penguapan ini dilakukan selama 50 menit dengan perlakuan suhu 500C dan 600C serta tekanan yang sama yakni 25 InHg. Sampel susu diambil setiap 10 menit sekali untuk diamati perubahannya.

Tanggal praktikum: 9 Oktober 2017 Tanggal Pengumpulan: 15 Oktober 2017 Asisten: Zizke Novlianrini

Kenampakan visual, perubahan suhu, serta total padatannya diukur. Suhu diukur dengan menggunakan infrared thermometer. Prinsip alat ini ialah dengan menebakan cahaya merah (infrared) pada sampel sehingga suhu dari sampel dapat terbaca oleh alat. Penggunaan thermometer ini memiliki keuntungan yakni meminimalisir terjadinya kontaminasi oleh alat pada bahan. Pengukuran total padatan pada sampel dilakukan dengan menggunakan alat refraktometer. Refraktometer yang digunakan ialah refraktometer jenis hand refraktometer dan refraktometer abbe. Namun, pada dasarnya prinsip dari kedua refraktometer ini sama, yakni dengan menggunakan refraksi cahaya. Semakin pekat larutan tersebut, maka sudut refraksi akan semakin kecil dan indeks biasnya pun semakin besar, begitu pula sebaliknya. Berikut hasil pengamatan yang telah dilakukan. Tabel 1. Hasil Pengamatan Sampel Evaporasi Suhu 60oC Waktu (min)

Total Padatan (%)

Suh u (oC)

10

44,3

48,3

20

56

56,3

30

61,2

47

40

67

40,4 7

50

72

44,8

Pengamatan Visual KeWarkentana lan

Putih Putih kekuningan (++) Putih kekuningan (+++) Putih kekuningan (++++) Putih keku-

Encer Kental (+)

Kental (++)

Kental (+++) Kental (++++)

Waktu (min)

Total Padatan (%)

Suh u (oC)

Pengamatan Visual KeWarkentana lan

ningan (++++)

(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2017) Berdasarkan hasil pengamatan pada tabel berikut, dapat terlihat bahwa total padatan pada susu segar semakin lama semakin tinggi. Total padatan yang semakin meningkat ini menunjukan bahwa penguapan air pada susu semakin tinggi, sehingga susu pun semakin kental. Menurut Diniyah dkk., (2012), semakin naiknya total padatan, maka kekentalan juga akan meningkat karena air sebagai pelarut mengalami penguapan sehingga dengan semakin lamanya waktu evaporasi maka total padatan akan meningkat dan kekentalanpun juga akan meningkat. Hal ini sesuai dengan tujuan dari evaposi itu sendiri yakni untuk meningkatkan konsentrasi zat terlarut pada suatu larutan. Selain itu juga, hal ini didukung dengan perubahan warna pada susu yang menjadi semakin putih kekuningan. Warna kekuningan disebabkan karena adanya pigmen karoten yang terlarut di dalam lemak susu (Legowo, 2002). Setelah susu dievaporasi selama 50 menit, terjadi peningkatan kadar lemak pada susu, yakni dari 3,70% menjadi 6,65%. Hal inilah yang menyebabkan warna kekuningan pada susu. . Lain halnya dengan suhu yang diamati pada susu setiap 10 menitnya menunjukkan hasil yang fluktuasi dikarenakan pada saat pengukuran suhu setiap 10 menitnya berbeda tempatnya (labu evaporator dan erlemeyer).

Tanggal praktikum: 9 Oktober 2017 Tanggal Pengumpulan: 15 Oktober 2017 Asisten: Zizke Novlianrini

Jika dilihat dari neraca massa I dan II yang terdapat pada lampiran, dari 72% total padatan yang dihasilkan, memiliki berat rendemen teoritis sebesar 166,7 gram. Hal ini menunjukkan hasil yang berbeda dengan berat rendemen yang dihasilkan saat praktikum, yakni 82 gram. Perbedaan ini dapat disebabkan karena pengambilan sampel setiap 10 menit sekali yang dilakukan saat praktikum yang menyebabkan rendemen yang dihasilkan tidak maksimal. Tabel 2. Hasil Pengamatan Evaporasi pada Suhu 50oC Tota l Pad atan (%)

Suh u Sa mpe l (oC)

10

44,3

34, 6

20

49,6

32, 6

30

60,9

33, 2

74

34, 9

71,5

35, 4

Waktu Penga matan (menit)

40

50

Pengamatan Visual Warna

Putih kekunin gan(+) Putih kekunin gan (++) Putih kekunin gan (+++) Putih kekunin gan (++++) Putih kekunin gan (++++)

Keken talan

Encer

Kenta l (+)

Kenta l (++) Kenta l (+++) Kenta l (+++)

(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2017) Berdasarkan tabel tersebut, dapat terlihat kenaikan total padatan pada susu. Namun, hal ini berbeda

pada menit ke-40 menuju menit ke-50 yang menunjukkan total padatan yang justru menurun. Hal ini dikarenakan adanya penambahan sampel pada menit ke-40 dengan hasil evaporasi pada menit ke-30 sehingga menyebabkan kadar air pada labu evaporator kembali meningkat sehingga total padatan dari yang sebelumnyapun menurun. Peningkatan total padatan pada susu menyebabkan susu menjadi semakin kental karena kandungan air yang terdapat pada susu menguap sehingga total kandungan zat terlarutnya lebih tinggi. Selain itu juga terjadi peningkatan kadar lemak pada susu yakni dari 3,70% menjadi 6,62% sehingga hal ini pun menjadi salah satu faktor perubahan warna susu yang menjadi kekuningan. Jika dilihat dari neraca massa yang terdapat pada lampiran, menunjukkan bahwa 71,5% total padatan akhir yang dihasilkan menunjukkan hasil berat rendemen teoritis sebanyak 166,7 gram. Sedangkan berdasarkan praktikan hanya didapatkan berat rendemen sebanyak 85 gram saja. Hal ini disebabkan pengambilan sampel pada setiap 10 menitnya sehingga terdapat berat sampel yang hilang saat perhitungan rendemen.

Tanggal praktikum: 9 Oktober 2017 Tanggal Pengumpulan: 15 Oktober 2017 Asisten: Zizke Novlianrini

susu dengan suhu 500C lebih efektif dibandingkan dengan suhu 600C. Namun, hal ini tidak sesuai dengan literatur. Seharusnya suhu 600C yang lebih efektif karena semakin tigginya suhu maka semakin cepat pula bagi suatu bahan untuk menguap.

100

Total Padatan (%)

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10

20

30

40

50

V. DAFTAR PUSTAKA Almatsier, S, 2002. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Waktu Pengamatan (menit) Suhu 50ᵒC Suhu 60ᵒC

(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2017) Berdasarkan grafik tersebut, evaporasi susu pada suhu 500C maupun 600C menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda, yakni menunjukkan total padatan akhir 71,5% dan 72%. Namun, slope yang dihasilkan pada evaporasi dengan suhu 500C menunjukkan hasil yang lebih besar dibandingkan pada suhu 600C yakni 0,788 dan 0,581. Hal ini menunjukkan bahwa suhu 500C untuk evaporasi pada susu lebih efektif dibandingkan pada suhu 600C dikarenakan semakin besar slope menunjukkan semakin cepatnya penguapan. Namun, hal ini tidak berarti benar karena terdapat kesalahan dalam pengukuran total padatan pada sampel susu dengan evaporasi 500C. Penambahan sampel di menit ke-40 menyebabkan hasil yang bias. IV.

KESIMPULAN Berdasarkan uraian tersebut maka dapat diperoleh suatu kesimpulan bahwa evaporasi pada

Diniyah, N., Wijanarko, S. B. & Purnomo, H. 2012. Teknologi Pengolahan Gula Coklat Cair Nira Siwalan. (Borassus flabellifer L.). Jurnal Teknologi dan Industri PanganVolXXIII No 1. Tahun 2012. Effendi, M.S. 2012. Teknologi Pengolahan dan Pengawetan Pangan. Penerbit Alfabeta. Bandung. Legowo, A.M. 2002.SIfat Kimiawi, Fisik, dan Mikrobiologi Susu. Fakultas Peternakan Universitas Diponegoro. Semarang. Praptiningsih, Yulia. 1999. Buku Ajar Teknologi Pengolahan. FTP UNEJ: Jember. Sudjadi. 1986. “Metode Pemisahan”. Gadja Mada University Press : Yogyakarta. Winarno. 1993. Pangan, Gizi, Teknologi dan Konsumen. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Tanggal praktikum: 9 Oktober 2017 Tanggal Pengumpulan: 15 Oktober 2017 Asisten: Zizke Novlianrini

LAMPIRAN Neraca Massa Evaporasi Neraca Massa I : Pencampuran Susu dan Gula Susu (F1) = 200 gram Gula (F2) = 100 gram Hasil Mixing = P1 F1 : 200 gram F2 : 100 gram

MIXING

P1 : 300 gram

F1 + F2 = P1 (200 gram) + (100 gram) = 300 gram Neraca Massa II : Evaporasi T = 60oC dimana X = Total Padatan (Teoritis) Hasil Mixing (P1 = F) = 300 gram Fraksi Total Padatan (XF) = 40% Uap Air (W) Hasil Evaporasi (P2) Fraksi total padatan hasil evaporasi (XP2) = 72% W

F = 300 gram XF = 40%

EVAPORASI

P2 = P2 gram XP2 = 72%

F=W+P F . XF = W . XW + P2 . XP2 (XW = 0, tidak ada total padatan pada uap air) (300 gram) . (0,40) = (0) + (P2) . (0,72) 120 = 0,72 P2 P2 = 166,667 gram (berat rendemen teoritis) Neraca Massa III : Evaporasi T = 60oC dimana X = Kadar Lemak (Teoritis) Hasil Mixing (P1 = F) = 300 gram Fraksi lemak (XF) = 3,70% Uap Air (W) Hasil Evaporasi (P2) = 166,667 gram Fraksi lemak hasil evaporasi (XP2) W

F = 300 gram XF = 3,70%

EVAPORASI F=W+P F . XF = W . XW + P2 . XP2

P2 = 166,667 gram XP2 = XP2 %

Tanggal praktikum: 9 Oktober 2017 Tanggal Pengumpulan: 15 Oktober 2017 Asisten: Zizke Novlianrini

(XW = 0, tidak ada fraksi lemak pada uap air) (300 gram) . (0,0370) = (0) + (166,667 gram) . (XP2) 11,11 = 166,667 XP2 XP2 = 0,0665 = 6,65% (kadar lemak pada rendemen) Neraca Massa IV : Evaporasi T = 50oC dimana X = Total Padatan (Teoritis) Hasil Mixing (P1 = F) = 300 gram Fraksi Total Padatan (XF) = 40% Uap Air (W) Hasil Evaporasi (P2) Fraksi total padatan hasil evaporasi (XP2) = 71,5% W

F = 300 gram XF = 40%

EVAPORASI

P2 = P2 gram XP2 = 71,5%

F=W+P F . XF = W . XW + P2 . XP2 (XW = 0, tidak ada total padatan pada uap air) (300 gram) . (0,40) = (0) + (P2) . (0,715) 120 = 0,715 P2 P2 = 167,832 gram (berat rendemen teoritis) Neraca Massa V : Evaporasi T = 50oC dimana X = Kadar Lemak (Teoritis) Hasil Mixing (P1 = F) = 300 gram Fraksi lemak (XF) = 3,70% Uap Air (W) Hasil Evaporasi (P2) = 167,832 gram Fraksi lemak hasil evaporasi (XP2) W

F = 300 gram XF = 3,7%

EVAPORASI

P2 = 167,832 gram XP2 = XP2 %

F=W+P F . XF = W . XW + P2 . XP2 (XW = 0, tidak ada fraksi lemak pada uap air) (300 gram) . (0,037) = (0) + (167,832 gram) . (XP2) 11,11 = 167,832 XP2 XP2 = 0,0662 = 6,62% (kadar lemak pada rendemen)