## APLIKASI VACUM EVAPORATOR PADA PEMBUATAN MINUMAN JAHE MERAH INSTAN MENGGUNAKAN KRISTALIZER PUTAR
Siswanto *) , Nurul Widji Triana
Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, UPN “Veteran” Jatim Jl. Raya Rungkut Madya,Gunung Anyar, Surabaya 60294 Telepon (031) 8782179, faks (031) 8782257 Email : siswantomoenandar@yahoo.com

## Abstrak
Proses  evaporasi  ekstrak  jahe  merah  menggunakan  vacum  evaporator  apabila  dengan barometrik  condensor  memerlukan  energi  yang  cukup  besar,  untuk  menghemat  energi  maka diperlukan  perancangan  suatu  evaporator  vacum  yang  dapat  menurunkan  titik  didih  air  dan  juga yang hemat energy yaitu dengan menggunakan pompa vacum yang dilengkapi penampung condensat. Pompa vacum jenis ini menggunakan energy kecil bila dibandingkan dengan menggunakan steam jet ejector  dan  diharapkan  pada  penggunaan  vacum  evaporator  dengan  pompa  vacum  ini  akan  dapat menghemat  daya  listrik.  Evaporator  menggunakan  pompa  vacum  dengan  tingkat  kevacuman mencapai  0,5  atm  atau  360  mm  Hg  dapat  menurunkan  suhu  penguapan  air  sampai  80 0 C  sehingga diharapkan kandungan yang ada dalam jahe merah tidak banyak berubah sehingga khasiat minuman jahe  merah  instan  masih  seperti  aslinya.  Hasil  penguapan  ekstrak  jahe  merah  ini  kemudian dikristalkan dalam kristalizer putar yang dilengkapi  dengan pemanas. Pemanasan dijaga pada suhu 100 0 C dengan putaran 75  rpm dan kristal terbentuk dengan  waktu  20 menit relatif cepat dibanding bila menggunakan kristalisasi berpengaduk.
Kata kunci: evaporator, kristalizer putar, pompa vacum.

## VACUM EVAPORATOR APPLICATION IN MAKING RED GINGER INSTANT DRINGKING USING ROTARY CHRISTALYZER

## Abstract
The  process  of  evaporating  red  ginger  extract  using  vacuum  evaporator  if  the  barometric condenser  requires  a  large  enough  energy,  to  save  energy,  it  is  necessary  to  design  a  vacuum evaporator that can lower the boiling point of water and also energy-efficient by using vacuum pumps equipped  condensate  container.  This  type  of  vacuum  pump  uses  a  small  energy  when  compared  to using  a  steam  jet  ejector  and  is  expected  to  use  vacuum  evaporator  with  this  vacuum  pump  will  be able  to  save  electricity.  Evaporator  using  vacuum  pump  with  a  level  of  vacuum  reaches  0.5  atm  or 360 mm Hg can lower the temperature of water evaporation to 80 0 C so it is expected that the content in  the red ginger is not much changed. The evaporation of red ginger extract  to continue to become crystal used a rotary crystallizer equipped with a heaterr. Heating is kept at 100 °C with a spin of 75 rpm and crystals are formed with a relatively quick 20 minutes time when compare with using stirred crystallization.
Keywords: evaporator, rotary crystalyzer, vacum pump .

## PENDAHULUAN
Proses  pembuatan  bubuk  minuman  instan membutuhkan  energy  yang  besar  dimana  proses pemvacuman menggunakan condensor yang dilengkapi  steam  ejektor,  fungsi  dari  evaporator adalah    untuk  menguapkan  air  dalam  ekstrak  jahe merah  hingga  menjadi  kental  sebelum  masuk  pada proses  pengkristalan.  Dalam  evaporator  dilakukan penguapan  ekstrak  encer  hingga  menjadi  ekstrak yang mempunyai kekentalan tertentu.
Kadar  air  awal  akan  mempengaruhi  dimana kadar  air  yang  tinggi  akan  mempengaruhi  mutu produk dan  mengakibatkan  mudah  rusak dan rentan terhadap  pengaruh  lingkungan  dimana  produk  akan teroksidasi  dan  akan  merubah  komponen  yang  ada (Abdussamad, 2014). Untuk menghemat penggunan energy  dalam  evaporator  maka  tekanan  dalam evaporator  dibuat  vacum  agar  titik  didih  air  akan menjadi  rendah  sehingga  diharapkan  kandungan yang ada di dalam ekstrak tidak banyak berubah dari aslinya.
Memperhatikan  kelebihan  dan  kekurangan proses  penguapan  suatu  larutan  semuanya  adalah bertitik  berat  pada  pembuatan  tekanan  vacum  pada evaporator,  apabila  tekanan  vacum  bisa  dibuat rendah  maka  titik  didih  air  akan  menjadi  kecil  dan mengakibatkan  kebutuhan  energi  untuk  penguapan menjadi turun.
Untuk  membuat  kondisi  vacum  selama  ini menggunakan barometrik condensor yang dilengkapi dengan steam ejektor dimana membutuhkan  energy  yang  cukup  besar,  untuk menanggulangi kebutuhan energy yang cukup tinggi dapat  menggunakan  Pompa  Vacum  (Converti  dan Borghi, 2005).
Pompa  vacum  yang  digunakan  adalah  jenis Positive  Displacement  dengan  jalan  mengekspansi volume  ruang  oleh  pompa  sehingga  terjadi penurunan  tekanan  vakum  parsial.  Sistem sealing mencegah  gas  masuk  ke  dalam  ruang  tersebut, selanjutnya  pompa  melakukan  gerakan  buang,  dan kembali mengekspansi ruang tersebut. Jika dilakukan secara siklis dan berkali-kali, maka vakum akan  terbentuk  di  ruangan  tersebut.    Proses  yang menjadikan  uap  keluar  dari  evaporator  menjadi kondensat  yaitu  dengan  memasang  kondensor. Kondensor  adalah  suatu  alat  untuk  mengkon- densasikan  uap  dari  Evaporator  dengan  kondisi tekanan  hampa,  uap  dari  evaporator  masuk  dari  sisi atas  kondensor    kemudian  mengalami  kondensasi sebagai akibat penyerapan panas oleh air pendingin. Kondensor  yang  digunakan  adalah  jenis  surface condensor  dimana    uap  yang  keluar  dari  evaporator tidak bersentuhan langsung dengan fluida pendingin akan  tetapi  proses  pendinginannya  terjadi  pada  alat penukar  kalor    yang  umumnya  berupa Shell  and Tube Heat Exchanger (Kern,  1978).
Proses untuk membuat produk menjadi kristal membutuhkan  alat  kristalizer,  kristalisasi  adalah proses  pembentukan  kristal  padat   dari  suatu larut an induk ya ng ho mo gen, p roses kristalisasi ini  adalah  salah  satu  teknik  pemisahan  padat -ca ir yang  sangat   pent ing  dala m  indust ri,  karena dapat  menghasilkan  kemurnian  produk  hingga 100%,  proses  kristalisasi  dapat  terjadi  pada pembuatan  gula  pasir  dan  pembuatan  minuman instan.    Kristalisasi  terjadi  pada  pembentukan  struktur dalam  bahan  atau  produk  pangan  menjadi  kristal, berbagai  produk  pangan  seperti  minuman  bubuk instan  dan  cokelat  mengandung  struktur  dalam bentuk  kristal. Komponen  bahan  pangan  yg  terutama berperan membentuk kristal adalah air, gula  dan pati.
Produk  minuman  instan  dibuat  dengan  cara kristalisasi  dimana  kristalisasi  adalah  salah  satu teknik  dalam  mikroenkapsulasi  yang  secara  umum mirip  dengan  teknologi  pengemasan  zat  padat  ke dalam  suatu  bentuk  mikrokapsul  (Permata  dan Sayuti, 2016).
Pembentukan  ukuran kristal pada jahe instan akan  dipengaruhi  oleh  waktu  kristalisasi  (Buston  et all, 2008).
Penelitian  ini  menggunakan  bahan  jahe merah  dimana  diambil  dari  tanaman  jahe  atau zingiber  officinale  telah  lama  dikenal  di  indonesia sebagai  tumbuhan  yang  menyehatkan,  rimpang  jahe dapat digunakan secara  luas sebagai pemberi aroma dan rasa pada  makanan  serta dapat dibuat  minuman yang  menyehatkan.  Jahe  memiliki  kandungan  anti oksidan  yaitu  oleoresin  yang  dikenal  dengan gingerol (Firdausni, 2011).
Jahe  juga  dapat  digunakan  sebagai  bahan pembuat  obat  dan  industri  jamu  tradisional sedangkan  jahe  muda  dapat  langsung  dimakan sebagai  lalapan.  Jahe  mempunyai  efek  panas  bila digunakan  maka  jahe  banyak  digunakan  sebagai minuman  kesehatan,  sebagai  tanaman  herbal  jahe dinegara  seperti  china,  india  dan  arab  banyak digunakan  sebagai  bahan  untuk  membuat  obat obatan.
Dua  komponen  yang  ada  dalam  jahe  yaitu gingerol  dan  oleoresin  14-25%  dan  shogoal  dalam oleoresin  2,8-7%  (Shobana  and  akhilender  Naidu, 2000, Zick et. al, 2008).
Jahe  merah  atau  zingiber  offciniale  var rubrum merupakan salah satu spesies jahe biasa akan tetapi  rimpang  dari  jenis  jahe  merah  ini  lebih  kecil sedang  rasanya  lebih  pedas  dan  berwarna  merah diluarnya serta berwarna kuning hingga merah muda dibagian  dalamnya.  Jahe  merah  banyak  digunakan sebagai  bahan  makanan  dan  pengobatan  tradisional untuk  berbagai  penyakit.  Tanaman  jahe  merah banyak  tumbuh  didaerah  pedesaan  dan  sekarang banyak  dibudidayakan  sebagai  minuman  segar  dan menyehatkan.  Jahe  merah  mengandung  oleoresin yaitu senyawa non volatil yang mengandung minyak
atsiri 15–35% , semakin tinggi kadar oleoresin maka rasanya semakin pedas (Stoilova et. al, 2007).
Gambar 1. Tanaman jahe merah.
Aroma  dan  rasa  pedas  pada  rimpang  jahe sangat  dipengarui  oleh  kompisisi  kimia  yang terkandung,  beberapa  faktor  yang  mempengaruhi komposisi kimia rimpang  jahe merah adalah kondisi tanah,  umur  panen,  cara  budidayanya  serta ekosistem tempat tanaman. Kandungan minyak atsiri antara  0,25–3,3%  dimana  minyak  atsiri  ini menimbulkan aroma khas jahe.

## METODE PENELITIAN
Apilkasi  vacum  evaporator  dan  kristalizer putar  pada  produksi  minuman  jahe  merah  instan bertujuan  untuk  mendapatkan  kristal  jahe  secara cepat  tanpa  mengurangi  kandungan  yang  ada. Penelitian  ini  menggunakan  jahe  merah  sebagai bahan baku yang diuapkan pada tekanan vacum dan dilanjutkan  proses  kristalisasi  dengan  menggunakan kristalizer putar.
Alur penelitian adalah sebagai berikut :
Gambar 2. Blok diagram Penelitian
Rangkaian  alat  percobaan  untuk  proses evaporasi  menggunakan  pompa  vacum  yang  terdiri dari tangki evaporator beserta pemanasnya, condensor dan pompa vacum sebagai berikut .
Gambar 3. Vacum Evaporator
Mula-mula  jahe  merah  yang  sudah  ditambah air dihancurkan dan diperas, penambahan air dengan perbandingan  1:1-1:1,5  kemudian  diuapkan  dalam evaporator vacum pada tekanan yang bervariasi dari 380-760 mmHg dan distilat ditampung sama dengan jumlah air yang ditambahkan pada perbandingan 1:1 yaitu  sebanyak  2200  cc.  Ekstrak  dikeluarkan  dari evaporator  kemudian  dipindahkan  dalam  alat kristalisasi  putar  dan  ditambah  gula  secukupnya untuk dikeringkan hingga membentuk kristal. Proses kristalisasi  dilakukan  pada  kecepatan  dan  suhu tertentu hingga diperoleh jumlah kristal maksimun.
Gambar 4. Kristalizer putar
Jahe merah diparut dan diperas Hasil disaring dan filtrat diuapkan
Proses evaporasi  pada Tek vacum 380 mmHg, 80 0 C
Ekstrak dikristalkan  dalam kristalizer putar
Produk

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Steam  table  (Mc  Cabe,  W.L.,1986)  untuk tekanan  vacum  760  mm  Hg    didapatkan  titik  didih air  =212 0 F  =100 0 C.  Dari  hasil  percobaan  dengan menggunakan  prototipe  evaporator  vacum  dengan bahan  baku  ekstrak  jahe  merah  sebanyak  2000  cc dan  penambahan  air  sesuai  perbandingan  dengan waktu yang sama didapatkan hasil sebagai berikut :

## Tabel 1. Tekanan vacum
Tabel 2. Waktu terbentuknya kristal
Jahe  instan  merupakan  produk  minuman berupa  serbuk  yang  dapat  langsung  dikonsumsi sebagai  minuman  kesehatan,  minuman  kesehatan merupakan  minuman  yang  mengandung  zat  gizi yang  berpengaruh  positif  terhadap  kesehatan  tubuh (Rifkowati, E.R. dan Martanto, 2016)
Secara teoritis dari steam table untuk tekanan 760  mm  Hg  air  akan  mendidih  pada  suhu  100 0 C (Mc  Cabe,  W.L.,1986)  akan  tetapi  dari  kenyataan yang  ada  dalam  penguapan  air  murni  menggunakan prototype  evaporator  pada  tekanan  vacum  760  mm Hg didapatkan air mendidih pada suhu 102 0 C hal ini disebabkan  karena  alat  kontrol  suhu  kurang  akurat dalam  menerima panas  yang diberikan oleh kompor gas.
Bila  menggunakan  ekstrak  jahe  merah dipanaskan  pada  tekanan  vacum  760  mm  Hg  air akan  menguap  pada  suhu  104 0 C  hal  ini  sesuai dengan  grafik  Duhring  Line  (Mc  Cabe,  W.L.,1986) dimana  titik  didih  suatu  bahan  akan  meningkat sesuai dengan kadarnya.
Apabila  tekanan  vacum  dari  pompa  vacum dinaikkan sehingga tekanan ruang bertambah vacum sehingga titik didih ekstrak jahe merah akan menjadi turun hal  ini sesuai dengan kaidah titik didih  bahwa apabila  tekanan  semakin  vacum  maka  titik  didih juga akan semakin turun. Titik didih  mencapai yang paling  rendah  80 0 C  dimana  tekanan  vacum  yang
dibuat  pada  tekanan  380  mmHg  dan  suhu  air pendingin keluar kondensor pada 35 0 C.
Produk minuman instan dari bahan baku jahe merah  dapat  dibuat  dengan  cara  kristalisasi  dimana terbentuknya  kristal  merupakan  proses  mikrokap- sulasi  dengan  penambahan  sokrosa  (Permata  dan Sayuti, 2016).
Proses  pengkristalan  dengan  memvariasi penambahan  air  pada  ekstrak  jahe  merah  dan kecepatan  putar  75  rpm  akan  mempengaruhi  waktu pengkristalan dimana makin banyak penambahan air maka  waktu  yang  diperlukan  untuk  menjadi  kristal semakin  lama akan tetapi pada proses pengkristalan volume  dibuat  penambahan  diambil  terkeci  yaitu 220 cc  maka  waktu  yang  dibutuhkan  untuk mengeringkan  sampai  terjadi    kristal    pada  waktu 20menit.
Jahe  instan  merupakan  serbuk  instan  dimana cara  mengkonsumsinya  sangat  praktis  karena  dapat disajikan  dengan  cepat  (Rifkowati,  E.R.  dan Martanto, 2016)

## SIMPULAN
Apabila  menggunakan  evaporator  vacum produk yang dihasilkan mempunyai kandungan yang tidak banyak berubah karena air mendidih pada suhu 80 0 C  sedangkan  waktu  yang  digunakan  untuk menjadi kristalnya pada 20 menit hal ini lebih cepat bila  dibandingkan  apabila  menggunakan  kristalizer berpengaduk.

## DAFTAR PUSTAKA
British  Petroleum.  2015. BP  Statistical  Review  of World Energy. June. Retrieved from http://sholar.google.com/sholar?/hl=en&btm G=search&q=intitle:BP+statistical+Review+
of+world+Energy#0
Converti,  A.,  &  Borghi,  M.  Del.  2005. Vacuum Creating Equipment . Encyclopedia of Desalination andi,  Water Resources.
Dewi,  dkk,  Pengaruh  suhu  pemasakan  nira,”  Jurnal Teknologi  Pertanian  “  vol  15  ,  Desember 2014, hal 149-158.
Rifkowati,  E.E.  dan  Martanto.  2016  . Minuman fungsional serbuk instan jahe , Tek Pertanian Lampung, 315 – 324.
Firdausni. 2011. Pengaruh penggunaan sukrosa dan penstabil  karboksil  metil  selulosa  (CMC) terhadap  jahe  instan .  Balai  Riset  dan Standarisasi Industri Padang
Kencono,  A.  W.,  Adam,  R.,  Baruna,  E.  S.,  & Ajiwihanto, N. 2014. Handbook of Energy & Economic  Statistics  of  Indonesia .  Jakarta: Kementrian  Energy  dan  Sumber  Daya Mineral.
Kern.  1978. Process  Heat  Transfer .  409-413.
International Student Edition.
No.  Perbandingan air Tekanan ( - mm Hg ) Jumlah air Teruapkan ( cc ) Suhu Penguapan ( 0 C ) 1. 2. 3. 4. 5. 1 : 1,1 1 : 1,2 1 : 1,3 1 : 1,4 1 : 1,5 760 670 560 460 380 2.200 2.200 2.200 2.200 2.200 100,0 95,0 88,0 84,0 80,0 No. Jumlah ekstrak ( cc ) Waktu pengeringan ( menit ) 1. 2. 3. 4. 5. 2000 2200 2400 2600 2800 20,0 21,5 22,2 23,4 25,0
Permata,  D.A.,  Sayuti,  K.  2016. Pembuatan Minuman serbuk Instan dari berbagai bagian tanaman  Mineran  (Phyllantus  niruri). J.
Teknol. Pertan. Andalas 20, 44 – 49. Santoso,  B.  2014. Proses  Pembuatan  Gula  dari Tebu pada PG X , (1), 1–5. doi:- 10.1007/s13398-014-0173-7.2
Stoilova,  I.,  Krostamov,.  A,  Stoyanova,  A.,  Dinev. P,  Gargova.  S.  2007. Antioxidant  activity  of ginger  extract. Food  Chem.  102,  764- 770.Doi:10.1016/j.foodchem.2006.06. 023.
Mc  Cabe,  W.L.,1986.  ‘ Operation  of  Chemical Engineering’.
Winarno,.  Kamal,.  2009.  ‘Pengaruh  bahan  aditif terhadap  beberapa  parameter  pada  larutan sukrosa’. J. Teknol .I. 78-85.
Wikipedia.  2015a.  Liquid  ring  pump.  Doi  :
10.1016/0042-07X (53)90465-5.
Zick, S.M., Djuric, Z., Ruffin. M.T., Litzinger.A.J.,  06.023.  2008. Pharmacoki- netic  of  6-gingerol,  8-gingerol,  10-gingerol and 6-shoagoal and conjugate metabolites in healthyhuman  subject .  Cancer  Epidemiol.
Bio  markers  Prev.  17,1930-1936.  Doi: 10.1158/1055-9965. Epi-07-2934.