Ekstruder Ulir Tunggal EKSTRUDER

14

2.5. EKSTRUDER

Secara umum, ekstruder dibagi menjadi dua jenis yaitu ekstruder ulir tunggal dan ekstruder ulir ganda. Terdapat lima jenis ekstruder ulir tunggal yang umum dipakai di industri pangan, yaitu Muchtadi et al. 1988 : 1 ekstruder pasta, 2 high pressure forming extruder, 3 low shear cooking extruder, 4 coolet extruder, 5 high shear cooking extruder. Ekstruder pasta dipakai untuk membentuk makaroni dan produk serupa dari adonan. Ekstruder ini dianggap yang paling ideal karena memiliki silinder yang licin dan tidak mempunyai bagian yang dapat membawa padatan, serta biasanya mempunyai geometri ulir yang konstan. Alat ini juga yang paling mendekati ekstruder isotermal karena hanya mengakibatkan kenaikan suhu yang paling rendah. High pressure forming extruder untuk membentuk dan memadatkan adonan yang telah digelatinisasi, digunakan pada produk yang membutuhkan proses lanjutan seperti penggorengan dalam lemak snack dan sereal. Cara kerja ekstruder ini seperti ekstruder pasta, namun silindernya berupa ulir. Ulir tersebut membutuhkan tenaga tambahan yang menyebabkan naiknya suhu serta panas yang dilepas ke makanan. Low shear cooking extruder untuk adonan dengan kadar air tinggi, bersifat fleksibel dan hasil yang dimasak harus diproses lebih lanjut dengan pembentukan dan pengeringan. Kekentalan adonan yang rendah kadar air tinggi mengakibatkan hampir semua energi yang dibutuhkan untuk pemasakan berasal dari luar pemanas. Ekstruder ini biasanya menggunakan silinder beralur dan ulir pemadat. Coolet extruder untuk membuat panganan butiran yang bergelembung kering, biasanya memiliki waktu tinggal yang sangat singkat. Pelepasan energi yang sangat cepat terjadi karena kemampuan potong yang tinggi, silinder beralur dalam, dan adonan sangat kental kelembaban rendah. Suhu tinggi yang terjadi menyebabkan kehilangan air yang demikian hebat sehingga membentuk produk yang kering dan bergelembung. Mesin ini membutuhkan proses sebelum dan setelah ekstrusi yang minimal, namun sifatnya tidak fleksibel dan menghasilkan produk terbatas dengan bahan yang terbatas juga. Kenaikan suhu yang tinggi, perubahan reologi, dan adanya silinder dan ulir yang bervariasi menyebabkan analisis pada ekstruder ini sulit dilakukan. High shear cooking extruder yang serupa dengan coolet, hanya pemakaiannya lebih luas untuk sereal bergelembung, makanan ringan, dan makanan hewan. Ekstruder ini memiliki waktu tinggal yang lebih lama dibandingkan coolet ekstruder dan kelebihan panas akan dibuang dengan cara pendinginan silinder. Pemotongan yang cepat dan waktu tinggal yang lebih lama menghasilkan campuran yang teraduk dengan baik sehingga air dapat diinjeksikan ke dalamnya dari pengumpan untuk memperoleh proses dengan kelembaban optimal. Produk yang dihasilkan memiliki kelembaban yang masih tinggi sehingga memerlukan proses pengeringan. Mesin ini akan menghasilkan produk yang warnanya lebih coklat, memiliki tekstur yang lebih kuat, serta aroma yang lebih baik.

2.5.1. Ekstruder Ulir Tunggal

Ekstruder ulir tunggal pertama kali digunakan pada tahun 1940-an untuk memproduksi puffed snacks dari tepung serealia dan grits. Di dalam ekstruder, energi mekanik dari perputaran ulir dikonversi menjadi panas sehingga menaikkan suhu campuran di atas 150 o C. Campuran yang dihasilkan bersifat plastis lalu dipaksa melalui die. Pengurangan tekanan yang tiba-tiba pada die membuat air pada bahan menguap dengan cepat, dan produk menjadi mengembang. Mulai dari tahun 15 1950-an, proses ekstrusi dikembangkan untuk produk manufaktur seperti makanan hewan kering, sereal sarapan siap santap, dan sayuran protein bertekstur Ainsworth dan Ibanoglu 2006. Ekstruder ulir tunggal memiliki keterbatasan selama proses mixing sehingga bahan sebelumnya dicampur dengan air secara manual Estiasih dan Ahmadi 2011. Hal ini sesuai dengan pendapat Ainsworth dan Ibanoglu 2006 yang menyatakan ekstruder ulir tunggal memiliki kemampuan mixing yang buruk sehingga sering digunakan untuk bahan yang sudah melalui proses prakondisi sebelumnya. Proses ini bertujuan untuk meningkatkan waktu tinggal, mengurangi konsumsi daya mekanik dan meningkatkan kapasitas. Prakondisi dilakukan menggunakan tekanan atau atmosfer dengan komposisi bahan mentah dibasahi atau dipanaskan atau keduanya dengan uap atau air sebelum masuk ke dalam ekstruder. Model ekstruder ulir tunggal dapat dilihat pada Gambar 4. Gambar 4. Struktur ekstruder pemasak-pencetak ulir tunggal Gaya friksi antara bahan dan dinding barrel adalah satu-satunya gaya yang dapat mencegah adonan untuk berputar pada ulir. Banyak mesin ulir tunggal memiliki potongan alur pada barrel yang berfungsi untuk menaikkan adhesi antara adonan dengan dinding barrel. Perputaran ulir pada barrel akan menyebabkan aliran kedua, disebut aliran berlawanan arah. Aliran ini tidak berkontribusi terhadap pergerakan adonan sepanjang barrel tetapi menyirkulasikan adonan kembali dalam screw flights dan menyebabkan beberapa aksi pengadukan dalam ekstruder. Selain dua aliran tersebut, terdapat aliran ketiga yang dikenal sebagai aliran tekanan. Aliran ini menyebabkan pergerakan mundur dalam barrel ekstruder yang menyebabkan mixing lebih lanjut pada produk. Kombinasi dari ketiga aliran tersebut memberikan aliran bersih adonan keluar dari die Ainsworth dan Ibanoglu 2006.

2.5.2. Perbedaan Ekstruder Ulir Tunggal dan Ganda.