Direct Steam Injection

7:39 AM |

2.1.1

Metode ini merupakan metode pemanasan produk yang paling cepat dan dapat mencapai suhu sterilisasi hanya dalam hitungan detik. Metode ini biasanya juga dikombinasikan dengan pemanasan dan dan pendinginan dalam penukar panas (heat exchanger) dengan suhu rendah (sekitar 80° C) (Ramesh, 2007 dalam Rahman, 2007).

Dalam sistem direct steam injection, uap panas diinjeksikan langsung ke dalam produk pangannya. Hal ini dapat dilakukan dengan mengalirkan melalui lubang pipa tunggal. Oleh karena itu , metode ini harus menggunakan uap panas berkecepatan tinggi dan pipa cukup panjang untuk memastikan pencampuran yang tepat dan ada tekanan tinggi pada alatnya (Lewis dan Heppel, 2000).

Menurut Estiasih (2009) direct steam injection diberikan pada produk yang telah mengalami pemanasan awal pada suhu 76⁰C. Suhu pemanasan sampai 150⁰C dan pemanasan dilakukan dalam waktu yang cepat (2,5 detik).

Keuntungan metode ini adalah merupakan metode pemanasan dan pendinginan yang cepat sehingga cocok untuk produk pangan yang peka terhadap panas, serta penguapan senyawa volatil pada produk tertentu. Schroyer (2004) menjelaskan bahwa metode ini lebih cepat saat transfer energi dan lebih efisien dalam penggunaan energi. Kontak steam secara langsung dapat mencapai 100% efisiensi panas karena sensible dan panas laten dari steam digunakan secara bersamaan. Penambahan air yang berkondensasi dapat dipertimbangkan tergantung spesifikasi alat yang digunakan. Sumber uap yang digunakan murah dan mudah didapatkan. Akan tetapi, metode ini mempunyai kelemahan yaitu :

a. Hanya cocok untuk produk dengan viskositas rendah

b. Kendali proses rendah

c. Kesulitan menjaga kondisi steril pada bagian-bagian peralatan yang bertekanan rendah

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap transfer panas pada direct steam injection menurut Sarco (2011) adalah :

a. Ukuran dari gelembung steam. Kondensasi dari gelembung steam tergantung pada transfer panas yang melewati permukaan gelembung. Untuk memastikan bahwa gelembung steam terkondensasi semua, luas permukaan area gelembung harus sebesar mungkin. Gelembung yang lebih kecil mempunyai luas permukaan yang lebih besar daripada gelembung yang berukuran besar. Meskipun gelembung steam keluar dari lubang yang kecil, gelembung ini dapat membesar ketika tekanan dinaikkan sehingga lebih baik jika tekanan pada ujung pipa kecil. Osteramnn (2000) dalam penelitiannya menyebutkan bahwa lubang yang kecil pada injektor untuk memastikan steam yang mencapai produk berukuran kecil.

b. Luas permukaan cairan yang diinjeksikan. Luas permukaan ini berpengaruh terhadap tekanan balik, sehingga tekanan yang berbeda akan kurang dibandingkan tekanan steam. Jika luas permukaan luas dan tekanan steam pada pipa rendah, maka hanya terjadi perubahan kecil pada tekanan sehingga jumlah gelembung yang dihasilkan sedikit. Permukaan cairan yang lebih besar selama injeksi akan memberikan kesempatan besar bagi gelembung steam untuk berkondensasi sebelum mencapai permukaan cairan.

c. Kecepatan gelembung. Kecepatan ini bergantung pada tekanan steam dan permukaan cairan. Jika perbedaan tekanan kecil maka dihasilkan tekanan yang kecil, sehingga kecepatan gelembung minimal dan gelembung mendapatkan waktu maksimum untuk berkondensasi sebelum mencapai permukaan cairan.

d. Suhu cairan. Steam yang berkondensasi tergantung pada perbedaan suhu antara steam dan cairan yang dipanaskan. Selama proses transfer semua panas, kecepatan penukaran panas berlangsung karena perbedaan suhu.

Proses direct steam injection telah lama diaplikasikan pada proses sterilisasi susu UHT. Newstead et al (2006) mengemukakan bahwa penggunakaan suhu pemanasan awal 90^oC selama 30 detik pada proses direct steam injection mampu mencegah gelatinisasi atau sedimentasi selama 6 bulan di pabrik. Selain itu umur simpan susu UHT hasil direct steam injection lebih lama yaitu mencapai 8 bulan pada suhu penyimpanan 30^oC. Yuan (2007) menambahkan bahwa kehilangan aroma susu kedelai akibat penggunaan direct steam injection lebih sedikit dibandingkan metode tradisional yang menggunakan metode panas tak langsung. Oestermann (2005) menyatakan bahwa direct steam injection ini cocok diaplikasikan pada produk cair, namun kurang cocok untuk produk kental.