Catatan 1
Pengeringan Biji –
Bijian
Pengeringan
biji-bijian adalah proses pengurangan kandungan air yang terdapat dalam
biji-bijian tersebut. Penanganan pasca panen ini sudah dikenal sejak zaman
dahulu, pada zaman dahulu pengeringan digunakan untuk mengawetkan bahan pangan
agar dapat dikonsumsi ketika musim paceklik. Pada masa kini selain bertujuan
untuk meningkatkan umur simpan dari hasil pertanian, pengeringan juga akan
menaikan harga jual dari hasil pertanian tersebut. Penurunan kandungan air pada
biji-bijian akan menghambat pertumbuhan mikroba dan kerusakan pangan oleh
enzim, inilah kenapa biji-bijian yang telah dikeringkan dapat disimpan lebih
lama pada suhu ruang dibandingkan dengan biji-bijian segar yang masih banyak
mengandung air. Sehingga dengan pengeringan, penurunan mutu pada biji-bijian
dapat diperlambat.
A. Metode Pengeringan
Selama proses
pengeringan terdapat dua hal penting yang terjadi pada bahan yang dikeringkan.
Pertama adalah pindah panas, yaitu perpindahan panas dari media pengering ke
bahan untuk mengatasi panas laten penguapan. Kedua adalah pindah massa, yaitu
perpindahan massa air dari bahan ke media pengeringan, pindah massa air terjadi
dalam bentuk uap air. Metode pengawetan dengan cara pengeringan merupakan
metode paling tua dari semua metode pengawetan yang ada. Contoh makanan yang
mengalami proses pengeringan ditemukan di Jericho dan berumur sekitar 4000
tahun. Metode ini juga merupakan metode yang sederhana, aman, dan mudah. Dan
dibandingkan dengan metode lain, metode ini memiliki daya tahan yang lama dan
tidak memerlukan perlakuan khusus saat penyimpanan.
Pengeringan adalah
suatu cara untuk mengeluarkan atau mengilangkan sebagian air dari suatu bahan
dengan menguapkan sebagian besar air yang di kandung melalui penggunaan energi
panas. Biasanya, kandungan air bahan tersebut di kurangi sampai batas sehingga
mikroorganisme tidak dapat tumbuh lagi di dalamya. Keuntungan pengeringan
adalah bahan menjadi lebih awet dan volume bahan menjadi lebih kecil sehingga
mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan, berat bahan juga
menjadi berkurang sehingga memudahkan transpor, dengan demikian di harapkan
biaya produksi menjadi lebih murah. Kecuali itu, banyak bahan-bahan yang hanya
dapat di pakai apabila telah di keringkan, misalnya tembakau, kopi, the, dan
biji-bijian. Di samping keuntungan-keuntunganya, pengeringan juga mempunyai
beberapa kerugian yaitu karena sifat asal bahan yang di keringkan dapat
berubah, misalnya bentuknya, misalnya bentuknya, sifat-sifat fisik dan
kimianya, penurunan mutu dan sebagainya.
Kerugian yang
lainya juga disebabkan beberapa bahan kering perlu pekerjaan tambahan sebelum
di pakai, misalnya harus di basahkan kembali (rehidratasi) sebelum di gunakan.
Agar pengeringan dapat berlangsung, harus di berikan energi panas pada bahan
yang di keringkan, dan di perlukan aliran udara untuk mengalirkan uap air yang
terbentuk keluar dari daerah pengeringan. Penyedotan uap air ini daoat juga di
lakukan secara vakum. Pengeringan dapat berlangsung dengan baik jika pemanasan
terjadi pada setiap tempat dari bahan tersebut, dan uap air yang di ambil
berasal dari semua permukaan bahan tersebut. Factor-faktor yang mempengaruhi
pengeringan terutama adalah luas permukaan benda, suhu pengeringan, aliran
udara, tekanan uap di udara, dan waktu pengeringan.
Pengeringan
merupakan proses mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan
mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat
atau terhenti. Semakin banyak kadar air dalam suatu bahan, maka semakin cepat
pembusukannya oleh mikroorganisme. Dengan demikian bahan yang dikeringkan dapat
mempunyai waktu simpan yang lebih lama dan kandungan nutrisinya masih ada. Akan
tetapi misalnya pada ikan asin, dilakukan penggaraman terlebih dulu sebelum
dikeringkan. Ini dilakukan agar spora yang dapat meningkatkan kadar air dapat
dimatikan.
Mikroorganisme
menyukai tempat yang lembab atau basah mengandung air. Jadi teknik pengeringan
membuat makanan menjadi kering dengan kadar air serendah mungkin dengan cara
dijemur, dioven, dipanaskan, dan sebagainya. Semakin banyak kadar air pada
makanan, maka akan menjadi mudah proses pembusukan makanan. Contoh makanan yang
biasa diawetkan dengan menggunakan metode pengeringan adalah buah kering. Buah
kering adalah buah yang telah dikeringkan baik sengaja maupun tidak sengaja.
Misalnya kismis dan kurma. Selain itu juga ada mie instant. Di pabrik, terdapat
suatu proses pengeringan mie sebelum dimasukkan ke dalam bungkus, dan
sebagainya.
Proses pengeringan
dibedakan menjadi tiga kategori yaitu sebagai berikut:
1) Pengeringan pada tekanan atmosfir
Pengeringan pada tekanan atmosfir dapat
didefinisikan sebagai penggunaan panas pada kondisi terkendali untuk membuang
sebagian besar kandungan air yang terdapat pada bahan melalui penguapan. kontak
antara udara dan permukaan bahan terjadi dalam tekanan atmosfir, di mana pindah
panas terjadi dari udara ke bahan sehingga terjadi pemanasan air di dalam
bahan, lalu menguap dan uap air pindah ke atmosfir sekitar.
2) Pengeringan Vakum
Pengeringan vakum adalah pengeringan
yang dilakukan pada kondisi vakum. Pada pengeringan ini penguapan air terjadi
lebih mudah karena tekanan lebih rendah sehingga energi panas yang diperlukan
untuk proses pengeringan tidak sebanyak bila penguapan terjadi pada tekanan
atmosfir
3) Pengeringan Beku
Pengeringan beku dilakukan dengan membekukan
bahan terlebih dahulu barulah setelah itu dilakukan kandungan air yang terdapat
pada bahan diuapkan melalui proses sublimasi pada tekanan rendah.
B. Aktivitas Air Pada Biji-Bijian
Penurunan aktivitas air (Aw) pada biji-bijian memiliki pengaruh
yang sangat besar terhadap umur simpan dari bahan. Hal ini disebabkan oleh
ketersediaan air bebas dapat dimanfaatkan oleh mikro organisme untuk berkembang
selain itu aktivitas air juga berpengaruh pada reaksi enzimatis pada bahan.
C. Kadar Air pada Biji-Bijian
Kadar air adalah kandungan air yang terdapat pada bahan
pangan seperti biji-bijian dan akan mempengaruhi sifat-sifat bahan pertanian
tersebut. Kadar air hasil pertanian yang tinggi sangat cocok bagi kehidupan dan
perkembangan bakteri dan jamur sehingga akan memperpendek umur simpan dari
bahan tersebut. Untuk mengatasi masalah ini, kadar air pada bahan pangan akan
diturunkan menjadi sekitar 15% dimana mikro orgasnisme seperti bakteri sulit
untuk tumbuh dan berkembang serta reaksi enzimatis yang terjadi pada bahan
dapat berkurang.
Setelah pengeringan, maka akan terjadi pengurangan bobot
pada bahan yang dikeringkan. Hal ini disebabkan oleh berkurangnya jumlah berat
air yang terkandung pada bahan. Perlu diperhatikan bahwa pengeringan tidak
meyebabkan berkurangnya massa padatan yang terkandung pada bahan. Kadar air
biasa dinyatakan dalam persen, sedangkan perhitungannya dapat berdasarkan basis
basah (bb) dan basis kering (bk). Berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk
menghitung kadar air.
Persamaan KA basis
basah dan Persamaan KA basis kering
Keterangan:
M
: kadar air (% bb)
Wm :
berat air (g)
Wd : berat padatan (g)
M : kadar air (% bk)
Hubungan antara
Basis Basah (BB) dan Basis kering (Bk)
D. Kadar Air
Kesetimbangan (Me)
Kadar air kesetimbangan adalah perubahan kadar air produk
akibat interaksi dengan kondisi udara lingkungan. Perubahan akan terhenti bila
kadar air telah mencapai kesetimbangan, untuk kondisi udara lingkungan
tertentu. Bila kondisi udara lingkungan berubah, kadar air bahan juga akan
berubah untuk mencapai kadar air kesetimbangan baru. Jadi KA kesetimbangan
merupakan fungsi dari kondisi udara lingkungan di mana produk disimpan.
Pada proses pengeringan selalu diinginkan kecepatan
pengeringan yang maksimal. Oleh karena itu perlu dilakukan usaha–usaha untuk
mempercepat pindah panas dan pindah massa (pindah massa dalam hal ini
perpindahan air keluar dari bahan yang dikeringkan dalam proses pengeringan
tersebut). Ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan untuk memperoleh
keepatan pengeringan maksimum, yaitu :
1)
Luas permukaan
Semakin luas permukaan bahan yang
dikeringkan, maka akan semakin cepat bahan menjadi kering. Biasanya bahan yang
akan dikeringkan dipotong– potong untuk mempercepat pengeringan.
2) Suhu
Semakin besar perbedaan suhu (antara
medium pemanas dengan bahan yang dikeringkan), maka akan semakin cepat proses
pindah panas berlangsung sehingga mengakibatkan proses penguapan semakin cepat
pula. Atau semakin tinggi suhu udara pengering, maka akan semakin besar energi
panas yang dibawa ke udara yang akan menyebabkan proses pindah panas semakin
cepat sehingga pindah massa akan berlangsung juga dengan cepat.
3)
Kecepatan udara
Umumnya udara yang bergerak akan lebih
banyak mengambil uap air dari permukaan bahan yang akan dikeringkan. Udara yang
bergerak adalah udara yang mempunyai kecepatan gerak yang tinggi yang berguna
untuk mengambil uap air dan menghilangkan uap air dari permukaan bahan yang
dikeringkan.
4)
Kelembaban udara
Semakin lembab udara di dalam ruang
pengering dan sekitarnya, maka akan semakin lama proses pengeringan berlangsung
kering, begitu juga sebaliknya. Karena udara kering dapat mengabsorpsi dan
menahan uap air. Setiap bahan khususnya bahan pangan mempunyai keseimbangan
kelembaban udara masing–masing, yaitu kelembaban pada suhu tertentu dimana
bahan tidak akan kehilangan air (pindah) ke atmosfir atau tidak akan mengambil
uap air dari atmosfir.
5)
Tekanan atm dan
vakum
Pada tekanan udara atmosfir 760 Hg (=1
atm), air akan mendidih pada suhu 100oC. Pada tekanan udara lebih rendah dari 1
atmosfir air akan mendidih pada suhu lebih rendah dari 100oC.
P 760 Hg = 1 atrm
air mendidih 100oC
P udara < 1 atm
air mendidih < 100oC
Tekanan (P) rendah dan suhu (T) rendah
cocok untuk bahan yang sensitif terhadap panas , contohnya : pengeringan beku
(freeze drying).
6)
Waktu
Semakin lama waktu (batas tertentu)
pengeringan, maka semakin cepat proses pengeringan selesai. Dalam pengeringan
diterapkan konsep HTST (High Temperature Short Time), Short time dapat menekan
biaya pengeringan.
Di Indonesia, pengeringan biji-bijian
dengan menggunakan alat pengering belum lazim digunakan. Kalaupun ada, masih
sangat terbatas penggunaannya. Metode pengeringan buatan yang telah
dikembangkan dan diujicobakan antara lain adalah alat pengering surya (solar
dryer), alat pengering tungku dan alat pengering tenaga listrik. Beberapa jenis
alat pengering yang dapat digunakan antara lain adalah : Flat Bed-type Dryer,
Upright-Type Forced Air Dryer, Circulation Dryer, dan Continuous Flow Dryer.
Sebagaimana dikemukakan terdahulu bahwa penggunaan alat pengering buatan adalah
untuk menghindari kelemahan-kelemahan yang diakibatkan oleh metode pengeringan
alami (penjemuran).
Pada dasarnya,
metode pengeringan buatan dilakukan melalui pemberian panas yang relatif
konstan terhadap bahan pangan atau biji-bijian, sehingga proses pengeringan
dapat berlangsung dengan cepat dengan hasil yang maksimal. Dengan pengeringan
buatan diharapkan kandungan air mula-mula sekitar 30 % akan turun sedemikian
rupa hingga mencapai kadar air 12 – 16 %. Pengeringan buatan atau pengeringan
mekanis dapat dilakukan dengan dua metode yaitu :
a. Pengeringan kontinyu/berkesinambungan
(continuous drying), dimana pemasukan dan pengeluaran bahan berjalan terus
menerus.
b. Pengeringan tumpukan (batch drying), bahan masuk
ke alat pengering sampai pengeluaran hasil kering, kemudian baru dimasukkan
bahan berikutnya. Metode ini mempunyai tiga jenis yaitu:
1. Pengeringan langsung (direct drying), bahan
yang dikeringkan langsung berhubungan
dengan udara yang dipanaskan.
2. Pengeringan tidak langsung (indirect drying),
udara panas berhubungan dengan bahan melalui perantara, umumnya berupa
dinding-dinding atau tempat meletakkan bahan. Bahan akan kontak dengan
panas secara konduksi.
3. Pengeringan beku (freeze drying), dalam hal
ini bahan ditempatkan pada tempat hampa udara, lalu dialiri udara yang sangat
dingin melalui saluran udara sehingga air bahan mengalami sublimasi yang
kemudian dipompa ke luar ruang pendingin.
a) Cara pengeringan dengan suhu sangat rendah
(ultra low temperature drying system)
b) Cara pengeringan dengan suhu rendah (low
temperature drying system)
c) Cara pengeringan dengan suhu tinggi (high
temperature drying system)
d) Cara pengeringan dengan suhu sangat tinggi
(ultra high temperaturedrying system).
