UPAYA PENINGKATAN MUTU KARAGINAN MENGGUNAKAN SISTEM PENGERINGAN ADSORPSI DENGAN ZEOLIT (PARZEL)


Disusun Oleh:

Syaeful Bahri – G1F010018

Zaqy Saputra – G1F010045

Setiawan – G1F010068

Abstrak

Karaginan, sebagai salah satu bahan olahan rumput laut, sangat penting peranannya sebagai stabilator (pengatur keseimbangan), thickener (bahan pengental), pembentuk  gel, pengemulsi, pengikat, pencegah kristalisasi dalam industri makanan dan minuman, farmasi, dan lain-lain.Karaginan hasil produksi Indonesia masih rendah kualitasnya dibanding karaginan impor yaitu masih memiliki  kadar air sekitar 20% dan warna karaginan  masih coklat. Hal ini terjadi karena kurang tepatnya sistem pengering yang digunakan dalam proses pengeringan.  Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka dikembangkan sistem pengering dehumidifikasi dengan zeolit (Parzel) . Penelitian ini bertujuan mencari pengaruh suhu dan tebaldalam peningkatan  mutu karaginan  serta mengetahui kinetika pengeringan karaginan. Variabel kendali dalam penelitian ini adalah berat zeolit dan waktu pengeringan 2 jam. Sedangkan, variabel berubahnya adalah suhu pemanas (tanpa pemansan, 300C, dan 400C) dan tebal karaginan yang dikeringkan(1mm, 2 mm, dan 3 mm).  Hasilpenelitian menunjukkan  tebal optimum  dalam pengeringan karaginan adalah 400C dan 1 mm. Model kinetika pengeringan  karaginan  yang digunakan  adalah Modifikasi persamaan Oswin dengan nilai k dan n pada suhu 280C, 300C, dan 400C masing-masing sebesar  0,0022 dan 1,195; 0,009 dan 1,724; serta 0,005 dan 1,949. Proses pengeringan menggunakan sistem pengering adsorbsi tidak merubah derajat keputihan karaginan.

Kata kunci: karaginan, zeolit, pengeringan.

Rumput laut merupakan salah satu sumber devisa negara. Beberapa hasil olahan rumput laut seperti agar-agar, alginat dan karaginan merupakan senyawa yang cukup penting dalam industri (Istini,1993). Karaginan, sebagai salah satu  bahan  olahan rumput laut, sangat penting peranannya sebagai  stabilator  (pengatur keseimbangan), thickener  (bahan pengental), pembentuk gel, pengemulsi, pengikat, pencegah kristalisasi dalam industri makanan dan minuman, farmasi, dan lain-lain (Anonim,2005).

Sebagian besar rumput laut di Indonesia diekspor dalam bentuk kering  (Suwandi,1992).  Bila ditinjau dari segi ekonomi, harga hasil olahan rumput laut seperti karaginan jauh lebih tinggi dari pada rumput laut kering. Oleh karena itu, untuk meningkatkan nilai tambah dari rumput laut, maka pengolahan rumput laut menjadi karaginan di dalam negeri perlu dikembangkan (Istini,1993).  Kualitas karaginan yang dihasilkan oleh industri dalam negeri belum dapat menyamai karaginan import terutama dari segi warna. Kendala lain yang dihadapi industri karaginan dalam negeri selain warna karaginan yang masih coklat karena terjadi browning adalah kandungan air karaginan lokal yang relatif masih tinggi yaitu diatas 20% (Aji P. Dan Nur R, 2007).

Rendahnya kualitas karaginan dalam negeri disebabkan oleh kurang tepatnya sistim pengeringan yang digunakan sebagai unit penanganan  bahan  akhir (finishing product). Beberapa penelitian telah mengkaji model modifikasi pengering untuk mempercepat proses pengeringan serta meminimalkan terjadinya  browning  (warna kecoklatan) untuk  bahan  yang sensitif terhadap panas seperti karaginan. Beberapa diantaranya adalah pengering model vakum, pengering berhawa dingin (freeze dryer), serta kombinasi mikrowave dan oven. Metode ini cukup

berhasil mengurangi tingkat browning  pada bahan  yang sensitif terhadap panas. Namun, investasi dan biaya operasi untuk penyediaan ruang vakum atau hawa dingin, serta biaya perawatan cukup tinggi (Ratti,2001).  Jika metode ini diterapkan untuk karaginan maka peningkatan mutu dan harga jual karaginan tidak sebanding dengan kenaikan beban biaya bahansi.

Proses pengeringan dengan cara adsorpsi menjadi suatu pilihan untuk menggantikan sistim pengering konvensional dengan oven. Mengacu pada kapasitasnya untuk menyerap air yang lebih besar dibanding silika, tanah clay  dan pasir, serta bukan bahan beracun (beda dengan larutan alkali dan asam sulfat yang bersifat racun bagi manusia), zeolit adalah material yang  paling potensial dijadikan sebagai penyerap air dari udara khususnya untuk pengeringan bahan makanan dan obat (Djaeni,2007).  Oleh karena itu, penelitian ini ditujukan untuk mencari suhu dan tebal optimum dalam pengeringan karaginan menggunakan sistem pengering dehumidifikasi dengan zeolit. Selain itu, kinetika pengeringan karaginan juga sangat penting untuk dikaji dalam penelitian ini.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah karaginan yang telah diekstrak dari rumput  laut jenis Eucheuma cottoni dan juga zeolit sebagai adsorber.  Peralatan Penelitian yang digunakan adalah ekstraktor, pengering adsorbsi dengan zeolit, dan juga cawan.

Variabel kendali dalam penelitian ini  berat zeolit sebagai adsorber dan juga waktu pengeringan selama 2 jam. Sedangkan variable berubah dalam  penelitian ini adalah suhu pemanas udara (tanpa pemanasan, 300C, dan 400C), karaginan yang digunakan (cair dan pasta) serta ketebalan bahan yang akan dikeringkan ( 1mm, 2mm dan 3mm). Percobaan yang dirancang menggunakan metode deskriptif yaitu dengan membuat tabel dan grafik untuk dapat mengetahui kondisi optimum dari variabel berubah yang digunakan.

Prosedur kerja proses diawali dengan menempatkan karaginan dalam cawan sesuai variable tebal karaginan yang akan dikeringkan. Kemudian, udara pengering yang akan digunakan untuk pengeringan dialirkan menggunakan blower dan dilewatkan zeolit agar relative humiditynya turun. Udara kering hasil adsorbsi  zeolit dilewatkan heater yang  telah ditentukan suhunya. Setelah itu, udara yang telah panas digunakan utnuk mengeringkan karaginan. Proses pengeringan karaginan dilakukan selama 2 jam. Karaginan yang  dikeringkan dianalisa beratnya tiap selang waktu 15 menit.  Pergantian zeolit yang digunakan dalam proses pengeringan (tabung A dan B) dilakukan tiap selang waktu 1 jam.

Pengaruh Temperatur terhadap Pengeringan Karaginan

Proses pengeringan karaginan dapat dilakukan baik tanpa pemanas, maupun menggunakan pemanas pada suhu 300C dan 400C. Hal ini dapat dilihat pada grafik 1. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa kesemua variabel menunjukkan penurunan berat karaginan. Hal ini dapat diartikan bahwa proses pengeringan terjadi yaitu proses transfer panas dan massa antara udara pengering dan moisture yang ada didalam karaginan. Transfer panas dan massa yang baik dapat ditunjukkan dengan penurunan moisture ratio yang paling signifikan.

Dari grafik 2 (penurunan moisture ratio pada karagianan dengan tebal 1 mm) dapat disimpulkan bahwa penurunan kadar air dari karaginan paling bagus terjadi pada variabel suhu 400C. pada suhu ini transfer massa maupun panas dapat terjadi dengan baik sehingga moisture ratio dari bahan dapat turun secara signifikan hingga mendekati nol. Hasil yang kurang baik ditunjukkan pada bahan yang dikeringkan dengan menggunakan sistem pengering tanpa pemanas dari heater. Ini dikarenakan semakin tinggi suhu udara pengering maka relative humidity udara akan semakin rendah sehingga transfer panas dan massa antara udara dan karaginan akan semakin besar. Hal ini akan menyebabkan laju kinetika pengeringannya semakin tinggi.

Pengaruh Tebal Bahan Terhadap Pengeringan Karaginan

Ketebalan bahan juga berpengaruh  terhadap hasil pengeringan. Semua bahan baik tebal 1mm, 2mm, maupun 3mm mengalami penurunan berat bahan yang cukup signifikan pada suhu 400C. Laju pengeringan dari tebal karaginan yang berbeda dapat dianalisa dengan mengetahui moisture ratio dari bahan yang dikeringkan.

Laju pengeringan sangat tinggi baik untuk variabel tebal 1 mm maupun 2 mm  bahan  cair. Ini dapat dilihat dari moisture ratio karaginan yang dapat turun hingga kurang dari 10%.  Hasil yang terbaik ditunjukkan oleh vaiabel karaginan pada tebal 1 mm  cair. Namun, kesemua variabel ini (baik 1 mm maupun 2 mm  karaginan cair) tidak memberikan hasil yang terlalu berbeda.  Ini dikarenakan moisture ratio bahan sudah memenuhi standard produk karaginan, yaitu kurang dari 12%.

Hasil yang kurang baik ditunjukkan oleh 2 mm sampel padat dan variabel tebal 3 mm. Ketiga variabel ini memberikan hasil moisture rasio hasil pengeringan lebih dari 12%. Hal ini terjadi karena semakin tebal bahan, transfer massa dan panas pada bahan akan semakin sulit . Kesulitan ini terjadi karena semakin banyak bound moisture pada bahan yang tentu saja lebih sulit untuk diuapkan dibandingkan dengan unbound moisture. Hal yang sama terjadi juga pada bahan padatan karena dibanding produk cair, unbound moisture bahan padatan lebih banyak. Sehingga transfer moisture dan panas akan semakin kecil.

Kinetika Pengeringan Karaginan

Beberapa model matematis digunakan untuk dapat mendeskribsikan karakteristik pengeringan karaginan. Namun,  model matematis modifikasi Oswin dirasa lebih tepat karena memiliki korelasi antara koefisien yang ada dengan temperatur yang digunakan. Jadi, pendekatan yang digunakan untuk mengintrepretasikan sistem pengeringan ini lebih tepat menggunakan model matematis modifikasi persamaan Oswin.

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu, maka semakin banyak uap yang dapat diserap bahan sehingga moisture content akan semakin besar.

Model matematis dari proses diatas menggunakan modifikasi persamaan oswin.

Dimana :

MC = moisture content bahan

k,n = kostanta modifikasi persamaan oswin

RH = Relative Humidity (%)

Dengan persamaaan tersebut maka didapatkan parameter-parameter untuk persamaan oswin yang ditunjukkan oleh tabel 1.

Sedangkan konstanta k dan n merupakan fungsi temperatur. Sehingga persamaan regresi untuk k dan n dapat dinyatakan dengan:

Dimana :

k, n,a1,b1,c1,d1 = konstanta persamaan oswin

T     = temperatur (0C)

Maka dengan persamaan tersebut didapatkan korelasi antara konstanta dalam persamaan oswin

dengan suhu. Persamaan regresi untuk karaginan ditunjukkan oleh tabel 2.

Pengaruh Pengeringan Terhadap Warna Karaginan

Karaginan impor memiliki derajat keputihan sebesar 56,3%. Sedangkan bahan baku yang kami gunakan memiliki derajat keputihan sebesar 46,9%.  Dengan menggunakan sistem pengering dehumidifikasi menggunakan zeolit sebagai adsorber, maka warna karaginan tidak akan berubah. Hal ini ditunjukkan dengan derajat keputihan tiap bahan yang tetap sama seperti bahan basah yaitu 46,9%. Jadi dengan menggunaka n sistem pengering ini, kualitas karaginan terutama warna akan terjaga.

2. Kelebihan dan Kelemahan Teknik Pengeringan
Kelebihan pengeringan :

  • Bahan menjadi lebih tahan lama disimpan
  • Volume bahan menjadi kecil
  • Mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan
  • Mempermudah transport
  • Biaya produksi menjadi murah

Kerugian pengeringan  :

  • Sifat asal bahan yang dikeringkan berubah (bentuk dan penampakan fisik, penurunan mutu)
  • Perlu pekerjaan tambahan untuk menghindari di atas (Thaib.,dkk, 1999).

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pengeringan

  • Luas Permukaan
  • Suhu
  • Kecepatan Udara
  • Kelembaban Udara
  • Tekanan atm & vakum
  • Waktu

Mekanisme Transfer Panas:

  1. Konduksi, perpindahan panas melalui kontak langsung antara permukaan.
  2. Konveksi, proses transfer panas dari satu point ke point yang lain dari suatu cairan/gas (fluid) karena pencampuran satu bagian fluids dengan bagian fluids yang lain
  3. Radiasi, transfer energi secara radiasi mempunyai beberapa karakteristik unik bila dibandingkan dengan konduksi dan konveksi

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.(2005).EkstraksiKaraginan.Sumber:http://www.iptek.net.id/ind/pd_olah_pangan. (diakses tanggal 28 Juni 2009)

Chen, Chia-Chung.(1990).Modification of Oswin EMC/ERH Equation.Jour.agri.Res.China.

Djaeni, M.; Bartels, P.; Sanders, J.; Straten, G. van; Boxtel, A.J.B.  van. (2007). Process integration for food drying

with air dehumidified by zeolites. Drying Technology, vol. 25, issue 1, 225-239

Istini, S. dan Suhaimi.1998. Manfaat dan Pengolahan Rumput Laut. Lembaga Oseanologi Nasional. Jakarta.

Kudra,T.; Mujumdar, A.S. (2002). Advanced Drying Technology. Marcel Dekker Inc., New York, USA,

Prasetyaningrum, A.; Nur, R.(2007). Perbaikan Proses Pembuatan Karaginan dari Rumput Laut. Laporan Penerapan IPTEKDA LIPI bottom un 2007. Universitas Diponegoro

Ratti C (2001). Hot air and freeze-drying of high-value foods: a review. Journal of Food Engineering vol. 49, 311 -319

Suwandi. 1992. Isolasi dan Identifikasi Karaginan Dari Rumput Laut Eucheuma cottonii. Lembaga Penelitian Universitas Sumatra Utara. Medan

Thaib, Dahlan., dkk, 1999. Teori dan Hukum Konstitusi. Penerbit Grafindo, Jakarta.

Trius, A.;Sebranek, J.G. (1996). Carrageenan and Their Use in Meat  Products. CRC Critical Review in Food Science and Nutrition, vol 36; 69-85

Waewsak, Jompob.(2006). A Mathematical Study of Hot Air Drying for Some Agricultural Product. ThammasaItn t. J. Sc.T ech..Vol. I l. No. l. Januarv-March 2006

This entry was posted in TSF 2010-B. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s