Pengeringan Tanpa Panas
Dalam membuat suatu bahan atau melakukan sintesis yang menggunakan bahan basah biasanya banyak kandungan air didalamnya. Lalu ketika sampel yang telah disintesis tersebut ingin dilakukan analisis pengujian misalnya seperti FTIR, XRD, SEM dan sebagainya sampel tersebut haruslah kering terlebih dahulu. Untuk membuat air menjadi fasa gas, dibutuhkan suhu diatas 100oC tetapi apakah pada suhu tersebut sampel kita akan aman? Bagaimana jika sampel kita mengandung bahan organik? Padahal bahan organik rata-rata pada suhu 60oC ikatannya akan mulai putus dan senyawa tersebut akan rusak. Bagaimana solusinya?
Untuk mengeringkan sampel yang tidak membutuhkan panas bisa dilakukan dengan metode freeze dry. Freeze dry adalah salah satu teknik pengeringan suatu bahan. Awalnya, alat ini diciptakan pada saat PD II untuk pengawetan plasma darah untuk keperluan darurat pada saat perang sehingga plasma darah tersebut tidak akan rusak tanpa menggunakan kulkas. Lalu bagaimana mekanisme kerjanya?
Cara kerja dari alat ini adalah dimulai dengan proses pembekuan dan dilanjutkan dengan pengeringan; dengan cara memisahkan sebagian besar air didalam sampel atau bahan tersebut melalui proses sublimasi.
Gambar 1. Proses Freeze Dry Secara umum
Proses pembekuan tersebut masuk kedalam daerah dibawah critical point dan triple point karena secara mikrostruktur dari larutan dan es terbentuk selama proses tersebut. Sehingga hasil dari pengeringan menggunakan freeze dry bukan hanya air yang hilang tetapi juga dapat membantu meningkatkan kristalinitas dari sampel dengan terbentuknya kristal es dan sedikit kristal dari pelarut yang digunakan. Tentu saja proses ini didukung dengan teori diagram fasa air dengan gambar sebagai berikut.
Gambar 2. Diagram Fasa Air
Dilihat dari gambar tersebut terdapat 3 fasa air antara lain padat, cair dan gas. Pada bulatan warna merah disebut dengan triple point yaitu air pada suhu 0,0098oC dan tekanan 4.58mm Hg. Proses freeze dry terjadi dibawah titik triple point yang dimana air melewati fasa padat dan menuju fasa gas. Pada proses freeze dry tekanan yang digunakan dapat dilakukan pada tekanan 1atm (atmosphere) selama tekanan penguapan air dibawah 4,58 mmHg. Suhu yang digunakan dalam freeze dry biasanya adalah suhu -40oC karena pada suhu ini produk akan membeku dengan cepat yang tidak akan merusak stuktur dan tekstur dari sampel kita.
Perbedaan antara pengeringan biasa dengan freeze dry selain suhu tentunya proses sublimasi dan evaporasi. Pada proses evaporasi biasanya akan terjadi proses gelatinisasi, karamelisasi gula dan denaturasi protein pada senyawa-senyawa organik tertentu yang dapat menyebabkan kerak lengket dipermukaan dan merusak sampel tersebut. akibatnya, proses pengeringan bagian dalam juga akan terganggu karena adanya hambatan uap dari bagian basah ke atas sehingga hanya bagian luar saja yang terlihat benar benar kering. Sedangkan pada proses freeze dry kerak, gelatinasi, dan denaturasi tidak terjadi. Uap air kan dapat berdifusi dengan baik ke udara lingkungan sehingga sampel dapat kering dengan baik.
Gambar 3. Perbedaan evaporasi dan sublimasi
Oleh karena itu pengeringan tanpa menggunakan panas sangat mungkin digunakan di laboratorium bahkan secara teori pun sudah didukung. Hanya saja setiap pengeringan tidak selalu harus menggunakan freeze dry terlebih karena biayanya yang cukup mahal dibandingkan menggunakan oven biasa. Freeze dry sendiri dapat digunakan untuk penelitian bahan pangan, bahan organik, kolagen, kitosan, dan bahan bahan lainnya sehingga tidak akan merusak struktur dari senyawa tersebut.
Sumber :
Phariyadi. 2013. Freeze Drying Technology for Better Quality & Falvor of Dried Products. Foodreview Indonesia. Vol VIII/No.2/
Vecchio, Carlo. 2010. Freeze Drying Process Principle and Practice. Pharmaceutical Technologies & Development.Universita’ delgi Studi di Milano
