Sumber: Pixabay.com
SEJARAH
Pengawetan makanan menjadi sesuatu yang dibutuhkan manusia sejak zaman dahulu. Salah satu tindakan yang menjadi pondasi pengawetan makanan adalah teknologi mumifikasi dari budaya Mesir kuno. Meskipun pembalseman tubuh hingga organ membutuhkan waktu berminggu-minggu lamanya, hasil pengawetan tersebut dapat dilihat manusia hingga saat ini. Hal tersebut dapat terjadi karena sisa jenazah sepenuhnya kehilangan kelembapan dan disegel dengan resin sehingga memberikan isolasi sempurna terhadap rehidrasi.
Selain dari Mesir kuno, suku Inuit menggunakan udara dingin dan kering di wilayah mereka untuk mengeringkan ikan atau daging binatang lainnya. Orang-orang suku Samisk yang berasal dari Eropa Utara juga dikenal menggunakan metode pengawetan makanan yang sama, tetapi untuk bahan makanan berupa kentang. Suku Samisk akan mengeringkan kentang dengan menggunakan udara dingin/ suhu rendah di malam hari serta kelembaban di siang hari.
Dari hasil metode pengeringan suhu dingin seperti ini, kehangatan dan air dalam suatu produk dapat dihilangkan/dikurangi tanpa merusak struktur bahan. Persis seperti mumi. Lalu, keunikan lainnya adalah, apabila menambahkan air, maka rekonstruksi akan terjadi, sebuah hal yang tidak akan terjadi pada metode pengeringan lainnya seperti dehidrasi.
CARA KERJA FREEZE-DRYING
Freeze-drying dibagi menjadi 3 tahap dengan tujuan utama membuang atau menghilangkan air dari bahan makanan sekaligus menjaga struktur kimia dan fisik material makanan tetap utuh.
Gambar 2. Proses dalam freeze Drying
Sumber: Innovations in Pharmaceutical Technology Journal
Langkah pertama adalah menstabilkan struktur material dengan pembekuan. Pembekuan ini merupakan langkah rumit di mana kristal es tumbuh terjalin dengan komponen kristal atau amorf dari produk aktif dan eksipien. Produk eksipien dapat berupa penstabil seperti maltodekstrin.
Langkah kedua adalah memasukkan ruang hampa hingga keadaan berada di bawah titik tripel air. Titik tripel air adalah suhu dan tekanan tertentu saat air dapat berada dalam ketiga wujudnya, yaitu padat, cair, dan gas, secara bersamaan. Titik tripel air terjadi pada suhu 273,16 Kelvin (0,01°C) dan tekanan 611,657 pascal (0,00603659 atm). Dalam keadaan ini, air dapat berubah dari es menjadi uap tanpa mencair, yang akan merusak struktur fisik yang ingin dicapai.
Mesin freeze drying memiliki kondensor es berupa struktur pipa logam yang didinginkan hingga suhu jauh di bawah suhu produk beku. Oleh karena itu, tekanan uap air parsial di dekat kondensor jauh lebih rendah daripada di dekat produk beku, dan ini menyebabkan pergerakan air ke kondensor, diikuti oleh kondensasi.
Agar proses sublimasi (pengeringan primer) ini dapat berlanjut, diperlukan pasokan energi ke bagian depan sublimasi untuk mengimbangi panas laten penguapan. Panas laten adalah energi yang dipertukarkan selama perubahan fase tanpa perubahan suhu. Misalkan ada sepanci air yang didihkan dengan api, saat air mendidih, suhunya tetap 100°C (212°F) meskipun kalor terus-menerus ditambahkan. Kalor yang ditambahkan digunakan untuk mengubah wujud air dari cair menjadi uap tanpa menaikkan suhunya.
Energi ini biasanya dipasok oleh panas dari rak tempat bahan makanan diletakkan yang dinaikkan suhunya. Namun, dalam semua kasus, harus diperhatikan agar semua produk yang terkandung dalam botol tetap dalam keadaan beku, dan bahkan suhu transisi kaca chamber harus diperhatikan.
Setelah air kristal menyublim, produk biasanya tidak cukup kering. Sisa air yang diserap atau tertahan menyebabkan konsentrasi air di atas lima persen, yang biasanya terlalu tinggi untuk memperpanjang masa simpan secara maksimal. Oleh karena itu, langkah pengeringan tambahan (pengeringan sekunder) dilakukan dengan menaikkan suhu produk lebih lanjut. Karena air bebas sudah menyublim, hal ini dapat dilakukan dengan aman asalkan suhu maksimum produk tidak tercapai.
Gambar 3: Alat freeze Drying Skala Pabrik
Sumber: Dokumentasi Penulis (Pribadi)
PUSTAKA:
- Corver, J. (2009). The evolution of freeze-drying. Innovations in Pharmaceutical Technology, 29, 66-70.