UJI KINERJA MESIN PEMBUBUK KOPI TIPE DISK MILL
PADA BERBAGAI UKURAN DAN TINGKAT PENYANGRAIAN
BIJI KOPI
Oleh:
YOSE RIZAL KURNIAWAN F14102047
2006
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UJI KINERJA MESIN PEMBUBUK KOPI TIPE DISK MILL
PADA BERBAGAI UKURAN DAN TINGKAT PENYANGRAIAN
BIJI KOPI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
YOSE RIZAL KURNIAWAN F14102047
2006
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
UJI KINERJA MESIN PEMBUBUK KOPI TIPE DISK MILL
PADA BERBAGAI UKURAN DAN TINGKAT PENYANGRAIAN
BIJI KOPI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
YOSE RIZAL KURNIAWAN F14102047
Dilahirkan pada tanggal 19 Mei 1984 di Kebumen
Tanggal Lulus : Menyetujui , Bogor, September 2006
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Prof. Dr. Ir. Hadi K. Purwadaria, M.Sc Dr. Ir. Sri Mulato, MS. Mengetahui,
Ketua Departemen Teknik Pertanian
Yose Rizal Kurniawan. F141020247. Uji Kinerja Mesin Pembubuk Kopi Tipe Disk Mill pada Berbagai Ukuran dan Tingkat Penyangraian Biji Kopi. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Hadi K. Purwadaria,M.Sc dan Dr. Ir. Sri Mulato, MS.
RINGKASAN
Kopi merupakan salah satu komoditas pertanian yang mempunyai kontribusi terhadap pendapatan petani kopi dan perekonomian negara Indonesia. Kopi banyak dinikmati oleh penduduk Indonesia sebagai minuman penyegar dengan citarasa sangat khas. Minuman tersebut didapatkan dari seduhan kopi dalam bentuk bubuk. Kopi bubuk merupakan produk kopi sekunder yang sedang dikembangkan dan diorientasikan ke arah industri hilir. Pengembangan produk sekunder kopi memberikan beberapa keuntungan bagi Indonesia antara lain peningkatan nilai tambah yang lebih besar dibandingkan menjual biji kopi beras, peluang lapangan kerja, pengembangan industri terkait dan peningkatan konsumsi per kapita kopi di dalam negeri yang saat ini relatif rendah, dan mengurangi ketergantungan terhadap pasar biji kopi beras ke luar negeri.
Pengembangan industri hilir kopi dapat dilakukan dengan meningkatkan cita rasa kopi yang diproduksi. Cita rasa tinggi kopi bubuk diharapkan dapat meningkatkan konsumsi kopi bubuk, sehingga permasalahan konsumsi kopi domestik yang rendah secara bertahap dapat diselesaikan. Salah satu faktor yang mempengaruhi cita rasa seduhan kopi yaitu penggilingan. Penggilingan kopi sangrai akan menghaluskan kopi sangrai sampai diperoleh butiran kopi bubuk dengan kehalusan tertentu. Butiran kopi bubuk mempunyai mempunyai luas permukaan yang sangat besar sehingga senyawa pembentuk citarasa dan senyawa penyegar mudah larut ke dalam air panas. Ukuran partikel yang lebih kecil memungkinkan kontak partikel kopi dan air yang lebih baik.
Pengembangan industri hilir kopi bubuk juga dapat dilakukan dengan penyediaan mesin produksi yang efisien dan mampu menghasilkan produk yang kompetitif. Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia telah merancang mesin penggiling (grinder) tipe disk-mill yang cocok dengan harga terjangkau oleh pengusaha kecil baik secara teknologis maupun harga. Mesin ini diharapkan merupakan salah satu alternatif penyediaan sarana pengolahan kopi bubuk untuk pengembangan industri skala kecil dan menengah.
Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret sampai dengan Agustus 2006 di Laboratorium Rekayasa Alat dan Mesin Pengolahan dan Laboratorium Pasca Panen, Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jember. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah biji kopi robusta. Biji kopi beras robusta diperoleh dari kebun percobaan Kaliwining, Jember. Biji kopi beras telah mengalami proses pengolahan primer dan sortasi ukuran biji. Ukuran biji yang digunakan adalah sangat kecil, kecil, dan sedang. Kadar air biji kopi 12-14 %. Kadar kotoran 0%, dan densitas kamba 684 kg/m3. Peralatan yang digunakan adalah roaster tipe silinder datar kapasitas 10kg, grinder tipe disk-mill kapasitas 30 kg/jam, fluke 20 channel, komputer, kabel termokopel, tachometer TECPEL 1501, chromameter Minolta CR-300, ayakan RETSCH/ASTM, wet-sieving RETSCH, timbangan (ketelitian 0.1gram dan 0.02 kg).
Mesin pembubuk biji kopi tipe disk mill terdiri dari mesin penggerak sebagai sumber tenaga. Hopper berfungsi sebagai penampung dan pengarah biji
kopi sebelum masuk ke ruang penggiling. Pada mesin pembubuk terdapat gigi stasioner, terbuat dari besi cor yang berfungsi sebagai pembubuk biji kopi pada posisi diam, gigi rotor terbuat dari besi poros yang berfungsi sebagai pembubuk pada posisi berputar, gigi sirip yang berfungsi mengarahkan bubuk kopi hasil pembubukan menuju saringan, saringan yang berfungsi sebagai tempat keluarnya bubuk kopi dan menentukan ukuran butiran kopi. Rangka mesin yang berfungsi sebagai tempat dudukan mesin pembubuk terbuat dari besi segi empat.
Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah kapasitas tertinggi mesin pembubuk kopi tipe disk-mill adalah 52 kg/jam dengan bahan yang diumpankan adalah biji ukuran kecil tingkat penyangraian ringan yang diperoleh pada kecepatan awal 5800 rpm dan bukaan hopper 25 %, serta ukuran saringan 200 mesh. Rendemen mesin pembubuk kopi mendekati 100% dengan rendemen terendah sebesar 98.9%. Suhu bubuk kopi selama 6 menit pembubukan mengalami peningkatan sampai suhu 44°C. Konsumsi bahan bakar paling efisien sebesar 15 ml/kg pada saat bahan yang diumpankan adalah biji ukuran sangat kecil tingkat penyangraian sedang. Efisiensi sistem transmisi mesin pembubuk dengan beban adalah 99 % sedangkan efisiensi tanpa beban adalah 98.3%.
Proses pembubukan menghasilkan butiran kopi dengan ukuran sangat halus dengan ukuran partikel terbanyak dibawah 230 mesh yang mencapai lebih dari 50%. Bubuk kopi hasil penyangraian gelap mempunyai ukuran partikel terhalus dengan butiran berukuran di bawah 230 mesh sebanyak 56.52 %. Warna permukaan biji kopi sangrai menunjukkan warna yang lebih gelap dibandingkan warna daging biji kopi sangrai., sehingga warna bubuk kopi lebih cerah dibandingkan warana kopi sangrai. Pembubukan kopi menyebabkan penurunan densitas kamba. Aroma dan citarasa kopi tidak mengalami perubahan signifikan pada proses pembubukan selama 6 menit dengan peningkatan suhu mencapai 44°C. Kelarutan semakin meningkat dengan meningkatnya derajat penyangraian. Kelarutan tertinggi sebesar 30.5% diperoleh pada tingkat penyangraian gelap.
Berdasarkan penelitan disarankan perlunya dilakukan uji kinerja dengan variasi ukuran saringan. Selain itu juga dilakukan penelitian besarnya kecepatan putar yang optimal dengan tingkat kebisingan rendah. Saran konkret bahan pembubukan yaitu biji ukuran sedang dan tingkat penyangraian sedang dengan kapasitas kerja mesin 43 kg/jam.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kebumen pada tanggal 19 Mei 1984, sebagai anak pertama dari pasangan Muhammad Abdul Cholik dan Suliestyaningsih. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN Tamanwinangun 2 Kebumen pada tahun 1996. Kemudian pada tahun 1999 penulis lulus dari SLTPN 2 Tegal dan menamatkan pendidikan dari SMUN 1 Tegal pada tahun 2002. Pada tahun 2002 penulis diterima melalui jalur USMI di Institut Pertanian Bogor, sebagai mahasiswa Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian.
Selama kuliah penulis aktif di beberapa organisasi kemahasiswaan. Pada tahun 2002/2003 penulis aktif sebagai staf Departemen Advokasi dan Kesejahteraan Keasramaan Badan Eksekutif Mahasiswa-Tingkat Persiapan Bersama (BEM-TPB). Tahun 2003/2004 penulis diamanahi sebagai Ketua Biro Kesekretariatan Forum Bina Islami Fateta (FBI-F), Ketua Ikatan Mahasiswa Tegal IPB (IMT IPB), dan staf Departemen Sosial Badan Eksekutif Mahasiswa Fateta (BEM Fateta). Selanjutnya pada tahun 2004/2005 penulis diamanahi sebagai Ketua Divisi Syiar FBI Fateta dan aktif sebagai staf Departemen PSDM Himateta-IPB.
Penulis menjadi asisten praktikum mata kuliah Pengukuran Lingkungan, mata kuliah Penerapan Komputer, dan mata kuliah Motor Bakar dan Tenaga Pertanian pada tahun 2004/2005.
Pada tahun 2005, penulis melaksanakan praktek lapang di Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia di Jember dengan judul laporan “Aspek Keteknikan Pertanian pada Manufakturing Mesin di Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jember, Jawa Timur”.
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan nikmat, rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi yang berjudul : Uji Kinerja Mesin Pembubuk Kopi Tipe Disk Mill pada Berbagai Ukuran dan Tingkat Penyangraian Biji Kopi.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih untuk semua pihak yang telah membantu penyelesaian penulisan skripsi ini, terutama kepada :
1. Dr. Ir. Sri Mulato, MS yang telah memberikan bimbingan selama melaksanakan penelitian ini, juga atas dana dan fasilitas penelitian,
2. Prof. Dr. Hadi Karya Purwadaria,MSc yang telah memberikan bimbingan selama melaksanakan penelitian dan penyusunan laporan,
3. Dr. Ir. Leopold O. Nelwan,MSi selaku dosen penguji, 4. Pak Edy Suhariyanto, Pak Kaswan dan Bu Ninik for all, 5. Pak Yusi dan Bu Sulis atas bantuan dan waktu yang diberikan,
6. Teman-teman di laboratorium pasca panen PPKKI atas bantuan dan perhatiannya,
7. Mas Teguh, Heri, Agie, Agung, Ujang, Fikri, Dian, Arif, Aan, Bowo, Singgih, dan teman-teman seperjuangan penelitian, magang dan PKL di PPKKI atas bantuan dan kebersamaannya,
8. Karim, Achmad dan Ari ”Ado” Sembodo, thanks for the material, space and time,
9. Bapak, Ibu, Adik serta seluruh keluarga yang selalu memberikan doa, kasih sayang, semangat, dan materi sehingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan dan tugas akhir ini,
10. Saudara-saudaraku di lingkar kecil+MR di Bogor dan Jember serta saudara-saudariku seperjuangan,
12. Sahabat-sahabatku TEP ’39 atas dukungannya sehingga penulis dapat menyusun skripsi dengan lancar, dan
13. semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari keterbatasan kemampuan dalam menyususn skripsi ini, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi terpenuhinya skripsi sesuai dengan harapan. Semoga skripsi ini bermanfaat sebagaimana mestinya.
Bogor, September 2006
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI... ii
DAFTAR TABEL ... iv
DAFTAR GAMBAR ... v
DAFTAR LAMPIRAN... vii
I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG... 1
B. TUJUAN PENELITIAN ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA A. BIOLOGI TANAMAN KOPI... 4
B. ANATOMI BUAH KOPI ... 6
C. PROSES PRODUKSI KOPI BUBUK... 7
D. PENYANGRAIAN... 8
E. PEMBUBUKAN... 11
F. ANALISIS USAHA... 14
III. BAHAN DAN METODE A. WAKTU DAN TEMPAT ... 19
B. BAHAN DAN ALAT ... 19
C. PERLAKUAN... 20
D. PENGAMATAN... 20
E. METODOLOGI PENELITIAN ... 23
F. PELAKSANAAN PENELITIAN... 24
G. KONSTRUKSI ALAT DAN MEKANISME KERJA... 25
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. PENYANGRAIAN BIJI KOPI... 26
A.2. Densitas Kamba dan Warna... 32
B. MESIN PEMBUBUK KOPI TIPE DISK-MILL... 34
B.1. Kapasitas ... 34
B.2. Suhu ... 38
B.3. Konsumsi Bahan Bakar... 39
B.4. Efisiensi... 40
C. SIFAT FISIK BUBUK KOPI ... 42
C.1. Distribusi Partikel ... 42
C.2. Warna ... 43
C.3. Densitas Kamba ... 44
C.4. Aroma dan Citarasa... 45
C.5. Kelarutan ... 47
V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN ... 48
B. SARAN ... 49
