xivMAKALAHSATUAN OPERASI IIPROSES EVAPORASI PADA KOPI INSTANOLEHKARTIKA GEMMA PRAVITRIJ1A 013 057PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRIUNIVERSITAS MATARAM2015KATA PENGANTARPertama-tama marilah kita panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. karena telah memberikan limpahan rahmat serta hidayahnya sehingga makalah ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya. Makalah ini berjudul Proses Evaporasi Pada Kopi Instan yang disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Satuan Operasi II. Terimakasih penulis ucapkan untuk dosen pembimbing mata kuliah Satuan Operasi II, orang tua penulis, serta teman-teman yang telah membantu. Penulis menyadari bahwa pada makalah ini terdapat kekurangan. Oleh karena itu penulis berharap adanya masukan yang bisa membangun demi kemajuan kita.Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua terutama untuk menambah pengetahuan tentang proses evaporasi pada kopi instan. Mataram, April 2015PenulisDAFTAR ISIHALAMAN COVER........................................................................ iKATA PENGANTAR....................................................................... iiDAFTAR ISI.....................................................................................iiiBAB I : PENDAHULUAN Latar belakang......................................................................1 Rumusan masalah................................................................2 Tujuan..................................................................................2BAB II : TINJAUAN PUSTAKA2.1 Kopi Instan...........................................................................32.2 Evaporasi .............................................................................3BAB III :PROSEDUR KERJADiagram Alir..................................................................................5BAB IV : PEMBAHASAN Proses Dan Alat Evaporasi...................................................6 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses Evaporasi........7 Proses Evaporasi Pada Kopi Instan......................................8BAB V : PENUTUPKesimpulan....................................................................................11DAFTAR PUSTAKABAB I PENDAHULUAN Latar BelakangKopi adalah salah satu minuman yang berasal dari proses pengolahan dan ekstraksi biji tanaman kopi. Kopi merupakan minuman psikostimulant yang akan menyebabkan orang tetap terjaga, sehingga kopi menjadi minuman favorit terutama bagi kaum pria. Kopi yang paling banyak digemari oleh masyarakat di seluruh penjuru dunia adalah kopi bubuk atau kopi instan. Kopi bubuk berasal dari biji kopi yang diseduh kemudian dilakukan pengeringan beku atau pengeringan semprot. Keuntungan dari kopi bubuk adalah kopi ini mudah untuk disajikan karena bisa langsung larut dalam air panas, berat dan volume yang lebih rendah dibandingkan dengan biji kopi, dan lebih tahan lama. Indonesia sendiri telah mampu memproduksi lebih dari 400 ribu ton kopi pertahunnya. Banyak orang yang senang mengkonsumsi kopi, namun tidak sedikit juga orang yang menghindari kopi. Menurut beberapa penelitian, kopi memiliki efek yang cukup baik bagi kesehatan karena kopi memiliki efek antimikroba seperti menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli. Selain itu kopi juga memiliki beberapa manfaat untuk kesehatan yaitu dapat mencegah penyakit kronik. Salah satu zat dari kopi yang. bermanfaat bagi kesehatan yaitu kandungan antioksidan yang cukup tinggiUntuk membuat kopi instan pada skala industri, salah satu tahapan yang harus dilalui adalah proses evaporasi. Evaporasi atau penguapan merupakan pengambilan sebagian uap air yang bertujuan untuk meningkatkan konsentrasi padatan dari suatu bahan pangan cair. Salah satu tujuan lain dari evaporasi adalah untuk mengurangi volume dari suatu produk sampai batas-batas tertentu tanpa menyebabkan kehilangan zat-zat gizi yang terkandung di dalamnya. Pengurangan volume produk, akan mengakibatkan turunnya biaya pengangkutan. Disamping itu juga akan meningkatkan efisiensi penyimpanan dan dapat membantu pengawetan karena berkurangnya jumlah air bebas yang dapat digunakan oleh mikroba untuk kehidupannya. Oleh karena itu, makalah ini disusun untuk mengetahui proses evaporasi pada pembuatan kopi instan untuk skala industri.Rumusan Masalah1.2.1. Bagaimana proses evaporasi dan apa alat yang digunakan dalam proses evaporasi?1.2.2. Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi proses evaporasi ? Bagaimana proses evaporasi pada kopi instan ?Tujuan 1.3.1. Mengetahui proses dan alat evaporasi.1.3.2. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi proses evaporasi.1.3.3. Mengetahui proses evaporasi pada kopi instan.BAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1. Kopi InstanKopi adalah salah satu minuman yang berasal dari proses pengolahan dan ekstraksi biji tanaman kopi. Kopi merupakan minuman psikostimulant yang akan menyebabkan orang tetap terjaga, sehingga kopi menjadi minuman favorit terutama bagi kaum pria. Kopi berasal dari proses pengolahan biji tanaman kopi. Kopi digolongkan ke dalam famili Rubiaceae dengan genus Coffea. Secara umum kopi hanya memiliki dua spesies yaitu Coffea arabica dan Coffea robusta (Saputra, 2008). Kopi instan yang juga disebut kopi bubuk merupakan minuman yang berasal dari biji kopi yang diseduh. Kopi instan secara komersial disiapkan baik dengan cara freeze-drying maupun spray drying, setelah itu dapat direhidrasi. Kopi instan dalam bentuk cair terkonsentrasi juga tersedia. Keuntungan dari kopi instan anatara lain kecepatan dan kemudahan dalam persiapan karena kopi instan langsung larut dalam air panas, mudah dalam pengiriman dan pendistribusian karena kopi instan mempunyai bobot dan volume yang lebih rendah dari biji kopi, dan memiliki umur simpan lebih lama meskipun kopi instan juga dapat rusak jika tidak dijaga agar tetap kering (Anonim, 2012).Kopi instan dibuat dari ekstrak kopi dari proses penyangraian. Kopi sangrai yang masih melalui tahapan ekstraksi, filtrasi, evaporasi, drying (pengeringan) dan pengemasan. Kopi yang telah digiling, diekstrak dengan menggunakan tekanan tertentu dan alat pengekstrak. Ekstraksi bertujuan untuk memisahkan kopi dari ampasnya. Proses drying bertujuan untuk menambah daya larut kopi terhadap air, sehingga kopi instan tidak meninggalkan endapan saat diseduh dengan air. Kopi instan mempunyai kandungan kafein sebesar 69-98 mg per sachet kopi dalam 150 ml air (Dollemore D. dan Mark Giuliucci, 2001).2.2. Evaporasi Evaporasi adalah proses menguapkan cairan yang ada pada larutan, sehingga diperoleh suatu larutan yang lebih pekat (thick liquor). Alat untuk melakukan evaporasi adalah evaporator. Evapaorator merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengevaporasi sebagian atau seluruh pelarut dari suatu larutan. Hasilnya biasanya berupa zat padat atau konsentrat dari larutan. Jika hasilnya zat padat, panas yang dibutuhkan untuk penguapan larutan harus disuplai ke suspensi zat padat pada larutan, jika tidak alat tersebut diklasifikasikan sebagai pengering. Evaporasi dilakukan berdasarkan titik didih pelarut pada aquadest dengan temperatur 100 oC dan etanol dengan temperatur 80 oC. Evaporasi bertujuan untuk menguapkan dan mengambil pelarut yang masih bercampur dengan antosianin sehingga larutan menjadi pekat (Moeksin, 2009).Di dalam pengolahan hasil pertanian proses evaporasi bertujuan untuk, meningkatkan larutan sebelum proses lebih lanjut, memperkecil volume larutan, menurunkan aktivitas air aw, meningkatkan konsentrasi atau viskositas larutan sebelum diproses lebih lanjut. Sebagai contoh pada pengolahan gula diperlukan proses pengentalan nira tebu sebelum proses kristalisasi, spray drying, drum drying dan lainnya, untuk memperkecil volume larutan sehingga dapat menghemat biaya pengepakan, penyimpanan dan transportasi, untuk menurunkan aktivitas air dengan cara meningkatkan konsentrasi solid terlarut sehingga bahan menjadi awet misalnya pada pembuatan susu kental manis (Wirakartakusumah, 1989).Mekanisme kerja evaporator adalah steam yang dihasilkan oleh alat pemindah panas, kemudian panas yang ada (steam) berpindah pada bahan atau larutan sehingga suhu larutan akan naik sampai mencapai titik didih. Steam masih digunakan atau disuplay sehingga terjadi peningkatan tekanan uap. Di dalam evaporator terdapat 3 bagian, yaitu alat pemindah panas, alat pemisah, dan alat pendingin. Alat pemindah panas berfungsi untuk mensuplai panas, baik panas sensibel (untuk menurunkan suhu) maupun panas laten pada proses evaporasi. Sebagai medium pemanas umumnya digunakan uap jenuh. Alat pemisah berfungsi untuk memisahkan uap dari cairan yang dikentalkan. Alat pendingin berfungsi untuk mengkondensasikan uap dan memisahkannya. Alat pendingin ini bisa ditiadakan bila sistem bekerja pada tekanan atmosfer (Gaman, 1994).BAB IIIPROSEDUR KERJAPertama, biji kopi disortasi menurut bobot dan ukurannya. Pada proses ini, biji kopi juga dibersihkan dari kotoran ataupun benda-benda asing sebelum mengalami proses produksi. Selanjutnya, biji kopi disimpan sesuai keperluar proses penggorengan berikutnya. Kemudian, biji kopi disangrai. Proses ini akan sangat mempengaruhi rasa minuman karena akan mengubah biji kopi secara fisik maupun kimiawi. Langkah selanjutnya yaitu pencampuran untuk memperoleh cita rasa dan aroma kopi yang khas. Setelah itu dilakukan ekstraksi dengan menggunakan pelarut air. Ekstraksi bubuk kopi dilakukan secara batch dalam kolom dengan sirkulasi pelarut air perbandingan 1/3,5 pada suhu 80 oC selama 45 menit. Kemudian dilakukan penyaringan untuk memisahkan bagian tidak larut pada proses ekstraksi. Pada proses sentrifugasi, aroma kopi dipertahankan dengan cara reverse osmosis menggunakan membran filtrasi. Setelah itu barulah dilakukan proses evaporasi. Evaporasi dilakukan untuk mendapatkan kadar ekstrak kopi yang ideal.SortasiDiagram Alir Evaporasi Kopi Instan2. Penyimpanan3. Penyangraian / Roasted4. Pencampuran5. Ekstraksi6. Filtrasi7. Sentrifugasi8. EvaporasiBAB IVPEMBAHASAN4.1. Proses dan Alat Evaporasi Proses evaporasi adalah proses berubahnya sebuah zat yaitu zat cair menjadi uap air. Perubahan fase zat ini melibatkan sejumlah energi kalor dalam prosesnya. Energi ini dapat diperoleh dari panas matahari, atau dari bumi itu sendiri (konduksi). Evaporasi juga dapat diartikan sebagai proses pengentalan larutan dengan cara mendidihkan atau menguapkan pelarut. Selama proses evaporasi dapat terjadi perubahan sifat ataupun komponen pada bahan, baik yang menguntungkan maupun yang merugikan. Perubahan yang terjadi antara lain perubahan viskositas, kehilangan aroma, kerusakan komponen gizi, dan sebagainya. Pemekatan larutan dapat dilakukan melalui proses penguapan, dan pemekatan beku. Ada berbagai jenis peralatan yang digunakan untuk memindahkan panas ke bahan. Penggunaan berbagai macam alat ini akan berpengaruh pada kemudahan penguapan dan retensi zat gizi. Pada waktu air menguap dan larutan menjadi pekat, terjadi beberapa perubahan penting. Pertama zat terlarut reaktif menjadi lebih pekat dan laju kerusakan kimiawi dapat meningkat. Kedua terjadi kenaikan titik didih. Ketiga viskositas larutan meningkat dengan tajam, jika viskositas meningkat, maka cairan menjadi sulit dipanaskan. Kesulitan ini menyebabkan penyebaran suhu yang tidak seragam sehingga dapat terjadi bercak panas dan hangus. Hal ini sangat mempengaruhi retensi zat gizi. Retensi zat gizi juga dipengaruhi oleh lama waktu pemanasan larutan di dalam evaporator. Semakin lama lama pemanasan maka retensi zat gizi semakin menurun. Besarnya suhu dan tekanan evaporator juga sangat berpengaruh terhadap proses penguapan cairan. Semakin tinggi tekanan maka semakin cepat proses evaporasi, tetapi dapat menyebabkan kerusakan-kerusakan yang dapat menurunkan kualitas bahan. Dalam proses evaporasi, alat yang digunakan untuk melakukan proses evaporasi disebut evaporator yang berfungsi untuk memindahkan panas dan memisahkan uap yang terbentuk dari campuran cairannya. Pada dasarnya sistem evaporator terdiri dari alat pemindah panas yang berfungsi untuk memberikan panas, baik panas sensibel (untuk menaikkan suhu) maupun panas laten pda proses evaporasi. Sebagai medium pemanas, biasanya digunakan uap jenuh. Alat pemindah uap berfungsi untuk memisahkan uap air dari cairan yang dikentalkan, sedangkan alat pendingin berfungsi untuk mengkondensasi uap dan memisahkannya. Vaccum Rotary Evaporator adalah salah satu jenis alat evaporasi yang berfungsi untuk memisahkan suatu larutan dari pelarutnya sehingga dihasilkan ekstrak dengan kandungan kimia tertentu sesuai dengan yang diinginkan. Cairan yang ingin diuapkan biasanya ditempatkan dalam suatu labu yang kemudian dipanaskan dengan bantuan penangas, dan diputar. Cairan uap yang dihasilkan didinginkan oleh suatu pendingin atau kondensor dan ditampung pada suatu wadah. Kecepatan alat ini dalam melakukan evaporasi sangat cepat terutama bila dengan bantuan vakum. Terjadinya bumping dan pembentukan busa juga dapat dihindari. Kelebihan lainnya dari alat ini adalah diperolehnya kembali pelarut yang diuapkan. Prinsip kerja alat ini didasarkan pada titik didih pelarut dan adanya tekanan yang menyebabkan uap dari pelarut terkumpul di atas serta adanya kondensor yang menyebabkan uap ini mengembun dan akhirnya jatuh ke tabung penerima. Setelah pelarutnya diuapkan, akan dihasilkan ekstrak yang dapat berbentuk padatan (solid) atau cairan (liquid).4.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses EvaporasiFaktor-faktor yang mempengaruhi proses evaporasi terhadap kecepatan penguapan dan perubahan komponen kimia bahan pangan, antara lain yaitu: a. Suhu Dan TekananSuhu evaporasi berpengaruh pada kecepatan penguapan. Semakin tinggi suhu evaporasi maka penguapan yang terjadi semakin cepat. Namun, penggunaan suhu yang tinggi dapat menyebabkan beberapa bahan yang sensitive terhadap panas mengalami kerusakan. Untuk memperkecil resiko kerusakan tersebut maka suhu evaporasi yang digunakan harus rendah. Suhu evaporasi dapat diturunkan dengan menurunkan tekanan evaporator. Makin tinggi suhu evaporasi maka penguapan yang terjadi semakin cepat.b. Lama EvaporasiSemakin lama evaporasi yang terjadi maka semakin banyak zat gizi yang hilang dari bahan pangan. Suhu evaporasi seharusnya dilakukan serendah mungkin dan waktu proses juga dilakukan sesingkat mungkin. c. Luas PermukaanDengan lebih luasnya permukaan bahan maka semakin luas pula permukaan bahan pangan yang berhubungan langsung dengan medium pemanasan dan lebih banyak air yang dapat keluar dengan cepat dari bahan makanan sehingga evaporasi semakin cepat. Semakin cepat evaporasi yang terjadi maka semakin banyak air dan bahan pangan sensitive panas yang hilang dari bahan pangan.d. Jenis Bahan Dan Viskositas CairanJenis bahan juga dapat mempengaruhi teknik evaporasi yang digunakan. Sebagian jenis makanan ada yang mengandung komponen yang sangat korosif terhadap permukaan alat penukar panas, sehingga sebaiknya menggunakan bahan dari stainless steel dalam pembuatan alat evaporasi. Semakin tinggi viskositas cairan maka tingkat sirkulasi akan menurun, sehingga akan menurunkan koefisien transfer panas. Hal ini akan menghambat proses penguapan. Selama proses evaporasi viskositas larutan akan mengalami kenaikan karena meningkatnya konsentrasi.e. Adanya KerakSelama proses evaporasi adanya padatan yang tersuspensi dalam cairan akan menimbulkan kerak pada evaporator. Adanya kerak tersebut menyebabkan koefisien transfer panas mengalami penurunan sehingga proses penguapan terhambat. 4.3. Proses Evaporasi Pada Kopi InstanKopi instan adalah kopi kering yang mudah larut dalam air, dapat diperoleh seluruhnya dengan cara mengekstrak biji kopi yang telah disangrai dan digiling dengan menggunakan air. Biji kopi diolah menjadi kopi bubuk, selanjutnya ditambahkan air dan disaring untuk diambil ekstraknya. Hasil ekstraksi kopi dimasukan ke dalam mesin evaporator yang bekerja secara sentrifuge (memisahkan komponen berdasarkan berat jenis) sehingga terpisah antara bagian terlarut dengan bagian tidak terlarut. Pada bagian yang terlarut akan dilakukan proses evaporasi, bertujuan untuk mendapatkan ekstrak kopi kental. Hasil proses evaporasi yang telah dikumpulkan dalam tangki konsentrat, dan dikeringkan dengan mesin pengering. Pada tahap ini terjadi atomisasi yang bertujuan untuk meningkatkan luas permukaan bahan supaya laju penguapan semakin tinggi dan dapat dihasilkan kopi bubuk instan dengan kadar air rendah. Produk akhir berupa kopi bubuk yang hanya terdiri atas komponen mudah larut yang dikenal dengan kopi instan.Proses pemekatan dan pengeringan yang menggunakan panas (evaporasi vakum dan pengeringan semprot) berpotensi menyebabkan hilangnya komponen aroma dan citarasa yang volatil karena mereka ikut menguap bersama air yang dikeluarkan sehingga menghasilkan produk kopi instan dengan aroma dan citarasa yang lebih ringan dibandingkan dengan proses beku (pemekatan beku dan pengeringan beku). Di dalam proses evaporasi ini, komponen volatil dikeluarkan dari ekstrak kopi, sebelum ekstrak masuk ke evaporator. Seperti halnya pada proses perstripping, proses stripping juga dilakukan dengan melewatkan ekstrak pada steam (flash evaporation), sehingga komponen aroma yang volatil akan diambil oleh steam. Steam yang telah mengandung komponen aroma volatil lalu dikondensasi dan dilakukan pemisahan komponen volatil dan air dengan teknik destilasi. Selain dengan teknik stripping, pengambilan komponen volatil juga bisa dilakukan dengan teknik kondensasi parsial. Pada proses ini, pengambilan komponen aroma volatil dilakukan pada saat berlangsungnya proses evaporasi. Karena tidak dilakukan stripping komponen volatil sebelum proses evaporasi, maka air yang menguap selama proses evaporasi juga mengandung komponen volatil. Komponen volatil ini lalu dipisahkan dari uap air dengan proses kondensasi parsial.Kopi yang sudah dilakukan proses ekstraksi kemudian dipekatkan oleh mesin rotary evaporator dengan suhu penangas 50C-70C dan kecepatan putaran labu 40 rpm. Kemudian kopi dipekatkan sampai 60% dan air yang teruapkan sebanyak 40%. Parameter proses evaporasi ini selesai dilihat dari 40% air terdapat pada labu penampungan air yang teruapkan.KESIMPULANBerdasarkan pembahasan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan antara lain :Proses evaporasi adalah proses berubahnya sebuah zat yaitu zat cair menjadi uap air atau dapat dikatakan sebagai proses pengentalan larutan dengan cara mendidihkan atau menguapkan pelarut.Evaporator berfungsi untuk memindahkan panas dan memisahkan uap yang terbentuk dari campuran cairannya.Faktor-faktor yang mempengaruhi proses evaporasi antara lain yaitu suhu dan tekanan, lama evaporasi, luas permukaan, jenis bahan dan viskositas cairan, serta adanya kerak.Pada proses evaporasi, kopi yang sudah diekstraksi dipekatkan oleh mesin rotary evaporator dengan suhu 50C-70C dan kecepatan putaran labu 40 rpm. Kemudian kopi dipekatkan sampai 60% dan air yang teruapkan sebanyak 40%. Proses evaporasi pada kopi instan dilakukan untuk mendapatkan ekstrak kopi kental dan kadar ekstrak kopi yang ideal.DAFTAR PUSTAKAAnonim. 2012. Proses Pembuatan Kopi Instan Skala Industri. http://coffeecology.blogspot.com/2012/10/proses-pembuatan-kopi-instan-skala.html ( 15 April 2015 )Moeksin, R. 2009. Pengaruh Kondisi, Perlakuan Dan Berat Sampel Terhadap Ekstraksi Antosianin Dari Kelopak Bunga Rosela Dengan Pelarut Aquadest Dan Etanol. Jurnal Teknik Kimia. Vol. 16 (4).Gaman, P. M. 1994. Pengantar Ilmu Pangan Nutrisi dan Mikrobiologi. UGM-Press. Yogyakarta.Saputra, E., 2008. Kopi. Harmoni, Yogyakarta.Dollemore D. dan Mark Giuliucci, 2001. Rahasia Awet Muda bagi Pria. Penerjemah : Alex Tri Kantjono Widodo. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.Wirakartakusumah, dkk. 1989. Prinsip Teknik Pangan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan IPB. Bogor.