Nama : Astri Handayani

NIM : 061330400290

Kelas : 4.KA

PENGERINGAN BEKU (Freez Dryer)

Frees Driyer merupakan suatu alat pengeringan yang termasuk

kedalam Conduction Dryer/ Indirect Dryer karena proses perpindahan

terjadi secara tidak langsung yaitu antara bahan yang akan dikeringkan

(bahan basah) dan media pemanas terdapat dinding pembatas sehingga

air dalam bahan basah / lembab yang menguap tidak terbawa bersama

media pemanas. Hal ini menunjukkan bahwa perpindahan panas terjadi

secara hantaran (konduksi), sehingga disebut juga  Conduction Dryer/

Indirect Dryer.

Pengeringan beku (freeze drying) adalah salah satu metode pengeringan

yang mempunyai keunggulan dalam mempertahankan mutu hasil

pengeringan, khususnya untuk produk-produk yang sensitif terhadap

panas. Keunggulan pengeringan beku, dibandingkan metoda lainnya,

antara lain adalah :

a. dapat mempertahankan stabilitas produk (menghindari perubahan

aroma, warna, dan unsur organoleptik lain)

b. dapat mempertahankan stabilitas struktur bahan (pengkerutan dan

perubahan bentuk setelah pengeringan sangat kecil)

c. dapat meningkatkan daya rehidrasi (hasil pengeringan sangat

berongga dan lyophile sehingga daya rehidrasi sangat tinggi dan dapat

kembali ke sifat fisiologis, organoleptik dan bentuk fisik yang hampir

sama dengan sebelum pengeringan).

Berikut ini adalah bagian-bagian dari alat pengering beku.

Komponen-komponen dasar dari mesin Freeze drying adalah sebagai berikut:

1. Vacuum Drying Chamber, yaitu ruang tempat meletakkan bahan yang akan dikeringkan

secara beku.

2. Vacuum Pump, yaitu pompa untuk menyerap udara yang berasal dari ruang pengering.

3. Compressor and Condenser, berfungsi untuk menyedot uap air yang dikeluarkan produk

beku dari ruang pengering, dan mengkondensasikan sehingga tidak membasahi produk

yang dikeringkan. Biasanya dioperasikan pada suhu - 55 °C sampai -105 °C.

4. Heated or Unheated Shelves, yaitu rak pada ruang pengeringan untuk meletakkan bahan.

5. Vacuum Gauge, yaitu peralatan yang berfungsi untuk mengukur tekanan di dalam ruang

pengering.

Keunggulan-keunggulan tersebut tentu saja dapat diperoleh jika

prosedur dan proses pengeringan beku yang diterapkan tepat dan sesuai

dengan karakteristik bahan yang dikeringkan. Kondisi operasional

tertentu yang sesuai dengan suatu jenis produk tidak menjamin akan

sesuai dengan produk jenis lain.

Spesifikasi alat

Spesifikasi alat ini terdiri komponen asesorisnya terdiri dari: vaccum

sensor, vaccum hose, base plate, 3 unheated shelves, drying chamber,

rubber valve, vaccum pump dan exhaust filter. Sedangkan menu display

antara lain dari beberapa setting program antara lain: pengaturan suhu,

waktu oprasional, dll.

Cara kerja alat

Pengoprasian alat tersebut sedikit lebih panjang karena banyak menu

display yang harus diseting dahulu dan harus lebih hati-hati karena

banyak peralatan/asesoris terbuat dari gelas. Cara oprasionalnya sebagai

berikut: ekstrak cairan atau kental sebelum dimasukkan kedalam Freeze

Dryer telah dibekukan dalam refrigerator (lemari es) minimal semalam.

Setelah membeku kemudian dimasukkan ke dalam alat, alat disetting

sesuai dengan yang diinginkan. Oleh vaccum puma alat tersebut akan

menyedot solvent yang telah beku (freeze) menjadi uap. Prinsip kerja alat

ini adalah merubah fase padat/es/freeze menjadi fase gas (uap).

Kegunaan alat

Sesuai dengan namanya pula Freeze Dryer (pengering beku) dapat

digunakan untuk mengeringkan bahan-bahan cair seperti ekstrak baik

cair maupun kental, lebih ditekankan untuk pengeringan ekstrak dengan

penyari/solvent dari air. Pengeringan ekstrak relatif lama, sebagai

ilustrasi kerja alat tersebut sebagai berikut: untuk mengeringkan ekstrak

cair sebanyak 500 ml bisa membutukan waktu lebih dari 20 jam. Untuk

itu lebih disarankan ekstrak yang dikeringkan dalam Freeze Dryer sudah

dalam ekstrak kentalnya sehingga waktu pengeringan akan lebih cepat

sehingga biaya akan lebih murah. Kapasitas alat tersebut mampu

mengeringkan ekstrak sampai 6 liter sekaligus.

Proses pengeringan beku dengan alat freeze dryer ini berlangsung

selama 18-24 jam, karena proses yang panjang inilah membuat produk-

produk bahan alam ini menjadi lebih stabil dibandingkan dengan metode

pengeringan yang lain seperti pengeringan semprot atau yang dikenal

dengan spray drying. Pengeringan beku ini dapat meninggalkan kadar

air sampai 1%, sehingga produk bahan alam yang dikeringkan menjadi

stabil dan sangat memenuhi syarat untuk pembuatan sediaan farmasi

dari bahan alam yang kadar airnya harus kurang dari 10%.

pada prosesnya yang panjang ini sampel akan dibekukan terlebih dahulu,

lalu setelah itu dimasukkan kedalam alat freeze dryer yang akan diset

suhu dan tekanannya dibawah titik triple. dan akan terjadi proses

sublimasi yaitu dari padat menjadi gas. Penggunaan freeze drying ini

sendiri juga telah banyak diaplikasikan dalam pengeringan produk

makanan, hasil dari pengeringan ini tidak merubah tekstur dari produk

itu sendiri dan cepat kembali kebentuk awalnya dengan penambahan air.

Untuk proses pengeringan beku (freeze dryer), menurut Muchtadi

(1992), bahan yang dikeringkan terlebih dahulu dibekukan kemudian

dilanjutkan dengan pengeringan menggunakan tekanan rendah sehingga

kandungan air yang sudah menjadi es akan langsung menjadi uap,

dikenal dengan istilah sublimasi. Pengeringan menggunakan alat freeze

dryer lebih baik dibandingkan dengan oven karena kadar airnya lebih

rendah. Pengeringan menggunakan alat freeze dryer/pengering beku

lebih aman terhadap resiko terjadinya degradasi senyawa dalam ekstrak.

Hal ini kemungkinan karena suhu yang digunakan untuk mengeringkan

ekstrak cukup rendah.

Kondisi Proses

Kondisi pengeringan beku menggunakan sistem vakum dan alat pendingin untuk

mengerinkan suatu bahan. Perlakuan tekanan vakum yang tinggi dan suhu beku dapat

menghasilkan tekstur, warna, rehidrasi, dan parameter lain yang baik.

Pada awalnya bahan dibekukan dengan alat pendingin, kemudian bahan dikeringkan dengan

cara mengubah tekanan di dalam ruang pengering menjadi lebih rendah (dibawah tekanan

atmosfir) dengan menggunakan sistem vakum.

Contoh Bahan yang Dikeringkan

Pengeringan beku dapat menghasilkan produk dengan mutu lebih tinggi dibandingkan

cara pengeringan yang lain karena pengeringan beku dapat menghasilkan produk yang

memiliki struktur kaku akibat proses sublimasi. Dengan struktur yang kaku, produk menjadi

berpori dan tidak mengerut pada keadaan kering. Bila ditambahkan air akan terjadi proses

rehidrasi dengan cepat mendekati sifat segar.

Produk pangan pertama yang diproses dengan teknologi pengeringan beku adalah kopi,

khususnya kopi instan. Saat ini, berbagai jenis produk olahan lainnya, seperti buah, sayuran,

daging, telur, bumbu, serta berbagai jenis sup instant siap saji banyak dihasilkan dari teknik

pengeringan beku ini. Pada prinsipnya, berbagai bahan pangan yang cocok dan relatif mudah

untuk pengeringan beku adalah paoduk pangan larutan, irisan daging, risan buah dan sayuran,

atau sayuran utuh yang berukuran kecil. Di pasaran global, bisa kita jumpai berbagai jenis

produk kering-beku seperti udang, lobster, daging kepiting, daging sapi, dan daging ayam.

Ada juga campuran aneka sayur yang merupakan bagian dari sup, atau produk bubur yang

siap disajikan hanya dengan penambahan air panas saja. Hampir semua jenis sayuran dapat

dikeringbekukan, termasuk kacang-kacangan, jagung, tomat, nanas, dan lain-lain.

ALAT PENGERING VAKUM

Konstruksi Alat

Vakum ialah proses menghilangkan air dari suatu bahan, bersama dengan

penggunaan panas maka vakum dapat menjadi suatu metode pengeringan yang

efektif. Pengeringan dapat dicapai dalam suhu yang lebih rendah sehingga lebih

hemat energi. Metode ini cocok untuk mengeringkan bahan yang sensitif

terhadap panas atau bersifat volatil karena waktu pengeringannya yang singkat.

Kelebihan yang lain dari pengeringan menggunakan vakum ialah dapat digunakan

untuk mengeringkan bahan yang tak bisa dikeringkan jika terdapat kehadiran air.  

Berikut ini adalah konstruksi dari alat pengering vakum.

Keterangan:

1. Termometer

2. Katup hisap uap/ katup masuk

3. Pressure Gauge

4. Bahan

5. Rak

6. Dinding Dalam

7. Dinding Luar

8. Busa Penahan Panas

9. Katup Hisap

10. Pipa Hisap

11. Kompor (Sumber Kalor)

12. Dudukan Ruang Vakum

13. Filterisasi

14. Air

15. Katup Buang

16. Pompa Vakum

17. Katup Isap Uap

18. Selang Isap Uap

19. Selang Buang

Adapun spesifikasi dari peralatan di atas yaitu:

1. Ruang Vakum

Ruang vakum merupakan ruang tempat proses pengeringan. Ruangan ini terisolasi dari

udara bebas. Di dalam ruangan ini akan diletakkan rak tempat meletakkan bahan yang

dikeringkan. Setelah bahan diletakkan di dalam rak, rak dimasukkan ke dalam ruang vakum

untuk dikeringkan.

2. Pompa Vakum

Pompa vakum merupakan suatu alat atau mesin yang berfungsi untuk memindahkan

fluida dari suatu ruang/tempat yang terisolasi dari udara bebas ke tempat yang lain.

Tujuannya adalah untuk mendapatkan tekanan udara yang lebih rendah.

3. Termometer dan Barometer

Termometer berfungsi untuk mengatur temperature ruang vakum terutama pada saat

proses pengeringan. Adapun barometer berfungsi untuk mengatur tekanan di dalam ruang

vakum.

4. Filterisasi

Filterisasi berfungsi untuk memindahkan uap basah dengan uap kering sehingga uap

basah tidak terisap oleh pompa vakum. Proses pemisahannya yaitu ketika pompa bekerja uap

basah akan terisap melalui gulungan-gulungan pipa. Akibat gulungan-gulungan pipa ini,

maka uap basah yang terisap akan menabrak dinding pipa. Uap yang menempel pada

gulungan-gulungan pipa akan menjadi kumpulan-kumpulan air yang ahirnya ikut terisap oleh

pompa. Namun karena ada perbedaan berat jenis antara air dan uap kering maka air akan

jatuh pada ujung pipa dan uap kering berlanjut ke pompa vakum.

5. Kompor

Kompor berfungsi sebagai sumber kalor. Kompor minyak tanah dapat digunakan pada

peralatan ini. Besar nyala api kompor dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

Prinsip Kerja Vacuum Dryer

Hal yang diinginkan dalam proses pengeringan adalah keluarnya air dari dalam bahan

yang dikeringkan ke lingkungannya. Sedangkan cara yang ditempuh untuk mencapai hal ini

sangatlah bervariasi, disesuaikan dengan kebutuhan dan kemampuan. Pengeringan dengan

vacuum dryer merupakan pengeringan dengan menggunakan pemanasan tidak langsung.

Prinsip dari alat ini adalah membuat tekanan pada permukaan produk berkurang (keadaan

vakum), sehingga membuat cairan tersebut menguap tanpa perlu diikuti kenaikan suhu.

Metode ini cocok untuk mengeringkan bahan yang sensitif terhadap panas atau bersifat

volatil karena waktu pengeringan yang singkat.

Kondisi Pengeringan

Pengeringan vakum adalah sistem pengeringan suatu bahan dengan memanfaatkan

keadaan vakum. Pada keadaan vakum, titik didih moisture lebih rendah daripada titik didih

pada keadaan atmosferik sehingga mempercepat waktu pengeringan dan menurunkan jumlah

kandungan nutrisi yang rusak pada bahan yang dikeringkan akibat pengeringan. Metode

pengeringan ini sesuai untuk bahan yang memiliki sensitivitas terhadap temperatur, salah

satunya adalah bahan pangan. Pada pengeringan temperatur tinggi, kandungan vitamin dalam

bahan pangan mudah terdegradasi dan rusak.

Contoh Bahan yang Dikeringkan

Vakum ialah proses menghilangkan air dari suatu bahan, bersama dengan penggunaan

panas maka vakum dapat menjadi suatu metode pengeringan yang efektif. Pengeringan dapat

dicapai dalam suhu yang lebih rendah sehingga lebih hemat energi. Metode ini cocok untuk

mengeringkan bahan yang sensitif terhadap panas atau bersifat volatil karena waktu

pengeringannya yang singkat. Kelebihan yang lain dari pengeringan menggunakan vakum

ialah dapat digunakan untuk mengeringkan bahan yang tak bisa dikeringkan jika terdapat

kehadiran air. Proses pengeringan vakum sering melibatkan beberapa langkah penerapan

panas dan vakum. Mengurangi tekanan pada permukaan cairan akan membuat cairan tersebut

menguap tanpa perlu diikuti kenaikan suhu.

Vacum drying ini bermanfaat untuk pengeringan sayur-sayuran dan produk lainnya

seperti pasta dan gelatin.