jelas di permukaan agar kemasan menarik pembeli dan tampil beda dengan produk-produk sejenis yang telah beredar di pasaran.
Untuk mempermudah pemasaran dan distribusi ke konsumen, kemasan- kemasan kopi bubuk dalam jumlah tertentu dikemas lagi di dalam kardus karton.
Kardus diberi label nama perusahaan, merek dagang, jenis mutu, ukuran kemasan, bentuk kemasan, dan label produksi yang jelas. Sebelum dipasarkan, kemasan-
kemasan kardus disimpan di dalam gudang dengan sanitasi, penerangan, dan ventilasi yang cukup. Kebutuhan kemasan dan pengepak disajikan pada Tabel 2.5.
4. Lahan dan Bangunan
Kebutuhan lahan untuk menempatkan alat dan mesin serta sarana penunjang proses produksi kopi bubuk disajikan pada Tabel 2.6.
Tabel 2.6. Jenis dan luas bangunan pabrik kopi bubuk Mulato, 2003 Bangunan Luas
m
2
Pabrik 120 Gudang biji kopi beras
100 Lantai jemur
700 Gudang kopi bubuk
100 Kantor dan laboatorium
100 Jumlah 1120
5. Analisis Ekonomis
Kelayakan ekonomis produksi kopi bubuk dianalisis dengan menghitung beberapa parameter finansial seperti titik impas atau BEP Break Even Point,
IRR Internal Rate of Return, Pay Back Period, dan BC rasio Tabel 2.7. Investasi untuk pendirian unit pengolahan kopi bubuk adalah sebesar Rp
207 935 000,. Biaya ini termasuk untuk pengadaan lahan dan gedung untuk peralatan produksi, gudang berikut dengan instalasinya sampai seluruh peralatan
siap berproduksi. Biaya tetap terdiri atas gaji pegawai dan operator pabrik, pengeluaran
perawatan gedung, alat dan mesin serta sarana penunjangnya, depresiasi alat dan gedung serta bunga bank 16. Total biaya tetap adalah Rp 109 275 734,-.
Biaya variabel dikeluarkan untuk keperluan pembelian bahan baku buah kopi, operasioanal pabrik listrik, bahan bakar dan air, pembelian sak karung,
biaya umum, dan pengawasan mutu. Dengan asumsi kapasitas produksi penuh 45 ton kopi bubuk per tahun, total biaya variabel adalah Rp 507 308 615,-.
Dengan tingkat produksi 45 ton kopi bubuk, maka harga pokok kopi bubuk adalah Rp 13 700,- per kg. Harga ini merupakan harga jual minimal kopi
bubuk ke pasar bebas dan belum memperhitungkan keuntungan. Untuk menghadapi pemasaran kopi bubuk yang begitu ketat, maka harga jual harus
ditentukan sedemikian rupa sehingga kompetitif dengan harga jual dari produk sejenis yang telah beredar dan dikenal oleh masyarakat luas.
Dengan harga jual kopi bubuk sebesar sebesar Rp 20 000,- per kg, keuntungan atau manfaat ekonomis yang diperoleh petani dari kepemilikan unit
pengolahan kopi bubuk selama kelompok ini nampaknya cukup baik. Nilai indikator kelayakan , BC rasio dan IPP masing-masing adalah adalah 3.42 dan
40.50, sedang nilai BEP dan Pay Back Periodnya adalah 35 dan 2.40 tahun. Tabel 2.7. Analisa kelayakan proses produksi kopi bubuk Mulato, 2003
Komponen biaya Nilai, Rp
Investasi: Biaya lahan dan gedung
94 625 000 Alsin dan sarana penunjangnya
113 310 000 Jumlah 207
935 000
Biaya tetap: Gaji pegawai
88 340 000 Perawatan 2
687 050
Depresiasi 8 600
500 Bunga
9 648 184 Jumlah 109
275 734
Biaya variabel: Bahan baku, promosi, kemasan, distribusi dll
474 863 615 Biaya bahan bakar
5 670 000 Biaya listrik
26 775 000 Jumlah 507
308 615
Neraca biaya: Total pengeluaran
616 584 349 Harga pokok, Rpkg
13 702 Harga jual, Rpkg kopi bubuk
20 000 Indikator kelayakan:
BC rasio 3.42
IRR, 40.50
BEP, 35
Pay Back Period, tahun 2.40
III. BAHAN DAN METODE A.
WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret sampai dengan Agustus 2006 di Laboratorium Rekayasa Alat dan Mesin Pengolahan dan Laboratorium Pasca
Panen, Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jember.
B. BAHAN DAN ALAT
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah biji kopi robusta. Biji kopi beras robusta diperoleh dari kebun percobaan Kaliwining, Jember. Biji kopi
beras telah mengalami proses pengolahan primer dan sortasi ukuran biji. Ukuran biji yang digunakan adalah sangat kecil, kecil, dan sedang. Kadar air biji kopi 12-
14 . Kadar kotoran 0, dan densitas kamba 684 kgm3. Peralatan yang digunakan adalah roaster tipe silinder datar kapasitas
10kg, grinder tipe disk-mill kapasitas 30 kgjam, fluke 20 channel, komputer, kabel termokopel, tachometer TECPEL 1501, chromameter Minolta CR-300,
ayakan RETSCHASTM, wet-sieving RETSCH, timbangan ketelitian 0.1gram dan 0.02 kg, oven.
Mesin sangrai terdiri atas tiga bagian penting yaitu, silinder sangrai, motor penggerak, sumber panas dan pendingin. Silinder sangrai mempunyai
diameter 40 cm dan panjang 60 cm berkecepatan 12 rpm. Penggerak adalah motor listrik 0.5 HP, 220 V, 1 fase, 1420 rpm. Sumber panas menggunakan alat
pembakar minyak tanah disalurkan dari sebuah tangki bertekanan optimal 0.2 MPa. Bak pendingin biji kopi sangrai berbentuk prisma segienam tegak bersisi
34.5 cm dan tinggi 25 cm. Bak pendingin disangga tiga buah kaki tinggi 10 cm. Sebuah kipas pendingin, jenis sentrifugal, dipasang di bagian bawah bak
pendingin. Mesin pembubuk kopi tipe disk-mill adalah modifikasi dari mesin
pembubuk biji-biian. Modifikasi yang terdapat pada mesin pembubuk kopi adalah sirip dalam sebanyak 4 buah, sirip luar sebanyak 4 buah dan boks tempat bubuk
kopi yang dipasang di bagian bawah unit pembubuk.
C. PERLAKUAN
Perlakuan yang diberikan terhadap mesin pembubuk kopi terdiri dari tiga parameter yaitu
1. tingkat sangrai ringan, medium, gelap
2. ukuran biji kopi sangat kecil, kecil, dan sedang
D. PENGAMATAN
Pengamatan terhadap kinerja mesin dan mutu hasil pembubukan dianalisa dengan parameter sebagai berikut:
1. Kapasitas kerja mesin
Kapasitas kerja mesin pembubuk kopi tipe disk-mill dihitung dengan persamaan berikut :
t Bu
Km =
........................................................................................... 1 Dimana
: Km = kapasitas kerja mesin kgjam Bu = berat bahan yang diumpankan kg
t = waktu pembubukan jam
2. Konsumsi bahan bakar
Konsumsi bahan bakar dihitung secara volumetrik dengan mengukur volume bensin yang dihabiskan setiap kali pembubukan. Konsumsi bahan
bakar dinyatakan dalam volume bensin yang dibutuhkan untuk membubuk 1 kg kopi sangrai lkg.
3. Efisiensi sistem transmisi
Efisiensi sistem transmisi dihitung dengan analisis regresi linier. Persamaan yang didapatkan dari analisis regresi linier digunakan untuk
menghitung kecepatan puli unit pembubuk aktual. Pengukuran dilakukan pada saat operasi dengan beban dan tanpa beban.
100 1
1 2
2 ×
× ×
= v
D v
D η
......................................................................... 2 Dimana :
η
= efisiensi D2
= diameter puli unit pembubuk cm D1
= diameter puli motor penggerak cm
v2 = kecepatan puli unit pembubuk aktual rpm
v1 = kecepatan puli motor penggerak rpm
4. Rendemen giling
100 ×
= Bs
Bb Rb
................................................................................ 3 Dimana
: Rb = rendemen pembubukan
Bb = berat bubuk kopi hasil pembubukan kg
Bs = berat biji kopi sangrai yang dibubuk kg
5. Perubahan suhu selama penyangraian dan penggilingan
Perubahan suhu diamati menggunakan termokopel yang dihubungkan dengan sistem pencatat data fluke pada komputer. Titik-titik pengukuran
suhu saat penyangraian yaitu ruang bakar, ruang sangrai, dan cerobong asap. Titik-titik pengukuran suhu saat pembubukan yaitu corong output
dan bubuk kopi. Suhu lingkungan diukur sebagai pembanding. 6.
Warna kecerahan Pengukuran warna dilakukan menggunakan Chromameter Minolta CR-
300 Yusianto et al., 2005. Untuk kopi sangrai, pengamatan dilakukan secara visual dan menggunakan Chromameter. Untuk bubuk kopi,
pengukuran hanya menggunakan Chromameter.
Gambar 3.1. Minolta Chromameter CR-300. 7.
Densitas kamba Densitas kamba diukur dengan mengukur volume kopi seberat 150 gram
dengan ukur. Perhitungan densitas kamba adalah hasil bagi antara menggunakan gelas berat kopi dan volume kopi kgm
3
.
8. Distribusi partikel bubuk kopi
Distribusi partikel bubuk kopi merupakan keragaman hasil penggilingan dari bahan baku kopi sangrai dengan tingkat sangrai berbeda. Distribusi
ukuran partikel bubuk kopi setelah penggilingan ditentukan dengan mengunakan ayakan. Distribusi partikel dihitung berdasarkan banyaknya
jumlah bubuk kopi yang tertampung pada tiap ayakan. 9.
Uji organoleptik Sebanyak 10 gram kopi bubuk ini dimasukkan ke dalam ke dalam
mangkok volume 150 cc. Selanjutnya dituangkan air mendidih ke dalamnya sampai penuh. Perbandingan antara kopi dengan air tersebut
dimaksudkan untuk menimbulkan aroma kopi pada konsentrasi 1-3 padatan terlarut. Partikel kopi akan membentuk kuncup pada permukaan
seduhan. Permukaan seduhan diaduk dengan sendok pengujian secara perlahan-lahan, dibiarkan kembali. Mula-mula kopi akan terapung pada
permukaan air. Selanjutnya partikel kopi akan tengggelam atau turun ke dasar mangkok. Kemudian secara perlahan-lahan kopi diaduk untuk
membebaskan gas karbondioksida. Karbon dioksida berfungsi sebagai pembawa komponen aroma kopi. Partikel kopi terapung dibuang. Untuk
menentukan citarasanya seruputlah seduhan kopi tersebut dari sendok kuat-kuat sehingga terdengar bunyi seperti bunyi sedang berkumur
Atmawinata, 2003; Sulistyowati Sumartono, 2003. Uji organoleptik dilakukan oleh panelis dari Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia.
10. Kelarutan bubuk kopi
Bubuk kopi sebanyak 10 gram dilarutkan dengan air mendidih 150 ml, dibiarkan 2-3 menit. Diaduk kemudian disaring dengan kertas saring yang
telah diketahui beratnya. Ampas yang tersisa dalam dalam beakerglass dilarutkan dengan air mendidih, diaduk dan disaring. Pekerjaan dilakukan
sampai 3 kali. Ampas pada kertas saring dikeringkan dalam oven pada suhu 105ºC selama 4-5 jam. Berat sampel yang terlarut adalah berat kering
sampel dikurangi berat kering ampas. Kelarutan adalah perbandingan antara berat sampel yang terlarut dengan berat kering sampel.
E. METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi penelitian ditampilkan pada Gambar 3.2. Biji kopi beras yang telah diukur kadar air, kadar kotoran, dan densitas kambanya disortasi
menjadi tiga kategori ukuran yaitu sangat kecil, kecil, dan sedang. Selanjutnya setiap kategori di sangrai dengan tingkat ringan, sedang, dan gelap. Hasil
penyangraian kemudian dibubuk.
Gambar 3.2. Urutan percobaan giling dan parameter yang diukur.
Biji kopi beras
Sangat kecil Kecil
Medium Ayakan
Sangrai
Biji kopi sangrai
Gelap Medium
Ringan
Giling
Bubuk kopi Kadar air
Kerapatan Kadar kotoran
Kapasitas Konsumsi bensin
Efisiensi Slip Rendemen
Suhu Warna
Densitas Kamba Distribusi partikel
Kelarutan Aroma citarasa
Grader
Grinder Roaster
F. PELAKSANAAN PENELITIAN
1. Penelitian Pendahuluan
Biji kopi beras 5 kg disangrai menggunakan roaster tipe silinder berputar kapasitas 10 kg, lalu dilakukan penyangraian 3 tingkat yaitu
ringan, sedang, dan gelap dengan ukuran biji sangat kecil, kecil, dan sedang. Perbedaan tingkat sangrai ditentukan secara visual dan
pengukuran densitas kamba. Pengamatan dilakukan terhadap perubahan suhu penyangraian, konsumsi minyak tanah, dan rendemen.
Konsumsi minyak tanah dihitung secara gravimetrik dengan timbangan ketelitian 0.02 kg. Rendemen dihitung berdasarkan
penimbangan berat biji kopi beras dan kopi sangrai mneggunakan timbangan ketelitian 0.1 gram.
2. Penelitian Utama
Proses penggilingan biji kopi sangrai dilakukan dengan beberapa langkah berikut:
a. Menyediakan biji kopi sangrai dan robusta yang akan digiling
b. Menimbang berat kopi sangrai
c. Menyalakan motor bensin sehingga mesin pembubuk beroperasi.
d. Memasukkan biji kopi sangrai pada mesin pembubuk tiap ukuran biji
kopi dan tiap tingkat penyangraian e.
Mengukur kecepatan puli tacho meter f.
Menghitung lama penggilingan stopwatch g.
Mengukur volume bensin yang dipakai. h.
Menimbang berat bubuk kopi i.
Mengukur warna bubuk kopi j.
Mengukur kelarutan bubuk kopi k.
Uji organoleptik aroma dan citarasa bubuk kopi l.
Mengukur densitas kamba bubuk kopi m.
Mengamati distribusi ukuran partikel bubuk kopi ayakan
G. KONSTRUKSI ALAT DAN MEKANISME KERJA
Unit pembubuk biji kopi mempunyai diameter disk sepanjang 270 mm. Terdapat sirip dalam sebanyak 4 buah dan sirip luar sebanyak 4 buah. Gigi
stasioner berjumlah 8 buah masing-masing berdiameter 20 mm. ukuran ayakan yang dipasang di sekeliling ruang pembubukan berukuran 200 mesh. Transmisi
daya menggunakan puli dan sabuk karet V. Unit penggerak menggunakan motor bensin model GX 160 berdaya maksimum 5.5 HP.
Mesin pembubuk biji kopi tipe disk mill terdiri dari mesin penggerak sebagai sumber tenaga. Hopper berfungsi sebagai penampung dan pengarah biji
kopi sebelum masuk ke ruang penggiling. Pada mesin pembubuk terdapat gigi stasioner, terbuat dari besi cor yang berfungsi sebagai pembubuk biji kopi pada
posisi diam, gigi rotor terbuat dari besi poros yang berfungsi sebagai pembubuk pada posisi berputar, gigi sirip yang berfungsi mengarahkan bubuk kopi hasil
pembubukan menuju saringan, saringan yang berfungsi sebagai tempat keluarnya bubuk kopi dan menentukan ukuran butiran kopi. Rangka mesin yang berfungsi
sebagai tempat dudukan mesin pembubuk terbuat dari besi segi empat. Mesin pembubuk kopi digerakkan oleh motor bensin. Motor dihidupkan
samapai mendapatkan puli yang stabil, kemudian kopi sangrai dimasukkan ke hopper lalu pintu hopper dibuka dan secara teratur kopi didorong ke ruang
pembubukan gigi stasioner dan gigi rotor selanjutnya gigi stasioner dan gigi rotor ini yang melakukan proses pembubukan dan kopi hasil pembubukan keluar
melaui saringan terus ke lubang pengeluaran menuju tempat penampungan.
Gambar 3.3. Mesin pembubuk kopi tipe disk-mill.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A.
PENYANGRAIAN BIJI KOPI 1.
Suhu Penyangraian
Proses penyangraian membutuhkan energi panas untuk menumbuhkan aroma dan citarasa khas kopi yang ada di dalam biji kopi Sivetz Desrosier,
1979. Ruang silinder mendapatkan energi panas melalui dua media pindah panas. Pertama, pindah panas secara konveksi bebas asap panas hasil reaksi pembakaran
minyak tanah yang bersinggungan langsung dengan dengan seluruh permukaan dinding silinder. Kedua, pindah panas secara radiasi dari permukaan nyala api
yang bersuhu tinggi ke permukaan bawah dinding silinder. Energi panas dari sumber tersebut kemudian merambat lewat dinding silinder bagian luar secara
konduksi dan kemudian memanaskan ruangan di dalam silinder secara merata. Mekanisme pindah panas yang demikian menyebabkan terjadinya gradient suhu
Mulato, 2002. Alat sangrai perlu dipanaskan terlebih dahulu sampai mencapai suhu
operasi sebelum biji kopi kering dimasukkan ke dalam silinder sangrai Martadinata et al., 2001. Pemanasan memerlukan waktu 8-10 menit untuk
mencapai suhu ruang pembakaran 180-205ºC. Suhu ruang sangrai mencapai 115ºC. Suhu ruang sangrai mengalami peningkatan karena intensif menerima
panas. Pada saat proses penyangraian terjadi suhu ruang bakar sebagai sumber panas mempunyai suhu paling tinggi. Menurut Wardana 2001, suhu asap
mempunyai profil yang hampir sama dengan suhu tungku karena suhu asap adalah akibat dari panas yang diberikan oleh tungku yang tidak terserap ke dalam
silinder penyangraian. Fluktuasi suhu cerobong asap terpengaruhi suhu ruang
bakar.
Biji kopi beras yang akan disangrai dikelompokkan menjadi tiga ukuran biji, yaitu sangat kecil, kecil dan sedang. Pengelompokan biji berdasarkan
ukurannya menggunakan tiga jenis ayakan berlubang segiempat. Ayakan pertama memiliki lubang bersisi 7.5 mm, lubang ayakan kedua bersisi 6.5 mm, dan lubang
ayakan ketiga bersisi 5.5 mm. Biji kopi ukuran sedang adalah biji kopi yang lolos ayakan pertama tetapi tidak lolos ayakan kedua. Biji kopi ukuran kecil adalah biji
kopi yang lolos ayakan kedua tetapi tidak lolos ayakan ketiga. Biji kopi ukuran sangat kecil adalah biji kopi yang lolos ayakan ketiga.
Selama proses penyangraian, ada tiga tahapan reaksi fisik dan kimiawi berjalan secara berurutan, yaitu Sivetz Desrosier, 1979:
1. penguapan air dari dalam biji
2. penguapan senyawa volatil senyawa yang mudah menguap antara lain
aldehid, furfural, keton, alkohol, dan ester 3.
pirolisis atau pencoklatan biji Penyangraian biji kopi beras ukuran sangat kecil dengan tingkat
penyangraian ringan diselesaikan dalam waktu 23 menit. Waktu sangrai ditentukan setelah biji kopi sebanyak 5 kg dimasukkan ke dalam silinder sangrai.
Suhu penyangraian mencapai 200ºC.
50 100
150 200
250 300
350 400
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
menit ke- su
h u
C
lingkungan ruang bakar
ruang sangrai cerobong asap
Gambar 4.1. Profil perubahan suhu pada tingkat penyangraian ringan biji kopi ukuran sangat kecil.
Penyangraian biji kopi beras ukuran kecil dengan tingkat penyangraian ringan menghabiskan waktu 27 menit. Suhu penyangraian mencapai 208ºC. Biji
kopi beras ukuran sedang memerlukan waktu 29 menit untuk mencapai tingkat penyangraian ringan. Suhu maksimal penyangraian adalah 209ºC. Penyangraian
biji kopi dengan tingkat sangrai ringan memerlukan capaian suhu yang berbeda untuk ukuran biji kopi beras yang berbeda.
50 100
150 200
250 300
350
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
menit ke- suh
u C
lingkungan ruang bakar
ruang sangrai cerobong asap
Gambar 4.2. Profil perubahan suhu pada tingkat penyangraian ringan biji kopi ukuran kecil.
50 100
150 200
250 300
350
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
menit ke- suhu
C
lingkungan ruang bakar
ruang sangrai cerobong asap
Gambar 4.3. Profil perubahan suhu pada tingkat penyangraian ringan biji kopi ukuran sedang.
50 100
150 200
250 300
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
menit ke- su
h u
C
lingkungan ruang bakar
ruang sangrai cerobong asap
Gambar 4.4. Profil perubahan suhu pada tingkat penyangraian sedang biji kopi ukuran sangat kecil.
50 100
150 200
250 300
350
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
menit ke- suhu
C
lingkungan ruang bakar
ruang sangrai cerobong asap
Gambar 4.5. Profil perubahan suhu pada tingkat penyangraian sedang biji kopi ukuran kecil.
Penyangraian biji kopi beras ukuran sangat kecil dengan tingkat penyangraian sedang diselesaikan dalam waktu 24 menit. Suhu penyangraian
mencapai 204ºC. Suhu yang lebih tinggi diperlukan untuk menyangrai biji berukuran lebih besar, yaitu 212ºC untuk biji ukuran kecil dan 215ºC untuk biji
ukuran sedang. Dengan karakter peningkatan suhu yang sama, untuk mencapai suhu yang lebih tinggi dibutuhkan waktu yang lebih lama. Penyangraian biji
ukuran sangat kecil, kecil, dan sedang berturut–turut membutuhkan waktu penyangraian 24, 26, dan 29 menit.
50 100
150 200
250 300
350
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
menit ke- suh
u C
lingkungan ruang bakar
ruang sangrai cerobong asap
Gambar 4.6. Profil perubahan suhu pada tingkat penyangraian sedang biji kopi ukuran sedang.
50 100
150 200
250 300
350
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
menit ke- suhu
C
lingkungan ruang bakar
ruang sangrai cerobong asap
Gambar 4.7. Profil perubahan suhu pada tingkat penyangraian gelap biji kopi ukuran sangat kecil.
Penyangraian dengan tingkat sangrai gelap menunjukkan bahwa biji ukuran sedang memerlukan waktu penyangraian yang lebih lama dibandingkan
biji berukuran lebih kecil. Biji ukuran sedang membutuhkan lama penyangraian 33 menit ,sedangkan biji ukuran kecil dan sangat kecil membutuhkan lama
penyangraian 29 menit dan 25 menit. Meskipun biji ukuran sangat kecil membutuhkan capaian suhu tertinggi dibandingkan biji ukuran kecil dan sedang,
yaitu mencapai 221ºC, sedangkan biji ukuran kecil dan sedang hanya mencapai
suhu sekitar 211ºC dan 216ºC, tetapi waktu penyangraian biji ukuran sangat kecil paling singkat.
50 100
150 200
250 300
350 400
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
menit ke- su
h u
C
lingkungan ruang bakar
ruang sangrai cerobong asap
Gambar 4.8. Profil perubahan suhu pada tingkat penyangraian gelap biji kopi ukuran kecil.
50 100
150 200
250 300
350 400
1 3
5 7
9 11
13 15
17 19
21 23
25 27
29 31
33
menit ke- suh
u C
lingkungan ruang sangrai
cerobong asap
Gambar 4.9. Profil perubahan suhu pada tingkat penyangraian gelap biji kopi ukuran sedang.
Penyangraian biji berukuran lebih besar membutuhkan suhu penyangraian yang lebih tinggi atau waktu penyangraian yang lebih lama.
Sebaliknya, penyangraian biji berukuran lebih kecil memerlukan suhu penyangraian yang lebih rendah atau lama penyangraian yang lebih singkat. Biji
berukuran kecil mempunyai lebar biji yang kecil pula, jarak perambatan panas
dalam jaringan sel biji kopi pendek, sehingga penguapan air dan senyawa volatil lebih cepat dibandingkan pada biji berukuran lebih besar. Menurut Sulistyowati et
al. 1996, dengan suhu dan lama penyangraian yang sama menyebabkan biji kopi
yang berukuran lebih kecil tersangrai dengan derajat yang lebih tinggi daripada biji yang berukuran lebih besar, sehingga penyusutan lebih banyak.
Pirolisis pada biji berukuran lebih kecil akan terjadi lebih awal. Menurut Mulato 2002, pirolisis terjadi setelah suhu penyangraian mencapai di atas 180ºC.
Secara kimiawi, proses ini ditandai dengan evolusi gas CO
2
dalam jumlah banyak dari ruang sangrai Sivetz Desrosier, 1979. Sedang secara fisik, pirolisis
ditandai perubahan warna biji kopi yang semula kehijauan menjadi berbagai kecoklatan.
Konsumsi minyak tanah yang diperlukan berkisar antara 0.4-0.6 kg. Konsumsi bahan bakar tergantung dari efisiensi pembakaran bahan bakar tersebut.
Menurut Mulato 2002, efisiensi pembakaran bahan bakar minyak antara 50- 75. Alat pembakar minyak menggunakan tipe evaporasi dan atomisasi yang
bekerja secara berurutan. Jika minyak dalam fase gas terdispersi menjadi partikel sangat kecil dan bercampur dengan oksigen, efisiensi maksimal 75 dapat
diperoleh. Rendemen adalah perbandingan berat hasil penyangraian kopi sangrai
dengan bahan penyangraian kopi beras. Rata-rata rendemen untuk penyangraian ringan, sedang, dan gelap berturut-turut adalah 78 , 81, dan 83. Rendemen
dapat digunakan untuk memprediksi hasil akhir dalam jalur produksi kopi sangrai dan kopi bubuk.
2. Densitas Kamba dan Warna
Bersamaan dengan penguapan air, beberapa senyawa volatil yang terkandung di dalam biji kopi ikut teruapkan. Peristiwa ini ditandai dengan
penurunan kerapatan curah sebagai akibat dari perubahan fisik biji kopi seperti pengembangan volume dan pembentukan pori-pori di dalam jaringan sel sehingga
berat biji kopi per satuan volume menjadi lebih kecil Sivetz and Desrosier, 1979. Menurut Syarif dan Irawati 1988, densitas kamba sangat penting
diketahui bagi bahan hasil pertanian yang akan disimpan. Densitas kamba digunakan dalam merencanakan suatu gudang penyimpanan, volume alat
pengolahan maupun sarana transportasi. Besar kecilnya densitas kamba suatu bahan hasil pertanian dipengaruhi oleh kandungan air, ukuran partikel dan
kekasaran permukaannya.
50 100
150 200
250 300
350 400
450
ringan sedang gelap
tingkat penyangraian de
ns it
a s
k a
m ba
k g
m 3
5 10
15 20
25
ke c
e ra
h a
n
densitas kamba kecerahan
Gambar 4.10. Densitas dan kecerahan biji kopi pada tiga tingkatan penyangraian. Densitas kamba merupakan salah satu tolok ukur penting dalam
mengetahui tingkat penyangraian biji kopi. Densitas kamba biji kopi beras adalah 684 kgm
3
. Setelah mengalami proses penyangraian, densitas kamba biji kopi turun menjadi 380-419 kgm
3
pada tingkat penyangraian ringan, 346-378 kgm
3
pada tingkat penyangraian sedang, dan 292-343 kgm
3
pada tingkat penyangraian gelap.
Sifat fisik lain yang dapat dijadikan standar untuk menentukan tingkat penyangraian adalah warna. Warna kopi adalah tolok ukur yang paling mudah
digunakan untuk mengetahui tingkat penyangraian kopi. Warna biji kopi pada tingkat penyangraian ringan adalah coklat muda-sedang, warna coklat tua
mengindikasikan tingkat penyangraian sedang. Warna biji kopi coklat gelap disertai permukaan berminyak dikategorikan pada tingkat penyangraian gelap.
Menurut Sivetz 1963, warna permukaan kopi sangrai kurang baik untuk menunjukkan derajad penyangraian. Permukaan biji bisa menunjukkan warna
yang lebih gelap daripada warna bagian dalam biji kopi. Gambar 4.10 menunjukkan nilai kecerahan pada permukaan biji kopi
sangrai. Nilai kecerahan merupakan ukuran jumlah sinar yang dipantulkan ulang suatu benda saat diberi penyinaran dengan panjang gelombang tertentu.
Kecerahan pada biji kopi sangrai dianalisis secara subyektif visual yang didasarkan pada nilai Chromameter Minolta CR-300. Kendala pengukuran nilai
kecerahan biji kopi sangrai menggunakan Chromameter adalah adanya ruang kosong antar biji dan warna biji yang kurang seragam. Kecerahan biji kopi sangrai
ringan berada pada kisaran 20 18-22, biji kopi sangrai sedang berada pada kisaran 15 14-17, dan biji kopi sangrai gelap pada kisaran 11 9-13.
B. MESIN PEMBUBUK KOPI TIPE DISK MILL
1. Kapasitas
