Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April hingga bulan Mei 2014 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah kopi arabika, rotor, stator, baut, mur, sekrup, mata pisau bentuk linear, mata pisau bentuk lengkung, mata pisau bentuk segitiga dan mata pisau bentuk setengah lingkaran.
Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat pengupas kulit kopi mekanis, alat tulis, stopwatch, kalkulator, komputer, timbangan dan kamera.
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode perancangan percobaan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan dua faktor yaitu jarak rotor dan variasi bentuk mata pisau.
1. Faktor jarak rotor pada alat pengupas kulit kopi mekanis: J1 = 0,8 cm
J2 = 1,0 cm J3 = 1,2 cm J4 = 1,4 cm
2. Faktor variasi bentuk mata pisau pada alat pengupas kulit kopi mekanis: M1 = Mata pisau bentuk linear
M2 = Mata pisau dengan bentuk lengkung M3 = Mata pisau dengan bentuk segitiga
M4 = Mata pisau dengan bentuk setengah lingkaran
Banyaknya ulangan pada masing-masing perlakuan sebanyak tiga kali ulangan. Sehingga kombinasi perlakuan (tc) sebanyak 4x4 = 16, maka jumlah ulangan minimum perlakuan (n) adalah:
Tc (n-1) ≥ 15 16 (n-1) ≥ 15 16n- 16 ≥ 15 16n ≥ 31 n ≥ 1,93 n ≈ 2
Pada penelitian ini jumlah ulangan dilakukan sebanyak 3 (tiga) kali maka kombinasi perlakuan ada 16 (enam belas), yaitu:
1. J1M1 5. J2M1 9. J3M1 13. J4M1 2. J1M2 6. J2M2 10. J3M2 14. J4M2 3. J1M3 7. J2M3 11. J3M3 15. J4M3 4. J1M4 8. J2M4 12. J3M4 16. J4M4
Model Rancangan Penelitian
Model rancangan penelitian yang akan digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL) faktorial
Yijk= µ + αi + βj+ (αβ)ij +εijk... (1)
Yijk = Hasil pengamatan dari faktor J pada taraf ke-i dan faktor M pada taraf
ke-j dan ulangan ke-k. µ = efek nilai tengah
αi = efek dari faktor J pada taraf ke-i
βj = efek dari faktor M pada taraf ke-j
(αβ)ij = efek interaksi dari faktor J pada taraf ke-i dengan faktor M pada taraf
ke- j
εijk = efek galat dari faktor J pada taraf ke-i dengan faktor M pada taraf ke-j
dengan ulangan ke-k Komponen Alat
Alat pengupas kulit kopi mekanis ini mempunyai beberapa komponen penting yaitu :
1. Rangka alat
Rangka alat ini berfungsi sebagai penyokong komponen-komponen alat lainnya, yang terbuat dari besi siku. Alat ini mempunyai panjang 65 cm, tinggi 126 cm, dan lebar 65 cm.
2. Motor bakar
Motor bakar berfungsi sebagai sumber tenaga mekanis (penggerak) dengan daya 5,5 HP.
3. Saluran masukan (hopper)
Saluran masukan berfungsi untuk memasukkan buah kopi yang akan di kupas ke dalam silinder.
Saluran keluaran yang berfungsi untuk menyalurkan biji kopi yang sudah terpisah dari kulit buahnya ke tempat penampungan yang telah disediakan. 5. Saluran kulit kopi
Saluran keluaran yang berfungsi untuk mengeluarkan kulit kopi yang sudah terpisah dari biji kopi.
6. Rotor
Rotor adalah silinder berputar yang mempunyai permukaan bertonjolan yang berfungsi untuk mendorong buah kopi menuju stator. Rotor terbuat dari bahan silinder yang berlapiskan stainless steel dengan ukuran diameter 18 cm dan panjang 20 cm.
7. Stator
Stator adalah permukaan plat atau pisau yang diam. Komponen alat yang terbuat dari pipa besi dilapisi dengan stainless stell yang berfungsi mengupas kulit kopi.
8. Poros putaran
Poros putaran ini merupakan poros yang berada di dalam silinder. Poros putaran berfungsi untuk memutar silinder yang terhubung dengan motor bakar menggunakan pulley dan v-belt.
9. Puli pengupas
Puli pengupas merupakan komponen alat yang memutar rotor baik yang digerakkan oleh motor bakar maupun tenaga manusia.
Persiapan Penelitian
1. Menyiapkan bahan untuk membuat mata pisau (stator) yaitu pipa besi dan stainless steel.
2. Melakukan pengukuran terhadap pipa besi dan stainless steel dengan ukuran yang ditentukan.
3. Memotong pipa besi dan stainless steel yang telah diukur membentuk stator.
4. Membentuk stainless steel seperti bentuk segitiga, bentuk setengah lingkaran dan bentuk lengkung sebagai mata pisau.
5. Memasang stainless steel yang sudah dilubangi pada pipa besi yang sudah membentuk stator.
6. Memasang stator pada rangka alat. B. Pemasangan mata pisau
1. Memasang mata pisau pada alat. 2. Mengatur jarak antara rotor dan stator. C. Persiapan bahan
1. Menyiapkan buah kopi yang akan dikupas kulitnya. 2. Membersihkan buah kopi dari kotoran.
3. Menimbang bahan (buah kopi) yang akan dikupas. 4. Bahan siap untuk dikupas.
Prosedur Penelitian
1. Memasang unit pengupas stator sesuai rancangan. 2. Menimbang kopi arabika sebanyak 1 kg.
3. Mengatur jarak celah antara rotor dan stator sesuai dengan ukuran yang diamati.
4. Menghidupkan alat pengupas kulit kopi mekanis. 5. Melakukan pengamatan parameter.
6. Melakukan pengulangan sebanyak 3 kali. Parameter Penelitian
Kapasitas efektif alat (kg/jam)
Pengukuran kapasitas alat dilakukan dengan membagi banyaknya buah kopi yang terkupas (kg) terhadap waktu yang dibutuhkan untuk melakukan pengupasan (jam). Pengukuran kapasitas alat ditentukan dengan:
Kapasitas efektif alat = Berat kopi yang terkelupas (kg)
Waktu pengupasan (jam) ... (2)
Persentase buah tidak terkupas
Kriteria buah kopi yang tidak terkelupas yaitu buah kopi yang masih utuh beserta kulitnya keluar dari lubang pengeluaran biji.
Pengukuran persentase bahan yang tidak terkelupas dapat ditentukan dengan:
Buah kopi yang tidak terkelupas (%) =Berat kopi yang tidak terkelupas (kg)
Berat kopi awal (kg) x100%
... (3) Persentase biji kopi pecah
Kriteria biji kopi pecah yaitu biji kopi yang keluar dari pengeluaran biji tidak utuh ataupun bijinya sudah mengalami kerusakan (retak).
Pengukuran persentase biji kopi yang pecah dapat ditentukan dengan:
Biji kopi yang pecah (%) = Berat kopi yang pecah (kg)
Berat kopi awal (kg) x 100 %...(4)
Persentase biji keluar di pengeluaran kulit buah
menyebabkan tambahan pekerjaan bagi petani yaitu untuk memisahkan biji dengan kulit.
Pengukuran persentase biji kopi keluar dari pengeluaran kulit buah dapat ditentukan dengan:
Biji kopi keluar di pengeluaran kulit (%)=
Biji kopi keluar di pengeluaran kulit (kg)
Berat kopi awal (kg) x 100 %...(5)
Persentase kulit buah keluar di pengeluaran biji
Kulit kopi terkadang terikut keluar pada pengeluaran biji. Hal ini menyebabkan tambahan bagi para petani yaitu untuk memisahkan kulit dan biji.
Pengukuran persentase kulit kopi keluar di pengeluaran biji dapat ditentukan dengan:
Kulit kopi keluar di pengaluaran biji (%) =
Berat kulit kopi yang keluar di pengeluaran biji (kg)