Materi 1 Pengeringan Biji - Bijian

 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

Persamaan Kadar Air BK dan BB

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).

     Pengeringan atau dehydration telah digunakan di seluruh dunia selama berabad-abad untuk pemeliharaan atau pengawetan berbagai jenis makanan dan produk agrikultur. Sasaran utama pengeringan pada bahan pangan adalah untuk melepaskan atau memindahkan air sampai pada batas tertentu dimana microbial penyebab kerusakan pada bahan tidak dapat berproduksi,dan untuk memperpanjang masa simpan suatu bahan. Selain itu pengeringan juga bertujuan untuk meningkatkan stabilitas, pengurangan berat dan volume bahan sehingga dapat  mengurangi ongkos pengiriman, mempermudah pengemasan, penyimpanan, dan pendistribusian bahan atau produk. (Guillermo, Crapiste, dan Rotstein, 1997).

    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.

Pada metode berkesinambungan, bahan bergerak melalui ruang pengering dan mengalami kontak dengan udara panas secara paralel atau berlawanan. Pada metode tumpukan terdapat tiga jenis yaitu :

a)   Pengeringan langsung (direct drying), bahan yang dikeringkan langsung berhubungan dengan udara yang dipanaskan.

b)   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.

c)    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.

       Esmay dan Soemangat (1973) membagi cara pengeringan secara umum ke dalam empat golongan menurut suhu udara pengeringnya, yaitu :

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).