ISSN 1.//1-13./9
Edisi khusus. Juli 2006
APLIKASI PANG AN Zubaidah
MESIN BERKAS ELEKTRON
PADA INDUSTRI
Irawati
!'usaf Aplikasi Teknologi Iso lOp dan Radiasi Badan Tenaga Nuklir nasional. Email .. zikol'lI11ri (O)/1otlllllil.cOIII; irakoenarj(jj)vahoo.com
PENDAHULUAN dapat
digunakan
untuk
mengawetkan
dan yang Jcnis radiasi yang digunakan adalah radiasi berenergi tinggi yang disebut radiasi pengion. karena menimbulkan ionisasi pada materi yang dilaluinya. 13esarnya energi radiasi yang diserap oleh bahan pangan dapat diukur dengan metode spektroskopi.
Iradiasi merupakan suatu bahan proses pangan. fisika Illcningkatkan keamanan
Energi yang dihasilkan oleh sumber radiasi tcrscbut dapat dimanfaatkan untuk tujuan menghambat pertunasan dan pematangan serta membasmi scrangga (rendah) dan membunuh mikroba patogen (dosis scdang) serta mcmbunuh seluruh jenis bakteri yang ada (dosis tinggi) sehingga mutu bahan pangan dapal letap diperlahankan di dalam kemasan yang baik selama penyimpanan(l). Pengaruh radiasi terhadap komponen gizi pada bahan pangan yang disinari bcrgantung pad a densitas, struktur dan karakteristika bahan, kondisi saat iradiasi berlangsung dan faktor lain[2. 3. 4]. Meskipun demikian, proscs di dalam teknologi iradiasi yang diterapkan pad a bahan pangan sesuai tujuannya memiliki berbagai keunggulan diantaranya yaitu suhu bahan awal tetap (dikenal dengan proses "dingin"). proses terkontrol, tidak meninggalkan residu apapun, nulrisi bahan terjaga, dapat dilakukan pada bahan pcngemas yang sensitif terhadap panas, dapat menurunkan komponen alergi pada bahan pangan, praktis. efektif dan efisienI4]. Sumber radiasi yang dapat digunakan untuk proses pengawetan bahan pangan terdiri dari 4 macam yaitu ; Co-60, Cs-137 masing-masing menghasilkan sinar gamma, mesin berkas elektron dan mesin generator sinar X. ·Dengan menggunakan pembatas dosis iradiasi dan batas maksimum energi dari kcempat sumber tersebut yang diperbolchkan, maka bahan pangan yang diawetkan dengan iradiasi tidak menjadi rusak dan be bas radioaktiti6]. Uji keamanan dari kandungan makanan iradiasi untuk konsumsi manusia dikenal dcngan istilah wholesomeness test mencakup uji toksikologi. makro dan mikro nutrisi serta uji mikrobiologi dan sensorik(7]. APLIKASI PANGAN
MESIN BERKAS
Zubaidah /rawal!
ELEKTRON
PADA INDUSTRI
Dalam tcknologi radiasi, lc~iadinya interaksi an tara radiasi dengan materi/scl hidup. dapal menimbulkan berbagai proses fisika dan kimia di dalam materi tersebut, yang diantaranya dapal menghambat sintesa DNA dalam sel hidup misalnya serangga, tclur, larva pupa dan mikroha. Dosis iradiasi yang diperlukan untuk menurunkan jumlah mikroba dengan besaran faktor 10 (I log cycle) disebut nilai 010. Oleh karena itu, iradiasi hanya tepat diterapkan pad a komoditas bahan pangan yang memiliki angka penccmaran awal rcndah dan terlindung di dalam kemasan yang lcpa!. Pcrlakuan iradiasi ditujukan untuk mempertahankan kualitas dan keamanan sekaligus memperpanjang masa simpan bahan tersebut agar tclap tcrjaga dan tcrhindar dari kerusakan akibat aklivitas mikrnha dan scrangga yang dapal kerugian bagi konsumennya.
RADIASI PANGAN
DAN
mcnilllhulkan
IRADIASI
dalllpak
BAHAN
Radiasi pengion yang berasal dari spektrulll elektromagnetik merupakan pancaran gelombang dalam bentuk energi yang dapat dikarakerisasi dengan frekuensi (I) (yang berbanding lurus dengan (A.) energi/E); dan panjang gelombangnya sedangkan keccpatan ram bat gelombang tidak dipengaruhi oleh frekuensinya. Oleh karena itu, makin pendek nilai (A.) maka makin tinggi nilai f dan E. Pada iradiasi pengion termasuk cahaya, gelombang radio, gelombang mikro (microwave), dan gelombang televisi termasuk deretan spektrum (A.) panjang dan dengan panjang gelombang berenergi (E) rendah, sehingga tidak mempunyai pengaruh pad a atom. Sebaliknya, spektrum dengan panjang gelombang semakin pendek akan memiliki energi yang semakin tinggi sehingga mampu untuk memukul elektron pada struktur atom. menimbulkan ionisasi karena terbentuk radikal bebas dan memiliki . efek mematikan (terhadap DNA). Akan tetapi, energi yang dimilikinya tidak cukup tinggi untuk memecah inti atomnya, sehingga tidak dapat menyebabkan produk yang disinarinya menjadi radioaktiP4.5]. Istilah iradiasi dapat diterapkan pada 87
Edisi khllslIs. JIlIi 2006
/SSN /4/1-/349
pemanfaatan paparan radiasi pengion baik yang berasal dari sumber spektrum elektromagnetik maupun sumber listriklelektron yang terkontrol dan terarah secara tepat agar supaya memiliki daya gun a bagi kesejahteraan masyarakat khususnya dalam hal ketersediaan bahan pangan yang berkualitas ditinjau dari aspek keamanan, sanitasi dan memperpanjang masa simpan bahan pangan agar nilai gizinya tetap te~iaga. !3esaran dosis yang diterapkan perlu dikendalikan dengan teknik dosimetri yang tepat dan benar agar aplikasi teknologi radiasi untuk tujuan yang berbeda dalam upaya mempertahankan kua-litas, meningkatkan keamanan dan memperpanjang masa simpan komoditas bahan pangan dapat tercapai optimal. Dosis iradiasi ditetapkan oleh the International Commission on Radiological Units dalam satuan Rad (I Rad = jumlah iradiasi yang menyebabkan 1 g bahan yang diiradiasi akan meyerap energi sebesar 100 erg. I Rad = 100 erg/g). Pada saat ini, satuan Rad telah diubah ke dalam satuan umum yang disebut Gray (Gy) (I Oy = jumlah iradiasi yang menyebabkan I kg bahan yang diiradiasi akan meyerap energi sebesar 1 Joule. I kOy = 1 000 Oy ; 100 Rad = I Oy . Energi radiasi untuk proses bahan pangan yang memancarkan sinar gamma dari sumber radionuklida Co-60 yang memiliki waktu paruh 5,2 tahun adalah sebesar 1,17 dan 1,33 MeV (mega elektron volt) ; sumber sinar berkas elektron dan sinar X energi maksimal yang diperbolehkan masing masing sebesar 10 MeV dan 5 MeV. Elektron volt (eV) merupakan satuan energi untuk mengukur dan menentukan besaran energi elektron dan tipe radiasi[6.71.
SUMBER PENGION
RADIASI
DAN
RADIASI
Tipe radiasl yang akan dibahas di dalam makalah ini adalah radiasi pengion yang mampu mengkonversikan atom dan molekul ke dalam bentuk ion dengan memindahkan elektron. Radiasi pengion berbentuk partikel bermuatan yang berenergi seperti elektron dan foton energi tinggi (sinar X dan sinar gamma). Tidak semua tipe radiasi pengion misalnya partikel a, dapat dimanfaatkan untuk mengiradiasi bahan pangan karena tidak mampu menembus bahan tersebut atau sebaliknya, radiasi pengion dapat menyebabkan bahan yang disinari menjadi radioaktif apabila penggunaan energi baik pada elektron dan sinar X tidak dibatasi. Apabila radiasi pengion menembus suatu bahan/media, maka sebagian atau seluruh energi radiasi akan diserap oleh media tersebut. Hal ini Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Edisi khuslis. Jllii 2006: 87 - 94
disebut dosis terabsorpsi yang diukur dalam satuan gray (Oy). Energi yang diserap persatuan waktu disebut laju dosis (Oy/jam). Laju dosis pada iradiasi dengan sumber penghasil sinar gamma sebesar 10010.000 Oy~iam, sedangkan elektron dipcrccpat sebesar 104 _109 Oy/detik. Aplikasi teknologi radiasi untuk bahan pangan telah diatur dan memiliki dasar hukum yang kuat baik ditingkat nasional (PERMENKES #826/MENKES/PER/XII1I987 dan # I52/MENKES/ SK/1111995; UNDANO UNDANG PANG AN RI #7/1996; PERATURAN PEMERINTAII # 28/2004 dan PELABELAN MAKANAN # 69/1999 bab 34) maupun intemasional CODEX A/imentarillS Commission dan dokumen ICOFI. Oleh sebab itu, suatu badan dunia yang bertanggung jawab atas aplikasi teknologi tersebut telah bergabung di dalam wadah FAOIIAEA/WHO Joint Expert Committee on Irradiated Foods (JECFI) mendukung sepenuhnya penyusunan peraturan makanan iradiasi yang berlaku diseluruh dunia yaitu CODEX General Standard for Irradiated Foods/CODEX Alimentarius 1984-Rev./-2003. Peraturan tersebut memuat hasil pertimbangan dan merekomendasikan bahwa tipe sumber radiasi pengion yang akan digunakan untuk mengiradiasi bahan pangan adalah sbb[8.9]: a. Sinar gamma yang dipaparkan oleh radionuklida 6OCO (energi 1,17 dan 1,33 MeV) atau 137Cs (energi 0,66 MeV) . b. Sinar X yang dihasilkan oleh sumber mesin yang dioperasikan pada tingkat energi ~ 5 MeV. c. Elektron yang dihasilkan oleh sumber mesin yang dioperasikan pada tingkat energi ~ 10 MeV. Adapun dosis terabsorbsi pada bahan pangan yang diiradiasi tidak boleh melebihi 10 kOy. Iradiasi dengan dosis diatas 10 kOy ditcrapkan untuk kcgunaan khusus dengan alas an yang dapat dipertanggung jawabkan. Apabila radiasi pengion menembus suatu medium, misalnya bahan pangan, maka seiuruh bagian dari energi radiasi akan diserap oleh medium tersebut. Selanjutnya hal ini dikenal dengan istilah dosis terabsorbsilterserap dan satuan dosis yang digunakan adalah Oy, dan energi yang terse rap per satuan waktu lazim disebut laju dosis. Pad a sumber radionuklida yang menghasilkan sinar gamma relatif memiliki laju dosis rendah (100 - 10.000 Oy/jam) sedangkan pada elektron dipercepat memiliki laju dosis yang cukup tinggi (104 - 109 Oy/detik). Oleh karena itu, untuk pencapaian dosis terse rap pada nilai tertentu. iradiasi dengan sinar gamma akan memerlukan waktu penyinaran lebih lama bila 88
/SSN /4/1-/349
Edisi khuSl/s. Juli 2006
dibandingkan dengan Mesin Berkas Elektron (MBE)[41. Apabila kelak bahan pangan yang berlimpah harus dihindarkan dari kerusakan dan aplikasi radiasi pengion akan semakin diper-Iukan, maka pemanfaatan MBE sebagai merupakan teknologi altematifyang perlu dipertimbangkanliOI.
lRADIASI BAHAN PANGAN GUNAKAN SUMBER MBE
MENG-
Sinar berkas elektron (electron beam) adalah arus elektron berenergi, dimana elektron mendapatkan energi kinetik melalui medan elektrik. Hal terse but sarna halnya dengan fen omena batu yang dijatuhkan kebawah dari ketinggian tertentu akibat gravitasi bumi. Berkas elektron dihambat oleh elcktron diluar inti akibat muatan negatif akan Illeillberikan sebagian energinya kepada atom dan selanjutnya memberikan pancaran elektron sekunder sebagai hasil dari suatu reaksi. Elcktron tcrsebut akan bcrinteraksi dengan atom lain, Illenghasilkan sClllburan clektron yang lebih banyak dan energinya akan discrap olch bahan yang diiradiasi. Encrgi yang diserap terscbut akan menghasilkan radikal bebas, schingga dapat menimbulkan reaksi kimia pada bahan yang dilaluinya. Oleh karena elcktron Illcrupakan salah satu komponen atom. maka sinar clcktron bersifat mutlak pembawa energil1ll. Mekanismc kerja dari MBE pada prinsip-nya adalah Illenyinari bahan pangan yang dilewatkan melalui elektron yang dihasilkan oleh mesin pemercepat elektron. Elektron yang dihasilkan tersebut meningkatkan kecepatan energi pada gclombang mikro yang mendekati kecepatan cahaya (186.000 mil/detik). Elektron yang dipercepat tersebut kemudian melepaskan energinya dan merusak mikroba perusak yang terbawa di dalam bahan pangan. Proses tersebut berlangsung sangat cepat, sehingga tidak meningkatkan suhu dan tidak Illeninggalkan residu pada bahan yangdiproses dengan teknik tersebut[121. Agar supaya proses iradiasi bahan pangan dengan MBE tidak timbul bau (radiation odour) akibat produksi ozone yang sebagian terserap kedalam bahan tersebut, maka proses kontrol terhadap produksi ozon akibat penyinaran dapat dicegah baik dengan cara dihisap keluar maupun dibuang dengan teknik lainl1lJ. Sekitar 1000 mesin berkas elektron telah dioperasikan diseluruh dunia baik untuk mengiradiasi bahan pangan maupun non pangan seperti polimer. produk kesehatan, pengamanan lingkungan dengan berbagai tujuan aplikasi yang berbeda. Iradiasi pad a bahan pangan dengan MBE ditujukan untuk menekan proses peillbusukan akibat kontaminasi mikroba, meningkatkan keamanan APLIKAS/ MES/N BERKAS ELEKTRON PADA /NDUSTR/ PANGAN
Zubaidah Irawati
pangan dan mempertahankan kualitas serta Illencegah kerusakan berlanjut selama penyilllpananl1J1. Iradiasi menggunakan elektron dipercepat (L1NAC) dengan energi sebesar 10 MeV, dan kekuatan (power) sebesar 10 kW telah diaplikasikan dalam skala komersial di Perancis sejak tahun 1990 untuk tujuan dekontaminasi bakteri Salmonella dan Staphylococcus pada daging unggas. Odessa di Ukrania, memanfaatkan MBE 1,2-1,5 MeV, 40 kW dcngan disain curah digunakan untuk disinfestasi biji-bijian pasca panen. Daging segar dan produk olahannya dalam bentuk beku diiradiasi di Amerika menggunakan MBE berenergi tinggi (10 MeV, 4 kW)1141. Berdasarkan tingkat energi yang dimiliki, MBE atau elektron dipercepat dapat digolongkan ke dalam 3 kategori yaitu : elektron energi rendah (low energy accelerators Isoft electrons : 150 keV - 2 MeV), elektron energi sedang (medium energy accelerators: 2,5 - 8 MeV) dan energi tinggi (high energy accelerators: > 9 MeV). Persia pan Iradiasi
Bahan Pangan
Dengan MBE
Sistim yang akan diterapkan di dalam proses iradiasi bahan pangan dengan MBE harus memperhatikan beberapa faktor yaitu : berat, volume dan jenis produk dan kemasan, ketebalan, ukuran/lebar. dosis yang diinginkan, bagaimana teknik penanganannya dan kondisi iradiasi (dosimetri, suhu bahan pangan, oksigen). Parameter lain yang perlu diperhatikan pada alat MBE adalah tegangan pemercepat, arus berkas (beam current) dan Iebar berkas paparan iradiasi (irradiation width).
a. MBE energi rendah (/50 keV - 2 MeV) Kemampuan penetrasi MBE ditcntukan oleh energi, oleh sebab itu MBE berenergi rendah memiliki daya tembus yang rendah pula. Berbeda halnya dengan sinar gamma dan MBE dengan energi tinggi, MBE energi rendah hanya memiliki kemampuan yang rendah untuk menembus permukaan bahan pangan, sedangkan sinar UV sarna sekali tidak memiliki kemampuan menembus meskipun hanya permukaannya. Meskipun demikian, MBEenergi rcndah dapat dimanfaatkan untuk tujuan sanitasi permukaan dan mengontrol serangga pad a bahan pangan dengan kadar air rendah seperti biji-bijian[l5] dan rempah-rempahI161. bibit, sayuran dan daun teh. Perkiraan beaya radiasi untuk tujuan menghambat pertunasan sebesar US$ 10.-/ton sedangkan untuk tujuan dekontaminasi mikroba berkisar antara lJS$ 50-200/tonI171. Pada umumnya MBE tegangan rendah menghamburkan berkas sinar yang terus menerus seperti gerimis (curtain type processor)1181.
89
Edisi khusus, Juli 2006
/SSN /4//-/349
HA Y ASHI dan TODORlKl[l9.20] telah melakukan pereobaan iradiasi bahan pangan kering (biji-bijian dan rempah-rempah) yang ditebarkan diatas nampan dan digerakkan dengan mesin rotator yang dilengkapi dengan alat vibrator dan pengoeok, kemudian diiradiasi dengan MBE energi rendah (300 keY) untuk tujuan dekontaminasi mikroba dan disinfestasi serangga. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa MBE dengan energi rendah dapat membasmi mikroba yang terdapat pada permukaan produk tersebut seperti biji-bijian, sayuran kering, rempah-rempah dan kaeang-kaeangan, serta polisakarida yang dihasilkan oleh produk perikanan[21] meskipun kualitasnya tidak mengalami penurunan yang berarti. Daya penetrasi MBE tersebut sangat dangkal sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada bahan apabila ukuran bahan sebagai salah satu persyaratan yang harus dipenuhi. Meskipun demikian, MBE energi rendah merupakan salah satu teknik dekontaminasi yang efektif yang hanya dapat diterapkan pada produk pangan berbentuk butiran dan teknologi tersebut dapat diaplikasikan dalam skala yang lebih besar'22.23J. Ditinjau dari aspek keamanan pangan, pembentukan komponen kimia selama iradiasi bijibijian berlangsung dapat dihilangkan dengan menghilangkan kulit luar atau dengan penggilingan, sehingga komponen terpisah dari bagian biji yang dapat dimakan (edible part). MBE energi rendah dapat pula meneegah infestasi serangga yang merusak benih tanpa berpengaruh pad a kualitas dan daya keeambah serta pertumbuhannya. Fasilitas MBE energi rendah tidak memerlukan alat pelindung yang tebal karena kapasitas penetrasinya rendah, sehingga dapat diletakkan bersamaan dengan fasilitas proses lain dan murah. Pada tahun 2000, industri rempah rempah telah meminta ijin legalisasi kepada pemerintah Jepang untuk mendirikan iradiator MBE[24J. h. MBE energ; sedang (2,5 - 8 MeV) lingg; (~10 MeV).
dan energ;
Elektron dipereepat diklasifikasikan ke dalam 2 metode yaitu metode menggunakan arus DC tegangan tinggi, dan metode yang menggunakan tegangan dengan frekuensi tinggi. Aplikasi di dalam industri, tipe mesin DC dipereepat lebih umum digunakan karena memiliki efisiensi konversi energi yang bagus, akan tetapi jenis elektron dipereepat (Linear Accelerator) dan Rhodotron 10 MeV (elektron panas seeara berulang ulang dipereepat pada bidang elektrik frekuensi tegangan tinggi) Icbih banyak digunakan untuk tujuan sterilisasi atau produk yang memerlukan penyinaran dengan penetrasi tinggi.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Edisi khl/sl/s. JI/Ii 2006: 87 - 94
KRITERIA PEMILIHAN SISTIM PROSES MBE Efektifitas penetrasi penyinaran bcrkas elektron bergantung pada tingkat energi yang dimiliki. MBE dengan energi rendah (:5 300 keY) dan sedang (300 keV-] MeV) hanya dapat digunakan untuk bahan yang tipis, karena elektron hanya mampu menembus ketebalan sekitar I mm. Pada umumnyajenis MBE tersebut digunakan lintuk keperluan sterilis.asi lapisan permukaan dan bahan pengemas saja. MBE dengan energi tinggi memproduksi elektron pada tingkat energi diatas I MeV. Sesuai dengan peraturan yang berlaku, kedalaman penetrasi pada bahan pangan yang disinari adalah 5 mm/MeV. Oleh karena itu, MBE dengan tingkat energi 2-10 MeV dapat digunakan untuk mengiradiasi bahan pangan dengan ketebalan maksimum 5 em untuk satu sisi, atau 10 em untuk dua sisi[4J. Sebelum proses iradiasi bahan pangan menggunakan MBE, perlu diperhatikan beberapa hal yaitu jenis bahan, keteba!an dan !ebamya, dosis yang dikehendaki, eara pengerjaan, dan kondisi iradiasi (udara dan lingkungannya). Kriteria lain untuk aplikasi MBE yang perlu juga diperhatikan adalah peningkatan tegangan (acceleration voltage), arus berkas (beam current), lebar berkas paparan iradiasi (irradiation width). Tegangan pemcrecpat berkaitan erat dengan kedalaman penetrasi yang diinginkan. Pada umumnya, kedalaman 60% penyinaran pada dosis relatif, merupakan ketebalan yang efektif, dengan specific gravity I. Dosis iradiasi (kGy) sangat bergantung pada arus berkas (mA), lebar berkas paparan iradiasi (em), keeepatan perlakuan, konveyor dan proses (em/detik), efisiensi iradiasi (umumnya sebesar 0,9) dan perbandingan energi terabsorpsi (MeV/g /em2)111].
Menurut T AKEHlSApol, operasiona! fasilitas MBE meneakup parameter peningkatan tegangan, arus berkas elektron, lebar scan, keeepatan konveyor, !aju alir dan distribusi serta densitas produk yang diproses. Berdasarkan parameter tersehut. iradiasi bahan pangan lebih etisien terutama dcngan ukuran kemasan yang berbcda. MBE bercncrgi tinggi (4-10 MeV)dapat digunakan pula untuk tujuan dckontaminasi mikroha pada rempah bubuk atau sayuran kcring, mengeliminasi patogen yang terbawa oleh daging beku atau prod uk perikanan[lO.13J. Pcrmasalahan yang timbul di dalam aplikasi MBE bertcnaga tinggi untuk satuan dosis yang dikehendaki yaitu mengiradiasi bahan pangan sampai ]0 kGy memerlukan 2 eara penanganan khusus yaitu sistim penanganan bahan yang eanggih seperti konveyor 90
/SSN /4/1-/349
Edisi khuSlls, Juli 2006
bcrkecepatan tinggi dengan mekanisme bongkar (ililloading) dan muat '(loading) dan keseragaman .dosis di dalam bahan pangan yang diproses oleh MBE. Kelemahan dalam aplikasi MBE untuk iradiasi pangan dengan ketebalan kemasan diatas 10 cm dapat diatasi dengan mengkonversikan Bremsstrahlung sinar X (maks, 5 MeV) dengan MBEf251
MESIN BERKAS ELEKTRON vs RADIONUKLIDA SEBAGAI SUMBER RADIASI PENGION Baik pada elektron dipercepat maupun fasilitas iradiator gamma merupakan proses radiasi yang saling melengkapi. Elektron dipercepat lebih baik diterapkan untuk mengiradiasi bahan yang tipis, pelapisan permukaan, laminasi, rata, ramping, tepung curah, cairan yang mengalir, atau produk cair yanf: memerlukan laju dosis tinggi secara terus menerus 26,27J,Iradiasi gamma lebih tepat diterapkan imtuk mengiradiasi produk dalam bentuk besar, densitas tinggi. dan di dalam wadah yang teba!. Pada kondisi tertentu, suatu produk dapat diiradiasi baik menggunakan MBE maupun iradiator gamma . Akan tetapi, ada beberapa hal yang perlu dipcrtimbangkan sebelum membangun instalasi kcdua jenis sumber radiasi pengion diantaranya ialah total beaya investasi, kontrol selama proses, ·dan hasil akhir yang diperoleh berkaitan dengan clisiensi dari kedua jenis sumber tersebut(28J serta berbagai keunggulan di dalam mengaplikasikan teknologi radiasi untuk meningkatkan kualitas bahan pangan itu sendiri[291. Beberapa kelebihan yang dimiliki oleh sumber radiasi pengion yang berasal dari MBE diantaranya adalah bahwa MBE memiliki kemampuan mengiradiasi yang tinggi, ekonomis dalam hal proses, dapat dengan mudah dinyalakan dan dimatikan, tidak mcluruh dan sumbernya tidak mcninggalkan sampah. lebih mudah diterima oleh masyarakat scbagai fasilitas iradiator. Akan tctapi MBE memiliki beberapa kelemahan diantaranya adalah memiliki parameter proses yang rumit yaitu tcgangan pemercepat (acceleration voltage), arus bcrkas clcktron (electron beam current), lebar scan (scan width), kecepatan konveyor (conveyor speed), hulk flow rate, distribusi produk (product distribution) dan densitas produk (bulk density). Etisicnsi proses dan distribusi dosis sangat bcrgantung pada seleksi parameter tersebut dan kombinasinya serta disesuaikan dengan konfigurasi produk atau bahan pangan di dalam kemasan yang umum digunakan adalah karton. MBE energi tinggi (5 MeV), hanya memiliki kemampuan penetrasi ke dalam produk yang diiradiasi sebesar 4g1em2( I0). APLIKAS/ MES/N BERKAS ELEKTRON PADA /NDUSTR/ PANGAN
Zubaidah Irawati
Konvcrsi berkas clcktron ke dalam sinar X mclalui Bremsstrahlung sesuai dengan batasan yang diperbolehkan, dapat meningkatkan kcmampuan daya tembus sehingga kelak dapat digunakan untuk mcngiradiasi bahan pangan dalam kapasitas dan skala kemasan yang lebih besar'2SI. Pad a disain iradiator yang baik, maka MBE, Cobalt-60 dan Cesium-l37 masing-masing darat mcneapai nilai cfisicnsi scbcsar 50%, 30% dan 20%•. Apabila bahan pangan diiradiasi dengan dosis 10 kGy, maka MBE dengan tenaga I kW mampu meng-iradiasi bahan pangan sebanyak 180kg. Cobalt-60 dengan kapasitas 67 kCi mampu mengiradiasi 108 kg dan Cesium-137 dengan kapasitas sumber 308 kCi mampu memproses 72kg. Parameter yang umumnya digunakan untuk mengiradiasi bahan pangan meliputi tujuan iradiasi, densitas pengemas, penanganan dan distribusi, serta keseragaman dosis. Pada iradiator yang khususnya menggunakan Cobalt-60 sebagai sumber radiasi pengion sinar gamma, ada 5 jenis disain dasar yaitu tipe kotak tote yang didisain bersama-sama dengan konligurasi sumber product overlapping agar pemanfaatan sumber Cobalt-60 lebih elisien; tipe karier agar diperoleh hasH maksimum; karier palet . lebih ditekankan untuk mengurangi jumlah pekerja; konveyor palet memiliki sistim operasi yang lebih praktis dan elisien; dan sumber horisontal yang banyak diaplikasikan untuk mengiradiasi produk daging dan ternak unggas[3ol. Selanjutnya, aspek ekonomi iradiasi bahan pangan\26. 30,31]dan penerimaan masyarakat tentang makanan iradiasi[32J baik menggunakan sumber radiasi pengion dari MBE dan radionuklida telah pula dibahas seeara rinci.
APLIKASI MBE DI INDONESIA SAA T INI Fasilitas Mesin Berkas Elcktron (MBE) untuk mengiradiasi bahan pangan di Indonesia khususnya untuk tujuan komersial sampai saat ini belum dibangun, sedangkan kcgiatan pcnelitian kearah aplikasi juga masih sangat tcrbatas. Meskipun penelitian yang dilakukan oleh anggota kelompok pengawetan makanan bcke~iasama dengan PTAPB-BATAN Yogyakarta masih dalam taraf pengkajian namun dilakukan secara intensit: sehingga diharapkan MBE yang diproduksi 'olch Pusat tersebut kelak dapat dikembangkan dan dimanfaatkan
untuk iradiasi bahan pangan.
PENUTUP Proses radiasi pengion baik mcnggunakan sumber listrik maupun radionuklida masing-masing 91
Ed~ikhusus,Juli
2006
memiliki keunggulan berbeda pada pnnslpnya ditujukan untuk meningkatkan keamanan, .mempertahankan kualitas bahan pangan selama penyimpanan. Kedua sumber terse but memiliki pula beberapa keunggulan teknologi antara lain ialah sumber yang digunakan bersifat ramah lingkungan, tidak menimbulkan radioaktif dan tidak meninggalkan residu apapun serta tidak meningkatkan suhu bahan yang disinari, kesegaran bahan tetap ter:iaga, dapat diaplikasikan untuk bahan pangan di dalam wadah yang menggunakan kemasan sensitif terhadap panas, efektif, praktis dan eitien serta aman untuk dikonsumsi. Oleh karena itu, iradiasi bahan pangan merupakan teknologi yang tepat dan akan lebih diperlukan khususnya dimasa depan atau pada saat konsumen semakin kritis dan lebih mempertimbangkan kualitas bahan pangan yang akan dikonsumsinya.
INFORMASI Pad a tanggal 26 Februari sid 3 Maret 2006 akan berlangsung pertemuan internasional (International Meeting on Radiation Processing/lMRP 2006), di Kuala Lumpur, Malaysia antara lain membahas teknologi dan aplikasi mesin berkas elektron untuk industri.
DAFT AR PUST AKA [I]
BELlTZ,H.D. and GROSCH,W., FOOD CHEMISTRY, 2nd edition. Translation from the Fourth German Edition by M. Burghagen et.al., Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Germany, 1999.
ISSN
[4] DIEHL, J.F., Safety of Irradiated Marcel Dekker,lnc., New York, 1990.
Are Becoming Increasingly Competitive with Isotope Sources, J. of Food Technology, July (1989) p. 84-89 and p. 97.'1'AKEHISA, M., Process and Product Control of Electron Beam (EB) Processing, Presented at IAEA/F AO Regional (RCA) Workshop on Electron Beam Processing for Food Irradiation 22 October - 2 November 1990, Japan (1990). [3] HARIY ADI, P., Peran Dan Potensi Mesin Berkas Electron (Electron Beam) Dalam Meningkatkan Keamanan Pangan, Dis~ikan Pada Seminar Pendayagunaan Hasil Litbangyasa IPTEK Nuklir V dan Bursa Teknologi, 12 Oktober 2004, Pusat Pendayagunaan IPTEK Nuklir (PPDlN), Badan Tenaga Nuklir Nasional (BAT AN) Jakarta, 2004.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Edisi khums, Juli 2006: 87 - 94
Foods,
[5] BRYNJOLFSSON, A., Interaction of GammaRays, X-Rays, and Fast Electrons With Food and Food Components. International Facility for Food Irradiation Technology, PO Box 230, 6700 AE Wageningen. The Netherlands, 1980. [6] ANOMYNOUS, Dosimetry For Food Irradiation, IAEA Technical Reports Series No. 409, International Atomic Energy Agency, Vienna, 2002. [7] ANONYMOUS, Fact About Food Irradiation, A Series of Fact Sheets From the International Consultative Group on Food Irradiation. International Atomic Energy Agency, Vienna. Austria, 1999. [8] ANONYMOUS, Codex General Standard for Irradiated Foods (Codex Stan 106-1983 -Rev. 1-2003) Codex Alimentarius Commission, Geneva, 2003. [9] ANONYMOUS,
Codex Recommended
Inter-
national Code of Practice for the Operation of Radiation Facilities Used for the Treatment of Foods (CAC/RCP 10-1979, Rev.I), Codex Alimentarius Commission, Vol. XV, Geneva, 1984. [10] TAKEHISA, M., Process and Product Control of Electron Beam (EB) Processing, Presented at IAEA/FAO Regional (RCA) Workshop on Electron Beam Processing for Food Irradiation, 22 October-2 November 1990, Japan, 1990. [II]
[2] BRYNJOLFSSON, A., Identification of Irradiated Foods: Linear Electron Accelerators
1411-1349
KASHIWAGl,M., Medium and High Energy Electron Beam Processing System, in Proceedings of the FNCA Workshop on Application of Electron Accelerator (Y oshii F and Kume T. eds.), January 28-February I. 2002, Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI). Takasaki, Japan, 2003 p. 72-85.
[12] GREGORY,S.R., Technology for Global Trends in Food, Dis~iikan Pada Seminar Nasional Teknologi Inovatif Pasca Panen Untuk Pengembangan Industri Berbasis Pertanian, 7-8 September 2005, Departemen Pertanian Bekerjasama Dengan Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor, 2005.
[13] 1'1'0,H., Application
of EB Processing For Food Irradiation, Takasaki Radiation Chemistry Research Establishment, Japan Atomic Energy Research Institute, Japan (tidak dipublikasikan). 92
Edisi khusus. Ju/i 2006
ISSN 14/1-1349
Proceedings of the FNCA 2002 Workshop on Application of Electron Accelerator Radiation System for Liquid Samples- 16-20 December 2002 (Yoshii F. and Kume T. cds.). Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI), Takasaki, Japan, October, 2003 pA247.
[14J MACHI, S., Application of Electron Accelerator Worldwide, in Proceedings of the rNCA Workshop on Application of Electron Accelerator (Yoshii F. and Kume T. eds.), January 28-February I, 2002, Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI), Takasaki, Japan, 2003, p.9-14. [15]
HAYASHI,T., IMAMURA,T., MIYANOSHITA, A. and TODORIKI, S., Control Insect Pests With Electrons, in Proceedings of the FNCA 2002 Workshop on Application of Electron Accelerator - Radiation System for Liquid Samples- 16-20 December 2002 (Yoshii F. alld Kume T. eds.), Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI), Takasaki, Japan, October, 2003, p. 98-107.
[22]
KUME, 1'., Outline of FNCA Project on Application of Electron Accelerator. in Proceedings of the FNCA Workshop on Application of Electron Accelerator (Y oshii F. and Kume T. eds.), January 28-February I, 2002, Japan Atomic Energy Rcsearch Institute (JAERI), Takasaki, Japan, 2003, p.3-8.
[23]
KUME, T., Outline of FNCA Project on in Application of Electron Accelerator" Proceedings of the FNCA 2002 Workshop on Application of Electron Accelerator Radiation System for Liquid Samples-(Yoshii F. and Kume T. eds.), 16-20 December 2002, Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI), Takasaki, Japan, 2003, pA-5.
[24]
SUNAGA, H., Application of EB in Japan, , in Proceedings of the FNCA Workshop on Application of Electron Accelerator (Y oshii r. and Kume T. eds.), January 28-February \, 2002, Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI), Takasaki, Japan, 2003, p.17-20.
[25]
ANONYMOUS, The Development of X-Ray Machines For Food Irradiation, Proceedings of a consultants' meeting, 16-18 October 1995, Vienna, Austria, 1995.
[26]
MORRISON, R.M., An Economic Analysis of Electron Accelerators and Cobalt-60 For
[16] JAY,J..M., Modern Food Microbiology, 5-th edition, Chapman & Hall, International Thomson Publishing, New York, USA, 1996. [17]
[18]
[19]
[20]
[21]
IRA WATI,Z., Iradiasi Pangan Dengan Mesin Ber/ws Electron, Risalah Seminar nasional VIII "Kimia dalam Pembangunan", JASAKIAI, Hotel Grand Mercure Yogyakarta, 26-27 April 2005 (2005) hal. 72-77. OCHI, M., Low Voltage Electron Beam Accelerators, in Proceedings of the FNCA Workshop on Application of Electron Accelerator (Yoshii F. and Kume T. eds.), January 28-February I, 2002, Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI), Takasaki, Japan, 2003, p.61-71. HAYASHI, T. and TODORIKI, S., Treatment of Foods With Soft Electrons (Low Energy Electrons), in Proceedings of the FNCA Workshop on Application of Electron Accelerator (Yoshii F. and Kume T. eds.), January 28-February I, 2002, Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI), Takasaki, Japan, 2003, p.100-1 07. HAY ASHI,T. and SUZUKI,S.T., Low Energy Electron Irradiation of Food For Microbial Control, in : Irradiation for Food Safety and Quality (P. Loaharanu and P.Thomas eds.) Proceedings of FAO/IAEA/WHO International Conference on Ensuring the Safety and Quality of Food through Radiation Processing, Technomic Publishing Co., Inc., Lancaster, Pennsylvania. USA, 2001, p. 118-128. YOSHII, r., NAGASAWA, N., KUME,T., Y AGI, T., ISHII, K., RELLEVE, L.S., PUSPITASARI, T., QUYNH, T..M., LUAN,L.Q. HIEN,N.Q., Radiation Degradation of Marine Polysaccharides by Low Energy Electron Beam, Country Report : Japan -Part 2, in
APLIKASI PANGAN
MESIN BERKAS ELEKTRON
Zubaidah Irawati
PADA INDUSTRI
Irradiating Food, Economic Research Service , United States Department of Agriculture, Technical Bulletin No. 1762, 1989, p.I-38. [27]
DANU,S., The Use of Low Energy Electron Accelerator For Processing of Liquid Matter in Indonesia, Indonesia Country Report, in Proceedings of the FNCA 2002 Workshop on Application of Electron Accelerator-Radiation System for Liquid Samples- 16-20 December 2002 (Yoshii F. and Kume T. eds.), Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI), Takasaki, Japan, October, 2003, p.51-56.
[28]
UP A THUM, C. S., Current and Future Industrial Application of Electron Accelerators in Thailand, in Proceedings of the rNCA Workshop on Application of Electron Accelerator (Yoshii F. and Kume T. cds.), January 28-February I, 2002, Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI). Takasaki, Japan, 2003, pA9-53. 93
/SSN /./11-/349
Edisi khll.ms. JlIli 2006
(29)
DIEHL, IF., Achievements in Food Irradiation During the 2(jh Century, in : Irradiation for Food Safety and Quality (P. Loaharanu and P.Thomas eds.) Proceedings of FAO/IAEAI WHO International Conference on Ensuring the Safety and Quality of Food through Radiation Processing, Technomic Publishing Co., Inc., Lancaster, Pennsylvania, USA, 200 I, P 1-8.
[30]
KUNSTADT, P., Economics of Food Irradiation. in : Irradiation for Food Safety and Quality (P. Loaharanu and P.Thomas eds.) Proceedings of FAO/IAEA/WHO International Conference on Ensuring the Safety and Quality of Food through Radiation Processing, Tcchnomic Publishing Co., Inc., Lancaster, Pennsylvania, USA, 2001, p. 129-157.
I'rosiding I'ertemuan dan Presentasi IImiah Tekn%gi Akse/erator dan Aplikasinya Edisi khusus. Juli 2006: 87 - 94
[31]
CLELAND,M.R., HERER,A.S. and COKRAGAN, A., Economics of Machine Sources for
Irradiation of Food, in : Irradiation for Food Safety and Quality (P. Loaharanu and P.Thomas eds.) Proceedings of FAO/IAEA/ WHO International Conference on Ensuring the Safety and Quality of Food through Radiation Processing, Technomic Publishing Co., Inc., Lancaster, Pennsylvania, USA. 200 I, p.158-168. [32] NA YGA Jr., R.M .. POGHOSY AN. A. and NICHOLS, J., Will Consumers Accept Irradiated Food Products? International Journal of Consumer Studies, 28.2, March, 2004. p. 178185.
94
