IMPLEMENTASI MESIN SANGRAI KOPI GUNA PENINGKATAN
KUALITAS DAN KUANTITAS PRODUKSI KOPI DI DESA WANAGIRI
BULELENG BALI
I Gede Aris Gunadi 1 , I Nyoman Putu Suwindra2 , Putu Widiarini3 1,2,3 Program Studi Pendidikan Fisika FMIPA UNDIKSHA
Email : igedearisgunadi@undiksha.ac.id
ABSTRACT
The application of appropriate technology in 2020 Community Service in the village of Wanagiri Buleleng, was carried out by implementing a coffee roasting machine. Wanagiri Village is one of the coffee-producing centers in Buleleng Regency, every year this village is able to produce 500 tons, or approximately 20% of the total coffee production in Sukasada kecamatan. Sukasada sub-district itself is a district in the 3rd place for coffee producers in Buleleng. One of the problems faced by coffee entrepreneurs in Wanagiri is the handling of the roast process, complaining of poor results, too burnt or raw. Other things are still very traditional, done manually and using wood fuel.
This activity is carried out by designing a roaster machine design, by looking at several roasting machines in other Kopidi farmer groups in other areas. The design and workmanship of the workshop were carried out at SMKN 3 Singaraja. Mathematically simulated, obtained heating time variations ranging from 21 - 37 minutes, with a heating temperature of 190o C. This is influenced by the initial moisture content of the coffee, and the water content of the destination. The end of this activity was a semi-automatic coffee sangarai machine that was given to the Sari Amerta Giri women's group in the village of wanagiri, Buleleng, Bali.
KeyWords : roasting machine, roasting , coffe processing
ABSTRAK
Penerapan teknologi tepat guna dalam Pengabdian Masyarakat 2020 di desa Wanagiri Buleleng , dilakukan dengan mengimplemtasikan mesin sangrai (roasting) kopi. Desa wanagiri adalah salah satu sentra penghasil kopi di kabupaten buleleng, setiap tahun desa ini mampu menghasilkan 500 ton, atau kurang lebih 20% dari total produksi kopi di kecematan sukasada. Kecamatan sukasada sendiri merupakan kecamatan urutan ke 3 produsen kopi di buleleng. Permasalahan yang dihadapi oleh penghusaha kopi di Wanagiri salah satunya adalah penanganan proses sangrai, dikeluhkan hasil yang kurang baik, terlalu gosong atau mentah. Hal lainnya juga masih sangat tradisional, dilakukan secara manual dan menggunakan bahan bakar kayu.
Kegiatan ini dilakukan dengan melakukan perancangan desain mesin sangrai, dengan melihat beberapa mesin sangrai di kelompok tani kopidi daerah lain. Perancangan desain dan pengerjaan bengkel dikerjakan di SMKN 3 singaraja. Simulasi secara matematis , didapatkan variasi waktu pemanasan yang berkisar antara 21 - 37 menit, dengan suhu pemanasan 190o C . Hal ini dipengaruhi oleh kadar air awal kopi, dan kadar air tujuan. Akhir kegiatan ini adalah sebuah mesin sangarai kopi semi otomatis yang diberikan kepada Kelompok wanita Tani Sari Amerta Giri di desa wanagiri Buleleng Bali.
Kata kunci : mesin sanggrai, roasting, pengolahan kopi
PENDAHULUAN
Secara geografis desa wanagiri berada di kecamatan sukasada buleleng, desa ini berada pada ketinggian 1220 meter diatas permukaan laut. Tercatat ada 943 KK dengan 3908 tersebar di 3 banjar atau dusun yakni Asah
Panci, Bhuanasari, dan Yeh Ketipat. Sebagian besar penduduknya mengantungkan kehidupan denga berprofesi sebagai petani.
Gambar 1. Peta desa Wanagiri
Apabila dilihat dari iklim berdasarkan ketinggian tempat, maupun geografisnya daerah ini sangat subur, sangat cocok untuk pengembangan berbagai hasil pernatian dan perkebunan. Salah satu produk pertanian yang merupakan ungulan desa wanagiri adalah kopi. Wilayah wanagiri adalah wilayah yang sangat subur, penduduknya banyak mengembangkan pertanian kopi. Menurut data dari dinas statistik kabupaten buleleng, kecematan suksada menempati nomor urut 3 sebagai daerah penghasil kopi di kabupaten buleleng (Pertanian Kementerian, 2015). Secara lengkap data disajikan pada Gambar 3.
Gambar 2. Daerah Penghasil Kopi di Buleleng
Desa wanagiri setiap tahunnya menyumbang sekitar 20% dari total produksi kopi di sukasada.
Terdapat sebutan khusus bagi kopi lokal wanagiri, yang disebut dengan kopi Tua , kopi
lokal ini memiliki aroma dan rasa yang khas. Keistimewaan lain dari kopi wanagiri adalah warna hijau pada bijinya, sehingga disebut dengan istilah green bean. Profil rasa dapat disesuaikan dengan pesanan saat menggiling atau roasting biji kopi. Menurutnya, untuk menggiling biji kopi tua yang pohonnya tinggi-tinggi di Wanagiri ini lebih bagus dengan mesin khusus besi cor, bukan mesin biasa. Disamping terdapat kopi lokal tersebut, pada saat ini didesa wanagiri juga gencar penanaman kopi arabica. Arabica pun dipilih mengingat harga pasarannya cukup tinggi bila dibandingkan dengan jenis robusta. Untuk 1 Kilogram kopi bubuk arabica sebut Sumiarta, harganya mencapai Rp 60 ribu. Sedangkan jenis kopi robusta berkisar Rp 50 ribu per kilogramnya.
Berdasarkan informasi dari LPPM Undiksha dalam diskusi dengan desa desa yang berada di DAS Banyumala, khususnya untuk desa wanagiri salah satu potensinya adalah sebagai produsen kopi , baik itu jenis lokal, maupun kopi unggul arabika dan robusta. Dalam satu tahun produksi kopi bisa mencapai 500 ton. Hal ini merupakan potensi yang luar biasa bagi pengembangan desa.
Terkait dengan potensi desa tersebut, tentunya dibutuhkan pengelolaan kopi yang profesional, baik dari segi manajemen maupun masalah masalah teknis yang ada. Beberapa aspek teknis yang dimaksud adalah adanya sistem pengolahan yang bisa secara cepat membantu pentani kopi dalam proses produksinya.
Pada kegiatan diimplementasikan sebuah mesin roasting kopi yang akan digunakan untuk membantu produksi kopi KWT ( Kelompok Wanita Tani) Sari Amertha
Giri desa wanagiri KWT bergerak pada usaha
pengolahan kopi. Permasalahn yang mereka hadapi adalah pada proses sangrai kopi, kadang mereka mendapatkan hasil yang masih mentah , atau kadang kadang gosong. Masalah lain juga bahan bakar yang digunakan adalah kayu bakar, tentu hal ini sedikit banyak terkait dengan keberadaan kayu, dan usaha pelestarian
lingkungan. KWT sari amerta giri adalah usaha kecil oleh ibu ibu rumah tangga , didirikan pada tahun 2009 , dengan ketua Ibu Komang Budiani . KWT ini mengolah kopi dari biji kopi sampai kopi bubuk dalam bentuk kemasan. Produksi mereka hasilkan dalam sebulan sekitar 1.2 ton per bulan, dan beranggotakan 33 ibu rumah tangga.
METODE
Secara umum proses teknologi kopi dari pengolahan awal biji sampai serbuk kopi terdiri atas beberapa tahapan diantaranya (1) Pemisahan Biji kopi sesuai kualitas , (2) Sangrai , (3) Pendinginan , (4) Pengkemasan. Pada kegiatan ini dikembangkan sebuah mesin yang mampu melakukan fungsi roasting / sangrai dan pendiginan.
Metode kegiatan yang dilakukan untuk mengimplementasikan hal tersebut dilakukan dengan beberapa tahapan dinyatakan pada bagan dalam Gambar 1.
Gambar 3. Alur Kegiatan
Berdasarkan kegiatan yang dipaparkan pada Gambar 3 , detail kegiatan tersebut dijabarkan sebagai berikut .
A. Survei Mesin
Hal pertama yang pengabdi lakukan adalah melakukan survei mesin sangrai kopi , baik melalui internet maupun datang ke kelompok petani kopi yang telah memiliki mesin sangrai kopi. Di Indonesia terdapat satu bengkel acuan yang mampu memproduksi alat alat pertanian , termasuk alat sangrai kopi .
Kegiatan ini dilaksanakan pada akhir mei 2020, hal yang menjadi fokus dalam survei ini adalah bagaimana membuat mesin yang secara fungsional tetap berguna , kuat secara konstruksi , namun biaya yang seminimal mungkin. Mengingat dana yang dialokasi di DIPA sangatlah minim untuk penerapan IPTEK, dengan janji luaran berupa mesin.
B. Konsultasi Konstruksi Ke Bengkel. Mitra yang diajak kerjasama , sebagai rekanan bengkel yang akan mengerjakan mesin ini adalah SMKN 3 Singaraja, bagian bengkel produksi. Ka Bengkel Bapak Drs Ketut Arnawa, adalah konsultan konstruksi mesin . Sebagai Tahap awal pengabdi sudah membawa rancangan desain Pada Gambar 4
Gambar 4 Desain Awal Mesin Terdapat sedikit tambahan modifikasi mesin,
yakni terdapat sebuah blok pendingin . . Setelah kondisi pematangan didapatkan maka, biji kopi akan dimasukan ke tabung pendingin, secara mekanik tabung pendingin akan berputar , dan pendinginan dibantu dengan hembusan angin. Desain mesin kopi secara umum mengacu juga kepada desain yang sudah dikembangkan oleh, (Amiq & Budijono, 2015) , (Mulato, 2002), dan (Samsudin, Dani, & Putra, 2019).
C. Pemesanan Material dan Pengerjaan Bengkel
Untuk pemesanan material , berdasarkan hasil kalkulasi kebutuhan pengabdi serahkan ke
pihak SMKN 3 Singaraja untuk
pengadaannya. Selanjutnya dikerjakan di bengkel Produksi mesin SMKN 3 Singaraja, pengerjaan dibawah koordinasi ka bengkel , Bapak Drs Ketut Arnawa.
D. Uji Coba dan SetUp Mesin
Pada proposal awal pengabdi berencana mesin ini dilengkapi secara otomatis dengan sensor suhu, namun karena ada revisi pendanaan , sehingga hal tersebut tidak bisa diadakan pada pengabdian tahun ini. Mesin hanya bisa berfungsi secara manual. Setting kondisi mesin terdapat dua bagian yang harus dikerjakan (1) Bagian pertama uji coba funsionalitas mesin, mekanik, kelistrikan mesin, putran mesin, dll. (2) Bagian kedua adalah setting uji coba saat pematangan kopi, lama pemanasan, besar sumber panas. Untuk uji coba pertama dikerjakan dibengkel SMKN 3 Singaraja, sedangkan untuk uji coba kedua , kondisi kematangan kopi akan diserahkan ke pihak KWT Sari Amerta Giri. Para petani kopi pada dasarnya adalah orang yang berpengalaman bertahun tahun, dan ahli tentang kondisi kematangan kopi saat sangrai.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Beberapa hasil dalam pengerjaan konstruksi bengkel dinyatakan dalam dokumentasi pada Gambar 5, 6, 7. Adapun spesifikasi mesin yang dirancang dinyatakan detailnya pada Tabel 1. Adapun spesifikasi mesin yang dirancang dinyatakan detailnya pada Tabel 1.
Gambar 5 . Konstruksi Tabung Sangrai
Gambar 7 . Konstruksi Mesin Terpasang 75%
Tabel 1. Detail Spesifikasi Mesin
Item Keterangan
Blok Utama Terdiri 2 blok utama ,(1) blok mekanik untuk pengorengan / sanggrai dengan bentuk tabung berputar panjang 80 cm dan diameter 35 cm. (2) Blok mekanik pendingin , juga berupa tabung diamter 35 panjang 50 cm, yang berhungungan dengan blower.
Mesin Pengerak 2 mesin pengerak , dengan kekuatan 1 PK (bagian pengorengan) dan 0.5 PK ( pendinginan) , dan juga digunakan blok mesin reducer speed , untuk mengurangi kecepatan pengorengan. Pengurangan kecepatan statis pada satu nilai rpm tertentu. Kerangka Baja Steinlist, ukuran rangka 1.3 m x 1m
Deskripsi Kerja Kopi dimasukan dalam tabung sangrai , sumber panas dinyalakan selanjut mesin pengorengan akan berputar, untuk mendapatkan distribusi panas yang merata. Untuk setting waktu, kematangan, besar sumber panas . pada tahap ini belum bisa diseeting secara otomatis, masih akan mengunakan setting secara manual. Setelah dinyatakan kematangan cukup , maka sumber panas akan mati , dan mesin pemutar pengorengan akan berhenti. Secara mekanis kopi akan masuk ke tabung pendinginan , yang berputar, dan proses pendinginan dibantu dengan blower.
Lebih lanjut secara eksperimental, mesin ini belum dilakukan uji coba untuk mendapatkan kondisi lama sangrai, besar pemanasan, dan kondisi kopi.
Untuk kondisi kematangan kopi berdasarkan warna dapat dibedakan menjadi menjadi 4 kelompok (Maulanan, 2016).
A. TingkatLight, pada tingkat ini biji kopi berwarna coklat muda,karakternya ringan
dari sisi biji, tidak ada lapisan minyakdipermukaan, levelacidity-nya lebih tinggi. Tingkat roasting lightinimengandung kafein lebih tinggi. Ciri berdasarkan warna ditunjukan pada Gambar 8.
Gambar 8. Hasil Sangrai Medium Light B. Tingkat medium, pada tingkat ini
kandungan gula alami sudah mulai sedikit berkaramel, dan keasaman juga mulai menurun.Kualitas kopi (Specialty coffee) sangat ideal untuk diroasting pada level ini, karena tahap ini lebih seimbang dan menonjolkan sisi rasa, aroma, danaciditysetiap origin biji kopi, ditunjukan Gambar 9.
Gambar 9. Hasil Sangrai Medium
C. Tingkat Medium-Dark, pada tingkat ini lebih kaya rasa, warnanya lebihgelap dan lapisan minyak mulai sedikit muncul dipermukaan. Rasa danaroma menjadi lebih teridentifikasi, rasa kopi juga terkadang menjaditerasa lebihspicy, Gambar 10 .
Gambar 10. Hasil Sangrai Medium Dark
D. Tingkat Dark, pada tingkat ini memiliki warna gelap seperti cokelat dankadang nyaris hitam. Lapisan minyak pekat dipermukaan, dan dapatterlihat pada permukaan cangkir ketika kopi sudah diseduh. Rasa pahitmenjadi lebih menonjol, aromasmoky, karakter rasa (flavor) berkurang, Gambar 11.
Gambar 11 . Hasil Sangrai Dark
Kondisi pematangan dengan
mempertimbangkan 3 parameter , lama pemanasan, besar kompor ( sumber panas) , dan jenis kematangan yang diinginkan , pada alat ini belum didapatkan. Kondisi ini didapatkan jika sudah dilakukan pengujian berkali kali di lapangan. Namun menurut beberapa literatur , seperti yang ditulis oleh (Fisdiana & Fitriyadi, 2018), setidaknya didapatkan beberapa acuan, dinyatakan pada Tabel 2 .
Tabel 2. Hasil Eksperimen Lama Sangari Kopi
Kondisi Lama (menit) Kadar Air (%)
P1 7 1.86
P2 9 1.06
P3 11 0.88
Dengan kondisi P1 , P2 , P3 adalah kondisi eksperimen lama sangrai dan kondisi kadar air
pada suhu 190 o. Dengan demikian kondisi ini
bisa dijadikan acuan awal untuk uji coba mesin ini. Data dalam Tabel 2 memberikan informasi bahwa berdasarkan regresi linear, Gambar 12.
Gambar 12. Hubungan Lama Pemanasan dan Penurunan Kadar Air.
Berdasarkan persamaan regresi yang menyatakan bagaimana pengaruh lama sangrai terhadap kondisi kadar air kopi , persamaan Regresi kondisi pemanasan 190o dinyatakan :
+ 3.47.. (1)
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh (Sary, 2017) , didapatkan informasi bahwa setelah proses penjemuran selama 1 minggu kadar air kopi, sekitrar 71.5 %. Kondisi ini dianggap ideal. Selajutnya perlu diketahui berapa kadar air yang diingikan . Berdasarkan Data SNI , bahwa kadar air kopi yang diinginkan /direkomendasikan adalah 20-36 %. Maka dengan pemodelan dari Persamaan 1 , untuk kondisi sumber panas 190o didapatkan
data seperti ditampilkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Simulasi Lama Sangrai Mesin
Kadar Air Awal Kadar Air Tujuan Selisih Kadar Air Waktu (menit) 71.5 36 35.5 21.33 71.5 34 37.5 23.33 71.5 32 39.5 25.33 71.5 30 41.5 27.33 71.5 28 43.5 29.33 71.5 26 45.5 31.33 71.5 24 47.5 33.33 71.5 22 49.5 35.33 71.5 20 51.5 37.33
Bagi masyarakat didesa wanagiri, khususnya Kelompok Tani Wanita , keberadaan mesin ini secara pasti akan mampu meningkatkan kecepatan kerja dua kali lipat dari semula. Pada kondisi sebelumnya KWT hanya memiliki mesin kapasitas 5 kg. Sehingga dengan adanya mesin ini akan meningkatkan kapasitas produksi dua kali lebih banyak.
Hal lain yang tidak kalah pentingnya keberadaan mesin ini akan mengurangi pengunaan kayu bakar, secara tidak langsung akan mengurangi perusakan lingkungan.
SIMPULAN
Berdasarkan kegiatan pengabdian yang sudah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain.
1) Secara fungsional / mekanika mesin sangarai yang dibuat sudah berfungsi dengan baik.
2) pengujian secara eksperimental untuk mendapatkan kondisi hubungan lama pemanasan, besar sumber panas, dan jenis kopi hasil sangarai yang diinginkan, akan diujicoba lebih lanjut dilapangan, di Kelompok Wanita Tani ( KWT) Sari Amerta Giri.
3) Sebagai acuan pengujian dapat digunakan model regresi, yang
menyatakan hubungan lama
pemanasan terhadap penurunan kadar air. Formula Pemodelan dinyatakan pada Persamaan 1.
4) Kondisi point 3, bersifat khusus pada kondisi pemanasan 190o .
DAFTAR RUJUKAN
Amiq, B., & Budijono, A. P. (2015). Rancang Bangun Mesin Penyangarai Kopi Semi Otomatis Dengan Kapsitas 5 Kg. Jurnal
Rekayasa Mesin, 02(03), 40–46.
Fisdiana, U., & Fitriyadi, E. M. (2018). Pengaruh Lama Penyangraian Terhadap Kadar Air , Rendemen dan Warna Biji Kopi Robusta ( Coffea canephora var .
robusta ex Frochner ) Kopi merupakan salah satu komoditi perkebunan yang penting peranannya bagi negara maupun bagi petani kopi di negeri dan sis. In
Implementasi IPTEK dalam
Mewujudkan Ketahanan Pangan
Nasional Tempat: Gedung
Pascasarjana, Politeknik Negeri Jember
(Vol. 80, pp. 22–24).
http://doi.org/10.25047/agropross.2018. 75
Maulanan, M. I. (2016). Analisis Kematangan
Kopi Sangrai Menggunakanfi Dalam
Rangka Pengontrolan Mutu Kopi
Sangrai Secara Otomatis. Lampung.
Mulato, S. (2002). Perancangan dan pengujian mesin sangrai biji kopi tipe silinder.
Jurnal Pelita Perkebunan, 18(1), 31–45.
Pertanian Kementerian. (2015). Statistik
Pertanian 2015. Kementerian
Pertanian. Retrieved from
http://pusdatin.setjen.pertanian.go.id/kat egori1-42-statistik-pertanian.html Samsudin, H., Dani, Y., & Putra, A. F. P.
(2019). IMPLEMENTASI MESIN
SANGRAI KOPI PADA UKM KOPI BUBUK “Bias KAHYANGAN” Di Desa Arjowinagun Kota Malang, 4, 1–6. Sary, R. (2017). Kaji Eksperimental Pengeringan Biji Kopi Dengan Menggunakan Sistem Konveksi Paksa.
Jurnal POLIMESIN, 14(2), 13.
