Freeze-dryingFrom Wikipedia, the free encyclopedia This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding reliable references. Unsourced material may be challenged and removed.(August 2011)

In a typical phase diagram, the boundary between gas and liquid runs from the triple point to the critical point. Freeze-drying (blue arrow) brings the system around the triple point, avoiding the direct liquid-gas transition seen in ordinary drying (green arrow).

A benchtop manifold freeze-drier Freeze-drying (also known as lyophilisation, lyophilization or cryodesiccation) is a dehydration process typically used to preserve a perishable material or make the material more convenient for transport. Freeze-drying works by freezing the material and then reducing the surrounding pressure to allow the frozen water in the material to sublime directly from the solid phase to the gas phase.

Contents

[hide]

1 The origins of freeze drying 2 The freeze-drying process o 2.1 Pretreatment o 2.2 Freezing o 2.3 Primary drying o 2.4 Secondary drying 3 Properties of freeze-dried products 4 Freeze-drying protectants 5 Applications of freeze-drying o 5.1 Pharmaceutical and biotechnology o 5.2 Food industry o 5.3 Technological industry o 5.4 Other uses 6 Freeze-drying equipment 7 See also 8 References 9 External links

[edit] The origins of freeze dryingFreeze-drying was first actively developed during WWII. Serum being sent to Europe for medical treatment of the wounded required refrigeration. Due to the lack of available refrigeration, many serum supplies were spoiling before reaching the intended recipients. The freeze-drying process was developed as a commercial technique that enabled serum to be rendered chemically stable and viable without having to be refrigerated. Shortly thereafter, the freeze dry process was applied to penicillin and bone, and lyophilization became recognized as an important technique for preservation of biologicals. Since that time, freeze-drying has been used as a preservation or processing technique for a wide variety of products. Some of the applications include the processing of food, pharmaceuticals, diagnostic kits, restoration of water damaged documents, river bottom sludge prepared for hydrocarbon analysis, ceramics used in the semiconductor industry, viral or bacterial cultures, tissues prepared for analysis, the production of synthetic skins and restoration of historic/reclaimed boat hulls.

[edit] The freeze-drying processThere are four stages in the complete drying process: pretreatment, freezing, primary drying, and secondary drying.

[edit] PretreatmentPretreatment includes any method of treating the product prior to freezing. This may include concentrating the product, formulation revision (i.e., addition of components to increase stability

and/or improve processing), decreasing a high vapor pressure solvent or increasing the surface area. In many instances the decision to pretreat a product is based on theoretical knowledge of freeze-drying and its requirements, or is demanded by cycle time or product quality considerations. Methods of pretreatment include: Freeze concentration, Solution phase concentration, Formulation to Preserve Product Appearance, Formulation to Stabilize Reactive Products, Formulation to Increase the Surface Area, and Decreasing High Vapor Pressure Solvents.[1]

[edit] FreezingIn a lab, this is often done by placing the material in a freeze-drying flask and rotating the flask in a bath, called a shell freezer, which is cooled by mechanical refrigeration, dry ice and methanol, or liquid nitrogen. On a larger scale, freezing is usually done using a freeze-drying machine. In this step, it is important to cool the material below its triple point, the lowest temperature at which the solid and liquid phases of the material can coexist. This ensures that sublimation rather than melting will occur in the following steps. Larger crystals are easier to freeze-dry. To produce larger crystals, the product should be frozen slowly or can be cycled up and down in temperature. This cycling process is called annealing. However, in the case of food, or objects with formerly-living cells, large ice crystals will break the cell walls (a problem discovered, and solved, by Clarence Birdseye), resulting in the destruction of more cells, which can result in increasingly poor texture and nutritive content. In this case, the freezing is done rapidly, in order to lower the material to below its eutectic point quickly, thus avoiding the formation of ice crystals. Usually, the freezing temperatures are between 50 C and 80 C. The freezing phase is the most critical in the whole freeze-drying process, because the product can be spoiled if badly done. Amorphous materials do not have a eutectic point, but they do have a critical point, below which the product must be maintained to prevent melt-back or collapse during primary and secondary drying.

[edit] Primary dryingDuring the primary drying phase, the pressure is lowered (to the range of a few millibars), and enough heat is supplied to the material for the water to sublime. The amount of heat necessary can be calculated using the sublimating molecules latent heat of sublimation. In this initial drying phase, about 95% of the water in the material is sublimated. This phase may be slow (can be several days in the industry), because, if too much heat is added, the materials structure could be altered. In this phase, pressure is controlled through the application of partial vacuum. The vacuum speeds sublimation, making it useful as a deliberate drying process. Furthermore, a cold condenser chamber and/or condenser plates provide a surface(s) for the water vapour to resolidify on. This condenser plays no role in keeping the material frozen; rather, it prevents water vapor from reaching the vacuum pump, which could degrade the pump's performance. Condenser temperatures are typically below 50 C (60 F).

It is important to note that, in this range of pressure, the heat is brought mainly by conduction or radiation; the convection effect is negligible, due to the low air density.

[edit] Secondary dryingThe secondary drying phase aims to remove unfrozen water molecules, since the ice was removed in the primary drying phase. This part of the freeze-drying process is governed by the materials adsorption isotherms. In this phase, the temperature is raised higher than in the primary drying phase, and can even be above 0 C, to break any physico-chemical interactions that have formed between the water molecules and the frozen material. Usually the pressure is also lowered in this stage to encourage desorption (typically in the range of microbars, or fractions of a pascal). However, there are products that benefit from increased pressure as well. After the freeze-drying process is complete, the vacuum is usually broken with an inert gas, such as nitrogen, before the material is sealed. At the end of the operation, the final residual water content in the product is extremely low, around 1% to 4%.

[edit] Properties of freeze-dried products

Freeze dried ice cream If a freeze-dried substance is sealed to prevent the reabsorption of moisture, the substance may be stored at room temperature without refrigeration, and be protected against spoilage for many years. Preservation is possible because the greatly reduced water content inhibits the action of microorganisms and enzymes that would normally spoil or degrade the substance. Freeze-drying also causes less damage to the substance than other dehydration methods using higher temperatures. Freeze-drying does not usually cause shrinkage or toughening of the material being dried. In addition, flavours, smells and nutritional content generally remain unchanged, making the process popular for preserving food. However, water is not the only chemical capable of sublimation, and the loss of other volatile compounds such as acetic acid (vinegar) and alcohols can yield undesirable results.

Freeze-dried products can be rehydrated (reconstituted) much more quickly and easily because the process leaves microscopic pores. The pores are created by the ice crystals that sublimate, leaving gaps or pores in their place. This is especially important when it comes to pharmaceutical uses. Freeze-drying can also be used to increase the shelf life of some pharmaceuticals for many years.

[edit] Freeze-drying protectantsSimilar to cryoprotectants, some molecules protect freeze-dried material. Known as lyoprotectants, these molecules are typically polyhydroxy compounds such as sugars (mono-, di-, and polysaccharides), polyalcohols, and their derivatives. Trehalose and sucrose are natural lyoprotectants. Trehalose is produced by a variety of plant, fungi, and invertebrate animals that remain in a state of suspended animation during periods of drought (also known as anhydrobiosis).

[edit] Applications of freeze-drying[edit] Pharmaceutical and biotechnologyPharmaceutical companies often use freeze-drying to increase the shelf life of products, such as vaccines and other injectables. By removing the water from the material and sealing the material in a vial, the material can be easily stored, shipped, and later reconstituted to its original form for injection. Another example from the pharmaceutical industry is the use of freeze drying to produce tablets or wafers, the advantage of which is less excipient as well as a rapidly absorbed and easily administered dosage form.

[edit] Food industry

Freeze dried bacon bars

Freeze-dried coffee, a form of instant coffee Freeze-drying is used to preserve food, the resulting product being very lightweight. The process has been popularized in the forms of freeze-dried ice cream, an example of astronaut food. It is also widely used to produce essences or flavourings to add to food. Because of its light weight per volume of reconstituted food, freeze dried product is also popular and convenient for hikers. More dried food can be carried per the same weight of wet food, and has the benefit of "long life" compared to wet food that tends to spoil quickly. The hikers then reconstitute the food with water available at point of use. Instant coffee is sometimes freeze-dried, despite the high costs of the freeze-driers used. The coffee is often dried by vaporization in a hot air flow, or by projection on hot metallic plates. Freeze-dried fruit is used in some breakfast cereal. Culinary herbs are also freeze-dried, although air-dried herbs are far more common and less expensive.

[edit] Technological industryIn chemical synthesis, products are often freeze-dried to make them more stable, or easier to dissolve in water for subsequent use. In bioseparations, freeze-drying can be used also as a late-stage purification procedure, because it can effectively remove solvents. Furthermore, it is capable of concentrating substances with low molecular weights that are too small to be removed by a filtration membrane. Freeze-drying is a relatively expensive process. The equipment is about three times as expensive as the equipment used for other separation processes, and the high energy demands lead to high energy costs. Furthermore, freeze-drying also has a long process time, because the addition of too much heat to the material can cause melting or structural deformations. Therefore, freezedrying is often reserved for materials that are heat-sensitive, such as proteins, enzymes, microorganisms, and blood plasma. The low operating temperature of the process leads to minimal damage of these heat-sensitive products

[edit] Other usesOrganizations such as the Document Conservation Laboratory at the United States National Archives and Records Administration (NARA) have done studies on freeze-drying as a recovery method of water-damaged books and documents. While recovery is possible, restoration quality depends on the material of the documents. If a document is made of a variety of materials, which have different absorption properties, expansion will occur at a non-uniform rate, which could lead to deformations. Water can also cause mold to grow or make inks bleed. In these cases, freeze-drying may not be an effective restoration method. In bacteriology freeze-drying is used to conserve special strains. In high-altitude environments, the low temperatures and pressures can sometimes produce natural mummies by a process of freeze-drying.

Advanced ceramics processes sometimes use freeze-drying to create a formable powder from a sprayed slurry mist. Freeze-drying creates softer particles with a more homogeneous chemical composition than traditional hot spray drying, but it is also more expensive. Freeze drying is also used for floral preservation. Wedding bouquet preservation has become very popular with brides who want to preserve their wedding day flowers [2] A new form of burial which previously freeze-dries the body with liquid nitrogen has been developed by the Swedish company Promessa Organic AB, which puts it forward as an environmentally friendly alternative to traditional casket and cremation burials.

[edit] Freeze-drying equipment

Unloading trays of freeze-dryed material from a small cabinet-type freeze-dryer

Product viewable single shelf freeze-dryer

Production freeze-drier

Development freeze-dryer There are essentially three categories of freeze-dryers: the manifold freeze-dryer, the rotary freeze-dryer and the tray style freeze-dryer. Two components are common to all types of freezedryers: a vacuum pump to reduce the ambient gas pressure in a vessel containing the substance to be dried and a condenser to remove the moisture by condensation on a surface cooled to -40 to -80 C. The manifold, rotary and tray type freeze-dryers differ in the method by which the dried substance is interfaced with a condenser. In manifold freeze-dryers a short usually circular tube is used to connect multiple containers with the dried product to a condenser. The rotary and tray freeze-dryers have a single large reservoir for the dried substance.

Rotary freeze-dryers are usually used for drying pellets, cubes and other pourable substances. The rotary dryers have a cylindrical reservoir that is rotated during drying to achieve a more uniform drying throughout the substance. Tray style freeze-dryers usually have rectangular reservoir with shelves on which products, such as pharmaceutical solutions and tissue extracts, can be placed in trays, vials and other containers. Manifold freeze-dryers are usually used in a laboratory setting when drying liquid substances in small containers and when the product will be used in a short period of time. A manifold dryer will dry the product to less than 5% moisture content. Without heat, only primary drying (removal of the unbound water) can be achieved. A heater must be added for secondary drying, which will remove the bound water and will produce a lower moisture content. Tray style freeze-dryers are typically larger than the manifold dryers and are more sophisticated. Tray style freeze-dryers are used to dry a variety of materials. A tray freeze-dryer is used to produce the driest product for long-term storage. A tray freeze-dryer allows the product to be frozen in place and performs both primary (unbound water removal) and secondary (bound water removal) freeze-drying, thus producing the dryest possible end-product. Tray freeze-dryers can dry products in bulk or in vials or other containers. When drying in vials, the freeze-drier is supplied with a stoppering mechanism that allows a stopper to be pressed into place, sealing the vial before it is exposed to the atmosphere. This is used for long-term storage, such as vaccines. Improved freeze drying techniques are being developed to extend the range of products that can be freeze dried, to improve the quality of the product, and to produce the product faster with less labor. Ever since the 1930s, industrial freeze drying had been dependent on a single type of equipment: the tray freeze drier. In 2005 a quicker and less-labor intensive freeze drying method was developed for bulk materials. This freeze drying process proved to be able to produce freeflowing powder from a single vessel. Known as [Active Freeze Drying] AFD technology, the new process used continuous motion to improve mass transfer and hence cutting processing time, while also eliminating the need to transfer to and from drying trays and downstream size reduction devices.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Web Gambar Maps Berita Terjemahan Buku Gmail selengkapnya 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

1. Masuk

2. 3. 1. TerjemahanFreeze-drying From Wikipedia, the free encycloped This article needs add

Pengeringan beku Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas Artikel ini kebutuhan tambahan kutipan untuk verifikasi. Harap membantu memperbaiki artikel ini dengan menambahkan referensi yang handal. Unsourced bahan dapat ditentang dan dihapus. (Agustus 2011) Dalam diagram fasa yang khas, batas antara gas dan cairan berjalan dari titik tripel ke titik kritis. Kering-beku (panah biru) membawa sistem di sekitar titik tripel, menghindari transisi cair-gas langsung terlihat pada pengeringan biasa (panah hijau). Sebuah benchtop berjenis kering bekuKering-beku (juga dikenal sebagai lyophilisation, lyophilization atau cryodesiccation) adalah proses dehidrasi biasanya digunakan untuk mengawetkan bahan yang mudah rusak atau membuat materi lebih nyaman untuk transportasi. Kering-beku bekerja dengan membekukan bahan dan kemudian mengurangi tekanan sekitarnya untuk memungkinkan air beku dalam bahan untuk sublim langsung dari fase padat ke fase gas. Isi

[Sembunyikan] 1 Asal-usul pengeringan beku 2 Proses pengeringan beku 2.1 Pretreatment 2.2 Pembekuan 2.3 Primer pengeringan 2,4 Sekunder pengeringan 3 Sifat beku-kering produk 4 Freeze-pengeringan protectants 5 Aplikasi pengeringan beku 5.1 Farmasi dan bioteknologi 5.2 Industri makanan 5.3 Teknologi Industri 5.4 Kegunaan lain 6 Freeze-peralatan pengeringan 7 Lihat juga 8 Referensi 9 Pranala luar [Sunting] Asal-usul pengeringan beku Pengeringan beku pertama kali aktif dikembangkan selama Perang Dunia II. Serum yang dikirim ke Eropa untuk perawatan medis dari pendinginan diperlukan terluka. Karena kurangnya pendinginan yang tersedia, persediaan serum banyak yang merusak sebelum mencapai penerima. Proses pengeringan beku dikembangkan sebagai suatu teknik komersial yang memungkinkan serum yang akan diberikan kimia stabil dan layak tanpa harus didinginkan. Tak lama kemudian, proses beku kering diterapkan terhadap penisilin dan tulang, dan lyophilization menjadi diakui sebagai teknik penting bagi pelestarian biologi. Sejak saat itu, beku-pengeringan telah digunakan sebagai teknik pelestarian atau pengolahan untuk berbagai macam produk. Beberapa aplikasi termasuk pengolahan makanan, farmasi, kit diagnostik, restorasi dokumen air yang rusak, sungai lumpur bawah disiapkan untuk analisis hidrokarbon, keramik digunakan dalam industri semikonduktor, budaya virus atau bakteri, jaringan disiapkan untuk analisis, produksi sintetik kulit dan pemulihan bersejarah / reklamasi lambung perahu. [Sunting] Proses pengeringan beku Ada empat tahap dalam proses pengeringan lengkap: pretreatment, pembekuan, pengeringan primer, sekunder dan pengeringan. [Sunting] Pretreatment Pretreatment termasuk metode apapun yang memperlakukan produk sebelum pembekuan. Ini mungkin termasuk berkonsentrasi produk, revisi formulasi (misalnya, penambahan komponen untuk meningkatkan stabilitas dan / atau meningkatkan pengolahan), penurunan tekanan uap yang tinggi pelarut atau meningkatkan luas permukaan. Dalam banyak kasus keputusan untuk pretreat produk didasarkan pada pengetahuan teoritis dari pengeringan beku dan persyaratan, atau dituntut oleh waktu siklus atau pertimbangan kualitas produk. Metode pretreatment

meliputi:. Konsentrasi Freeze, konsentrasi Solusi fase, Formulasi untuk Pertahankan Penampilan Produk, Formulasi untuk Menstabilkan Produk Reaktif, Formulasi untuk Meningkatkan Area Permukaan, dan Penurunan Tekanan Tinggi Pelarut Vapor [1] [Sunting] Pembekuan Dalam laboratorium, hal ini sering dilakukan dengan menempatkan bahan dalam labu pengeringan beku dan memutar botol di kamar mandi, yang disebut freezer shell, yang didinginkan dengan pendinginan mekanis, es kering dan metanol, atau nitrogen cair. Pada skala yang lebih besar, pembekuan ini biasanya dilakukan menggunakan mesin pengeringan beku. Dalam langkah ini, penting untuk mendinginkan bahan di bawah titik triple, suhu terendah di mana fase padat dan cair bahan dapat hidup berdampingan. Hal ini memastikan bahwa sublimasi bukan mencair akan terjadi dalam langkah-langkah berikut. Kristal yang lebih besar lebih mudah untuk beku-kering. Untuk menghasilkan kristal yang lebih besar, produk harus beku perlahanlahan atau bisa bersepeda naik dan turun suhu. Proses bersepeda disebut annealing. Namun, dalam kasus makanan, atau benda dengan sebelumnya-sel hidup, kristal es besar akan memecahkan dinding sel (masalah ditemukan, dan dipecahkan, oleh Clarence Birdseye), mengakibatkan kerusakan sel, yang dapat mengakibatkan semakin miskin tekstur dan konten gizi. Dalam hal ini, pembekuan dilakukan dengan cepat, dalam rangka untuk menurunkan bahan untuk di bawah titik eutektik dengan cepat, sehingga menghindari pembentukan kristal es. Biasanya, suhu dingin adalah antara -50 C dan -80 C. Fase pembekuan adalah yang paling penting dalam proses kering-beku utuh, karena produk bisa rusak jika buruk dilakukan. Bahan amorf tidak memiliki titik eutektik, tetapi mereka memiliki titik kritis, yang di bawah produk harus dijaga untuk mencegah meleleh kembali atau runtuh selama pengeringan primer dan sekunder. [Sunting] pengeringan Primer Selama fase pengeringan primer, tekanan diturunkan (ke jangkauan beberapa milibar), dan panas yang cukup dipasok ke bahan untuk air untuk sublim. Jumlah panas yang diperlukan dapat dihitung dengan menggunakan panas laten molekul sublimasi 'sublimasi. Dalam tahap pengeringan awal, sekitar 95% dari air dalam bahan yang disublimasikan. Fase ini mungkin lambat (bisa beberapa hari dalam industri), karena, jika panas terlalu banyak yang ditambahkan, struktur bahan yang dapat diubah. Dalam fase ini, tekanan dikontrol melalui penerapan vakum parsial. Vakum kecepatan sublimasi, sehingga berguna sebagai proses pengeringan yang disengaja. Selanjutnya, ruang kondensor dingin dan / atau pelat kondensor memberikan permukaan (s) untuk uap air untuk kembali memantapkan pada. Kondensor ini tidak memainkan peran dalam menjaga materi beku, melainkan mencegah uap air dari mencapai pompa vakum, yang dapat menurunkan kinerja pompa. Suhu kondensor biasanya di bawah -50 C (-60 F). Penting untuk dicatat bahwa, dalam berbagai tekanan, panas dibawa terutama oleh konduksi atau radiasi; efek konveksi diabaikan, karena kepadatan udara rendah. [Sunting] pengeringan Sekunder Tahap pengeringan sekunder bertujuan untuk menghilangkan molekul air membeku, karena es

itu dihapus dalam fase pengeringan primer. Ini bagian dari proses pengeringan beku diatur oleh isoterm adsorpsi material. Dalam fase ini, suhu dinaikkan lebih tinggi daripada di fase pengeringan primer, dan bahkan bisa di atas 0 C, untuk memecahkan interaksi fisiko-kimia yang telah terbentuk antara molekul air dan bahan beku. Biasanya tekanan juga diturunkan dalam tahap ini untuk mendorong desorpsi (biasanya di kisaran microbars, atau fraksi dari pascal). Namun, ada produk yang mendapatkan keuntungan dari peningkatan tekanan juga. Setelah proses kering-beku selesai, vakum biasanya rusak dengan gas inert, seperti nitrogen, sebelum bahan-bahan tersebut disegel. Pada akhir operasi, kadar air akhir residu dalam produk sangat rendah, sekitar 1% sampai 4%. [Sunting] Sifat beku-kering produk Beku kering es krim Jika suatu zat beku-kering disegel untuk mencegah reabsorpsi kelembaban, substansi dapat disimpan pada suhu kamar tanpa pendingin, dan dilindungi terhadap pembusukan selama bertahun-tahun. Pelestarian ini dimungkinkan karena kandungan air sangat berkurang menghambat aksi mikroorganisme dan enzim yang biasanya akan merusak atau menurunkan substansi. Kering-beku juga menyebabkan lebih sedikit kerusakan substansi daripada metode dehidrasi lain menggunakan suhu yang lebih tinggi. Kering-beku biasanya tidak menyebabkan penyusutan atau ketangguhan dari bahan yang dikeringkan. Selain itu, rasa, bau dan kandungan gizi umumnya tetap tidak berubah, membuat proses populer untuk melestarikan makanan. Namun, air tidak kimia hanya mampu sublimasi, dan hilangnya senyawa volatil lainnya seperti asam asetat (cuka) dan alkohol dapat menghasilkan hasil yang tidak diinginkan. Beku-kering produk dapat direhidrasi (dilarutkan) jauh lebih cepat dan mudah karena proses daun pori-pori mikroskopis. Pori-pori yang diciptakan oleh kristal es yang menghaluskan, meninggalkan celah atau pori-pori di tempat mereka. Hal ini terutama penting ketika datang ke menggunakan farmasi. Kering-beku juga dapat digunakan untuk meningkatkan kehidupan rak dari beberapa obat-obatan selama bertahun-tahun. [Sunting] beku-kering protectants Mirip dengan cryoprotectants, beberapa molekul melindungi bahan beku-kering. Dikenal sebagai lyoprotectants, molekul ini biasanya polihidroksi senyawa seperti gula (mono-, di-, dan polisakarida), polyalcohols, dan turunannya. Trehalosa dan sukrosa yang lyoprotectants alami. Trehalosa diproduksi oleh berbagai tanaman, jamur, dan hewan invertebrata yang tetap dalam keadaan mati suri selama periode kekeringan (juga dikenal sebagai anhydrobiosis). [Sunting] Aplikasi pengeringan beku [Sunting] Farmasi dan bioteknologi Perusahaan farmasi sering menggunakan pengeringan beku untuk meningkatkan umur simpan produk, seperti vaksin dan suntikan lainnya. Dengan menghapus air dari material dan penyegelan bahan dalam botol, materi dapat dengan mudah disimpan, dikirim, dan kemudian dibentuk kembali ke bentuk aslinya untuk injeksi. Contoh lain dari industri farmasi adalah penggunaan

pengeringan beku untuk memproduksi tablet atau wafer, keuntungan yang eksipien kurang serta bentuk sediaan cepat diserap dan mudah dikelola. [Sunting] Makanan industri Bekukan daging kering bar Beku-kering kopi, bentuk kopi instan Pengeringan beku digunakan untuk mengawetkan makanan, produk yang dihasilkan menjadi sangat ringan. Proses ini telah dipopulerkan dalam bentuk beku-kering es krim, contoh makanan astronot. Hal ini juga banyak digunakan untuk memproduksi esens atau penyedap rasa untuk menambah makanan. Karena bobotnya yang ringan per volume makanan dilarutkan, produk beku kering juga populer dan nyaman bagi pejalan kaki. Lebih banyak makanan kering dapat dilakukan per berat yang sama makanan basah, dan memiliki manfaat "hidup panjang" dibandingkan dengan makanan basah yang cenderung merusak dengan cepat. Para pejalan kaki kemudian menyusun kembali makanan dengan air yang tersedia pada titik penggunaan. Kopi instan kadang-kadang beku-kering, meskipun biaya tinggi pembekuan-drier digunakan. Kopi sering dikeringkan dengan penguapan dalam aliran udara panas, atau dengan proyeksi di piring logam panas. Beku-kering buah digunakan dalam beberapa sereal sarapan. Herbal kuliner juga beku-kering, meskipun udara kering herbal jauh lebih umum dan lebih murah. [Sunting] Industri Teknologi Dalam sintesis kimia, produk sering beku-kering untuk membuat mereka lebih stabil, atau lebih mudah larut dalam air untuk penggunaan selanjutnya. Dalam bioseparations, pengeringan beku dapat digunakan juga sebagai prosedur pemurnian tahap akhir, karena secara efektif dapat menghilangkan pelarut. Selain itu, mampu berkonsentrasi zat dengan berat molekul rendah yang terlalu kecil untuk dihapus oleh membran filtrasi. Kering-beku adalah proses yang relatif mahal. Peralatan sekitar tiga kali lebih mahal dari peralatan yang digunakan untuk proses pemisahan lainnya, dan energi yang tinggi menyebabkan tuntutan biaya energi yang tinggi. Selanjutnya, pengeringan beku juga memiliki waktu proses yang lama, karena penambahan panas terlalu banyak bahan dapat menyebabkan deformasi mencair atau struktural. Oleh karena itu, pengeringan beku sering disediakan untuk bahan yang sangat sensitif terhadap panas, seperti protein, enzim, mikroorganisme, dan plasma darah. Suhu operasi yang rendah dari proses menyebabkan kerusakan minimal ini peka panas produk [Sunting] Kegunaan lain Organisasi seperti Laboratorium Konservasi Dokumen di Amerika Serikat Arsip Nasional dan Administrasi Records (NARA) telah melakukan studi tentang pengeringan beku sebagai metode pemulihan air yang rusak buku dan dokumen. Sementara pemulihan adalah mungkin, kualitas restorasi bergantung pada bahan dokumen. Jika dokumen terbuat dari berbagai bahan, yang memiliki sifat penyerapan yang berbeda, ekspansi akan terjadi pada tingkat non-seragam, yang dapat menyebabkan deformasi. Air juga dapat menyebabkan cetakan tumbuh atau membuat berdarah tinta. Dalam kasus ini, pengeringan beku mungkin tidak menjadi metode restorasi yang efektif. Dalam bakteriologi pengeringan beku digunakan untuk menghemat strain khusus.

Dalam lingkungan ketinggian tinggi, suhu rendah dan tekanan kadang-kadang dapat menghasilkan mumi alami dengan proses pengeringan beku. Keramik maju kadang-kadang menggunakan proses pengeringan beku untuk membuat bubuk formable dari kabut disemprot bubur. Kering-beku menciptakan partikel lembut dengan komposisi kimia yang lebih homogen dibandingkan tradisional pengeringan semprot panas, tetapi juga lebih mahal. Pengeringan beku juga digunakan untuk pelestarian bunga. Pernikahan pelestarian buket telah menjadi sangat populer dengan pengantin yang ingin mempertahankan bunga hari pernikahan mereka [2] Sebuah bentuk baru penguburan yang sebelumnya beku-kering tubuh dengan nitrogen cair telah dikembangkan oleh perusahaan Swedia Promessa Organik AB, yang menempatkan ke depan sebagai alternatif ramah lingkungan untuk peti tradisional dan penguburan kremasi. [Sunting] beku-pengeringan peralatan Bongkar nampan beku-dryed bahan dari lemari-jenis pengering beku-kecil Produk rak tunggal dapat dilihat pengering beku Produksi beku-kering Pembangunan pengering beku Pada dasarnya terdapat tiga kategori beku-pengering: manifold beku-pengering, pengering pembekuan-putar dan gaya nampan beku-pengering. Dua komponen yang umum untuk semua jenis pengering-beku: pompa vakum untuk mengurangi tekanan gas ambien dalam sebuah kapal yang berisi substansi yang akan dikeringkan dan kondensor untuk menghilangkan uap air dengan kondensasi pada permukaan didinginkan sampai -40 sampai -80 C The manifold, putar dan jenis baki pengering-beku berbeda. dalam metode yang substansi kering dihubungkan dengan sebuah kondensor. Dalam ragamnya pengering beku-tabung biasanya melingkar pendek adalah digunakan untuk menghubungkan beberapa wadah dengan produk kering untuk kondensor. Para putar dan baki pengering beku-memiliki reservoir besar tunggal untuk substansi kering. Rotary dryer beku-biasanya digunakan untuk pengeringan pelet, kubus dan zat pourable lainnya. Pengering rotary memiliki reservoir silinder yang diputar selama pengeringan untuk mencapai lebih seragam pengeringan seluruh substansi. Baki gaya pengering beku-biasanya memiliki reservoir persegi panjang dengan rak-rak yang produk, seperti solusi farmasi dan ekstrak jaringan, dapat ditempatkan dalam nampan, botol dan wadah lainnya. Manifold pengering beku-biasanya digunakan dalam setting laboratorium ketika pengeringan zat cair dalam wadah kecil dan ketika produk tersebut akan digunakan dalam waktu singkat. Pengering ragamnya akan mengeringkan produk menjadi kurang dari 5% kadar air. Tanpa panas, hanya pengeringan primer (pengangkatan air terikat) dapat dicapai. Sebuah pemanas harus ditambahkan untuk pengeringan sekunder, yang akan menghapus air terikat dan akan menghasilkan kadar air rendah. Baki gaya pengering beku-biasanya lebih besar dari pengering manifold dan lebih canggih. Baki

pengering beku-gaya yang digunakan untuk mengeringkan berbagai bahan. Sebuah nampan beku-pengering digunakan untuk menghasilkan produk terkering untuk penyimpanan jangka panjang. Sebuah nampan beku pengering memungkinkan produk yang akan beku di tempat dan melakukan baik primer (terikat pemindahan air) dan sekunder (pengangkatan air terikat) bekupengeringan, sehingga menghasilkan dryest mungkin produk akhir. Baki pengering beku-kering dapat produk dalam jumlah besar atau dalam botol atau wadah lainnya. Ketika pengeringan dalam botol, membekukan-kering diberikan dengan mekanisme stoppering yang memungkinkan stopper harus ditekan ke tempatnya, menyegel botol sebelum terkena ke atmosfer. Ini digunakan untuk penyimpanan jangka panjang, seperti vaksin. Pengeringan beku Peningkatan teknik yang dikembangkan untuk memperluas jangkauan produk yang dapat freeze dried, untuk meningkatkan kualitas produk, dan untuk menghasilkan produk lebih cepat dengan tenaga kerja kurang. Sejak tahun 1930-an, industri pengeringan beku telah bergantung pada satu jenis peralatan: pengering beku nampan. Pada tahun 2005 metode pembekuan cepat dan kurang padat karya pengeringan dikembangkan untuk bahan massal. Ini proses pengeringan beku terbukti dapat menghasilkan bubuk yang mengalir bebas dari satu kapal. Dikenal sebagai [Aktif Freeze Pengeringan] AFD teknologi, proses baru yang digunakan gerak kontinu untuk meningkatkan perpindahan massa dan karenanya memotong waktu pemrosesan, sementara juga menghilangkan kebutuhan untuk mentransfer ke dan dari nampan pengeringan dan ukuran perangkat hilir reduksi. Baru! Klik kata di atas untuk melihat terjemahan alternatif. Singkirkan Google Terjemahan untuk:PenelusuranVideoEmailPonselObrolan Bisnis:Perangkat PenerjemahPeluang Pasar GlobalWebsite Translator Tentang Google TerjemahanMatikan terjemahan instanPrivasiBantuan

PENGERINGAN KABINET{ Maret 15, 2009 @ 10:24 am } { Report } A.Latar Belakang Pengeringan pangan berarti pemindahan dengan sengaja dari bahan pangan. Pada umumnya, pengeringan berlangsung dengan penguapan air yang terdapat di dalam bahan pangan dan untuk ini panas laten penguapan harus diberikan. Dua faktor proses pengawasan yang penting dimasukkan ke dalam satuan operasi pengeringsn yaitu : a) Pemindahan panas untuk melengkapi panas laten penguapan yang dibutuhkan; b) Pergerakan air atau uap air melalui bahan pangan dan kemudian keluar bahan untuk mempengaruhi pemisahan dari bahan pangan. Pengeringan pangan penting sebagai metode pengawetan. Pangan kering dapat disimpan untuk waktu yang lama mengalami pembusukan, karena jasat renik yang dapat membusukkan an memecahkan pangan tidak dapat tumbuh dan juga bertambah sulit oleh karena ketiadaan air, dan kebanyakan enzim yang dapat menyebabkan perubahan kimia yang tidak dikehendaki, tidak dapat berfungsi tanpa adanya air. Proses pengeringan terbagi dalam tiga kategori, yaitu: 1. Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfir. Dalam hal ini panas dipindahkan menembus bahan pangan, baik dari udara maupun permukaan yang dipanaskan. Uap air dipindahkan dengan udara. 2. Pengeringan hampa udara Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan air terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan tinggi. Panas yang dipindahkan dalam pengeringan hampa udara pada umumnya secara konduksi, kadang-kadang secara pemancaran. 3. Pengeringan beku. Pada pengeringan beku, uap air disublimasikan keluar dari bahan pangan beku. Struktur bahan pangan dipertahankan dengan baik pada kondisi ini. Suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam alat pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi(Earle : 1969). II. LANDASAN TEORI Pengeringan ialah suatu cara/proses untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan , dengan cara menguapkan sebagian besar air yang dikandungnya dengan menggunakan energi panas. Biasanya kandungan air bahan dikurangi sampai batas dimana mikroba tidak dapat tumbuh lagi di dalamnya. Pengeringan dapat pula diartikan sebagai suatu penerapan panas dalam kondisi terkendali , untuk mengeluarkan sebagian besar air dalam bahan pangan melalui evaporasi (pada pengeringan umum) dan sublimasi (pada pengeringan beku). Ada 2 istilah yang dipakai untuk pengeringan yaitu : Drying : suatu proses kehilangan air yang disebabkan oleh daya atau kekuatan alam, misalnya matahari (dijemur) dan angin (diangin-anginkan). Dehydration (dehidrasi) : suatu proses pengeringan dengan panas buatan, dengan menggunakan peralatan/alat-alat pengering. Tujuan pengeringan bahan pangan yaitu : 1. Mengurangi risiko kerusakan karena kegiatan mikroba. Mikroba memerlukan air untuk

pertumbuhannya. Bila kadar air bahan berkurang, maka aktivitas mikroba dihambat atau dimatikan. 2. Menghemat ruang penyimpanan atau pengangkutan. Umumnya bahan pangan mengandung air dalam jumlah yang tinggi, maka hilangnya air akan sangat mengurangi berat dan volume bahan tersebut. 3. Untuk mendapatkan produk yang lebih sesuai dengn penggunaannya. Misalnya kopi instant. 4. Untuk mempertahankan nutrien yang berguna yang terkandung dalam bahan pangan, misalnya mineral, vitamin, dsb. Keuntungan dan Kerugian Pengeringan 1. Keuntungan pengawetan dengan cara pengeringan : a. Bahan lebih awet b. Volume dan berat berkurang, sehingga biaya lebih rendah untuk pengemasan, pengangkutan, dan penyimpanan c. Kemudahan dalam penyajian d. Penganekaragaman pangan, misalnya makanan ringan /camilan 2. Kerugian pengawetan dengan cara pengeringan : a. Sifat asal dari bahan yang dikeringkan dapat berubah, misalnya bentuknya, sifat fisik dan kimianya, penurunan mutu, dll. b. Beberapa bahan kering perlu pekerjaan tambahan sebelum dipakai, misalnya harus dibasahkan kembali (rehidrasi) sebelum digunakan. Proses pengeringan dapat dilakukan dengan cara pemanasan langsung dan freeze drying. Freeze drying yaitu pembekuan disusul dengan pengeringan. Pada proses ini terjadi sublimasi, terutama untuk bahan yang sensitif terhadap panas. Keuntungan freeze drying yakni volume bahan tidak berubah dan daya rehidrasi tinggi sehingga menyerupai bahan asal. Prinsip pengeringan adalah menghambat pertumbuhan mikroba dengan mengurangi kadar air, juga menurunkan aw. Jika kita mengeringkan sesuatu bahan pangan, ada 2 masalah pokok syang terlibat di dalamnya, yaitu hantaran panas kepada bahan dan di dalam bahan yang dikeringkan; penguapan air dari dalam bahan. Kedua hal di atas menentukan kecepatan pengeringan. Hantaran panas ditentukan oleh macam dan jenis sumber panas, konsistensi bahan, sifat bahan yang dikeringkan, udara sebagai media pemanas. Penguapan air dari dalam bahan tergantung dari banyak faktor sekeliling bahan yaitu : suhu, kelembaban, kecepatan aliran air, tekanan udara, serta waktu pengeringan Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan diantaranya luas permukaan bahan, suhu pengeringan, aliran udara dan tekanan uap di udara. Peranan udara dalam proses pengeringan : o Tempat pelepasan dan penampungan uap air yang keluar dari bahan o Penghantar panas ke bahan yang dikeringkan Cara pengeringan yang digunakan dalam pangan, yaitu : Bahan pangan dapat dikeringkan dengan cara : a. Alami , yaitu menggunakan panas alami dari sinar matahari, caranya dengan dijemur (sun drying) atau diangin-anginkan b. Buatan (artificial drying), yaitu menggunakan panas selain sinar matahari , dilakukan dalam suatu alat pengering Pengeringan dengan sinar matahari merupakan jenis pengeringan tertua, dan hingga saat ini termasuk cara pengeringan yang populer di kalangan petani terutama di daerah tropis. Teknik pengeringan dilakukan secara langsung maupun tidak langsung (dikeringanginkan), dengan rak-

rak maupun lantai semen atau tanah serta penampung bahan lainnya. Pengeringan dengan pemanas buatan mempunyai beberapa tipe alat dimana pindah panas berlangsung secara konduksi atau konveksi, meskipun beberapa dapat pula dengan cara radiasi. Alat pengering dengan pindah panas secara konveksi pada umumnya menggunakan udara panas yang dialirkan, sehingga enersi panas merata ke seluruh bahan. Alat pengering dengan pindah panas secara konduksi pada umumnya menggunakan permukaan padat sebagai penghantar panasnya. Keuntungan pengeringan dengan sinar matahari adalah energi panas murah dan berlimpah, tidak memerlukan peralatan yng mahal, tenaga kerja tidak perlu mempunyai keahlian tertentu. Sedangkan kerugian pengeringan dengan sinar matahari diantaranya tergantung dari cuaca, jumlah panas matahari tidak tetap, kenaikan suhu tidak dapat diatur, sehingga waktu penjemuran tidak dapat ditentukan dengan tepat, kebersihan sukar untuk diawasi. Keuntungan dan kerugian pengeringan buatan : 1. Keuntungan pengeringan buatan : o suhu dan aliran udara dapat diatur o waktu pengeringan dapat ditentukan dengan tepat o kebersihan dapat diawasi 2. Kerugian pengeringan buatan : o memerlukan panas selain sinar matahari berupa bahan bakar, sehingga biaya pengeringan menjadi mahal o memerlukan peralatan yang relatif mahal harganya,memerlukan tenaga kerja dengan keahlian tertentu(Hudaya : 2000). Pengeringan atau penurunan kadar air biasanya dilakukan dengan tujuan mengawetkan produk sehingga bisa disimpan lebih lama tanpa mengalami kerusakan yang berlebihan, meningkatkan nilai ekonomis suatu produk dan mengendalikan produk agar mencapai persyaratan yang dikehendaki oleh proses berikutnya. Secara garis besar ada dua fenomena penting dalam pengeringan yaitu perpindahan kalor dari udara ke dalam bahan selanjutnya dipakai untuk mengubah air dari fase cair ke fase gas. Kedua adalah terjadinyaperpindahan massa (keluarnya uap air dari bahan ke udara di sekelilingnya). Salah satu alat pengeringan bahan yang sering dipakai dalam skala industri adalah oven elektrik. Prinsip kerja alat ini adalah menurunkan kadar air dalam bahan dengan mengalirkan panas dari elemen (yang mengubah dari energi listrik menjadi energi kalor) dengan udara sebagai mediumnya. Skala komersial industri pangan, oven elektrik ditetapkan pada kecepatan 2,45 x 10 rps. Pemanasan didapat dari pergerakan partikel yang disebabkan oleh arus bolak-balik (arus AC), selain itu oven listrik sering digunakan sebagai alat pengeringan untuk keperluan laboraturium karena bisa dipakai untuk metode penelitian kelembaban dari beberapa material yang berbeda. Oleh karena itu, oven elektrik dikategorikan sebagai cabinet dryer (almari pengeringan). Pada dasarnya pengeringan baku pada skala industri terdiri dari dua prinsip dasar yaitu pengeringan secara langsung dan tidak langsung. Pengeringan secara langsung merupakan proses pengeringan bahan dimana bahan yang akan dikeringkan selama proses pengeringan langsung dikenai panas tanpa medium tertentu. Contoh alat yang memiliki prinsip kerja pengeringan secara langsung inia adalah spray dryer. Sedangkan proses pengeringan secara tidak langsung merupakan proses pengeringan buatan dimana selama proses pengeringan panas yang digunakan dialirkan melalui suatu medium tertentu misal, oven elektrik. Analisis dan Pembahasan Pengeringan merupakan salah satu cara pengawetan pangan dengan penurunan kadar air bahan sampai mencapai kadar air tertentu yang dikehendaki sehingga bahan tersebut memiliki daya

simpan lebih lama dan mempertahankan mutunya. Pengeringan yang dilakukan secara mekanis, yakni dengan menggunakan alat pengering buatan (artificial drying) dapat mempermudah dalam mengontrol faktor-faktor dalam proses pengeringan. Pengaturan suhu udara misalnya, dapat menghasilkan produk yang jauh lebih homogen dan teratur bila suhu udara pengering tersebut diatur sesuai dengan sifat bahan dan hasil yang dikehendaki. Pengering cabinet digunakan untuk produksi skala kecil. Dalam pengeringan kacang kedelai digunakan sampel dengan berat awal total 600 gram dan setelah dilakukan pengeringan berat akhirnya 589,95 gram. Dari data tersebut, didapatkan hasil rendemen pengeringan kedelai kuning adalah 98,325 %. Hal ini berarti bahwa kadar air yang di uapkan dari dalam bahan prosentasenya kecil karena dilihat dari hasil perhitungan didapatkan kadar air bahan adalah 9,29 %, namun terjadi penurunan kadar air bahan. Pengaturan suhu dan aliran udara pada unit pengering mempengaruhi produk hasil pengeringan. Pada pengamatan suhu bahan didapat data kenaikan suhu pada bahan yang diletakkan di rak bawah lebih tinggi daripada suhu bahan yang diletakkan di rak atas. Perbedaan suhu pada masing-masing rak dapat disebabkan oleh aliran panas yang diberikan ke unit pengering. Efisiensi pengeringan/penguapan air dapat ditentukan sebagai perbandingan panas secara teoritis dibutuhkan untuk menghasilkan panas laten penguapan air yang dikeringkan dengan menggunakan panas sebenarnya di dalam alat pengering. Panas laten inilah yang diperlukan untuk merubah fase benda. Pengamatan efisiensi penguapan air tiap rak berbeda-beda. Efisiensi penguapan air pada rak I diperoleh 4,72 %; rak II diperoleh 27,5 %; rak III diperoleh 52,69 %. Hal ini menunjukkan bahwa laju penguapan air bahan semakin meningkat dari rak atas hingga rak bawah. Dibandingkan dengan laju penguapan bahan lain seperti bahan cabai, wortel, dan kacang hijau, laju penguapan kedelai paling rendah sesuai dengan kadar air bahan yang kecil. Grafik laju pengeringan antara kadar air dan waktu dapat dilihat bahwa semakin lama waktu pengeringan, kadar airnya mengalami kenaikan pada saat lima belas menit dan mengalami penurunan kadar air pada saat tigapuluh menit. Hal ini kurang sesuai dengan literatur yang ada, bahwa semakin lama waktu pengeringan maka pada grafik menunjukkan tingkat kadar air bahan yang semakin rendah. Kesalahan dapat disebabkan oleh kurang telitinya alat pengukur suhu yang digunakan dalam pengamatan yakni saat pembacaan suhu. Untuk grafik distribusi suhu dan waktu, hasil yang diperoleh kurang sesuai dengan literatur. Kenaikan suhu pada pengamatan terjadi perubahan naik turun secara konstan, hasil terbaik untuk pengeringan ditunjukkan dengan peningkatan suhu secara kontinyu. Hal ini dapat disebabakan oleh pintu alat pengering yang dibuka terlalu lama saat pengambilan sampel, sehingga terjadi kontak dengan udara luar yang dapat menurunkan suhu pengeringan dan berpengaruh terhadap suhu bahan. Efisiensi termis unit pengering dapat mempengaruhi produk yang dikeringkan. Jika efisiensi kerja unit pengering tinggi maka produk kering yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan. Pada pengamatan kali ini, diperoleh data efisiensi termis unit pengering sebesar 23,85 %. Hal ini menunjukkan bahwa tingkat keefektifan kerja unit pengering mengalami penurunan dari waktu ke waktu. Penurunan efisiensi unit pengering ini dapat mempengaruhi data kuantitatif yang diperoleh dari pengamatan terdapat beberapa data yang kurang sesuai dengan literatur karena terdapat unit pengering yang tidak dapat bekerja secara optimal.

AKTIVITAS AIR, Aw, ActivityWater Jumlah air bebas dalam suatu bahan yang tercermin dari nisbah tekanan uap suatu larutan terhadap tekanan uap air murni. Bahan yang kandung an airnya tinggi (melebihi jumlah bahan padatnya), memiliki aktivitas air mendekati 1. Bahan yang kandung an airnya lebih sedikit daripada kandungan bahan padatnya, memiliki aktivitas air kurang dari 1. AKTIVITAS AIR DAN REAKSI aW = 0-0.2 (air monolayer) tidak ada aktivitas enzim, pertumbuhan mikroba, pencoklatan nonenzimatik, oksidasi lipida aW = 0.65 khamir osmofilik dapat tumbuh aW = 0.7-0.8 (air kapiler) khamir dan jamur mulai tumbuh aW = 0.8 (batas air terikat) bakteri mulai tumbuh aW = 0.3 (min) -0.8 (max) oksidasi lipida aW = 0.3-0.8 aktivitas enzim lambat (lipase) aW = 0.8-1.0 (air bebas) aktivitas enzim cepat (amilase, fenoloksidase, peroksidase) AKTIVITAS AIR DAN KERUSAKAN PANGAN Makanan kering/kering beku kandungan air 5-15% (kategori monolayer) daya simpan tinggi Makanan kering (misal: kurma) kandungan air 20-40% (kategori mono & multilayer) daya simpan medium Makanan lembab sedang kandungan air > 50% (aW >0.5) (mengandung air kapiler) Penambahan senyawa terlarut seperti gula dan garam dapat menurunkan aW ISOTERMA SORPSI Mencerminkan hubungan antara kandungan air dengan kelembaban nisbi. Isoterma adsorpsi: bahan higroskopis, kenaikan nilai kelembaban relatif yang sedikit menyebabkan kenaikan kandungan air yang besar (bahan berkadar garam tinggi) Isoterma desorpsi: Proses pengeringan Terkait dengan kandungan air dalam bahan. MACAM AIR Air terikat kuat tidak berfungsi sebagai pelarut, tidak membeku di bawah 0C, tidak memiliki tekanan uap air. Air bebas dapat diperoleh dengan menekan atau mensentrifugasi bahan Air terjerap (dalam gel, buah), bukan air terikat tetapi terimobilisasi dalam saluran kapiler Pembekuan Air dan Struktur Es Pembekuan Air dan Struktur Es Pertumbuhan kristal es Kisi kristal es heksagonal: Suatu molekul air mengikat 4 molekul air lainnya dalam bentuk tetrahedral 3 dimensi Tersusun secara lemah Memiliki ruang kosong yang besar di tengahnya Volume spesifiknya besar (kurang padat dibandingkan air) Merupakan perubahan bentuk air yang tidak teratur menjadi kristal yang teratur Ketika es mencair, ikatan hidrogen terputus Fasa Air Diagram fasa Entropi dan Fasa Air

Entropi: ukuran ketidakteraturan suatu sistem. Entropi terendah pada fasa padat (teratur), dan meningkat jika ditambahkan energi (panas) ke dalam sistem yang mengakibatkan pencairan, dan tertinggi pada saat terbentuk uap. Sublimasi perubahan fasa padat menjadi uap tanpa melalui fasa cair menjadi dasar proses freeze drying (lyophilisation) Air dalam Sel yang Dibekukan Air membentuk es, konsentrasi bahan terlarut dalam air yang tidak membeku meningkat. Mengakibatkan perubahan pH, kekuatan ion, kekentalan, tekanan osmose, tekanan uap. Volume air meningkat 9% ketika membeku (anomali air) Pembekuan dapat mengakibatkan produk tak disukai destabilisasi emulsi penggumpalan protein meningkatkan kekerasan daging tekstur rusak keberadaan senyawa pembentuk gelas mencegah hal di atas TRANSISI GELAS Jika larutan yang mengandung bahan berberat molekul rendah, seperti gula dan karbohidrat lainnya, didinginkan hingga di bawah titik cair, maka akan terbentuk: Bahan padat amorf (bukan kristal es) tidak beraturan Cairan dingin dengan kekentalan tinggi yang berada dalam keadaan ekuilibrium dengan bentuk padatnya TRANSISI GELAS Kandungan air dalam bahan menentukan transisi ke dalam bentuk gelas Ketika air dihilangkan secara cepat dari bahan selama proses pengeringan atau pembekuan, terbentuk pula keadaan gelas Air dapat berfungsi sebagai plasticizer meningkatkan plastisitas dan fleksibilitas polimer dalam bahan dengan melemahkan ikatan antar molekul Contoh: Sedikit air yang ditambahkan kepada buah kering dan Tg berada pada suhu di bawah suhu ruang mengakibatkan kerusakan struktur dan kekakuannya. TRANSISI GELAS Cryoprotection: Untuk menstabilkan bahan yang mengandung air, yang akan didinginkan hingga di bawah titik beku air. Akan terbentuk es, dan air yang tidak membeku akan meningkat konsentrasi bahan terlarutnya. Es yang terbentuk dapat memecahkan dinding sel. Ketika Tg tercapai, air yang tersisa akan membentuk gelas yang melindungi bahan dari kerusakan akibat kristal es. Senyawa yang digunakan untuk membentuk gelas disebut cryoprotectant, misalnya dimethyl sulphoxide (DMSO), sorbitol Dalam konsentrasi tinggi cryoprotectant buatan bersifat meracun Mencegah Pertumbuhan Kristal Es freeze drying (lyophilisation) Penghilangan air dari suatu bahan melalui sublimasi dan desorpsi Hanya dimanfaatkan untuk bahan mahal dan sensitif Keuntungan: Bentuk bahan tetap, aroma tidak hilang, vitamins (nutritsi) tidak rusak, proses yang tidak diinginkan terhambat, hasil dapat disimpan pada suhu kamar dalam wadah tersegel.

Kelemahan: Sangat mahal, boros energi. Mencegah Pertumbuhan Kristal PERTUMBUHAN KRISTAL ES freeze drying (lyophilisation) Tekanan udara diturunkan dan panas diberikan hanya untuk mensublimasikan es. Produk memiliki kandungan air 2-6% (hanya terbentuk satu lapis molekul air). Komponen freeze dryer: Tabung pengering; kondensor (penghilang air); sistem pendingin; tabung vacum. Tekanan udara harus cukup rendah (< dari tekanan uap air) Suhu bahan tidak boleh meningkat dan es tidak boleh mencair Mencegah Pertumbuhan Kristal Es SUPERCOOLING Pendinginan lambat menghasilkan kristal es yang besar di luar sel Supercooling: Membekukan air pada suhu yang sangat rendah (jauh di bawah titik beku). Mengakibatkan pembentukan inti es yang banyak, kristal berukuran sangat kecil (di luar dan di dalam sel). Kecepatan supercooling yang tinggi, menghasilkan kecepatan kristalisasi yang rendah. Mencegah Pertumbuhan Kristal Es Sumber: http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/2175841-air/#ixzz1WrKhaOoi