Adakah Fisika Saat Mengulek Bumbu Pakai Cobek?

Mungkin sekarang sudah jarang ditemui orang mengulek bumbu dengan cobek. Hampir semua bumbu telah dirjual dalam bentuk bubuk kemasan. Tinggal memilih merek yang mana. Gambar 1 adalah contoh bumbu dapur bentuk kemasan bubuk.

Gambar 1 Contoh bumbu dapur bubuk bentuk kemasan

Mengulek bumbu dari bentuk asal menjai bubuk adalah pekerjaan yang luar bisa berat. Bisa puluhan menit untuk mengubah biji merica menjadi bubuk merika dan itu tidak lagi disukai oleh generasi sekarang. Yang masih menggunakan cobek biasanya para penjual gado-gado. Dan itupun digunakan untuk melakukan campuran akhir bumbu gado-gado yang sebenarnya sudah halus. Apalagi bumbu gado-gado siap pakai sudah dibuat dalam kemasan juga.

Kalaupun terpaksa harus mengulek, maka yang digunakan adalah blender. Pemutar kecil blender digunakan untuk menghancurkan bumbu-bumbu yang keras. Pemutar besar digunakan untuk membuat jus. Jadi, klop sudah bahwa sebentar lagi cobek tinggal kenangan.

Mengulek dengan cobek sebenarnya adalah proses teknologi yang dikenal dengan milling. Cobek adalah alat milling paling sederhana yang mangandalkan energi dari tangan untuk menghancurkan benda. Teknologi miling modern berupa silinder raksasa yang berotasi secara otomatis dan dapat mengubah bahan menjadi bubuk dalam waktu singkat dan jmlah besar. Bubuk sachet yang dijual di pasar adalah hasil teklonog miling tersebut.

Jadi pertanyaan, mengapa sih mengulek bubuk sangat lama? Dan makin lama diulek kelihatanya gak berubah-ubah ukurannya. Di awal-awal kelihatanyya cepat, tetapi lama-lama seperti gak berubah-ubah. Kita coba lihat secara rumus fisika mengapa demikian ya?

Perhatikan Gambar 2. Jika partikel yang memiliki diameter \( D_n \) diberikan energi untuk memecah partikel tersebut sebesar \( U_n \) maka diameter akhir \( D_{n+1} \) yang dihasilkan dapat diprediksi dengan persamaan Kick

\( U_n = K \ln \left ( { {D_{n}} \over {D_{n+1}} } \right ) \)

atau

\( D_{n+1} = D_n e^{-U_n/K} \)

dengan

\( K \) dinamakan konstanta Kick

Gambar 2 Partikel yang diberi energi dapat pecah menjadi beberapa partikel yang lebih kecil

Misalkan gaya yang diberikan oleh anak ulekan adalah konstan \( F_0 \). Jika telah hasilkan \( N \) partikel masing-masing dengan jari-jari \( R \) maka satu partikel menerima gaya sebesar \( F=F_0 / N \). Jumlah partikel berbanding terbalik dengan luas penampang satu partikel, atau

\( N \propto {1 \over {\pi R^2}} \)

Dengan demikian

\( F \propto F_0 R^2 \)

Gaya yang diberikan membuat partikel mengalami deformasi sejauh \( d \) yang memenuhi persamaan [https://en.wikipedia.org/wiki/Contact_mechanics]

\( d = {\left ( {{9 F^2} \over {16 E^2 R}} \right )}^{1/3} \)

dengan

\( {1 \over E} = {{1-\nu_1^2} \over E_1} + {{1-\nu_2^2} \over E_2} \)

Lihat Gambar 3 sebagai ilustrasi.

Gambar 3 Gaya yang diberikan pada partikel menyebabkan deformasi pada permukaan kontak partikel

Pada persaman di atas, \( E_1 \) adalah modulus elastik bahan anak ulekan, \( \nu_1 \) adalah Poisson ratio bahan anak ulekaan, \( E_2 \) adalah modulus elastik bumbu yang diulek, \( \nu_2 \) adalah Poisson ratio bumbu yang diulek. Dari sini kita dapatkan bahwa deformasi partikel memenuhi

\( d \propto R \)

Energi yang diberikan kepada partikel diasumsikan memenuhi persamaan

\( U = F d \propto R^3 \propto D^3 \)

Dengan demikian, diameter partikel pada berbagai ulekan memenuhi persamaan

\( D_{n+1} = D_{n} e^{- \gamma D_n^3} \)

dengan

\( \gamma \) adalah konstanta baru yang kita kenalkan.

Gambar 4 adalah contoh perhitungan perubahan diameter partikel yang diulek. Tampak bahwa di awal, ukuran partikel berubah cepar sekali. Namun, setelah diulek cukup lama, ukuran partikel berubah sangat lambat. Di sinilah yang membuat orang “jengkel”. Kok gak halus-halus sih?

Gambar 4 Contoh perhitungan perubahan diameter partikel yang diulek. Kita menggunakan dua nilai \( \gamma \) yang berbeda. Nilai yang besar dimiliki oleh partikel yang lunak.

Jika merasa bermanfaat, silakan share dan like:

3 thoughts on “Adakah Fisika Saat Mengulek Bumbu Pakai Cobek?

  1. untuk ball mill bagaimana Prof – khan mirip mirip juga – gerakannguleg diganti gerak rotasi, uleg annya diganti bola bola yang keras – bagaimanaa hubungan kekerasan bola penguleg engan kekerasan bahan yang mau dihaluskan –
    Hanupis pencerahannana

  2. Untuk ball milling, serupa juga penjelesaannya. Kalau pada ball miling, energi diperoleh dari bola yang jatuh menimpa bahan. Kalau di sini dari gaya tekan oleh tangan. Kekuatan bahan masuk pada modulus elastisitas masing-masing bahan. Pada persamaan di atas, dianggap konstan utuk ulekan dan bumbu yang tertentu. tetapi yang ingi diperlihatkan di sini adalah makin lama kita makin sulit menghasulkan bumbu. Pada proses milling juga sama. Makin lama makin sulit menghaluskan material karena diperlukan enegri yang makin besar jnika ukuran material makin kecil.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *