A. SARANA PRODUKSI
1. Lini Persiapan Bahan Baku
a. Proses penyangraian biji kakao (roasting)
Proses penyangraian biji kakao merupakan proses yang pertama kali dilakukan dalam mempersiapkan bahan baku cokelat yang dibutuhkan untuk produksi permen cokelat ‘Jimbarwana’. Proses ini dilakukan untuk membentuk aroma dan citarasa khas cokelat dari biji kakao dengan perlakuan panas, memperoleh kadar air yang sesuai dengan yang disyaratkan (maksimal 7 %).
Mesin penyangrai mempunyai kecepatan putar 20 rpm ke kiri dengan bahan bakar minyak tanah. Mesin ini mempunyai 3 burner yang terletak di bawah disusun secara berjajar. Untuk ke proses selanjutnya, biji kakao yang telah disangrai didinginkan terlebih dahulu dengan mengaduknya secara manual dengan sendok kayu. Proses pendinginan dilakukan sampai biji kakao bersuhu hangat- hangat kuku (sekitar 36-37oC).
Suhu proses yang digunakan adalah 130oC (Tsetting). Namun,
pada kenyataannya selama proses berlangsung suhu yang terbaca berfluktuasi antara 115oC hingga 130oC. Karena tidak tersedia alat untuk pengukuran kadar air, titik akhir proses diketahui dengan memecahkan sampel biji kakao yang disangrai secara manual. Jika kondisi sampel biji kakao mudah untuk dipecahkan kulit dan nibnya dengan jari (cracking), maka proses penyangraian dianggap sudah mencukupi. Tabel 3 menunjukkan hasil pengamatan proses
penyangraian biji kakao setelah periode tertentu. Hasil pengamatan tersebut menunjukkan bahwa biji kakao yang disangrai selama 50 menit mudah untuk dilakukan cracking.
Tabel 3. Pengamatan proses penyangraian biji kakao setelah periode tertentu
Waktu Proses Kondisi Biji Kakao
10 menit Biji kakao masih basah 20 menit Biji kakao masih basah 30 menit Biji kakao masih agak basah
40 menit Biji kakao agak kering, tetapi masih sulit untuk dilakukan cracking
50 menit Biji kakao telah kering, mudah dilakukan cracking, aroma harum
Hasil pengamatan terhadap kesetimbangan massa proses ini menunjukkan bahwa dengan massa input sebesar 9.4 kg akan menghasilkan massa output sebesar 9.0 kg. Jadi, massa yang hilang selama proses ini (process loss) adalah 0.4 kg atau 400 gram. Sehingga, persentase rendemen proses ini adalah 95.74 %. Kehilangan massa diasumsikan terjadi akibat penguapan air dari biji kakao dan pengambilan biji kakao untuk sampel kecukupan proses tiap 10 menit.
b. Proses pemecahan nib dan pemisahan nib (deshelling)
Proses pemecahan nib dan pemisahan kulit dilakukan untuk mendapatkan hanya nib saja sebagai bahan baku pembuatan permen cokelat ‘Jimbarwana’. Prinsip mesin desheller yang digunakan adalah melontarkan biji kakao dengan kecepatan putar yang tinggi sehingga nib terbentur dan pecah. Pemisahan nib dan kulit menggunakan prinsip beda berat jenis. Sehingga dengan bantuan blower, kulit yang mempunyai berat jenis lebih rendah dibandingkan nib akan tertiup lebih jauh. Kecepatan aliran udara yang dihasilkan blower dapat
dikontrol dengan mengatur panjang kolom udara. Panjang kolom udara yang digunakan adalah 4.5 cm dari maksimal panjang 5.3 cm. Dengan lebar kolom adalah 3.5 cm, maka luas kolom udara adalah 15.75 cm2. Suhu input adalah hangat-hangat kuku (berkisar antara 36-37oC) dengan suhu alat adalah suhu ruang (berkisar antara 24-25oC). Waktu yang dibutuhkan untuk proses ini dengan massa input sebesar 9 kg adalah 70 menit.
Hasil pengamatan terhadap kesetimbangan massa proses ini menunjukkan bahwa dengan massa input sebesar 9.0 kg akan menghasilkan massa output sebesar 8.6 kg (7 kg berupa nib dan 1.6 kg berupa kulit). Jadi, massa yang hilang selama proses ini (process loss) adalah 0.4 kg atau 400 gram. Sehingga, persentase rendemen kasar (nib dan kulit) proses ini adalah 95.55 % dan persentase rendemen bersih (nib) adalah 77.78 %. Kehilangan massa diasumsikan terjadi akibat reevaporasi (ketika proses pendinginan) dan terbuang ke lingkungan (out of machine). Berikut adalah perhitungan kecepatan input (biji kakao yang telah disangrai) dan kecepatan output (nib).
Tabel 4 menunjukkan perhitungan kecepatan input dan output proses ini. Data tersebut menunjukkan bahwa rata-rata massa input periodik adalah 347 gram dengan kecepatan 3.8 g/detik dan rata-rata massa nib periodik adalah 270 gram dengan kecepatan 3.0 g/detik. Rata-rata kehilangan massa berupa kulit per periodik adalah 77 gram per 347 gram atau setara dengan 22.19 %.
Tabel 4. Perhitungan kecepatan input dan output proses deshelling
Ulangan minput (gram) mnib (gram) mkulit (gram) trelatif (detik) νinput (g/detik) νnib (g/detik) 1 350 280 70 100 3.5 2.8 2 340 260 80 91 3.7 2.9 3 350 270 80 83 4.2 3.2 Х 347 270 77 3.8 3.0
c. Proses pembersihan nib (cleaning)
Proses pembersihan nib ini dilakukan untuk menghilangkan bagian kulit yang ikut terbawa dalam nib pada proses sebelumnya (deshelling). Proses pembersihan ini dilakukan secara manual dengan mengandalkan keterampilan tangan dan mata. Dari pengamatan yang dilakukan, diketahui bahwa dengan jumlah pekerja yang terlibat sebanyak 3 orang dibutuhkan waktu proses selama 30 menit untuk massa nib 7000 gram.
Dengan demikian, kecepatan pembersihan adalah 7000 gram per 30 menit, yaitu 233.33 g/min. Dan kecepatan per pekerja relatif adalah 77.78 g/min/orang. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa dari 7000 gram input, massa nib bersih adalah 6985 gram dan massa kulit yang terbawa hanya 15 gram. Atau dengan kata lain, rendemen nib bersih adalah 99.78 %. Hal ini menunjukkan bahwa proses sebelumnya (deshelling) telah cukup baik dalam memisahkan nib dan kulit.
d. Proses pemastaan nib (nib grinding)
Proses pemastaan nib kakao dilakukan untuk menghancurkan dan menghaluskan nib menjadi bentuk pasta. Karena sel dalam nib hancur, maka minyak yang terperangkap dalam nib pun dapat diekstrak. Proses pemastaan ini dilakukan dua kali. Mesin pemasta ini dikondisikan dengan besar kolom input adalah 70 x 4 mm. Panjang pipa giling adalah 28 cm dengan diameter 10 cm.
Waktu yang diperlukan untuk proses pemastaan pertama adalah 163 menit (termasuk 4 menit untuk membersihkan pasta yang tertinggal di akhir proses) untuk massa input 6985 gram. Input diproses secara periodik setiap 1 kg. Tabel 5 menunjukkan pengukuran kecepatan input nib proses pemastaan pertama. Kecepatan input nib rata-rata mesin pemasta kasar adalah 41.72 gram per menit. Dan waktu yang diperlukan untuk proses pemastaan kedua adalah 53 menit (termasuk 5 menit untuk membersihkan pasta yang tertinggal di akhir
proses). Dengan demikian, total waktu yang dibutuhkan untuk proses pemastaan nib menjadi pasta cokelat adalah 216 menit.
Tabel 5. Pengukuran kecepatan nib proses pemastaan
Ulangan Waktu/kg (menit) νinput (g/min) 1 24 41.67 2 23 43.48 3 25 40.00 Rataan 41.72
Hasil pengamatan terhadap kesetimbangan massa proses ini menunjukkan bahwa dengan massa input sebesar 6985 gram akan menghasilkan massa output sebesar 6880 gram. Jadi, massa yang hilang selama proses ini (process loss) adalah 105 gram. Sehingga, persentase rendemen proses ini adalah 98.50 %. Kehilangan massa diasumsikan terjadi akibat masih ada bagian kulit yang terbawa sehingga dilakukan pembersihkan ulang (recleaning), terbuang ke lingkungan (out of machine), ada bagian pasta yang tertinggal di selongsong pipa pemasta, dan ada bagian pasta yang menempel pada alat bantu proses, seperti sendok.
e. Proses pengempaan pasta cokelat (pressing)
Proses pengempaan ini dilakukan untuk memperoleh lemak cokelat yang kemudian akan digunakan sebagai salah satu bahan baku pemen cokelat ‘Jimbarwana’. Alat presser yang digunakan merupakan tipe manual, yaitu untuk mendapatkan kondisi tekanan tertentu digunakan pompa yang digerakkan secara manual. Tekanan yang digunakan selama proses (Pgauge) adalah 200 bar (atau sekitar 2900 psi). Tabung input yang digunakan mempunyai diameter luar (do) 16 cm dan diameter dalam (di) 13 cm dan tinggi 13 cm. Tabung ini maksimal dapat diisi input pasta cokelat sebesar 500 gram.
Tabel 6 menunjukkan data uji kempa dengan dua ulangan yang digunakan sebagai sampel untuk memprediksikan banyaknya lemak cokelat keseluruhan dari pasta cokelat proses sebelumnya. Data tersebut menunjukkan bahwa alat presser mempunyai efisiensi proses yang rendah, karena hanya mampu mengekstrak lemak cokelat 55.56 % dari jumlah yang seharusnya. Rendahnya efisiensi alat ini diasumsikan terjadi akibat proses yang dilakukan masih manual, sehingga tekanan yang dapat dicapai terbatas. Selain itu, pondasi alat yang tidak kuat juga membatasi pemberian tekanan yang lebih dari 200 bar (alat dapat menjadi rusak). Akibatnya, lemak cokelat yang mampu terekstrak hanya sedikit dan masih banyak lemak cokelat yang tertinggal di bungkil.
Tabel 6. Data uji kempa dengan massa input 300 gram
Varibel Uji Kempa I Uji Kempa II
minput 300 gram 300 gram
mbungkil 250 gram 250 gram
mlemak cokelat 50 gram 50 gram
volumelemak cokelat 65 ml 60 ml
densitaslemak cokelat 0.77 g/ml 0.83 g/ml
%lemak cokelat rill 16.67 % 16.67 %
%lemak cokelat seharusnya Min. 30.00 % min 30.00 %
Efisiensi proses (η) 55.56 % 55.56 %
tpersiapan 2 menit 2 menit
tproses 37 menit 36 menit
ttotal 39 menit 38 menit
Tabel 7 menunjukkan prediksi kesetimbangan massa proses pengempaan jika seluruh massa pasta cokelat sebesar 6880 gram hasil proses sebelumnya (nib grinding) yang digunakan sebagai input. Data tersebut menunjukkan bahwa untuk memproses pasta cokelat menjadi lemak cokelat sebanyak 6880 gram dibutuhkan waktu total selama 14
jam 55 menit. Jika diasumsikan setiap hari alat presser hanya mampu bekerja selama 3 jam, maka dibutuhkan 5 hari kerja untuk memproses 6880 gram pasta cokelat menjadi lemak cokelat.
Tabel 7. Kesetimbangan massa proses pengempaan 6880 g pasta cokelat
Varibel Rataan Uji Kempa Scaling-Up
minput 300 gram 6880 gram
mbungkil 250 gram 5733 gram
mlemak cokelat 50 gram 1147 gram
volumelemak cokelat 62.5 ml 1433.75 ml
tpersiapan 2 menit 46 menit
tproses 37 menit 849 menit
ttotal 39 menit 895 menit
(14 jam 55 menit)
f. Proses pengayakan gula halus dan susu bubuk fullcream (sieving)
Proses pengayakan gula halus dan susu bubuk fullcream untuk bahan baku permen cokelat ‘Jimbarwana’ sebenarnya tidak umum dilakukan. Namun, karena gula halus yang digunakan tidak fine seperti yang disyaratkan, maka proses pengayakan menjadi perlu untuk dilakukan.
2. Lini Produksi Permen Cokelat ‘Jimbarwana’