SKRIPSI ANALISA PENGARUH JARAK CELAH PENGUPAS DAN PUTARAN POROS TERHADAP KUALITAS PENGUPASAN PADA MESIN PENGUPAS KULIT BIJI KOPI

SKRIPSI ANALISA PENGARUH JARAK CELAH PENGUPAS DAN PUTARAN POROS TERHADAP KUALITAS PENGUPASAN PADA MESIN PENGUPAS KULIT BIJI KOPI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo

OLEH:

L.M. KAHARUDDIN RIRI E1C1 14 081

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2016

PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama

: L.M. Kaharuddin Riri

NIM

: E1C1 14 081

Jurusan

: S-1 Teknik Mesin

Fakultas

: Teknik

Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi ini benar-benar hasil karya sendiri dan belum pernah diajukan pada perguruan tinggi atau lembaga mana pun, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila dikemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan bahwa Skripsi ini hasil jiplakan, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan yang berlaku.

Kendari, 27 Mei 2016

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Judul Skripsi

: Analisa Pengaruh Jarak Celah Pengupas Dan Putaran Poros Terhadap Kualitas Pengupasan Pada Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi

Nama Mahasiswa : L.M. Kaharuddin Riri NIM

: E1C1 14 081

Jurusan

: S-1 Teknik Mesin

Menyetujui, Pembimbing II

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

ANALISA PENGARUH JARAK CELAH PENGUPAS DAN PUTARAN POROS TERHADAP KUALITAS PENGUPASAN PADA MESIN PENGUPAS KULIT BIJI KOPI Oleh :

iv

ABSTRAK L.M. Kaharuddin Riri (E1C114081) “Analisa Pengaruh Jarak Celah Pengupas Dan Putaran Poros Terhadap Kualitas Pengupasan Pada Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi” (Dibimbing oleh Muhammad Hasbi, ST., MT sebagai Pembimbing I dan Abdul Kadir, ST., MT sebagai Pembimbing II). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pengaturan jarak celah pengupas dan variasi putaran poros terhadap kualitas pengupasan pada mesin pengupas kulit biji kopi dan menentukan ukuran jarak celah pengupas dan putaran poros yang tepat, guna mendapatkan kualitas pengupasan yang baik pada mesin pengupas kulit biji kopi. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen, dengan melakukan perbandingan jarak celah pengupas yaitu 2 mm, 5 mm, dan 7 mm pada putaran poros 420 rpm, 480 rpm, dan 560 rpm terhadap kualitas pengupasan pada mesin pengupas kulit biji kopi. Kualitas pengupasan pada setiap jarak celah pengupas dan putaran poros tersebut akan dianalisa dan ditentukan berdasarkan kategori kualitas dari biji kopi yang telah diolah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, persentase kualitas pengupasan pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 420 rpm mencapai 68%, jarak celah 5 mm mencapai 48%, dan pada jarak celah 7 mm mencapai 15%. Pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 480 rpm mencapai 66%, jarak celah 5 mm mencapai 42%, dan pada jarak celah 7 mm mencapai 14%. Pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 560 rpm mencapai 63%, jarak celah 5 mm mencapai 35%, dan pada jarak celah 7 mm mencapai 12%. Jarak celah pengupas dan putaran poros yang tepat didapatkan pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 420 rpm. Pada jarak ini persentase kualitas kulit biji kopi terkelupas dengan baik mencapai 68%, terkelupas sebagian 27%, dan tidak terkelupas 5%. Kata kunci : Pengupas kulit biji kopi, jarak celah, variasi putaran, kualitas

v

ABSTRACT

L.M. Kaharuddin Riri (E1C114081) "Analysis of the Effect of Distance Gap Strippers And circle axis on the Quality Peeling of Coffee Beans machine" (Guided by Muhammad Hasbi, ST., MT as the first Mentor and Abdul Kadir, ST., MT as second Mentors). This research aims to determine the effect of spacing gap peeler and the shaft speed variations on the quality of the stripping of coffee beans machine and determine the size of the gap distance peeler and shaft rotation is right, in order to obtain good quality stripping the peeler machine coffee beans. This research used an experimental method; by comparison paring gap distance is 2 mm, 5 mm and 7 mm in shaft speed of 420 rpm, 480 rpm and 560 rpm on the quality of the coffee bean machine. Stripping quality at every distance gap peeler and shaft rotation will be analyzed and determined based on the category of quality of coffee beans that have been processed. The results showed that the percentage of quality stripping was at a distance of 2 mm and the gap paring shaft speed of 420 rpm at 68%, a distance of 5 mm gap reached 48%, and at a distance of 7 mm gap reached 15%. At a distance of 2 mm and the gap paring shaft speed of 480 rpm reached 66%, a distance of 5 mm gap reached 42%, and at a distance of 7 mm gap peak at 14%. At a distance of 2 mm and the gap paring shaft speed of 560 rpm at 63%, a distance of 5 mm gap reached 35%, and at a distance of 7 mm gap reached 12%. Distance gap peeler and a round shaft right in getting at a distance of 2 mm and the gap paring shaft speed of 420 rpm. At this distance the percentage of skin quality coffee beans chipped well reach 68%, 27% partially peeled off, and does not peel off 5%. Key words: Skinner coffee beans, slit spacing, rotation variation, quality.

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusunan skripsi yang berjudul ―Analisa Pengaruh Jarak Celah Pengupas dan Putaran Poros Terhadap Kualitas Pengupasan Pada Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi‖ dapat terselesaikan. Seiring dengan terselesaikannya skripsi ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada Ayahanda La Ode Riri dan Ibunda Wa Fiiha (Almarhumah) serta Saudari Sitti Karmila Riri, S.Pd dan Sitti Erni Riri, A.Mk atas perhatian, dukungan moral dan materi yang diberikan selama ini. Terima kasih kepada Bapak Muhammad Hasbi, ST., MT, sebagai pembimbing I dan Bapak Abdul Kadir, ST., MT, sebagai pembimbing II yang telah banyak memberikan pengarahan dalam penyusunan skripsi ini. Terselesaikannya skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak yang telah mendorong dan membimbing penulis. Oleh karena itu pada kesempatan ini ucapan terima kasih juga penulis haturkan kepada : 1.

Bapak Prof. Dr. Ir. H. Usman Rianse, M.S sebagai Rektor Universitas Halu Oleo.

2.

Bapak Mustarum Musaruddin, ST., MIT., Ph.D sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo.

3.

Bapak Muhammad Hasbi, ST., MT sebagai Ketua Jurusan S-1 Teknik Mesin, Univesitas Halu Oleo.

vii

4.

Jenny Delly, ST., MT, Budiman Sudia, ST., MT, dan Al Ichlas Imran, ST., M.Eng sebagai penguji penulis yang telah banyak memberikan saran dan masukan guna perbaikan skripsi ini.

5.

Seluruh dosen dan staf, khususnya pada Jurusan S-1 Teknik Mesin yang telah banyak memberikan ilmu dan bantuannya kepada penulis.

6.

Erlin, S.TP yang telah memberikan dukungan dan motivasi selama masa studi penulis.

7.

Rekan-rekan Mahasiswa Jurusan S-1 Teknik Mesin khususnya angkatan 2010. Salam Solidaritas Forever. Akhir kata, penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat bermanfaat

dan berguna bagi ilmu pengetahuan dan kita semua. Amin. Kendari,

Mei 2016

Penulis

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................

i

HALAMAN PERNYATAAN ..........................................................................

ii

HALAMAN PENGESAHAN ..........................................................................

iii

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................

iv

ABSTRAK ........................................................................................................

v

ABSTRACT ......................................................................................................

vi

KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii DAFTAR ISI .....................................................................................................

ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................

xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ....................................................................................

1

1.2 Batasan Masalah .................................................................................

3

1.3 Rumusan Masalah ...............................................................................

4

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................

4

1.5 Manfaat Penelitian ..............................................................................

5

BAB II STUDI PUSTAKA 2.1 Pustaka Terdahulu ..............................................................................

6

2.2 Proses Penanganan Pasca Panen Kopi ................................................

8

2.3 Kajian Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi .............................................

14

2.4 Tuntutan Mesin Dari Sisi Calon Pengguna ........................................

16

2.5 Elemen Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi ...........................................

17

2.6 Analisis Kinerja ..................................................................................

29

ix

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian.............................................................

31

3.2 Desain Mesin Pengupas Kulit Kopi....................................................

31

3.3 Prinsip Kerja Mesin ............................................................................

33

3.4 Langkah Pengoperasian Mesin ...........................................................

33

3.5 Metode Penelitian ...............................................................................

34

3.6 Diagram Alir Penelitian ......................................................................

36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian ...................................................................................

37

4.2 Pembahasan ........................................................................................

57

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan .........................................................................................

59

5.2 Saran ...................................................................................................

60

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Variasi putaran serta celah pada sistem pengupas ...............................

44

Tabel 2. Kapasitas efektif mesin pegupas kulit biji kopi ...................................

45

Tabel 3. Persentase kategori hasil pengupasan ..................................................

52

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.

Pohon biji kopi ..............................................................................

9

Gambar 2.

Tahapan pascapanen kopi secara kering .......................................

9

Gambar 3.

Tahapan pascapanen kopi secara basah ........................................

11

Gambar 4.

Pemasangan komponen pada poros ..............................................

19

Gambar 5.

Konstruksi sabuk-V ......................................................................

23

Gambar 6.

Diagram pemilihan sabuk-V .........................................................

24

Gambar 7.

Ukuran penampang sabuk-V ........................................................

24

Gambar 8.

Penampang puli.............................................................................

28

Gambar 9.

Desain mesin pengupas kulit biji kopi ..........................................

31

Gambar 10. Diagram alir penelitian .................................................................

36

Gambar 11. Mesin pengupas kulit biji kopi......................................................

44

Gambar 12. Grafik persentase kualitas pengupasan kulit biji kopi pada putaran poros 420 rpm ..................................................................

53


55


56

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Penimbangan biji kopi ukuran 1 kg ...............................................

62

Lampiran 2. Pemasangan komponen pengupas .................................................

62

Lampiran 3. Pemasangan sabuk-V.....................................................................

63

Lampiran 4. Perbandingan ukuran puli putaran 420 rpm ..................................

63

Lampiran 5. Perbandingan ukuran puli putaran 480 rpm ..................................

64

Lampiran 6. Perbandingan ukkuran puli putaran 560 rpm ................................

64

xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Menurut Direktorat Jenderal Perkebunan (2012), areal perkebunan kopi di Indonesia pada tahun 2010 mencapai lebih dari 1,210 juta hektar dengan total produksi sebesar 686.921 ton dimana 96% diantaranya yaitu areal perkebunan kopi rakyat, dengan jumlah petani yang terlibat sebanyak 1.881.694 KK. Laju perkembangan areal kopi di Indonesia rata-rata mencapai sebesar 2,11% per tahun. Indonesia merupakan negara produsen kopi ketiga terbesar dunia setelah Brazil dan Vietnam. Dari total produksi, sekitar 67% kopinya diekspor sedangkan sisanya 33% untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Sebagai negara produsen, ekspor kopi merupakan sasaran utama dalam memasarkan produkproduk kopi yang dihasilkan Indonesia. Negara tujuan ekspor adalah negaranegara konsumen tradisional seperti USA, negara-negara Eropa dan Jepang. Seiring dengan kemajuan dan perkembangan zaman, telah terjadi peningkatan kesejahteraan dan perubahan gaya hidup masyarakat Indonesia yang akhirnya mendorong terhadap peningkatan konsumsi kopi. Perkembangan yang cukup pesat tersebut perlu didukung dengan kesiapan teknologi dan sarana pascapanen yang cocok untuk kondisi petani agar mereka mampu menghasilkan biji kopi dengan mutu seperti yang dipersyaratkan oleh Standard Nasional Indonesia. Adanya jaminan mutu yang pasti, ketersediaan

1

dalam jumlah yang cukup dan pasokan yang tepat waktu serta keberlanjutan merupakan beberapa persyaratan yang dibutuhkan agar biji kopi rakyat dapat dipasarkan pada tingkat harga yang lebih menguntungkan. Untuk memenuhi persyaratan di atas, penanganan pascapanen kopi rakyat harus dilakukan dengan tepat seperti halnya produk pertanian yang lain. Buah kopi hasil panen perlu segera diproses menjadi bentuk akhir yang lebih stabil agar aman untuk disimpan dalam jangka waktu tertentu. Untuk itu diperlukan suatu acuan sebagai pegangan bagi petani / pengolah dalam menghasilkan produk yang dipersyaratkan pasar. Seiring dengan meningkatnya tuntutan konsumen terhadap produk yang aman dan ramah lingkungan, maka acuan standar tersebut harus mengakomodasi prinsip penanganan pascapanen yang baik dan benar. Saat ini di beberapa daerah pelosok Indonesia masih banyak ditemukan petani-petani kopi tradisional yang sangat membutuhkan fasilitas yang memadai guna meningkatkan kualitas dari hasil pertanian kopinya. Dalam hal teknologi (mesin dan peralatan) produksi biji kopi mulai dari pengeringan, pengupasan, dan sortasi masih merupakan kendala klasik yang dihadapi oleh petani-petani kopi tradisional, juga keterbatasan pada penguasaan teknologi. Dimana pada proses pengolahan kopi secara tradisional salah satu kendalanya adalah dalam hal pengupasan kulit biji kopi yang memakai waktu dan energi yang besar sehingga proses pengupasan kulit biji kopi dirasa kurang efisien. Selain itu hasil dari pengupasan kulit biji kopi kurang baik karena masih banyak biji kopi yang pecah setelah proses pengupasan.

2

Tak mengherankan kedepan, jika industri kopi skala kecil dan menengah ini pertumbuhannya makin terpuruk karena persaingan yang tidak seimbang dengan produsen besar dan berskala nasional dan bahkan internasional (ekspor), karena didukung oleh teknologi canggih dari negara-negara maju lainnya Berkaitan dengan hal tersebut, maka penulis tertarik melakukan penelitian dengan judul ―Analisa Pengaruh Jarak Celah Pengupas dan Putaran Poros Terhadap Kualitas Pengupasan Pada Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi‖ yang nantinya diharapkan dapat dijadikan suatu acuan bagi petani / pengolah dalam menghasilkan produk yang dipersyaratkan pasar, selain itu dengan adanya penelitian ini diharapkan para petani kopi tradisional dapat melakukan efisiensi waktu untuk meningkatkan jumlah produksi serta tergantinya tenaga manusia oleh mesin. 1.2 Batasan Masalah Dengan memperhatikan latar belakang diatas, maka dalam penelitian ini penulis akan memfokuskan pada masalah : 1.

Pengujian mesin pengupas kulit biji kopi.

2.

Bahan yang digunakan adalah biji kopi yang mempunyai kulit luar masih basah dan belum mengalami pengerutan.

3.

Menggunakan jarak celah pengupas 4 mm, 5 mm, dan 7 mm.

4.

Menggunakan putaran poros 420 rpm, 480 rpm, dan 560 rpm.

3

1.3 Rumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang dan batasan masalah tersebut, maka yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah : 1.

Bagaimana pengaruh pengaturan jarak celah pengupas dan variasi putaran poros terhadap kualitas pengupasan pada mesin pengupas kulit biji kopi ?

2.

Berapa ukuran jarak celah pengupas dan putaran poros yang tepat, guna mendapatkan kualitas pengupasan yang baik pada mesin pengupas kulit biji kopi ?

1.4 Tujuan Penelitian Berdasarkan uraian latar belakang dan rumusan masalah diatas, maka yang menjadi tujuan penelitian ini adalah : 1.

Untuk mengetahui pengaruh pengaturan jarak celah pengupas dan variasi putaran poros terhadap kualitas pengupasan pada mesin pengupas kulit biji kopi.

2.

Menentukan ukuran jarak celah pengupas dan putaran poros yang tepat, guna mendapatkan kualitas pengupasan yang baik pada mesin pengupas kulit biji kopi.

3.

Menentukan kategori kualitas hasil pengupasan biji kopi, yaitu terkelupas dengan baik atau kulit lepas sempurna (K1), terkelupas sebagian (K2), dan tidak terkelupas atau kulit serta biji masih utuh (K3).

4

1.5 Manfaat Penelitian Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah : 1.

Bagi penulis, penelitian ini diharapkan dapat menambah pengetahuan penulis serta dapat mengembangkan perancangan mesin yang berguna dalam kehidupan sehari-hari.

2.

Bagi masyarakat petani kopi tradisional adalah dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat membantu mengatasi masalah yang timbul terutama dalam hal pengolahan pascapanen biji kopi dan tergantinya tenaga manusia oleh mesin serta dapat melakukan efisiensi waktu untuk meningkatkan jumlah produksi.

5

BAB II STUDI PUSTAKA

2.1 Pustaka Terdahulu Pengupasan kulit buah kopi basah merupakan salah satu tahapan proses yang membedakan antara pengolahan kopi secara basah dengan kering. Pada pengolahan basah, buah kopi yang telah mencapai tingkat kematangan optimal harus segera dikupas dan dipisahkan dari bagian biji berkulit cangkang, sedangkan pada pengolahan kering, buah kopi hasil panen segera dikeringkan sampai diperoleh kadar air antara 12 — 13%. Umumnya, proses pengupasan kulit buah kopi basah yang digerakkan dengan sumber tenaga manual maupun motor bakar dibantu dengan sejumlah air. Pemisahan kulit buah dari komponen biji berkulit cangkang berlangsung di dalam celah antara permukaan silinder yang berputar dan permukaan plat yang diam (Sri Mulato dkk. 2006; Wintgens, 2004) Wahyudi dkk. (1999) memaparkan bahwa keragaman cita rasa kopi Arabika merupakan akibat karakteristik fisik buah kopi yang beragam, misalnya bentuk dan ukuran, dapat menimbulkan masalah pada tahapan pengupasan dan pemisahan kulit buah dari biji kopi. Sri Mulato dkk. (1999) dan Ismayadi (1999) memaparkan bahwa pengupas kulit buah yang umum digunakan oleh petani kopi Arabika di Indonesia adalah pengupas kulit buah mekanis tipe silinder tunggal horizontal dengan tenaga penggerak manual (hand pulper) atau digerakkan oleh sebuah motor bakar berdaya 4 — 5 HP. Keuntungan dari penggunaan mesin tipe tersebut antara lain

6

daya penggerak relatif rendah, mesin memiliki ukuran yang relatif kecil dan konstruksi yang relatif sederhana sehingga akan memudahkan petani saat operasional dan perawatannya. Sri Mulato dkk. (2006) memaparkan bahwa jika digerakkan secara manual, mesin mampu beroperasi dengan kapasitas kerja 80 — 100 kg/jam, sedangkan jika digerakkan oleh sebuah motor bakar 4 — 5 HP akan mampu menghasilkan kapasitas kerja 200 — 300 kg/jam. Mburu (1995) menyarankan dilakukan pemisahan buah kopi sebelum pengolahan. Namun, kegiatan tersebut akan berdampak pada bertambah panjangnya waktu proses dan peningkatan biaya proses baik dari aspek penyediaan alat dan mesin maupun tenaga kerjanya. Palisu (2004) memaparkan bahwa pengupasan kulit buah kopi dengan menggunakan poros pengupas berbentuk persegi enam dan jarak celah 3 mm akan memberikan hasil pengupasan yang lebih baik jika dibandingkan dengan cara ditumbuk. Yonathan Klinsmann dkk. (2014) telah berhasil melakukan rancang bangun mesin pengupas kulit biji kopi elektrik yang dapat digunakan untuk pengupasan kulit buah kopi yang merupakan salah satu tahapan utama pada proses pengolahan buah kopi secara kering maupun basah. Mesin pengupas kulit buah kopi dibuat dengan prinsip teknologi tepat guna, dan memaksimalkan penggunaan komponen lokal yang sehingga akan mudah dalam penggunaan serta perawatannya. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh jarak celah pengupas mesin tersebut terhadap kualitas pengupasan kulit biji kopi dalam proses

7

pengolahan secara basah yang nantinya dapat dijadikan pedoman dalam penggunaan mesin tersebut pada skala aplikasi di lapangan. 2.2 Proses Penanganan Pasca Panen Kopi Kopi adalah suatu jenis tanaman tropis yang dapat tumbuh dimana saja, terkecuali pada tempat-tempat yang terlalu tinggi dan temperature yang sangat dingin atau juga daerah-daerah tandus yang memang tidak cocok bagi kehidupan tanaman kopi. Ada sekitar 70 jenis kopi, walaupun jenis kopi banyak, namun hanya dua spesies pohon kopi yang secara umum dikenal untuk diproduksi sebagai produk kopi, yaitu : 1.

Kopi Arabika Kopi arabika berasal dari spesies pohon kopi (coffea arabica) kopi jenis ini yang paling banyak diproduksi yaitu sekitar lebih dari 60 persen produk kopi dunia, tinggi pohon kopi ini antara 4 hingga 6 meter, yang berdaun kecil, halus mengkilap, panjang daun 12-15 cm x 6 cm.

2.

Kopi Robusta Kopi robusta berasal dari spesies pohon kopi (coffea canephora) tinggi pohon kopi ini sekitar 12 meter, yang berdaun besar, mengkilap.

8

Gambar 1. Pohon biji kopi Cara pengolahan kopi ada dua macam, yaitu : 1. Pengolahan kering, dimana hasil panen langsung dijemur selama 10-14

hari, jika ternyata buah kopi sudah kering kemudian disimpan sebagai kopi glondongan, bila ingin dijual kopi glondongan ditumbuk untuk melepas biji dari kulit arinya. Tahapan pascapanen kopi secara kering dapat dilihat pada gambar 2. Panen Sortasi Buah Penjemuran/Pengeringan Pengupasan Kopi Sortasi Biji Pengemasan dan Penyimpanan

Gambar 2. Tahapan pascapanen kopi secara kering

9

a.

Pengeringan 1) Kopi yang sudah di petik dan disortasi harus sesegera mungkin dikeringkan agar tidak mengalami proses kimia yang bisa menurunkan mutu. Kopi dikatakan kering apabila waktu diaduk terdengar bunyi gemerisik. 2) Beberapa petani mempunyai kebiasaan merebus kopi gelondang lalu dikupas kulitnya, kemudian dikeringkan. Kebiasaan merebus kopi gelondong lalu dikupas kulit harus dihindari karena dapat merusak kandungan zat kimia dalam biji kopi sehingga menurunkan mutu. 3) Apabila udara tidak cerah pengeringan dapat menggunakan alat pengering mekanis. 4) Tuntaskan pengeringan sampai kadar air mencapai maksimal 12,5 % 5) Pengeringan memerlukan waktu 2-3 minggu dengan cara dijemur.

b.

Pengupasan kulit 1)

Pengupasan kulit pada pengolahan kering bertujuan untuk memisahkan biji kopi dari kulit buah, kulit tanduk dan kulit arinya.

2)

Pengupasan dilakukan dengan menggunakan mesin pengupas (huller). Tidak dianjurkan untuk mengupas kulit dengan cara menumbuk karena mengakibatkan banyak biji yang pecah. Beberapa tipe huller sederhana yang sering digunakan adalah huller putar tangan (manual), huller dengan pengerak motor.

10

2. Pengolahan basah. Tahapan proses kopi secara basah dapat dilihat pada

gambar 3.

Panen Pilih Sortasi Buah Pengupasan kulit buah merah Fermentasi Pencucian Pengeringan Pengupasan kulit kopi Sortasi Biji Kering

Pengemasan dan Penyimpanan

Gambar 3. Tahapan pascapanen kopi secara basah a.

Pengupasan kulit buah Pengupasan kulit buah dilakukan dengan menggunakan alat atau mesin pengupas kulit buah (pulper). Pulper dapat dipilih dari bahan dasar yang terbuat dari kayu atau metal. Air dialirkan kedalam silinder bersamaan dengan buah yang akan dikupas. Sebaiknya buah kopi dipisahkan atas dasar ukuran sebelum dikupas.

b.

Fermentasi 1)

Fermentasi umumnya dilakukan untuk pengolahan kopi Arabika, bertujuan untuk melepaskan lapisan lendir yang ada dipermukaan kulit tanduk biji kopi. Selain itu, fermentasi mengurangi rasa pahit

11

dan mendorong terbentuknya kesan ―mild‖ pada citarasa seduhan kopi arabika. 2)

Fermentasi ini dapat dilakukan secara basah dengan merendam biji kopi dalam genangan air, atau fermentasi cara kering dengan cara menyimpan biji kopi HS basah di dalam wadah plastik yang bersih dengan lubang penutup dibagian bawah atau dengan menumpuk biji kopi HS di dalam bak semen dan ditutup dengan karung goni.

3)

Agar fermentasi berlangsung merata, pembalikan dilakukan minimal satu kali dalam sehari.

4)

Lama fermentasi bervariasi tergantung pada jenis kopi, suhu, dan kelembaban lingkungan serta ketebalan tumpukan kopi di dalam bak. Akhir fermentasi ditandai dengan terlepasnya lapisan lendir yang menyelimuti kulit tanduk. Waktu fermentasi berkisar antara 12 sampai 36 jam.

C. Pencucian 1)

Pencucian bertujuan menghilangkan sisa lendir hasil fermentasi yang menempel di kulit tanduk.

2)

Untuk kapasitas kecil,

pencucian dikerjakan secara manual di

dalam bak atau ember, sedangkan kapasitas besar perlu dibantu mesin. d.

Pengeringan 1)

Pengeringan bertujuan mengurangi kandungan air biji kopi HS dari 60 – 65 % menjadi maksimum 12,5 %. Pada kadar air ini, biji kopi HS relatif aman

2)

Dikemas dalam karung dan disimpan dalam gudang pada kondisi lingkungan tropis.

3)

Pengeringan dilakukan dengan cara penjemuran, mekanis, dan kombinasi keduanya.

4)

Penjemuran merupakan cara yang paling mudah dan murah untuk pengeringan biji kopi. Penjemuran dapat dilakukan di atas parapara atau lantai jemur.

12

5)

Ketebalan hamparan biji kopi HS dalam penjemuran sebaiknya 6–10 cm lapisan biji. Pembalikan dilakukan setiap jam pada waktu kopi masih basah. Pada areal kopi Arabika, yang umumnya didataran tinggi, untuk mencapai kadar air 15-17%, waktu penjemuran dapat berlangsung 2 – 3 minggu.

6)

Pengeringan

mekanis

dapat

dilakukan

jika

cuaca

tidak

memungkinkan untuk melakukan penjemuran. Pengeringan dengan cara ini

sebaiknya dilakukan secara berkelompok karena

membutuhkan peralatan dan investasi yang cukup besar dan tenaga pelaksana yang terlatih. 7)

Proses pengeringan kombinasi dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama adalah penjemuran untuk menurunkan kadar air biji kopi sampai 20–25%, dilanjutkan dengan tahap kedua, yaitu dengan menggunakan mesin pengering. Apabila biji kopi sudah dijemur terlebih dahulu hingga mencapai kadar air 20–25%, maka untuk mencapai kadar air 12,5% diperlukan waktu pengeringan dengan mesin pengering selama 24 – 36 jam dengan suhu 45-50 0C. Sebagai negara produsen, ekspor kopi merupakan sasaran utama dalam

memasarkan produk-produk kopi yang dihasilkan Indonesia. Negara tujuan ekspor adalah negara-negara konsumen tradisional seperti USA, negara-negara Eropa dan Jepang. Seiring perkembangan zaman, telah terjadi perubahan gaya hidup masyarakat Indonesia yang akhirnya mendorong terhadap peningkatan konsumsi kopi. Hal ini terlihat dengan adanya peningkatan pemenuhan kebutuhan dalam negeri yang pada awal tahun 90an mencapai 120.000 ton, dewasa ini telah mencapai sekitar 180.000 ton ( Http:// Deptan.go.id ).

13

2.3 Kajian Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi Mesin pengupas kulit biji kopi adalah mesin yang digunakan untuk membantu dalam proses pengolahan kopi basah. Kopi yang akan dibuat bubuk harus melalui pengolahan mesin ini. Mesin pengupas kulit biji kopi ini mempunyai sistem transmisi berupa puli. Gerak putar dari motor listrik ditransmisikan ke puli 1, kemudian dari puli 1 ditransmisikan ke puli 2 dengan menggunakan V-belt. Ketika motor listrik dihidupkan, maka motor akan berputar kemudian putaran ditransmisikan oleh V-belt untuk menggerakkan poros pengupas. Jika poros pengupas telah berputar maka kopi siap untuk untuk dimasukkan kedalam bak penampungan dimana biji kopi yang ditampung dalam bak penampungan akan disalurkan oleh pintu masuk kopi menuju ke pengupas dan kopi pun akan terkelupas. Spesifikasi mesin pengupas kulit biji kopi dengan kapasitas maksimum 10 kg kopi, ukuran mesin keseluruhan dengan panjang 82 cm x lebar 32cm x tinggi 97 cm, mengunakan tenaga pengerak berupa motor motor listrik 1400 r/min, rangka mengunakan profil siku 40 x 40 x 4 mm dan profil U 40 x 50 x 4 mm. Sistem transmisi mesin pengupas kulit biji kopi menggunakan 2 puli berdiameter 60 mm dan 175 mm, V-belt jenis A No. 58. Struktur rangka yang digunakan pada mesin pengupas kulit kopi ini terdiri dari bahan yang berupa besi siku 40 x 40 x 4 mm dan profil U 40 x 50 x 4 mm, dengan ukuran panjang 82 cm , lebar 32 cm, dan tinggi 47 cm. Bak penampung (hopper) dan saluran keluar mesin pengupas kulit kopi ini terbuat dari plat. Hopper yang mempunyai bentuk seperti corong ini berguna

14

untuk menampung kopi sebelum dilakukan proses pengupasan. Saluran masuk ini dibuat dengan ukuran panjang 40 cm, lebar 37 cm, dan tinggi corong 50 cm. Sedangkan saluran keluar berfungsi untuk saluran keluar kopi setelah selesai proses pengupasan. Saluran keluar ini dibuat dengan ukuran panjang 50 cm, dan lebar 25 cm. Pada komponen pengupas yaitu silinder yang berputar (rotor) terbuat dari besi strip dengan ukuran panjang 3 cm, dengan diameter pengupas 12 cm. Stator terbuat dari plat besi yang memiliki bentuk setengah lingkaran mempunyai ukuran 232 x 116 x 2 mm. Hal ini disebabkan untuk menyesuaikan dengan bentuk rotor yang berbentuk lingkaran. Penyatuan rotor dan stator dibuat dengan pemasangan penyetel. Hal ini bertujuan agar jarak celah antara rotor dan stator dapat diatur dengan mengencangkan atau mengendurkan penyetel yang berpengaruh terhadap hasil pengupasan kulit kopi. Jika jarak celah antara rotor dan stator terlalu renggang akan mengakibatkan buah kopi tidak terkupas atau tidak terpisah antara biji dan kulit buah kopi. Sementara jika jarak celah antara rotor dan stator terlalu sempit akan mengakibatkan biji kopi yang rusak atau pecah. Alat pengupas kulit biji kopi ini dapat meningkatkan presentase biji kopi tanpa kulit dimana untuk kopi basah hingga 60% terkupas. Hasil produksi pada mesin ini mampu menghasilkan pengupasan kulit biji kopi sebanyak 1 kg dalam waktu 1 menit, lebih banyak dibandingkan cara pengupasan tradisional yang mampu menghasilkan 1-2 kg/ 20 menit.

15

Tetapi pada mesin pengupas kulit biji kopi ini masih didapatkan kelemahan-kelemahan sebagai berikut : 1. Belum ada penutup puli sehingga perlu hati-hati dalam mengoperasikanya. 2. Hasil dari pengupasan kopi masih menyebar disebabkan belum adanya penutup pada saluran keluar. 2.4 Tuntutan Mesin Dari Sisi Calon Pengguna Mesin pengupas kulit biji kopi merupakan sebuah alat yang berfungsi sebagai pengupas kulit biji kopi dalam proses pengolahan kopi. Mesin pengupas kulit biji kopi ini memiliki berbagai tuntutan mesin yang harus dapat dipenuhi sehingga nantinya mesin ini dapat diterima dan memenuhi kebutuhan pemakai. Berikut tuntutan-tuntutan dari mesin pengupas kulit biji kopi tersebut : 1.

Kontruksi / rangka dapat menahan beban dan juga getaran saat mesin sedang dioperasikan serta ukuran mesin tidak terlalu tinggi dan lebar.

2.

Proses pengoperasian mesin cukup mudah tanpa pengaturan-pengaturan yang sulit dipahami oleh operator serta aman bagi penggunanya.

3.

Tidak lagi mengunakan tenaga manusia sebagai tenaga pengerak utamanya melainkan diganti dengan sumber tenaga lain.

4.

Mudah perawatannya serta dapat dilakukan pada konstruksi mesin tanpa harus membongkar mesin secara keseluruhan.

5.

Mesin dapat dipindah-pindah tempat sesuai dengan keadaan dan kebutuhan karena bobot mesin yang tidak terlalu berat.

6.

Mesin ini tidak menuntut pemakainya untuk harus mempunyai latar belakang pendidikan yang tinggi dan juga keahlian khusus untuk mengoperasikannya. 16

2.5 Elemen Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi 2.5.1 Poros Poros merupakan salah satu bagian dari setiap mesin penting. Karena hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran, oleh karenanya poros memegang peranan utama dalam transmisi dalam sebuah mesin (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2013). 1. Macam-Macam Poros a. Berdasarkan Jenis Pembebanannya 1. Poros Transmisi Poros macam ini mendapatkan beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk dan sprocker rantai. 2. Spindel Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran yang disebut spindel. Syarat utama yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasi harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti. 3. Gandar Poros seperti dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar hanya memperoleh beban lentur kecuali jika digerakkan oleh penggerak maka akan mengalami beban puntir juga.

17

b. Berdasarkan Bentuknya 1. Poros Engkol Poros engkol merupakan bagian dari mesin yang dipakai untuk merubah gerakan naik turun dari torak menjadi gerakan berputar. Poros engkol yang kecil sampai yang sedang biasanya dibuat dari satu bahan yang ditempa kemudian dibubut, sedangkan yang besar-besar dibuat dari

beberapa

bagian

yang

disambung-sambung

dengan

cara

pengingsutan. Terdapat 2 macam poros engkol yaitu : a. Poros Engkol Tunggal Poros ini terdiri dari sebuah poros engkol dan sebuah pen engkol. Kedua-duanya diikat menjadi satu oleh pipi engkol yang pemasangannya menggunakan cara pengingsutan. Pipi engkol biasanya dibuat dari baja tuang, sedangkan pen engkolnya dari baja St.50 atau St.60. Jarak antara sumbu pen engkol dengan sumbu poros engkol adalah setengah langkah torak. b. Poros Engkol Ganda Poros engkol ini mempunyai 2 buah pipi engkol terdiri dari satu bahan sedang pemasangan poros engkolnya adalah dengan sambungan ingsutan. Poros-poros engkol ini bahan dibuat dari besi tuang khusus. Disamping harga pembuatannya lebih ringan, besi tuang itu mempunyai sifat dapat menahan getaran-getaran.

18

2. Pembebanan Poros Pada prinsipnya, pembebanan pada poros ada 2 macam, yaitu puntiran karena beban torsi dan bending karena beban transversal pada roda gigi, puli atau sproket. Beban yang terjadi juga bisa merupakan kombinasi dari keduanya. Karakter pembebanan yang terjadi bisa konstan, bervariasi terhadap waktu, maupun kombinasi dari keduanya. Perbedaan antara poros dan as adalah poros meneruskan momen torsi (berputar), sedangkan as tidak. Pada pembebanan konstan terhadap waktu, tegangan yang terjadi pada as dengan roda gigi atau puli yang berputar pada bantalan terhadap as tersebut adalah tegangan statik. 3. Pemasangan dan Konsentrasi Tegangan Untuk mengakomodasi pemasangan komponen seperti bantalan, sproket, roda gigi dan lain-lain, poros dibagi menjadi beberapa step dengan diameter yang berbeda, seperti ditunjukkan pada gambar 4.

Gambar 4. Pemasangan komponen pada poros

19

Pasak (key), snap ring dan cross pin berfungsi untuk mengamankan posisi elemen mesin yang terpasang untuk bisa mentransmisikan torsi dan untuk mengunci elemen mesin tersebut pada arah aksial. Pemasangan komponen pada poros dan adanya step akan mengakibatkan terjadinya konsentrasi tegangan. Penggunaan pasak dan pin untuk menahan elemen mesin bisa digantikan dengan memanfaatkan gesekan. Taper pin standar juga sering digunakan untuk memasang elemen mesin pada poros, seperti untuk memasang sheave. Pin ini terpasang pada lubang dan dikunci dengan memanfaatkan gesekan antara permukaan pin dengan permukaan lubang. Pemasangan taper pin harus di tempat dimana momen bendingnya kecil, untuk menghindari konsentrasi tegangan. Rolling element bearing dipasang pada frame dan poros dengan memanfaatkan suaian press. Dibutuhkan step pada poros untuk menahan bearing. Snap ring digunakan untuk mencegah pergerakan aksial poros terhadap bearing. Keuntungan penggunaan pasak adalah mudah untuk dipasang dan ukurannya telah distandarkan berdasar diameter poros. Pasak juga terpasang pada lokasinya secara akurat, mudah dilepas dan diperbaiki. Perhitungan gaya-gaya yang terjadi pada poros menggunakan persamaan sebagai berikut :

20

a. Menghitung daya rencana Pd = ƒc.P (kW)

(Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2013)

(1)

Keterangan : Pd = daya rencana (kW) Ƒc = faktor koreksi P = daya nominal (kW) b. Menghitung momen yang terjadi pada poros T = 9,74 x 105

Pd n1


(2)

Keterangan : T = momen rencana (kg.mm) n1 = putaran poros (rpm)

21

2.5.2 Sabuk-V (V-Belt) Jarak yang cukup jauh yang memisahkan antara dua buah poros mengakibatkan tidak memungkinkannya mengunakan transmisi langsung dengan roda gigi. V-Belt merupakan sebuah solusi yang dapat digunakan. V-Belt adalah salah satu transmisi penghubung yang terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Dalam penggunaannya V-Belt dibelitkan mengelilingi alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit pada puli akan mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2013). Transmisi sabuk dapat digolongkan menjadi tiga kelompok yaitu : 1. Sabuk rata Sabuk ini dipasang pada puli silinder dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat mencapai 1000 mm dengan perbandingan putaran 1:1 sampai 6:1. 2. Sabuk dengan penampang trapesium Sabuk ini dipasang pada puli dengan alur dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat mencapai 500 mm dengan perbandingan putaran 1:1 sampai 6 :1. 3. Sabuk dengan gigi yang digerakkan dengan sprocket Pada jarak pusat sampai mencapai 200 mm dan meneruskan putaran secara tepat dengan perbandingan 1:1 sampai 6:1.

22

Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah penanganannya dan harga yang murah. Sabuk-V dibuat dari dari karet dan mempunyai penampang trapezium. Tenunan teteron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Konstruksi sabuk-V dapat dilihat pada gambar 5.

Keterangan : 1. Terpal 2. Bagian Penarik 3. Karet Pembungkus 4. Bantal Karet

Gambar 5. Konstruksi sabuk-V Sabuk-V dililitkan pada keliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yan meliilit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah besar karena pengaruh baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relative rendah. Keistimewaan transmisi sabuk-V : 1. Tidak ada sambungan dan permukaan geser lebih luas sehingga daya motor yang dipindahkan relative besar dengan tegangan yang relaif rendah. 2. Pemeliharaan lebih murah. 3. Harga relatif lebih murah.

23

Pemilihan tipe V-belt ini dapat diketahui dari daya perencanaan dan banyaknya putaran yang terjadi pada puli terkecil, yang ditunjukkan pada gambar 6.

Gambar 6. Diagram pemilihan sabuk-V Berdasarkan diagram pemilihan sabuk diatas maka dapat diketahui tipe sabuk yang sesuai dengan putaran pengggerak dan daya yang direncanakan. Adapun ukuran penampang penampang sabuk-V yang umum dipakai dapat dilihat pada gambar 7.

Gambar 7. Ukuran penampang sabuk-V

24

V-belt selain juga memiliki keungulan dibandingkan dengan transmisi-transmisi yang lain, V-belt juga memiliki kelemahan dimana V-belt dapat memungkinkan untuk terjadinya slip. Oleh karena itu, perencanaan V-belt perlu dilakukan untuk memperhitungkan jenis sabuk yang digunakan dan panjang sabuk yang akan digunakan. Perhitungan yang digunakan dalam perancangan V-belt menggunakan persamaan sebagai berikut : a. Daya rencana Pd = ƒc x P


(3)


(4)

Keterangan : P = daya (kW) Pd = daya rencana (kW) b. Momen rencana (T1,T2) Pd T1 = 9,74 x 105 x ( ) n1

Keterangan : T1 = momen rencana (kg.mm) Pd = daya rencana (kW) n1 = putaran poros penggerak (rpm) c. Kecepatan sabuk (V) V=

π.Dp .n 1 60 x 1000


(5)

25

Keterangan : V = kecepatan sabuk (m/s) Dp = diameter puli yang digerakkan (mm) n1 = putaran poros penggerak (rpm) d. Kecepatan sabuk < 30 m/s, baik. e. Panjang keliling (L) π

1

L = 2C+ 2 ( dp + Dp) + 4C (Dp - dp)2

(Sularso dan Kiyokatsu Suga, 2013) (6)

Keterangan : dp = diameter puli penggerak (mm) Dp = diameter puli yang digerakkan (mm) L

= Panjang keliling sabuk (mm)

C

= Jarak sumbu poros (mm)

f. Jarak sumbu poros (C) b = (2 x L) – 3,14 (Dp + dp)

C=


b+ b 2 − 8 (D p − d p )2 8

(7)

(8)

Keterangan : L

= Panjang keliling sabuk (mm)

dp = Diameter puli penggerak (mm) Dp = Diameter puli yang digerakkan (mm) C


26

g. Sudut kontak θ = 180o –

57 (D p − d p ) C


(9)

Keterangan : θ

= Sudut kontak

Dp = Diameter puli yang digerakkan (mm) dp = Diameter puli penggerak (mm) C


2.5.3 Puli Puli digunakan untuk memindahkan daya dari satu poros ke poros yang lain dengan alat bantu sabuk. Karena perbandingan kecepatan dan diameter berbanding terbalik, maka pemilihan puli harus dilakukan dengan teliti agar mendapatkan perbandingan kecepatan yang diinginkan. Diameter luar digunakan untuk alur sabuk dan diameter dalam untuk penampang poros. 1.

Bahan Puli Pada umumnya bahan yang dipergunakan untuk puli adalah : a. Besi tuang b. Besi baja c. Baja press d. Aluminium e. Kayu Untuk puli dengan bahan besi mempunyai faktor gesekan dan

karakteristik pengausan yang baik. Puli yang terbuat dari baja press

27

mempunyai faktor gesekan yang kurang baik dan lebih mudah aus dibanding puli dari bahan besi tuang. 2.

Bentuk dan Tipe Puli Puli yang dapat digunakan untuk sabuk penggerak dapat dibagi dalam

beberapa macam tipe, yaitu : a. Puli datar Puli ini kebanyakan terbuat dari besi tuang, ada juga yang terbuat dari baja dan bentuk yang bervariasi. b. Puli mahkota Puli ini lebih efektif dari puli datar karena sabuknya sedikit menyudut sehingga untuk slip relatif kecil.

]]]]] Gambar 8. Penampang puli 3.

Hubungan Puli dengan Sabuk Hubungan puli dengan sabuk yaitu puli berfungsi sebagai alat bantu dari

sabuk dalam memutar poros penggerak ke poros penggerak lain, dimana sabuk membelit pada puli. Untuk puli yang mempunyai alur V maka sabuk yang dipakai harus mempunyai bentuk V.

28

4.

Pemakaian Puli Pada umumnya puli dipakai untuk menggerakkan poros yang satu dengan

yang lain dengan dibantu sabuk sebagai transmisi daya. Disamping itu puli juga digunakan untuk meneruskan momen secara efektif dengan jarak maksimal. Untuk menentukan diameter puli yang akan digunakan harus diketahui putaran yang diinginkan. 2.6 Analisis Kinerja Analisis kinerja pengupasan dilakukan terhadap kapasitas kerja, persentase biji kopi terkelupas dengan baik, persentase biji kopi terkelupas sebagian, persentase biji kopi tidak terkelupas, dengan metode perhitungan sebagai berikut : 2.6.1 Kapasitas Kerja Mesin Kapasitas kerja (Kp) mesin pengupas kulit biji kopi dihitung berdasarkan perbandingan antara berat buah kopi yang akan dikupas per satuan waktu, sebagaimana dapat diketahui pada persamaan 10.

Kp, kg/jam =

berat buah kopi (kg ) waktu pengupasan (jam )

(10)

2.6.2 Persentase Biji Kopi Terkelupas dengan Baik Persentase biji kopi terkelupas dengan baik (K1) dihitung berdasarkan perbandingan antara berat biji kopi berkulit cangkang basah yang keluar dari corong keluaran terhadap berat bahan yang masuk pada bak penampung, sebagaimana dapat diketahui pada persamaan 11.

29

berat kopi HS basah (kg )

K1 % =

berat input kopi (kg )

x 100 %

(11)

2.6.3 Persentase Biji Kopi Terkelupas Sebagian Persentase biji kopi terkelupas sebagian (K2), yang dihasilkan dari proses pengupasan dihitung berdasarkan perbandingan antara berat biji kopi yang terkelupas sebagian yang keluar dari corong keluaran terhadap berat bahan yang masuk pada bak penampung, sebagaimana dapat diketahui pada persamaan 12. K2 % =

biji terkelupas sebagian dari outlet (kg ) berat input Kopi (kg )

x 100 %

(12)

2.6.4 Persentase Biji Kopi Tidak Terkelupas Persentase biji kopi tidak terkelupas (K3) yang dihasilkan dari proses pengupasan dihitung berdasarkan perbandingan antara berat biji kopi yang tidak terkelupas yang keluar dari corong keluaran terhadap berat bahan yang masuk pada bak penampung, sebagaimana dapat diketahui pada persamaan 13.

K3 % =

biji tidak terkelupas dari outlet (kg ) berat input kopi (kg )

100 %

(13)

30

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret sampai April 2016, yang bertempat di Laboratorium Konversi Energi, Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo. 3.2 Desain Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi

Gambar 9. Desain mesin pengupas kulit biji kopi

31

Keterangan : 1.

Rangka : Berfungsi sebagai penopang semua komponen, rangka ini terbuat dari plat siku karena plat ini yang biasa digunakan untuk membuat rangka.

2.

Bak penampung (Hopper) : Berfungsi sebagai penampung kopi yang akan dikupas, dibuat dengan bentuk prisma, agar penampungan biji kopi lebih banyak.

3.

Saluran keluar (Outlet) : Berfungsi sebagai saluran keluar kopi setelah terkelupas, dengan bentuk sedikit menjorok kebawah karena untuk mempermudah dalam pengeluaran biji kopi .

4.

Penutup : Berfungsi sebagai pelindung kopi yang akan melalui saluran keluar, agar jatuhnya tidak berhamburan

5.

Poros : Berfungsi untuk meneruskan daya dari motor listrik.

6.

Gigi pengupas : Berfungsi sebagai pegupas biji kopi dengan bentuk berlubang, karena berfungsi untuk memisahkan biji dengn kulit.

7.

Pintu masuk kopi : Berfungsi sebagai pengantar masuk kopi ke gigi pengupas, agar biji kopi masuk ke gigi pengupas teratur, jadi proses pengupasan lebih bagus.

8.

Penggilas : Berfungsi sebagai penekan biji kopi dengan gigi pengupas.

9.

Setelan : Berfungsi sebagai penyetel celah antara penggilas dan gigi pengupas.

10. As penggilas : Berfungsi sebagai pengancing antara penggilas dan rangka. 11. Bantalan : Berfungsi sebagai penumpu poros, sehingga putaran poros dapat berlangsung secara halus.

32

12. Puli pengupas : Berfungsi sebagai penghubung transmisi pada gigi pengupas, 13. V-belt : Berfungsi sebagai penghubung puli motor dengan puli pengupas, karena dengan menggunakan belt lebih hemat biaya daripada menggunakan gigi dan rantai, dan memungkinkan jarak yang panjang. 14. Puli motor : Berperan sebagai penghubung transmisi pada motor. 15. Motor : Berfungsi sebagai penggerak utama mesin pengupas kulit biji kopi. 3.3 Prinsip Kerja Mesin Mesin pengupas kulit biji kopi ini akan bekerja ketika motor dihidupkan maka motor akan memutar puli, putaran tersebut diteruskan oleh belt untuk memutar puli pengupas yang terpasang pada poros, setelah itu maka pengupas akan berputar dan biji kopi siap untuk dimasukan kedalam bak penampungan, dimana biji kopi yang ditampung dalam bak penampungan akan disalurkan oleh pintu masuk kopi menuju ke pengupas. Di pengupas, biji kopi akan dikupas dengan cara digilas oleh putaran pengupas yang menyebabkan biji kopi bergesekan dengan penggilas. Akibat gesekan itu, kulit biji kopi akan terkelupas, lalu biji kopi akan diteruskan ke saluran keluar. 3.4 Langkah Pengoperasian Mesin Langkah-langkah pengoperasian mesin pengupas kulit biji kopi ini adalah sebagai berikut: 1.

Siapkan mesin pengupas kulit biji kopi.

2.

Siapkan bahan (biji kopi).

33

3.

Posisikan skalar motor pada posisi ON.

4.

Menghidupkan motor listrik.

5.

Masukkan biji kopi kedalam bak penampung mesin pengupas kulit biji kopi.

6.

Atur jarak penggilas dengan pengupas mengunakan setelan.

7.

Buka pintu masuk kopi, lalu biji kopi akan menuju pengupas yang akan mengupas kulit biji kopi tersebut.

8.

Biji kopi keluar dari saluran keluar dengan hasil kulit kopi telah terkelupas.

9.

Matikan mesin dengan memposisikan saklar OFF.

3.5 Metode Penelitian Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen, dengan melakukan perbandingan jarak celah pengupas yaitu 2 mm, 5 mm, dan 7 mm pada putaran poros 420 rpm, 480 rpm, dan 560 rpm terhadap kualitas pengupasan pada mesin pengupas kulit biji kopi. Kualitas pengupasan pada setiap jarak celah pengupas dan putaran poros tersebut akan dianalisa dan ditentukan berdasarkan kategori kualitas dari biji kopi yang telah diolah. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada gambar 10. Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah: 1.

Menentukan kriteria biji kopi yang akan dikupas yaitu biji kopi yang digunakan adalah yang masak dan mempunyai kulit luar masih basah.

2.

Menentukan kategori kualitas dari biji kopi yang telah diolah, yaitu:  Terkelupas dengan baik, kulit lepas sempurna (K1)  Terkelupas sebagian, kulit masih ada yang menempel pada biji (K2)  Tidak terkelupas, kulit dan biji masih utuh (K3) 34

3.

Menentukan variasi putaran poros yang digunakan yaitu 420 rpm, 480 rpm, dan 560 rpm, serta menentukan jarak antara poros dengan plat penggilas. Berdasarkan pertimbangan ukuran dari biji kopi rata-rata yaitu 7 – 9 mm, dari ukuran ini maka jarak yang akan digunakan ada 3 macam, yaitu 2 mm, 5 mm dan 7 mm.

4.

Melakukan pemilihan dan penimbangan biji kopi yang digunakan yaitu biji kopi sebanyak 1 kg untuk setiap kali percobaan. Biji kopi yang digunakan masih dalam keadaan segar dan basah.

5.

Melakukan percobaan sebanyak 3 kali untuk tiap variasi jarak.

6.

Melakukan pemilahan dan penimbangan biji kopi berdasarkan masing-masing kategori.

7.

Melakukan analisa dan mengambil kesimpulan.

35

3.6 Diagram Alir Penelitian Fase-fase proses penelitian tersebut dapat dilihat dalam diagram alir berikut :

Mulai

Studi Literatur

Persiapan Alat dan Bahan

Pengujian Sampel

Pengujian pada putaran poros 420 rpm dan jarak celah 2 mm, 5 mm, 7 mm



Hasil yang Dicapai

TIDAK

YA

Analisa dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Selesai Gambar 10. Diagram alir penelitian

36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian 4.1.1 Perhitungan Elemen Mesin 1. Poros. Daya yang ditransmisikan : P = 0,75 Hp = 0,55 kW Putaran poros : N1 = 420 rpm a. Faktor koreksi pertama sebagai angka keamanan awal diambil yang terkecil : Fc = 1,2 b. Menghitung daya rencana perhitungan poros Pd = ƒc . P = 1,2 x 0,55 kW = 0,66 kW c. Menghitung momen yang terjadi pada poros T = 9,74 x 105 = 9,74 x 105

Pd n1 0,66 kW 420 rpm

= 1530,57 kg.mm

37

Putaran poros : N2 = 480 rpm a. Faktor koreksi pertama sebagai angka keamanan awal diambil yang terkecil : Fc = 1,2 b. Menghitung daya rencana perhitungan poros Pd = ƒc.P = 1,2 x 0,55 kW = 0,66 kW c. Menghitung momen yang terjadi pada poros T = 9,74 x 105 = 9,74 x 105

Pd n2 0,66 kW

480 rpm

= 1339,25 kg.mm Putaran poros : N3 = 560 rpm a. Faktor koreksi pertama sebagai angka keamanan awal diambil yang terkecil : Fc = 1,2 b. Menghitung daya rencana perhitungan poros Pd = ƒc.P = 1,2 x 0,55 kW = 0,66 kW

38

c. Menghitung momen yang terjadi pada poros T = 9,74 x 105 = 9,74 x 105

Pd n2

0,66 kW 560 rpm

= 1147,92 kg.mm

2. V-Belt a. Perhitungan perancangan poros: 1. P = 0,75 hp 2. Pd = fc x 0,55 kW Pd = 1,5 x 0,55 kW Pd = 0,825 kW 3. T = 9,74 X 105

= 9,74 X 105

Pd n1 0,825 kW 420 rpm

= 1913, 21 kg.mm b. Penampang V-belt yang digunakan tipe A c. Diameter puli D2 =

D2=

n 1 .d 1 n2 1400 x 60 420

= 200 mm

D3=

1400 x 60 480

= 175 mm

D4=

1400 x 60 560

= 150 mm

39

Maka diameter puli yang digunakan: d1 = 60 mm

D2 = 200 mm

D3 = 175 mm

D4 = 150 mm

d. Kecepatan V-belt 1. V1 = V1 =

π . Dp 2 . n 1 60 x 1000 3.14 x 200 mm x 1400 rpm 60 x 1000

V1 = 14,6533 m/s V1 = 14,6533 m/s < 30 m/s baik digunakan.

2. V1 = V1 =

π . Dp 3 . n1 60 x 1000 3.14 x 175 mm x 1400 rpm 60 x 1000


3. V1 = V1 =

π . Dp 4 . n 1 60 x 1000 3.14 x 150 mm x 1400 rpm 60 x 1000


40

e. Panjang Keliling (L)

1

π

L = 2 C + 2 ( dp+Dp ) + 4C ( Dp - dp )2 L1 = 2 x 550 mm +

3.14 2

(60 mm + 200 mm) +

L1 = 1100 mm + 408,2 mm +

1 2200

1 4x550

(200 mm – 60 mm)2

(200 mm – 60 mm)2

L1 = 1100 mm + 408,2 mm + 8,90 mm L1 = 1517 mm

L2 = 2 x 550 mm +

3.14 2

(60 mm + 175 mm) +

L2 = 1100 mm + 368,95 mm +

1 2200

1 4x550

(175 mm – 60 mm)2

(175 mm – 60 mm)2

L2 = 1100 mm + 368,95 mm + 6,01 mm L2 = 1474 mm

L3 = 2 x 550 +

3.14 2

(60 mm + 150 mm) +

L3 = 1100 mm + 329,7 mm +

1 2200

1 4x550

(150 mm – 60 mm)2

(150 mm – 60 mm)2

L3 = 1100 mm + 329,7 mm + 3,68 mm L3 = 1433 mm f. Nomor nominal sabuk V, yaitu No. 60 = 1517 mm, No. 59 = 1474 mm, dan No. 57 = 1433 mm 41

g. Jarak sumbu poros (C) dapat dinyatakan sebagai berikut : b = 2L1 – π ( Dp2 + dp1 ) b1 = 2 x 1517 mm – 3,14 (200 mm + 60 mm) b1 = 2217,6 mm

C=

C=

b+ b 2 − 8 (D p − d p )2 8

2217 ,6 mm + 2217 ,62 − 8 (200 mm −60 mm )2 8

C = 549,94 mm = 550 mm b2 = 2L2 – π ( Dp 3 + dp1 ) b2 = 2 x 1474 mm – 3,14 (175 mm + 60 mm) b2 = 2210,1 mm b+ b 2 − 8 (D p − d p )2

C= C=

8 2210 ,1 mm + 2210 ,12 − 8 (175 mm −60 mm )2 8

C = 549,51 mm = 550 mm b3 = 2L3 – π ( Dp 4 + dp1 ) b3 = 2 x 1433 mm – 3,14 (150 mm + 60 mm) b3 = 2206.6 mm b+ b 2 − 8 (D p − d p )2

C= C=

8 2206 ,6 mm + 2206 ,62 − 8 (150 mm −60 mm )2 8

C = 549.80 mm = 550 mm

42

h. Besar sudut kontak θ V-belt dengan puli

θ = 180° -

57 (200−60) 550

θ = 165,49° => Kθ = 0,97 θ = 180° -

57 (175−60) 550

θ = 168,08° => Kθ = 0,97 θ = 180° -

57 (150−60) 550

θ = 170,67° => Kθ = 0,97

4.1.2 Pengujian Mesin Pengupas Kulit Biji Kopi Proses pengolahan buah kopi secara basah ini diawali dengan pengupasan kulit buah (pulping). Pulping bertujuan untuk memisahkan biji dari kulit buah sehingga diperoleh biji yang masih terbungkus kulit tanduk. Alat pengupas kulit kopi mekanis dengan tipe silinder ini memiliki prinsip kerja pengupasan terjadi di antara permukaan silinder yang berputar (rotor) dan permukaan pisau yang diam (stator). Alat ini memiliki dimensi panjang 82 cm, lebar 32 cm, dan tinggi 97 cm.

43

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan mesin pengupas kulit biji kopi seperti pada gambar 11.

Gambar 11. Mesin pengupas kulit biji kopi Pada penelitian ini, jarak celah pengupas yang akan digunakan diatur dengan penyetel dan pengaturan putaran dilakukan dengan mengganti ukuran diameter puli yang masing-masing dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Variasi putaran serta celah pada sistem pengupas Diameter puli penggerak (mm) 60

Putaran Penggerak (rpm) 1400

Diameter puli Putaran yang Celah yang digerakkan digerakkan Pengupas (mm) (rpm) (mm) 200 420 2, 5, 7

60

1400

175

480

2, 5, 7

60

1400

150

560

2, 5, 7

Kapasitas efektif alat dihitung dari perbandingan antara banyaknya kopi yang dikupas (kg) dengan waktu yang dibutuhkan selama proses pengupasan (jam). Kapasitas efektif alat dapat dilihat pada tabel 2. 44

Tabel 2. Kapasitas efektif mesin pengupas kulit biji kopi Percobaan

Berat Bahan (kg)

Waktu Pengupasan (detik)

Kapasitas Efektif Alat (kg/ jam)

I II III Rata-rata

1 1 1 1

56 62 58 58, 66

64, 28 58, 06 62, 06 61, 46

Dari penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan berat bahan yang sama pada setiap ulangan (1 kg) diperoleh hasil yaitu waktu pengupasan percobaan I 56 detik, waktu pengupasan percobaan II sebesar 62 detik, dan pada percobaan waktu pengupasan percobaan III sebesar 58 detik. Perbedaan waktu pengupasan ini disebabkan oleh keberagaman bentuk dan diameter kopi sehingga berpengaruh terhadap proses pengupasan. Dari hasil penelitian ini diperoleh waktu rata-rata pengupasan buah kopi dengan berat 1 kg adalah 58,66 detik. Maka didapat kapasitas efektif alat sebesar 61,46 kg/jam. Artinya dalam waktu 1 jam alat ini dapat mengupas buah kopi sebanyak 61,46 kg. Kinerja mesin pengupas kulit biji kopi sangat ditentukan oleh kategori bahan yang dihasilkan pada setiap corong keluaran. Parameter penting untuk menentukan kategori bahan hasil pengupasan adalah :  Terkelupas dengan baik, kulit lepas sempurna (K1)  Terkelupas sebagian, kulit masih ada yang menempel pada biji (K2)  Tidak terkelupas, kulit dan biji masih utuh (K3)

45

Persentase biji kopi terkelupas tiap-tiap parameter (K1, K2, K3), yang mana rata-rata pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 420 rpm dapat diketahui :

Sampel 1 : K1 % =

0.66 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 66 % K2 % =

0.29 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 29 % K3 % =

0.05 (kg ) 1 (kg )

100 %

=5% Sampel 2 : K1 % =

0.70 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 70 % K2 % =

0.24 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 24 % K3 % =

0.06 (kg ) 1 (kg )

100 %

=6% Sampel 3 : K1 % =

0.68 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 68 % K2 % =

0.27 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 27 % K3 % =

0.05 (kg ) 1 (kg )

100 %

=5% 46

Persentase biji kopi terkelupas tiap-tiap parameter (K1, K2, K3), yang mana rata-rata pada jarak celah pengupas 5 mm dan putaran poros 420 rpm dapat diketahui : Sampel 1 : K1 % =

0.46 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 46 % K2 % =

0.41 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 41 % K3 % =

0.13 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 13 % Sampel 2 : K1 % =

0.48 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 48 % K2 % =

0.39 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 39 % K3 % =

0.13 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 13 % Sampel 3 : K1 % =

0.50 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 50 % K2 % =

0.37 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 37% K3 % =

0.13 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 13 %

47

Persentase biji kopi terkelupas tiap-tiap parameter (K1, K2, K3), yang mana rata-rata pada jarak celah pengupas 7 mm dan putaran poros 420 rpm dapat diketahui : Sampel 1 : K1 % =

0.14 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 14 % K2 % =

0.34 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 34 % K3 % =

0.52 (kg ) 1 (kg )

100 %

= 52 % Sampel 2 : K1 % =

0.17 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 17 % K2 % =

0.31 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 31 % K3 % =

0.52 (kg ) 1 (kg )

100 %

= 52 % Sampel 3 : K1 % =

0.15 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 15 % K2 % =

0.33 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 33 % K3 % =

0.52 (kg ) 1 (kg )

100 %

= 52 %

48

Persentase biji kopi terkelupas tiap-tiap parameter (K1, K2, K3), yang mana rata-rata pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 480 rpm dapat diketahui : K1 % =

0.66 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 66 % K2 % =

0.27 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 27 % K3 % =

0.07 (kg ) 1 (kg )

100 %

=7% Persentase biji kopi terkelupas tiap-tiap parameter (K1, K2, K3), yang mana rata-rata pada jarak celah pengupas 5 mm dan putaran poros 480 rpm dapat diketahui : K1 % =

0.42 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 42 % K2 % =

0.43 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 43 % K3 % =

0.15 (kg ) 1 (kg )

100 %

= 15 %

49


0.14 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 14 % K2 % =

0.26 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 26 % K3 % =

0.60 (kg ) 1 (kg )

100 %

= 60 %


0.63 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 63 % K2 % =

0.30 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 30 % K3 % =

0.07 (kg ) 1 (kg )

100 %

=7%

50


0.35 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 35 % K2 % =

0.44 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 44 % K3 % =

0.21 (kg ) 1 (kg )

100 %

= 21 % Persentase biji kopi terkelupas tiap-tiap parameter (K1, K2, K3), yang mana rata-rata pada jarak celah pengupas 7 mm dan putaran poros 560 rpm dapat diketahui : K1 % =

0.12 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 12 % K2 % =

0.31 (kg ) 1 (kg )

x 100 %

= 31 % K3 % =

0.57 (kg ) 1 (kg )

100 %

= 57 %

51

Dari hasil perhitungan maka didapatkan persentase rata-rata setiap kategori hasil pengupasan yang masing-masing dapat dilihat pada tabel 3. Tabel 3. Persentase kategori hasil pengupasan Percobaan

Berat Bahan (kg)

Putaran Poros (rpm)

I

1

420

II

1

480

III

1

560

Celah Pegupasan (mm) 2 5 7 2 5 7 2 5 7

Persentase Tiap Kategori (%) K1 K2 K3 68 48 15 66 42 14 63 35 12

27 39 33 27 43 26 30 44 31

5 13 52 7 15 60 7 21 57

Hasil pengujian kapasitas kerja mesin pengupas kulit biji kopi menunjukkan bahwa waktu rata-rata pengupasan buah kopi dengan berat 1 kg adalah 58,66 detik, dengan kapasitas efektif alat sebesar 61,46 kg/jam. Selain tingkat kematangan buah, keseragaman ukuran buah, dan jarak antara stator dan rotor, kecepatan putar dan luas permukaan slinder pengupas merupakan dua faktor yang sangat berpengaruh pada kinerja mesin pengupas. Berdasarkan Tabel 3 pada Percobaan I, persentase kategori hasil pengupasan pada putaran poros 420 rpm dengan jarak celah pengupas 2 mm, 5 mm dan 7 mm. Pada jarak celah pengupas 2 mm menunjukkan bahwa persentase kategori pengupasan K1 mencapai 68% biji kopi terkelupas dengan baik, kategori K2 mencapai 27% biji kopi terkelupas sebagian atau kulit masih ada yang menempel pada biji kopi, sedangkan pada kategori K3 mencapai 5%. Pada jarak celah 5 mm menunjukkan bahwa bahwa persentase kategori pengupasan

52

K1 mencapai 48% biji kopi terkelupas dengan baik, kategori K2 mencapai 39% biji kopi terkelupas sebagian atau kulit masih ada yang menempel pada biji kopi, sedangkan pada kategori K3 mencapai 13%. Sedangkan

jarak celah 7 mm

menunjukkan bahwa bahwa presentase kategori pengupasan K1 mencapai 15% biji kopi terkelupas dengan baik, kategori K2 mencapai 33% biji kopi terkelupas sebagian atau kulit masih ada yang menempel pada biji kopi, sedangkan pada kategori K3 mencapai 52% tidak terkelupas atau kulit dan biji masih utuh. Persentase kualitas pengupasan kulit biji kopi pada putaran poros 420 rpm dengan jarak celah pengupas 2, 5 dan 7 mm disajikan pada gambar 12. Persentase Kualitas Pengupasan Kulit Biji Kopi Pada Putaran Poros 420 rpm 80

Kualitas (%)

70

68

60

39

40 30

52

48

50

33

27

20

13

K2

15

K3

5

10

K1

0 2

5

7

Jarak Celah Pengupas (mm)

Gambar 12.

Grafik persentase kualitas pengupasan kulit biji kopi pada putaran poros 420 rpm

Berdasarkan gambar 12, kualitas pengupasan kulit biji kopi pada putaran poros 420 rpm dengan jarak celah 2, 5, dan 7 mm, persentase kualitas tertinggi ditujukkan pada jarak celah pengupas 2 mm yang mencapai 68% dan persentase kualitas terendah ditujukkan pada jarak celah 7 mm mencapai 15%.

53

Berdasarkan Tabel 3 pada Percobaan II, persentase kategori hasil pengupasan pada putaran poros 480 rpm dengan jarak celah pengupas 2 mm, 5 mm dan 7 mm. Pada jarak celah pengupas 2 mm menunjukkan bahwa presentase kategori pengupasan K1 mencapai 66% biji kopi terkelupas dengan baik, kategori K2 mencapai 27% biji kopi terkelupas sebagian atau kulit masih ada yang menempel pada biji kopi, sedangkan pada kategori K3 mencapai 7%. Pada jarak celah 5 mm menunjukkan bahwa bahwa persentase kategori pengupasan K1 mencapai 42% biji kopi terkelupas dengan baik, kategori K2 mencapai 43% biji kopi terkelupas sebagian atau kulit masih ada yang menempel pada biji kopi, sedangkan pada kategori K3 mencapai 15% tidak terkelupas, kulit dan biji masih utuh. Sedangkan

jarak celah 7 mm menunjukkan bahwa bahwa persentase

kategori pengupasan K1 mencapai 14% biji kopi terkelupas dengan baik, kategori K2 mencapai 26% biji kopi terkelupas sebagian atau kulit masih ada yang menempel pada biji kopi, sedangkan pada kategori K3 mencapai 60% tidak terkelupas atau kulit dan biji masih utuh. Persentase kualitas pengupasan kulit biji kopi pada putaran poros 480 rpm dengan jarak celah pengupas 2, 5 dan 7 mm disajikan pada gambar 13.

54

Persentase Kualitas Pengupasan Kulit Biji Kopi Pada Putaran Poros 480 rpm 70

66

60

Kualitas (%)

60 50

42 43

40 30

27

26

K1 K2

20

15

14

K3

7

10 0 2

5

7


Gambar 13.


Berdasarkan gambar 13, kualitas pengupasan kulit biji kopi pada putaran poros 480 rpm dengan jarak celah 2, 5, dan 7 mm, persentase kualitas tertinggi ditujukkan pada jarak celah pengupas 2 mm mencapai 66% dan persentase kualitas terendah ditujukkan pada jarak celah 7 mm mencapai 14% . Berdasarkan Tabel 3 pada Percobaan III, persentase kategori hasil pengupasan pada putaran poros 560 rpm dengan jarak celah pengupas 2 mm, 5 mm dan 7 mm. Pada jarak celah pengupas 2 mm menunjukkan bahwa persentase kategori pengupasan K1 mencapai 63% biji kopi terkelupas dengan baik, kategori K2 mencapai 30% biji kopi terkelupas sebagian atau kulit masih ada yang menempel pada biji kopi, sedangkan pada kategori K3 mencapai 7% tidak terkelupas, kulit dan biji masih utuh. Pada jarak celah 5 mm menunjukkan bahwa bahwa persentase kategori pengupasan K1 mencapai 35% biji kopi terkelupas dengan baik, kategori K2 mencapai 44% biji kopi terkelupas sebagian atau kulit masih ada yang menempel pada biji kopi, sedangkan pada kategori K3 mencapai

55

21%. Sedangkan jarak celah 7 mm menunjukkan bahwa persentase kategori pengupasan K1 mencapai 12% biji kopi terkelupas dengan baik, kategori K2 mencapai 31% biji kopi terkelupas sebagian atau kulit masih ada yang menempel pada biji kopi, sedangkan pada kategori K3 mencapai 57% tidak terkelupas atau kulit dan biji masih utuh. Persentase kualitas pengupasan kulit biji kopi pada putaran poros 560 rpm dengan jarak celah pengupas 2, 5 dan 7 mm disajikan pada gambar 14. Persentase Kualitas Pengupasan kulit biji kopi Pada Putaran Poros 560 rpm 70

63 57

Kualitas (%)

60 50

44

40

35

30

31

30

K2

21

20

K1

K3

12 7

10 0 2

5

7


Gambar 14.


Berdasarkan pada gambar 14, kualitas pengupasan kulit biji kopi pada putaran poros 560 rpm dengan jarak celah 2, 5, dan 7 mm, persentase kualitas tertinggi ditujukkan pada jarak celah pengupas 2 mm mencapai 63% dan persentase kualitas terendah ditujukkan pada jarak celah 7 mm mencapai 12%.

56

4.2 Pembahasan Buah kopi atau sering juga disebut sebagai kopi gelondong basah hasil panen memiliki kadar air antara 60-65%, dan biji kopi masih terlindung oleh kulit buah, lapisan lendir, kulit tanduk dan kulit ari (Sri Mulato dkk. 2006). Slinder pengupas yang berputar karena adanya daya tenaga penggerak akan memberi kemampuan buah kopi menuju pertemuan dengan plat tetap. Dengan semakin cepat putaran slinder pengupas, maka akan semakin banyak dan semakin cepat aliran buah kopi basah menuju ke plat tetap per satuan waktu. Namun demikian, kapasitas kerja mesin yang tinggi belum menjamin diperolehnya kondisi operasional mesin yang terbaik, karena kapasitas kerja yang tinggi tidak berkorelasi positif terhadap efektifitas kerja mesin (Widyotomo dkk. 2005). Berdasarkan hasil penelitian pada proses pengupasan kulit biji kopi dalam keadaan basah pada pengaturan jarak celah pengupas dan variasi putaran poros, persentase kualitas pengupasan pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 420 rpm mencapai 68%, jarak celah 5 mm mencapai 48%, dan pada jarak celah 7 mm mencapai 15%. Persentase kualitas pengupasan pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 480 rpm mencapai 66%, jarak celah 5 mm mencapai 42%, dan pada jarak celah 7 mm mencapai 14%. Persentase kualitas pengupasan pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 560 rpm mencapai 63%, jarak celah 5 mm mencapai 35%, dan pada jarak celah 7 mm mencapai 12%.

57

Perbedaan kualitas ini disebabkan karena jarak celah pengupas yang semakin sempit, maka gaya tekan yang digunakan untuk mengupas kulit biji kopi akan semakin besar. Selain itu diantara biji kopi itu sendiri akan mengalami gesekan akibat saling berdesakan ketika harus melalui jalan masuknya. Sebaliknya apabila jarak celah meningkat atau semakin melebar, maka gaya tekan antara biji kopi dengan plat tetap semakin berkurang dengan bertambahnya jarak celah. Berkurangnya gaya tekan akan berakibat semakin sedikit biji kopi yang dapat terkelupas sempurna, karena gaya tekan yang diberikan harus lebih besar dari kekuatan biji kulit kopi. Faktor lain yang mempengaruhi perbedaan kualitas pengupasan adalah pada variasi putaran poros slinder pengupas. Perbandingan kualitas biji kopi yang terkelupas dengan baik pada putaran poros 420 rpm mencapai 68%, sedikit mengalami penurunan kualitas pengupasan pada putaran poros 480 rpm yang mencapai 66%, sedangkan pada putaran poros 560 rpm tingkat penurunan mencapai 63%. Tingkat penurunan kualitas pengupasan pada variasi putaran poros slinder 420 rpm, 480 rpm dan 560 rpm mengalami penurunan hingga 5%. Hal ini sejalan dengan pernyataan Widyotomo dkk. (2005) menyatakan bahwa jika putaran slinder pengupas ditingkatkan, akan diperoleh peningkatan kapasitas kerja, namun efektifitas kerja mesin akan menurun disebabkan persentase biji kopi cacat yang dihasilkan akan semakin besar. Selain itu pula, dengan adanya peningkatan putaran slinder pengupas pada mesin, maka akan berakibat pada peningkatan kebisingan, kurang stabilnya operasional mesin karena getaran yang tinggi, dan sistem transmisi akan rentan terhadap kerusakan.

58

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil perhitungan dan pembahasan pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa : 1.

Pengaturan jarak celah pengupas dan variasi putaran poros sangat berpengaruh terhadap kualitas pengupasan kulit biji kopi. Adapun persentase kualitas pengupasan pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 420 rpm mencapai 68%, jarak celah 5 mm mencapai 48%, dan pada jarak celah 7 mm mencapai 15%. Persentase kualitas pengupasan pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 480 rpm mencapai 66%, jarak celah 5 mm mencapai 42%, dan pada jarak celah 7 mm mencapai 14%. Persentase kualitas pengupasan pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 560 rpm mencapai 63%, jarak celah 5 mm mencapai 35%, dan pada jarak celah 7 mm mencapai 12%.

2.

Ukuran jarak celah pengupas dan putaran poros yang tepat pada mesin pengupas kulit biji kopi didapatkan pada jarak celah pengupas 2 mm dan putaran poros 420 rpm. Pada jarak ini persentase kualitas kulit biji kopi terkelupas dengan baik mencapai 68%, terkelupas sebagian 27%, dan tidak terkelupas 5%.

59

5.2 Saran Saran yang diajukan pada penelitian ini adalah perlu penelitian lanjutan terhadap pengaruh variasi bentuk mata pisau pengupas pada mesin pengupas kulit biji kopi guna meningkatkan kapasitas efektif mesin.

60

DAFTAR PUSTAKA

Direktorat Jenderal Perkebunan. 2012. Intensifikasi dan perluasan tanaman kopi disentra produksi kopi. Http://ditjenbun.deptan.go.id. Diakses tanggal 6 Desember 2015 Ismayadi, C. 1999. Pencegahan cacat cita rasa dan kontaminasi jamur mikotoksigenik pada biji kopi. Warta Pusat Penelitian Kopi dan Kakao, 15, 130-142 Klinsmann, Y., K. Riri dan F. Aprianto. 2014. Rancang bangun mesin pengupas kulit kopi. Tugas Akhir Jurusan D-III Teknik Mesin. Universitas Halu Oleo. Kendari Mburu, J.K. 1995. Notes on coffee processing procedures and their influence on quality. Kenya Coffee, 60, 2131-2136 Palisu, I. 2004. Mesin pengupas biji kopi. Skripsi Jurusan Teknik Mesin. Universitas Kristen Petra. Surabaya Mulato, S., O. Atmawinata, Yusianto, S. Widyotomo dan Handaka. 1999. Kajian penerapan pengolahan kopi arabika secara kelompok. Studi Kasus di Kabupaten Aceh Tengah. Warta Pusat Penelitian Kopi dan Kakao, 15,143-160 Mulato, S., S. Widyotomo dan E. Suharyanto. 2006. Teknologi proses dan pengolahan produk primer dan sekunder kopi. Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia. Jember. Jawa Timur Sularso dan K. Suga. 2013. Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Pradnya Paramita. Jakarta Wahyudi, T., O. Atmawinata, C. Ismayadi dan Sulistyowati. 1999. Kajian pengolahan beberapa varietas kopi jawa pengaruhnya terhadap mutu. Pelita Perkebunan, 15, 56-67 Widyotomo, S. dan S. Mulato. 2005. Kinerja mesin sortasi biji kopi tipe meja getar. Pelita Perkebunan. Pusat Penelitian Kopi dan Kakao. Vol. 21, 55-72 Wintgens, J.N. 2004. Coffee growing, processing, sustainable production. A Guidebook For Growers, Processors, Traders, and Researchers. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

LAMPIRAN

Lampiran 1. Penimbangan biji kopi ukuran 1 Kg

Lampiran 2. Pemasangan komponen pengupas

62

Lampiran 3. Pemasangan Sabuk-V

Lampiran 4. Perbandingan ukuran puli putaran 420 rpm

63



64

SKRIPSI ANALISA PENGARUH JARAK CELAH PENGUPAS DAN PUTARAN POROS TERHADAP KUALITAS PENGUPASAN PADA MESIN PENGUPAS KULIT BIJI KOPI

Recommend Documents