i
SKRIPSI
PENDUGAAN PERUBAHAN KUALITAS BIJI KOPI SELAMA
PENYIMPANAN DALAM GUDANG
Oleh
ACHMAD ZAINI F14051769
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
ii INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENDUGAAN PERUBAHAN KUALITAS BIJI KOPI SELAMA PENYIMPANAN DALAM GUDANG
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh : ACHMAD ZAINI
F14051769
Dilahirkan pada tanggal: 4 Maret 1986 Di Batang, Jawa Tengah
Tanggal lulus:
Menyetujui, Bogor, November 2009
Dr. Ir. Y. Aris Purwanto, M.Sc Dr. Ir. Tajuddin Bantacut, M.Sc Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Mengetahui,
Dr. Ir. Desrial, M. Eng Ketua Departemen Teknik Pertanian
iii Achmad Zaini. F14051769. Pendugaan Kualitas Biji Kopi Robusta selama Penyimpanan dalam Gudang. Dibawah bimbingan Dr. Ir. Y. Aris Purwanto M.Sc. dan Dr. Ir. Tajuddin Bantacut M.Sc. 2009.
RINGKASAN
Indonesia merupakan negara produsen kopi robusta terbesar didunia. Sebagian besar kopi yang diekspor termasuk dalam kualitas sedang hingga rendah. Salah satu hal yang mempengaruhi kualitas biji kopi adalah penyimpanan. Penyimpanan biji kopi yang kurang baik dapat menyebabkan terjadinya kerusakan. Kerusakan yang terjadi pada saat penyimpanan disebabkan oleh faktor biotik (serangga, tikus, mikroorganism, dll) dan abiotik (suhu dan kelembaban). Indonesia memiliki curah hujan yang tinggi yang dapat mempengaruhi kualitas biji kopi yang disimpan di dalam gudang. Perlu adanya simulasi pendugaan kadar air biji kopi yang digunakan untuk menduga kualitas biji kopi yang disimpan dalam keadaan basah.
Penelitian ini secara umum bertujuan menduga kualitas biji kopi robusta kering selama penyimpanan dalam gudang sebagai akibat dari perubahan kadar air karena biji kopi pada tumpukan bagian bawah tergenang air selama 4 jam akibat banjir. Secara khusus tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan model pendugaan perubahan kadar air tumpukan biji kopi kering yang disimpan di dalam gudang, menduga perubahan kadar air biji kopi yang disimpan di dalam gudang, melakukan verifikasi perubahan kadar air dari model yang telah dikembangkan dengan uji coba penyimpanan kopi di dalam model bangunan penyimpanan dan membuat hubungan kualitas biji kopi kering dengan kadar air selama penyimpanan. Hasil penelitian ini diharapkan dapat membantu untuk menduga kualitas biji kopi yang disebabkan penyimpanan biji kopi dalam keadaan basah. Sehingga kerusakan biji kopi akibat penyimpanan biji kopi basah dapat dicegah dengan cara memisahkan antara biji yang basah dengan biji yang kering atau menjemur kembali hingga kadar air yang aman.
Simulasi pendugaan kadar air ini menggunakan asumsi kadar air awal sebelum mengalami perendaman adalah sama, tumpukan biji kopi dan udara yang ada didalam gudang dibagi menjadi tiga bagian yaitu atas, tengah dan bawah, serta menggunakan persamaan lapisan tipis (bagian) dengan faktor koreksi perubahan kadar air pada biji kopi. Hasil simulasi kemudian diverifikasi dengan model gudang yang dibuat. Model gudang dibuat menggunakan papan multiplek dan pada bagian dalam gudang dilapisi seng plat. Kopi sebanyak 300 g dikemas didalam karung goni dan kemudian disimpan didalam gudang. Selama 36 hari diukur kadar air biji kopi pada setiap bagian, suhu dan RH ruang gudang dan disekitar gudang.
Dari hasil simulasi diketahui bahwa biji kopi bagian atas, tengah dan bawah yang disimpan di dalam model gudang selama 36 hari memiliki kadar air 14,7 % (bb), 18,0 % (bb) dan 23,3 % (bb). Hasil simulasi kemudian diverifikasi dengan pengukuran kadar air pada model gudang dengan uji coba berupa nilai modulus deviasi. Pada bagian atas, tengah dan bawah memiliki nilai modulus deviasi 8.88; 5.25 dan 8.88. Kenaikan kadar air selama penyimpanan biji kopi dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan. Kerusakan biji kopi pada bagian atas, tengah dan bawah mulai nampak pada hari ke-36, hari ke-11 dan hari ke-2 dengan kadar air 15,9 % (bb), 17.6 % (bb) dan 46.3 % (bb). Secara keseluruhan kerusakan yang terjadi pada biji kopi setelah disimpan selama 36 hari tidak memenuhi syarat umum SNI 01-2907-2008.
iv RIWAYAT HIDUP
Achmad Zaini dilahirkan di Batang pada tanggal 4 Maret 1986. Penulis merupakan anak dari pasangan Bapak Moch Sholeh dan Ibu Suniyah.
Penulis memulai pendidikannya di TK Al- Falah Proyonanggan selaam dua tahun yaitu. Kemudian pada tahun 1991-1998, Penulis melanjutkan pendidikan di SD Negri Proyonanggan XI Batang. Pada tahun 1998-1999, penulis melanjutkan pendidikan di TBS (Tashwiquth Thulub Salafiyah) sambil belajar agama di Pondok Pesantren Yanbuul Qur’an Kudus. Pada periode 1999-2002 penulis melanjutkan pendidikannya ke SLTP Salafiayah Pekalongan. Pada tahun 2002-2005 penulis melanjutkan jenjang pendidikannya ke SMA Negri 1 Pekalongan. Penulis diterima di IPB melalui jalur USMI (Udangan Seleksi Masuk IPB) pada tahun 2005 dan pada tahun 2006 diterima di Departemen Teknik Pertanian melalui Sistem Mayor Minor.
Selama kuliah di IPB, penulis bergabung dalam organisasi himpunan mahasiswa teknik pertanian (HIMATETA) dan aktif dalam Lembaga Struktural FEMA Eco-Agrifarma. Di Eco-Agrifarma pada periode tahun 2005-2006 penulis menjabat sebagai Kepala Bagian Kebun, pada periode tahun 2006-2007 penulis menjabat sebagai ketua Eco-Agrifarma dan pada periode tahun 2007-2008 penulis menjabat sebagai wakil ketua Eco-Agrifarma.
Sewaktu kuliah, penulis melaksanakan Praktek Lapang pada tahun 2008 di PT. Dua Kelinci, Pati-Jawa Tengah dengan judul laporan Aspek Energi Pengolahan Limbah PT. Dua Kelinci Pati-Jawa Tengah. Kemudian pada tahun 2009 penulis melaksanakan penelitian dan menyelesaikan skripsinya dengan judul Pendugaan Perubahan Kualitas Biji Kopi selama Penyimpanan dalam Gudang.
i KATA PENGANTAR
Alhamdulilah, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wata’ala, yang telah memberikan rahmat dan kekuatan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul “PENDUGAAN PERUBAHAN KUALITAS BIJI KOPI SELAMA PENYIMPANAN DALAM GUDANG” sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian.
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Dr. Ir. Y. Aris Purwanto, M.Sc selaku dosen pembimbing pertama yang
telah memberikan bimbingan dan arahan.
2. Dr. Ir. Tajuddin Bantacut, M.Sc selaku dosen pembimbing kedua yang telah memberikan bimbingan dan arahan
3. Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Si sebagai dosen penguji skripsi.
4. Dr. Ir. Leopold O. Nelwan, M.Si atas saran dan bantuannya selama penulis melakukan tugas akhir.
5. Kedua orangtua, Kakak-kakak dan adik saya yang selalu memberikan doa dan motivasi pada penulis.
6. Atina Chalisa yang selalu memberikan doa dan motivasi pada penulis. 7. Pak Ujang, pak Zaenal dan seluruh staf technopark yang telah membantu
kelancaran penelitian.
8. Arif, Ian, Dewi, Susi, Galuh, Ipeh, Yuli, teman TEP 42 dan teman-teman dari pondok deboy yang selalu siap membantu apabila penulis membutuhkan bantuan.
9. Kepada semua pihak yang telah membantu dalam penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi perbaikan di masa yang akan datang. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Bogor, November 2009 Penulis
ii DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ………... i DAFTAR ISI ………... ii DAFTAR TABEL ………... iv DAFTAR GAMBAR ………. v DAFTAR LAMPIRAN ………. vi
DAFTAR NOTASI ... vii
BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan ... 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Sifat Fisiko-Kima Biji Kopi ………... 4
B. Pengolahan Biji Kopi ... 5
C. Mutu Biji Kopi ... 6
D. Pengemasan dan Penggudangan ... 9
E. Simulasi Penyimpanan ... 14
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat ... 17
B. Bahan dan Alat ... 17
C. Model Penyimpanan Kopi ... 17
D. Rancangan dan Model Bangunan Penyimpanan ... 22
E. Prosedur Penelitian ... 25
F. Pengujian Ketepatan Hasil ... 39
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Penyimpanan Kopi ... 30
B. Pendugaan Kadar Air ... 33
C. Kerusakan Selama Penyimpanan ... 37
BAB V. KESIMPILAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 43
iii DAFTAR PUSTAKA ... 45 LAMPIRAN ... 48
iv DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komposisi Biji kopi Arabika dan Robusta sebelum dan sesudah disangrai serta kopi bubuk instan (% bobot kering) ... 5 Tabel 2. Syarat penggolongan mutu kopi robusta dan arabika ……….. 7 Tabel 3. Penentuan besarnya nilai cacat biji kopi berdasarkan SNI 01-
2907-2008………... 8 Tabel 4. Perubahan mutu dan kerusakan biji kopi pada setiap lapisan …... 39
v DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Susunan buah kopi ... 4
Gambar 2. Model gudang penyimpanan ...………... 23
Gambar 3. Model gudang dan tumpukan karung goni …...……… 24
Gambar 4. Diagram alir proses pengemasan kopi dan penyimpanan di dalam model gudang ………...…….. 26
Gambar 5. Diagram alir pengukuran kadar air ………....….. 28
Gambar 6. Perubahan kadar air biji kopi selama penyimpanan ... 31
Gambar 7. Perubahan kadar air biji kopi pada setiap bagian ... 32
Gambar 8. Tampilan data masukan simulasi ... 33
Gambar 9. Grafik hasil simulasi perubahan kadar air biji kopi ... 35
Gambar 10. Grafik kadar air setiap bagian hasil pengukuran dan simulasi... 36
Gambar 11. Grafik suhu udara dan kelembaban relatif dalam gudang ... 38
Gambar 12. Biji kopi sebelum mengalami perlakuan ... 40
Gambar 14. Biji kopi bagian bawah setelah direndam selama 4 jam ... 40
Gambar 15. Biji kopi bagian bawah hari ke-2 ... 41
Gambar 16. Gambar bagian tengah dan bawah pada hari ke-11 ... 41
vi DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Keterangan dari Tabel 4. menurut SNI 01-2907-2008 ... 48
Lampiran 2. Gambar dimensi model gudang ... 49
Lampiran 3. Pengukuran perubahan kadar air ... 50
Lampiran 4. Pengukuran kadar air hasil smoothing ... 51
Lampiran 5. Hasil simulasi pendugaan kadar air ... 52
Lampiran 6. Data pengukuran suhu dan kelembaban relatif model gudang dan ruang sekitarnya ... 53 Lampiran 7. Coding program simulasi pendugaan kadar air biji kopi 56 Lampiran 8. Foto pengamatan kopi setiap hari ... 62
vii NOTASI
A Luas (m2) A*,B*,C* Konstanta
Cp Panas Spesifik (kJ/kg K)
H Kelembaban Absolut (kg air/kg udara kering)
H* Kelembaban mutlak setelah menampung uap air (kg air/kg udara kering) h* Entalpi udara setelah menyerap uap air (kJ/kg udara kering)
H1 kelembaban mutlak sebelum menampung uap air (kg air/kg udara kering) h1 Entalpi udara sebelum menyerap uap air (kJ/kg udara kering)
hf* Entalpi air (kJ/kg udara kering) hfg Panas latent (kJ/kg
k Konstanta pengeringan
KAo Kadar air awal biji kopi (%bb) m Massa (kg)
M Kadar air (%bk)
m0 Bobot cawan kosong (g)
m1 Bobot cawan dan sampel sebelum dikeringkan (g) m2 Bobot cawan dan sampel setelah dikeringkan (g) ma Massa uap air di udara (kg)
Me Kadar air kesetimbangan (%bk) Mi Kadar air yang terukur (%bb) Mpi Kadar air yang diduga (%bb) mw Massa air yang diupakan (kg) ` Laju aliran massa (kg/s)
Laju evaporasi (kg/s) Derajat kejenuhan n Jumlah sempel
P Tekanan atmosfer (101.325 kPa) P* Modulus deviasi
Pw Tekanan saturasi yang diukur pada suhu bola basah (kPa) Pws Tekanan saturasi pada suhu bola basah (kPa)
Pws* Tekanan saturasi pada suhu bola basah (Pa) q Jumlah energi (kJ)
RH Kelembaban udara (%) t Waktu (s)
T Suhu (oC)
T* Suhu absolut (K=oC + 273.15)
U Koefisien pindah panas overall (kW/m2oC)
m
v
viii Penjelasan
Lingk Lingkungan Pa Produk bagian atas Pb Produk bagian bawah Ptg Produk bagian tengah
Ra ruang atas Rb Ruang bawah Rtg Ruang tengah
ud Udara
Va Uap air dari beans bagian atas Va Uap air dari beans bagian bawah Vtg Uap air dari beans bagian tengah
1 I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Indonesia merupakan negara produsen kopi terbesar ketiga setelah Brazil dan Kolumbia, tapi bila dilihat dari jenis/varietasnya termasuk negara penghasil utama jenis kopi robusta. Salah satu daerah penghasil kopi robusta adalah Propinsi Lampung. Namun demikian mutu dari kopi yang dihasilkan hanya termasuk dalam kategori mutu sedang sampai rendah, sehingga kalah bersaing dalam menentukan harga jual antar sesama negara produsen (Yuhono dan Djaenudin, 2008).
Sehubungan dengan mutu, ekspor kopi hasil produksi Propinsi Lampung sebagian besar juga hanya menempati grade ke IV atau mutu sedang sebesar 51,58 % kemudian diikuti grade VI sebesar 24,84 %, mutu III (12,51%), mutu V (6,5 %), mutu II (1,74 %) dan mutu I sebesar 0,54 % dari total ekspor. Berkaitan dengan mutu ini pula, telah terjadi pergeseran-pergeseran permintaan dari konsumen kopi terhadap mutu dan citarasa kopi yang lebih baik (Koerniawan, 1998 dalam Yuhono dan Djaenudin, 2008). Salah satu hal yang dapat mempempegaruhi nilai mutu adalah saat penyimpanan (Selmer et al., 2008). Penyimpanan biji kopi dengan kadar air tinggi dapat menyebabkan meningkatnya pertumbuhan jamur (Ismayadi et al., 2005).
Kopi memiliki kandungan kadar air yang berbeda selama proses pemanenan hingga penyimpanan. Pada saat dipanen kadar air kopi berkisar 50-70 % dalam bentuk buah matang, 35–50 % dalam bentuk buah kopi kering (hampir kering) setelah sampai pabrik, dan 16 – 30 % buah yang benar-benar kering di pabrik (Kamau, 1998 dalam Palacios, 2007). Pada akhir proses pengeringan menghasilkan biji dengan kadar air harus berada pada atau di bawah 12 % untuk mencegah terjadinya proses fermentasi dan tumbuhnya jamur (Illy, 1995 dalam Palacios, 2007). Kadar air yang aman selama penyimpanan antara 8.0-12.5 % (Reh et al., 2006).
Selama penyimpanan biji-bijian atau benih dapat mengalami kerusakan atau deteriorasi. Beberapa faktor yang mempengaruhi laju deteriorasi dalam
2 penyimpanan antara lain vigor awal benih, proses panen dan pasca panen (termasuk kondisi lingkungan dan lama penyimpanan) (Arief et al., 2004 dalam Yani, 2008).
Deteriorasi benih atau biji yang disebabkan oleh proses pasca panen dapat dipengaruhi oleh interaksi faktor-faktor lingkungan biotik dan abiotik dari biji/benih tersebut. Lingkungan biotik meliputi tikus, serangga, tungau dan mikroorganisme. Faktor lingkungan abiotik yang sangat berpengaruh terhadap kerusakan benih adalah suhu dan kelembaban (Ominski et al., 1994 dalam Yani, 2008).
Berbagai penelitian telah dikembangkan untuk menanggulangi masalah penyimpanan dalam menjaga nilai mutu dari biji kopi. Salah satunya yaitu cara pengemasan yang baik dapat mengurangi kerusakan biji selama penyimpanan (Twishsri et al., 2006). Alagusundaram et al (2003), membandingkan penyimpanan di India dan Canada. Yanping et al (1999), menjelaskan tentang efek suhu penyimpanan dan tipe pengangkutan yang baik.
Penyimpanan yang baik, akibat penyimpanan yang kurang baik dan mikro organisme yang menyebabkan kerusakan pada biji kopi telah diteliti oleh Yani (2008). Menurut Hocking (1997) dalam Rahmadi dan Fleet (2007), hampir semua fungi memproduksi toksin, yang disebut mikotoksin.
Indonesia merupakan negara tropis yang memiliki curah hujan yang tinggi. Curah hujan yang tinggi dapat menyebabkan terjadinya banjir sehingga gudang penyimpanan biji kopi dapat tergenang. Pencegahan banjir pada gudang penyimpanan dapat dilakukan dengan cara pembuatan saluran drainase. Apabila gudang tergenang air, biji kopi dihamparkan pada siang hari karena dapat menekan pertumbuhan jamur (Ismayadi et al., 2005).
Pada musim hujan dapat terjadi hujan setiap hari, sehingga biji yang basah tidak dapat langsung dijemur. Biji tersebut kemudian disimpan sementara di dalam gudang. Penyimpanan kopi basah berpeluang menimbulkan serangan jamur dan kontaminasi mikotoksin (Ismayadi et al., 2005). Apabila di dalam gudang tersebut tidak hanya terdapat biji yang basah tetapi juga biji yang kering, maka dapat terjadi peningkatan kadar air pada biji kopi kering yang dapat menurunkan kualitas atau nilai mutu dari biji kopi. Perlu adanya simulasi untuk menduga kadar
3 air biiji kopi yang dapat digunakan untuk menduga mutu biji kopi selama penyimpanan basah. Hasil simulasi tersebut dapat digunakan sebagai acuan peringatan waktu terjadinya kerusakan biji kopi. Sehingga pencegahan dengan cara memisahkan biji kopi basah dengan biji kopi kering atau mengeringankan kembali biji yang basah dapat meminimalkan terjadinya kerusakan biji kopi.
Penelitian ini mengembangkan model simulasi pendugaan kadar air biji kopi yang telah dibuat oleh Nelwan et al (2009). Model yang telah dikembangkan kemudian digunakan untuk menduga kualitas biji kopi robusta selama penyimpanan dalam gudang setelah terendam air akibat banjir. Dari simulasi ini dapat diduga kadar air dari biji kopi selama penyimpanan, sehingga dapat menduga perubahan kualitas biji kopi robusta akibat kenaikan kadar air.
B. TUJUAN
Tujuan umum dari penelitian ini adalah menduga perubahan kualitas biji kopi robusta kering selama penyimpanan dalam gudang sebagai akibat dari perubahan kadar air karena biji kopi pada tumpukan bagian bawah tergenang air selama 4 jam akibat banjir. Secara khusus tujuan dari penelitian ini adalah:
(1) Mengembangkan model pendugaan perubahan kadar air tumpukan biji kopi kering yang disimpan di dalam gudang.
(2) Menduga perubahan kadar air biji kopi yang disimpan di dalam gudang. (3) Melakukan verifikasi perubahan kadar air dari model yang telah
dikembangkan dengan uji coba penyimpanan kopi di dalam model bangunan penyimpanan.
(4) Membuat hubungan kualitas biji kopi kering dengan kadar air selama penyimpanan.
4 II. TINJAUAN PUSTAKA
A. SIFAT FISIKO-KIMIA BIJI KOPI ROBUSTA
Biji kopi berasal dari tanaman kopi yang bernama Perpugenus Coffea. Buah kopi muda memiliki warna hijau sedangkan buah kopi yang sudah masak memiliki warna merah dan sebagian warna kuning. Biji kopi pada umumnya terdapat satu pasang pada satu buah, namun terkadang ada yang masih mempunyai satu biji setiap buahnya. Biji kopi berbentuk bidang cembung pada punggungnya dan bidang datar pada perutnya (Ridwansyah, 2003).
Menurut Siswoputranto (1993), buah kopi terdiri dari kulit buah (exocrap) berwarna hijau waktu masih muda dan berubah menjadi kuning terus menjadi merah, daging buah (mesocrap) yang berwarna putih serta memiliki rasa yang agak manis, kulit tanduk (endocarp) merupakan biji kopi yang keras, kulit ari yang membungkus biji kopi dan endosperma yang mengandung unsur, zat rasa, aroma kopi dan lain-lain kandungannya.
Gambar 1. Susunan buah kopi (Kirsten, 2007)
Biji kopi memiliki kandungan kadar air yang berbeda selama proses pemanenan hingga penyimpanan. Pada saat dipanen kadar air kopi berkisar 50-70 % dalam bentuk buah matang, 35–50 % dalam bentuk buah kopi kering (hampir
5 kering), dan 16-30 % buah yang benar-benar kering (Kamau, 1998 dalam Palacios, 2007). Pada akhir proses pengeringan menghasilkan biji dengan kadar air harus berada pada atau di bawah 12 % (Illy, 1995 dalam Palacios, 2007).
Biji kopi memiliki komposisi kimia yang berbeda tergantung pada metode pemprosesan yang diterapkan (Bytof et al.,2005 dan Knopp et al., 2006 dalam Selmar et al., 2008). Menurut Selmar et al (2008), biji kopi mengandung glukosa, fruktosa, karbohidrat dan asam amino bebas. Clarke dan Marcae (1987) dalam Ridwansyah (2003), menyebutkan komponen dari biji kopi dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi Biji kopi Arabika dan Robusta sebelum dan sesudah disangrai serta kopi bubuk instan (% bobot kering).
Componen (%) Kopi Arabica Roasted Arabica Kopi Robusta Roasted Robusta Instant Powder Mineral 3.0-4.2 3.5-4.5 4.0-4.5 4.6-5.0 9.0-10 Cafein 0.9-1.2 1.0 1.6-2.4 2.0 4.5-5.1 Polysacarida 50-55 24-39 37-47 - 6.5 Lipids 12-18 14.5-20 9.0-13 11-16 1.5-1.6 Chlorogenic 5.5-8 1.2-2.3 7-10 3.9-4.6 5.2-7.4 Asam amino 2.0 0.0 2.0 0.0 0.0 Protein 11-13 13-15 11-13 13-15 16-21 Humic acids - 16-17 16-17 15.02 -
B. PENGOLAHAN BIJI KOPI
Musim panen kopi di Indonesia tidak serempak di seluruh daerah. Menurut Siswoputranto (1993), musim panen dimulai dari derah Barat Indonesia yakni daerah Aceh, Lampung, Jawa Barat, Jawa Tenggah, bersamaan dengan Jawa Timur dan Sulawesi dan terus ke Timur mulai Bulan April - Oktober pada setiap tahunnya.
Biji kopi yang sudah siap diperdagangkan adalah berupa biji kopi kering yang sudah terlepas dari daging buah, kulit tanduk dan kulit arinya, butiran biji kopi yang demikian ini disebut kopi beras (coffee beans) atau market coffee.
6 Berdasarkan cara pengolahannya, ada dua cara pengolahan kopi yaitu pengolahan kering dan pengolahan basah (Ridwansyah, 2003).
Menurut Irwanto et al (1991), pengolalahan basah dapat dilakukan dengan cara fermentasi maupun tanpa fermentasi. Kopi yang dihasilkan biasanya sudah tidak mengandung lendir. Pengolahan kopi dengan cara ini biasanya dilakukan oleh perkebunan besar. Kopi yang dihasilkan dari pengolahan basah biasanya disebut kopi WIB (West lndische Bereiding) (Ridwansyah, 2003).
Pengolahan kering biasanya dilakukan oleh petani kopi. Pengolahan kering biasanya dilakukan dengan cara menjemur biji kopi, dilanjutkan dengan pengupasan kullit dan pensortiran. Terkadang petani kopi menjual dalam bentuk buah kopi yang telah kering (kopi asalan). Kopi asalan ini selanjutnya dikupas dan dikeringkan lagi oleh pengumpul untuk meningkatkan nilai mutu dan daya simpan biji kopi (Irwanto et al., 1991). Pada akhir proses pengringan, biji kopi yang dihasilkan harus memiliki kadar air pada atau di bawah 12% untuk mencegah terjadinya proses fermentasi dan tumbuhnya jamur (Illy, 1995 dalam Palacios, 2007).
Menurut Ridwansyah (2003), Perbedaan pokok dari pengolahan basah dan pengolahan kering adalah pada pengolahan kering pengupasan daging buah, kulit tanduk dan kulit ari dilakukan setelah kering (kopi gelondong), sedangkan cara basah pengupasan daging buah dilakukan sewaktu masih basah.
Menurut Reh et al (2006), biji kopi memiliki perlakuan yang sangat berbeda pada kandungan kadar air yang tinggi dan rendah dengan sejumlah konsekuensi yang tidak diinginkan. Kesalahan dalam pengolahan dapat mengakibatkan tumbuhnya mikroba, pembentukan mikotoksin dan perubahan warna biji kopi. Biji kopi yang berwarna hitam dapat menimbulkan rasa asam yang berat yang berpengaruh terhadap selera (Clark and Macrae, 1987 dalam Franca et al., 2005).
C. MUTU BIJI KOPI
Kriteria umum yang digunakan untuk mengevaluasi kualitas biji kopi meliputi ukuran, warna, bentuk, proses penyangraian, pengolahan pasca panen, tanaman, rasa dan ada tidaknya cacat pada biji kopi (Bank et al., 1999 dalam
7 Franca et al., 2005). Cacat dan rasa merupakan kriteria yang paling penting dalam mengevaluasi mutu kopi. Tidak adanya biji yang cacat cukup relevan dalam meningkatkan mutu kopi, karena mereka dapat dikaitkan dengan berbagia masalah selama pra-panen dan proses pengolahan (Franca et al., 2005).
Mutu dari kopi robusta dan arabika dapat dilihat pada Tabel 2. Nilai cacat biji kopi dapat dilihat pada Tabel 3. Penjelasan istilah dari Tabel 3 dapat dilihat pada Lampiran 1.
Tabel 2. Syarat penggolongan mutu kopi robusta dan arabika
Mutu Persyaratan
Mutu 1 Jumlah nilai cacat maksimum 11* Mutu 2 Jumlah nilai cacat 12 sampai dengan 25 Mutu 3 Jumlah nilai cacat 26 sampai dengan 44 Mutu 4a Jumlah nilai cacat 45 sampai dengan 60 Mutu 4b Jumlah nilai cacat 61 sampai dengan 80 Mutu 5 Jumlah nilai cacat 81 sampai dengan 150 Mutu 6 Jumlah nilai cacat 151 sampai dengan 225 berdasarkan SNI 01-2907-2008
CATATAN: Untuk kopi arabika mutu 4 tidak dibagi menjadi sub mutu 4a dan 4b. Penentuan besarnya nilai cacat dari setiap biji cacat dicantumkan dalam Tabel 3.
*Untuk kopi peaberry dan polyembrio.
Perhitungan nilai cacat dilakukan dari contoh uji seberat 300 g. Jika satu biji kopi mempunyai lebih dari satu nilai cacat, maka penentuan nilai cacat tersebut didasarkan pada bobot nilai cacat terbesar. Dari biji kopi seberat 300 g, ditebar diatas kertas, kemudian dipilih dan dipisahkan biji cacat dan kotoran yang ada pada cuplikan. Tempatkan secara terpisah dalam kaca arloji atau cawan aluminium masing-masing dan hitung nilai cacatnya (SNI 01-2907-2008).
8 Tabel 3. Penentuan besarnya nilai cacat biji kopi berdasarkan SNI 01-2907-2008
NO Jenis cacat Nilai cacat
1 1 (satu) biji hitam 1 (satu)
2 1 (satu) biji hitam sebagian ½ (setengah)
3 1 (satu) biji hitam pecah ½ (setengah)
4 1 (satu) kopi gelondong 1 (satu)
5 1 (satu) biji coklat ¼ (seperempat)
6 1 (satu) kulit kopi ukuran besar 1 (satu) 7 1 (satu) kulit kopi ukuran sedang ½ (setengah) 8 1 (satu) kulit kopi ukuran kecil 1/5 (seperlima) 9 1 (satu) biji berkulit tanduk ½ (setengah) 10 1 (satu) kulit tanduk ukuran besar ½ (setengah) 11 1 (satu) kulit tanduk ukuran sedang 1/5 (seperlima) 12 1 (satu) kulit tanduk ukuran kecil 1/10 (sepersepuluh)
13 1 (satu) biji pecah 1/5 (seperlima)
14 1 (satu) biji muda 1/5 (seperlima)
15 1 (satu) biji berlubang satu 1/10 (sepersepuluh) 16 1 (satu) biji berlubang lebih dari satu 1/5 (seperlima) 17 1 (satu) biji bertutul-tutul 1/10 (sepersepuluh) 18 1 (satu) ranting, tanah atau batu berukuran besar 5 (lima)
19 1 (satu) ranting, tanah atau batu berukuran sedang 2 (dua) 20 1 (satu) ranting, tanah atau batu berukuran kecil 1 (satu)
Selain dilaksanakan uji mutu melalui defect system, juga harus diikuti dengan uji cita rasa (cup taste test). Menurut Yuhono dan Djaenudin (2008), cacat citarasa dapat meliputi :
1. Earthy : berbau tanah, paling banyak di jumpai pada kopi asalan dari petani.
2. Mouldy : berbau jamur akibat penanganan yang kurang baik , kandungan kadar air masih tinggi menyebabkan jamur masuk.
3. Fermented : berbau busuk, sebagai akibat jelek dari pengolahan secara basah yang tidak sempurna.
9 4. Musty : berbau lumut.
Oleh karenanya kopi hasil panen dari kebun harus segera diolah. Terlambat sedikit pengolahan menyebabkan citarasa yang khas yang dikandung oleh kopi berupa aroma dan rasa akan hilang. Ini yang disebut sebagai cacat citarasa.
Sebelum kopi dipergunakan sebagai bahan minuman, maka terlebih dahulu dilakukan proses roasting. Flavor kopi yang dihasilkan selama proses roasting tergantung dari jenis kopi hijau yang dipergunakan, cara pengolahan biji kopi, penyangraian, penggilingan, penyimpanan dan metoda penyeduhannya. Citarasa kopi akan ditentukan akhirnya oleh cara pengolahan di pabrik (Ridwansyah, 2003).
Penyangraian biji kopi akan mengubah secara kimiawi kandungan-kandungan dalam biji kopi, disertai susut bobotnya, bertambah besarnya ukuran biji kopi dan perubahan warna bijinya. Biji kopi setelah disangrai akan mengalami perubahan kimia yang merupakan unsur cita rasa (Ridwansyah, 2003).
Buah kopi dapat disimpan dalam bentuk buah kopi kering atau buah kopi
parchment kering yang membutuhkan kondisi penyimpanan yang sama. Menurut
Palacios (2004) dalam Palacios (2007), OA dapat diproduksi pada kopi setelah mengalami proses pengeringan dan penyimpanan pada kelembanban relatif lebih dari 87 %. Pada biji kopi dengan kadar air 11 % dan RH udara tidak lebih dari 74 % pertumbuhan jamur (Aspergilus niger, A. oucharaceous dan Rhizopus sp) akan minimal ( Ridwansyah, 2003).
Aspergillus ochraceus sebagai jamur kontaminan dan penghasil ochratoxin
A (OTA) memaikan peranan penting dalam menentukan kualitas biji kopi. Suhu dan aktivitas air (aw) mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap pertumbuhan dan produksi OTA A. ochraceus pada biji kopi. Maksimum pertumbuhan dari jamur penghasil OTA pada suhu 30oC dengan aw antara 0.95 hingga 0.99 (Pardo et al., 2005).
D. PENGEMASAN DAN PENYIMPANAN
Dalam pengertian umum kemasan adalah suatu benda yang digunakan untuk wadah atau tempat bahan yang dikemas dan dapat memberikan perlindungan sesuai dengan tujuan. Dalam pengertian khusus kemasan adalah
10 wadah atau tempat yang digunakan untuk mengemas suatu komoditas dan telah dilengkapi dengan tulisan atau label yang menjelaskan tentang isi, kegunaan dan lain-lainnya. Pengermasan bertujuan untuk melindungi produk agar dapat sampai ke tanggan konsumen dalam keadaan baik dan aman dalam kondisinnya maupun mutu dari produk (Wiraatmadja et al., 1991)
Friedman dan Kipness (1977) dalam Wiraatmadja et al (1991), menyatakan bahwa proses distribusi meliputi kegiatan pengemasan, penanganan, penggudangan, dan pengangkutan. Dalam proses pendistribusian kemasan dan produk yang dikemas akan mengalami resiko baik lingkungan, misalnya suhu dan kelembaban relatif (RH); resiko fisis, misalnya gesekan dan risiko lainnya seperti investasi mikroorganisme.
Berbagai jenis bahan kemasan dapat digunakan untuk mengemas produk, diantaranya kertas, karton gelombang, kayu, plastik, serat goni dan sebagainya (Anonimous, 1980 dalam Wiraatmadja et al., 1991). Menurut Widjandi et al (1989), kemasan karung yang sering digunakan antara lain karung goni, kantong kertas, karung kain, karung plastik dan karung rajut/jala. Pada karung yang memiliki lubang ventilasi yang baik memungkinkan masuknya oksigen yang cukup dan menghindari kerusakan karena akumulasi karbondioksida. Karung goni memiliki banyak kelebihan yakni memiliki kekuatan yang luar biasa, sehingga mampu disusun tinggi dan tahan terhadap penanganan yang kasar, serta dapat digunakan kembali hingga beberapa kali (Justice dan Bass, 2002).
Kopi dapat disimpan dalam bentuk buah kering atau biji bercangkang, tapi pada umumnya serta untuk keperluan ekspor, kopi disimpan dalam bentuk biji kopi (anonimous, 2005). Di Indonesia biji kopi yang sudah diklasifikasikan mutunya disimpan di dalam karung goni dan dijahit zigzag mulutnya dengan tali goni selanjutnya disimpan didalam gudang penyimpanan ( Ridwansyah, 2003).
Disain dari gudang penyimpanan sangat berpengaruh dalam menjaga kualitas dari biji kopi. Gudang penyimpanan tidak baik terbuat dari besi karena besi tidak bisa melindungi perubahan suhu luar. Besi merupakan pembawa panghantar panas yang baik yang dapat mengakibatkan terjadinya kondensasi pada bagian dalam gudang. Jika hal tersebut terjadi maka dapat terjadi
11 peningkatan kadar air dari biji kopi. Batu-bata atau kayu lapis merupakan bahan yang baik untuk melindungi gudang dari perubahan suhu (Anonimous, 2005).
Suhu udara berpengaruh terhadap laju penguapan bahan. Jika suhu udara di dalam gudang penyimpanan meningkat maka akan mengakibatkan laju penguapan bahan akan meningkat. Apabila sirkulasi udara tidak lancar maka akan menjenuhkan atmosfer pada permukaan produk, sehingga produk mudah menyerap uap air yang ada di udara yang mengakibatkan kadar air dari produk dapat meningkat. Kelembaban relatif (RH) udara berpengaruh terhadap perpindahan uap dari dalam bahan ke permukaan dan sebaliknya. Semakin tinggi RH maka akan semakin tinggi kemampuan produk dalam menyerap uap air di permukaan (Twishsri et al., 2006).
Selama penyimpanan terjadi dua proses yaitu pindah massa air yang terjadi secara simultan hingga uap air di dalam gudang penyimpanan seimbang. Penguapan terjadi karena adanya perbedaan suhu antara bahan dengan suhu lingkungannya. Pindah massa terjadi karena adanya perbedaan tekanan uap air di dalam bahan yang lebih tinggi daripada tekanan uap di luar bahan menyebabkan massa uap air berpindah dari dalam bahan ke udara dan juga sebaliknya.
Menurut Wirakartakusumah, Hermanianto dan Andarwulan (1989), dalam keadaan kesetimbangan (steady state) maka berlaku total enthalpi udara yang keluar sama dengan entalpi udara dalam air yang masuk.
ma h* = ma h1 + mw hf* (1)
h* = h1 + (mw/ma) hf* (2)
Menurut hukum konservasi masa:
mw = ma (H* - H1) (3)
sehingga entalpi setelah menampung uap air menjadi:
h* = h1 + (H*-H1) hf* (4)
Nilai hf* kecil sehingga dapat diabaikan dan menjadi :
h* - h1 = 0 (5)
Selama penyimpanan di dalam gudang, kopi yang disimpan pasti mengalami penurunan kualitas. Penurunan kualitas disebabkan oleh kerusakan yang terjadi pada biji kopi. Suatu bahan dapat dikatakan rusak bila terdapat penyimpangan yang melewati batas normal yang dapat diterima oleh panca indra
12 atau parameter lainnya yang biasa digunakan. Beberapa bahan dianggap rusak bila telah menunjukkan penyimpangan konsistensi serta tekstur dari keadaan yang normal. Bila dilihat dari penyebab kerusakan bahan hasil pertanian, maka kerusakan tersebut dapat dibagi menjadi beberapa jenis yaitu kerusakan mikrobiologis, mekanis, fisik, biologis dan kimia.
Kerusakan mikrobiologis merupakan kerusakan akibat aktivitas mikroba yang apabila dikonsumsi dapat berbahaya bagi kesehatan. Kerusakan ini dapat menjalar ke bagian lain. Kerusakan mekanis merupakan kerusakan yang disebabkan karena adanya benturan-benturan mekanis baik dengan bahan itu sendiri maupun dengan bahan lain. Kerusakan ini juga dapat disebabkan pada saat pemanenan berlangsung. Kerusakan fisik merupakan kerusakan yang disebabkan karena perlakuan fisik seperti saat pengeringan. Kerusakan fisiologis dan biologis meliputi kerusakan yang disebabkan oleh reaksi-reaksi metabolisme dalam bahan atau enzim-enzim yang terdapat di dalamnya secara alamiah sehingga tejadi proses autolisis yang berakhir dengan kerusakan dan pembusukan. Kerusakan kimiawi dapat diakibatkan karena adanya reaksi enzimatis yang aktif (Winarno, 2001).
Secara umum, kadar air antara 8,0-12.5 % merupakan kadar air yang dianggap aman dalam penyimpanan (Reh et al., 2006). Pengukuran kadar air dapat dilakukan dengan metode oven. Menurut Sivets and Desrosier (1979) dalam Lengkey (1995), pengukuran kadar air biji kopi dilakukan dengan cara mengambil kopi seberat 10 g dan ditempatkan pada wadah kemudian dimasukkan kedalam oven pada suhu 100-105oC. Setelah 24 jam dikeluarkan dari oven lalu dimasukkan kedalam desikator hingga suhu kamar dan ditimbang. Perhitungan kadar air dilakukan dengan rumus:
KAo = (6)
Penyimpanan kopi basah berpeluang menimbulkan serangan jamur dan kontaminasi mikotoksin (Ismayadi et al., 2005). Menurut Harahap (1992), berbeda dengan cendawan lapangan, cendawan gudang dapat tumbuh dan berkembang pada bahan-bahan dalam simpanan tanpa air bebas dan mempunyai tekanan osmotik tinggi. Cendawan gudang yang sering ditemukan di tempat
13 penyimpanan adalah spesies-spesies dari genus Aspergillus dan Pinicillium (Neergard,1977 dalam Harahap, 1992), serta beberapa spesies dari genus Mucorales (Hug, 1980 dalam Harahap, 1992).
Cendawan pasca panen merupakan cendawan yang menyerang biji-bijian terutama selama penyimpanan. Sebagian dari cendawan pasca panen ini tumbuh pada substrat dengan tekanan osmotik tinggi dengan kelembaban relatif 65-90 %. Di negara yang beriklim tropis Aspergillus dan Eurotium merupakan cendawan yang sering dijumpai di tempat penyimpanan (Pitt and Hocking, 1997 dalam Yani, 2008).
Selain itu cendawan gudang juga dapat menghasilkan mikotoksin yang sangat berbahaya apabila dikonsumsi oleh manusia. Kerusakan pada umumnya terjadi jika aktivitas air (water activity) lebih besar dari 0.7. Pada aw antara 0.65-0.7 deteriorasi berjalan lambat dan dapat diabaikan kalau jangka waktu penyimpanan hanya 3 bulan, terutama kalau suhunya rendah (Hug, 1980 dalam Harahap, 1992).
Kerusakan yang ditimbulkan oleh cendawan gudang umumnya bersifat kualitatif daripada kuantitatif. Kerusakan kualitatif yang dapat diamati secara langsung dengan mudah antara lain adalah kontaminasi tingkat sedang, perubahan warna bahan, dan pada tingkat lanjut berupa adanya struktur cendawan pada komoditas yang diserang (Haines,1980 dalam Harahap, 1992).
Pada kadar air biji antara 13.0 - 14.8 % hanya cendawan Aspergillus yang mampu tumbuh, sedangkan pada kadar air antara 14,8 - 16.0 % selain Aspergillus, Pinicillium juga mampu menyebabkan kerusakan (Blatchford et al., 1977 dalam Harahap, 1992). Menurut Ominski (1994) dalam Yani (2008), cendawan Aspergillus dan Penicillium dapat tumbuh pada kadar air berkisar 13-18 %. Makin tinggi kadar air komoditas makin rentan komoditas tersebut terhadap serangan cendawan. Cendawan dapat menghasilkan mikotoxin yang berbahaya bagi tubuh manusia.
Menurut Yani (2008), sebanyak 17 spesies cendawan telah diisolasi dari biji kopi yang diperoleh dari petani, yaitu Aspergillus flavus, A. fumigatus, A.
niger, A. ochraceus, A. restictus, A. wentii, Endomyces fibulger, Eurotium chevalieri, Fusarium acuminatum, F. oxysporum, F. semitectum, Lasiodiplodia
14
theobromae, Mucor javanicus, Penicillium citrinum, Rhizopus arrrhizus, R. oryzae dan Wallemia sebi. Aspergillus niger merupakan cendawan yang dominan.
Dari beberapa penelitian diketahui bahwa beberapa spesies Aspergillus dan Penicillium dapat memproduksi okratoksin (OA), toksin penyebab keracunan ginjal pada manusia maupun hewan, juga bersifat karsinogen (Yani, 2008). Hal ini sangat penting dalam perdagangan kopi di pasar internasional bahwa sebagian besar negara pngimpor kopi mensyaratkan untuk mengurangi bahkan menghilangkan kandungan dari OA yang berbahaya.
E. SIMULASI PENYIMPANAN BIJI KOPI
Dalam arti luas, simulasi berarti duplikasi dari suatu sistem atau aktivitas tanpa pencapaian yang sebenarnya dari hakekat kenyataan itu sendiri (Morgenthaler, 1961 dalam Kusuma, 2007). Simulasi merupakan penyusunan model dari suatu sistem dan dilakukan percobaan pada model tersebut. Pada hakekatnya simulasi merupakan suatu operasi yang terdiri dari pembuatan model dan percobaan (modelling and experimentation).
Model adalah suatu abstrak dari suatu keadaan yang sesungguhnya atau dengan kata lain merupakan penyederhanaan dari suatu sistem yang nyata untuk memungkinkan pengkhayalan tentang apa yang tersirat dalam suatu sistem (Kusuma, 2007).
Faktor yang menentukan keamanan dalam penyimpanan biji-bijian antara lain kadar air biji, pindah massa, suhu, oksigen dan carbon dioksida, keadaan biji dan kadar air kesetimbangan (ASHRE, 1997). Simulasi penyimpanan biji kopi dapat dilakukan dengan membuat model matematis dari faktor-faktor yang mempengaruhi.
Perubahan kadar air pada biji terjadi akibat adanya penyerapan uap air yang ada di udara oleh biji atau disebabkan karena terjadi penguapan pada biji. Sehingga kesetimbambangan kadar air pada biji dapat dirumuskan sebagai berikut (Nelwan et al.,1997): (7) v m dt dM m
15 Pindah massa (uap air) yang ada pada biji atau udara dipengaruhi oleh kesetimbangan massa (uap air) yang ada di udara. Banyaknya uap air yang ada di udara dapat dihitung dengan persamaan (ASHRE,1997):
m = m Hud (8)
Suhu pada ruang penyimpanan didalam gudang penyimpanan dapat dihitung dengan kesetimbangan panas yang terjadi pada ruang penyimpanan. Perpindahan panas yang terjadi didalam gudang penyimpanan dapat terjadi secara konduksi dan konveksi. Perpindahan panas secara konduksi dapat dirumuskan:
q = m Cp (T1-T2) (9)
Sedangkan pindah panas secara konveksi dari udara ke dinding dihitung dengan persamaan:
q = U A (T1 – T2) (10)
Pada perpindahan panas secara konveksi dari udara ke biji dihitung dengan persamaan:
q = h A (T1-T2) (11)
Menurut Nelwan et al (2009), dalam mengembangkan model memerlukan: Persamaan lapisan pengeringan, persamaan konstanta dari pengeringan biji, Sorption isotherm dan persamaan psychometric. Persamaan pengeringan lapisan tipis diturunkan secara semi teorotis dan empiris untuk menyederhanakan penyelesaian persamaan difusi dan pengeringan. Menurut Henderson dan Perrr (1976) dalam Prabowo (2009), proses difusi air selama laju pengeringan menurun seperti konduksi panas pada benda padat seperti persamaan berikut:
(12) Persamaan konstanta dari pengeringan biji kopi yang digunakan merupakan fungsi dari suhu (Nelwan et al (2009):
(13) sedangkan persamaan sorpstion isotherm dari biji kopi dapat menggunakan persamaan modified GAB, 1946 (Jayas dan Mazza,1993 dalam Thong et al., 2002): kt xp M M M M e o e e 273.16 + 5976 -15.432 e 3600 1 Tp xp k
16 (14)
Persamaan psychometric dapat digunakan untuk mencari nilai kelembapan relatif (RH). Nilai RH dapat dihitung dengan menggunakan persamaan kelembaban absolut (H) dan tekanan saturasi uap air (Pws) (ASHRE, 1997).
(15) Dimana µ diperoleh dari persamaan:
(16)
(17)
(18)
Tekanan saturasi dalam keadaan cair (liquid water) dengan kisaran suhu mulai 0 o C hingga 200 o C diketahui dengan menggunkan rumus (ASHRE,1997):
ln(Pws*) = C1/T* + C2 + C3T* + C4T*2 + C5T*3 + C6 ln(T*) (19) Dimana: C1 = -5.800 220 6 E+03 C2 = 1.391 499 3 E+00 C3 = -4.864 023 9 E-02 C4 = 4.176 476 8 E-05 C5 = -1.445 209 3 E-08 C6 = 6.545 967 3 E+00 * * + * -1 * -1 * * * 100 1 e RH B T C RH B RH B RH B T C A M
Hs
H
tp Pw P Pw H 0.62198 Pws P Pws Hs 0.6219817 III. METODOLOGI PENELITIAN
A. WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian dilakukan di UPT F Technopark Fakultas Teknologi Pertanian (FATETA), Institut Pertanian Bogor (IPB), Bogor. Penelitian ini dilakukan selama bulan Maret - Mei 2009.
B. BAHAN DAN ALAT
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah kopi lampung jenis robusta grade 4b dengan kadar air 12–13 %. Sedangkan bahan tambahan yang digunakan adalah karung goni, seng gelombang, papan multiplek dan seng plat. Bahan tambahan ini nantinya akan digunakan untuk membuat model gudang penyimpanan kopi dan pengemasan kopi.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah thermo recorder mini wireless RTW-20S dan RTW-30S, Kamera digital dan komputer. Peralatan yang diperlukan untuk analisis diantaranya yaitu Oven Drying, timbangan analitik, cawan, dan desikator. Sedangkan peralatan yang digunakan untuk membuat model gudang penyimpanan dan kemasan kopi yaitu gergaji kayu, gunting seng, palu dan jarum jahit.
Sebelum dilakukan penelitian ini perlu diadakan persiapan bahan. Bahan yang perlu disiapkan adalah kopi sebanyak 48 kg. Kopi tersebut dikemas kedalam karung goni dengan masing-masing kemasan berisi 300 g. Selanjutnya sebanyak 20 karung direndam ke dalam air selama 4 jam sebagai perumpamaan akibat banjir. Air yang digunakan adalah air irigasi sebagai pengganti air hujan.
C. MODEL PENYIMPANAN KOPI
Dalam penelitian ini akan dikaji ada tidaknya kerusakan biji kopi yang disebabkan karena peningkatan kadar air pada saat penyimpanan. Dalam hal ini kerusakan yang disebabkan selain pengaruh kadar air biji kopi diabaikan. Perlakuan untuk penelitian ini dilakukan dengan cara meletakkan model gudang di dalam ruangan. Untuk menyederhanakan sistem, beberapa asumsi dibuat:
18 1. Kadar air awal bahan sebelum mengalami perlakuan perendaman air
adalah sama.
2. Tumpukan biji kopi terbagi menjadi tiga bagian: bagian atas, tengah dan bawah.
3. Udara pada model gudang penyimpanan dibagi menjadi tiga yaitu bagian atas, tengah dan bawah. Asumsi ini mempertimbangkan dampak udara luar pada bagian atas karena ada fentilasi udara.
4. Persamaan lapisan (bagian) dengan faktor koreksi perubahan kadar air pada biji.
Data yang diperoleh selanjutnya akan digunakan dalam pembutan simulasi dengan menggunakan vasilitas macro yang ada pada Microsoft Office Exel.
Berdasarkan asumsi yang digunakan, dikembangkan subsistem model matematika yaitu:
1. Keseimbangan panas merata pada semua udara bagian bawah.
Kesetimbangan panas pada model gudang berawal dari pindah panas secara konveksi, konduksi dan panas yang dihasilkan dari produk itu sendiri. Perpindahan konveksi dari udara kedinding, pindah panas secara konduksi udara antara bagian, dan pindah panas konveksi dari udara ke produk atau sebaliknya hingga keadaan setimbang. Kesetimbangan panas pada bagian bawah dapat dirumuskan menjadi:
(20) 2. Keseimbangan panas merata pada semua udara bagian atas.
Pada kesetimbangan panas bagian atas sama seperti kesetimbangan panas pada bagian bawah, namun ada pengaruh pindah panas konduksi dari udara lingkungan model gudang. Sehingga persamaannya adalah
(21)
3. Kesetimbangan panas merata pada semua udara bagian tengah.
Pada kesetimbangan panas pada bagian tengah sama seperti kesetimbangan panas bagian atas. Jika pada bagian atas terdapat pengaruh pindah
pb rb pb lingk rb w rb rtg ab p rb rb p mc T T UA T T hA T T dt dT mc pb ra pa lingk ra w rtg rta ab p ra lingk lingk p ra ra p mc T T mc T T UA T T hA T T dt dT mc
19 panas konduksi dari lingkungan, namun pada bagian tengah yang berpengaruh adalah pindah panas konduksi dari udara bagian bawah dan atas.
(22) 4. Kesetimbangan panas biji kopi merata pada bagian bawah.
Kesetimbangan panas biji kopi di dalam penyimpanan berasal dari pindah panas konduksi yang disebabkan karena perbedaan suhu biji kopi dengan suhu di sekitar biji kopi dan panas yang mengakibatkan penguapan. Sehingga kesetimbangan panas yang terjadi pada biji kopi bagian bawah adalah:
(23) 5. Kesetimbangan panas biji kopi merata pada bagian atas.
Kesetimbangan panas biji kopi yang terjadi pada bagian atas sama dengan kesetimbangan panas biji kopi bagian bawah. Sehingga kesetimbangan panas yang terjadi pada biji kopi bagian atas adalah:
(24) 6. Kesetimbangan panas biji kopi merata pada bagian tengah.
Kesetimbangan panas biji kopi bagian tengah sama dengan kesetimbangan panas biji kopi pada bagian atas dan bawah. Sehingga kesetimbangan panas yang terjadi pada biji kopi bagian tengah adalah:
(25) 7. Kesetimbangan kadar air biji kopi merata pada bagian bawah.
(26) 8. Kesetimbangan kadar air biji kopi merata pada bagian atas.
(27) 9. Kesetimbangan kadar air biji kopi merata pada bagian tengah.
(28) ptg rtg ptg rtg link w rtg ra ab p rtg rb lingk p ra ra p mc T T mc T T UA T T hA T T dt dT mc fg vb pb rb pb pb pb p hA T T m h dt dT mc fg va pa ra pa pa pa p hA T T m h dt dT mc fg vtg ptg ra ptg ptg ptg p hA T T m h dt dT mc vb b db m dt dM m va a da m dt dM m vtg tg dtg m dt dM m
20 10. Keseimbangan uap air merata pada semua udara bagian bawah.
Kesetimbangan uap air pada bagian bawah dipengaruhi oleh kesetimbangan uap air yang ada pada udara sekitar biji kopi dengan laju penguapan yang terjadi pada biji. Sehingga kesetimbangan uap air pada bagian bawah dapat dihitung menggunakan persamaan :
(29) 11. Keseimbangan uap air merata pada semua udara bagian tengah.
Kesetimbangan uap air pada lapisan tengah berasal dari uap air yang ada pada udara disekitar biji kopi bagian tengah dan bawah, uap air disekitar biji kopi bagian tengah dan atas, serta laju penguapan yang terjadi pada biji kopi bagian tengah. Sehingga kesetimbangan uap air pada bagian tengah dapat dihitung menggunakan persamaan:
(30) 12. Keseimbangan uap air merata pada semua udara bagian atas.
Kesetimbangan uap air pada lapisan atas berasal dari uap air yang ada pada udara disekitar biji kopi bagian atas dan lingkungan, uap air disekitar biji kopi bagian tengah dan atas, serta laju penguapan yang terjadi pada biji kopi bagian atas. Sehingga kesetimbangan uap air pada bagian tengah dapat dihitung menggunakan persamaan:
(31) Dalam penelitian ini digunakan metode Newton-Raphson untuk pencarian akar dari persamaan. Dari semua metode yang ada, metode ini memiliki konvergensi yang paling cepat. Untuk mengetahui rumus metode Newton-Raphson dapat dilakukan dengan dua pendekatan yaitu pendekatan Geometri dan pendekatan menggunakan deret Taylor. Dalam penelitian ini menggunakan pendekatan deret Taylor.
Langkah yang digunakan yaitu menguraikan di sekitar kedalam deret Taylor sehingga < t <
(32.1) b v rb tg ab rb r m H H m dt dH m tg v rtg rb atg rtg r atg rtg r m H H m H H m dt dH m va ra rtg aa ra lingk aa ra r m H H m H H m dt dH m
21 Apabila diambil dua persaman 25.1 maka akan menjadi
(32.2) Untuk mencari nilai akar dari persamaan maka nilai , sehingga persamaannya menjadi
0 = (32.3)
Atau
(32.4) Kriteria berhentinya iterasi metode Newton-Raphson adalah
atau , dimana dan adalah toleransi galat.
Model simulasi pendugaan kadar air ini merupakan pengembangan model simulasi yang telah dibuat oleh Nelwan et al (2009). Pengembangan ini berupa
1. Tampilan lebih menarik
Tampilan dari program yang dikembangkan lebih menarik karena didisain dengan paduan warna sehingga lebih mudah untuk dimengerti. Data masukan dan hasil yang diharapkan berupa kadar air biji kopi ditampilkan dalam satu halaman sehingga lebih mudah untuk dimengerti. Selain itu hasil dari program simulasi pendugaan kadar air biji kopi berupa tabel dan grafik sehingga mudah dipahami dalam menggambarkan hasil simulasi.
2. Data masukan yang digunakan di dalam program lebih sederhana
Inputan data yang lebih sederhana dari program simulasi karena menyederhanakan beberapa variabel seperti mengganti variabel dimensi karung berupa panjang, lebar dan tebal menjadi volume karung. Mengubah beberapa variabel yang ada pada data masukan menjadi inputan data pada coding program seperti variabel properti berupa kerapatan udara, panas jenis udara, panas jenis biji kopi, perubahan waktu dan entalphi produk. Hal ini disebabkan data-data tersebut merupakan nilai tetap yang tidak perlu diubah-ubah. Menghapus beberapa variabel seperti massa udara, massa kering produk, volume udara bebas pada gudang, laju aliran udara dan aliran massa udara dalam ruang karena variabel-variabel tersebut langsung dihitung di dalam coding.
22 3. Komposisi setiap bagian dijadikan sebagai variabel
Dalam pembuatan simulasi ini menggunakan asumsi pembagian tumpukan karung menjadi tiga bagian yang setiap bagiannya terdiri dari beberapa lapisan. Dalam simulasi yang dikembangkan ini dapat diubah-ubah jumlah lapisan pada setiap bagiannya. Hal ini dapat memudahkan pengguna apabila dalam kenyataannya jumlah lapisan pada setiap bagiannya tidak sama dengan jumlah lapisan pada setiap bagian dari model.
4. Tampilan data hasil perhitungan lebih lengkap
Dalam simulasi program ini tampilan data hasil perhitungan lebih banyak dari pada data hasil perhitungan program sebelumnya seperti penambahan hasil perhitungan dari suhu bola basah pada bagian tengah dan atas yang program sebelumnya hanya suhu bola basah pada bagian bawah saja.
5. Fungsi yang digunakan di dalam coding berbeda
Sebagian besar fungsi yang ada pada coding sama, namun ada perbedaan rumus fungsi seperti pada fungsi penghitungan tekanan uap jenuh. Dalam program yang dikembangkan ini fungsi penghitungan tekanan uap jenuh berdasarkan pada ASHRAE Handbook 1997.
D. RANCANGAN MODEL BANGUNAN PENYIMPANAN
Pembuatan model gudang disesuaikan dengan kapasitas karung yang dapat ditampung. Model gudang yang dibuat memiliki dimensi panjang, lebar dan tinggi adalah 60 cm x 40 cm x 100 (120) cm. Model gudang ini memiliki empat buah pintu, dua pintu ada pada bagian bawah dan dua pintu pada bagian atas. Pintu tersebut memiliki dimesi lebar dan tinggi 20 cm x 25 cm. Pintu ini berfungsi sebagai jalan masuknya karung kopi dan pengambilan sempel kopi. Pintu pada bagian atas terletak pada ketinggian 60 cm. Pada dinding-dinding gudang dilapisi dengan seng untuk menghindari penyerapan air pada dinding.
Atap dari model gudang dibuat dengan menggunakan seng gelombang. Atap seng ditahan dengan menggunakan dinding gudang hingga membentuk segitiga sama kaki. Pada bagian atap terdapat ventilasi udara yang berasal dari celah seng gelombang. Ventilasi udara berfungsi sebagai sirkulasi udara baik dari
23 dalam maupun dari luar. Gambar model gudang dapat dilihat pada Gambar 2. Sedangkan dimensi dari denah dapat dlihat pada Lampiran 2.
Gambar 2. Model gudang penyimpanan
Model gudang yang dibuat selanjutnya diisi dengan karung goni yang telah terisi biji kopi. Penyusunan karung goni dapat dilihat pada Gambar 3.
24 Gambar 3. Model gudang dan tumpukan karung goni
Keterangan:
Bagian atas (lapisan 9-16) Bagian tengah (lapisan 3-8) Bagian bawah (lapisan 1-2)
Sempel atas pengukuran kadar air (lapisan 16). Sempel tengah pengukuran kadar air (lapisan 5). Sempel bawah pengukuran kadar air (lapisan 2).
25 E. PROSEDUR PENELITIAN
Pelaksanaan penelitian dilakukan dalam tiga tahap. Tahap pertama yaitu pembuatan kemasan kopi yang akan disimpan di dalam model gudang penyimpanan dan pembuatan model gudang penyimpanan. Biji kopi yang digunakan sebanyak 48 kg. Biji kopi ini selanjutnya akan dikemas dengan mengunakan karung goni. Setiap kemasan berisi 300 g biji kopi. Karung goni yang digunakan memiliki ukuran 18 cm x 16 cm. Biji kopi harus diukur kadar airnya terlebih dahulu sebelum dimasukkan kedalam karung untuk mengetahui kadar air awal dari biji kopi tersebut. Selanjutnya karung goni yang telah berisi biji kopi dijahit menggunkan benang kasur. Karung goni yang telah berisi kopi memiliki dimensi rata-rata 16 cm x 13 cm x 4 cm dengan jumlah 160 karung. Sebagian karung direndam didalam air selama 4 jam. Setelah itu ditiriskan dan disimpan di dalam gudang besama dengan sisa karung lainnya. Diagram alir dari proses tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.
26 Gambar 4. Diagram alir proses pengemasan kopi dan penyimpanan di
dalam model gudang
Pembuatan model gudang disesuaikan dengan kapasitas karung yang dapat ditampung. Model gudang yang dibuat memiliki dimensi panjang, lebar dan tinggi adalah 60 cm x 40 cm x 100 (120) cm. Model gudang ini memiliki empat buah pintu, dua pintu ada pada bagian bawah dan dua pintu pada bagian atas. Pintu tersebut memiliki dimesi lebar 20 cm dan tinggi 25 cm. Pintu ini berfungsi sebagai jalan masuknya karung kopi dan pengambilan sempel kopi. Pintu pada bagian atas terletak pada ketinggian 60 cm. Pada dinding-dinding gudang dilapisi dengan seng untuk menghindari penyerapan air pada dinding.
Kemas di dalam karung (300gr)
Jahit karung
Siapkan biji kopi Ukur kadar air awal Rendam 20 karung, t = 4 jam Simpan karung di dalam gudang Ukur T, Rh, dan Kadar air Mulai Selesai
27 Setelah kemasan biji kopi dan gudang penyimpanan siap, karung biji kopi selanjutnya ditumpuk di dalam gudang dengan model tumpukan lapisan pertama 8 karung (4 x 2), lampisan kedua 12 karung (4 x 3) dan selanjutnya berselang-seling hingga 16 lapisan (tumpukan). Pada tumpukan pertama dan kedua karung telah direndam dengan air irigasi selama 4 jam. Selanjutnya karung disimpan dalam gudang selama satu bulan untuk mengamati kerusakan yang terjadi akibat terjadinya peningkatan kadar air.
Tahap yang kedua yaitu selama penyimpanan dilakukan pengamatan dan pengukuran parameter yang diinginkan pada produk. Tumpukan biji kopi dibagi menjadi tiga bagian yaitu bagian atas, tengah dan bawah. Masing-masing bagian mengalami pengukuran suhu dan kelembaban relatif sebanyak dua tempat dengan pengukuran yang dilakukan setiap jam 09.00, 13.00 dan 16.00 WIB.
Pengukuran suhu gudang dilakukan pada bagian bawah terletak pada jarak 5 cm dari dasar gudang, pada bagian tengah terletak pada ketinggian 30 cm dari dasar, sedangkan pada bagian atas terletak pada ketinggian 100 cm dari dasar. Masing-masing bagian dua titik yang bersebrangan.
Pengukuran kelembaban relatif gudang dilakukan pada bagian bawah terletak pada jarak 5 cm dari dasar, pada bagian tengah terletak pada ketinggian 25 cm dari dasar dan pada bagian atas teletak pada ketinggian 100 cm dari dasar. Masing-masing bagian diambil dua titik yang bersebrangan.
Pengukuran suhu udara dan kelembaban relatif lingkungan diambil disekitar gudang dengan waktu pengukuran menyesuaikan waktu pengukuran suhu dan kelembaban relatif di dalam gudang.
Pengukuran kadar air dilakukan pada bagian atas, tengah dan bawah. Masing-masing bagian sebanyak dua sampel yang diambil dari dua tempat yang bersebrangan. Pengambillan pengkukuran kadar air dilakukan setiap hari pada jam 14.00 WIB. Kopi sebanyak 10 gram ditempatkan pada wadah kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu 100-105oC. Setelah 24 jam dikeluarkan dari oven lalu dimasukkan ke dalam desikator sampai mencapai suhu kamar, lalu ditimbang. Diagram alir dari pengukuran kadar air dapat dilihat pada Gambar 5.
28 Gambar 5. Diagram alir pengukuran kadar air
Pengukuran kadar air awal dihitung dengan menggunakan persamaan 6. Oven cawan, t = 1
jam
Masukkan cawan dalam desikator Ambil sampel biji
kopi Timbang cawan Timbang cawan + biji kopi Oven, T=105oC dan t= 24 jam Masukkan ke dalam desikator Timbang Selesai Mulai
29 Tahap yang ketiga yaitu pendugaan peningkatan kadar air dengan menggunakan program simulasi pendugaan kadar air dan membandingkannya dengan data yang diperoleh pada saat pengukuran. Input data dari program simulasi pendugaan kadar air tersebut adalah suhu udara baik lingkungan di luar model gudang dan lingkungan di dalam model gudang. Selain itu inputan data yang lain yaitu kadar air dari produk.
F. PENGUJIAN KETEPATAN HASIL
Ketepatan hasil pengukuran kadar air dari percobaan dengan hasil simulasi digunakan modulus deviasi (P) dengan persamaan sebagai berikut
* (33)
Menurut Lomauro et al (1985) dalam Irwanto et al (1991), jika nilai P kurang dari 5, maka pendugaan hasil yang didapatkan dari simulasi sangat tepat. Jika P memiliki nilai antara 5 hingga 10, maka hasil yang didapatkan dari simulasi agak tepat dan jika nilai P lebih besar dari 10, maka hasil pendugaan dari simulasi yang dilakukan tidak menggambarkan keadaan dari hasil pengukuran.
30 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. PENYIMPANAN KOPI
Penyimpanan kopi dilakukan selama 36 hari. Penyimpanan ini digunakan sebagai verifikasi dari model program simulasi pendugaan kadar air biji kopi selama penyimpanan dalam waktu tertentu. Selama penyimpanan dilakukan pengukuran kadar air, suhu dan RH dari produk dan lingkungan sekitar produk dan lingkungan sekitar gudang.
Model gudang dibuat dari bahan kayu multiplek yang dilapisi dengan seng plat untuk mencegah terjadinya perpindahan uap air dari bahan ke dinding gudang. Jumlah biji kopi yang digunakan sebanyak 48 kg yang dikemas ke dalam 160 karung. Pada setiap karung berisi 300 g. Karung tersebut disusun di dalam gudang hingga 16 lapis.
Pada model penyimpanan ini dibagi menjadi tiga bagian yaitu bagian bawah, bagian tengah dan bagian atas. Pada bagian bawah terdiri dari lapisan 1 dan 2. Pada bagian tengah terdiri dari lapisan ke-3 hingga lapisan ke-7. Sedangkan bagian atas terdiri dari lapisan ke-8 hingga lapisan ke-16. Pada bagian bawah yaitu lapisan 1 dan 2 mengalami perendaman dengan air selama 4 jam sehingga terjadi peningkatan kadar air. Kadar air awal pada bagian bawah, bagian tengah dan bagian atas adalah 12.35 % (bb). Setelah mengalami perendaman selama 4 jam pada bagian bawah mengalami peningkatan kadar air menjadi 45.71 % (bb).
Dari hasil pengukuran diperoleh data perubahan kadar air yang dapat dilihat pada Lampiran 3. Gambar 6 menunjukkan grafik perubahan kadar air biji kopi setiap bagian selama penyimpanan.
31 Gambar 6. Perubahan kadar air biji kopi selama penyimpanan
Pada Gambar 6 terjadi perbedaan kandungan kadar air biji kopi setiap sempel pada bagian yang sama. Pada lapisan bawah satu (B1) dan bawah dua (B2) terjadi perbedaan kandungan kadar air yang nampak begitu jelas. Pada bagian tengah (T1 dan T2) dan bagian atas (A1 dan A2) juga terjadi hal yang sama. Perbedaan kadar air pada setiap sampel terjadi karena adanya penataan karung yang terlalu rapat pada bagian tertentu sehingga sirkulasi udara tidak lancar yang mengakibatkan terjadinya perbedaan kandungan air pada setiap sampel yang diambil.
Gambar 6 kurang menunjukkan grafik yang baik sehingga perlu dilakukan Penyederhanaan untuk memperoleh grafik yang lebih baik. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 7. Data hasil penyederhanaan kadar air biji kopi selama penyimpanan dalam gudang dapat dilihat pada Lampiran 4.
32 Gambar 7. Perubahan kadar air biji kopi pada setiap bagian
Pada Gambar 7 dapat dilihat terjadi peningkatan kadar air bagian bawah, tengah dan atas pada awal penyimpanan. Peningkatan kadar air pada bagian bawah disebabkan karena penyerapan air oleh biji kopi dari karung goni. Sedangkan pada bagian tengah dan atas terjadi penyerapan uap air yang ada di udara sekitar akibat aktivitas penguapan dari biji kopi bagian bawah. Penyerapan air pada bagian bawah berlangsung hingga kandungan uap air yang ada pada biji kopi setimbang selanjutnya mengalami penurunan. Penyerapan uap air oleh biji kopi pada bagian tengah dan atas akan terus berlangsung hingga kandungan kadar air dari biji kopi bagian bawah, bagian tengah dan bagian atas akan mencapai kesetimbangan dengan kandungan air yang ada di udara sekitar. Selain itu pada bagian tengah dan atas juga mengalami penguapan akibat terjadinya perbedaan kandungan air bahan dengan udara. Setelah mencapai kesetimbangan maka terjadi penurunan kadar air dari bagian bawah, tengah dan atas hingga mencapai kadar air yang sama.
Dari Gambar 7 total massa air yang diuapkan oleh biji kopi bagian bawah sebanyak 1.42 kg. Sedangkan total massa uap air yang diserap oleh biji kopi bagian atas dan tengah adalah 0.85 kg dan 0.98 kg. Terdapat selisih massa air yang diuapkan dan diserap oleh biji kopi bagian bawah, tengah dan atas sebesar 0,41 kg. Selisih massa air ini dapat diakibatkan oleh air yang diserap oleh bahan kemasan dan uap air dari udara luar.
33 B. PENDUGAAN KADAR AIR BIJI KOPI
Pendugaan kadar air dari biji kopi dilakukan berdasarkan parameter-parameter percobaan dalam sekala kecil. Pendugaan kadar air biji kopi dilakukan dengan membuat program simulasi pendugaan kadar air biji kopi selama penyimpanan. Program simulasi dibuat dengan mengunakan menggunakan fasilitas macro yang ada pada Microsoft Office Exel. Program simulasi pendugaan kadar air biji kopi ini merupakan pengembangan dari progam yang telah dibuat oleh Nelwan et al., 2009.
Simulasi Penyimpanan Biji Kopi
Data Masukan
Dimensi ruang Panjang 0,6 m
Lebar 0,4 m Tinggi 1 m Volume 0,2544 m3 Tinggi tambahan 0,2 m Lebar jendela 0,02 m Karung Volume 0,00078 m3 Jumlah 160 karung Properti U 0,014 kW/m2oC A produk 12,2 m2
Massa massa biji 48 Kg
Laju udara Kec angin 0,01 m/s
Lingkungan Ta 29,79 oC Ha 0,017 kgair/kg udara kering
Jam simulasi Lama simulasi 864 jam
Cetak setiap 24 jam
R.Penyimpanan Suhu awal bagian atas 29,3 oC
Suhu awal bagian tengah 31,3 oC
Suhu awal bagian bawah 32,2 oC
Kelembapan absolut atas 0,0261 kgair/kg udara kering Kelembapan absolut tengah 0,0294 kgair/kg udara kering Kelembapan absolut bawah 0,0310 kgair/kg udara kering
Produk Suhu awal bagian atas 29,3 oC
Suhu awal bagian tengah 31,3 oC
Suhu awal bagian bawah 32,2 oC
kadar air awal atas 0,141 %bk
kadar air awal tengah 0,141 %bk
kadar air awal bawah 0,842 %bk
Tumpukan Total tumpukan 16 karung
Tumpukan atas 8 karung
Tumpunkan tengah 6 karung
Tumpukan bawah 2 karung
34 Pada Gambar 8 dapat dilihat masukan data yang dibutuhkan dalam simulasi tersebut. Parameter-parameter yang digunakan berasal dari model gudang penyimpanan yang telah dibuat. Parameter yang dibutuhkan adalah dimensi ruang (panjang, lebar, tinggi, volume, tinggi tambahan dan lebar jendela), karung (volume dan jumlah karung), properti (pindah panas overall dan luas permukaan produk), massa biji, kecepatan angin, lingkugan (suhu dan kelembapan absolut), jam simulasi (lama penyimpanan dan waktu cetak), ruang penyimpanan (suhu dan kelembapan absolut), produk (suhu dan kadar air), dan tumpukan karung (jumlah tumpukan, tumpukan atas, tumpukan tengah dan tumpukan bawah).
Pada penelitian ini menggunakan konsep sirkulasi udara minimum untuk mengetahui kerusakan yang terjadi akibat penyimpanan basah dalam gudang tertutup. Nilai kecepatan angin didekati dengan cara perhitungan laju aliran massa. Hal ini disebabkan karena kecepatan angin yang terjadi sangat kecil sehingga tidak dapat diukur dengan anemometer yang ada.
Setelah data masukan sudah diisi semua, selanjutnya klik “jalankan” maka prosses perhitungan akan berlasung. Proses ini berlangsung kurang lebih selama enam menit. Jika proses telah selesai maka akan ditampilkan data-data berupa tabel yang berisi waktu simulasi dan kadar air biji kopi setiap bagian. Selain itu data-data tersebut juga ditampilkan dalam bentuk grafik sehingga mudah untuk dimengerti. Hasil simulasi dapat dilihat pada Lampiran 5 dan Gambar 9.
