Materi (AWS)
description
Transcript of Materi (AWS)
1. MATERI PEMBELAJARAN
PEMBELAJARAN 1
PENCAMPURAN DAN PENGADUKAN BAHAN HASIL PERTANIAN SECARA
MEKANIS
1. Pengertian pengadukan dan pencampuran
Pencampuran (mixing) diartikan sebagai proses menghimpun atau membaur
bahan-bahan. Dalam hal ini diperlukan suatu gaya mekanik untuk menggerakkan alat
pencampur supaya pencampuran dapat berlangsung dengan baik. Pengadukan
(agitation) adalah pemberian gerakan tertentu sehingga menimbulkan reduksi
gerakan pada bahan, biasanya terjadi pada suatu tempat seperti bejana. Gerakan hasil
reduksi tersebut mempunyai pola sirkulasi. Akibat yang ditimbulkan dari operasi
pengadukan adalah terjadinya pencampuran dari satu atau lebih komponen yang
teraduk.
Proses pencampuran secara umum merupakan berbagai kombinasi dari fase
berikut:
-gas dengan gas
-gas ke cairan ; dispersi, karbonasi
-gas dengan padatan granular ;fluidisasi, pneumatic conveying, pengeringan
-cairan ke gas ;spraying, atomisasi
-cairan dengan cairan ; pelarutan, emulsifikasi, dispersi
-cairan dengan padatan granular ; suspensi
-pasta dengan padatan
-padatan dengan padatan ;pencampuran bubuk (powder)
2. Tujuan pencampuran dan Pengadukan
Dalam industri pangan dan pengolahan lain, berbagai operasi tergantung sekali
pada pengadukan dan pencampuran fluida yang efektif. Umumnya pengadukan
mengacu pada mendorong fluida secara mekanis untuk mengalir dalam pola berputar
atau pola lain dalam suatu ketel. Pencampuran umumnya berimplikasi pada
pengambilan dua atau lebih fase-fase terpisah, misalnya zat cair dan padatan tepung,
dan menyebabkan mereka terdistribusi secara acak satu dengan yang lain.
Adapun tujuan pengadukan dari komponen yang dicampurkan diantaranya
sebagai berikut:
1.) Pencampuran (Blending) dua cairan yang dapat dicampur
2.) Pelarutan padatan dalam cairan
3.) Dispersi gas dalam cairan sebagai gelembung-gelembung halus
4.) Pensuspensian partikel padatan halus dalam cairan
5.) Agitasi fluida untuk menaikkan pertukaran panas diantara fluida dan dinding
‘jacket’ suatu ketel
1. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pencampuran
Pencampuran dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain:
a. Aliran, aliran yang turbulen dan laju alir bahan yang tinggi biasanya
menguntungkan pada proses pencampuran.
b. Ukuran Partikel, semakin luas permukaan kontak bahan-bahan yang harus
dicampur bearti semakin kecil ukuran partikel sehingga memudahkan
pergerakan selama proses pencampuran
c. Viskositas campuran
d. Jenis bahan yang dicampur
e. Urutan pencampuran
f. Suhu dan tekanan (pada fluida gas)
g. Bahan tambahan pada pencampuran seperti emulgator
2. Peralatan untuk Pencampuran dan Pengadukan
Mixer merupakan salah satu alat pencampur dalam sistem emulsi sehingga
menghasilkan suatu dispersi yang seragam atau homogen. Pada proses pencampuran,
dikenal berbagai alat pencampur atau mixer. Peralatan tersebut dapat dibagi atau
diklasifikasikan dalam beberapa kategori antara lain:
4.1 Jenis Alat Pencampur
a. Berdasarkan Jenis Bahan Yang Dicampur
1) Alat pencampur liquid (liquid mixer)
Alat pencampur berbentuk liquid tersedia di pasaran dalam kisaran yang luas.
Bahan cair diaduk dengan alat pencampur cairan untuk mencapai beberapa maksud,
diantaranya (Mc Cabe et al. ,1985) :
a. Mensuspensikan partikel padatan
b. Menggabungkan bahan cair yang dapat saling bercampur
c. Mendispersikan gas dalam bentuk gelembung halus. Mendispersikan bahan
cair lain yang tidak dapat bercampur
d. Meningkatkan laju pindah panas antara bahan cair dan sumber panas.
Pengadukan bahan cair umumnya dilakukan dalam suatu bejana, biasanya
berbentuk silinder, yang memiliki sumbu vertikal. Bagian atas dari bejana bisa terbuka
terhadap udara atau dapat juga tertutup. Dasar bejana pada umumnya dicekungkan,
artinya tidak rata, agar tidak dihindari adanya sudut atau bagian yang tidak bisa
dipenetrasi oleh aliran fluida. Sebuah pengaduk (impeller) terakit pada sumbu yang
menggantung ke atas. Sumbu ini digerakkan oleh motor listrik yang kadang-kadang
langsung dihubungkan ke sumbu tetapi lebih sering melalui kotak gear pengurang
kecepatan.Perlengkapan tambahan seperti jalur masuk atau keluar bahan, coil
pemanas, jaket atau termometer rendam atau alat pengukur suhu lainnya merupakan
komponen tetap alat pencampur bahan cair ini.
Tangki yang dilengkapi dengan pengaduk biasanya digunakan untuk mencampur
bahan yang terlarut, baik cair-cair maupun padat-cair. Bahan cair, yang biasanya
berjumlah lebih banyak, dimasukkan terlebih dulu kedalam tangki kemudian pengaduk
dijalankan. Setelah bahan cair tadi berputar atau teraduk baru dimasukkan bahan yang
akan dicampurkan. Pengadukan diteruskan sampai semua bahan tercampur rata / larut
sempurna. Untuk mencampur cairan, propeller mixers adalah jenis alat yang paling
umum digunakan dan paling baik hasilnya. Alat ini terdiri dari tangki silinder yang
dilengkapi dengan propeller / blades beserta motor pemutar. Bentuk pengaduk didesain
sedemikian rupa sehingga proses pencampuran dapat berlangsung cepat dan
menghasilkan campuran yang rata.
Gambar 1. Posisi agitator dalam tangki dan arah aliran cairan
Pada jenis alat pencampur ini diusahakan untuk menghindari aliran monoton
yang berputar melingkari dinding tangki karena dapat memperlambat proses
pencampuran. Untuk itu kadang-kadang letak pengaduk harus diputar sedikit sehingga
tidak persis simetri terhadap dinding tangki. Penambahan sekat sekat (baffles) pada
dinding tangki juga dapat menciptakan pengaruh pengadukan, namun menimbulkan
masalah karena sulit membersihkannya. Pemilihan jenis pengaduk didasarkan pada
tingkat kekentalan cairan. Jenis pengaduk / agitator dapat dilihat pada gambar berikut :
Flate-blade agitator
Vaned disc impeller
Gambar 2. Jenis jenis alat pengaduk
Selain itu Homogenizer biasanya digunakan untuk mencampur bahan cair
dengan cair yang tidak saling melarutkan, misalnya minyak dengan air. Homogenizer
menghancurkan bagian yang tidak terlarut (minyak) menjadi partikel-partikel yang
sangat halus dan kemudian mendispersikannya dengan kecepatan tinggi ke seluruh
bagian cairan yang lain (air). Jumlah minyak/lemak biasanya lebih sedikit dibandingkan
dengan air. Misalnya pada pembuatan salad dressing, es krim, homogenisasi susu, dan
lain-lain.
Homogenizer dua tahap
Homogenizer ultrasonic
Homogenizer ultraturax Gambar 3. Jenis-Jenis Homogenizer
2) Alat pencampur granula (powder dan particles mixers)
Pada umumnya, untuk mencampur bahan-bahan berpartikel padat (powder)
digunakan mesin pencampur yang lebih ringan daripada bahan viscous. Dalam hal ini
digunakan ribbon blender dan double cone mixers.
1.Double cone mixer.
Double cone blender adalah alat pencampur yang terdiri dari 2 kerucut yang
berputar pada porosnya, jika kerucut berputar maka tepung granula berada di
dalam granula yang berada di dalam volume kerucut akan teragitasi dan tercampur.
Pencampuran tipe ini memerlukan energi dan tenaga yang lebih besar. Oleh karena
itu diperhatikan jangan sampai energi yang dikonsumsi diubah menjadi panas yang
dapat menyebabkan terjadinya kenaikan temperatur dari produk. Jenis alat
pencampur adonan kadang-kadang harus dilengkapi dengan alat pendingin.
Gambar 4. Double-Cone Mixer
1. Ribbon Mixer
Ribbon Mixer terdiri dari silinder horizontal yang di dalamnya dilengkapi
dengan ”screw” berputar dan pengaduk pita berbentuk heliks. Dua pita yang
bergerak berlawanan dirakit pada sumbu yang sama. Yang satu menggerakkan
padatan perlahan kesatu arah, sedangkan yang lain menggerakkannya dengan
cepat ke arah lain. Pita-pita bisa kontinyu maupun terputus-putus. Pencampuran
dihasilkan oleh turbulensi yang diinduksi oleh pengaduk yang beraksi berlawanan,
jadi tidak oleh gerakan lamban padatan sepanjang rongga aduk.
Mixer jenis Helical- Ribbon memiliki bentuk seperti pita (ribbon) yang dibentuk
dalam sebuah bagian yang bentuknya seperti baling- baling helicopter dan
ditempelkan kepusat sumbu pengaduk (helical). Mixer jenis ini memiliki rpm yang
rendah dan digunakan untuk bahan-bahan dengan viskositas tinggi. Ada pun
beberapa jenis pengaduk helical-ribbon adalah sebagai berikut: ribbon impeller,
double ribbon impeller, helical screw impleller, sigma impleller, dan z-blades.
Ribbon Mixer ini tidak dilengkapi dengan reducer. Mixer jenis ini digunakan
untuk bahan-bahan kering dan basah. Bulatan berlubang ini bertujuan untuk
memudahkan pengadukan saat mengaduk bahan. Mixer jenis ini dapat digunakan
untuk membuat adonan mie.
Gambar 5. Ribbon Mixer
(Sumber://foodreview.biz/preview.php?view2&id=56438#.UV6759iL3Mw.)
Gambar 6. Z-Blade Mixer
Mesin pengaduk memiliki aplikasi yang luas dalam bidang industri. Banyak
industri yang bergerak di bidang agroindustri, pertambangan maupun industri
lainnya yang menggunakan mesin pengaduk dalam proses pembuatan produk
mereka. Salah satu penggunaanya adalah dalam industri pembuatan dodol, selai,
saus, jenang, dan sop kental. Mesin pengaduk yang digunakan adalah jenis Gas
Cooking Mixer atau Double Layer Stove Base. Mesin pengaduk jenis ini dilengkapi
dengan kompor untuk memanaskan bahan yang sedang di aduk. Selain itu mesin
pengaduk juga digunakan dalam industri pembuatan mie, roti, dan lain- lain.
Inti pengubahan bahan mentah menjadi makanan untuk konsumsi manusia
adalah operasi mixing. Kegunaan dan aplikasi mixing ditentukan oleh fase yang
akan dicampurkan (cair-cair, padat-cair, atau padat-padat) sebagaimana
karakteristik fisik dari produk akhir seperti viskositas dan densitas.
3.Tumbler mixer
Penggunan alat ini untuk bubuk yang bisa dicurah dan tidak mengalami
segregasi, pencampurannya bisa dilakukan secara batch.
Gambar 7. Tumbler Mixer
4.Horizontal and vertical trough mixer
Gambar 8. Vertical single-shaft (a) dan Vertical double-shaft (b) Mixer
3. Vertical screw mixers
Alat ini digunakan untuk pencampuran bahan tambahan yang
berjumlah sedikit dengan bahan lain yang berjumlah sangat banyak. Caranya
bahan diangkut dari bawah ke atas hopper, kemudian kemudaian salaing
bercampur.
Gambar 9. Vertical Screw Mixer
6.Fluidized Bed mixers
Alat pencampur ini menggunakan bantuan udara untuk membawa
bahan yang dicampurkan. Cocok untuk bahan yang ringan, distribusi ukurannya
sempit dan tidak terlalu kohesif.
Gambar10. Fluidized Bed Mixer
3) Alat pencampur pasta (dough and paste mixers)
Dibandingkan dengan pencampuran pada bahan cair, proses pencampuran pada
bahan viscous memerlukan tenaga yang lebih banyak. Hal ini disebabkan oleh
kenyataan bahwa pada bahan viscous dan juga bahan padat tidak mungkin terbentuk
aliran yang dapat memindahkan bagian yang belum tercampur ke daerah pencampuran
di sekitar impeller seperti pada pengadukan bahan cair.
Aksi pada mesin-mesin pencampuran merupakan kombinasi shear berkecepatan
rendah, penyapuan (wiping), pelipatan (folding), pelemasan (stretching), dan
penekanan (compressing). Energi mekanik diaplikasikan oleh komponen-komponen
yang bergerak langsung pada massa bahan. Diantara mesin pencampur pasta yang
relatif dikenal adalah change-can mixer dan kneaders. Change-can mixer merupakan
alat yang memiliki wadah kecil dan dapat dipindah-pindahkan sebagai tempat bahan
yang akan dicampur.
Pada pencampuran bahan-bahan padat dengan bahan cair membentuk
campuran yang sangat kental, kenyal dan ulet, misalnya adonan mie atau adonan roti.
Alat pengadon bekerja dengan cara memotong /menyobek/menarik, menekan dan
membalik. Contoh alat pengadon adalah dough mixer untuk membuat adonan roti.
Pemilihan pengaduk pada proses pencampuran ini didasarkan pada tingkat kekentalan
pasta atau adonan yang dibuat.
Disperse blade
Double naben blade
Zigma blade
Kneader Gambar 11. Macam-Macam Pengadon
Handoko (1992) menyatakan bahwa satu prinsip penerapan untuk mencampur
bahan dengan viskositas yang tinggi dan berbentuk pasta adalah kinerja yang
tergantung pada kontak langsung antara material pencampur dengan bahan yang akan
dicampur. Untuk bahan dengan viskositas tinggi dan berbentuk pasta ini banyak
menggunakan model pencampur seperti:
1. Planetary mixer
Planetery mixer merupakan alat pencampur bahan padat yang bekerja
berdasarkan perputaran planet dimana beater berputar mengitari bowl sedangkan
bowl tidak berputar sehingga menghasilkan adonan yang lembut dan merata.
Aplikasi alat ini adalah pada industri bakery (roti dan kue).
2. Propeller mixer
Propeller mixer adalah jenis yang paling umum dan paling memuaskan. Alat ini
terdiri dari tangki silinder yang dilengkapi dengan propeller/ blades beserta motor
pemutar. Bentuk propeller, impeller, blades didisain sedemikian rupa untuk
efektifitas pencampuran dan disesuaikan dengan viskositas fluid. Pada jenis alat
pencampur ini diusahakan untuk dihindari tipe aliran monoton yang berputar
melingkari dinding tangki , penambahan sekat-sekat (baffles) pada dinding tangki
juga dapat menciptakan pengaruh pengadukan,namun menimbulkan masalah
karena sulit membersihkannya.
Berdasarkan jumlah propeler-nya (turbin), yaitu mixer dengan satu propeller dan
mixer dengan dua propeller. Mixer dengan satu propeller adalah mixer yang
biasanya digunakan untuk cairan dengan viskositas rendah. Sedangkan mixer
dengan dua propeller umumnya diigunakan pada cairan dengan viskositas tinggi.
Hal ini karena satu propeller tidak mampu mensirkulasikan keseluruhan massa dari
bahan pencampur (emulsi), selain itu ketinggi emulsi bervariasi dari waktu ke waktu
(Suryani, dkk., 2002).
b. Berdasarkan model jenis operasinya
Mixer dengan berbagai ukuran, bentuk, susunan dan model operasi pada dasarnya
dibagi dalam dua kategori yaitu batch dan kontinyu.
a. Batch
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 operas i: pengukuran berat dan pencurahan ke
dalam mixer, proses mixing dan pengeluaran produk. Waktu yang diperlukan untuk
proses batch umumnya berdasarkan hasil experimen 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.
b. Kontinu
Yaitu bahan padatan diumpankan pada salah satu ujung rongga aduk dan
dikeluarkan pada ujung lainnya. Ribbon blender adalah pencampur yang efektif untuk
tepung-tepungan yang tidak mengalir. Dengan mempertimbangkan aplikasi mixing
dalam industri pangan, maka beberapa teknologi mixing diterapkan sesuai dengan
aplikasi yang lebih spesifik.
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.
Menurut Clarke (1955) dalam Handoko (1992), alat pencampur ada dua
macam yaitu (1) tipe alat pencampur dengan pengaduknya bergerak dan wadah diam,
sedangkan (2) tipe alat pencampur dengan pengaduknya diam dan wadahnya
bergerak. Raymond dan Donald (1962) dalam Handoko (1992) menambahkan bahwa
ada satu tipe lagi yaitu gabungan antara kedua macam cara tersebut.
Jenis lain dari alat pencampur (mixer)
1. Dry Blending (Ribbon blender)
Ribbon blender terdiri dari palung horisontal berbentuk U dan agitator yang
terbuat dari inner dan outer helical ribbon yang menggerakkan bahan pada arah yang
berlawanan. Desain blender ini sangat efisien dan efektif untuk pencampuran kering
seperti pencampuran cake dan muffin, tepung, sereal, teh, kopi dan campuran
minuman lain termasuk minuman coklat dan minuman berenergi.
Ketika produk makanan pencampuran kering, sejumlah sedikit cairan ditambahkan
ke padatan dengan tujuan untuk melapisi atau mengabsorbsi warna, pembumbuan,
minyak dan cairan tambahan lainnya. Bahan cair ditambahkan melalui charge port
pada cover atau spray nozzle untuk aplikasi kritis.
2. High Shear Mixers
High Shear Mixer menggunakan pemasangan rotor atau stator yang
membangkitkan kebutuhan shear yang kuat untuk bahan padat murni dalam
persiapan dressing, saus dan pasta. Jenis alat ini juga digunakan dalam industri
makanan untuk produksi larutan sirup, emulsi dan dispersi minuman.
Gambar 12. High Shear Mixer
(Sumber : http://www.ahlmachinery.com/24591.html)
3. Ultra-High Shear Mixing
Mempunyai kecepatan putar sampai 18000 ft/s, ultra-high shear mixer ideal untuk
emulsi dan dispersi yang membutuhkan homogenizer. Aplikasinya antara lain pada
saus, bumbu, dressing, konsentrat jus dan emulsi bumbu. Kelebihan alat ini :
Menyederhanakan proses, mengurangi pembersihan, penjalanan, dan
penyeimbangan homogenizer.
Menaikkan input energi dan menghasilkan ukuran dropet minyak lebih kecil.
4. High Viscosity Batch Mixing
Menggunakan dual shaft dan triple shaft mixer dan digunakan pada industri
makanan pada proses batch dari aplikasi dari viskositas sedang sampai viskositas
tinggi seperti sirup permen, minuman, nutraceutical, saus, pasta, mentega kacang,
dan lain-lain. Untuk viskositas lebih tinggi, dibutuhkan tambahan agitator untuk
memperbaiki aliran bulk, mengantarkan bahan ke alat berkecepatan tinggi dan secara
konstan membuang produk dari dinding vessel untuk transfer panas lebih baik.
5. Double Planetary Mixing
Ketika viskositas produk terus naik, sistem mixing multi agitator akan secepatnya
menghasilkan aliran yang dapat dikarakterisasi oleh anchor atau dengan zona suhu
tunggi dekat disperser dan pemasangan rotor atau stator. Aplikasi makanan lainnya
yang diproses melalui double planetary mixer termasuk sirup, gel, makanan hewan,
permen, dan formula viskos lainnya.
6. High Speed Planetary Mixing
Planetary Mixer ini mempunyai dua jenis pengaduk yakni pengaduk model
keranjang dan model lempeng. Pengaduk model keranjang digunakan untuk
mencampur bahan-bahan basah sedangkan pengaduk model lempengan untuk bahan-
bahan kering. Mixer ini dilengkapi dengan reducer, reducer berfungsi untuk mengatur
kecepatan putaran pengaduk.
4.2 Pemilihan Alat Pencampur
Pemilihan alat pencampur didasarkan pada :
a. Jenis bahan-bahan yang akan dicampur (keadaan agregasi, besarnya partikel,
kerapatan bahan).
b. Jenis campuran yang akan dibuat atau dihasilkan dari pencampuran
c. Jumlah pencampuran.
d. Derajat pencampuran yang ingin dipakai.
e. Tujuan pencampuran yang diinginkan.
f. Sistem operasi dari pencampuran.
Beberapa pertimbangan untuk memilih mixer, antara lain: (Foodreview Indonesia,
2011).
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.
5. Macam-macam Pencampuran
a. Pencampuran Padat – cair
Pembentukan bahan-bahan kimia umumnya memerlukan air dalam
pencamprannya. Disini dapat terbentuk bahan padat yang lembab atau campuran yang
sangat kental seperti pasta atau adonan. Pada saat pencampuran bahan-bahan yang
sangat viskos dibutuhkan gaya yang besar untuk memisah-misahkan bahan. Bagian
bahan yang satu harus saling digesekkan dengan bahan yang lain, kemudian disatukan
kembali. Proses ini dinamakan menguli. Untuk tujuan inilah dibuat suatu alat penguli
yang memudahkan dalam proses pencampuran. Beberapa alat penguli umum yaitu :
1) Penguli bak ganda.
2) Penguli aduk.
3) Penguli spiral.
4) Penguli gilas.
b. Pencampuran Padat-Gas
Pencampuran bahan padat dengan gas terjadi misalnya pada proses pengeringan,
pemanggangan ataupun pembakaran bahan-bahan padat. Permukaan kontak bahan
padat dengan gas selalu diusahakan seluas mungkin. Untuk maksud ini bahan padat
dialiri, ditembus atau dihanyutkan oleh gas, disemprotkan atau difluidisasikan. Alat yang
digunakan untuk tujuan ini seringkali dikenal dengan bejana unggun terfluidisasikan.
c. Pencampuran Cair-Padat
Pada persiapan atau pelaksaan proses kimia dan fisika serta juga pada pembuatan
produk akhir komersial, seringkali cairan harus dicampur dengan bahan padat.
Pencampuran cairan dengan padatan akan menghasilkan suspensi. Tetapi bila kelaruta
padatan dalam cairan tersebut cukup besar akan terbentuk larutan. Pelarutan adalah
suatu proses mencampurkan bahan padat kedalam cairan. Pelarutan dan kelarutan
bahan umumnya dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut yaitu :
- Luas permukaan bahan
- Konsentrasi
- Suhu
- Tekanan (khusus pada gas)
- Efek ion senama
- Efek ion asing
Metode yang paling sering digunakan untuk mencampur cairan dengan padatan
adalah dengan menggerakkan cairan di dalam bejana secara turbulen. Gerakan
turbulen dapat dihasilkan oleh pengaduk ataupun pencampur getar.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pencampuran Cair-Padat :
1) Bejana pengaduk.
2) Pengaduk.
Jenis dan ukuran pengaduk.
Jenis bejana pengaduk.
Jenis dan jumlah bahan yang dicampur.
Alat pengaduk yang paling sering digunakan untuk masalah pencampuran cairan
dengan padatan ataupun untuk cairan dengan cairan antara lain adalah :
a) Alat pengaduk jangkar
Alat pengaduk ini terdiri dari sebuah batang yang dilengkungkan sehingga
menyerupai sebuah jangkar. Kelengkungan disesuaikan dengan bentuk bejana
pengaduk. Pengaduk jangkar memiliki diameter yang besar (misalnya 95% dari
diameter bejana) dan berputar lambat. Bejana ini dapat digunakan untuk bahan-
bahan yang sangat viskos atau bahan-bahan dengan berat spesifik yang tinggi
seperti suspensi. Pengaduk ini memungkinkan terjadinya pertukaran panas,
mencegah terjadinya pengendapatn atau pelekatan padatan pada dasar bejana.
Pengaduk ini menghasilkan derajat pencampuran yang cukup besar.
b) Alat Pengaduk Bingkai
Pengaduk ini terdiri dari sebuah bingkai persegi atau dua buah lengan jangkar
yang dipasang bersusun. Pengaduk ini mempunyai diameter 2/3 dari diameter
bejana tersebut dan berputaran lambat.
c) Alat Pengaduk Palet
Pengaduk ini tersusun atas sebuah bingkai atau dua pelat yang dipasang
bersusun. Bagian atasnya berbentuk persegi, bagian bawah terpotong miring
sehingga sesuai denan bentuk bejana, memiliki diameter ½ kali diameter bejana.
d) Alat pengaduk Impeler
Pengaduk ini terdiri atas tiga daun yang melengkung. Biasanya daun tersebut
agak bengkok keatas sehingga sesuai dengan bentu dasar bejana. Pengaduk
impeler mempunyai diameter sebesar 2/3 hingga ½ dari diameter bejana dan
frekuensi putarannya 100-200 rpm. Pengaduk impeler dibuat dari satu atau
beberapa bagian. Karena pengaduk ini dapat dilapisi email dengan baik, alat ini
seringkali digunakan dalam bejana pengaduk yang beremail. Bersama dengan
perangkat penggerak yang dapat dikontrol, pengaduk impeler dapat dimanfaatkan
secara serba guna, misalnya untuk melarutkan, mensuspensikan atau
mengemulsikan padatan dalam cairan serta juga untuk reaksi-reaksi kimia dan
proses-proses pertukaran panas.
e) Alat Pengaduk Propeler
Pengaduk ini terdiri atas sebuah propeler yang mirip dengan baling-baling
pendorong kapal dengan dua atau tiga daun yang dipasang miring. Biasanya alat
pengaduk propeler dibuat dalam dua bagian dan berputar dengan cepat. Pengaduk
propeler digunakan untuk mengaduk bahan dengan viskositas rendah (pada
viskositas yang tinggi, biasanya bahan tidak dapat digerakkan oleh propeler).
f) Alat pengaduk Turbin
Jenis sederhana dari pengaduk ini terdiri atas sebuah cakram yang sisi bawahnya
mempunyai beberapa sudu vertikal yang disususun secara radial. Pengaduk turbin
lebih sering digunakan untuk bahan dengan viskositas yang rendah. Pengaduk ini
seringkali disebut sebagai pengaduk serba guna karena dapat digunakan untuk
berbagai jenis keperluan.
g) Pencampur Getar
Alat ini terdiri atas sebuah cakram mendatar dengan lubang-lubang yang
berbentuk kerucut. Sebuah sumber getar elektromagnetik digantungkan dengan
pegas pada kerangka alat. Akibat getaran tersebut, bahan ditekan untuk melewati
lubang-lubang cakram dari bawah ke atas atau sebaliknya. Dengan demikian terjadi
suatu aliran vertical yang kuat di sekitar cakram, dan terjadi turbulensi yang tinggi
dalam seluruh bahan.
d. Pencampuran Cair-Cair
Tujuan pencampuran cair-cair adalah untuk mempersiapkan atau melangsungkan
proses-proses kimia dan fisika serta juga untuk membuat produk akhir yang komersil.
Beberapa contoh pencampuran cair-cair adalah pada pembuatan sirop, obat tetes dan
larutan injeksi. Metode yang paling sering digunakan untuk mencampur cairan dengan
cairan ialah dengan metode turbulensi didalam bejana pengaduk atau dalam suatu
pencampur getar. Metode lainnya adalah misalnya dengan menyampur dengan
penyemprot, dengan pompa, dengan menghembuskan gas kedalam cairan atau
dengan mesin pengecil ukuran.
a) Pencampuran dengan alat pengaduk dan pencampur getar.
b) Pencampuran dengan alat semprot.
c) Pencampuran dengan alat pompa.
e. Pencampuran Cair-Gas
Untuk proses kimia dan fisika tertentu gas harus dimasukkan kedalam cairan,
artinya cairan dicampur secara sempurna dengan bahan-bahan berbentuk gas.
Adapun contoh pencampuran cair-gas adalah pada proses hidrogenasi, chlorinasi dan
fosfogenasi. Metode yang paling sering dilakukan untuk mencampur cairan dengan
gas adalah membuat gerakan turbulen di dalam bejana pengaduk dengan alat
pengaduk atau dengan pencampur getar. Untuk hal-hal yang khusus misalnya
pembuatan busa pemadam api, digunakan suatu injektor.
f. Pencampuran Gas-Padat
Pencampuran gas dengan bahan padat termasuk proses yang jarang dilakukan.
Proses tersebut digunakan misalnya pada pengangkutan puing secara pneumatic,
pada pembakaran serbuk pemadam api. Pada pencampuran gas dengan bahan padat
akan terbentuk debu maupun asap. Metode terpenting untuk mencampur gas dengan
bahan padat adalah dengan menggunakan laat penakar bahan padat dan
penyemburan dengan alat semprot.
g. Pencampuran Gas-Cair
Sama seperti pencampuran gas-padat, proses ini jarang dilakukan. Pencampuran ini
misalnya digunakan pada alat pengering sembur, pembakaran minyak pada menara-
menara linang (trickled tower). Persoalan dalam pencampuran ini umumnya ialah
bagaimana mendistribusikan cairan secara merata kedalam gas yang mengalir
kontinyu. Pada pencampuran gas dengan cairan akan terjadi tetesan ataupun kabut.
h. Pencampuran Gas-Gas
Pencampuran gas dengan gas lain terutama dilakukan pada pembuatan campuran
bahan bakar yang berbentuk gas dalam alat pembakar dengangas (misalnya
campuran bahan bakar – udara). Metode terpenting untuk mencampur gas dengan
gas adalah pencampuran dengan alat semprot atau injector 3.
6. Overmixing
Pengadukan yang baik akan membentuk struktur serta meningkatkan
elastisitas dan kemampuan gluten untuk memanjang, sehingga adonan yang kuat akan
membentuk struktur penahan gas yang akan membuat roti menjadi tinggi. Pada produk
roti efek pengadukan berlebihan (overmixing) menyebabkan roti menjadi kempis dan
berpori-pori besar.
Cara mengatasi overmixing yaitu:
- Tidak terlalu lama proses pengadukan dan lama pengovenan tidak
boleh terlalu lama
- Adonan tidak boleh disobek-sobek saat pengadukan
Salah satu penyebab overmixing selain dari proses pengadukan, usia tepung
terigu juga turut berperan. Terigu muda bila diaduk tidak cepat kalis sehingga kutang
mengembang, sedangkan terigu tua akan menghasilkan karakter roti yang lebih baik.