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
Kategori