Proses Pengolahan Susu Bubuk

Proses Pengolahan Susu Bubuk

Proses pengolahan susu bubuk meliputi beberapa tahapan. Proses tersebut secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu Wet Process (Proses Basah), Dry Process (Proses kering) dan Blending (Pencampuran).

A.  Wet Process (Proses Basah)

Proses basah adalah proses yang menggunakan bahan-bahan yang masih berupa liquid atau cairan. Proses basah melalui beberapa tahap, yaitu:

1.    Penerimaan Susu Segar

Penyediaan susu segar sebagai bahan dasar diambil dari Koperasi Unit Desa (KUD) yang sudah bekerjasama dengan perusaahaan susu tersebut. Proses penerimaan susu segar dari peternak adalah sebagai berikut : mula-mula petemak mengumpulkan susu segar dalam milk can ke pengumpul. Dari pengumpul susu segar ini diangkut oleh truk pengangkut susu segar menuju ke KUD. Biasanya pabrik susu menerima susu segar mulai pukul 06.00 sampai 14.00. setelah jam tersebut, setoran susu segar ditolak karena dikhawatirkan sudah rusak akibat pertumbuhan mikrobia, mengingat kemungkinan penyimpanan susu segar di KUD yang terlalu lama. Sebelum susu segar tersebut diterima oleh Pabrik Susu, terlebih dahulu dilakukan pengujian terhadap kualitas yang meliputi: uji bakteriologis, uji fisis dan uji organoleptis yang dilakukan oleh bagian Quality Assurance (QA).

Susu segar yang telah dinyatakan release oleh QA segera dipompa dari mobil tangki ke balance tank untuk menyeimbangkan aliran dan mengukur volumenya. Susu yang masuk melalui pipa pemasukan akan mengangkat pelampung yang ada di dalam balance tank. Pelampung tersebut berfungsi untuk menjaga permukaan air susu dalam tangki tetap konstan. Setelah penuh, katup secara otomatis akan menutup pipa pemasukan dan proses pengisian berhenti.

Balance Tank

Fungsi          : menjaga kontinuitas dan stabilitas aliran susu segar

Jumlah          : 1 buah

Bahan           : Stainless Steel

Kapasitas      : 350 liter

Pelengkap     : pelampung yang berfungsi mengontrol permukaan cairan dalam tangki tetap seimbang, bekerja secara otomatis

Prinsip kerja : susu segar dari tangki KUD dipompa masuk kedalam Balance tank melalui flow meter sehingga diketahui volume susu dari tiap tangki penyetor yang masuk ke Balance tank. Mula-mula susu segar masuk melalui pipa pemasukan di bagian tengah tangki, susu akan mengangkat pelampung. Jika tangki telah penuh, katup akan menutup pipa pemasukan, sementara itu susu dalam tangki dikeluarkan melalui pipa bawah. Keluarnya susu dari tangki menyebabkan pipa pemasukan sedikit terbuka, sehingga susu dapat masuk kemudian akan menutup sendiri bila penuh, demikian seterusnya.

Setelah dari balance tank, susu akan disaring dengan duplex filter agar benda-benda asing yang mungkin terdapat dalam susu segar dapat tertahan dalam filter dan selanjutnya dialirkan ke plate cooler untuk dilakukan proses pendinginan. Gambar Plate Cooler

2.        Pendinginan

Susu yang telah disaring masuk plate cooler berupa Plate Heat Exchanger (PHE) pada suhu maksimal 14 ^oC untuk didinginkan hingga mencapai suhu 4 ^oC menggunakan media chilled water bersuhu 2 ^oC. Susu dialirkan ke plate-plate dengan arah yang berlawanan dengan media pendingin. Dalam suhu rendah mikroba akan menjadi nonaktif, reaksi enzimatis terhambat serta reaksi kimia yang menyebabkan kerusakan dapat dicegah.

Plate Cooler

Fungsi          : mendinginkan susu segar hingga 2 – 4^oC

Jumlah          : 1 buah

Bahan           : Stainless Steel

Kapasitas      : 1000 liter/jam

Tipe              : Plate Heat Exchanger

Media           : chilled water bersuhu 1 – 2^oC

Susu kemudian dialirkan ke dalam Fresh Milk Tank (FMT). Tangki ini dilengkapi pengaduk untuk menjaga susu tetap homogen, mencegah terbentuknya krim dan dilapisi dengan whole glass untuk menjaga suhu susu tetap 4^oC.

Fresh Milk Tank

Fungsi          : menyimpan susu segar yang sudah didinginkan

Jumlah          : 3 buah

Bahan           : Stainless Steel

Kapasitas      : 10000 liter/jam

3.        Pasteurisasi

Pasteurisasi bertujuan untuk membunuh semua mikroba pathogen yang dapat merusak susu serta menyebabkan penyakit pada bayi. Mikroba pathogen yang banyak terdapat pada susu antara lain Mycobacterium tuberculosis penyebab penyakit tuberkulosis, Coxiella burnetti, penyebab penyakit Q fever, Salmonella, Shigella sp., penyebab penyakit enterik seperti thypoid dan parathypoid, serta Enterobacter sakazakii penyebab penyakit radang otak pada bayi. Pasteurisasi juga dimaksudkan untuk memperpanjang daya simpan produk dengan cara menginaktivasi enzim yang terdapat dalam susu seperti lipase, fosfatase, peroksidase dan katalase.

Pasteurisasi dilakukan secara kontinyu menggunakan suhu tinggi dalam waktu singkat, atau disebut sistem HTST (High Temperature Short Time). Suhu yang digunakan adalah 83 ^oC dengan penahanan dalam holding tube selama 15 detik. Waktu yang singkat dimaksudkan untuk mencegah kerusakan nutrisi terutama protein yang mudah mengalami denaturasi.

PHE untuk pasteurisasi tersiri dari tiga bagian, yaitu bagian regenerasi, pasteurisasi dan pendinginan..

PHE Pasteurized

Fungsi          : membunuh bakteri pathogen yang terdapat di dalam susu dengan pemanasan pada suhu 80 ^oC selama 5 detik

Jumlah          : 1 buah

Bahan           : Stainless Steel

Kapasitas      : 50000 liter

Tipe              : Plate Heat Exchanger

Media           : steam bersuhu 145-152 ^oC

Susu dialirkan ke bagian regenerasi untuk mengalami pemanasan awal menggunakan medium pemanas yaitu susu yang telah mengalami pasteurisasi bersuhu 60 ^oC. Susu kemudian dialirkan ke bagian pasteurisasi untuk mengalami pemanasan lebih lanjut hingga suhu 83 ^oC dengan medium pemanas steam bersuhu 110 ^oC. Susu lalu masuk holding tube untuk ditahan suhunya selama 15 detik

Setelah itu susu didinginkan dengan melewati bagian regenerasi terlebih dahulu sehingga terjadi kontak tidak langsung karena dibatasi oleh plat. Dengan cara demikian, susu segar yang baru masuk akan mengalami pemanasan awal dan susu yang sudah dipasteurisasi akan mengalami penurunan suhu. Pendinginan kemudian dilakukan di bagian pendingin sampai suhu mencapai 4 ^oC. Pendinginan bertujuan untuk shocking bacteria, yakni mematikan bakteri yang tahan terhadap suhu pasteurisasi. Apabila kondisi pasteurisasi tidak mencapai suhu dan waktu yang ditentukan, maka secara otomatis susu kembali ke balance tank untuk diproses ulang. Selanjutnya susu dialirkan ke unit compounding.

4.        Compounding (Pencampuran Basah)

Compounding merupakan proses pencampuran, pendispersian, dan pelarutan komponen padat (bubuk), susu segar yang telah dipasteurisasi, dan minyak nabati yang telah diformulasi untuk memperoleh campuran yang homogen sebelum dilakukan proses pengeringan. Komponen bubuk yang ditambahkan berupa susu bubuk, skim, gula, whey, pemberi aroma, emusifier/stabilizer yaitu lechitin, vitamin dan mineral. Sedangkan minyak nabati yang diformulasi telah mengalami proses oil blending sebelum menuju unit compounding.

Compounding Tank

Fungsi          : mencampur susu kental dengan material lain dan rework

Jumlah          : 2 buah

Bahan           : Stainless Steel

Kapasitas      : 10000 liter/jam

Media           : ice water (4-9^oC)

Pelengkap     : agitator tipe propeller dengan kecepatan 40 rpm

Pencampuran komponen bubuk, susu segar dan minyak dilakukan di compounding tank. Proses pencampuran berlangsung pada suhu 60-70 ^oC. Pada kisaran suhu tersebut, susu bubuk memiliki sifat dapat terbasahi serta campuran memiliki viskositas yang rendah sehingga proses pencampuran berlangsung cepat dan sempurna. Compounding tank terdiri dari dua bagian dan digunakan secara bergantian bergantian, satu tangki untuk proses compounding, satu tangki untuk transfer.

5.        Sterilisasi

Tujuan utama dari proses sterilisasi adalah menurunkan jumlah total sel mikroba dan spora agar susu dapat disimpan dalam jangka waktu lama tanpa pendinginan. Sterilisasi dilakukan menggunakan sistem Ultra High Temperature (UHT) dengan cara menyemprotkan atau menginjeksikan steam (Direct Steam Injection/ DSI ) ke dalam campuran susu yang bergerak dalam suatu tabung sterilisasi. Proses DSI terdiri dari dua tahap, yaitu DSI I, susu dipanaskan pada suhu 85 ^oC selama 4 detik, kemudian dilanjutkan dengan DSI II susu dipanaskan pada suhu 120 ^oC selama 1 detik. Sterilisasi dilakukan dengan dua tahap untuk mencegah denaturasi dan menghindari terjadinya browning.

Sterilizer

Fungsi               : menaikkan suhu campuran dari 60 ^oC menjadi 120 ^oC dengan menggunakan uap panas secara langsung

Jumlah             : 2 buah

Bahan              : Stainless Steel

Tipe                 : Ultra High Temperature

Metode            : Direct Steam Injection

6.        Homogenisasi

Homogenasi adalah suatu perlakuan untuk menyeragamkan ukuran globula lemak yang semula bervariasi dari 4-8 mikron menjadi 2 mikron. Tujuannya untuk menghindari pemecahan lemak dan terbentuknya lapisan krim (creaming) bila susu didiamkan. Homogenisasi tidak hanya dapat menghambat creaming melalui pemecahan globula lemak melainkan juga melalui pencegahan pembentukan flokula oleh aglutinasi.

Homogenizer

Fungsi          : memecah dan menyeragamkan globula lemak hingga berukuran ± 2 mikron

Jumlah          : 1 buah

Bahan           : Stainless Steel

Kapasitas      : 5000 liter/jam

Tipe              : Two Stage Homogenizer dengan tekanan pada tahap pertama 200 bar dan pada tahap kedua 80 bar

Prinsip kerja homogenizer adalah dengan mengalirkan susu melalui celah yang sempit dengan kecepatan tinggi dan tekanan yang besar sehingga terjadi tumbukan antara globula lemak dengan katup penghalang dalam homogenizer yang menyebabkan globula-globula lemak pecah. Tenaga hidrodinamik dari pemotongan, kavitasi dan turbulensi yang terjadi dalam katup homogenisasi diduga sebagai penyebab terjadinya pemecahan globula lemak.

Proses homogenisasi dilakukan dalam dua tahap. Pada tahap pertama digunakan tekanan 200 bar dan pada tahap kedua digunakan tekanan 80 bar. Tahap kedua dimaksudkan untuk memecah globula lemak yang belum pecah pada tahap pertama serta untuk mencegah penggabungan kembali globula lemak hasil pemecahan pada tahap pertama

Susu kemudian ditampung di Mixed Storage Tank (MST). Tangki ini dilengkapi dengan mantel berisi air dingin untuk menjaga kestabilan suhu campuran serta dilengkapi pengaduk berkecepatan 400 rpm untuk menghomogenkan campuran selama dalam penyimpanan. Mixed Storage Tank (MST) berjumlah 4 buah, masing-masing memiliki kapasitas 10.000 liter.

Mixed Storage Tank (MST)

Fungsi          : menampung susu homogenisasi sebelum masuk pengering

Jumlah          : 4 buah

Bahan           : Stainless Steel

Kapasitas      : 10000 liter

Pelengkap     : agitator tipe propeller dengan kecepatan 40 rpm dan isolator glasswool

B.       Dry Process (Proses Kering)

Proses kering yaitu proses untuk menghasilkan susu dalam bentuk bubuk kering. Adapun tahapan prosesnya meliputi:

1.   Evaporasi

Evaporasi merupakan proses penguapan sebagian air yang terdapat dalam susu untuk memperoleh susu pekat dengan kadar padatan sesuai dengan yang dikehendaki. Total solid bahan meningkat 10% (dari 40  menjadi 50 %) agar proses pengeringan selanjutnya lebih efisien.

Campuran susu dari MST dievaporasi menggunakan Single Effect Evaporator tipe falling film. Susu mengalir dari atas ke bawah pada bagian dalam tabung evaporator dan membentuk lapisan tipis yang mudah menguap oleh panas dari uap yang berada di sekeliling luar tabung. Evaporasi dilakukan dalam satu tahap yang terdiri dari tiga fase sehingga prosesnya lebih efisien.

Evaporator

Fungsi          : memekatkan susu dengan cara menguapkan air dalam susu sehingga menaikkan total solid susu dari 40% menjadi 50%

Jumlah          : 1 buah

Bahan           : Stainless Steel

Jenis             : single effect evaporator

Tipe              : falling film evaporator

Kapasitas      : 7500 kg/jam

Media           : steam dengan suhu 180 ^oC

Uap air yang dihasilkan akan masuk ke vapor separator dan dipisahkan dari droplet susu yang terbawa bersamanya dengan gaya sentrifugal. Sebagian uap air masuk ke TVR dan sebagian lainnya masuk ke preheater pertama. Dari preheater pertama, sebagian uap air yang belum terembunkan akan masuk ke kondenser. Di kondenser, uap air terembunkan dan ditampung dalam tangki kondensat. Kondenser juga berfungsi untuk menghasilkan kondisi vakum dengan cara membuang uap air hasil penguapan di calandria. Kondisi operasi dibuat vakum untuk memperoleh suhu penguapan air yang cukup rendah sehingga kerusakan nutrisi dapat dikurangi.

Evaporator dilengkapi dengan densitymeter untuk mengukur densitas susu yang dikentalkan sehingga apabila kadar total solid yang dikehendaki tidak terpenuhi, maka secara otomatis cairan akan diproses kembali. Bila kadar total solid telah memenuhi persyaratan, maka cairan dipompa menuju concentrate tank. Concentrate tank berjumlah dua buah dengan volume masing-masing 10000 liter. Penyimpanan pada concentrate tank disertai dengan proses pengadukan pada kecepatan 400 rpm untuk mencegah pengendapan dan pemisahan partikel susu.

Concentrate Tank

Fungsi          :  menampung sementara konsentrat hasil evaporasi sebelum mengalami proses lebih lanjut

Jumlah          : 2 buah

Bahan           : Stainless Steel

Kapasitas      : 10000 liter/jam

2.   Pengeringan (Spray Drying)

Spray Dryer

Fungsi          : mengeringkan susu kental yang telah dikabutkan sehingga menjadi susu bubuk yang kering dan halus

Jumlah          : 1 buah

Bahan           : Stainless Steel

Kapasitas      : 3000 kg/jam

Tek. nozzle   : maksimal 270 bar

C.      Dry Blending

Dry blending adalah proses pencampuran base powder yang dihasilkan spray dryer dengan raw material lainnya seperti whey powder, gula dan material premix. Vitamin yang ditambahkan adalah vitamin dan mineral yang tahan pemanasan. Material tersebut ditampung dalam hopper tersendiri. Sebelum dilakukan pencampuran di lindor blender material dilewatkan pada conveyor untuk ditimbang dahulu di weight hopper.

Dari weight hopper, material akan tertahan di hopper lindor yang berfungsi untuk mengurangi tekanan yang besar dari aliran material. Dalam hopper lindor, terdapat hammer silicon yang dihubungkan dengan slang pneumatic untuk memperoleh hembusan udara dari luar. Hammer berfungsi untuk menggetarkan dinding hopper agar semua material dapat turun ke lindor blender untuk dicampur. Lindor blender memiliki kapasitas maksimal 4 ton, tetapi untuk mempermudah pencampuran digunakan 2 ton bahan. Pencampuran dilakukan selama 5 menit dengan frekuensi putaran 40 Hz.

Sebelum diisikan ke dalam wooden bin, powder dari lindor diperiksa oleh QC. Setelah dinyatakan released, powder diisikan ke wooden bin melalui bin filling. Bin filling dilengkapi dengan metal detector sehingga ketika ada logam yang terdeteksi maka pengisian powder ke wooden bin terhenti secara otomatis. Wooden bin merupakan tempat penyimpanan sementara susu bubuk sebelum dikemas. Wooden bin memiliki kapasitas 700 kg.

Pengendalian Mutu Selama Proses

Mutu adalah gabungan sifat-sifat khas yang dapat membedakan masing-masing satuan dari suatu bahan atau barang dan mempunyai pengaruh yang nyata di dalam menentukan derajat penerimaan konsumen atau pembeli terhadap bahan atau barang tersebut.

Arti mutu dari sudut pandang perusahaan untuk ISO 9000 adalah cocok dengan maksudnya, sesuai dengan persyaratan, artinya produk didesain dan dibuat untuk melaksanakan tugas dengan baik. Pengendalian mutu merupakan aktivitas untuk menjaga dan mengarahkan mutu produk agar memenuhi spesifikasi sebagaimana telah direncanakan. Ini mutlak dilaksanakan untuk mempertahankan kualitas dari kontinuitas spesifikasi produk yang telah ditetapkan.

Kegiatan pengendalian mutu selama proses dilakukan pada peralatan proses dan bahan selama proses atau produk setengah jadi. Sebelum alat-alat digunakan, dilakukan pengujian Swab Test yang dilakukan dengan mengusapkan kapas steril yang telah dibasahi pada suatu alat.

Selain peralatan pengendali mutu selama proses dilakukan pengendalian mutu dengan cara mengkondisikan ruangan dengan suhu rendah yaitu sekitar 4^oC. Selain itu, pengambilan sampel produk setengah jadi dilakukan setelah susu hasil evaporasi dimasukkan ke dalam tangki penampungan yang kemudian dipasteurisasi dan didinginkan. Dilakukan pengujian meliputi uji organoleptik (warna, bau, dan rasa), uji total solid (untuk mengetahui total zat pada susu kental, yaitu harus mencapai 40-50%), uji kadar lemak (kadar lemak yang baik pada susu kental 7.5-8%), serta uji mikrobiologi (untuk mengetahui ada tidaknya kontaminasi selama proses).

Untuk pengendalian proses, dilaksanakan sistem HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Point), yaitu suatu sistem yang dapat mengidentifikasi, mengevaluasi, dan mengendalikan bahaya bagi keamanan pangan. Yang dimaksud dengan CCP (Critical Control Point) adalah suatu prosedur dimana pengendalian dapat diterapkan dan bahaya keamanan pangan dapat dicegah/dikurangi sampai tingkat yang dapat diterima.

Proses pengolahan susu bubuk formula memiliki CCP sebagai berikut:

1.        CCP 1 : Proses pasteurisasi

Potensi bahaya   : kontaminasi bakteri patogen

Pengendalian      : suhu pemanasan minimal 80^oC

2.        CCP 2 : Proses Sterilisasi

Potensi bahaya   : kontaminasi bakteri patogen

Pengendalian      : suhu pemanasan minimal 115^oC

3.        CCP 3 : Penyimpanan susu di MST

Potensi bahaya   : kontaminasi bakteri patogen

Pengendalian      : suhu pemanasan minimal 15^oC

Waktu penyimpanan maksimal 26 jam

4.        CCP 4 : Dry Blending

Potensi bahaya   :

- Biologi (kontaminasi bakteri patogen)

- Fisik (benda asing, logam, serangga)

- Kimia (pengaturan komposisi salah)

Pengendalian      :

- Sanitasi alat, ruangan, personal higinie, pest control

- Penggunaan metal detector

- Penuangan dan pencampuran bahan dilakukan sesuai prosedur

5.        CCP 5 : Proses pengisian di Wooden Bin untuk disimpan

Potensi bahaya   :

- Biologi (kontaminasi bakteri patogen)

- Fisik (benda asing, logam, serangga)

Pengendalian      :

- Sanitasi alat, ruangan, personal higinie, pest control

- Pemeriksaan oleh QC sebelum produk disimpan

- Penggunaan metal detector

6.        CCP 6 : Proses Pengemasan

Potensi bahaya   :

- Biologi (kontaminasi bakteri patogen)

- Fisik (benda asing, logam, serangga)

- Kimia (oksidasi produk)

Pengendalian      :

- Sanitasi alat, ruangan, personal higinie, pest control

- Penggunaan metal detector

- Pemeriksaan oleh QC sebelum produk dikemas

Sumber:

http://tentangteknikkimia.wordpress.com/2011/12/16/90/