Apa itu termodinamika
Termodinamika (bahasa yunani thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika energi ,panas ,kerja , entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal. Termodinamika adalah cabang dari ilmu fisika yang mempelajari tentang proses perpindahan energi sebagai kalor dan usaha antara sistem dan lingkungan. Kalor diartikan sebagai perpindahan energi yang disebabkan oleh perbedaan suhu, sedangkan usaha merupakan perubahan energi melalui cara-cara mekanis yang tidak disebabkan oleh perubahan suhu.
Temodinamika dalam konteks teknik kimia
Dalam teknik kimia, termodinamika berlajar terkait efek termal dan reaksi kimia menjadi energi panas berdasarkan hukum termodinamika. Terdapat tiga hukum termodinamika, yaitu
- Hukum Pertama Termodinamika mengatakan energi hanya dapat berubah bentuk atau berpindah tempat. Dengan kata lain, tidak bisa diciptakan maupun dimusnahkan.
- Hukum Kedua Termodinamika mengatakan entrophi cenderung meningkat dari waktu ke waktu. Entropi adalah perubahan energi panas dibagi dengan suhu absolut.
- Hukum Ketiga Termodinamika mengatakan entropi suatu system pada temperature nol tetap bernilai konstan.
Penerapan termodinamika pada industri pangan
Makanan bisa tahan lama apabila disimpan dalam suhu tertentu. Maka dari itu, dalam makanan ada ketentuan syarat suhu. Diluar batas suhu anjuran dapat mempengaruhi kualitas makanan.
Refrigerasi adalah alat penting dalam industri pangan. Adanya alat ini untuk menyimpan dan menjaga makanan agar tetap segar.
Pada mesin refrigerasi terjadi proses perubahan fasa, penguapan, kondensasi, dan pertukaran panas., serta efisiensi. Efisiensi dinyatakan dalam koefisien kinerja (COP), perbandingan kapasitas pendinginan dengan daya yang dihasilkan.
Aktivitas fluida di industri pangan
Selain masalah penyimpanan makanan, ada juga aktivitas fluida di industri pangan yang gak bisa lepas dari termodinamika. Dalam termodinamika, aktivitas fluida memiliki kasus spesifik yang disebut potensial kimia. Potensi kimia yang muncul ada dua yaitu sifat insentif dan ekstentif.
Sifat ekstentif menyesuaikan jumlah material seperti volume, massa, dan energi. Sedangkan sIfat insentif meliputi suhu, massa jenis, dan tekanan. Selama ada perbedaan sifat intensif antar fase dalam system tertutup, ada tendensi mencapai kondisi setimbang.
Contoh penerapan termodinamika pada industri pangan
Penerapan disini bukan artinya menghitung seperti waktu mata kuliah, melainkan permodelan. Permodelan termodinamika dapat berjalan jika ada tiga aspek yaitu flowsheet, komponen kimia, dan kondisi operasi.
Permodelan bisa dibuat dengan memakai Aspen Plus. Aspen Plus mampu membuat simulasi permodelan termodinamika. Mengingat industri pangan melibatkan proses kimia, maka skill Aspen Plus jadi kebutuhan.
Prinsip Kerja dan Konsep Termodinamika Pada Mesin Exhaust Box
Exhaust Box merupakan suatu alat yang banyak digunakan dalam
industri pengalengan makanan, dalam proses pemasakan ikan sarden, digunakan mesin Exhaust Box buatan pribadi yang berjumlah 4 buah. Bagian-bagian mesin ini tersusun atas conveyor belt, kran pengatur aliran uap panas dan pipa yang dilengkapi spreader serta kotak penghampa udara (exhaust box).
Prinsip kerja mesin ini adalah dengan mengalirkan uap panas yang disuplai oleh boiler melalui pipa spreader menuju dalam Exhaust Box. Uap panas ini nantinya akan digunakan untuk membuat kondisi vakum pada kaleng yang berjalan pada conveyor belt dalam mesin.
Cara pengoperasian mesin Exhaust Box terbagi dalam beberapa tahapan:
1. Menyalakan mesin dengan menekan tombol on terlebih dahulu.
2. Mengatur kran uap pada mesin agar diperoleh suhu yang diinginkan pada saat proses berlangsung.
3. Mengatur durasi waktu yang diperlukan selama proses exhausting
dengan cara mengatur laju kecepatan rantai atau conveyor belt.
4. Meletakan produk kaleng dengan posisi terbuka pada conveyor belt.
5. Setelah selesai, matikan aliran uap panas dan juga mesin, serta jangan lupa untuk membersihkannya agar kualitas kebersihan tetap terjaga.
Untuk satu buah mesin Exhaust Box dapat menampung ± 6.300 buah kaleng ukuran kecil (155gr) dan jika keempat mesinnya digunakan bersamaan dalam satu proses produksi, kapasitas kaleng ukuran (155 gr) yang dapat ditampung yaitu sebanyak ± 25.200 buah.
Fungsi dari proses Exhausting adalah untuk membuat kondisi vakum pada kaleng sebelum dilakukan proses seaming atau penutupan kaleng. Dengan dilakukannya proses exhausting , uap panas yang dihasilkan akan menghilangkan udara yang ada dalam kaleng, sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya korosi dan kebocoran kaleng, serta mencegah pertumbuhan bakteri pada makanan.
Konsep Termodinamika dalam alat Exhaust Box
Mesin Exhaust Box adalah salah satu contoh alat yang menggunakan konsep fisika yaitu termodinamika dalam proses kerjanya. Secara khusus konsep termodinamika yang digunakan oleh mesin Exhaust Box ini adalah Hukum II Termodinamika. Dalam proses pengolahan ikan sarden hingga menjadi produk kalengan, ada tahapan yang disebut pemasakan dengan menggunakan mesin Exhaust Box buatan pabrik . Disebutkan juga beberapa syarat dalam proses pemasakan menggunakan mesin Exhaust Box, dimana suhu di dalam saat pemasakan harus sebesar 100℃ dan suhu setelah pemasakan harus sebesar 70℃ yang ditujukan agar ikan matang dengan sempurna dan tidak terjadi kontaminasi.
Ikuti tulisan menarik Mutiara Sinuhaji lainnya di sini.
