PROSES EKSTRUSI - PowerPoint Presentation

Slide1

PROSES EKSTRUSISlide2

Ekstrusi adalah suatu proses yang mengkombinasikan beberapa proses meliputi pencampuran, pemasakan, pengadonan, penghancuran, pencetakan, dan pembentukan.

Tujuan ekstrusi adalah untuk meningkatkan

keragaman jenis produk pangan dalam berbagai bentuk, tekstur, warna, dan cita rasa.

definisiSlide3

Proses ekstrusi dapat berupa pengolahan suhu rendah misalnya pada pasta, atau pengolahan suhu tinggi misalnya pada pembuatan snack.

Tekanan yg digunakan dalam ekstruder (alat ekstrusi) berfungsi mengendalikan bentuk, menjaga air dalam kondisi cair yg sangat panas, dan meningkatkan pengadukan.

Tekanan bervariasi mulai dari 15 sampai 200 atm.Slide4

Ekstruder terdiri dari

suatu ulir (sejenis ulir bertekanan) yang menekan bahan baku sehingga berubah menjadi bahan semi padat. Bahan tersebut ditekan keluar melalui suatu lubang terbatas (cetakan/die) pada ujung ulir. Jika bahan baku tersebut mengalami pemanasan, maka proses ini disebut pemasakan ekstrusi (ekstrusi panas)Slide5

Ciri utama proses ekstrusi adalah sifatnya yang kontinyu. Alat ekstruder dioperasikan dalam kondisi

kesetimbangan

dinamis, yaitu input setara dengan output, bahan yg masuk setara dengan produk.Slide6

Keberagaman produk dalam kisaran

luas yg

kebanyakan tidak dengan mudah dihasilkan oleh metode pengolahan lain, dapat dihasilkan dengan mengubah bahan baku, kondisi pengoperasian, dan cetakan.Biaya operasional lebih rendah dan produktivitas lebih tinggi karena dapat dioperasikan kontinyu tanpa terputus.

Keunggulan dari proses ekstrusiSlide7

3. Menghasilkan produk berkualitas tinggi, karena pemasakan ekstrusi melibatkan suhu tinggi dalam waktu pendek sehingga komponen bahan pangan yang peka tidak mengalami kerusakan.

4. Ramah lingkungan karena merupakan proses dengan kadar air rendah, dan tidak menghasilkan limbah Slide8

Dapat dibuat dari bahan baku yg beragam, umumnya tepung terigu, tepung jagung. Sedangkan yg lain misalnya tepung beras, kentang, gandum hitam, barley, oat, sorgum, ketela pohon, tapioka, dan tepung kacang-kacangan.

Pada proses ini kadar air bahan yg digunakan relatif lebih rendah dibandingkan dengan kadar air bahan atau adonan pada proses konvensional.

Bahan BakuSlide9

Keadaan fisik bahan baku seperti ukuran partikel, kekerasan, sifat friksi, pelumasan bahan, dan plastisitas berperan lebih penting dibandingkan proses pengolahan yg lain

Produk ekstrusi terbentuk dari biopolimer alami yg berasal dari bahan baku seperti sereal, tepung umbi-umbian tinggi pati, lemak dari biji kacang-kacang, dan protein dari sumber kaya protein.Slide10

Interaksi sifat bahan baku, variabel proses, dan karakteristik produk

Parameter Proses

Konfigurasi ulir

Kecepatan ulir

Kecepatan masuk bahan

Kecepatan air

Ukuran cetakan

Kecepatan pemanasan

Kecepatan pendinginan

Bahan Baku :

Jenis pati

Kandungan protein

Kandungan lemak

Kandungan air

Absorpsi

Ukuran partikel

Formulasi

Profil suhu

Profil tekanan

Waktu distribusi

Jumlah peremukan

Gelatinisasi

Denaturasi

DekstrinisasiKinetika

Sifat Fungsional Produk :-kecepatan rehidrasiNilai nutrisiSifat organoleptikKelarutanKekerasanTeksturKerapatan bulkTingkat kemasakan

EKSTRUDERSlide11

Struktur produk ekstrusi terbentuk dari biopolimer yg meleleh dan pengembangan gelembung uap air sehingga terjadi perubahan bentuk bahan menjadi berongga.

Setelah pengembangan, penurunan suhu yang cepat menyebabkan penguapan.

Peningkatan viskositas akibat penguapan air berakibat pada pengerasan struktur sel.

1. Pembentuk struktur ekstrudatSlide12

Polimer pembentuk struktur harus mempunyai berat molekul minimum sehingga viskositas fluida cukup untuk mencegah atau mengendalikan pengerutan ekstrudat setelah ekstrudat mencapai pengembangan maksimum.

Jika ekstrudat terlalu kental maka akan terjadi pengerutan secara cepat sehingga mengakibatkan pengembangan yg rendah.Slide13

Keberadaan bahan terdispersi akan mempengaruhi proses ekstrusi. Misalnya yaitu protein dan selulosa pada kadar tinggi.

Keberadaannya pada dinding sel udara akan menurunkan kemampuan pengembangan lapisan pati.

Berpengaruh terhadap pembentukan struktur elastis ketika ekstrudat keluar dari ekstruder.Slide14

Pada bahan dengan kadar air rendah pada proses ekstrusi, interaksi fisik antar bahan menyebabkan gesekan dan menimbulkan

energi

mekanis. Sumber panas tersebut dapat memanaskan bahanKecepatan pemanasan sangat tinggi pada sistem dengan kadar air rendah, sehingga untuk bahan baku ekstrudat dengan K.A sampai 25% tidak diperlukan pemanas eksternal untuk mencapai suhu operasional ekstrusi sebesar 150 oC.Slide15

Penambahan air berperan untuk menurunkan interaksi dengan cara memplastisisasi polimer dan mengubahnya dari bentuk padat menjadi fluida plastis yg dapat

mengalami

deformasi.Akan tetapi peningkatan kadar air berlebih dapat menyebabkan penurunan energi mekanis dan panas.Slide16

Partikel pati, serat, dan protein secara mekanis diaduk oleh sistem ulir yg ada di dalam ekstruder dan mengalami

perubahan

bentuk fisik.Intensitas pengadukan dapat berkurang akibat adanya minyak dan lemak.Bahan tersebut berperan sebagai pelumas, baik bagi komponen-komponen yg berinteraksi dalam

massa

adonan maupun antara permukaan logam ulir dan silinder ekstruder.

Kadar lemak dan minyak yg ditambahkan sebaiknya hanya sebesar 1 -2%, karena pada kadar tinggi dapat menghambat pengembangan.Slide17

Penambahan bahan dengan berat molekul rendah seperti gula, garam dapat ditambahkan ke dalam adonan untuk

memberi

cita rasa.Bahan pembentuk inti misalnya kalsium karbonat dan kapur (magnesium silikat) dapat ditambahkan untuk meningkatkan pembentukan inti gelembung dalam fluida.Slide18

Pemberian warna dan penguat rasa (flavour) dapat ditambahkan baik selama ekstrusi atau perlakuan tambahan setelah ekstrusi.Slide19

Pemilihan alat ekstruder yg digunakan didasarkan pada pertimbangan :

Jenis ulir tunggal atau ganda

Kadar air bahan bakuSistem operasi (kontinyu atau batch)

Sifat sensori ekstrudat

Formula bahan baku

Jenis produk yg dihasilkan

Produktivitas

Sumber energi ekstruder

Ketersediaan modal

Jenis-jenis EkstrusiSlide20

Ulir tunggal basah

Ulir tunggal kering

Ulir ganda Semua jenis ekstruder terdiri dari ulir yang akan mengalirkan atau membawa campuran bahan baku di sepanjang tabung ekstruder atau barrel.Slide21
Slide22

Bahan dipanaskan di dalam ekstrusi suhu tinggi dengan barrel diberi jacket uap air (steam) atau ulir yg dipanaskan.

Pemanasan dapat menggunakan elemen pemanas listrik, selain itu ditimbulkan dari gesekan akibat gerakan ulir dan bagian dalam barrel.

Akibat pergerakan ulir dan lubang die yg kecil. Terjadi tekanan tinggi dalam ekstruder.

1. Pemasakan EkstrusiSlide23

Tekanan tinggi dan lubang die yg kecil digunakan untuk membentuk produk yg mengembang.

Pelepasan tekanan yg cepat ketika bahan didorong keluar die menyebabkan pengembangan uap air atau gas di dalam bahan

Uap air dalam bahan hilang akibat evaporasiSlide24

Pengembangan yg besar dikendalikan dengan tekanan dan suhu yg dihasilkan di dalam ekstruder.

Kadar air pada beberapa produk (snack, sereal) selanjutnya diturunkan dengan pengeringanSlide25

Tekanan rendah dan die dengan rongga yg besar digunakan untuk memproduksi produk dengan densitas tinggi, misalnya saja macaroni yang membutuhkan proses lebih lanjut sebelum dikonsumsi Slide26

Ekstrusi suhu tinggi dilakukan dengan proses HTST (180 – 190 oC selama 20 -40 detik) untuk meminimumkan nutrisi yg hilang

Daya simpan yg tinggi didapatkan dengan mengatur nilai Aw yg rendahSlide27

Produk diekstrusi tanpa pemasakan bahan yang menyebabkan pengembangan.

Ekstruder mempunyai ulir yang dioperasikan pada kecepatan rendah di dalam barrel yg rata sehingga gesekan bahan rendah.

Ekstrusi ini digunakan untuk memproduksi pasta, dan jenis-jenis permen tertentu

2. Ekstrusi DinginSlide28

Ekstruder Ulir Tunggal

Jenis ekstruder ini diklasifikasikan berdasarkan intensitas pengadukan selama proses ekstrusi menjadi :

Pengadukan tinggi (sereal sarapan, snack)

Pengadukan medium (roti, pakan semi basah)

Pengadukan rendah (untuk pasta dan produk daging)Slide29

Ulir memiliki beberapa bagian :

Bagian pengumpan untuk memadatkan partikel menjadi massa homogen

Bagian pengadon untuk memadatkan, mencampur, mengaduk menjadi bahnan plastis.Bagian pemasakanSlide30

Ekstruder ulir tunggal digunakan secara luas untuk ekstrusi suhu tinggi.

Tipe ini termasuk dalam ekstruder basah karena air atau uap air diinjeksikan ke dalam barrel selama pengolahan.

Barrel dilengkapi bagian pemanas dan pendinginSlide31

Ekstruder ulir tunggal memiliki kemampuan terbatas untuk mencampur, karena itu sebelum pencampuran bahan dilakukan pra-pengkondisan dengan penambahan air dan uap air.

Barrel ulir tunggal dapat dibagi menjadi tiga zona pengolahan : zona pemasukan bahan, zona pengulenan, dan zona pemasakan akhir.Slide32

Ulir berputar membentuk angka 8 di dalam barrel

Perputaran ulir saling bertautan.

Keuntungannya :- Kecepatan pemasukan bahan dan fluktuasi pada kecepatan produksi dapat diatur

Dapat menangani bahan yg mengandung minyak, lengket, dan sangat berair.

Campuran ukuran partikel, dari tepung halus sampai butiran dapat dilakukan, sementara pada ulir tunggal terbatas pada ukuran partikel butiran

2. Ekstruder Ulir GandaSlide33

Tidak memerlukan sumber pemanasan dar luar atau uap air untuk injeksi, hanya mengalami pemanasan akibat gesekan mekanik.

Kisaran suhu pemasakan mencapai 82-160 oC dengan tekanan sangat tinggi.

Setelah bahan keluar dari die, tekanan segera keluar dari produk menyebabkan air di dalamnya menguap menjadi uap air dan membuat produk mengembang.

3. Ekstruder KeringSlide34

Single screw

Twin screwSlide35

Macam-macam bentuk screwSlide36
Slide37

Twin ScrewSlide38

Variasi produk ekstrusiSlide39

Terima kasih.....