Pemecahan bahan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil merupakan suatu operasi yang sangat penting dalam industri pangan. Pengecilan ukuran dapat dilakukan secara basah dan kering. Tujuan proses pengecilan ukuran adalah (1) memperbesar luas permukaan bahan. Luas permukaan yang lebih besar dapat membantu kelancaran beberapa proses seperti : membantu ekstraksi suatu senyawa dengan meningkatkan luas kontak bahan dengan pelarut, mempercepat waktu pengeringan bahan, mempercepat proses pemasakan, blansir dan lain-lain. (2) Meningkatkan efisiensi proses pengadukan. (3) Pengecilan ukuran juga dilakukan untuk memenuhi standar ukuran produk tertentu, misalnya untuk gula icing (icing sugar) atau proses ”refining” pada pengolahan coklat (Wirakartakusumah et al., 1992).
Salah satu alat pengecilan ukuran adalah single disc mill. Jenis penggiling ini adalah penggiling tipe cakram tunggal, yang memanfaatkan gaya sobek (Shear force) untuk menghasilkan penggilingan halus. Pada penggilingan ini, bahan yang akan dihancurkan lewat diantara dua cakram.
Cakram yang pertama berputar dan yang lain tetap ditempatnya. Efek penyobekan didapat karena adanya pergerakan salah satu cakram.
D. EKSTRAKSI
Ekstraksi adalah metode pemisahan dimana komponen-komponen terlarut dari suatu campuran dipisahkan dari komponen yang tidak larut dengan pelarut yang sesuai (Brown, 1950 dikutip Leniger dan Beverloo, 1975). Metoda paling sederhana untuk mengekstraksi padatan adalah mencampurkan seluruh bahan dengan pelarut, lalu memisahkan larutan dengan padatan tidak terlarut.
Ekstraksi adalah proses pemisahan bahan berupa padatan atau cairan yang dapat dilakukan dengan menggunakan bahan cair (air) atau pelarut. Proses ekstraksi dirancang untuk mengurangi konsentrasi komponen di dalam suatu aliran dan meningkatkan konsentrasi komponen tersebut di dalam aliran lainnya (Earle, 1982).
Sebelum dilakukan ekstraksi maka tumbuhan dapat dikeringkan terlebih dahulu. Pengeringan tersebut harus dilakukan dalam keadaan terkontrol untuk mencegah terjadinya perubahan kimia yang terlalu banyak (Harborne, 1987). Rusdi (1988) menyatakan bahwa simplisia tumbuhan dikeringkan pada temperatur kamar dan terhindar dari sinar matahari langsung untuk selanjutnya dihaluskan sampai derajat kehalusan yang sesuai dan diekstraksi dengan pelarut organik. Persiapan bahan baku yang mencakup pengeringan bahan sampai kadar air tertentu dan penggilingan, dimaksudkan untuk mempermudah proses ekstraksi yang akan dilakukan. Bahan yang akan diekstraksi sebaiknya berukuran seragam untuk mempermudah kontak antar bahan dengan pelarut sehingga ekstraksi berjalan dengan baik (Purseglove, 1981). Simplisia tumbuhan mengandung zat aktif yang dapat larut dan yang tidak dapat larut dalam pelarut. Zat aktif tersebut misalnya alkaloid, glikosida, flavonoid, dan lain-lain (Depkes R.I., 1986). Dalam proses ekstraksi, bahan aktif dari suatu tumbuhan tergantung pada tekstur, kadar air, bahan dan jenis senyawa yang diisolasi (Harborne, 1987).
Menurut Pintauro (1977), penyeduhan teh dalam jumlah yang banyak tidak akan efisien karena tidak rnungkin kontak antara daun teh dan air yang terjadi dalam waktu relatif singkat dapat menghasilkan proses pemisahan yang sempurna. Nilai pH minuman teh erat kaitannya dengan kesadahan air yang digunakan untuk ekstraksi.
Meskipun pemanfaatan ekstrak teh sedang menjadi perhatian banyak orang, membuat secangkir teh dengan menyeduhnya secara langsung masih menjadi cara yang umum dilakukan dalam mengkonsumsi teh. Di Jepang metode standar dalam penyiapan minuman teh adalah dengan menyeduh 10 g teh hijau dalam 430 ml air panas (900 C) selama satu menit. Dengan cara ini, sebanyak ± 280 mg katekin dapat terekstrak dalam minuman.
E. EVAPORASI
Menurut Wirakartakusumah et al., (1992) di dalam evaporator, panas disuplai untuk memanasi cairan agar sebagian pelarut menguap. Panas tersebut diberikan selama kondensasi steam di dalam pipa-pipa pemanas dan penguapan terjadi pada sisi lain dari pipa. Klasifikasi evaporator utamanya didasarkan pada konfigurasi permukaan pemanas serta mekanisme sirkulasi cairan bahan pangan pada permukaan pemanas.
1. Open Pan Evaporator
Jenis ini termasuk evaporator yang paling sederhana, terdiri dari ”panci/pasu terbuka” sebagai wadah untuk menempatkan cairan yang hendak diuapkan, pemanasan berlangsung dengan bantuan koil yang direndam di dalam vessel atau mantel uap.
2. Horizontal Tube Natural Circulation Evaporator
Pada evaporator tipe ini bundelan (coil) pipa pemanas berfungsi sebagai heat exchanger setelah dialiri steam. Setelah memasuki pipa dan melepaskan panasnya, steam mengalami kondensasi pada satu sisi kemudian kondensat keluar pada ujung lain dari pipa pemanas. Uap yang terbentuk kemudian mengalir melalui bagian ujung evaporator. Tipe ini cocok untuk bahan likuid yang tidak terlalu kental, memiliki koefisien
pindah panas yang tinggi serta tidak memiliki deposit (scale) pada permukaan pemanasnya.
3. Vertical Natural Circulation Evaporator
Pada evaporator ini bundelan pipa pemanas tersusun vertikal. Sirkulasi dimungkinkan oleh penurunan densitas akibat penguapan. Pada bagian pengeluaran konsentrat digunakan pipa yang besar (sekaligus berfungsi sebagai down comer ), cairan dari down comer kemudian keluar lagi dan masuk ke dalam ruang pemanas. Sirkulasi dari down comer kemudian keluar lagi dan masuk kedalam ruang pemanas. Sirkulasi natural sulit dilakukan terhadap likuid yang kekentalannya tinggi. Tipe ini juga mempunyai beberapa jenis tergantung disain permukaan pemanasnya. 4. Long Tube Vertical Type Evaporator
Panjang pemanas vertikal antara 3 hingga 10 meter. Evaporator ini umumnya digunakan untuk likuid yang kental. Adanya pembentukkan uap di dalam evaporator menyebabkan terjadinya ”pemompaan” terhadap fluida. Tipe ini masih memungkinkan untuk di disain sehingga bersirkulasi natural. Meskipun demikian yang umum ditemui hanya ”single pass”, dimana kontak fluida dan permukaan pemanas hanya berlangsung sekali. Evaporator jenis ini digunakan untuk mengkonsentrasikan susu.
5. Falling Film Type Evaporator
Tipe ini merupakan pengembangan lebih lanjut dari ”Long Tube Vertical Evaporator”. Dalam hal ini cairan masuk melalui bagian atas tube pemanas dan mengalir melalui dinding pemanas berbentuk lapisan tipis (film) menuju ke bawah. Tipe ini sangat cocok untuk mengkonsentrasikan bahan pangan yang sensitif terhadap panas seperti juice, orange, oleh karena waktu kontak sangat rendah antara medium pemanas dengan likuid yang diuapkan (antara 5 hingga 10 detik), memungkinkan mutu juice orange yang lebih baik. Disamping itu koefisien pindah panas dapat menjadi meningkat.
6. Forced Circulation Type Evaporator
Jika sirkulasi likuid, terutama yang viskositasnya tinggi dilakukan dengan bantuan pompa, maka disebut ” forced circulation” ,oleh karena diberi tambahan energi untuk memaksakan sirkulasi. Koefisien transfer panas dapat dinaikkan, hal ini utamanya digunakan sebagai pelengkap evaporator yang termasuk ”Long Tube Vertical Evaporator”.
7. Agitated Film Evaporator
Di dalam agitated film, faktor resistensi utama terhadap transfer panas terletak pada bagian fluida bahan pangan. Untuk meningkatkan koefisien pindah panas dapat pula dilakukan dengan agitasi secara mekanik dari lapisan tipis likuid yang melalui permukaan pemanas, ini dilakukan dengan memodifikasi tipe ”Falling Film Evaporator” yaitu dilengkapi dengan agitator pada bagian tengah. Bahan pangan berbentuk cair memasuki evaporator pada bagian atas kemudian mengalir menuju ke bawah, aliran turbulen dimungkinkan oleh adanya agitator. Uap meninggalkan evaporator pada bagian atas. Tipe ini cocok untuk bahan pangan yang kental akibat sempurnanya sistem pindah panas. Juga dapat digunakan untuk mengkonsentrasikan sari jeruk.
Menurut Wirakartakusumah (1989), bahan makanan yang sensitif terhadap panas, mutu produk akhirnya sangat dipengaruhi oleh proses evaporasi. Faktor evaporasi, yaitu hubungan antara suhu dan waktu akan menentukan tingkat kerusakan akibat panas. Suhu evaporasi seharusnya serendah mungkin dengan waktu evaporasi juga sesingkat mungkin. Suhu didih yang rendah dapat dicapai dengan menggunakan tekanan rendah.
Pada penelitian ini jenis evaporator yang digunakan adalah Vacuum Pan Evaporator. Evaporator ini dirancang dengan kapasitas yang tidak terlalu besar tetapi dengan cara kerja yang sama dengan alat-alat yang digunakan di industri. Bagian-bagian alat ini adalah pan pemisah uap (separator) dari stainless steel, dengan mantel air panas, tutup yang mudah dilepas untuk pembersihan, ruang pemanasan, pompa untuk vakum, kondensor, vacuum gauge dan termometer.
Prinsip kerja dari alat evaporator vakum adalah sebagai berikut. Cairan yang akan dipekatkan dimasukkan ke dalam wadah stainless steel berbentuk bejana besar dengan kapasitas ± 40 liter yang dibawahnya terdapat ruang pemanas yang terdapat heater dan air. Pindah panas terjadi secara konveksi, uap air yang dihasilkan oleh heater akan merambat ke wadah bejana stainless steel sehingga menyebabkan suhu cairan yang dimasukkan meningkat dan terjadi penguapan. Uap dari cairan tersebut menuju kondensor dan dikondensasikan oleh air pendingin dan dipindahkan ke dalam bejana lain. Sehingga semakin, lama kandungan air yang terdapat di dalam cairan tersebut semakin berkurang.
Perlengkapan lain yang digunakan untuk mengontrol operasi alat ini adalah termometer untuk mengukur suhu bahan dan termometer untuk mengukur suhu jaket uap dan vacuum gauge yang digunakan pada awal proses untuk membaca tekanan vakum dan selama proses untuk membaca tekanan uap dalam evaporator.
F. KONSENTRAT
Pekatan (konsentrat) adalah sari buah atau ekstrak bahan pangan yang dipekatkan dengan cara vakum atau cara lainnya hingga mencapai kosistensi seperti sirup kental (Cruess, 1958 dikutip Firmansyah, 2003). Konsentrat merupakan cairan kental yang diperoleh melalui proses penguapan pada tekanan vakum, pada suhu rendah sehingga kerusakan-kerusakan kimiawi selama proses dapat dihindarkan. Produk konsentrat ini biasanya dikentalkan sampai mencapai 43-600 Brix (Takiyah et al., 1992).
Berdasarkan kandungan padatannya Demeczky et al. (1981) membagi konsentrat menjadi tiga golongan yaitu :
1. Semi konsentrat, dengan padatan antara 24-25 % 2. Konsentrat, dengan padatan antara 25-68 % 3. Super konsentrat, dengan padatan diatas 70 %
Thijssen (1974) dikutip Firmansyah (2003), menyatakan bahwa kondisi yang perlu dijaga untuk memperoleh konsentrat bermutu tinggi antara
lain adalah suhu proses yang rendah dan waktu kontak yang pendek khususnya pada suhu tinggi. Pada dasarnya dalam pembuatan konsentrat diusahakan tidak menghilangkan karakteristik hasil ekstraknya. Pada proses pemindahan air dari ekstrak diusahakan komponen volatil tidak ikut terbawa atau hilang. Beberapa metoda yang dapat digunakan antara lain evaporasi vakum, freeze concentration, continuous freeze concentration (Heat dan Reineccius, 1986).