drying of extract

PENGERINGAN

Menurut Farmakope Indonesia Edisi IV, ekstrak adalah sediaan kental  yang diperoleh dengan mengekstraksi senyawa aktif dari simplisia nabati atau hewani menggunakan pelarut yang sesuai, kemudian semua atau hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian hingga memenuhi baku yang telah ditetapkan. Standarisasi ekstrak dilakukan secara parameter non spesifik dan parameter spesifik ( Farmakope Indonesia, 1995).

Bahan obat sediaan fitofarmaka umumnya menggunakan ekstrak cair, ekstrak kental dan tingtur. Sediaan fitofarmaka yang dibuat dari bahan ekstrak cair jika disimpan dalam jangka waktu yang lama akan lebih cepat mengalami gangguan penyimpanan dalam penyimpanan secara fisika, kimia dan mikrobiologi. Berdasarkan hal tersebut, ekstrak kering perlu dikembangkan dalam penggunaan obat pada sediaan fitofarmaka. ( anonim 2004 ).

Ekstrak kering adalah sediaan tanaman yang diperoleh dengan cara pemekatan dan pengeringan ekstrak cair sampai mencapai konsentrasi yang diinginkan menurut cara – cara yang memenuhi syarat. Pengaturan biasanya dilakukan berdasarkan kandungan bahan aktif dengan cara penambahan bahan inert. ( anonim, 2004)

Pengeringan adalah pemindahan sebagian air dari bahan dengan sengaja sampai batas tertentu. Cara pengeringan yang mula – mula dipakai adalah dengan menjemur di sinar matahari. Akan tetapi cara seperti inisangat tergantung pada cuaca.

Pada pengeringan biasa dibantu dengan alat – alat pengering. Dalam hal ini Nasution (1982) membedakan proses pengeringan menjadi tiga kategori, yaitu pengeringan udara dengan kontak langsung di bawah pengaruh tekanan atmosfir, pengeringan vakum, dan pengeringan beku.

a.      Pengeringan di bawah pengaruh tekanan atmosfir

Dalam hal ini panas dipindahkan menembus bahan pangan, baik dari udara maupun dari permukaan yang dipanaskan. Uap air ( atau pelarut lain) dipindahkan ke udara ( Nasution, 1982). Udara panas disirkulasikan menggunakan kipas. Bahan yang dikeringkan bisa berbentuk padat atau semi padat ( Geankoplis, 1983).

b.      Pengeringan vakum

Pengeringan vakum menjadi semakin penting dalam industri makanan untuk mengurangi biaya dan energi serta mengembangkan bahan baru dan produk. Pusat pengolahan makanan telah memasang pengering vakum yang menyediakan pengeringan terus menerus, lembut, dan aman pada produk makanan di suhu rendah. Pengeringan Vacuum adalah metode dehidrasi yang sangat cocok untuk produk yang mengalami fase lengket dan atau sangat kental seperti buah dan sayuran, jus sari  buah dan sayuran, protein hewan dan nabati, bubuk bumbu dan ekstrak ragi. Di pusat pengolahan makanan, berbagai pilihan dehidrasi tersedia untuk uji perbandingan proses yang berjalan, produk baru dan evaluasi bahan.

Prinsip kerja dari pengering vakum (vacuum belt drying):

Konsentrat yang bisa dipompa secara merata digunakan pada belt dengan alat pemercik berputar (satu untuk masing-masing sabuk) pada suhu dan konsentrasi konstan. Ruang hampa di mana pasta ini meninggalkan alat pemercik yang memiliki efek yang diinginkan dan menyebabkan Pasta untuk memiliki konstituensi berbusa seperti yang diendapkan sebagai lapisan yang relatif tinggi pada sabuk. Ini memberikan kondisi yang paling menguntungkan untuk panas dan transfer material untuk mengeringkan produk menjadi bentuk yang mudah dilepaskan dari poros batang. Peluncur Sabuk di atas piring pemanas, yang dibagi menjadi zona pemanasan individu. Zona terakhir biasanya berfungsi untuk mendinginkan produk. Bahan kering dimasukkan turun di ujung sabuk dan ditransfer ke kran pembuangan otomatis.

Ekspansi  penyediaan panas yang untuk sampel:

-          Pengeringan sampel dalam temperatur yang sensitiv

-          Pengeringan sampel yang berisi pelarut

Keuntungan dalam pengeringan vakum didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan tinggi. Panas yang dipindahkan dalam pengeringan vakum pada umumnya secara konduksi, kadang – kadang secara pemancaran (Nasution, 1982).

Sesuai dengan namanya, proses ini dilakukan pada kondisi vakum. Cara ini digunakan untuk mengeringkan bahan – bahan yang peka terhadap suhu atau bahan yang mudah teroksidasi (Geankoplis, 1983). Selain keuntungan tersebut, kelemahan oven vakum adalah biaya operasinya relatif mahal karena memerlukan peralatan pendukung, seperti pompa vakum, ejektor, dan kondensor (Loesecke, 1955).

Keuntungan lain:

-          Waktu pengeringannya cepat

-          Meminimalkan hilangnya bau

-          Produk yang hilang sedikit

-          Produk tidak teroksidasi

-          Tidak ada tekanan mekanik

-          Memungkinkan pelarut kembali

-          Temperaturnya rendah

-          Energi yang digunakan sedikit

-          Sistemnya tertutup

-          Tidak menibulkan polusi pada lingkungan

-          Reaksi milard dapat dikendalikan

-          Produk dapat langsung kering

Pengeringan dengan vakum digunakan dalam masalah proses pengering konvensional . Keuntungan vakum diantaranya:

1.       Menurunkan titik didih dalam cairan yang diekstraksi, sehingga memungkinkan pengeringan lebih sensitif

2.        Untuk produk yang sulit mengering seperti bubuk dan granul, proses vakum memungkinkan tingkat pengeringan yang lebih cepat karena manggunakan tekanan yang rendah.

3.      Di dalam vakum, memiliki risiko oksidasi selama proses termal

4.      Perbedaan pada konveksi , bahan dalam bentuk serbuk dikeringkan tanpa turbulensi

5.      Menyediakan basis untuk mengontrol ekstraksi dan kondensasi pada pengeringan uap, yang memungkinkan bahan awal dapat digunakan kembali atau dibuang

c.       Pengeringan Beku

Pada pengeringan beku, uap air disublimasikan keluar dari bahan beku. Struktur bahan tetap dipertahankan dengan baik pada kondisi ini ( Nasution, 1982). Proses ini digunakan untuk mengeringkan bahan – bahan yang labil ( biasanya bahan – bahan biologis ) supaya karakteristik aslinya tidak berubah  (Loesecke, 1955). Bila suatu bahan biologis dikeluarkan airnya maka konsentrasi garamnya meningkat dan akan mengakibatkan keluarnya air di dalam sel. Keluarnya air karena gaya osmosis ini dapat merusak dinding sel. Osmosis dapat dicegah dengan membekukan bahan tersebut dan pengeluaran air dilakukan secara sublimasi sehingga struktur sel tetap utuh ( Jackson, 1983). Selain strukturnya, rasa dan aroma bahan juga dipertahankan ( sedikit sekali perubahannya). Suhu rendah mengurangi resiko reaksi degradasi selama pengeringan. Biaya pengeringan beku menjadi relatif mahal karena laju pengeringannya lambat dan memerlukan kondisi vakum (Geankoplis, 1983). Metode pengeringan yang dilakukan dapat berupa : evaporasi, vaporasi, sublimasi, konveksi, kontak, radiasi, dielektrik. Sedangkan macam-macam alat yang dapat digunakan antara lain : tabung penguap dengan daur otomatik, tabung penguap dengan gaya daur ulang diperkuat, penguap film, penguap lapis tipis dengan instalasi berputar, dan penguap berputar sentrifugal.

Dengan teknik pengeringan semprot (spray drying) dan dengan teknik pengeringan beku (freee drying). Pengeringan semprot dilakukan pada suhu tinggi, yang akan mempengaruhi rasa dari produk akhir, tetapi biaya produksinya jauh lebih rendah dibandingkan dengan pengeringan menggunakan pengeringan beku. Pada teknik ini, ekstrak dipompa ke dalam atomizer, yang menghasilkan partikel bahan berukuran kecil dan seragam. Didalam ruang pengering yang dialiri dengan udara pemanas, partikel-partikel tersebut mengalami proses pemanasan secara mendadak dan cepat sehingga air keluar secara cepat, menghasilkan produk kering berbentuk partikel halus. Untuk meningkatkan daya larut di dalam air dan membentuk butiran yang lebih kasar, biasanya dilakukan proses aglomerasi. Bubuk hasil pengeringan semprot dibasahi kembali, agar saling bergabung untuk kemudian dikeringkan kembali menggunakan fluid bed drier. Pada pengeringan beku, tahapan proses pengeringan ekstrak kopi adalah pembekuan ekstrak, penggilingan ekstrak beku untuk menghasilkan granula beku, sublimasi air pada kondisi vakum dan pemanasan sedang (suhu produk umumnya tidak lebih dari 50-70°C).

 

Gambar dari spray dryer

gambar dari freeze dryer

d.      Pengeringan dengan Microwave

Microwave adalah suatu gelombang energi elektromagnetik dengan frekuensi antara 300 MHz dan 300 GHz, yang dihasilkan dari kekuatan magnetron yang dikombinasikan dari elektron dan medan magnet yang tegak lurus satu sama lain.

Gelombang  elektromagnetik jatuh diantara gelombang radio dan gelombang optik, dalam penelitian, ilmiah, tujuan medis dan industri dengan dua frekuensi dialokasikan tidak mengganggu frekuensi: 915 MHz  dan 2450 MHz. dalam industri farmasi frekuensi yang paling umum digunakan adalah 2450 MHz, karena keuntungan frekuensi ini berkaitan dengan vakumnya.

Pada bidang microwave dibuat dari logam, yang tidak panas. Logam digunakan sebagai medium untuk microwave, dan sebagai dinding untuk oven microwave. sebagai peralatan farmasi dibuat dari stainless steel, ruang vakum berfungsi sebagai penutup pada microwave dengan memantulkan kembali ke dalam ruangan atau wadah

Pemanasan microwave adalah metode langsung dari pemanasan. Dalam medan listrik bolak-balik cepat yang dihasilkan oleh gelombang mikro, kutub orientasi bahan dan reorientasi diri sesuai dengan arah diajukan. Perubahan yang cepat di lapangan - di 2450 Mhz, orientasi lapangan mengubah 2450000000 kali per detik - menyebabkan reorientasi cepat dari molekul, sehingga gesekan dan penciptaan panas.