UJI BERBAGAI LEVEL KECEPATAN RPM PADA ALAT PENYANGRAI KOPI MEKANIS TIPE ROTARI (MODIFIKASI) TERHADAP KUALITAS HASIL
(Testing of Several RPM Speed of Mechanical Coffee Roasters Type Rotary on The Quality of The Product)
Muhammad Afandi
1,2, Saipul Bahri Daulay
1, Achwil Putra Munir
11) Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian USU Jl. Prof. Dr. A. Sofyan No. 3 Kampus USU Medan 20155
2)email :[email protected]
Diterima :27 April 2016 / Disetujui: 28 April 2016
ABSTRACT
Test ing process of several rpm Speed of mechanical coffee roasters type rotary on the quality of the product, is interesting to note. This research was held to design, construct and test, ing of the coffee roaster parameters observed ware effective capacity, yield and organoleptic test. It was summerised that the effective capaeity of this equipment was 2.76 kg/hr, the yield percentage was 79.25%, and the organoleptic test was 2.45% (color).
Keywords: Coffee, RPM, Effective Capacity, Yield, Organoleptic Test.
ABSTRAK
Proses uji berbagai level kecepatan RPM pada alat penyangrai kopi mekanis tipe rotari terhadap kualitas hasil, merupakan hal menarik untuk diketahui. Penelitian ini bertujuan untuk merancang, membuat serta menguji, parameter yang diamati adalah kapasitas alat, rendemen dan uji organoleptik.Dari hasil penelitian diperoleh kapasitas alat sebesar 2.76kh/jam, rendemen yang didapat sebesar 79.25% dan Uji organoleptik yang didapat 2,45% (warna).
Kata Kunci : Kopi, RPM, Kapasitas Alat, Rendemen, Uji Organoeptik.
PENDAHULUAN
Kopi adalah suatu jenis tanaman tropis, yang dapat tumbuh dimana saja, terkecuali pada tempat- tempat yang terlalu tinggi dengan temperatur yang sangat dingin atau daerah-daerah tandus yang memang tidak cocok bagi kehidupan tanaman.
Mutu kopi yang baik sangat tergantung pada jenis bibit yang ditanam, keadaan iklim, tinggi tempat, dan lain-lain. Kesemuanya ini dapat mempengaruhi perkembangan hama penyakit. Demikian pula cuaca pun sangat berpengaruh terhadap produksi (AAK, 1988).
Kopi bubuk merupakan salah satu produk kebutuhan rumah tangga yang sudah tersedia di berbagai tempat penjualan baik di perkotaan maupun di pedesaan dengan berbagai macam merek kopi yang tersedia. Bagi seorang dan rumah tangga, kebutuhan akan kopi bubuk dirasa
sangatlah perlu untuk melengkapi persediaan barang konsumsi terkait dengan kehidupan berinteraksi sosial dalam bermasyarakat.
Keberadaan kopi bubuk bagi seseorang apalagi sebagai penikmat kopi adalah sangat membantu dalam berbagai aktifitas atau bisa dikatakan seseorang akan lebih bersemangat dalam beraktifitas setelah minum kopi (Spillane, 1990)
Selain kopi digunakan sebagai minuman kenikmatan, juga dibutuhkan untuk penyedap berbagai panganan, mulai dari tar, moka atau kue hingga es buah serta es krim moka yang terkenal dan disukai masyarakat. Itulah sebabnya komoditi kopi dalam dunia perdagangan internasional digolongkan dalam komoditi pangan kenikmatan (Spillane, 1990).
Selama ± 30 tahun yang terakhir ini perkembangan dibidang teknologi pengolahan kopi lebih terbatas dibandingkan dengan perkembangan
dibidang budidaya. Namun demikian ada juga perkembangan yang cukup maju, yaitu mengenai masalah fermentasi. Disamping itu ada pula perkembangan dibidang peralatan, yaitu antara lain alat pengupas (pulper), alat pengering dan sortasi, serta alat penyangrai (roaster) yang semuanya itu ditujukan ke arah peningkatan dan ke arah efisiensi (AAK, 1988).
Pengolahan kopi rakyat harus dilakukan dengan tepat waktu, tepat cara dan tepat jumlah.
Buah kopi hasil panen, seperti halnya produk pertanian yang lain, perlu segera diolah menjadi bentuk akhir yang stabil agar aman untuk disimpan dalam jangka waktu tertentu. Kriteria mutu biji kopi yang meliputi aspek fisik, cita rasa dan kebersihan serta aspek keseragaman dan konsistensi sangat ditentukan oleh perlakuan pada setiap tahapan proses produksinya. Oleh karena itu, tahapan proses dan spesifikasi peralatan pengolahan kopi yang menjamin kepastian mutu yang terjadi penyimpanan dapat dikoreksi secara cepat dan tepat. Sebagai langkah akhir, upaya perbaikan mutu akan mendapatkan hasil yang optimal jika disertai dengan mekanisme tata niaga kopi rakyat yang berorientasi pada mutu (AAK, 1988).
Pembuatan kopi bubuk banyak dilakukan oleh petani, pedagang pengecer, industri kecil dan pabrik. Pembuatan kopi bubuk oleh petani biasanya hanya dilakukan secara tradisional dengan alat-alat sederhana. Hasilnya pun biasanya hanya dikonsumsi sendiri atau dijual bila ada pesanan.
Sedangkan pembuatan kopi bubuk oleh pabrik biasanya dilakukan secara modern dengan skala yang cukup besar dengan menggunakan alat penyangrai (Tim Karya Tani Mandiri, 2010).
Penyangraian kopi hingga pada saat sekarang ini masih banyak menggunakan peralatan manual ataupun yang disebut secara tradisional yaitu dengan menggunakan kuali dan pengadukannya pun menggunakan tenaga manusia dan menggunakan kayu bakar sebagai bahan bakar. Hal ini kurang efektif dan efisien bagi manusia.
Untuk mengatasi keterbatasan serta tidak efektif dan tidak efisiensi cara manual ini, maka dirancanglah suatu alat penyangrai kopi mekanis.
Untuk mendapatkan hasil sangrai yang baik, pengaturan kecepatan perlu diperhatikan.
Penelitian ini dilakukan untuk menguji alat penyangrai kopi tipe rotari pada berbagai tingkat kecepatan putaran terhadap hasil dan kualitas kopi yang baik.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi kecepatan rpm pada alat
penyangrai kopi mekanis tipe rotari terhadap kapasitas alat, rendemen dan organoleptik.
BAHAN DAN METODE
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah studi literatur (kepustakaan), melakukan eksperimen dan melakukan pengamatan tentang alat pengaduk sabun cair yang telah ada.
Kemudian dilakukan perancangan bentuk dan pembuatan/perangkaian komponen-komponen alat.
Setelah itu, dilakukan pengujian alat dan pengamatan parameter
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Kopi Robusta, Pulley 10”,8”,6”, V-belt A-51,A-49, dan A-47
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah Alat Penyangrai Kopi, Alat Tulis, Kalkulator, Komputer, Timbangan, Kamera.
Parameter penelitian 1. Kapasitas kerja alat
Kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (contoh : ha. Kg, lt) persatuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan produk per kW per jam, bila alat/mesin itu menggunakan daya penggerak motor. Jadi satuan kapasitas kerja menjadi : Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW.
Persamaan matematisnya dapat ditulis sebagai berikut :
Kapasitas Alat = ୰୭ୢ୳୩ ୷ୟ୬ ୢ୧୭୪ୟ୦
ୟ୩୲୳ ... (1) 2. Rendemen
Rendemen adalah presentase produk yang didapatkan dengan membandingkan berat awal bahan dengan berat akhirnya. Sehingga didapat kehilangan berat proses pengolahan.
Rendamen didapat dengan cara menimbang berat akhir bahan yang dihasilkan dari proses di bandingkan dengan berat bahan awal.
Rendemen = Berat sabun cair yang dihasilkan
Berat Bahan Baku x 100%...(2) 3. Organoleptik (warna)
Uji organoleptik warna dilakukan menggunakan uji hedonik dengan mengambil sampel secara acak dan diberikan kepada sepuluh orang panelis untuk diamati dengan kode tertentu.
Parameter yang diamati adalah warna kopi hasil penyangraian.
Tabel 1. Skala hedonik untuk kopi hasil penyangraian
Skala hedonik Skala Numerik Coklat tua/ Hitam 3 Coklat agak gelap 2 Coklat muda 1
HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses penyangrain memiliki beberapa tahapan yaitu persiapan biji beras,proses penyangraian, pendinginan, penyimpanan sementara, dan pengemasan. Sebelum disangrai aroma dan cita rasa kopi masih tersimpan di dalam biji kopi.
Proses penyangraian merupakan tahapan pembentukan aroma dan cita rasa khas kopi dengan perlakuan panas dan kunci dari produksi kopi bubuk. Proses penyangraian ini menggunakan mesin sangrai tipe rotari yang digerakkan oleh motor listrik. Sedangkan sebagai sumber pemanas adalah menggunakan heater. Silinder penyangraian terbuat dari bahan pipa stainless steel dengan tebal 0,2cm, diameter 30 cm, panjang 40 cm. Di dalam silinder penyangraian terdapat poros pengaduk yang terbuat dari bahan stainless steel dengan diameter 25 cm dan panjang 50 cm.Poros ini dilengkapi dengan empat buah plat dengan ketebalan masing-masing plat 4 mm panjang 17 cm dan 12 cm lebar . Jarak kisi antara dinding silinder penyangrai bagian dalam dengan ujung plat pengaduk sebesar 1 cm untuk mempermudah proses pengadukan agar saat plat pengaduk berputar tidak bergesekan dengan dinding silinder.
Bahan-bahan yang digunakan dalam rancang bangun alat penyangrai ini sangat berpengaruh terhadap kualitas hasil kopi sangrai yang akan dibuat, hal ini sesuai dengan literature Panggabean (2011) yang menyatakan bahwa faktor yang perlu diperhatikan selama menyangrai kopi diantaranya sistem mesin penyangrai, bahan tabung penyangrai, stabilitas sumber api tabung penyangrainya, aspek lain juga penting yaitu suhu, waktu, keahlian, dan teknik penyangraian.
Proses penyangraian biji kopi kering dilakukan dengan cara memanaskan silinder penyangraian terlebih dahulu selama ± 10 menit untuk mencapai suhu di dalam silinder penyangraian sebesar ± 100oC. Setelah suhu yang diinginkan tercapai kemudian motor listrik dihidupkan dan dimasukkan biji kopi kering ke dalam silinder penyangraian melalui saluran
pemasukan. Saat disangrai, biji kopi kering akan diaduk oleh poros pengaduk dengan berbagai tingkatan kecepatan putaran per menit. Selesainya penyangraian ditandai apabila keluarnya asap putih dari silinder penyangraian, terciumnya aroma khas biji kopi dan berubahnya warna biji kopi yang kehijauan menjadi kecoklatan, hal ini sesuai dengan literatur Najiyati dan Danarti (2004) yang menyatakan bahwa bagian terpenting dari alat penyangrai adalah silinder, pemanas dan alat penggerak. Pertama silinder dipanaskan dengan suhu tertentu dan diputar dengan kecepatan tertentu, tergantung tipe alatnya.Kopi dimasukkan ke dalam silinder, bila kopi sudang mencapai tahap roasting point tergantung jumlah kopi yang disangrai dan alatnya.
Dari hasil penelitian yang dilakukan dengan lama penyangraian 65 menit, suhu ± 100- 150oC dan dengan menggunakan biji kopi kering jenis robusta sebanyak 3,5 kg, hal ini sesuai dengan literatur Panjaitan (2011) yang menyatakan suhu yang digunakan dalam menyangrai kopi sekitar 60-250oC. Sementara itu, lama waktu penyangrai bervariasi tergantung pada system dan tipe mesin penyangrai.
Kapasitas olah
Kapasitas olah diperoleh dengan membagi berat awal kopi terhadap waku yang dibutuhkan untuk menyangrai kopi. Hubungan antara tingkatan kecepatan putaran alat penyangrai kopi terhadap kapasitas olah yang dihasilkan dapat dlilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Hubungan antara tingkatan kecepatan putaran alat penyangrai kopi terhadap kapasitas olah.
Persentase rendemen
Persentase rendemen diperoleh dengan perbandingan berat bahan akhir terhadap berat bahan awal dikali 100%. Hubungan antara tingkatan kecepatan putaran alat penyangrai kopi terhadap persentase rendemen kopi yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 2.
y = -0.0143x + 3.0934 R² = 0.2109 2.4
2.6 2.8 3
0 20 40
Kapasitas Olah (kg/jam)
Rpm (kecepatan putaran)
Gambar 2. Hubungan antara tingkatan kecepatan putaran alat penyangrai kopi terhadap waktu yang dibutuhkan terhadap persentase rendemen.
Nilai organoleptik dari segi warna
Uji organoleptik warna dilakukan menggunakan uji hedonic dengan mengambil sampel secara acak dan di berikan kepada sepuluh orang panelis untuk diamati dengan kode tertentu yaitu coklat tua / hitam skala numeriknya 3, coklat agak gelap skala numeriknya 2, dan coklat muda skala numeriknya 1. Hubungan antara tingkatan kecepatan putaran alat penyangrai kopi terhadap nilai organoleptik warna bubuk kopi yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Hubungan antara tingkatan kecepatan putaran alat penyangrai kopi terhadap nilai organoleptik
Nilai organoleptik warna (numerik) tertinggi terdapat pada perlakuan R3 yaitu sebesar 2,70 yang berarti warna dari bubuk kopi yang dihasilkan mendekati coklat tua atau hitam dan yang terendah terdapat pada R1 yaitu sebesar 2,27 yang berarti warna dari biji kopi yang dihasilkan coklat agak gelap. Perlakuan berbagai tingkatan kecepatan putaran memberikan pengaruh terhadap nilai organoleptik dari segi warna, rendemen, kapasitas hasil.Hal ini dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai organoleptik dari segi warna tertinggi terdapat pada perlakuan R3 yaitu sebesar 2,70 dan yang terendah terdapat pada R1 yaitu sebesar 2,27.
Sedangkan untuk rendemen tertinggi terdapat pada R1 yaitu sebesar 84,56 % dan yang terendah yaitu pada R2 yaitu sebesar 74,71 %. Sedangkan
kapasitas olah tertinggi terdapat pada R1 yairu sebesar 2,96 kg/jam dan kapasitas hasil terendah terdapat pada R2 yaitu sebesar 2
,
59 kg/jam.Tabel 2. Pengaruh berbagai tingkatan kecepatan putaran terhadap parameter yang diamati Rpm Organolepti
k (warna)
Rendemen (%)
Kapasitas olah(kg/jam) R1
(17,7) 2,27 84,56 2,96
R2
(22) 2,40 74,71 2,59
R3
(29,5) 2,70 78,49 2,74
KESIMPULAN
1. Berbagai tingkatan kecepatan putaran memberikan pengaruh berbeda tidak nyata terhadap nilai organoleptik, rendemen, kapasitas hasil.
2. Nilai organoleptik dari segi warna tertinggi terdapat pada perlakuan R3 yaitu sebesar 2,70 dan yang terendah terdapat pada R1 yaitu sebesar 2,27.
3. Sedangkan untuk rendemen tertinggi terdapat pada R1 yaitu sebesar 84,56 % dan yang terendah yaitu pada R2 yaitu sebesar 74,71
%.
4. Kapasitas olah tertinggi terdapat pada R1 yairu sebesar 2,96 kg/jam dan kapasitas hasil terendah terdapat pada R2 yaitu sebesar 2,59 kg/jam.
5. Hasil perlakuan terbaik pada parameter organoleptik dari segi warna adalah R3 sebesar 2,70 dengan warna hitam.
6. Hasil perlakuan terbaik pada parameter kapasitas olah adalah R1 sebesar 2,96 kg/jam.
7. Hasil perlakuan terbaik pada parameter rendemen adalah R1 84,56%.
DAFTAR PUSTAKA
AAK, 1991. Budidaya Tanaman Kopi. Penerbit Kanisius, Yogyakarta.
Anonimous.,2012.Kopi.http://www.plantamor.com/in dex.php?plant=368 [22 februari 2015].
y = -0.578x + 68.873 R² = 0.2313
0 10 20 30 40
70 75 80 85 90
RPM (kecepatan putaran)
Rendemen (%)
2.27 2.4
2.7
2 2.5 3
17.7 22 29.5
Organoleptik (Warna)
RPM (kecepatan putaran)
Darun, 2002. Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas PertanianUSU, Medan.
Daryanto, 1984. Dasar-Dasar Teknik Mesin. Bina Aksara, Jakarta
Daywin,F. J., R. G. Sitompul dan I. Hidayat., 2008.
Mesin-Mesin Budidaya Pertanian di Lahan Kering. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Djoekardi, D., 1996. Mesin-Mesin Motor Induksi.
Universitas Trisakti, Jakarta.
Giatman, M., 2006. Ekonomi Teknik. Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Halim, A., 2009. Analisis Kelayakan Investasi Bisnis: Kajian dari aspek keuangan. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Kastaman, R., 2006. Analisis Kelayakan Ekonomi Suatu Investasi. Tasikmalaya.
Najiyati,S dan Danarti., 2004. Kopi Budidaya dan Penanganan Lepas Panen. Penebar Swadaya, Jakarta.
Panggabean,E., 2011. Buku Pintar Kopi.
Agromedia Pustaka, Jakarta.
Rizaldi, T., 2006. Mesin Peralatan. Departemen Teknologi Pertanian FP-USU,Medan.
Smith, H. P. DanL.H. Wilkes., 1990. Mesin dan Peralatan Usaha Tani. GajahMada University Press, Yoyakarta.
Soeharno, 2007. Teori Mikroekonomi. Andi Offset, Yogyakarta.
Stolk, J dan C. Kross., 1981. Elemen Mesin:
Elemen konstruksi dari bangunanmesin.
Penerjemah Handersin dan A. Rahman.
Erlangga, Jakarta.
Spillane, J. J., 1990. Komoditi Kopi Peranannya dalam Perekonomian Indonesia. Kanisius.
Westport, USA.
Sularso dan K. Suga., 2002.Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin.Pradnya Paramita. Jakarta.
Sumanto, M. A., 1994. Pengetahuan Bahan untuk Mesin dan Listrik. Andi Offset, Yogyakarta Varnam, H.A. and J.P.Sutherland., 1994.
Beverages (Technology, Chemestry and Microbiology). Chapman and Hall, London.
Waldiyono, 2008. Ekonomi Teknik (Konsep, Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar, Yogyakarta.
