Perpustakaan Digital ITB

Ikan tuna sudah diakui secara luas sebagai produk makanan laut yang populer. Dalam menjaga kualitas ikan, pembekuan merupakan proses yang paling umum digunakan. Lebih dari 50% hasil tangkapan langsung dari seluruh dunia diperdagangkan dalam bentuk ikan tuna beku. Di Indonesia sendiri, lebih dari satu juta ton produksi ikan tuna tidak dalam bentuk ikan beku sehingga rentan mengalami kerusakan dan mengurangi kualitas gizi jika tidak segera diolah. Proses pembekuan menghasilkan kristal es yang memainkan peranan penting dalam menghambat kerusakan dan meningkatkan umur simpan. Pembentukan kristal es ini dipengaruhi oleh laju pembekuan produk, semakin tinggi laju pembekuan, semakin baik. Untuk menghasilkan laju pembekuan yang tinggi, ikan umumnya dibekukan dalam air blast freezer. Penelitian sebelumnya telah mengkaji faktorfaktor yang memengaruhi laju pembekuan ikan tuna dalam air blast freezer, diantaranya temperatur dan laju alir udara. Namun demikian, faktor penempatan serta pengaruh faktor-faktor tersebut terhadap kualitas ikan tuna tidak dibahas. Hingga saat ini belum ada standar khusus terkait kondisi pembekuan ikan tuna dalam air blast freezer untuk menjaga kualitas ikan tuna. Oleh karena itu, penelitian ini akan berfokus pada simulasi numerik untuk menganalisis pengaruh kondisi pembekuan (bentuk, temperatur, arah dan laju alir udara, serta penempatan ikan) dalam air blast freezer terhadap laju pembekuan, konsumsi daya selama pembekuan, serta hubungannya dengan kualitas pembekuan. Temperatur divariasikan antara -25 °C, -35 °C, -50 °C, dan -60 °C. Laju alir udara divariasikan antara 1 m/s, 3 m/s, dan 6 m/s, sementara arahnya divariasikan memanjang/sejajar (arah X) dan melintang (arah Z) ikan. Simulasi numerik dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Ansys Fluent dan pemodelan geometri ikan menggunakan perangkat lunak Solidworks. Selain itu, dilakukan juga eksperimen untuk melihat hubungan antara laju pembekuan dengan kualitas ikan menggunakan metode liquid nitrogen freezing. Kualitas ikan diobservasi dengan melihat struktur sel ikan menggunakan mikroskop cahaya. Penelitian ini divalidasi dengan membandingkan hasil simulasi numerik dengan eksperimen, serta membandingkannya dengan model dari beberapa penelitian sebelumnya yang membahas air blast freezer. Berdasarkan hasil simulasi numerik, waktu dan laju pembekuan ikan tuna utuh lebih lambat dari potongan fillet, sementara konsumsi daya pembekuannya berbanding terbalik dengan laju pembekuan. Waktu dan laju pembekuan dengan arah alir udara melintang (arah Z) secara umum lebih cepat dari arah memanjang (arah X) dalam semua kasus, sementara konsumsi daya pembekuannya berbanding terbalik dengan laju pembekuan. Kenaikan temperatur dalam air blast freezer memperlambat waktu dan laju pembekuan, namun mengurangi konsumsi daya pembekuan. Sebaliknya, kenaikan laju alir udara dalam air blast freezer mempercepat waktu dan laju pembekuan, namun terdapat penambahan konsumsi daya pembekuan. Dalam kasus kelompok, saat posisi ikan lebih jauh dari inlet aliran udara, waktu dan laju pembekuan umumnya meningkat, namun perubahan waktu pembekuan dari setiap posisi menurun menuju nilai tertentu. Kondisi pembekuan yang aman (> 0,1°C/min) terdapat pada kondisi laju alir udara 6 m/s dengan temperatur di bawah -50 °C, sementara kondisi pembekuan yang diperbolehkan (0,044 - 0,1 °C/min) terdapat pada kondisi laju alir udara 6 m/s dengan temperatur di bawah -35 °C atau laju alir udara 3 m/s dengan temperatur - 60 °C. Berdasarkan hasil eksperimen, laju pembekuan cepat (0.182 °C/min) memiliki kemungkinan kerusakan sel lebih kecil dibandingkan laju pembekuan lambat (0.071 °C/min).