1 / 18

KESEIMBANGAN PANAS

KESEIMBANGAN PANAS. Pendahuluan. Panas merupakan salah satu bentuk energi Berperanan penting dalam pengolahan Digunakan untuk : Mematangkan pangan Merubah sifat fisik dan kimia Membunuh mikroorganisme dan enzim. Contoh keseimbangan panas. TEORI PINDAH PANAS.

elijah
Télécharger la présentation

KESEIMBANGAN PANAS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. KESEIMBANGAN PANAS

  2. Pendahuluan • Panas merupakan salah satu bentuk energi • Berperanan penting dalam pengolahan • Digunakan untuk : • Mematangkan pangan • Merubah sifat fisik dan kimia • Membunuh mikroorganisme dan enzim

  3. Contoh keseimbangan panas

  4. TEORI PINDAH PANAS • Prosespindahpanasbanyakditemuipadaindustripengolahanpangan pada proses :pemasakan, pemanggangan, pengeringan, sterilisasiataupendinginan • Pindahpanas: panasberpindahsecaraspontandarisatubahankebahan lain yang lebihdingin. • Jumlahpanas yang dipindahkantergantungperbedaansuhubahan (driving force) dan tahanan bahan • Laju perpindahan panas : • Steady state • Unsteady state

  5. Jenis Pindah Panas • Konduksi • Konveksi • Radiasi • Konduksi, energimolekulberpindahsecaralangsungdaridaerah yang lebihpanaskedaerah yang lebihdingin tanpa ada perpindahan molekul. • Radiasi, perpindahanenergipanasdengangelombangelektromagnetik tanpa memerlukan media • Konveksi, prosespindahpanasmenggunakan pergerakanmolekul

  6. Konduksi • jumlahpanas = dayadorong/ tahanan • DQ/dt = kAdT/dx(persamaan Fourier untukkonduksi) • dQ/dt = jumlahpanas yang dipindahkan per satuanwaktu • A = luasdaerah yang dialiripanas • dT/dx = perubahansuhu per satuanpanjang • k = konduktivitaspanas • konduktivitaspanasbahanbisadiukur. Konduktivitas thermal berubahsedikitsesuaisuhu, tetapiumumnyadianggapkonstanuntukbahan yang telahdiketahui.

  7. Konduksimelewatisuatulempengan • dQ/dt = kA dT/dx • Pada perbedaan suhu konstan dQ/dt = q • q = kA dT/dx • q = kA(T1 - T2)/x

  8. Contoh • suatugabusdengantebal 10 cm punyasuhupermukaan -12oC dan 21oC. jika rata-rata konduktivitasthemalgabuspadasuhutersebut 0,042 J m-1 s-1oC-1berapajumlahpanas yang dipindahkanmelewatididing 1m2? • T1 = 21°C • T2 = -12°C • DT = 33°C •  A = 1 m2 •  k = 0.042 J m-1 s-1 °C-1 •    x = 0.1 m • .......J s-1

  9. PINDAH PANAS UNSTEADY STATE • pindah panas yang suhunya berubah karena bahan dipanaskan atau didinginkan. • Proses sangat rumit, melibatkan penyelesaian menggunakan persamaan Fourier yang ditulis dalam bentuk diferensial parsial dalam tiga dimensi. • Contoh pendinginan sosis oleh udara. Jumlah panas yang dipindahkan dari permukaan ke silinder :

  10. Konveksi (dari permukaan sosis ke udara) • q   =   dQ/dt   =   hsA(Ts - Ta) • dimana Ta adalah suhu udara and Ts adalah suhu permukaan. • Konduksi (dari pusat ke permukaan sosis) • dQ/dt = (k/L)A( Tc– Ts ) • dimana Tc suhu pusat silinder, kkonduktivitas thermal bahan silinderdan L adalah radius silinder. •         hsA(Ts -Ta) = (k/L)A( Tc– Ts )        hs(Ts - Ta) = (k/L)( Tc– Ts )hsL/k = ( Tc– Ts )/ (Ts - Ta) Biot Number Bi = hsL/k

  11. dQ = hsA(Ts - Ta) dt •   dQ = c ρ VdT • c = panas spesifik bahan • ρ = densitas bahan • V = volume •   c ρ VdT = hsA(Ts - Ta) dt • Integral untuk Ts = T1 dan Ts = T2 Untuk waktu t • - hsAt/c ρ V = loge (T2 - Ta)/(T1– Ta) • (kt/c ρ L2) = Fourier number (Fo) • (hsL/k) = Biot Number (Bi)

  12. COntoh • sosis daging berbentuk silinder panjang 30 cm da diameter 5 cm diproses di dalam autoclave. jika suhu awal sosis 21oC dan suhu autoclave dijaga 116oC, perkirakan suhu pusat sosis setelah 2 jam di autoclave. Diasumsikan konduktivitas thermal sosis 0,48 J m-1 oC-1densitas 1,07, panas spesifik 3350 J kg-1 oC. koefisien pindah panas permukaan autoclave ke permukaan sosis adalah 1200 J m-2 s-1 oC-1.

  13. Evaporasi • Berfungsi sebagai alat pemekat larutan • Sumber panas : steam • Singgle effect evaporator, double effect , triple effect

  14. Persamaan • Keseimbangan panas di evaporator 1 • q1 = U1A1(Ts - T1) = U1A1DT1 • q1:laju pindah panas, U1:Koef. Pindah panas keseluruhan di ev 1., A1: luas pindah panas di ev.1., Ts: suhu kondensasi sieam di ev.1., DT1: beda suhu di ev.1= (Ts - T1). • Keseimbangan panas di evaporator 2 • q2 = U2A2(T1 - T2) = U2A2DT2 • Jika tdk terjadi kehilangan panas dan boiling point • q1 = q2 • Serta evaporator dari jenis bahan dan ukuran sama • A1 = A2 • U2/U1 = DT1/DT2

  15. Multiple effect evaporatorslebih banyak digunakan karena :lebih ekonomisSteam Consumption And Running Costs Of Evaporators

  16. Steam Table • Steam : uap panas, banyak digunakan sebagai sumber panas pada evaporator • Pertimbangan : bersih, tidak mengkontaminasi pangan, suhu, efisien • Steam table

  17. COntoh • Estimate the requirements of steam and heat transfer surface, and the evaporating temperatures in single effect, for evaporating 500 kg h-1 of a 10% solution up to a 30% solution. Steam is available at 300 kPa gauge and the pressure in the evaporation space is 101 kPa absolute. Assume that the overall heat transfer coefficients are 2270 J m-2 s-1 °C-1

More Related