SKRlPSI
DESAIN DAN U.TI PERFORMANSI ALAT PENGERING KAKAO TIPE RAK ZIG - ZAG
Oleh :
WIKRI F 29.0999
1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTM'IAN BOGOR fAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DESAIN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PENGERING KAKAO TIPE RAK ZIG-ZAG
SKRIPSI Sebagai salah satn syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogo:
Oleh:
WIKRI F 29.0999
1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
j
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DESAIN
DAN UJI rERFORMANSI ALAT PENGERlNG KAKAO TIPE RAK ZIG - ZAG
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat mempero1eh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknolcgi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh:
WIKRI F 29.0999
Dilahirkan di Paria, 20 Agustus 1974 Tanggallulus: 14 Ianuari 1998
Dosen Pembimbing
Wikri (F. 290999). Disain dan Uji perfonnansi Alat Pengering Tipe Rak Zig -- Zag. Dibawah bimbingan If. John Kumendong, MS.
Kakao
RINGKASAN Kakao mcrupakan salah satu komoditas perkebunan yang saat ini terus dikembangkan oleh berbagai negara di dunia pada uml1mnya dan Indonesia pada khususnya. Pengembangan komoditas kakao di Indonesia ditandai dengan adanya perJuasan tanaman kakao lindak dan kakao mulia oleh pemerintah dan juga oleh petani keciL Perluasan areal tanaman kakao ini dilakukan dengan maksud untuk meningkatkan produksi kakao untuk kebutuhan ekspor dan juga untuk kebutuhan dalam negeri. Yang menjadi masalah di Indonesia terutama dalam peningkatan produksi kakao yaitu rendahnya mutu terutama pada biji kakao rakyaL Hal ini disebabkan oleh berbagai faktor, dan salah satu diantaranya adalah penanganan lepas panen yang kurang ,~mpuma, terutama dalam hal pengeringan yang masih mengandalkan cara pengering:m tradisional dengan cara penjemuran, dimana pad a proses penjemuran ini masih tergantung dari kondisi cuaca. Alat pengering buatan merupakan salah satu altematif khususnya dalam mempercepat proses pengcringan dan tentunya diharapkan mutu yang dihasilkan juga dapat diperbaiki. Dul' sebagai dasar untuk merancang dengan menganalisa sistem pengering kakao, maLl perlu diketahui karakteristik pengering biji kakao dan parameter-parameter yang berpengaruh seperti suhu, kadar air, dan aliran udara. Parameter tersebut mcrupakan bagian dalam proses pengeringall yang memiliki peranan yang sang at penting, terutama dalam usaha pen!ngkatan mutu biji kakao yang dihasilkan dari proses pengeringan. Proses pengeringan biji kakao bertujuan untuk menurunkan kadar air sehingga aman disimpan sebelum dipasarkan. Biji kakao akan aman disimpan bila mcmpunyai kadar air 6 % - 8%. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk membuat alat pengering biji kakao tipe rak zig-zag dengan n;enggunakan batu bara sebagai sumber panas, dan melakukan uji perfonnansi alat tersebut untuk pengeringan biji kakao. Penelitian dilakukan "ciall1a 3 bulan terhitung mulai bulan Agustus sall1pai dengan bulan Oktober 1997. Penelitian dan pembuat~n alat dilakukan di Perkebunan Rajamandala, PT Perkebunan Nusantara VIII, Bandung - Jawa Barat dan di Laboratorium AP 4 - FATETA, IPB. Alat pengering yang dirallcang adalah alat pengering biji kakao tipe rak zig-zag dengan menggunakan batu bara sebagai sumber panas. Rancangan fungsiollal dan struktural alat pengering lerdiri dari elemem pemindah panas, ruang plenulll. "uang pen gering, rak bahan, dan cerobong. Sedangkan konstruksi alat pengering tcrdiri dari kerangka yang terbuat dari kayu kaso, dinding dan bagian sungkup serta ccrobong terbuat dari seng, kerangka rak terbuat dari papan, dan alas setiap rak terhuat dari bumbu, serta untuk tungku digunakan plat besi dan alas tungku digunakan hesi siku. Tipggi keselmuhan alat pengering adalah 3,45 meter, yang terdiri dari kaki sctinggi 0.15 meter, ruang pengering setinggi 2.10 meter, sungkup dan cerobong setillggi 0.70 meter.
Alat-alat ysng digunakan dalam peneJitian ini adalah alat peng~ring y,"1g telah Slap unluk melakukan proses pengeringan, termometer alkohol, timbangan digital, oven pengering, desikator, velometer, kakao tester, wadah, stop watch, dan tempat sampel. Sedangkan h:::ban yang digunakan da1am pcnclitian ini adalah batu bara sebagai sumber panas, biji kakao yang telah difermentasi, dan kerikil sebagai heat exchanger. Prosedur percobaan dilakukan dalam dua tahap, yaitu tahap pertama percobaan pendahuluan yang dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan suhu pengering yang konstan sebesar 70°C, untuk menentukan pengumpanan batu bara yang harus digunakan untuk mendapatkan suhu konstan tersebut, serta untuk meilentukan sudut onggok biji kakao pada ala!. Tahap kedua adalah percobaan pengeringan dengan langkah-Iangkah sebagai berikut : bi]i kakao segar difenncntasi sel:::ma 5 hari, perendaman dan pencucian kemudian ditiriskan selama 30 menit, penimbangan berat total biji kakao basah yang akan dikeringkan, persiapan alat pengering, pemasukan biji kakao yang akan dikeringkan, pemasangan sensor pada titik yang akan diamati, proses pengenngan, pengukuran meliputi (suhu, kadar air, keeepatan aliran udara ), penimbangan biji kakao kering, serta analisa parameter seperti suhu dan kadar air. Perlakuan pada pereobaan pengeringan dilakukan dalam dua level ketebalan bahan, yaitu keteb~.lan 3.0 em dan ketebalan 5.0 em, dan subu udara pengeril1g pacta ruang plenum diusahakan konstan sebesar 70°C. Pengamatan dan pengukuran pada pereobaan pengeringan meliputi : kadar air, suhu, pemakaian bahan bakar, dan kandungan biji slaty. Setelah dilakukan pengamatan dan pengukuran, diteruskan dengan melakukan perhitungan-perhitungan yang terdiri dari kadar air, kebutuhan energi pengering, keeepatan pengeringan, penampilan efisiensi alaI yang meliputi ( efisiensi pengeringan, efisiensi pC111anasan dan efisiensi total ), sel ta anlisa biaya. Dari percobaan pendahuluan, didapatkan hasil bahwa untuk mendapatkan suhu konstan, pengumpanan bahan bakar batu bara untuk yang pertama sejumlah 6 kg balu bara dan pengumpanan selanjutnya tergantung dari keadaan suhu pada ruang plenum. Dan untuk pereobaan pengeringan didapatkan hasil, untuk level ketebalan bahan 3.0 em ( 132 kg biji kakao basah ) dengan kadar air awal 169.36 % bk dikeringkan selama 58 jam dengan kadar air akhir rata-rata 6.86 % bk dengan beral akhir bahan.46 kg biji kakao kering. Untuk level ketebalan bahan 5.0 cm ( 220 kg biji kakao basah ) dengan kadar air awal bahan 171.52 % bk dikeringkan selama 62 jam dan meneapai kadar air akhir rata-rata 7.01 % bkdengan berat akhir bahan 7() kg biji kabo kering. Untuk keeepatan pengeringan, didapatkan hasil : untuk level kelebalan baban 3.0 cm sebesar 3.49 % bk/jam dan 3.31 % bk/jam untuk level ketebalan bahal! 5.0 em. Suhu rata-rata pada mang plenum pada level ketebalan bahan 3.0 em adalah 65.32 °c dan untuk ketebalan bahan 5.0 em sebesar 64.70 Dc. Untuk penampilan efisiensi alat, untuk ketebalan 3.0 em didapatkan efisiensi pengeringan sebesar 20.87 %, efisiensi per,1an~san 64.7.5 % serta efisiensi total sebesar 13.41 %. Sedangkan pada ketebalan bahan 5.0 em didapatkan efisien,i pengeringan seb~sar 39.23 %, efisiensi pemanasan sebesar 52.54 % serta efisiensi total sebesar 20.C, I %.
Fada pengamatan biji slaty, untuk ketebalan bahan 3.0 cm, didapatkan persentase rata-rata sebesar 19 % dan untuk ketebalan 5.0 cm sebesar 25 %. Sedangkan besamya biaya pokok pengeringan biji kakao pada ketebalan 3.0 cm sebesar Rp. 832.21/kg biji kakao kcring dan Rp. 536.63/kg biji kal(ao kering pada level ketebalan bahan 5.0 cm. Untuk mendapatl
t:
KATA PENGANTAR
Puj: syukm khadirat Allah SWT atas
limp~hai"l
rahm,it dall hidayat-Nya sehingga
penulis dapat menyelesa:kan penyusunan skripsi ini. Selama penyusunan skripsi ini banyak bantu an dan dorongan yang tdah diberikan oleh berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung, sehingga pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima bsih kepada : I. Ir. John Kumendong, MS, selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan
mengarahkan penulis ualam penyusunan skripsi ini. 2. Ir. M. Agus Insan, selaku pembimbing kedua yang baflyak memberikan :nasukanmasukan dalam penelitian ini. 3. Pimpinan dan Staff Perkebunan Rajamandala, PT. Perkebunan Nusantara V[II-
Bandlmg yang telah bersedia memberikan ijin serta tempat dan lokasi penelitian. 4. Ibu, kakak dan adik yang selalu memberikar. perhatian, dukungan dan doa. 5. Seluruh warga MP-29 serta Biocom Crew yang banyak membantu da[am
penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis nlengharapkan saran dan masukan yang membanguan bagi semua pihak. Semoga tulisan ini bermanfaat bagi penulis pad? khususnya dan bagi pembaca pada umumnya. Amiin. Bogor, November 1997 Penulis,
II
DAFTAR lSI
lIalaman
KATA PENGANTAR . DAFTAR lSI.. DAFTAR TABEL.
II
V!
DAFT AR GAMBAR ..
VII
DAFTAR LAMPlRAN
'-I
L
PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG. B.
II.
TUJUAN PENELITlAN ....
TINJAUAN PUST AKA. ..
4
A.
TANAMAN KAKAO ....
4
B.
PENGOLAHAN KAKAO .... L
Pemanenan .
7
2.
Pengupasan Buah
7
o.
1
Fermentasi
8
4.
Perendaman ..
10
5.
Pencucian .
II
6.
Pengeringan ...
II
7.
Mutu dan sortasi biji kakao .
12
III
C
TfNJAUAN UMUM PENGERlNGAN ..
14
I.
Proses Pengeringan .
14
2.
Kadar Air Keseimbangan .
18
Panas Laten Penguapan .............. .
20
4.
Diagram PsikroilletriiC ....
22
5
Pengeringan Biji Kakao
)' --'
III METODE PENELlTIAN
27
A.
WAKTU DAN rEMPAT.
27
B.
PEMBUATAN ALAT PENGERING ..
27
C
RANCANGAN FUNGSIONAL DAN STRUKTURAL .
29
1.
2.
Rancangan Fungsional
2e)
a.
Elemen Pemindah Panas ...
29
b.
Ruang Plenum
30
c.
Ruang Pengering
30
d.
Rak Bahan.
3D
e.
Sumber Energi ?emanas
31
Rancangan Struktural a.
Ruang Pengering .
b.
Rak Bahan.
c.
Ccrobong.
G.
R;]ang Plenum
31
1\
D. BAHAN DAN ALA T. 1.
32
Bahan ........ .
2. .Alat. ......... . E.
F.
33
PROSEDUR PERCOBAAN 1.
Percohaan Pendahuluan .......... .
]]
2.
Percohaan Pengeringan .......... .
35
3.
Perlakuan
38
PENGAMATAN DAN PENGlJKURAN .
J.
Kadar Air ..
38
2.
Suhu ..
41
3.
Pemakaian Bahan Bakar .
4.''
4.
Kandungan Biji Slaty.
44
G. PERHITUNGAN ..
4')
1.
Kadar air ...
38
2.
Kebutuhan Energi Pengering
46
3.
Kecepatar. Pengeringan ...
48
t\.
Penampilan Efisiensi Alat .
49
5.
Analisis Biaya .
so
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A
')2
52
PERCOBAAN PENDi\HULUAN .... ,
B.
PROSES
PENGERIT~GAN
..
.' .
-• . . . • . . . . • • .'>,-
.,,
.
,\ ,
.
J
.j
'i4
