Teknologi Pencampuran Susu Kental Manis Rekombinasi

Folding, yaitu pencampuran yang belum tercampur kepada produk yang sudah tercampur; dan 3 Shearing, yaitu untuk mengecilkan ukuran bahan. Efisiensi proses pencampuran dicapai dengan membuat permukaan atas yang belum tercampur sesering mungkin berinteraksi untuk pembasahan dengan cairannya. Namun pembasahan demikian tidak mudah karena bahan yang ada di permukaan atas mengikuti aliran yang dialirkan oleh agitator. Menurut Silverson 2008, pada proses pembuatan susu kental manis dengan rekombinasi ada beberapa permasalahan yang harus ditangani : 1. SMP dan full cream milk powder FCMP sangat kohesif dan susah untuk dibasahi, sehingga saat penambahan ke dalam air sulit ditangani. 2. Susu bubuk akan teraglomerasi ketika ditambahkan cairan, sehingga agitator tidak cukup kuat secara cepat melarutkannya. 3. Pelarutan khususnya untuk produk seperti susu kental manis sangat sulit karena dilarutkan pada total padatan tinggi apalagi saat ditambahkan gula. 4. Dibutuhkan homogenizer yang bekerja pada kondisi tekanan tinggi untuk memastikan produk bebas dari aglomerasi dan terdispersi sempurna. Menurut Silverson 2008, parameter yang mempengaruhi hasil proses pencampuran pada pembuatan susu kental manis adalah jenis SMP dan bahan lain yang digunakan, waktu hidrasi, kecepatan agitator pencampuran, suhu awal pencampuran, suhu akhir pencampuran dan kecepatan masuk masing-masing bahan. Teknologi pencampuran yang digunakan pada pembuatan susu rekombinasi dan khususnya susu kental manis biasanya menggunakan high shearing effect yang mampu mereduksi waktu pencampuran dengan hasil yang baik Silverson, 2008. Berdasarkan istilah yang digunakan untuk proses pencampuran ini dapat dibagi menjadi : 1. Agitating: Umumnya didefinisikan pencampuran pada kecepatan rendah dengan menggunakan blade turbin agitator. 2. Blending: pengadukan dua atu lebih cairan dengan TS rendah dengan memiliki viskositas atau densitas yang sama. 3. Dissolving: pelarutan fase padatan ke fase cairan dengan agitasi yang simple. 4. Dispersing: menyebarkan dan membuat homogen partikel yang immiscible yang berbentuk droplet, gas ke dalam matriks cairan. 6. Homogenizing: istilah ini adalah untuk menyatakan proses pencampuran yang sangat intensif, sehingga seolah-olah fase yang terbentuk merupakan suatu senyawa. 7. Hydrating: banyak ingredient membutuhkan waktu lama untuk dapat dibasahi cairan saat pencampuran, oleh karena itu dibutuhkan gaya mekanis yang bekerja untuk meningkatkan kemampuan hidrasi ini dengan cara ukuran partikel harus diperkecil. Menurut Admix 2008, beberapa tipe high shear mixer dapat digunakan untuk melarutkan bahan-bahan yang sulit, baik major bahan seperti SMP dalam pembuatan susu kental manis maupun bahan tambahan berbasis caragenan, pati maupun Carboxy Methil Celullosa CMC. Aplikasi pemakaian beberapa jenis mixer yang didesain untuk pembuatan susu kental manis dilihat pada Tabel 4 dan pada Table 5. Tabel 4. Rancangan Pencampuran dan Aplikasinya Generasi 1 Conventional Mixer Agitator untuk keperluan umum Campuran cairan sederhana contoh :air dalam alcohol, pencampuran beberapa minyak makan. Generasi 2 Special Mixer Modifikasi agitator dengan kecepatan tinggi impeler tipe gergaji Melarutkan untuk pembahsahan sederhana bahan padat dalam air atau cairan. Generasi 3 Vacuum Mixer Menggunakan kondisi vakum Melarutkan untuk pembasahan sederhana bahan padat dalam air atau cairan dalm kondisi vakum untuk memcegah busa dan “burning” Generasi 4 High Shear Mixer Homogenizer Pump Revolusional mixer dengan mengubah konsep mixer dengan tangki ke dalam system pompa dengan system rotor stator dengan membuat efek “shearing”. Kombinasi dari efek penggesekan dengan gaya fisik yang membuat partikel atau droplet bahan menjadi lebih kecil, sehingga luas permukaan bahan yang berinteraksi dengan cairan semakin luas. Umumnya ukuran droplet partikel bisa dikurangi menjadi 0.5 – 5 mikron, dengan sebaran partikel lebih dari 90 -nya berukuran 3 mikron. Kombinasi gaya yang bekerja adalh : pemngadukan, emulsifikasi, pengecialn ukuran dan homogenisasi. Tabel 5. Daftar Aplikasi Penggunaan High Shear Mixer No Jenis Aplikasi Jenis Bahan 1 Emulsifikasi sistem cairan Margarin, es krim, protein, salad dressing dan saus, produk mikroenkapsulasi 2 Penggilingan basah sistem cairan Titanium oksida, pigmen, sluri 3 Homogenisasi Flavor dan esens, cream, punch buah, keju, jem, konsentrat bumbu, pasta gigi 4 Pelarutan molekul-koloid Garam. Gula, hidrokoloid, resin, agen pengikat 5 Inkorporasi bahan bubuk ke cairan Pati, susu bubuk, selulosa, xantan gum, guar gum, karagenan, pektin High Shear Mixer pertama kali diperkenalkan oleh Silverson TM dengan desain yang sangat kompak. Model yang digunakan ada dua jenis yaitu model batch dan inline Gambar 4a dan 4b. Gambar 4. High Shear Mixer Design Untuk Susu Kental Manis Rekombinasi Silverson 2008 a. Inline High Shear Mixer a. Batched High Shear Mixer

BAB III METODOLOGI

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT. XYZ dengan mengambil waktu pada bulan Januari – Februari 2010.

B. Bahan dan Alat Yang Digunakan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Skim Milk Powder SMP, Butter Milk Powder BMP, Susu segar, Full Cream Milk Powder FCMP, Sweet Whey Powder SWP, Gula, Maltodextrin, Stabilizer, Air, Flavor. Sedangkan alat yang digunakan adalah Unit Pencampuran, Unit Powder Handling, Unit CIP, Viscometer, Alat Sentrifuse, Tabung kecil, pH-meter, Refraktometer dan lain-lain.

C. Tahapan Penelitian

1. Review Desain Mesin dan Penentuan Parameter Kritis Proses Pencam- puran

Untuk mendapatkan informasi yang komprehensif yang dapat dijadikan dasar penentuan parameter kritis, maka dilakukan evaluasi terhadap desain peralatan proses sebelumnya dengan peralatan pencampuran yang baru. Evaluasi tersebut meliputi perbandingan diagram alir lengkap dai proses pencampuran, jenis mesin yang digunakan, jumlah energi yang dipakai, deskripsi dan fungsi kerja masing-masing mesin. Penentuan parameter proses pencampuran dilakukan dengan melakukan perbandingan antara desain proses pencampuran sebelumnya 7000 kg70 menit dengan proses pencampuran baru.

2. Penentuan Kecepatan Agitator Mixer dan Inline High Shear Mixer Pump

Dari penentuan parameter proses kritis diperoleh bahwa kecepatan agitator mixer A, kecepatan inline high shear mixer pump B, kecepatan dosing masuk susu bubuk C dan waktu hidrasi D, semuanya adalah sebagai parameter yang kritis seperti pada Tabel 6 : Tabel. 6. Parameter Proses Pencampuran Susu Kental Manis No Parameter Proses Unit 7000 kg70’ 9000 kg60’ Keterangan A Speed Agitator Rpm 1000 1000 Variabel speed max 1000 rpm B Mechanical Effect Inline shear pump Rpm 1500 2000, 2500, 3000 Variabel speed max 3000 rpm C Waktu Hidrasi Min 10 5, 10, 15 D Kecepatan screw feed susu bubuk Kgmin 90 120, 150, 180 Variabel speed max 300 kgmin E Suhu Hot Water awal o C 65 o C 65 o C Tidak ada perbedaan F Suhu Pencampuran akhir o C 60 o C 60 o C Tidak ada perbedaan Dari hasil review bahwa waktu hidrasi, kecepatan dosing masuk susu bubuk adalah variabel yang pembatasnya terkait dengan kapasitas proses pencampuran waktu, sedangkan kecepatan agitator mixer dan kecepatan inline high shear mixer pump dibatasi oleh kapasitas motor terpasang walaupun masing-masing menggunakan inverter sebagai variabel speed. Dengan mempertimbangkan kapasitas maksimum kecepatan agitator mixer pada kapasitas 7000 kg70 min adalah 1000 rpm, maka desain yang baru kecepatan agitatornya tidak boleh kurang dari 1000 rpm. Kecepatan inline high shear mixer pump bisa diatur dari 1000 hingga 3000 rpm, setting kecepatan sebelumnya adalah 1500 rpm. Besaran energi ini berbanding lurus dengan kecepatan impeller pada inline shear pump. Namun untuk mengetahui setting yang optimal dilakukan penentuan kecepatan inline high shear mixer pump B, yaitu B1 = 2000 rpm, B2 = 2500 rpm, dan B3 = 3000 rpm. Masing-masing kecepatan inline high shear mixer pump tersebut dikombinasikan dengan parameter pencampuran yang ada pada kapasitas 7000 kg70 min mengikuti kondisi setting sebelumnya Tabel 6.

3. Optimasi Proses Pencampuran

Penelitian ini dibatasi pada optimasi proses pencampuran saja. Hal ini karena salah satu titik paling kritis yang sangat penting pada proses pembuatan susu kental manis rekombinasi adalah proses pencampuran. Skema proses pencampuran secara jelas dapat dilihat pada Gambar 5. Penimbangan susu bubuk dan gula Gula Silo 1 Gula Silo 2 BMP Silo SMP Silo SWP Silo SBT Hot Water Oil Fat Hot Water Oil Fat Gambar 5. Blok Diagram Pembuatan Susu Kental Manis di PT. XYZ Desain urutan proses pencampuran yang digunakan untuk memproduksi susu kental manis dengan adanya peningkatan kapasitas dari 7.000 kg70 menit menjadi 9.000 kg 60 menit, maka kondisi proses sebagai berikut Tabel 7. Dengan menggunakan hasil penentuan parameter kritis dalam pencampuran, dan maka dilakukan optimasi parameter proses pencampuran dengan formula susu kental manis. Hal ini dilakukan karena formula susu kental manis adalah formula sweetened condensed milk yang paling sulit larut mengingat kadar susu kental manis yang cukup tinggi. Inline High Shear Pump PHE PENCAMPURAN Filtration Inline High Shear Pump PHE PENCAMPURAN Filtration