Cold Forming Extruder, Ekstrusi dan Gelatinisasi

• Ekstrusi

Ekstrusi adalah suatu proses dimana bahan di paksakan oleh sistim ulir untuk mengalir dalam suatu ruangan yang sempit sehingga akan mengalami pencampuran dan pemaksaan sekaligus. Sumber panas utama dalam proses ekstruksi berasal dari konversi energi mekanik (gesekan) yaitu akibat gesekan antar bahan dan gesekan antar bahan dengan ulir. Kerja ulir tersebut juga menghasilkan akumulasi tekanan dalam sistem barrel esktruder bahan di paksakan keluar dari cetakan (die) yang kecil ukurannya dan kembali ketekanan normal (atmosfer) secara seketika yaitu ketika produk meleati die.

Prinsip-prinsip ekstrusi merupakan kombinasi dari gelatinisasi/pemasakan, pemotongan molekuler, pencampura, sterilisasi, pembentukan dan penggelembungan atau pengeringan (puffing/drying). Prinsip ekstuksi banyak di gunakan untuk keperluan-keperluan yang berkaitan dengan industri logam, polimer, plastik dan produk-produk makanan pasta, tetapi karena alasan yang sama ekstrusi dapat diterapkan pada proses pengolahan produk-produk makanan secara luas.

Tujuan utama proses ekstrusi adalah untuk meningkatkan keragaman jenis produk pangan dalam berbagai bentuk, tekstur, warna dan citarasa. Keuntungan dari produk ekstrusi adalah menghasilkan poduk yang beranekaragam bentuk dan ukuran, murah, proses otomatis, produktivitas tinggi, kualitas produk yang di hasilkan baik, menjaga dan meminimalisir bahan dari kerusakan karena berlangsung dalam high temperature short time, dan tidak menghasilkan limbah.

Terdapat limas jenis ekstruder berulir tunggal yang umum di pakai dalam industri pangan, seperti pengekstrusi pasta (cold forming extruder), hing pressure forming extruder, the low shear cooking extruder, collet extruder, the high-shear cooking extruder.

• Cold Forming Extruder

Alat ini di pakai untuk membentuk makaroni dan bentuk serupa dari suatu adonan, dari kelima jenis extruder alat ini adalah yang paling ideal karena memiliki silinder yang licin dan tidak mempunyai bagian yang dapat membawa padatan serta biasanya mempunyai bentuk geometrik ulir yang konstan. Alat ini juga yang paling mendekati jenis ekstruder isotermal karena hanya mengakibatkan kenaikan suhu yang paling rendah.

Mesin Sheeting

Pasta Bike

Extruder ini mempunyai silinder yang beralur dalam untuk memproses atau membentuk bahan dengan kelembaban lebih tinggi (forming extruder) dan di rancang agar dapat di operasikan pada kecepatan lebih rendah dalam keadaan dingin (cold) dengan cara mengurangi timbulnya panas antara silinder dan model ulir serta dipanaskan dari luar.

Ekstruder jenis ini cocok untuk jenis adonan dari tepung-tepungan yang tidak memerlukan pemasakan di dalamnya. Ekstruder mempunyai ulir yang di operasikan pada kecepatan rendah di dalam barrel yang rata sehingga gesekan bahan rendah. Ekstrusi ini digunakan untuk memproduksi pasta dan jenis-jenis permen tertentu. Adonan di letakan kedalam mesin kemudian di tekan kedalam screw melewati die kemudian di potong sesuai dengan jenis ukurannya.

• Gelatinisasi

Proses Gelatinisasi

Dalam pembuatan pasta terutama fettucine berbasis tepung komposit gelatinisasi merupakan proses yang sangat penting untuk menghasilkan adonan yang kompak dan mudah di bentuk. Pemanasan mengakibatkan granula pati untuk menyerap air dan membengkak secara terbatas mencapai kadar 30%. Umumnya pembengkakan sesungguhnya terjadi pada suhu 55 derajat celcius sampai 85 derajat celcius dan bersifat irreversible. Perubahan ini di sebut gelatinisasi dan suhu dimana terjadi gelatinisai di sebut suhu gelatinisasi.

Setelah tercapai suhu gelatinisasi sifat pati tergeletanisasi tergantung pada fraksi pati yaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa dengan rantai lurusnya akan memiliki jumlah hidroksi yang lebih besar dari amilopektin yang memiliki rantai bercabang. Selama proses gelatinisasi terjadi kerusakan ikatan hidrogen intramolekular, ikatan ini berfungsi dalam mempertahankan struktur integritas granula-granula pati. Terdapatnya gugus hidroksil yang bebas akan menyerap air sehingga selanjutnya tercapai pembengkakan granula pati.

Syarat utama terjadinya gelatinisasi adalah adanya pati, ari dan pemanasan namun tidak semua kombinasi ketiga faktor tersebut menghasilkan gelatinisasi. Terdapat minimum jumlah ari dan suhu pemanasan tetentu yang harus tercapai. Pangan non terigu seperti pasta fettucine berbasis tepung komposit dalam proses pembuatannya sedikit berbeda. Pembuatan produk pasta dari tepung campuran di perlukan penyesuaian terhadap proses pengolahannya seperti meningkatkan temperature adonan.

Penambahan tersebut bisa di lakukan dengan menggunakan air yang suhu nya tinggi untuk melakukan pragelatinisasi terhadap tepung atau dengan menambahkan pati yang telah terplagelatinisasi. Adonan fettucine diberikan pemanasan terlebih dahulu dengan cara pengukusan agar kandungan pati didalam tepung komposit tergelatinisasi. Penambahan panas dan air yang berlebihan pada saat pengukusan akan menyebabkan pembengkakan granula pati yang kemudian pecah karena menyerap molekul air.

Ketika granula mengembang dan pemanasan di lanjutkan amilosa akan keluar dari granula. Pati yang tergelatinisasi akan mengeluarkan amilosa dari granula pati  (leaching) mengisi rongga-rongga diantara amilopektin. Setelah terjadinya gelatinisasi terbentuknya daya kohesi antar pati yang tergelatinisasi tersebut. Daya kohesi ini sangat di butuhkan pada proses pembuatan lembaran adonan untuk di cetak dengan mudah.

Perbedaan kandungan amilosa dan amilopektin dalam suatu pati akan mempengaruhi sifat-sifat fisik produk ekstrusi pada saat terjadinya gelatinisasi. Jika digunakan pati dengan kandungan amilopektin yang cukup tinggi maka akan di hasilkan produk yang mudah mengembang. Sedangkan produk yang terbuat dari pati beramilosa tinggi akan lebih rapat, lebih keras, dan kurang mengembang secara radial ketika di ekstrusi.

Gelatinisasi sangat di pengaruhi oleh ukuran granula, kandungan amilosa, berat molekul dan struktur miselar granula pati. Ukuran granula pati yang lebih kecil akan lebih tahan terhadap gelatinisasi di bandingkan dengan granula pati berukuran besar dan talas sebagai salah satu bahan baku pada fettucine berbasis tepung komposit memiliki struktur pati yang kurang kompak dan ukuran granula pati yang sangat kecil yaitu 1-4um, sehingga tidak sanggup untuk membentuk daya ikat yang baik pada saat gelatinisasi.

Oleh karena itu perlu ditambahkan bahan baku lain seperti rasi untuk saling mengikat bersama kacang hijau. Rasi yang mengacu pada singkong memiliki ukuran granula pati lebih besar dari talas yaitu sekitar 20um, kontribusi ukuran granula pati dari ketiga bahan baku ini dapat menyamai ukuran granula pati terigu yang berukuran 10-35 um sebagai bahan baku pada fettucine komersial.