"Freeze Drying", Pembekuan yang Bikin Kering

Mekanisme perubahan bentuk merupakan hal yang normal dan terjadi sepanjang waktu. Air laut menjadi awan dan es krim yang meleleh akibat terik matahari, serta udara yang menjadi embun pagi di setiap fajar yang menyongsong. 

Akan tetapi, Freeze Drying merupakan salah satu metode perubahan bentuk yang cukup menarik dan terkesan berbeda dari metode metode yang lain. 

Hal tersebut disebabkan Freeze Drying memiliki mekanisme pembekuan, namun dapat menyebabkan pengeringan dan perubahan bentuk dari cair menjadi gas. Hal yang umumnya terjadi akibat pemanasan sehingga menyebabkan evaporasi, misalnya dalam memasak air.

Mekanisme Freeze Drying ternyata cukup sederhana. akan tetapi untuk memahaminya kita harus mengetahui sebuah grafik yang disebut diagram fase. Diagram ini menunjukkan wujud suatu benda ketika dihadapkan dalam perubahan tekanan dan suhu.

Mekanisme Freeze Drying umumnya diawali dengan pembekuan  hingga suhu -50 C sehingga benda yang dikeringkan menjadi padat. Pembekuan umumnya dilakukan secara cepat agar kristal es tidak terlalu besar. 

Hal ini cukup penting karena apabila kristal es memiliki ukuran yang cukup besar maka produk yang dihasilkan akan mengalami kerusakan mikro (tidak kasat mata) sehingga mengurangi kualitas produk yang dikeringkan (Fellows 2017). 

Setelah bahan beku, proses selanjutnya adalah penurunan tekanan hingga dibawah 4.58 mmHg. Penurunan tekanan umumnya dilakukan dengan melakukan metode vakum. Pengeringan dilakukan ketika bahan dinaikkan suhunya dengan kondisi tekanan dibawah 4.58 mmHg yang menyebabkan bahan yang berbentuk padat berubah menjadi gas tanpa melalui fase cair. 

Bahan yang sudah kering umumnya memiliki persentase air yang rendah, sekitar 1-4%, kekeringan yang setingkat dengan keripik singkong yang umumnya kita makan sehari hari.

Freeze Drying memiliki banyak kelebihan dibandingkan metode pengeringan pada umummnya. Pertama, Freeze Drying mampu mempertahankan stabilitas produk (menghindari perubahan aroma, warna, dan unsur organoleptik lain). 

Hal ini sangatlah penting, terutama pada tumbuhan herbal yang memiliki aroma yang mudah hilang akibat panas. Kedua, Freeze Drying dapat mempertahankan stabilitas struktur bahan. Kondisi ini disebabkan pengkerutan dan perubahan bentuk setelah pengeringan sangat kecil sehingga bahan berbentuk emulsi tidak serta merta berubah menjadi 2 fase. 

Terakhir, Metode ini mampu meningkatkan daya rehidrasi/ kemampuan menyerap air setelah dikeringkan. hasil pengeringan yang sangat berongga menyebabkan daya rehidrasi sangat tinggi dan dapat kembali ke sifat fisiologis, organoleptik dan bentuk fisik yang hampir sama dengan sebelum pengeringan.

Kekurangan dari Freeze Drying adalah kapasitas operasionalnya yang cukup kecil. Jika dibandingkan dengan metode pengeringan yang lain kapasitas metode ini tidak melebihi 6 liter. Hal ini disebabkan peralatan yang memungkinkan kondisi vakum dan suhu rendah membutuhkan energi yang lebih besar seiring dengan penambahan volume. 

Selain itu, Harga alat  dan biaya operasional yang cukup mahal menyebabkan metode ini hanya digunakan untuk pengeringan bahan bahan bernilai tinggi semisal rempah dan tumbuhan herbal dalam pembuatan formulasi parfum. 

Bila penasaran, salah satu tempat dimana kita dapat mengamati Freeze Dryer adalah laboratorium prodi teknologi pangan IPB University. Sebagai program studi teknologi pangan berakreditasi internasional, kita dapat mengamati bagian bagian mesin dari Freeze Dryer sekaligus bertanya tanya mengenai mekanisme alat ini ke laboran yang ada (tentu dengan proses perizinan terlebih dahulu).

Overall, metode Freeze Drying merupakan metode pengeringan yang unik dengan memanfaatkan pengetahuan yang didapatkan dari diagram fase. Walaupun memiliki beberapa kekurangan, alat ini tidak dapat dipungkiri memiliki kelebihan kelebihan yang khas dan menarik untuk ditelusuri.