Proses Ekspansi Pati PENELITIAN UTAMA .1 Persiapan Sampel

23

4.2.3 Proses Ekspansi Pati

Setelah pati termoplastis terbentuk melalui proses mixing pada rheocor mixer rheomix dilakukan pengecilan ukuran bahan menjadi biji pati termopastik sebesar 1 cm. Biji pati termoplastik tersebut kemudian dimasukkan ke dalam microwave oven dengan set power sebesar 100 selama 45 detik. Pada proses tersebut terjadi perpindahan energi dan panas ke dalam biji pati termoplastik tersebut. Gelombang mikro dihasilkan oleh sebuah tabung vakum elektronik yang disebut sebagai magnetron yang terletak di luar ruang oven. Kemudiann gelombang mikro tersebut merambat melalui tabung metal berongga yang disebut sebagai waveguide menuju ke ruang oven. Seperti sudah disampaikan pada bagian sebelumnya bahwa terdapat dua proses perubahan energi menjadi panas di dalam microwave oven. Proses pertama adalah rotasi dipol yang melibatkan molekul polar. Pada proses tersebut molekul polar bertindak sebagai magnet mikroskopik yang berusaha mensejajarkan diri dengan medan listrik tersebut dengan cara memutar porosnya. Karena setiap molekul juga terikat dengan molekul lainnya, proses perputaran molekul tersebut menyebabkan gesekan molekul tersebut dengan molekul lain. Gesekan tersebut mengganggu ikatan antara molekul-molekul yang menyebabkan friksi dan pelepasan panas. Molekul polar yang paling banyak terdapat di dalam bahan makanan adalah air. Molekul air mempunyai sifat yang tidak stabil dan mudah bergerak Molekul ini dapat dengan baik menyerap energi yang dipancarkan magnetron dan menyebarkan panas yang terbentuk. Proses yang kedua disebut dengan polarisasi ion. Kehadiran medan listrik menyebabkan ion bergerak dalam arah medan listrik tersebut. Karena polaritas medan listrik berubah ion bergerak pada arah yang berlawanan. Ion tersebut menyerap energi gelombang mikro dengan berisolasi pada frekuensi gelombang mikro. Proses isolasi yang terjadi bolak-balik ini menyebabkan friksi yang melepaskan energi. Ion yang umumnya ditemukan pada makanan adalah garam seperti NaCl. Untuk itu, pada tahap formulasi bahan dilakukan penambahan garam dengan tujuan untuk membantu proses perubahan energi menjadi panas. Kedua proses itulah yang mengubah energi gelombang mikro menjadi panas. Berikut ini adalah Gambar 8 yang menjelaskan proses ekspansi pada biji pati termoplastik. a b Gambar 8. Proses pengembangan pati dalam oven microwave a Biji pati termoplastik sebelum terkena panas b Granula pati yang mengembang dan uap air yang keluar dari biji pati termoplastik Ansell 2009 Pada Gambar 8 di atas, panas yang sampai pada biji pati termoplastik membuat pati termoplastik tersebut berkembang. Proses perkembangan tersebut diawali dengan pemanasan yang terjadi pada air yang terdapat di dalam biji pati termoplastik. Air tersebut terus menerus meningkat suhunya hingga 100 o C. Pada saat itu panas terus diberikan sehingga air tadi mempunyai cukup banyak kalor hingga mampu melewati kalor laten air dan berubah menjadi uap. Kehadiran uap air tersebut menyebabkan tekanan yang tinggi di dalam biji pati termoplastik. Tekanan yang sedemikian tinggi membuat biji pati termoplastik terbelah dan 24 melepaskan tekanan yang ada di dalamnya. Peningkatan tekanan yang singkat ini biji pati termoplastik tidak mampu mempertahankan bentuknya. Akibatnya pati berkembang sehingga volumnya bertambah. Hal ini menyebabkan pati tadi berkembang dan berubah menjadi foam. Ketika akhirnya foam tadi kehilangan sebagian besar airnya dan mengering, foam tetap dapat mempertahankan bentuknya. Berikut ini adalah Gambar 9 yang memperlihatkan perbedaan fisik antara pati termoplastik dengan foam pati yang telah dikembangkan di dalam oven microwave. Pada gambar tersebut terlihat secara jelas bahwa terjadi perubahan ukuran secara signifikan antara pati termoplastik yang belum dikembangkan dengan foam pati yang telah dipanaskan di dalam oven microwave. Perbedaan karakter fisik foam pati yang dihasilkan akan dibahas pada sub bab berikutnya. a b c d e f Gambar 9. Perubahan foam sebelum dan sesudah ekspansi a Tapioka 60 non PVOH b 60 PVOH c70 non PVOH d 70 PVOH e 80 non PVOH f 80 PVOH Berikut ini adalah foto hasil uji scanning electron microscope pada perbesaran 1000 kali untuk sampel tapioka:ampok 80:20 dengan dan tanpa penambahan PVOH. Dari foto-foto di bawah ini memang tidak tampak perbedaan yang signifikan antara pati yang belum dan yang sudah diekspansi terlihat bahwa sudah tidak ditemukan lagi granula pati atau dengan kata lain granula pati sudah mengalami gelatinisasi secara sempurna. 25 a b c d Gambar 10. Foto uji SEM a 80:20 non PVOH sebelum ekspansi b 80:20 non PVOH sesudah ekspansi c 80:20 PVOH sebelum ekspansi d 80:20 PVOH sesudah ekspansi perbesaran 1000×

4.3 KARAKTER FISIK FOAM PATI