RSS

ULTRASONIKASI, SUATU LANGKAH EFISIENSI PROSES PRODUKSI

Oleh :  Mesa Dewi Puspita I Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya

Pangan merupakan topik yang selalu menarik untuk didiskusikan. Hal ini tidak terlepas dari pesatnya pertumbuhan penduduk, yang mana akan selalu berbanding lurus terhadap permintaan bahan pangan. Tingginya kebutuhan pangan tersebut mendorong terciptanya berbagai inovasi bahan pangan. Inovasi yang dimaksud tidak hanya pada bahan pangan namun juga teknologi yang digunakan dalam memproduksi bahan pangan. Sentuhan inovasi teknologi yang digunakan selama proses produksi akan membuat proses produksi berjalan lebih efisien dengan hasil yang lebih optimal.

Banyak inovasi teknologi yang telah dilakukan di dunia pangan, salah satunya pada proses ekstraksi. Inovasi teknologi yang dibutuhkan dalam proses ekstraksi adalah yang bertujuan untuk memperoleh hasil yang tinggi dengan waktu yang relatif singkat. Untuk tujuan tersebut, metode yang dapat dijadikan pilihan adalah metode ultrasonik. Dalam bidang pangan metode ultrasonik belum begitu populer, tetapi telah banyak dikembangkan di bidang biologi dan kedokteran, seperti dipaparkan pada tabel berikut :

Metode ultrasonik adalah metode yang menggunakan gelombang ultrasonik yaitu gelombang akustik dengan frekuensi lebih besar dari 16-20 kHz (Suslick, 1988).Ultrasonik bersifat non-destructive dan non-invasive, sehingga dapat dengan mudah diadaptasikan ke berbagai aplikasi (McClements, 1995). Menurut Kuldiloke (2002), salah satu manfaat metode ekstraksi ultrasonik adalah untuk mempercepat proses ekstraksi. Hal ini dibuktikan dengan penelitian Cameron and Wang (2006) tentang ekstraksi pati jagung yang menyebutkan rendemen pati jagung yang didapat dari proses ultrasonik selama 2 menit adalah sekitar 55,2-67,8 % hampir sama dengan rendemen yang didapat dari pemanasan dengan air selama 1 jam yaitu 53,4%. Dengan penggunaan ultrasonik proses ektraksi senyawa organik pada tanaman dan biji-bijian dengan menggunakan pelarut organik dapat berlangsung lebih cepat. Dinding sel dari bahan dipecah dengan getaran ultrasonik sehingga kandungan yang ada didalamnya dapat keluar dengan mudah (Mason,1990).

Cara kerja metode ultrasonik dalam mengekstraksi adalah sebagai berikut : gelombang ultrasonik terbentuk dari pembangkitan ultrason secara lokal dari kavitasi mikro pada sekeliling bahan yang akan diekstraksi sehingga terjadi pemanasan pada bahan tersebut, sehingga melepaskan senyawa ekstrak. Terdapat efek ganda yang dihasilkan, yaitu pengacauan dinding sel sehingga membebaskan kandungan senyawa yang ada di dalamnya dan pemanasan lokal pada cairan dan meningkatkan difusi ekstrak. Energi kinetik dilewatkan ke seluruh bagian cairan, diikuti dengan munculnya gelembung kavitasi pada dinding atau permukaan sehingga meningkatkan transfer massa antara permukaan padat-cair. Efek mekanik yang ditimbulkan adalah meningkatkan penetrasi dari cairan menuju dinding membran sel, mendukung pelepasan komponen sel, dan meningkatkan transfer massa (Keil, 2007). Liu et al. (2010), menyatakan bahwa kavitasi ultrasonik menghasilkan daya patah yang akan memecah dinding sel secara mekanis dan meningkatkan transfer material.

Beberapa keunggulan pada panggunaan teknologi ultrasonik dalam aplikasinya pada berbagai macam pati dan polisakarida adalah (Lida, 2002): 1) proses ultrasonik tidak membutuhkan penambahan bahan kimia dan bahan tambahan lain, 2) Prosesnya cepat dan mudah, yang berarti prosesnya tidak memerlukan biaya tinggi, 3) Prosesnya tidak mengakibatkan perubahan yang signifikan pada struktur kimia, partikel, dan senyawa-senyawa bahan yang digunakan. Hal-hal yang mempengaruhi kemampuan ultrasonik untuk menimbulkan efek kavitasi yang diaplikasikan pada produk pangan antara lain karakteristik ultrasonik seperti frekuensi, intensitas, amplitudo, daya, karakteristik produk (seperti viskositas, tegangan permukaan) dan kondisi sekitar seperti suhu dan tekanan (Williams, 1983).

Ultrasonik Sistem Tanduk Getar

Terdapat beberapa jenis konfigurasi reaktor gelombang ultrasonik antara lain: sistem tanduk getar, batch, rambatan frekuensi ganda, rambatan frekuensi triple, sistem batch dengan getaran longitudinal, homogenizer tekanan tinggi, homogenizer kecepatan tinggi dan plat oriffice (Gogate et al., 2006).

Salah satu sistem ultrasonik yang sering digunakan adalah ultrasonik tanduk getar. Ultrasonik tanduk getar menggunakan gelombang yang ditransmisikan dengan frekuensi 16-30 kHz dengan daya hingga 240W. Luas penampang iradiasi tergantung dari kedalaman celup tanduk getar dan bisa digunakan untuk mengatur intensitas iradiasi. Konfigurasi ultrasonik sistem tanduk getar ini bisa digunakan untuk kebutuhan merusak jaringan sel tanaman, homogenisasi, dan proses-proses percepatan reaksi kimia (Susilo, 2007).

Peralatan ultrasonik sistem tanduk getar terdiri dari generator pembangkit gelombang, tanduk getar, pengatur frekuensi, pengatur amplitudo, dan tanduk getar. Penyangga tanduk getar bisa menggunakan rangka atau statif (Susilo,  2007). Efisiensi pembangkit gelombang ultrasonik jenis ini paling rendah dibandingkan jenis lain yang telah berkembang. Efisiensi rambatan energi dari tanduk getar ke cairan terhadap input total energi berkisar 7,6 % (Susilo,  2007). Secara skematik pembangkit gelombang ultrasonik sistem ini ditunjukkan pada gambar berikut :

DAFTAR PUSTAKA

Cameron, D.K and Wang, Ya-Jane. 2006. Application of Protease and High-Intensity Ultrasound in Corn Starch Isolation from Degermed Corn Flour. Journal Food Sience University Of Arkansas : September/October 2006, Volume 83, Number 5.Page 505-509.

Gogate, P.R., R.K. Tayal dan A.B. Pandit. 2006. Cavitation: A Technology on The Horizon. CURRENT SCIENCE, VOL. 91, NO. 1, 10 JULY 2006.

Keil, F. J. 2007. Modeling of Process Intensification. In Alupului, A., Ioan Calinescu, and Vasile Lavric. 2009. Ultrasonic Vs. Microwave Extraction Intensification of Active Principles From Medicinal Plants. AIDIC Conference Series, Vol. 9 2009 page 1-8.

Kuldiloke, J. 2002.Effect of Ultrasound, Temperature and Pressure Treatments on Enzyme Activity and Quality Indicators of Fruit and Vegetable Juices. Dissertationder Technischen Universität Berlin. Berlin.

Lida, Y., Tuziuti T., Yasui K., Towata A., and Kozuka T.2002. Control of Viscosity in Starch and Polysaccharide Solution with Ultrasound After Gelatinization. Journal of National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST).Nagoya, Japan.

Liu, Q. M., et al. 2010. Optimization of Ultrasonic-assisted extraction of chlorogenic acid from Folium eucommiae and evaluation of its antioxidant activity. Journal of Medicinal Plants Research Vol. 4(23), pp. 2503-2511.

Mason, T. J. 1990.Introduction, Chemistry with Ultrasound.Edited by T.J Mason. Elsevier Applied Science. London.

McClements D.J. 1995. Advances in The Application of Ultrasound in Food Analysis and rocessing. Trends Food Sci. Techn. 6, 293-299.

Susilo,B.  2007.  Studi Penggunaan Ultrasonik untuk Transesterifikasi Minyak. Pengembangan Industri Integratednya. Hotel Senayan Jakarta. SBRC LPPM – IPB Bogor. ISBN 978-979-1312-11-0.

Suslick, K. S. 1988. Ultrasounds: Its Chemical, Physical and Biological Effects. VHC Publishers,         New York.

Williams, A.R. 1983. Ultrasound: Biological Effects and Potential Hazards. Academic Press.

 

9 responses to “ULTRASONIKASI, SUATU LANGKAH EFISIENSI PROSES PRODUKSI

  1. eric

    July 18, 2011 at 7:55 am

    mksih mbak mesa

     
  2. mesadewipuspitapita

    July 20, 2011 at 7:48 am

    sama2, semoga bermanfaat. metode ini yangsaya gunakan dalam skripsi saya..:)

     
  3. oliv

    January 3, 2012 at 4:51 pm

    hai mba mesa.. ni oliv temannya khusnul yang kemaren nlp mba.. :))
    nyari alatnya susah sekali… adanya yang di UM itu ultrasonik cleaner…

     
  4. mesadewipuspita

    January 11, 2012 at 10:19 pm

    hey oliv, yg waktu itu telfonkah?salam kenal ya,🙂. iya, emang cari alat ultrasonik cukup sulit. namany juga inovasi baru,🙂. tp sebenernya udah banyak dgunakan ko, cm bukan untuk produk pangan. hmmm…jd di UM ga bisa dipake?km bth yg brp kHz?

     
  5. dian

    February 18, 2012 at 7:38 pm

    ultrasonic yg anda gunakan apakah beda dengan ultrasonic cleaner??
    Dian Kimia UM

     
  6. uni

    January 2, 2013 at 11:35 am

    mkasih infonya..

     
  7. uni

    January 2, 2013 at 11:39 am

    ass,, mba saya tertarik dg postingannya. boleh saya minta dikirimkan beberapa jurnal yang menjadi pustakanya ini. makasih mba

     
  8. arif

    June 26, 2016 at 11:20 am

    assalamu’alaikum
    mba saya mau tanya jika prosesnya hanya dengan cara memperdengarkan sampel dengan musik apakah bisa dilakukan?
    yaitu dengan menggunakan sound ala kadarnya,
    mohon responnya,
    terima kasih.

     

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

 
%d bloggers like this: