Simulasi Karakteristik Pembekuan Vakum

Abstract

Sistem pembekuan vakum merupakan salah satu metode pembekuan yang relatifbaru dan belum banyak digunakan dalam industri pembekuan. Metode pembekuan vakum memanfaatkan fen omena penurumn titik didih air pada tekanan mendekati vakum. Panas laten yang dibutuhkan untuk penguapan air diperoleh dari panas sensibel bahan yang menyebabkan turunnya suhu. Pada penelitian ini dilakukan simulasi yang merupakan penerapan model mateniatis untuk menduga karakteristik pembekuan vakum berdasarkan data hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Hasil simulasi ini diharapkan dapat digunakan untuk menduga performansi pembekuan vakum udang untuk skala industri. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan model matematik dalam menduga karakteristik pembekuan vakum udang windu (Panaeus monodon Fab.). Bahan yang digunakan sebagai obyek penelitian ini adalah udang windu (Panaeus l1lonodon Fab.) serta alat yang digunakan dalam simulasi pembekuan vakum ini dikerjakan dengan bantuan komputer menggunakan program Macro Excel. Alat utama yang digllnakan untuk pengambilan data adalah mesin pembeku vakum yang terdiri dari ruang pembeku, pompa vakum dan perangkap dingin. Dalam membandingkan hasil pengukuran dan hasil simulasi dengan menggunakan pendekatan numerik dari model matematik dilakukan validasi model. Validasi model yang dilakukan meliputi validasi model pendugaan karakteristik pembekuan diantaranya adalah penurunan tekanan ruang pembeku dan penurunan suhu bahan. Perbandingan tekanan ruang pembeku hasil pengukuran dengan hasil simulasi selama proses pembekuan vakum berdasarkan analisis statistik uji t diperoleh nilai korelasi rata-rata sebesar 87.56 % dan selang kepercayaan 95 %. Hal ini menunjuXk:an bahwa hasil simulasi dapat diterima. Perbandingan penurunan suhu antara hasil pengukuran dengan hasil simulasi yang diperoleh berdasarkan anal isis statistik uji t pada suhu di titik Y:z jari-jari bahan diperoleh nilai korelasi rata-rata sebesar 98.29 % dan nilai korelasi rata-rata dari perbandingan penurunan suhu pusat bahan diperoleh sebesar 98.15 % serta pada suhu rata-rata bahan diperoleh nilai korelasi rata-rata sebesar 98.05 %. Hal ini juga menunjukkan bahwa hasil simulasi dapat diterima dengan selang kepercayaan 95 %. Penurunan tekanan ruang pembeku dimulai sejak awal proses dimana pompa vakum mulai dinyalakan. Pada tahap ini tekanan ruang pembeku menurun secara eksponensial. Tahap penurunan tekanan berakhir pada saat tekanan di dalam ruang pembeku mencapai tekanan· akhir yang dikendalikan pada kondisi yang tetap. Pada awal proses pembeh.'uan suhu bahan relatif konstan, hal ini disebabkan karena tekanan ruang pembeku masih berada di atas tekanan jenuh air pada kondisi suhu air dalam bahan. Sehingga pada saat tersebut suhu bahan belum mengalami penurunan, karena bel um terjadi penguapan air dari bahan. Setelah tekanan ruang pembeku sedikit lebih rendah dari tekanan jenuh air, penguapan air dari bahan mulai terjadi dengan laju penguapan yang cepat sehingga dengan terjadinya penguapan air pada bahan terjadi pula penurunan suhu bahan dan juga diikuti dengan penurunan bera!. Simulasi scale-up telah dilakukan untuk skala komersial yaitu dengan beberapa skenario berat bahan sebesar 2 kg, 10 kg, 16 kg, 18 kg, 20 kg dan 25 kg. Dari hasil data skenario simulasi tersebut diperoleh bahwa kapasitas produk yang paling optimum yang dapat dibekukan sampai mencapai suhu akhir bahan _8°C dengan menggunakan kapasitas pompa vakum 0.01 m1/detik adalah maksimum pada ·kapasitas produk sebesar 20 kg. Hal ini bahwa dengan kapasitas pompa vakum yang sam a pada skenario simulasi dengan menggunakan kapasitas produk sebesar 20 kg lama pembekuan yang dicapai untuk memhekukan bahan sampai mencapai suhu akhir bahan sekitar _8°C tidak begitu besar perbedaannya dengan skenario simulasi yang menggunakan kapasitas produk sebesar 18 kg.