********************************************************
------------------------------------------------------------------------

19 Mei 2017

Perbandingan slurry ice dan flake ice


VARIABLE
FLAKE ICE
SLURRY ICE1
Shelf-life
5 hari
15 hari
Cakupan dingin
Tidak merata
Merata dan cepat
Ikan memar/rusak
Risiko besar
Risiko kecil
Penambahan berat ikan (cod)
Tidak ada
+4%
Konsentrasi Sodium Chloride
Medium
Tinggi
1http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3081589/

video
perbandingan ice slurry dan ice flake terhadap pengawetan ikan

Proses Pembentukan Ice Slurry

Secara umum pembentukan ice slurry terdiri dari tiga tahap, yaitu Supersaturation, Nucleation, dan Grow (pertumbuhan). Selain itu terdapat proses attrition, agglomeration dan ripening yang terjadi pada ice slurry generator tertentu   (E Stamatiou et al.,2003).

Supersaturation

Supersaturation hanya terjadi apabila gaya pembawa terpenuhi, oleh karena itu supersaturation  dari ice slurry membutuhkan larutan. Hal ini membuat larutan tidak dalam kestabilan dan terjadi perbedaan potensial kimia (Δμ) antara fase larutan dan kristal padat. Dimana liquid adalah larutan awal antara air dan pelarut, sedangkan solid adalah fraksi es.

Δμ = μ1iquid(T) – μsolid(T)

Pada kasus pembangkitan ice slurry, larutan supersaturated dengan air terjadi. Setelah awal nucleation ice slurry  terbentuk, yang mengurangi supersaturasi pada larutan. Ice crystal dapat terbentuk sampai perbedaan potensial kimia (Δμ) dikurangi pada kondisi saturasi. Perbedaan dalam potensial kimia terjadi karena temperatur atau tekanan pembawa gaya. Supersaturasi dapat  terjadi oleh supercooling dari larutan saat setimbang temperatur atau dengan mendapatkan kesetimbangan temperatur melalui perubahan tekanan. Untuk ice slurry artinya larutan harus membawa ke triple point, dimana air secara parsial membeku untuk membuat perbedaan potensial kimia yang dibutuhkan untuk kristalisasi. Pendinginan dan perubahan tekanan adalah dua metode yang diaplikasikan dalam ice slurry generator. Melewati kurva pembekuan dari larutan, temperatur atau tekanan dapat diubah menjadi perbedaan konsentrasi. Laju dari tahap kristalisasi, nucleation dan growth (pertumbuhan) ditentukan oleh level dari surpersaturasi larutan.

Supercooling adalah suatu efek yang sering digunakan untuk teknik memproduksi ice slurry secara baik. Sesuai dengan Hukum Raoult apabila suatu liquid dicampur dengan larutan misalnya methanol, ethylene glycol, propylene glycol, sodium chloride, magnesium chloride, potassium chloride, dan lain-lain, hal ini menjadi larutan yang mempunyai tekanan campuran akan berada diantara tekanan parsial uap kedua komponan yang terikat antara campuran liquid dan membuat titik pendinginan larutan menjadi ikut turun serta mempercepat nucleation.

Nucleation

Dalam larutan supersaturasi, awal nucleasi dapat terbentuk ketika molekul bersama mendapatkan bentuk  kelompok stabil. Hal ini dapat terjadi salah satu antara   homogeneously atau heterogeneously. Dalam homogeneous nucleation, fase baru terbentuk dari liquid murni yang melewati keadaan fluktuasi dari kelompok molekul, untuk air hanya terjadi pada temperatur rendah biasanya  dibawah -40oC (Stamatiou E et al., 2005). Sedangkan untuk heterogeneous nucleation lebih banyak terjadi pada larutan, selain itu permukaan luar yang memberikan objek lain misalnya kotor, partikel dari diniding dapat membantu terjadinya nuclei. Sehingga nucleation dimulai pada temperatur lebih tinggi dibanting homogeneous nucleation. Setelah awal nucleation terjadi nucleation selanjutnya akan mulai terbentuk, hal yang mirip secara teori terhadap konsep pendidihan.

Growth (Pertumbuhan)

Pada pertumbuhan kristal, nuclei membesar untuk menjadi kristal dengan penambahan molekul dari larutan supersaturasi.  Secara umum terjadi tiga tahap, yaitu perpindahan masa secara molekul difusi melalui curah larutan melewati lapisan batas sekitar nucleus, penggabungan molekul menuju dinding dan perpindahan panas secara simultan dari kristal ke bagian curah larutan, untuk mindahkan  panas meliputi perubahan fase.

Ketiga metode ini terjadi pada tipe scraper ice slurry generator. Pada bagian pertumbuhan dibantu oleh putaran shaft auger yang dapat membantu perpindahan masa dan perpindahan panas. Sebenarnya terdapat beberapa konsep kinerja tentang shafh auger, pertama adalah sebagai pengganggu thermal boundary layer secara simultan untuk mencegah terjadinya ice crystal yang mengendap pada dinding (M J Wang et al,.2001; M j Wang et al,.1996; C W Snoek,.1993 ; S P Gladis et al,.1999), yang kedua menyebutkan bahwa ice crystal dari dinding diedarkan menuju tengah ice slurry generator (A B Russel et al,.1999; H G Schwartzberg et al,.1990; R W Hartel,.1996; A J Armstrong,.1979; D P Patience et al,,2001)

Interaksi antara nukleasi dan pertumbuhan kristal menentukan karakteristik kristal yang terbentuk seperti ukuran, distribusi dan morfologi dari kristal Mullin, J. W. (2001). Ukuran dari kristal sangat dipengaruhi oleh laju kristalisasi, proses pendinginan yang cepat akan menghasilkan ukuran kristal yang kecil dan jumlah yang banyak. Sebaliknya , proses pendinginan yang lambat akan menyebabkan ukuran kristal lebih besar dengan jumlah yang sedikit.
Grafik Hubungan Freezing Point
Olahan pribadi dari http://2011.igem.org/Team:KULeuven/Thermodynamics)
Sedangkan dibawah adalah grafik tentang hubungan pembentukan fraksi es dengan temperatur terhadap waktu pendinginan. Titik t0 ke t1 adalah supercoling sampai supersaturasi, kemudian t1 ke t2 adalah titik dimana terbentuknya fraksi es yang disebut nukleasi, sedangkan t2 ke tf adalah panas sensibel sampai terbentuk nukleasi sempurna (T.A. Mouneer et al,.2011). Fluida air nukleasi penuh akan terjadi pada temperatur -40oC (Stamatiou E et al., 2005). Tingkat nukleasi akan mempengaruhi kwalitas dari pembentukan ice slurry.
Grafik Hubungan Temperatur dengan Fraksi Es dan Temperatur (T.A. Mouneer et al,.2011)
Berbeda dengan grafik diatas, meskipun dengan sistem pembuatan ice slurry yang sama, bentuk grafik penurunan temperatur berbeda. Grafik dibawah  menunjukan bahwa titik mulai nukleasi dimulai dari kenaikan temperatur. Hal ini sesuai dengan yang dijelaskan tentang pembentukan ice slurry sebelumnya (E. Stamatioua et al,. 2005). Intinya adalah keadaan nukleasi dapat dilihat dari proses kenaikan temperatur setelah titik beku larutan atau ketika proses timbulnya kristal es meskipun tidak terjadi kenaikan temperatur.
Hubungan Waktu dengan Temperature dan Torsi Scraper (Frank Qin et al, 2006)

SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/proses-pembentukan-ice-slurry/

Larutan Pembentuk Ice Slurry

Dasar ice slurry adalah pemberian larutan pada air, sehingga larutan mempunyai titik beku rendah untuk membuat perbedaan potensial kimia. Penentuan larutan sangat mempengaruhi nilai dari tingkat keefektifan dari pembentukan ice slurry. Sehingga dalam penentuan larutan beberapa aspek harus diperhatikan yaitu volume kapasitas panas dan viskositas dari larutan, selain itu juga tingkat keracunan, korosi dan biaya untuk penambahan larutan ( Guilpart et al,.2006).

Dibawah ini ditunjukkan kapasitas maksimum dan minimum dari berbagai pelarut yang telah diaplikasikan dalam industri dan masuk dalam jangkauan perhitungan yang biasa digunakan. Dimana x adalah konsentrasi dari pelarut dimana minimum di 0 dan T adalah temperatur dimana maksimal kerja sampai 20o C.

Daftar Komposisi Larutan Yang Telah Dikalkulasi (Guilpart et al,. 2006)

Setiap larutan mempunyai efek masing-masing baik dari segi keracunan, mudah terbakar dan lain-lain. Dengan kata lain sebelum memilih larutan sebagai media ice slurry, perlu dipertimbangkan efek-efeknya. Berikut adalah efek-efek dari pemakaian beberapa larutan.
Beberapa kesimpulan dari tabel diatas adalah EA mudah terbakar dan memabukkan sehingga biasanya pada aplikasi ditambahkan isopropanol atau n-butanol untuk mencegah pengkonsumsian. NH3 mudah menimbulkan korosi serta berbahaya terhadap lingkungan serta  NaCl menimbulkan iritasi. Berbeda dengan PG yang bersifat kebalikan dari semua larutan diatas.  LD50 oral rat adalah tingkat racun dari tingkat dosis kematian, parameter ini ditunjukkan dalam milligram adiktif per kilogram pada 50% binatang yang terbunuh pada penelitian di labolatorium. Nilai rendah dari  LD50 berarti larutan sangat berbahaya dan mematikan. Dari data diatas yang berbahasa dari segi LD50. Parameter ini hanya ada pada larutan dua jenis fluida. (Melinder, 2008).

SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/1894/