Transcript 6. Kristalisasi

Kristalisasi
• Kristalisasi merupakan peristiwa yang
menunjukkan beberapa fenomena yg berbeda
berkaitan dengan pembentukan struktur
kristal.
• Kristal terdapat dalam berbagai bahan alami
mulai dari bebatuan sampai bahan pangan
• Berbagai bahan organik dapat membentuk
kristal seperti gula, lemak, protein, dan pati.
• Bahan anorganik seperti air dan garam
• Ketika kristal terbentuk, molekul-molekul
suatu senyawa saling mengatur diri
membentuk pola yg teratur dalam suatu
matriks tertentu.
Proses Kristalisasi
Prinsip pembentukan kristal adalah :
- Kondisi lewat jenuh untuk suatu larutan
seperti larutan gula atau garam
- Kondisi lewat dingin untuk suatu cairan atau
lelehan (melt) seperti air atau lemak.
• Untuk membentuk kristal, fase cairan (liquid)
harus melewati kondisi kesetimbangan dan
menjadi lewat jenuh (untuk larutan) atau
kondisi lewat dingin (untuk lelehan).
• Kondisi tersebut dapat tercapai melalui
pendinginan di bawah titik leleh suatu
komponen (misalnya air) atau melalui
penambahan sehingga dicapai kondisi lewat
jenuh (misalnya garam dan gula)
• Ketika suatu cairan atau larutan telah jenuh,
terdapat termodinamika yang mendorong
kristalisasi. Molekul-molekul cenderung
membentuk kristal karena pada bentuk kristal,
energi sistem mencapai minimum.
• Selama nukleasi atau pembentukan inti kristal,
molekul dalam wujud cair mengatur diri kembali
dan membentuk klaster yg stabil dan
mengorganisasikan diri membentuk matriks
kristal.
• Pertumbuhan kristal berlanjut sampai semua
molekul membentuk kristal dan sistem mencapai
kesetimbangan.
• Ketika kesetimbangan telah tercapai, perubahan
masih tetap dapat terjadi pada struktur kristalin
selama penyimpanan dalam waktu lama
• Hal ini sering terjadi pada produk pangan karena
suhu dan kelembaban relatif lingkungan produk
pangan dapat berubah-ubah selama transportasi,
distribusi, dan penyimpanan.
Kristalisasi dalam produk pangan
• Salah satu unsur pembentuk struktur dalam
bahan atau produk pangan adalah kristal
• Berbagai produk pangan seperti permen dan
cokelat mengandung struktur dalam bentuk
kristal.
• Adanya kristal mempengaruhi mutu, tekstur
dan daya simpan produk pangan.
• Komponen bahan pangan yg terutama berperan
membentuk kristal adalah air, gula, alkohol,
lemak, dan pati.
• Elemen pembentuk struktur dalam produk
pangan seperti sel udara kristal, dan globula
lemak berperan penting dalam menentukan
umur simpan produk pangan.
• Elemen struktural juga menentukan sifat reologi
(seperti kekerasan, kekakuan, kerenyahan) dan
berkontribusi terhadap sifat organoleptik (seperti
kecepatan leleh, efek pendinginan).
Skema hubungan struktur kristal dengan kondisi pengolahan dan
komposisi serta kualitas produk pangan
Produk pangan yang mengandung kristal
Produk pangan yg mengalami penurunan mutu akibat
kristalisasi
Tahapan Kristalisasi
1. Pembentukan inti kristal
Selama kristalisasi dapat terjadi tiga tipe
pembentukan inti kristal, yaitu :
a. Pembentukan inti kristal tipe homogen
- Molekul dalam larutan terbentuk secara
bersamaan, baik berupa moleul tunggal maupun
berupa uint molekul yg berikatan sebagai suatu
gugus. Gugus tsb kemudian terbentuk terus
menerus dalam larutan lewat jenuh atau lewat
dingin. Pembentukan inti krstal tipe ini
berlangsung tanpa bantuan senyawa asing di
b. Pembentukan inti kristal tipe heterogen
- Inti kristal tipe heterogen terdiri dari beberapa
senyawa yg berbeda.
- Pembentukan inti kristal heterogen
berlangsung sebelum pembentukan inti kristal
homogen
- Adanya zat asing, seperti zat pengotor,
mampu mempercepat pembentukan inti
kristal
c. Pembentukan inti kristal tipe sekunder
- Terjadi ketika kristalit berukuuran kecil
dipindahkan dari permukaan kristal yg telah
terbentuk dan berperan sebagai inti kristal yg
baru.
- Mekanisme yg dilakukan melalui kontak
antara satu kristal dengan kristal lainnya
melalui pengadukan dalam tangki agitasi.
Beberapa parameter yg mempengaruhi terbentuknya
inti kristal
a. Kondisi lewat dingin larutan
- Semakin dingin larutan waktu induksi (waktu
yg diperlukan sampai inti kristal terbentuk)
akan semakin pendek.
b. Suhu
- Penurunan suhu akan menginduksi
pembentukan kristal secara cepat.
c. Sumber inti kristal
- Inti yg terbentuk pada pembentukan tipe
c. Viskositas
- Ketika viskositas meningkat akibat
menurunnya suhu dan meningkatnya
konsentrasi larutan, proses pembentukan inti
kristal akan terbatasi. Hal ini disebabkan
berkurangnya pergerakan molekul
pembentuk inti kristal dan terhambatnya
pindah panas sebagai energi pembetukkan
inti kristal
d. Kecepatan Pendinginan
- Pendingingan yg cepat akan menghasilkan inti
kristal yg lebih banyak dibandingkan
pendinginan lambat
e. Kecepatan agitasi
- Proses agitasi mampu meningkatkan laju
pembentukan inti kristal. Agitasi
menyebabkan pindah massa dan pindah
panas berjalan lebih efisien.
f. Bahan tambahan dan pengotor
- bahan-bahan tambahan dapat berperan untuk
membantu atau menghambat pembentukan
inti kristal
g. Densitas massa kristal
- Jumlah kristal yg terdapat dalam satu unit
volume yg terdapat dalam larutan akan
berpengaruh pada tingkat pertumbuhan
setiap kristal.
Pemisahan
a. Penyaringan
b. Sentrifugasi
c. Pengendapan
•Terima kasih......