Modifikasi Alat Penyangrai Kopi Mekanis Tipe Rotari
TINJAUAN PUSTAKA
Kopi
Sejarah
Negara pemakai kopi pertama adalah Arabiya (pertengahan abad
XV).Akhirnya minuman kopi tersebar luas di negara Timur Tengah, seperti di
Kairo pada tahun 1510 dan Konstantinovel (Turki) + pada tahun 1550.Selanjutnya
pada tahun 1616 kopi ini mulai masuk di Eropa, yakni di Venesia sedangkan di
Inggris pemakaian kopi baru pada tahun 1650.Dan pada tahun 1775 di Inggris
telah terdapat + 3000 warung kopi.
Minuman kopi paling dikenal di Negara Arab, karena negara itu
merupakan tempat pertemuan umat manusia yang beragama Kristen maupun
Islam dari berbagai bangsa.Mereka setelah pulang ke negaranya masing-masing,
kemudian memperkenalkan kopi tadi ke penduduk setempat.Peristiwa inilah yang
menyebabkan permintaan biji kopi cepat meningkat, sehingga menimbulkan
perdagangan yang sangat menguntungkan.Tidak hanya pedagang saja yang
memperoleh keuntungan tetapi juga para petani yang berkebun kopi. Itulah
sebabnya perkebunan kopi cepat meluas (AAK,1991).
Perkembangan kopi di Indonesia
Bila dilihat dari devisa dan jumlah kopi yang dikonsumsi di dalam negeri,
tampaknya prospek kopi cukup menggembirakan. Namun, perdagangan kopi di
Indonesia cukup berat.Hingga saat ini produksi kopi masih tersisa setiap tahunya.
Pada tahun 1985 dengan total produksi sebesar 325.000 ton, masih tersisa
5
6
produksi sebesar 34.400 ton, sedangkan pada akhir tahun 2003 sisa produksi di
perkirakan mencapai 10.700 ton. Berbagai usaha untuk mengatasi sisa produksi
kopi telah dilakukan oleh pemerintah maupun oleh pihak terkait, antara lain
dengan cara merangsang peningkatan konsumsi dalam negeri maupun
peningkatan nilai ekspor (Najiyati dan Danarti, 2004).
Botani tanaman kopi
Adapun
klasifikasi
tanaman
kopi
(Coffeasp.)
menurut
literatur
Anonimous(2012) adalah sebagai berikut :
Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Subdivisio
: Magnoliophyta
Kelas
: Dycotiledoneae
Ordo
: Rubiales
Famili
: Rubiaceae
Genus
: Coffea
Spesies
: Coffea sp.
Tanaman kopi adalah pohon kecil yang bernama perpugenus coffea dari
familia Rubiaceae. Tanaman kopi, yang umumnya berasal dari benua Afrika,
termasuk famili Rubiaceae dan jenis kelamin Coffea. Kopi bukan produk
homogen; ada banyak varietas dan beberapa cara pengolahannya (Spillane,1990)
Jenis-jenis kopi
Pada bagian sejarah perkembangan kopi dunia telah dikemukakan bahwa
dalam garis besarnya varietas kopi ada tiga macam. Tapi karena perkembangan
7
yang sudah berabad-abad lamanya dan tanaman itu biasanya tanaman campuran,
akhirnya terjadi hasil silang dan mutasi. Jenis-jenis tersebut antara lain:
1. Kopi Arabika
2. Kopi Liberika
3. Kopi Chanepora (Robusta)
4. Kopi Hibrida
5. Arabika x Liberika menghasilkan hibrida Kawisari B dan hibrida Kawisari
D
6. Liberika x Robusta menghasilkan hibrida Q-P-Hibrida
7. Arabika x Robusta menghasilkan hibrida Conuga
(AAK, 1991).
Waktu Panen
Tanaman kopi berbunga 3-4 kali selama setahun, bahkan ada yang
berbunga sepanjang tahun.Hal ini sangat tergantung pada jenisnya dengan
demikian, maka pemanenanpun juga tidak dapat dijalankan hanya sekali saja,
melainkan mengikuti gelombang musim bunga hal ini bisa jalan hingga 3-4
bulan.Dari bunga sampai bunga itu masak memakan waktu 8-12 bulan.Masaknya
buah kopi ada yang cepat ada pula yang lambat, sedang yang lambat sangat
bergantung pada iklim dan jenisnya. Setelah prapanen ada beberapa proses yang
harus dilakukan antara lain yaitu, sortasi biji kopi, fermentasi biji kopi,
pengupasan biji kopi, pengeringan biji kopi, dan penggilingan biji kopi (AAK,
1991).
8
Penyangraian
Proses penyangraian (roasting) terdiri dari beberapa tahapan, yakni
persiapan biji beras, proses penyangraian, pendinginan, penyimpanan sementara,
dan pengemasan. Sebelum disangrai, aroma dan cita rasa kopi masih tersimpan di
dalam biji kopi. Setelah disangrai, aroma dan cita rasa kopi dapat dirasakan dan
dinikmati (Sumardi dan Satryo, 2013).
Ketahanan lama penyimpanan biji kopi beras sangat lama (lebih dari 3
tahun), asalkan disimpan di tempat yang baik dan kering. Namun, jika biji kopi
sudah disangrai, masa penyimpanandapat bertahan maksimum 1 tahun. Wadah
(packaging) biji kopi menggunakan bahan yang direkomendasikan, seperti
aluminium foil yang memiliki airtight container (kedap udara), tabung vakum
udara berbahan stainless steel, dan tabung berbahan kaleng anti oksidasi.
Penyangraian sangat berperan penting terhadap hasil akhir kopi (seduhan
kopi). Beberapa faktor yang perlu diperhatikan saat menyangrai, diantaranya
sistem mesin penyangrai, bahan plat tabung penyangrai, stabilitas sumber api
tabung penyangrai, dan jenis bahan baku kopi serta karakteristiknya. Selain faktor
alat penyangrainya, aspek lainnya yang juga penting adalah suhu, waktu, keahlian,
dan teknik penyangraian (Panggabean, 2011).
Proses penyangraian merupakan tahapan pembentukan aroma dan cita rasa
khas kopi dengan perlakuan panas dan kunci dari proses produksi kopi bubuk.
Proses sangrai diawali dengan penguapan air yang ada di dalam biji kopi dengan
memanfaatkan panas yang tersedia dari kompor dan kemudian diikuti dengan
reaksi pirolisis. Reaksi ini merupakan reaksi dekomposisi senyawa hidrokarbon
9
antara lain karbohidrat, hemiselulosa dan selulosa yang ada di dalam biji kopi.
Secara kimiawi,proses ini ditandai dengan evolusi gas CO2 dalam jumlah banyak
dari ruang sangrai berwarna putih. Sedang secara fisik, pirolisis ditandai dengan
perubahan warna biji kopi yang semula kehijauan menjadi kecoklatan.
Proses penyangraian dilakukan dengan menggunakan suhu yang tinggi.
o
Biji kopi disangrai pada suhu 180-240 C. Selama penyangraian biji kopi diaduk
agar uap air cepat terbawa keluar dan panas terdistribusi secara seragam secara
keseluruhan. Ketika penyangraian selesai maka biji kopi harus segara dikeluarkan
dari mesin dan didinginkan secara cepat. Akan tetapi beberapa kasus terjadi yaitu
terlalu lamanya penyangraian yang menyebabkan overroast. Untuk itu proses
penyangraian perlu dikendalikan (Nugroho, 2013).
Waktu penyangraian bervariasi mulai dari 7 sampai 20 menit tergantung
pada kadar air biji kopi dan mutu kopi bubuk yang dikehendaki. Salah satu tolak
ukur proses penyangraian adalah derajat sangrai yang dilihat dari perubahan
warna biji kopi yang sedang disangrai. Proses sangrai dihentikan pada saat warna
sampel biji kopi sangrai yang diambil dari dalam silinder sudah mendekati warna
sampel standar(Varnam and Sutherland, 1994).
Penurunan kadar air pada biji kopi yang telah sangrai, disebabkan karena
suhu yang semakin tinggi dan semakin lamanya proses penyangraian biji kopi
mengakibatkan air yang terdapat pada biji kopi menguap sehingga kadar air biji
kopi semakin berkurang (Yusdiali, 2012).
Kalor adalah bentuk energi yang berpindah karena perubahan suhu
∆T).(
Untuk menghitung kalor jenis bahan dapat di hitung dengan persamaan sebagai
berikut : Q = m x C x ∆T …………………………………..(1)
10
Q = m x Cp x ∆T …………………………………(2)
Dimana: Q = kalor yang diterima suhu zat (Joule)
m = massa zat (kilogram)
C = kalor jenis zat (Joule/ kilogram. K)
Cp = kalor jenis bahan sample (Joule/ kilogram. K)
∆T = perubahan sahu (0C)
(Puteri, 2013).
Alat Mesin pada Pengolahan Makanan
Secara umum, tujuan mekanisasi pertanian adalah :
a. Meningkatkan efisiensi tenaga manusia.
b. Mengurangi kerusakan produksi pertanian.
c. Menurunkan ongkos produksi.
d. Menjamin kenaikan kualitas dan kuantitas produksi.
e. Meningkatkan taraf hidup petani.
f. Memungkinkan pertumbuhan ekonomi subsistem (tipe pertanian
kebutuhan keluarga) menjadi tipe pertanian komersil.
Tujuan tersebut di atas dapat dicapai apabila penggunaan dan pemilihan
alat mesin pertanian tepat dan benar, tetapi apabila pemilihan dan penggunaannya
tidak tepat hal sebaliknya yang akan terjadi (Rizaldi, 2006).
Komponen Alat Penyangrai Kopi Mekanis Tipe Rotari
Motor listrik
11
Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanis. Misalnya mesin pembangkit tenaga listrik maka dapat memutar motor
listrik yang menggunakan mesin untuk berbagai keperluan seperti mesin untuk
menggiling padi menjadi beras, untuk pompa irigasi untuk pertanian, untuk kipas
angin serta mesin pendingin (Djoekardi, 1996).
Puli
Puli (pulley) sabuk dibuat dari besicor atau dari baja.Puli kayu tidak banyak
lagidijumpai.Untuk
konstruksi
ringan
diterapkan
pulidari
paduan
aluminium.Pulisabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi
(diatas35 m/det) (Stolk dan Kros, 1981).
Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran transmisi
penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda transmisi yang
digerakkan dikalikan dengan diameternya.
SD (penggerak) = SD (yang digerakkan) …………………………………..(3)
dimana :S = Kecepatan putar puli (rpm)
D= Diameter puli (mm)
(Smith dan Wilkes, 1990).
Sabuk V
Sabuk bentuk trapesium atau V dinamakan demikian karena sisi
sabukdibuat serong, supaya cocok dengan alur roda transmisi yang berbentuk V.
Kontakgesekan yang terjadi antara sisi sabuk V dengan dinding alur
menyebabkanberkurangnya kemungkinan selipnya sabuk penggerak dengan
tegangan yanglebih kecil dari pada sabuk yang pipih. Dalam kerjanya, sabuk V
12
mengalamipembengkokan ketika melingkar melalui roda transmisi. Bagian
sebelah luar akanmengalami tegangan, sedangkan bagian dalam akan mengalami
tekanan.
Susunan khas sabuk V terdiri atas :
1. Bagian elastis yang tahan tegangan dan bagian yang tahan kompresi
2. Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan
daya rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut
(Smith dan Wilkes, 1990).
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk
V dibelitkan disekitar alur puliyang berbentuk V pula. Transmisi sabuk
yangbekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena
murahharganya, sederhana konstruksinya, dan mudah untuk mendapatkan
perbandinganputaran yang diinginkan. Transmisi tersebut telah digunakan dalam
semua bidangindustri, misalnya mesin-mesin pabrik, otomobil, mesin pertanian,
alatkedokteran, mesin kantor dan alat-alat listrik. Kekurangan yang ada pada
sabukini adalah terjadinya slip antara sabuk dan puli sehingga tidak dapat
dipakaiuntuk putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap (Daryanto,
1993).
Bantalan
Bantalan dalam usaha diperlukan untuk menahan berbagai suku pemindah
daya tetap ditempatnya.Bantalan yang tepat digunakan ditentukan oleh besarnya
keausan kecepatan putar poros, beban yang harus didukung dan besarnya daya
dorong akhir.Bantalan di bedakan dalam dua golongan yaitu bantalan luncur dan
bantalan gulung (Smith dan Wilkes, 1990).
13
Alat Penyangrai Kopi Mekanis Tipe Rotari
Alat penyangrai kopi mekanis tipe rotari bekerja berdasarkan prinsip
putaran sentrifugal. Pada alat ini bahan baku berupa biji kopi kering dimasukkan
ke dalam silinder melalui saluran masukan (hooper). Silinder akan dipanasi
dengan menggunakan rangkaian pemanas listrik. Biji kopi kering yang ada di
dalam silinder akan diaduk (bolak-balik) dengan menggunakan plat yang
menempel pada poros yang terhubung dengan motor listrik. Biji kopi yang telah
disangrai akan keluar melalui saluran pengeluaran.
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Menurut Daywin, dkk., 2008, kapasitas kerja suatu alat atau mesin
didefenisikan sebagai kemampuanalat dan mesin dalam menghasilkan suatu
produk persatuanwaktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan
menjadi satuanproduk per kW per jam, bila alat/mesin itu menggunakan daya
penggerak motor.Jadi satuan kapasitas kerja menjadi: Ha.jam/kW, Kg.jam/kW,
Lt.jam/kW. Persamaan matematisnya dapat ditulis sebagai berikut :
Kapasitas Alat =
Produk yang dihasilkan
Waktu
………………….(4)
Analisis Ekonomi
Biaya pemakaian alat
Pengukuran biaya pemakaian alat dilakukan dengan cara menjumlahkan
biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
dimana :
14
BP = [
BT
x
+ BTT]C ................................................................................. (5)
BP = Biaya pokok (Rp/satuan produksi)
BT = Total biaya tetap (Rp/tahun)
BTT= Total biaya tidak tetap ( Rp/jam)
x = Total jam kerja pertahun (jam/tahun)
C = Kapasitas alat (jam/satuan produksi)
1. Biaya tetap
Biaya tetap terdiri dari:
1. Biaya penyusutan (metode garis lurus)
D=
P−S
n
...................................................................................... (6)
dimana:
D = Biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = Nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) (Rp)
S = Nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
n = Umur ekonomi (tahun)
2. Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan
besarnya:
I=
i(P)(n+1)
2n
.............................................................................. (7)
dimana:
i = Total persentase bunga modal dan asuransi (%)
3. Dinegara kita belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk
mesin-mesin
dan
peralatan
pertanian,
bahwa
beberapa
15
literaturmenganjurkan bahwa biaya pajak alsin pertanian diperkirakan
sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya.
4. Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1 %,
rata-rata diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun.
2. Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1. Biaya
perbaikan
untuk
motor
listrik
sebagi
sumber
tenaga
penggerak.Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan:
Biaya reperasi =
1,2%(P−S)
1000 jam
.................................................... (8)
2. Biaya karyawan/operator yaitu biaya untuk gaji operator. Biaya ini
tergantung kepada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau
gaji pertahun dibagi dengan total jam kerjanya
(Giatman, 2006).
Break even point
Break even pointatau analisis titik impas (BEP) umumnya berhubungan
dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha
yang dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing),dan selanjutnya dapat
berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap
sama dengan nol. Bila pendapatan dari produksi berada disebelah kiri titik impas
maka kegiatanusaha akan menderita kerugian, sebaliknya bila disebelah kanan
titik impas akan memperoleh keuntungan.
Analisis titik impas juga digunakan untuk:
1. Hitungan biaya dan pendapatan untuk setiap alternatif kegiatan usaha.
16
2. Rencana pengembangan pemasaran untuk menetapkan tambahan investasi
untuk peralatan produksi.
3. Tingkat
produksi
dan
penjualan
yang
menghasilkan
ekuivalensi
(kesamaan) dari dua alternatif usulan investasi.
(Waldyono, 2008).
Manfaat perhitungan titik impas adalah untuk mengetahui batas produksi
minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak
untuk dijalankan.Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk
menutupi biaya operasional tanpa ada keuntungan.
Untuk mengetahui produksi titik impas (BEP) maka dapat digunakan
rumus sebagai berikut:
N=
BT
(R−BTT )
................................................................ (9)
dimana:
N= Jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas
BT= Biaya tetap pertahun (Rupiah)
R = Penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (Rupiah)
BTT = Biaya tidak tetap perunit produksi(Rupiah)
(Giatman, 2006).
Biaya variabel adalah biaya yang besarnya tergantung pada out put yang
dihasilkan. Dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin
banyak bahan yang digunakan dan biaya yang digunakan akan semkin besar juga.
Sedangkan biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung pada banyak sedikitnya
produk yang akan dihasilkan (Soeharno, 2007).
17
Biaya tetap adalah biaya yang tidak terpengaruh oleh aktivitas perusahaan.
Biaya ini secara total tidak mengalami perubahan meskipun ada perubahan
volume produksi. Sedangkan biaya variabel adalah biaya yang besarnya berubahubah sesuai dengan aktivitas perusahaan. Biaya ini secara total akan berubah
sesuai dengan volume produksi (Halim, 2009).
Net present value
Net present value (NPV) adalah selisih antara present value dari investasi
nilai sekarang dari penerimaan kas bersih dimasa yang akan datang. Identifikasi
masalah kelayakan financial dianalisis dengan menggunakan metode analisis
finansial dengan kriteria investasi.NPV adalah kriteria yang digunakan untuk
mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan.Secara singkat dapat
dirumuskan:
CIF – COF ≥ 0 ............................................................................ (10)
dimana :
CIF = Chas in flow
COF = Chas out flow
Sementera itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan
bertindak sebagai tingkat bungan modal dalam perhitungan :
Penerimaan (CIF)
= pendapatan x (P/A, i, n) + nilai akhir x (P/F, i, n)
Pengeluaran (COF)
= investasi + pembiayaan (P/A, i, n).
Kriteria NPV yaitu :
-
NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan
-
NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi usaha tidak
menguntungkan
18
-
NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya
yang dikeluarkan
(Giatman, 2006).
Internal rate of return
Dengan menggunakan metode internal rate of return (IRR) akan
mendapatkan informasi yang berkaitan dengan tingkat kemampuan cash flow
dalam mengembalikan investasi yang dijelaskan dalam bentuk %priode waktu.
Logika sederhananya menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam
mengembalikan modalnya dan seberapa besar pula kewajiban yang harus
dipenuhi (Giatman, 2006).
Internal rate of return adalah suatu tingkatan discount rate, pada discount
rate dimana diperolah B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Harga IRR dapat dihitung
dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
IRR = i1 –
dimana :
NPV 1
(NPV 2−NPV 1)
(i1 – i2) ............................................. (11)
i1
= Suku bungabank paling atraktif
i2
= Suku bunga coba-coba
NPV1 = NPV awal pada i1
NPV2 = NPV pada i2
(Kastaman, 2006).
Kopi
Sejarah
Negara pemakai kopi pertama adalah Arabiya (pertengahan abad
XV).Akhirnya minuman kopi tersebar luas di negara Timur Tengah, seperti di
Kairo pada tahun 1510 dan Konstantinovel (Turki) + pada tahun 1550.Selanjutnya
pada tahun 1616 kopi ini mulai masuk di Eropa, yakni di Venesia sedangkan di
Inggris pemakaian kopi baru pada tahun 1650.Dan pada tahun 1775 di Inggris
telah terdapat + 3000 warung kopi.
Minuman kopi paling dikenal di Negara Arab, karena negara itu
merupakan tempat pertemuan umat manusia yang beragama Kristen maupun
Islam dari berbagai bangsa.Mereka setelah pulang ke negaranya masing-masing,
kemudian memperkenalkan kopi tadi ke penduduk setempat.Peristiwa inilah yang
menyebabkan permintaan biji kopi cepat meningkat, sehingga menimbulkan
perdagangan yang sangat menguntungkan.Tidak hanya pedagang saja yang
memperoleh keuntungan tetapi juga para petani yang berkebun kopi. Itulah
sebabnya perkebunan kopi cepat meluas (AAK,1991).
Perkembangan kopi di Indonesia
Bila dilihat dari devisa dan jumlah kopi yang dikonsumsi di dalam negeri,
tampaknya prospek kopi cukup menggembirakan. Namun, perdagangan kopi di
Indonesia cukup berat.Hingga saat ini produksi kopi masih tersisa setiap tahunya.
Pada tahun 1985 dengan total produksi sebesar 325.000 ton, masih tersisa
5
6
produksi sebesar 34.400 ton, sedangkan pada akhir tahun 2003 sisa produksi di
perkirakan mencapai 10.700 ton. Berbagai usaha untuk mengatasi sisa produksi
kopi telah dilakukan oleh pemerintah maupun oleh pihak terkait, antara lain
dengan cara merangsang peningkatan konsumsi dalam negeri maupun
peningkatan nilai ekspor (Najiyati dan Danarti, 2004).
Botani tanaman kopi
Adapun
klasifikasi
tanaman
kopi
(Coffeasp.)
menurut
literatur
Anonimous(2012) adalah sebagai berikut :
Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Subdivisio
: Magnoliophyta
Kelas
: Dycotiledoneae
Ordo
: Rubiales
Famili
: Rubiaceae
Genus
: Coffea
Spesies
: Coffea sp.
Tanaman kopi adalah pohon kecil yang bernama perpugenus coffea dari
familia Rubiaceae. Tanaman kopi, yang umumnya berasal dari benua Afrika,
termasuk famili Rubiaceae dan jenis kelamin Coffea. Kopi bukan produk
homogen; ada banyak varietas dan beberapa cara pengolahannya (Spillane,1990)
Jenis-jenis kopi
Pada bagian sejarah perkembangan kopi dunia telah dikemukakan bahwa
dalam garis besarnya varietas kopi ada tiga macam. Tapi karena perkembangan
7
yang sudah berabad-abad lamanya dan tanaman itu biasanya tanaman campuran,
akhirnya terjadi hasil silang dan mutasi. Jenis-jenis tersebut antara lain:
1. Kopi Arabika
2. Kopi Liberika
3. Kopi Chanepora (Robusta)
4. Kopi Hibrida
5. Arabika x Liberika menghasilkan hibrida Kawisari B dan hibrida Kawisari
D
6. Liberika x Robusta menghasilkan hibrida Q-P-Hibrida
7. Arabika x Robusta menghasilkan hibrida Conuga
(AAK, 1991).
Waktu Panen
Tanaman kopi berbunga 3-4 kali selama setahun, bahkan ada yang
berbunga sepanjang tahun.Hal ini sangat tergantung pada jenisnya dengan
demikian, maka pemanenanpun juga tidak dapat dijalankan hanya sekali saja,
melainkan mengikuti gelombang musim bunga hal ini bisa jalan hingga 3-4
bulan.Dari bunga sampai bunga itu masak memakan waktu 8-12 bulan.Masaknya
buah kopi ada yang cepat ada pula yang lambat, sedang yang lambat sangat
bergantung pada iklim dan jenisnya. Setelah prapanen ada beberapa proses yang
harus dilakukan antara lain yaitu, sortasi biji kopi, fermentasi biji kopi,
pengupasan biji kopi, pengeringan biji kopi, dan penggilingan biji kopi (AAK,
1991).
8
Penyangraian
Proses penyangraian (roasting) terdiri dari beberapa tahapan, yakni
persiapan biji beras, proses penyangraian, pendinginan, penyimpanan sementara,
dan pengemasan. Sebelum disangrai, aroma dan cita rasa kopi masih tersimpan di
dalam biji kopi. Setelah disangrai, aroma dan cita rasa kopi dapat dirasakan dan
dinikmati (Sumardi dan Satryo, 2013).
Ketahanan lama penyimpanan biji kopi beras sangat lama (lebih dari 3
tahun), asalkan disimpan di tempat yang baik dan kering. Namun, jika biji kopi
sudah disangrai, masa penyimpanandapat bertahan maksimum 1 tahun. Wadah
(packaging) biji kopi menggunakan bahan yang direkomendasikan, seperti
aluminium foil yang memiliki airtight container (kedap udara), tabung vakum
udara berbahan stainless steel, dan tabung berbahan kaleng anti oksidasi.
Penyangraian sangat berperan penting terhadap hasil akhir kopi (seduhan
kopi). Beberapa faktor yang perlu diperhatikan saat menyangrai, diantaranya
sistem mesin penyangrai, bahan plat tabung penyangrai, stabilitas sumber api
tabung penyangrai, dan jenis bahan baku kopi serta karakteristiknya. Selain faktor
alat penyangrainya, aspek lainnya yang juga penting adalah suhu, waktu, keahlian,
dan teknik penyangraian (Panggabean, 2011).
Proses penyangraian merupakan tahapan pembentukan aroma dan cita rasa
khas kopi dengan perlakuan panas dan kunci dari proses produksi kopi bubuk.
Proses sangrai diawali dengan penguapan air yang ada di dalam biji kopi dengan
memanfaatkan panas yang tersedia dari kompor dan kemudian diikuti dengan
reaksi pirolisis. Reaksi ini merupakan reaksi dekomposisi senyawa hidrokarbon
9
antara lain karbohidrat, hemiselulosa dan selulosa yang ada di dalam biji kopi.
Secara kimiawi,proses ini ditandai dengan evolusi gas CO2 dalam jumlah banyak
dari ruang sangrai berwarna putih. Sedang secara fisik, pirolisis ditandai dengan
perubahan warna biji kopi yang semula kehijauan menjadi kecoklatan.
Proses penyangraian dilakukan dengan menggunakan suhu yang tinggi.
o
Biji kopi disangrai pada suhu 180-240 C. Selama penyangraian biji kopi diaduk
agar uap air cepat terbawa keluar dan panas terdistribusi secara seragam secara
keseluruhan. Ketika penyangraian selesai maka biji kopi harus segara dikeluarkan
dari mesin dan didinginkan secara cepat. Akan tetapi beberapa kasus terjadi yaitu
terlalu lamanya penyangraian yang menyebabkan overroast. Untuk itu proses
penyangraian perlu dikendalikan (Nugroho, 2013).
Waktu penyangraian bervariasi mulai dari 7 sampai 20 menit tergantung
pada kadar air biji kopi dan mutu kopi bubuk yang dikehendaki. Salah satu tolak
ukur proses penyangraian adalah derajat sangrai yang dilihat dari perubahan
warna biji kopi yang sedang disangrai. Proses sangrai dihentikan pada saat warna
sampel biji kopi sangrai yang diambil dari dalam silinder sudah mendekati warna
sampel standar(Varnam and Sutherland, 1994).
Penurunan kadar air pada biji kopi yang telah sangrai, disebabkan karena
suhu yang semakin tinggi dan semakin lamanya proses penyangraian biji kopi
mengakibatkan air yang terdapat pada biji kopi menguap sehingga kadar air biji
kopi semakin berkurang (Yusdiali, 2012).
Kalor adalah bentuk energi yang berpindah karena perubahan suhu
∆T).(
Untuk menghitung kalor jenis bahan dapat di hitung dengan persamaan sebagai
berikut : Q = m x C x ∆T …………………………………..(1)
10
Q = m x Cp x ∆T …………………………………(2)
Dimana: Q = kalor yang diterima suhu zat (Joule)
m = massa zat (kilogram)
C = kalor jenis zat (Joule/ kilogram. K)
Cp = kalor jenis bahan sample (Joule/ kilogram. K)
∆T = perubahan sahu (0C)
(Puteri, 2013).
Alat Mesin pada Pengolahan Makanan
Secara umum, tujuan mekanisasi pertanian adalah :
a. Meningkatkan efisiensi tenaga manusia.
b. Mengurangi kerusakan produksi pertanian.
c. Menurunkan ongkos produksi.
d. Menjamin kenaikan kualitas dan kuantitas produksi.
e. Meningkatkan taraf hidup petani.
f. Memungkinkan pertumbuhan ekonomi subsistem (tipe pertanian
kebutuhan keluarga) menjadi tipe pertanian komersil.
Tujuan tersebut di atas dapat dicapai apabila penggunaan dan pemilihan
alat mesin pertanian tepat dan benar, tetapi apabila pemilihan dan penggunaannya
tidak tepat hal sebaliknya yang akan terjadi (Rizaldi, 2006).
Komponen Alat Penyangrai Kopi Mekanis Tipe Rotari
Motor listrik
11
Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanis. Misalnya mesin pembangkit tenaga listrik maka dapat memutar motor
listrik yang menggunakan mesin untuk berbagai keperluan seperti mesin untuk
menggiling padi menjadi beras, untuk pompa irigasi untuk pertanian, untuk kipas
angin serta mesin pendingin (Djoekardi, 1996).
Puli
Puli (pulley) sabuk dibuat dari besicor atau dari baja.Puli kayu tidak banyak
lagidijumpai.Untuk
konstruksi
ringan
diterapkan
pulidari
paduan
aluminium.Pulisabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi
(diatas35 m/det) (Stolk dan Kros, 1981).
Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran transmisi
penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda transmisi yang
digerakkan dikalikan dengan diameternya.
SD (penggerak) = SD (yang digerakkan) …………………………………..(3)
dimana :S = Kecepatan putar puli (rpm)
D= Diameter puli (mm)
(Smith dan Wilkes, 1990).
Sabuk V
Sabuk bentuk trapesium atau V dinamakan demikian karena sisi
sabukdibuat serong, supaya cocok dengan alur roda transmisi yang berbentuk V.
Kontakgesekan yang terjadi antara sisi sabuk V dengan dinding alur
menyebabkanberkurangnya kemungkinan selipnya sabuk penggerak dengan
tegangan yanglebih kecil dari pada sabuk yang pipih. Dalam kerjanya, sabuk V
12
mengalamipembengkokan ketika melingkar melalui roda transmisi. Bagian
sebelah luar akanmengalami tegangan, sedangkan bagian dalam akan mengalami
tekanan.
Susunan khas sabuk V terdiri atas :
1. Bagian elastis yang tahan tegangan dan bagian yang tahan kompresi
2. Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan
daya rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut
(Smith dan Wilkes, 1990).
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk
V dibelitkan disekitar alur puliyang berbentuk V pula. Transmisi sabuk
yangbekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena
murahharganya, sederhana konstruksinya, dan mudah untuk mendapatkan
perbandinganputaran yang diinginkan. Transmisi tersebut telah digunakan dalam
semua bidangindustri, misalnya mesin-mesin pabrik, otomobil, mesin pertanian,
alatkedokteran, mesin kantor dan alat-alat listrik. Kekurangan yang ada pada
sabukini adalah terjadinya slip antara sabuk dan puli sehingga tidak dapat
dipakaiuntuk putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap (Daryanto,
1993).
Bantalan
Bantalan dalam usaha diperlukan untuk menahan berbagai suku pemindah
daya tetap ditempatnya.Bantalan yang tepat digunakan ditentukan oleh besarnya
keausan kecepatan putar poros, beban yang harus didukung dan besarnya daya
dorong akhir.Bantalan di bedakan dalam dua golongan yaitu bantalan luncur dan
bantalan gulung (Smith dan Wilkes, 1990).
13
Alat Penyangrai Kopi Mekanis Tipe Rotari
Alat penyangrai kopi mekanis tipe rotari bekerja berdasarkan prinsip
putaran sentrifugal. Pada alat ini bahan baku berupa biji kopi kering dimasukkan
ke dalam silinder melalui saluran masukan (hooper). Silinder akan dipanasi
dengan menggunakan rangkaian pemanas listrik. Biji kopi kering yang ada di
dalam silinder akan diaduk (bolak-balik) dengan menggunakan plat yang
menempel pada poros yang terhubung dengan motor listrik. Biji kopi yang telah
disangrai akan keluar melalui saluran pengeluaran.
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Menurut Daywin, dkk., 2008, kapasitas kerja suatu alat atau mesin
didefenisikan sebagai kemampuanalat dan mesin dalam menghasilkan suatu
produk persatuanwaktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan
menjadi satuanproduk per kW per jam, bila alat/mesin itu menggunakan daya
penggerak motor.Jadi satuan kapasitas kerja menjadi: Ha.jam/kW, Kg.jam/kW,
Lt.jam/kW. Persamaan matematisnya dapat ditulis sebagai berikut :
Kapasitas Alat =
Produk yang dihasilkan
Waktu
………………….(4)
Analisis Ekonomi
Biaya pemakaian alat
Pengukuran biaya pemakaian alat dilakukan dengan cara menjumlahkan
biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
dimana :
14
BP = [
BT
x
+ BTT]C ................................................................................. (5)
BP = Biaya pokok (Rp/satuan produksi)
BT = Total biaya tetap (Rp/tahun)
BTT= Total biaya tidak tetap ( Rp/jam)
x = Total jam kerja pertahun (jam/tahun)
C = Kapasitas alat (jam/satuan produksi)
1. Biaya tetap
Biaya tetap terdiri dari:
1. Biaya penyusutan (metode garis lurus)
D=
P−S
n
...................................................................................... (6)
dimana:
D = Biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = Nilai awal alsin (harga beli/pembuatan) (Rp)
S = Nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
n = Umur ekonomi (tahun)
2. Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan
besarnya:
I=
i(P)(n+1)
2n
.............................................................................. (7)
dimana:
i = Total persentase bunga modal dan asuransi (%)
3. Dinegara kita belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk
mesin-mesin
dan
peralatan
pertanian,
bahwa
beberapa
15
literaturmenganjurkan bahwa biaya pajak alsin pertanian diperkirakan
sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya.
4. Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1 %,
rata-rata diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun.
2. Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1. Biaya
perbaikan
untuk
motor
listrik
sebagi
sumber
tenaga
penggerak.Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan:
Biaya reperasi =
1,2%(P−S)
1000 jam
.................................................... (8)
2. Biaya karyawan/operator yaitu biaya untuk gaji operator. Biaya ini
tergantung kepada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau
gaji pertahun dibagi dengan total jam kerjanya
(Giatman, 2006).
Break even point
Break even pointatau analisis titik impas (BEP) umumnya berhubungan
dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha
yang dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing),dan selanjutnya dapat
berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap
sama dengan nol. Bila pendapatan dari produksi berada disebelah kiri titik impas
maka kegiatanusaha akan menderita kerugian, sebaliknya bila disebelah kanan
titik impas akan memperoleh keuntungan.
Analisis titik impas juga digunakan untuk:
1. Hitungan biaya dan pendapatan untuk setiap alternatif kegiatan usaha.
16
2. Rencana pengembangan pemasaran untuk menetapkan tambahan investasi
untuk peralatan produksi.
3. Tingkat
produksi
dan
penjualan
yang
menghasilkan
ekuivalensi
(kesamaan) dari dua alternatif usulan investasi.
(Waldyono, 2008).
Manfaat perhitungan titik impas adalah untuk mengetahui batas produksi
minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak
untuk dijalankan.Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk
menutupi biaya operasional tanpa ada keuntungan.
Untuk mengetahui produksi titik impas (BEP) maka dapat digunakan
rumus sebagai berikut:
N=
BT
(R−BTT )
................................................................ (9)
dimana:
N= Jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas
BT= Biaya tetap pertahun (Rupiah)
R = Penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (Rupiah)
BTT = Biaya tidak tetap perunit produksi(Rupiah)
(Giatman, 2006).
Biaya variabel adalah biaya yang besarnya tergantung pada out put yang
dihasilkan. Dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin
banyak bahan yang digunakan dan biaya yang digunakan akan semkin besar juga.
Sedangkan biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung pada banyak sedikitnya
produk yang akan dihasilkan (Soeharno, 2007).
17
Biaya tetap adalah biaya yang tidak terpengaruh oleh aktivitas perusahaan.
Biaya ini secara total tidak mengalami perubahan meskipun ada perubahan
volume produksi. Sedangkan biaya variabel adalah biaya yang besarnya berubahubah sesuai dengan aktivitas perusahaan. Biaya ini secara total akan berubah
sesuai dengan volume produksi (Halim, 2009).
Net present value
Net present value (NPV) adalah selisih antara present value dari investasi
nilai sekarang dari penerimaan kas bersih dimasa yang akan datang. Identifikasi
masalah kelayakan financial dianalisis dengan menggunakan metode analisis
finansial dengan kriteria investasi.NPV adalah kriteria yang digunakan untuk
mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan.Secara singkat dapat
dirumuskan:
CIF – COF ≥ 0 ............................................................................ (10)
dimana :
CIF = Chas in flow
COF = Chas out flow
Sementera itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan
bertindak sebagai tingkat bungan modal dalam perhitungan :
Penerimaan (CIF)
= pendapatan x (P/A, i, n) + nilai akhir x (P/F, i, n)
Pengeluaran (COF)
= investasi + pembiayaan (P/A, i, n).
Kriteria NPV yaitu :
-
NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan
-
NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi usaha tidak
menguntungkan
18
-
NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya
yang dikeluarkan
(Giatman, 2006).
Internal rate of return
Dengan menggunakan metode internal rate of return (IRR) akan
mendapatkan informasi yang berkaitan dengan tingkat kemampuan cash flow
dalam mengembalikan investasi yang dijelaskan dalam bentuk %priode waktu.
Logika sederhananya menjelaskan seberapa kemampuan cash flow dalam
mengembalikan modalnya dan seberapa besar pula kewajiban yang harus
dipenuhi (Giatman, 2006).
Internal rate of return adalah suatu tingkatan discount rate, pada discount
rate dimana diperolah B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Harga IRR dapat dihitung
dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
IRR = i1 –
dimana :
NPV 1
(NPV 2−NPV 1)
(i1 – i2) ............................................. (11)
i1
= Suku bungabank paling atraktif
i2
= Suku bunga coba-coba
NPV1 = NPV awal pada i1
NPV2 = NPV pada i2
(Kastaman, 2006).