A. SARANA PRODUKSI
2. Lini Produksi Permen Cokelat ‘Jimbarwana’
Proses yang pertama kali dilakukan dalam produksi permen cokelat ‘Jimbarwana’ adalah mencampur seluruh bahan baku, yaitu pasta cokelat, lemak cokelat, gula halus, dan susu bubuk fullcream (lesitin dan vanilli ditambahkan pada proses konsing). Data produksi permen cokelat ‘Jimbarwana’ dari tanggal 4 April 2007 hingga 11 Februari 2008 pada Lampiran 5 menunjukkan bahwa telah terjadi variasi rasio formulasi bahan baku yang digunakan. Hal ini terjadi
karena tim produksi kurang memahami pengertian rasio formulasi bahan baku. Pengertian rasio yang diketahui adalah bahwa jika pasta cokelat ditambah 500 gram, maka penambahan yang sama sebesar 500 gram juga dilakukan pada lemak cokelat, susu bubuk, dan gula halus. Akibatnya, adalah tidak salah apabila produk permen ‘Jimbarwana’ menjadi tidak standar dari waktu ke waktu. Setelah dikonfirmasi ke pihak Puslit Kopi dan Kakao Jember, diperoleh informasi pada Tabel 8 mengenai rasio formulasi bahan baku permen cokelat yang direkomendasikan.
Tabel 8. Rasio formulasi bahan baku permen cokelat rekomendasi Puslit Kopi dan Kakao Jember
Bahan Baku Rasio Massa adonan 4000 g
Pasta cokelat 25.0 % 1000 gram
Lemak cokelat 25.0 % 1000 gram
Gula halus 27.0 % 1080 gram
Susu bubuk fullcream 23.0 % 920 gram
Lesitin 0.3 % 12 gram
Vanilli 1 bungkus 3 gram
Total 100.3 % 4015 gram
Pengamatan proses produksi ini menggunakan formulasi untuk massa adonan 4000 gram. Sehingga, dibutuhkan pasta cokelat, lemak cokelat, gula halus, susu bubuk fullcream, lesitin, dan vanilli masing- masing adalah 1000 gram, 1000 gram, 1080 gram, 920 gram, 12 gram, dan 3 gram. Proses pencampuran pada produksi permen cokelat ‘Jimbarwana’ sebelumnya dilakukan secara manual dengan alat bantu sendok. Namun, untuk kali ini proses pencampuran dilakukan dengan alat bantu hand-mixer. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan kondisi adonan yang lebih homogen. Kecepatan hand-mixer yang digunakan adalah 1-2-3. Suhu proses adalah suhu ruang (berkisar antara 24-25oC).
Wadah adonan adonan adalah kotak plastik dengan dimensi panjang x lebar x tinggi adalah 36 x 24 x 13 cm.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa proses ini membutuhkan waktu selama 90 menit. Tinggi adonan dalam wadah kotak adalah 4.5 cm. Urutan proses pencampuran adalah sebagai berikut. Pasta cokelat dan lemak cokelat yang telah ditimbang dicampur bersama dengan hand-mixer sampai homogen. Kemudian, ke dalam adonan sedikit demi sedikit ditambahkan gula halus dan susu bubuk fullcream yang sebelumnya telah diayak. Pencampuran terus dilakukan hingga diperoleh adonan yang homogen. Bahan tambahan lesitin dan vanilli tidak ditambahkan pada proses ini, melainkan pada proses konsing. Setelah dilakukan proses pencampuran, dilakukan proses selanjutnya (refining). Namun, jika jarak waktu pengerjaan proses selanjutnya dari proses pencampuran cukup lama, adonan disimpan terlebih dahulu dalam mesin tempering bersuhu berkisar antara 41-43oC.
b. Proses penghalusan adonan (refining)
Proses penghalusan adonan dilakukan untuk memperoleh kondisi adonan yang lebih halus (disyaratkan adonan mempunyai ukuran partikel < 20 m). Proses penghalusan adonan ini dilakukan selama lima kali. Gambar 12 menunjukkan ilustrasi konstruksi alat refiner berupa 5 buah roll yang disusun sejajar. Dua roll yang sejajar akan berputar ke arah yang sama sehingga adonan akan tergerus di antara dua roll tersebut. Masing-masing roll pada mesin refiner ini mempunyai diameter 15 cm yang mempunyai kecepatan putar sebesar 22 rpm. Input adonan bermula dari titik a dan berakhir di titik b.
Tabel 9 menunjukkan hasil pengamatan secara subjektif terhadap output yang dihasilkan. Hasil pengamatan tersebut menunjukkan bahwa lama pengerjaan penghalusan adonan berkisar antara 45 menit hingga 60 menit. Kondisi output proses diperoleh sangat halus/lembut setelah proses penghalusan kelima.
b
a
Gambar 12. Ilustrasi konstruksi mesin refiner
Tabel 9. Hasil pengamatan subjektif output proses refining
Refining ke- Waktu Kondisi Output
Awal 0 menit Kasar
1 55 menit* Kasar, agak berpasir
2 50 menit berpasir, agak halus
3 45 menit Halus
4 50 menit Halus
5 60 menit** sangat halus/lembut
Waktu keseluruhan 260 menit Keterangan
* termasuk waktu untuk persiapan
** termasuk waktu untuk membersihkan sisa adonan yang menempel di alat
Hasil pengamatan terhadap kesetimbangan massa proses ini menunjukkan bahwa dengan massa input sebesar 4000 gram akan menghasilkan massa output sebesar 3710 gram. Jadi, massa yang hilang selama proses ini (process loss) adalah 290 gram. Sehingga, persentase rendemen proses ini adalah 92.75 %. Kehilangan massa diasumsikan terjadi akibat ada bagian adonan yang menempel di mesin refiner, menempel di sendok, dan terbuang ke lingkungan/jatuh ke lantai (out of machine).
c. Proses konsing adonan (conching)
Prinsip mesin konsing adalah seperti roda yang berputar yang dengan berputarnya roda akan menggiling adonan. Sehingga, adonan dapat menjadi lebih halus. Namun, pada praktiknya roda konsing tidak dapat berputar. Setelah diteliti, ternyata roda mesin konsing sudah tidak lagi menyentuh dasar adonan. Akibatnya, adonan yang seharusnya menerima tekanan penghalusan selama konsing, hanya menerima gaya dorong.
Proses konsing pada pengamatan proses produksi ini dilakukan selama 20 jam. Setting suhu adalah pada suhu 50oC. Karena tera suhu pada pengatur suhu sudah tidak dapat dibaca, akibatnya pengaturan dilakukan secara kira-kira. Pengukuran suhu pada setengah jam di awal menunjukkan bahwa suhu plat (Tplat) adalah 40oC dan suhu adonan (Tadonan) adalah 38oC.
Penambahan lesitin dan vanilli pada adonan dilakukan pada jam ke-17. Suhu terukur pada saat penambahan lesitin dan vanilli ini adalah 48oC. Waktu tunggu untuk penambahan lesitin dan vanilli ini adalah 10 menit, sehingga proses keseluruhan ditambah 10 menit proses menjadi 20 jam 10 menit. Tadonan akhir terukur pada kondisi 49oC.
Hasil pengamatan terhadap kesetimbangan massa proses ini menunjukkan bahwa dengan massa input sebesar 3725 gram (termasuk 12 gram lesitin dan 3 gram vanilli) akan menghasilkan massa output sebesar 3540 gram. Jadi, massa yang hilang selama proses ini (process loss) adalah 185 gram. Sehingga, persentase rendemen proses ini adalah 95.03 %. Kehilangan massa diasumsikan terjadi akibat ada bagian adonan yang tertinggal di mesin konsing, menempel di sendok, dan terbuang ke lingkungan/jatuh ke lantai (out of machine).
Hasil uji tekstur dan kesan adonan di mulut secara subjektif menunjukkan bahwa adonan input yang awalnya masih halus dan lembut, adonan outputnya berkesan berpasir. Hal ini perlu dilakukan pengamatan ulang pada produksi berikutnya dan studi referensi.
Hipotesis sementara, menjadi berpasirnya adonan output konsing adalah akibat fluktuasi suhu dan pengaruh roda mesin konsing yang tidak berputar.
d. Proses tempering adonan (tempering)
Proses tempering merupakan proses lanjutan dari proses konsing. Proses tempering bertujuan menstabilkan kristal lemak cokelat dengan cara mengkondisikan adonan pada suhu dan waktu yang sesuai. Lemak cokelat mempunyai sifat khusus, yaitu penyusutan volume (kontraksi) pada saat didinginkan sehingga padatan lemak yang dihasilkan saat kompak dan mempunyai penampilan fisik yang menarik. Sifat ini sangat penting pada proses pembuatan makanan cokelat. Gradien suhu dan waktu pendinginan saat berpengaruh terhadap pembentukan kristal padatan lemaknya. Mekanisme pendinginan yang kurang tepat menyebabkan warna permukaan lemak cokelat berubah kurang menarik. Permukaan adonan cokelat ditumbuhi bintik kecil-kecil terkesan seperti terserang jamur, padahal bintik- bintik tersebut adalah kristal lemak atau gula yang terdifusi ke permukaan adonan (blooming) (Mulato et al., 2005).
Perbedaan kandungan gliserida di dalam lemak cokelat juga berpengaruh pada proses kristalisasi sehingga lemak yang terbentuk mempunyai sifat polimorphis. Komponen utama kristal lemak terdiri atas bentuk γ, α, dan β. Masing-masing mempunyai sifat berbeda dalam hal mekanisme pembentukan kristalnya. Bentuk γ mempunyai sifat sangat tidak stabil dan mempunyai suhu leleh 17oC. Bentuk α berasal dari transformasi bentuk γ dan mempunyai suhu leleh antara 21-24oC. Sedangkan bentuk β berasal dari transformasi bentuk α dan mempunyai sifat sangat stabil dengan suhu leleh antara 34-35oC. Untuk mendapatkan adoanan dengan lemak kristal yang stabil, ruang tempering dimana adonan cokelat disimpan harus mampu mempertahankan suhu seperti disyaratkan (Mulato et al., 2005).
Gambar 13 menunjukkan kurva suhu tempering adonan permen cokelat dan siap cetak. Pada tahap awal ruang tempering dipanaskan secara perlahan sehingga suhu adonan cokelat meningkat dari suhu 33oC menjadi 48oC selama lebih kurang 10-12 menit. Pada tahap ini, seluruh kristal lemak di dalam adonan diharapkan mencair. Setelah itu diikuti proses pendinginan awal, suhu adonan diturunkan secara perlahan dari 48oC menjadi 33oC. Pada tahap ini kristal lemak belum terbentuk sehingga suhu adonan perlu diturunkan lanjut sampai 26oC. Adonan perlu dipanaskan ulang sampai suhu 33oC saat adonan akan dituang ke cetakan dengan bentuk beraneka ragam (Mulato et al., 2005).
Gambar 13. Kurva suhu tempering adonan permen cokelat (Mulato et al., 2005)
Sebelum dilakukan proses tempering pada adonan permen cokelat, telah dilakukan pengukuran suhu aktual yang terbaca di dalam mesin tempering (Taktual) dengan suhu setting (Tsetting) berbeda. Tabel
10 menunjukkan hasil pengamatan akurasi suhu tempering beda dek pada 19 Maret 2008. Data tersebut menunjukkan fakta bahwa semakin ke atas posisi dek, Taktual akan semakin berbeda jauh dengan Tsetting. Hal ini dapat dijelaskan dari posisi lubang udara panas yang terletak di
dek bawah. Sehingga, dek bawah tentu akan memperoleh panas yang lebih tinggi dari dek lainnya. Data Tabel 11 semakin menegaskan data Tabel 10 bahwa mesin tempering sudah tidak dapat bekerja dengan seharusnya karena Tsetting berbeda jauh dengan Taktual.
Tabel 10. Uji akurasi suhu tempering beda dek (19 Maret 2008)
Dek Tempering Tsetting (oC) Taktual (oC)
Atas 80 40
Tengah 80 41
Bawah 80 43
Tabel 11. Uji akurasi suhu tempering dek bawah (26 Maret 2008)
Dek Tempering Tsetting (oC) Taktual (oC)
Bawah 80 45-46
Bawah 90 44
Bawah 100 44
Bawah 110 44
Sebagian adonan di dalam mesin tempering hanya 10 menit, kemudian dilanjutkan ke proses berikutnya (moulding). Sebagian adonan (dilanjutkan di hari berikutnya karena jam kerja telah habis) di dalam mesin tempering selama 18 jam. Evaluasi produk akhir permen cokelat ‘Jimbarwana’ menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan antara permen cokelat yang adonannya disimpan dalam mesin tempering selama 10 menit dan 18 jam.
e. Proses pencetakan adonan (moulding)
Pencetakan adonan dilakukan setelah adonan melalui proses tempering. Suhu adonan keluar dari mesin tempering adalah 46oC. Kemudian adonan didinginkan dalam panci alumunium berbentuk kotak dengan cara mengaduk adonan hingga suhu turun menjadi berkisar antara 29-33oC. Sebelum dilakukan pencetakan, cetakan
terlebih dahulu dicuci dengan air panas untuk menghilangkan sisa lemak cokelat yang tertinggal. Kemudian, cetakan yang akan digunakan harus benar-benar bersih dari sisa air pencucian karena dapat menyebabkan produk lengket di cetakan. Pembersihan air di cetakan dilakukan dengan kertas tissue.
Kemudian, adonan dimasukkan ke dalam cetakan demi cetakan dengan alat bantu sendok. Setelah seluruh cetakan dalam satu plat terisi, plat kemudian dihentakkan ke meja berulang kali untuk menghilangkan gelembung udara yang terperangkap di dalam adonan cokelat. Setelah itu, plat tersebut dimasukkan ke dalam kulkas yang mempunyai kisaran suhu 5-9oC.
f. Proses pendinginan (cooling)
Proses pendinginan adonan di dalam plat cetakan dilakukan di dalam kulkas bersuhu 9oC. Tabel 12 menunjukkan hasil pengamatan produk permen cokelat ‘Jimbarwana’ dengan berbagai perlakuan pendinginan. Total waktu uji pendinginan ini adalah 1 jam untuk setiap variabel. Data Tabel 12 menunjukkan bahwa kondisi pendinginan yang tidak tepat akan mengakibatkan produk permen cokelat tidak stabil. Akibatnya, produk permen cokelat akan dengan mudahnya meleleh pada suhu ruang.
Variabel 7 pada Tabel 13. menunjukkan kondisi terbaik, yaitu produk permen cokelat mendapatkan kondisi pendinginan di suhu 9oC dengan waktu yang cukup. Kecukupan waktu pendinginan di dalam kulkas ditandai dengan terbentuknya embun pada dasar permen cokelat di dalam cetakan. Adanya embun menunjukkan bahwa permen cokelat seluruhnya telah mengeras dan adanya embun juga mempermudah proses pelepasan permen cokelat dari cetakan. Kondisi variabel 7 di atas menunjukkan kondisi terbaik dibandingkan variabel lainnya. Karena produk permen cokelat variabel lainnya belum berembun, maka proses pendinginan dilanjutkan.
Tabel 12. Uji pendinginan permen cokelat ‘Jimbarwana’
Kondisi s.d. Satu Jam Variabel Σmenit di Kulkas
9oC Σmenit di Ruang 25oC Kondisi Akhir 1 10 50 masih cair 2 10 50 masih cair 3 15 45 masih cair 4 15 45 masih cair 5 20 40 Agak keras 6 20 40 Agak keras 7 25 35 keras, rapuh
Tabel 13. Uji pendinginan lanjutan permen cokelat ‘Jimbarwana’
Kondisi setelah Recooling (9oC) selama tmenit
Variabel
ΣPermen
Cokelat/Plat
30’ 30’ + 15’
1 11 permukaan sudah keras,
tidak berembun
tidak berembun
2 10 permukaan sudah keras,
tidak berembun
8 dari 10 berembun
3 11 permukaan sudah keras
(beberapa rapuh), tidak berembun
3 dari 11 berembun
4 10 permukaan sudah keras,
tidak berembun
tidak berembun
5 10 permukaan sudah keras,
tidak berembun
2 dari 10 berembun
6 10 permukaan sudah keras,
tidak berembun
3 dari 10 berembun
7 15 permukaan sudah keras,
berembun
Tabel 14 menunjukkan uji pendinginan lanjutan sesi dua permen cokelat ‘Jimbarwana’. Data ini menunjukkan bahwa kondisi pendinginan yang fluktuatif cenderung akan menghasilkan produk akhir dengan kondisi yang kurang baik (buram).
Produk permen cokelat yang telah dilepas dari cetakan kemudian dialasi dengan kertas produk. Sampai dengan proses selanjutnya (packing), produk diangin-anginkan selama 1-2 hari untuk menghilangkan sisa embun yang menempel di permukaan produk. Tabel 14. Uji pendinginan lanjutan sesi dua permen cokelat
‘Jimbarwana’ Variabel Tambahan tmenit Recooling (9oC) Kondisi Produk Σcacat Σglossy
1 53 Masih basah 4 dari 11
cacat 2 dari 11 glossy 2 23 Seluruhnya berwarna buram 3 dari 10 cacat
tidak ada yang glossy 3 50 masih basah, ada selaput putih-putih Tidak ada yang cacat
tidak ada yang glossy 4 50 Beberapa berselaput putih-putih 5 dari 10 cacat 10 dari 10 glossy 5 26 Hampir seluruhnya buram 3 dari 10 cacat 1 dari 10 glossy 6 34 Hampir seluruhnya buram 8 dari 10 cacat 3 dari 10 glossy 7 - Baik 4 dari 15 cacat 15 dari 15 glossy
g. Proses pengemasan (packing)
Kemasan yang digunakan untuk pengemasan produk permen cokelat ‘Jimbarwana’ adalah berbahan kertas dengan dimensi panjang x lebar x tinggi adalah 12.3 x 8 x 2 cm. Setiap kemasan mampu menampung 6 buah permen cokelat ‘Jimbarwana’. Tabel 15 menunjukkan data pengukuran bobot kemasan permen cokelat ‘Jimbarwana’, yaitu rata-rata berbobot 16 gram.
Tabel 15. Pengukuran bobot kemasan produk permen cokelat ‘Jimbarwana’
Ulangan Bobot (gram)
1 16 2 16 3 16 4 16 5 16 X 16
Produk permen cokelat ‘Jimbarwana’ sebelum dikemas dilakukan sortasi terlebih dahulu. Yaitu, hanya produk yang layak jual saja (kondisi permukaan baik, tidak cacat, dan glossy) yang dikemas untuk dikomersialisasikan kemudian. Setelah disortasi kemudian dikemas, diperoleh 63 kemasan permen cokelat ‘Jimbarwana’ (masing- masing berisi 6 permen cokelat). Jadi jumlah permen cokelat yang layak dijual adalah 378 buah. Berikut adalah pengukuran bobot produk setelah dikemas.
Data Tabel 16 menunjukkan bahwa bobot brutto kemasan permen cokelat ‘Jimbarwana’ sangat bervariasi. Hal ini disebabkan adanya kombinasi bentuk cetakan yang masing-masing mempunyai maksimal volume tertentu. Bobot brutto produk permen cokelat ‘Jimbarwana’ bervariasi antara 52 gram hingga 63 gram dengan nilai modus 58 gram. Bobot netto produk permen cokelat ‘Jimbarwana’
(merupakan bagian yang layak jual) adalah 2683 gram dengan rata-rata bobot tiap permen cokelat adalah 7.10 gram. Data Tabel 17. menunjukkan bagian lain produk permen cokelat ‘Jimbarwana’ yang reject dan sebagai sampel uji.
Tabel 16. Pengukuran bobot produk setelah dikemas
Tabel 17. Total produk permen cokelat ‘Jimbarwana’
Produk Bobot (gram)
Produk layak jual 2683
Produk reject 427
Produk sebagai sampel uji (20 x 7.10 g) 142
Jumlah 3252
Bobot (g) Frekuensi Σbrutto (g) Σkemasan (g) Σnetto (g)
52 1 52 16 36 53 0 0 0 0 54 0 0 0 0 55 5 275 80 195 56 6 336 96 240 57 9 513 144 369 58 10 580 160 420 59 9 531 144 387 60 9 540 144 396 61 6 366 96 270 62 6 372 96 276 63 2 126 32 94 Σ 63 3691 1008 2683 X 58.59 16.00 42.59
Hasil pengamatan terhadap kesetimbangan massa dari proses tempering, pencetakan, pendinginan, hingga pengemasan menunjukkan bahwa dengan massa input sebesar 3540 gram akan menghasilkan massa output sebesar 3252 gram (hanya 2683 gram yang layak jual). Jadi, massa yang hilang selama proses ini (process loss) adalah 288 gram. Sehingga, persentase rendemen kotor proses ini adalah 91.86 %; dan rendemen bersih (hanya memperhitungkan bagian yang layak jual) adalah 75.79 %. Kehilangan massa diasumsikan terjadi akibat ada bagian adonan yang tertinggal di wadah tempering, sendok, cetakan, dan terbuang ke lingkungan/jatuh ke lantai (out of machine).
Tabel 18 menunjukkan tabulasi data lini persiapan bahan baku (pasta cokelat dan lemak cokelat). Data tersebut menunjukkan bahwa persentase rendemen total lini persiapan bahan baku adalah 73.19 %. Tabel 19 menunjukkan tabulasi data lini produksi permen cokelat ‘Jimbarwana’. Data tersebut menunjukkan bahwa persentase rendemen total lini produksi permen cokelat ‘Jimbarwana’ adalah 67.08 %.
Tabel 18. Tabulasi data lini persiapan bahan baku (pasta cokelat dan lemak cokelat)
Kesetimbangan Massa
Proses Kondisi Proses Waktu
(menit) minput (gram) moutput (gram) mloss (gram) %rendemen proses %rendemen total Roasting Tsetting 130oC Taktual 115-130oC 50 9400 9000 400 95.74 95.74
Deshelling Tbiji kakao 36-37oC Truang 24-25oC
minput periodik 347 g (3.8g/min)
moutput nib periodik 270g (3.0g/min)
rataan shell/biji 22.19 % 70 9000 8600 nib 7000 shell 1600 400 95.55 (nib) 77.78 91.49 74.47
Cleaning kecepatan pembersihan 77.78 g/min/orang
30 7000 6985 15 99.78 74.31
Pasting kecepatan input nib 41.72g/min 216 : 163 pertama 53 kedua
6985 6880 105 98.50 73.19
Pressing Pgauge 200 bar (± 2900 psi)
minput maks. 500 gram
%lemak terekstrak 16.67 % (seharusnya min. 30.00 %) Efisiensi alat 55.56 % 895 6880 6880 bungkil5733 lemak 1147 0 100.00 73.19
Tabel 19. Tabulasi data lini produksi permen cokelat ‘Jimbarwana’
Kesetimbangan Massa
Proses Kondisi Proses Waktu
(menit) minput (gram)
moutput (gram) mloss (gram) %rendemen proses %rendemen total
Mixing Pasta cokelat 25 % Lemak cokelat 25 % Gula halus 27 %
Susu bubuk fullcream 23 % Lesitin 0.3 %
Vanilli satu bungkus
Kecepatan hand-mixer 1-2-3 Tproses 24-25
o
C
90 4000 4000 0 100.00 100.00
Refining Lima kali proses 260 4000 3710 290 92.75 92.75 Conching Tsetting 50oC
Tadonan akhir 49 o
C
Penambahan lesitin dan vanilli pada jam ke-17 (ttunggu 10min)
1200 3725 12 lesitin 3 vanilli 3540 185 95.03 88.50 Tempering Tsetting 80oC Taktual 45-46 o C 10 3540 3540 0 100.00 88.50
Forming Tadonan tempering 46 o
C Tadonan siap cetak 29-33oC
180 3540 3540 0 100.00 88.50 Cooling Tkulkas 9
o
C 75 3540 3540 0 100.00 88.50
Packing Kemasan kertas Dimensi kemasan 6 buah permen/kemasan Brutto kemasan 52-63 gram
60 3540 3252 layak 2683 288 91.86 75.79 81.30 67.08