Anggraini, Sinar Perbawani Abrina (2024) Pembuatan Asap Cair dari Tempurung Kelapa dengan Metode Pyrolysis Berbantuan Microwave dan Enkapsulasinya untuk Bahan Pengaweyt Makanan. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
![[thumbnail of 7008201002-Dissertation.pdf]](http://repository.its.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
7008201002-Dissertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2026. Download (8MB) | Request a copy |
Abstract
Bahan pengawet pada olahan pangan biasanya digunakan oleh para pedagang makanan, tetapi sering kali mereka menggunakan bahan pengawet yang dilarang oleh pemerintah seperti boraks dan formalin pada produk makanan karena berbahaya bagi kesehatan manusia sebagai konsumen. Perlu adanya bahan pengawet alami yang aman dikonsumsi untuk menambah lama daya simpan pada produk makanan yaitu asap cair. Asap cair mengandung senyawa fenol dan senyawa asam yang dapat berperan sebagai antioksidan dan antibakteri. Teknologi yang digunakan untuk pembuatan asap cair melalui metode konvensional dan metode pirolisis berbantuan microwave. Masalah selama ini menggunakan metode konvensional yang membutuhkan proses pembuatan asap cair lebih lama, sehingga perlu dilakukan proses waktu lebih efektif dengan melakukan optimalisasi kondisi operasi menggunakan metode pirolisis berbantuan microwave Selanjutnya untuk melindungi dan meningkatkan efektifitas komponen bioaktif asap cair dilakukan proses enkapsulasi sehingga akan meningkatkan daya simpan produk pangan. Kebaruan untuk produk sebagai asap cair dari produk samping pada proses pirolisis dengan menggunakan pirolisis berbantuan microwave belum diketahui kemampuan efektifitas yang dihasilkan. Keterbaruan dalam penelitian ini adalah penerapan teknologi pembuatan asap cair menggunakan pirolisis berbantuan microwave dengan absorbent. Penelitian ini bertujuan mempelajari proses pembuatan asap cair menggunakan microwave dengan mengamati pengaruh faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi proses pembuatan asap cair, diantaranya suhu pemanasan, ukuran bahan baku, waktu pemanasan, dan jenis absorbent; mengoptimalkan kondisi operasi pemanasan pirolisis asap cair melalui metode konvensional dan metode microwave menggunakan Response Surface Methodology (RSM); mempelajari kinetika penguapan dari proses pirolisis pembuatan asap cair dengan menggunakan metode konvensional dan microwave; dan mempelajari faktor-faktor proses pengemasan asap cair menggunakan enkapsulasi dalam kesediaan yang praktis dalam penggunaannya. Pada penelitian ini melakukan melakukan tes TGA untuk bahan baku tempurung kelapa. Metode pirolisis yang digunakan adalah metode konvensional dan metode pirolisis berbantuan microwave. Untuk metode konvensional berupa heating element dengan waktu pemanasan (5, 10, 15, 20, 25, 30 menit) dengan suhu (2100C, 3100C, 4100C) serta ukuran bahan (1 mm, 2 mm, 3 mm) dan metode microwave dengan waktu pemanasan (5, 10, 15, 20, 25, 30 menit) dengan suhu (1800C, 2300C, 2800C) serta ukuran bahan (1 mm, 2 mm, 3 mm) dengan mneggunakan absorbent (arang aktif, bioarang dan arang biasa). Diulang kembali untuk metode konvensional dengan waktu pemanasan (15, 30, 45 menit) dengan suhu (2000C, 3000C, 4000C) serta ukuran bahan (1 mm, 2 mm, 3 mm) dan metode microwave dengan waktu pemanasan (15, 30, 45 menit) dengan suhu (2000C, 3000C, 4000C) serta ukuran bahan (1 mm, 2 mm, 3 mm) menggunakan jenis absorbent arang aktif, selanjutnya dilakukan uji analisa menggunakan GCMS dan SEM pada sebelum proses dan sesudah proses pirolisis. Kemudian dilanjutkan proses enkapsulasi menggunakan oven dengan bahan penyalut chitosan dan maltodextrin dengan rasio 2:10; 4:10; 6:10. Suhu pengeringan (150°C, 160°C, 170 °C ), dan lama waktu pengeringan (1 jam; 1,5 jam; 2 jam). Selanjutnya dianalisa kadar fenol, dan total asam. Hasil dari penelitian ini adalah Hasil optimal pada eksperimen menyatakan bahwa yield asap cair yang optimal yaitu pada suhu 400°C sebesar 86,11% pada ukuran bahan baku 3 mm menggunakan absorbent arang aktif melalui metode pemanasan microwave. Efektivitas rata-rata menggunakan metode microwave sebesar 153,2%. Sedangkan kondisi optimal menggunakan metode konvensional yaitu pada suhu 400°C sebesar 43,05% dengan ukuran bahan baku 3 mm. Efektivitas rata-rata menggunakan metode konvensional sebesar 68,4%. Menurut optimalisasi menggunakan RSM bahwa pembuatan asap cair dengan menggunakan metode microwave yang optimal adalah pada suhu pemanasan 336,62°C, ukuran bahan sebesar 2,76 mm, dan waktu pemanasan selama 30 menit dengan yield 98,36%. Jenis absorbent yang terbaik adalah menggunakan arang aktif. Sedangkan metode konvensional yang optimal adalah pada suhu pemanasan 336,47°C, ukuran bahan sebesar 2,24 mm, waktu pemanasan selama 32,96 menit dengan yield 42,22%. Kinetika penguapan asap cair dari tempurung kelapa dengan ukuran bahan 1 mm, 2 mm, dan 3 mm pada berbagai suhu pemanasan, mengggunakan persamaan kinetika untuk memodelkan eksperimen pirolisis adalah persamaan kinetika orde 1, dan orde 2. Hasil pemodelan mengindikasikan bahwa dengan menggunakan microwave adalah model orde 1 merupakan model yang paling baik yaitu pada ukuran 2 mm dengan R2 sebesar 0,9954 dan nilai k sebesar 0,092 mnt-1 pada suhu 280°C. Pada metode konvensional adalah model orde 1 pada ukuran 1 mm dengan R2 sebesar 0,976 dan k sebesar 0,045 mnt-1 pada suhu 410°C, tetapi pada model konvensional ini kurang dapat menginterpretasikan data eksperimen dengan baik. Hal ini menegaskan dugaan bahwa mekanisme pirolisis menggunakan metode microwave berbeda dengan pirolisis menggunakan metode konvensional. Upaya peningkatan kualitas asap cair dilakukan dengan menggunakan enkapsulasi. Untuk melindungi bioaktif yang terdapat dalam asap cair dilakukan dengan proses enkapsulasi sehingga akan menjaga produk makanan lebih lama saat waktu penyimpanan produk dengan kualitass lebih baik. Proses enkapsulasi asap cair ini menggunakan bahan penyalut kitosan dan maltodekstrin. Enkapsulasi asap cair yang terbaik adalah dengan rasio (%) kitosan : maltodekxtrin = 2 : 10 selama 1,5 jam pada suhu 170°C untuk kadar fenol sebesar 46,2% (tidak memenuhi syarat mutu crude asap cair (SNI 8985:2021) maksimal 2%) dan kadar asamnya sebesar 1,12% (memenuhi syarat standar mutu crude asap cair (SNI 8985:2021) sebesar 1,1-7,9%). Enkapsulasi asap cair dengan maltodekstrin 30% menghasilkan kadar fenol 2,34% (memenuhi standar mutu crude asap cair (SNI 8985:2021) sebesar maksimal 2%).
=================================================================================================================================
Preservatives in processed food are usually used by food traders, but often they use preservatives that are prohibited by the government such as borax and formalin in food products because they are harmful to human health as consumers. The need for natural preservatives that are safe for consumption to increase the shelf life of food products, namely liquid smoke. Liquid smoke contains phenol compounds and acidic compounds that can act as antioxidants and antibacterials. Technology used for the manufacture of liquid smoke through conventional methods and microwave-assisted pirolisis methods. The problem so far uses conventional methods that require a longer liquid smoke manufacturing process, so it is necessary to process time more effectively by optimizing operating conditions using the microwave-assisted pirolisis method Furthermore, to protect and increase the effectiveness of liquid smoke bioactive components, an encapsulation process is carried out so that it will increase the shelf life of food products. The novelty for the product as liquid smoke from by-products in the pirolisis process using microwave-assisted pirolisis is not yet known the effectiveness of the resulting effectiveness. The novelty in this study is the application of liquid smoke making technology using microwave-assisted pirolisis with absorbents. This study aims to study the process of making liquid smoke using a microwave by observing the influence of what factors affect the process of making liquid smoke, including heating temperature, raw material size, heating time, and absorbent type; optimize the heating operation conditions of liquid smoke pyrolysis through conventional methods and microwave methods using Response Surface Methodology (RSM); study the evaporation kinetics of the pyrolysis process of making liquid smoke using conventional and microwave methods; and study the factors of liquid smoke packaging process using encapsulation in practical willingness to use. In this study, conducted a TGA test for coconut shell raw materials. The pyrolysis method used is conventional method and microwave-assisted pyrolysis method. For conventional methods in the form of heating elements with heating time (5, 10, 15, 20, 25, 30 minutes) with temperatures (210°C, 310°C, 410°C) and material sizes (1 mm, 2 mm, 3 mm) and microwave methods with heating times (5, 10, 15, 20, 25, 30 minutes) with temperatures (180°C, 230°C, 280°C) and material sizes (1 mm, 2 mm, 3 mm) with absorbent (activated charcoal, biocharcoal and ordinary charcoal). Repeated for conventional methods with heating time (15, 30, 45 minutes) with temperature (200°C, 300°C, 400°C) and material size (1 mm, 2 mm, 3 mm) and microwave method with heating time (15, 30, 45 minutes) with temperature (200°C, 300°C, 400°C) and material size (1 mm, 2 mm, 3 mm) using the type of activated charcoal absorbent, then analysis tests were carried out using GCMS and SEM before the process and after the pyrolysis process. Then continue the encapsulation process using an oven with chitosan and maltodextrin coating materials with a ratio of 2:10; 4:10; 6:10. Drying temperature (150°C, 160°C, 170°C), and drying time (1 hour; 1.5 hours; 2 hours). Next, phenol levels and total acid are analyzed. The result of this study is the optimal result in the experiment stating that the optimal liquid smoke yield is at a temperature of 400°C of 86.11% at a raw material size of 3 mm using activated charcoal absorbent through microwave heating method. The average effectiveness of using the microwave method was 153.2%. While the optimal conditions using conventional methods are at a temperature of 400°C of 43.05% with a raw material size of 3 mm. The average effectiveness using conventional methods was 68.4%
According to the optimization using RSM, the optimal preparation of liquid smoke using the microwave method is at a heating temperature of 336.62°C, a material size of 2.76 mm, and a heating time of 30 minutes with a yield of 98.36%. The best type of absorbent is to use activated charcoal. While the optimal conventional method is at a heating temperature of 336.47°C, material size of 2.24 mm, heating time for 32.96 minutes with a yield of 42.22%. The kinetics of evaporation of liquid smoke from coconut shells with material sizes of 1 mm, 2 mm, and 3 mm at various heating temperatures, using kinetic equations to model pyrolysis experiments are 1st-order and 2nd-order kinetic equations. The modeling results indicate that using a microwave is a 1st order model is the best model, which is at a size of 2 mm with an R2 of 0.9954 and a k value of 0.092 min-1 at a temperature of 280°C. The conventional method is a 1st order model at 1 mm with an R2 of 0.976 and k of 0.045 min-1 at 410°C, but in the conventional model this is less able to interpret experimental data well. This confirms the conjecture that the pyrolysis mechanism using the microwave method is different from the pyrolysis using conventional methods. Efforts to improve the quality of liquid smoke are carried out using encapsulation. To protect the bioactives contained in liquid smoke, it is carried out with an encapsulation process so that it will keep food products longer when the storage time of the product with better quality. This liquid smoke encapsulation process uses chitosan and maltodextrin. The best liquid smoke encapsulation is with a ratio of (%) chitosan: maltodextrin = 2: 10 for 1.5 hours at a temperature of 170°C for phenol content of 46.2% (does not meet the quality requirements of crude liquid smoke (SNI 8985: 2021) a maximum of 2%) and the acid content is 1.12% (meets the requirements of the quality standard of crude liquid smoke (SNI 8985: 2021) of 1.1-7.9%). Encapsulation of liquid smoke with maltodextrin 30% produces phenol content of 2.34% (meets the quality standard of crude liquid smoke (SNI 8985:2021) of a maximum of 2%).
| Item Type: | Thesis (Doctoral) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | metode microwave, metode konvensional, enkapsulasi, asap cair, absorbent |
| Subjects: | Q Science > QD Chemistry > QD281 Pyrolysis |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24001-(S3) PhD Thesis |
| Depositing User: | Sinar Perbawani Abrina Anggraini |
| Date Deposited: | 07 Mar 2024 07:51 |
| Last Modified: | 07 Mar 2024 07:51 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/107784 |
Actions (login required)
 |
View Item |