Mixing Technology


 

Di samping untuk mencapai homogenitas yang tinggi, fungsi lain dari mixing adalah untuk pengendalian kecepatan perpindahan panas dan massa, reaksi dan kualitas struktur suatu produk pangan. Contoh perubahan struktur oleh mixing dari produk dapat ditunjukkan melalui pembuatan adonan roti (dough) dimana shear dan gaya ekstensi (pengembangan) dari campuran tepung dan air diubah menjadi bahan matrix yang viskoelastis dan mampu menahan gas CO2 dalam dough selama proses proving dan baking.
Istilah mixing sering disamakan dengan blending, akan tetapi pada kenyataannya berbeda secara teknis. Blending merupakan proses pencampuran ingridien yang umumnya padat-padat dengan sejumlah kecil air, sedangkan mixing merupakan proses untuk mecampur ingridien cair-cair, gas-cair dan bahan viscous. Blending umumnya dilakukan secara lebih halus dibandingkan mixing.
 
Premixing
 
Premixing merupakan mixing pendahuluan yang digunakan untuk mencampur dan membuat homogen beberapa minor ingredient sebelum dicampurkan dengan bahan utama lainnya. Keuntungan utama dari premixing ini adalah untuk mencegah terjadinya lokalisasi konsentrasi minor ingredients di dalam adonan.
Ketika diinginkan suatu ingridien dalam jumlah kecil misalkan garam, vitamin, yeast, dan sebagainya dapat bercampur secara homogen dengan ingridien lain yang lebih besar dan terlalu viscous seperti adonan roti, maka akan lebih baik untuk dilakukan premixing minor ingredient tersebut dengan tepung sebelum dicampur dengan air dan dilakukan proses mixing akhir. Keuntungan yang diperoleh yaitu mengurangi waktu proses dan energi selain untuk menghindari lokalisasi ingridien pada suatu titik.
 
Jika formulasi yang digunakan terdiri dari beberapa ingridien dalam jumlah kecil sehingga beberapa batch premix diperlukan, maka akan lebih baik untuk membuat satu batch dengan ukuran lebih besar dan ingridien-ingridien kecil tersebut dicampur dengan perbandingan tertentu. Untuk itu suatu premixing akan lebih efisien jika ingridien berupa komponen yang dapat terlarut sehingga mempermudah dalam persiapan, penyimpanan dan perpindahan ke dalam mixer.
 
 
Batch Mixing vs. Continuous Mixing.
 
Dengan mempertimbangkan aplikasi mixing dalam industri pangan, maka beberapa teknologi mixing diterapkan sesuai dengan aplikasi yang lebih spesifik. Mixer dengan berbagai ukuran, bentuk, susunan dan model operasi pada dasarnya dibagi dalam dua kategori yaitu batch dan kontinyu.
 
Pada operasi mixing secara batch, semua ingridien sekaligus dimasukkan ke dalam mixer dan dilakukan mixing untuk mencapai produk yang homogen dan diambil dari mixer sebagai suatu produk dengan satuan ukuran kg/batch. Mixing secara batch umumnya terdiri dari tiga langkah operasi: pengukuran berat dan pencurahan ke dalam mixer, proses mixing dan pengeluaran produk. Waktu yang diperlukan untuk proses batch umumnya berdasarkan hasil experimen (trial) sampai produk yang terbentuk sudah homogen. Sedangkan waktu pembersihan terkadang dimasukkan sebagai waktu total mixing secara batch.
Proses mixing secara batch dipilih dengan pertimbangan sebagai berikut:
• Beberapa formulasi dihasilkan pada garis produksi yang sama
• Properti dari ingridien berubah sepanjang waktu.
• Jumlah produksi relatif kecil.
• Adanya pengendalian dari komposisi campuran
Melihat kondisi tersebut, maka proses mixing secara batch mempunyai kekurangan yaitu kurang ekonomis jika digunakan untuk material dalam jumlah yang besar, selain itu biaya operator lebih mahal dibandingkan secara kontinyu.
Mixing dengan sistem kontinyu umumnya digunakan untuk produk bervolume besar. Ingridien dimasukkan secara kontinyu ke dalam mixer dengan suatu formulasi tertentu dan kemudian produk diambil secara kontinyu. Biasanya output dari mixer ini diukur dalam dalam kg/jam.
Pemilihan operasi secara batch atau kontinyu tergantung beberapa faktor seperti jumlah ingridien yang akan dicampur, standar homogenitas yang diinginkan, jenis operasi pre-mixing dan post-mixing, dan formulasi produk yang diinginkan.
Sedangkan jenis mixer yang digunakan disesuaikan dengan jenis operasi batch atau kontinyu. Contohnya adalah mixer jenis V-blender dan double-cone mixer sangat cocok untuk operasi batch, sedangkan plow mixer dan ribbon blendders dapat digunakan untuk operasi baik batch maupun kontinyu.
 
Bentuk dasar mixer
 
Sebuah mixer terdiri dari suatu vessel/tanki sebagai bagian utama. Untuk alasan safety, vessel dari mixer umumnya terbuat dari stainless steel dan terkadang ditambahkan jaket dibagian luar untuk menjaga ingridien pada suhu yang tetap. Vessel yang digunakan umumnya terbuka dibagian atas sebagai tempat menerima ingridient dan vessel juga dilengkapi dengan impeller untuk mencampur ingridien tersebut.
 
 
Mixer diklasifikasikan dalam dua katgeori: active atau mechanical mixer dan passive atau static mixers (Gambar 2).
Static mixer dirancang sedemikian rupa sehingga material tercampur setelah melewati baffle static yang disusun seri (Gambar 2a). Static mixer ini digunakan untuk mengalirkan campuran agar tidak terjadi penggumpalan dari ingridien.
Sedangkan mechanical mixer merupakan jenis mixer yang umum digunakan dalam industri pangan. Ingridien dicampur dalam vessel dengan suatu impeller yang berputar. Beberapa jenis mechanical mixer yang digunakan yaitu:
 
• Tumble mixers: tumble mixer dilengkapi dengan vessel yang berputar dikedua lengan mixer. Bentuk dari vesselnya dapat berupa sebuah rectangular, bentuk V atau double kerucut. Mixer jenis ini memberikan shear yang rendah dan kecepatan rendah yang tidak merusak material (Gambar 3).
• Impeller driven mixers: Jenis yang umum dari mixer jenis ini adalah ribbon mixers (Gambar 4) dan paddle blade mixer. Mixer ini dapat berupa horizontal ataupun vertikal dengan paddle digunakan untuk mencampur ingridien dengan shear lebih besar.
• Multiple-shaft mixers/blenders: Mixer ini mempunyai dua atau lebih vessel dengan dua atau lebih impeller parallel (Gambar 5). Shaft dapat dirancang untuk mencampur material dan cairan. Dengan dua impeller ini maka proses mixing akan lebih cepat dibanding dua mixer sebelumnya. Mixer ini juga memberikan tingkat versatility dan flexibility yang tinggi dan shear yang optimal.
 
Pertimbangan untuk memilih mixer
 
• Material yang akan dicampur - Campuran ingridien yang akan dicampur mempengaruhi jenis mixer yang akan digunakan. Jenis material yang mudah retak membutuhkan mixer yang halus, mempunyai shear yang rendah.
 
• Kecepatan - Jika suatu kecepatan sangat krusial dalam produksi, maka jenis mixer dengan jumlah shaft yang banyak merupakan pilihan yang baik untuk meningkatkan efisiensi mixing.
 
• Cleanability—Jika suatu formula sering mengalami perubahan atau material yang digunakan mudah rusak, maka tingkat kebersihan merupakan faktor yang penting. Waktu pembersihan dapat mempengaruhi siklus mixing dan memperlambat proses produksi.
 
• Pergantian produk yang cepat - pergantian antar produk merupakan proses yang penting dalam meningkatkan produktivitas. Hal ini memerlukan mixer lengkap dengan pengendaliannya yang cepat dalam mengeluarkan produk dan cepat dalam cleaning.
 
• Kesediaan ruangan — Berapa besar ruang yang dibutuhkan untuk sebuah mixer. Harus diperhatikan bahwa mixer harus diberikan ruang khusus beserta headspacenya.
 
• Batch atau Kontinyu — Produksinya dijalankan secara batch atau kontinyu merupakan kriteria dalam penentuan jenis mixer.
 
• Versatility — Suatu mixer harus dapat dioperasikan untuk berbagai ukuran batch dan berlaku untuk berbagai sistem pengadukan seperti dispersi, emulsi dan homogenisasi.
 

 

(FOODREVIEW INDONESIA Edisi Januari 2011)

 

Artikel Lainnya

  • Jan 23, 2021

    Strategi Percepatan Perapan Kecerdasan Buatan

    Penerapan dan adopsi teknologi digital maju seperti AI di industri pangan masih belum sesuai harapan. Banyak industri pangan saat ini berada pada posisi wait and see. Jika pesaingnya menerapkan AI, barulah dia juga akan menerapkan AI. ...

  • Jan 22, 2021

    Inovasi Kecerdasan Buatan untuk Industri Pangan

    Berbagai inovasi penggunaan kecerdasan buatan untuk pangan telah dilakukan di berbagai negara maju. Sebagai contoh, Majalah Forbes (April 2020) menyajikan artikel yang berjudul “This AI Camera Can Help Restaurants Show that Their Food is Safe from Coronavirus”. Penemuan mutakhir ini merupakan terobosan yang cukup nyata dalam industri pangan. Alat ini mampu memastikan bahwa makanan yang dihidangkan terbebas dari virus korona karena telah dipersiapkan dengan protokol kesehatan yang ketat. Hal ini dimungkinkan karena pembuatan makanan dipantau lewat kamera yang menggunakan algoritma cerdas dan teknik image recognition. ...

  • Jan 21, 2021

    Kecerdasan Buatan untuk Industri Pangan 2021

    Saat ini digitalisasi dapat meningkatkan efisiensi bisnis dan industri. Berbagai penelitian telah membuktikan bahwa kecerdasan buatan (Artificial Intelligence/AI) dan robot mampu melaksanakan berbagai tugas lebih cepat dan lebih baik (presisi) dari pada manusia. Walaupun atmosfir digitalisasi di industri pangan sudah terasa sejak dicanangkannya program “Making Indonesia 4.0” beberapa tahun lalu, namun penerapannya masih belum memuaskan. Diperkirakan baru sekitar 5-10% industri pangan yang sudah melaksanakan program digitalisasi. Selebihnya baru pada tahap pengenalan (familiarisasi) atau bahkan belum mengenal digitalisasi sama sekali. Padahal kalau kita bandingkan dengan luar negeri, negara kita masih jauh tertinggal dalam proses digitalisasi. ...

  • Jan 20, 2021

    Kinerja Pangan Strategis

    Dari sisi suplai, sektor pertanian mencatat pertumbuhan positif dan menjadi bantalan (cushion) di tengah resesi ekonomi Indonesia. Sektor pertanian tumbuh 2,19 dan 2,15% (y-on-y) dan pada Q2 dan Q3- 2020. ...

  • Jan 19, 2021

    Pola Konsumsi Masa Pandemi

    Sepanjang tahun 2020, komponen sisi pengeluaran seluruhnya mengalamai kontraksi, kecuali pengeluaran pemerintah yang mengalami pertumbuhan 9,76% (y-o-y) pada Q3-2020. Pertumbuhan pengeluaran konsumsi rumah tangga masih terkontraksi minus 4,04%, pengeluaran konsumsi LNPRT (Lembaga non-profit yang melayani rumah tangga) juga minus 2,12%, investasi atau pembentukan modal tetap bruto (PMTB) negatif 6,48%, ekspor negatif 10,82%, dan impor lebih parah sampai minus 21,86%. ...