Desain dan Uji Performansi Alat Pengering Kakao Tipe Rak Zig-Zag

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
terutama dalam hal pengeringan yang masih
panen yang kurang Lセューオ。@
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 ー・ュ「オ。エセョ@
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 ー・ョァセイゥ@
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 ォ・エ「セNャ。ョ@
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 ー・イLQ。ョセウ@

64.7.5 % serta efisiensi total sebesar 13.41 %.
Sedangkan pada ketebalan bahan 5.0 em didapatkan efisien,i pengeringan ウ・「セ。イ@
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,-

.,,

.

,\

,

.


J

.j

'i4

C

KECEPATM\I PENGERTNGAN .

D.

SEBARAt"l SUlru UDARA ?ADA ALAT PENGERlNG

69

E.

PENAMPILAN EFISIENSI ALAT ...


7.''

L

Efisiensi Pengeringan (111)

7.,'

2.

Efisiensi Pemanasan (7]2)

75

3.

Efisiensi Total (11;)

76


ANALISIS BIJI SLATY ..

77

F.

G. ANALISIS BIA Y A .
V

KESIMPULAN DAN SARAN ......... .

80

A

KESIMPULAN ...

so

B.

SARAN ...

82

DAFT AR PUST AKA ....
DAFTAR LAMPIRAN ...

8.''

\1

DAFTAR TA.BEL

halanUlll

Tabel 1. Klasifikasi mutu bijl kakao kering hasil perkebunan dl Indonesia.....

. 13

. ........ 13

Tabel 2. Standar kakao Internasional ....... ,.
Tabe! 3. Panas laten penguapan air ..... .

. ...... 21

Tabel 4. Spesifikasi briket batu bara .

. ... .44

45

Tabel 5. Standar kakao Internasional ...
Tabel 6. Data kadar air awal dan kadar air akhir (% bk) dan
lama pengeringan biji kakao untuk setiap rak pada level
ketebalun bahan 3 em .
Tabel 7. Data kadar air awal dan kadar air akhir (% bk) dan
lama pengeringan biji kakao untuk setiap rak pada level
ketebalan bahan 5 em .
Tabel 8. Keeepatan pengeringan (% bk/jam) untuk setiap lak .
Tabe! 9. Rata-rata suhu lingkungan ("e), suhu udara diatas rak
suhu plenum ee), dan suhu eerobong ee).
Tabel 10. Efisiensi pengeringan .
Tabel I 1. Efisiensi pemanasan .
Tabel 12. Efisiensi totai .
Tabel 13. Data pengamatan biji slaty.

. ........ 56

.63

ee),
..69
. 7]

... ......7:.

. .... 76
.78

\"11

DAFTAR GAMllAR
halanlan

Gambar 1. Penampang melintang buah kakao ......
g。ョセ「イ@

. .. )

6

2. Bagan alir perlakuan pada buah kakao ...

17

Gambar 3. Laju ::,engeringan teoritis .

.20

Gambar 4. Bentuk :.Imum sorpsi bahan pangan .

. ....... 21

Gambar S. Diagram perubahan fase .....
Gambar 6. I1iustrasi proses pengeringan dalam kurva psikometrik .

22

Gambar 7. Skema aiat pengering . .

28

Gambar S Biji kakao pada rak pengering . .

_,:)

Gambar 9. Alat pengering kakao telah siap melakukall proses pengeringan .

:16

Gambar 10 Diagram aliran prosedur pengujian .
Gambar 11. Kakao tester.

3

..,7
9

Gambar 12 Oven pengering ....

..40

Gambar 13. Timbangan digital.

.4 1

Gambar 14. Desikator _ .

.4 I

Gambar IS. Tungku pembakaran bahan bakar _

.. .42

Gambar 16 Termometer alkohol ....

4:1

Gambar 17 Grafik proses pengeringan biji kakao pada level ketebalan 3 em .

57

Gambar 18. Grafik proses pengeringan biji kakao pada level ketebalan 5
Gambar 19. Grafik perbandingan proses pengeringan biji kakao
pada level ketebalan 3 cm dengan 5 cm .

CIll .

.58

. ....... 59

Gambar 20. Grafik hubungan kecepatan pengeringan biji kakao (%bk/jam)
dengan waktu (jam) pada level ketebalan 3 cm .

. .. 64

Gambar 21. Grafik hubungan kecepatan pengeringan biji kakao (%bIJjam)
dengan waktu(jam) pada level ketebalan 5 cm .

6:i

Gambar 22. Grafik perubahan suhu CC) terhadap waktu (jam)
pada pengeringan biji kakao dengan level ketebalan 3 cm- .
Gambar 23. Grafik perubahan suhu ("e) terhadap waktu (jam)
pada pengeringan biii kakao dengan level ketebalan 5 cm .

. .. 70

. ... 71

1.'\

DAFTAR LAMPIRAN
halanlan

.85

Lampiran I. Gambar teknik ala! pengering biji kakall tipe rak zig-zag.
Lampiran 2. Data pereobaan pendahuluan pengamatan suhu ee)
pada uji kemampuan alat tanpa bahan ( Pereobaan 1_ ) .
Lampiran 3. Data pereobaan pendahuluan pengamatan suhu ee)
pada uji kemClmpuan alat tanpa bahan ( Pereobgan 2 )

. ............... 90

............. 91

Lampiran 4. Data penurunan kadar air bahan (% bk) pada perlakuan
ketebalan biji kakao 3 em .... ...

............. 97

-

Lampimn 5. Data penurunan kadar air bahan (% bk) pada perlakuan
ketebalan biji kakao 5 em ...
Lampiran 6. Grafik proses pengeringan biji kakao pada level ketebalan 3 cm

94

Lampiran 7. Grafik proses pengering