Majari Magazine

Teknologi Membran pada Pemrosesan Pangan

by Efrat Sadeli on 19/05/08 at 10:06 pm | 11 Comments | |

Membran? Tentunya teknologi yang satu ini bukan merupakan hal yang asing di telinga teman-teman mahasiswa Teknik Kimia. Aplikasi dari teknologi membran ini tersebar luas mulai dari pengolahan air (yang paling umum), teknologi pengolahan gas (seperti yang telah dibahas oleh teman saya dalam artikel sebelumnya), bahkan pengolahan limbah (contohnya yang sedang ramai dibicarakan adalah membrane bioreaktor dengan banyak variannya).

Secara sederhana membran adalah lapisan yang dapat secara selektif memisahkan satu zat dari zat lainnya dengan driving force pada umumnya adalah beda tekanan, beda temperatur, beda konsentrasi, beda energi potensial listrik atau kombinasi diantara keempatnya. Bila teman-teman tertarik dengan teknologi membran dan ingin mendapatkan pemahaman lebih dalam baik dari konsep dasar teori dan beberapa penerapannya, teman-teman dapat membaca buku “Basic Principle on Membrane Technology” karangan Mulder yang diterbitkan oleh Kluwer Press.

Membran dalam Pemrosesan Pangan

Konfigurasi membran yang telah dipakai dalam teknologi pangan sangat bervariasi mulai dari hollow fiber hingga spiral wound. Aplikasinya pun sangat beragam mulai dari klarifikasi bahan pangan, konsentrasi/pemekatan bahan pangan, pengolahan air limbah industri pangan untuk dipakai kembali (reused water), dan masih banyak macamnya. Secara umum, keunggulan teknologi membran dalam pemrosesan pangan dapat digolongkan menjadi dua yaitu:

1. Peningkatan proses produksi, yang dicapai karena :
   • Tingginya kualitas retentate atau permeat secara konsisten
   • Mengurangi biaya operasi
   • Tidak terlalu ketat dalam maintenance
   • Rendahnya hilang tekan
   • Pada umumnya tidak melibatkan zat kimia dan/atau temperatur yang tinggi (yang dapat menurunkan kualitas makanan)
   • Umur operasi membran yang tahan lama
   • Tidak memakan tempat dan mengurangi biaya lahan
2. Dapat memberikan recovery bahan pangan yang masih berharga yang biasanya terbuang bersama limbah

Nah, apa saja sih teknologi membran yang sudah diterapkan di industri pemrosesan pangan? Marilah kita tinjau satu per satu:

1. Mikrofiltrasi (MF)

   Ini adalah salah satu teknologi pangan yang sudah dipakai secara luas di industri pemrosesan pangan umumnya dipakai dalam proses klarifikasi bahan pangan, bisa juga untuk sentrifugasi, alat sterilisasi, pemisahan suspended solid dan penyingkiran High Molecular Protein (HMW). Contoh aplikasi dari Teknologi MF ini adalah pada industri susu dan produk susu, dimana membran digunakan mengklarifikasi dadih keju, menghilangkan lemak (de-fat) dan mengurangi kandungan mikroba di dalam susu.

2. Ultrafiltrasi (UF)

   Teknologi UF dipakai dalam proses fraksionasi, konsentrasi/pemekatan, dan purifikasi. Contohnya dalam industri susu. UF dipakai untuk memfraksionasi susu untuk memproduksi susu dimana di dalam permeatnya terkandung protein, lemak, dan garam tak larut sedangkan di dalam retentate /konsentratnya terkandung laktosa dan garam terlarut. Contoh lainnya, masih dari industri susu, adalah konsentarasi dari susu skim sehingga mempunyai kandungan protein dan kalsium yang tinggi. Aplikasi lain yang juga populer (selain dalam industri susu) adalah dalam pengolahan jus buah. Dalam hal ini, teknologi UF digunakan untuk mengklarifikasi jus buah dari kontaminan-kontaminan seperti ragi, kapang, dan bakteri untuk meningkatkan kualitas dari jus buah tersebut.

3. Nanofiltrasi (NF)

   NF umumnya dipakai jika kita ingin memisahkan campuran komponen (desirable component dari undesirable component) yang pada umumnya akan sulit dipisahkan karena kecilnya ukuran partikel. Contohnya adalah pada proses pemekatan sirup jagung (corn syrup). Penerapan lain teknologi NF adalah untuk proses demineralisasi parsial dan pemekatan secara simultan, misalnya pada proses demineralisasi dari dadih susu.

4. Reverse Osmosis (RO)
   Pada umumnya teknologi RO digunakan dalam proses pemurnian air (tawar dan laut) serta desalinasi air laut, hal ini dikarenakan membran jenis RO dapat merejeksi partikel garam hingga 99% konsentrasi. Akan tetapi bagaimana penerapannya di dalam teknologi pangan? Dalam pemrosesan pangan, teknologi RO digunakan untuk proses pemekatan, pemurnian, dan recovery dari valuable product dalam bahan pangan. Keunggulan teknologi RO dibandingkan teknologi lainnya adalah:
   • Diperoleh produk yang berkualitas tinggi tanpa perlu melalui proses pemanasan (karena dapat merusak bahan pangan)
   • Mengurangi volume limbah, sehingga biaya pengolahan limbah berkurang secara signifikan
   • Biaya modal yang cenderung lebih murah dibandingkan proses untuk aplikasi sejenis
5. Electrodialysis (ED)
   Teknologi ED digunakan dalam proses demineralisasi susu dan dadih susu, pengurangan keasaman (de-acidfy) dalam jus buah, penghilangan komponen terlarut (de-ash) dari larutan gula (dextrose). ‘Saingan’ dari teknologi ED adalah teknologi ion-exchange (IEX). Akan tetapi, pada proses yang bersifat kontinyu, ED cenderung dipakai karena lebih ekonomis. Perkembangan terbaru dari teknologi ED adalah kombinasi/hybrid dari ED dengan IEX yang dikenal dengan istilah electrodeionization.

Selain teknologi-teknologi yang telah dijabarkan diatas masih banyak lagi teknologi membran di dalam industri pemrosesan pangan. Salah satu yang sedang populer sekarang ini adalah teknologi pervaporasi yang banyak dipakai dalam pemisahan campuran alkohol (etanol) dengan air dan campuran azeotrop lainnya.