Rancang Bangun Alat Penggiling Biji Kopi Tipe Flat Burr Mill
RANCANG BANGUN ALAT PENGGILING BIJI KOPI
TIPE FLAT BURR MILL
SKRIPSI
OLEH
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013
Universitas Sumatera Utara
RANCANG BANGUN ALAT PENGGILING BIJI KOPI
TIPE FLAT BURR MILL
SKRIPSI
OLEH :
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU
090308047/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana
di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara
Disetujui Oleh :
Komisi Pembimbing
( Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si )
Ketua
( Adian Rindang STP, M.Si )
Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU: Rancang Bangun Alat Penggiling Biji
Kopi Tipe Flat Burr Mill, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan
ADIAN RINDANG.
Penggilingan dilakukan untuk menghaluskan bahan pangan menjadi bubuk
dengan tingkat kehalusan tertentu agar lebih mudah diolah menjadi produk lain.
Penggilingan biji kopi bertujuan untuk menghaluskan biji kopi hingga menjadi
bubuk kopi dengan kehalusan tertentu agar mudah diseduh dan memberikan
sensasi rasa dan aroma yang lebih optimal. Penelitian ini bertujuan untuk
mendesain, membuat dan menguji alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill pada
kopi robusta. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, persentase biji
hilang dan analisis ekonomi.
Hasil penelitian menunjukkan kapasitas efektif alat 5,00 kg/jam untuk kopi
robusta. Persentase biji kopi robusta yang hilang adalah sebesar 1,112 %. Analisis
ekonomi Rp. 1.074,25/kg, BEP sebanyak 2.748,91 kg/tahun pada komoditi kopi
robusta. NPV 16% sebesar Rp. 6.147.021,25 dan NPV 20% sebesar Rp.
5.397.751,98. IRR sebesar 52,81 %.
Kata kunci : flat burr mill, kopi, alat penggiling, rotator, stator.
ABSTRACT
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU: Design of flat burr type coffee bean grinder
mill , supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and ADIAN RINDANG.
Milling is done to reduce size or to powder food material into a certain
level of refinement to be more easily processed into other products. Grinding
coffee beans aims to reduce size the beans into coffee powder with a certain
subtlety to be easily brewed and gives the sensation of taste and aroma that is
more optimal. The aims of the was to design, build and test coffee bean grinder
flat burr type mill on robusta coffee. Observed parameters were the effective
capacity of the equipment, the percentage of losses materials, and economic
analysis.
The results showed that the effective capacity of the equipment was 5.00
kg/hour for robusta coffee. Losses robusta coffee was 1.112%. Economic Analysis
was Rp. 1.074,25/kg, the BEP was 2.748,91 kg/year for coffee robusta. The NPV
16% was Rp. 6.147.021,25 and the NPV 20% was Rp. 5.397.751,98. The IRR was
52,81 %.
Key words: flat burr mill, coffee, grinder, rotator, stator.
i
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Samuel Haposan Napitupulu dilahirkan di Tanjung Balai pada tanggal 14
Desember 1991 dari ayah Parasian J Napitupulu dan ibu Ros R Simanjuntak.
Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara.
Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Santo Thomas 2 Medan dan pada
tahun yang sama lulus seleksi masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur
Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi negeri (SNMPTN). Penulis memilih
Program Studi Keteknikan Pertanian.
Selama mengikuti perkulihan, penulis aktif sebagai Asisten Laboratorium
Kekuatan Bahan serta aktif dalam organisasi intra kampus sebagai Wakil Ketua
Bidang Organisasi dan Komunikasi Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian
(IMATETA) Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Penulis melaksanakan praktek kerja lapangan (PKL) di Pabrik Kelapa
Sawit PT. PERKEBUNAN NUSANTARA IV Dolok Ilir, Simalungun, Sumatera
Utara pada bulan Juli sampai dengan Agustus 2012.
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas
kasih dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul ”Rancang Bangun Alat Penggiling Biji Kopi Tipe Flat Burr Mill”
sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Keteknikan
Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada
Bapak Ir. Saipul Bahri Daulay M.Si., selaku ketua komisi pembimbing dan Ibu
Adian Rindang, STP, M.Si., sebagai anggota komisi pembimbing yang telah
banyak membimbing dan memberikan masukan berharga kepada penulis sehingga
skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ayahanda P. Napitupulu
dan Ibunda R. Simanjuntak serta seluruh anggota keluarga atas doa dan dukungan
yang selalu diberikan kepada penulis selama mengikuti pendidikan sarjana di
Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan seperjuangan TEP 2009 dan
semua rekan mahasiswa yang tak dapat disebutkan satu per satu di sini atas
dukungannya selama penulis menempuh masa studi dan penelitian.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga skripsi ini dapat
bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Agustus 2013
Penulis
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK ........................................................................................................ i
RIWAYAT HIDUP .......................................................................................... ii
KATA PENGANTAR .................................................................................... iii
DAFTAR TABEL ........................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. viii
PENDAHULUAN ............................................................................................1
Latar Belakang ..................................................................................................1
Tujuan Penelitian ..............................................................................................3
Kegunaan Penelitian..........................................................................................3
Batasan Masalah................................................................................................3
TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................4
Kopi ...................................................................................................................4
Jenis Kopi ..........................................................................................................5
Bubuk Kopi .......................................................................................................7
Aluminium ........................................................................................................8
Besi ....................................................................................................................9
Baja .................................................................................................................10
Motor Listrik ...................................................................................................11
Jenis Penggiling Biji Kopi ..............................................................................12
Penggiling Burr Mill .......................................................................................13
Prinsip Kerja Alat Penggiling Tipe Flat Burr Mill .........................................14
Analisis Ekonomi ............................................................................................14
Break even point ......................................................................................15
Net present value .....................................................................................16
Internal rate of return .............................................................................17
BAHAN DAN METODE ...............................................................................19
Waktu dan Tempat Penelitian .........................................................................19
Bahan dan Alat Penelitian ..............................................................................19
Metodologi Penelitian .....................................................................................19
Analisis Teknik ...............................................................................................20
Rancang Alat Penggiling Tipe Flat Burr Mill ................................................21
Prosedur Penelitian..........................................................................................22
Persiapan .........................................................................................................22
Pembuatan Alat ...............................................................................................22
Pengujian Alat .................................................................................................23
Parameter yang Diamati ..................................................................................24
Kapasitas Efektif Alat (kg/jam) ..............................................................24
Persentase Biji Hilang (%) ......................................................................24
Analisis Ekonomi ....................................................................................24
HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................28
Perancangan Alat ............................................................................................28
Proses Penggilingan ........................................................................................29
Kapasitas Efektif Alat .....................................................................................30
iv
Universitas Sumatera Utara
Persentase Biji Hilang .....................................................................................33
Analisis Ekonomi ............................................................................................35
Biaya Pemakaian Alat .............................................................................35
Break Even Point.....................................................................................36
Net Present Value ....................................................................................36
Internal Rate of Return............................................................................37
KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................38
Kesimpulan .....................................................................................................38
Saran ................................................................................................................38
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................40
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................42
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
Hal.
1.
Perbedaan Kopi Arabika dan Kopi Robusta .................................................. 6
2.
Standar Nasional Indonesia Biji Kopi............................................................ 8
3.
Komponen Alat .............................................................................................. 21
4.
Data Kapasitas Kerja Alat .............................................................................. 31
5.
Data Persentase Biji Hilang ........................................................................... 32
6.
Tingkat suku bunga dengan hubungan P/F .................................................... 55
7.
Tingkat suku bunga dengan hubungan P/A ................................................... 55
8.
Sifat fisik biji dari dua varietas kopi .............................................................. 56
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
Hal.
1. Gambar grafik kapasitas efektif alat terhadap waktu ..................................... 32
2. Gambar tampak depan .................................................................................... 58
3. Gambar tampak samping ................................................................................ 58
4. Gambar stator ................................................................................................. 58
5. Gambar rotator 1 ............................................................................................ 59
6. Gambar rotator 2 ............................................................................................ 59
7. Gambar rotator 3 ............................................................................................ 59
8. Gambar alat bekerja ........................................................................................ 60
9. Gambar kopi sebelum digiling ........................................................................ 60
10. Gambar kopi setelah digiling ........................................................................ 60
11. Gambar biji yang hilang .................................................................................. 61
12. Gambar blade grinder ..................................................................................... 62
13. Gambar conical burr grinder .......................................................................... 62
14. Gambar flat burr grinder ................................................................................ 62
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Hal.
1.
Flowchart penelitian ...................................................................................... 40
2.
Kapasitas efektif alat ...................................................................................... 44
3.
Persentase hasil gilingan hilang .................................................................... 45
4.
Analisis ekonomi ........................................................................................... 46
5.
Break even point ........................................................................................... 49
6.
Net present value ........................................................................................... 51
7.
Internal rate of return ................................................................................... 53
8.
Spesifikasi alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill .................................. 54
9.
Tabel suku bunga ........................................................................................... 55
10. Tabel sifat fisik biji dari dua varietas kopi ..................................................... 56
11. Perhitungan daya ............................................................................................ 57
12. Gambar alat .................................................................................................... 58
13. Gambar proses penelitian ............................................................................... 60
14. Gambar jenis-jenis grinder ............................................................................. 62
15. Gambar teknik tampak depan ........................................................................ 63
16. Gambar teknik tampak samping .................................................................... 64
17. Gambar teknik hopper ................................................................................... 65
18. Gambar teknik rotator ................................................................................... 66
19. Gambar teknik stator ..................................................................................... 67
20. Gambar teknik kerangka alat ......................................................................... 68
viii
Universitas Sumatera Utara
TIPE FLAT BURR MILL
SKRIPSI
OLEH
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013
Universitas Sumatera Utara
RANCANG BANGUN ALAT PENGGILING BIJI KOPI
TIPE FLAT BURR MILL
SKRIPSI
OLEH :
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU
090308047/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana
di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara
Disetujui Oleh :
Komisi Pembimbing
( Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si )
Ketua
( Adian Rindang STP, M.Si )
Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU: Rancang Bangun Alat Penggiling Biji
Kopi Tipe Flat Burr Mill, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan
ADIAN RINDANG.
Penggilingan dilakukan untuk menghaluskan bahan pangan menjadi bubuk
dengan tingkat kehalusan tertentu agar lebih mudah diolah menjadi produk lain.
Penggilingan biji kopi bertujuan untuk menghaluskan biji kopi hingga menjadi
bubuk kopi dengan kehalusan tertentu agar mudah diseduh dan memberikan
sensasi rasa dan aroma yang lebih optimal. Penelitian ini bertujuan untuk
mendesain, membuat dan menguji alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill pada
kopi robusta. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat, persentase biji
hilang dan analisis ekonomi.
Hasil penelitian menunjukkan kapasitas efektif alat 5,00 kg/jam untuk kopi
robusta. Persentase biji kopi robusta yang hilang adalah sebesar 1,112 %. Analisis
ekonomi Rp. 1.074,25/kg, BEP sebanyak 2.748,91 kg/tahun pada komoditi kopi
robusta. NPV 16% sebesar Rp. 6.147.021,25 dan NPV 20% sebesar Rp.
5.397.751,98. IRR sebesar 52,81 %.
Kata kunci : flat burr mill, kopi, alat penggiling, rotator, stator.
ABSTRACT
SAMUEL HAPOSAN NAPITUPULU: Design of flat burr type coffee bean grinder
mill , supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY and ADIAN RINDANG.
Milling is done to reduce size or to powder food material into a certain
level of refinement to be more easily processed into other products. Grinding
coffee beans aims to reduce size the beans into coffee powder with a certain
subtlety to be easily brewed and gives the sensation of taste and aroma that is
more optimal. The aims of the was to design, build and test coffee bean grinder
flat burr type mill on robusta coffee. Observed parameters were the effective
capacity of the equipment, the percentage of losses materials, and economic
analysis.
The results showed that the effective capacity of the equipment was 5.00
kg/hour for robusta coffee. Losses robusta coffee was 1.112%. Economic Analysis
was Rp. 1.074,25/kg, the BEP was 2.748,91 kg/year for coffee robusta. The NPV
16% was Rp. 6.147.021,25 and the NPV 20% was Rp. 5.397.751,98. The IRR was
52,81 %.
Key words: flat burr mill, coffee, grinder, rotator, stator.
i
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Samuel Haposan Napitupulu dilahirkan di Tanjung Balai pada tanggal 14
Desember 1991 dari ayah Parasian J Napitupulu dan ibu Ros R Simanjuntak.
Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara.
Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Santo Thomas 2 Medan dan pada
tahun yang sama lulus seleksi masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur
Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi negeri (SNMPTN). Penulis memilih
Program Studi Keteknikan Pertanian.
Selama mengikuti perkulihan, penulis aktif sebagai Asisten Laboratorium
Kekuatan Bahan serta aktif dalam organisasi intra kampus sebagai Wakil Ketua
Bidang Organisasi dan Komunikasi Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian
(IMATETA) Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Penulis melaksanakan praktek kerja lapangan (PKL) di Pabrik Kelapa
Sawit PT. PERKEBUNAN NUSANTARA IV Dolok Ilir, Simalungun, Sumatera
Utara pada bulan Juli sampai dengan Agustus 2012.
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas
kasih dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul ”Rancang Bangun Alat Penggiling Biji Kopi Tipe Flat Burr Mill”
sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Keteknikan
Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada
Bapak Ir. Saipul Bahri Daulay M.Si., selaku ketua komisi pembimbing dan Ibu
Adian Rindang, STP, M.Si., sebagai anggota komisi pembimbing yang telah
banyak membimbing dan memberikan masukan berharga kepada penulis sehingga
skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ayahanda P. Napitupulu
dan Ibunda R. Simanjuntak serta seluruh anggota keluarga atas doa dan dukungan
yang selalu diberikan kepada penulis selama mengikuti pendidikan sarjana di
Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan seperjuangan TEP 2009 dan
semua rekan mahasiswa yang tak dapat disebutkan satu per satu di sini atas
dukungannya selama penulis menempuh masa studi dan penelitian.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga skripsi ini dapat
bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Agustus 2013
Penulis
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK ........................................................................................................ i
RIWAYAT HIDUP .......................................................................................... ii
KATA PENGANTAR .................................................................................... iii
DAFTAR TABEL ........................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. viii
PENDAHULUAN ............................................................................................1
Latar Belakang ..................................................................................................1
Tujuan Penelitian ..............................................................................................3
Kegunaan Penelitian..........................................................................................3
Batasan Masalah................................................................................................3
TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................4
Kopi ...................................................................................................................4
Jenis Kopi ..........................................................................................................5
Bubuk Kopi .......................................................................................................7
Aluminium ........................................................................................................8
Besi ....................................................................................................................9
Baja .................................................................................................................10
Motor Listrik ...................................................................................................11
Jenis Penggiling Biji Kopi ..............................................................................12
Penggiling Burr Mill .......................................................................................13
Prinsip Kerja Alat Penggiling Tipe Flat Burr Mill .........................................14
Analisis Ekonomi ............................................................................................14
Break even point ......................................................................................15
Net present value .....................................................................................16
Internal rate of return .............................................................................17
BAHAN DAN METODE ...............................................................................19
Waktu dan Tempat Penelitian .........................................................................19
Bahan dan Alat Penelitian ..............................................................................19
Metodologi Penelitian .....................................................................................19
Analisis Teknik ...............................................................................................20
Rancang Alat Penggiling Tipe Flat Burr Mill ................................................21
Prosedur Penelitian..........................................................................................22
Persiapan .........................................................................................................22
Pembuatan Alat ...............................................................................................22
Pengujian Alat .................................................................................................23
Parameter yang Diamati ..................................................................................24
Kapasitas Efektif Alat (kg/jam) ..............................................................24
Persentase Biji Hilang (%) ......................................................................24
Analisis Ekonomi ....................................................................................24
HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................28
Perancangan Alat ............................................................................................28
Proses Penggilingan ........................................................................................29
Kapasitas Efektif Alat .....................................................................................30
iv
Universitas Sumatera Utara
Persentase Biji Hilang .....................................................................................33
Analisis Ekonomi ............................................................................................35
Biaya Pemakaian Alat .............................................................................35
Break Even Point.....................................................................................36
Net Present Value ....................................................................................36
Internal Rate of Return............................................................................37
KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................38
Kesimpulan .....................................................................................................38
Saran ................................................................................................................38
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................40
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................42
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
Hal.
1.
Perbedaan Kopi Arabika dan Kopi Robusta .................................................. 6
2.
Standar Nasional Indonesia Biji Kopi............................................................ 8
3.
Komponen Alat .............................................................................................. 21
4.
Data Kapasitas Kerja Alat .............................................................................. 31
5.
Data Persentase Biji Hilang ........................................................................... 32
6.
Tingkat suku bunga dengan hubungan P/F .................................................... 55
7.
Tingkat suku bunga dengan hubungan P/A ................................................... 55
8.
Sifat fisik biji dari dua varietas kopi .............................................................. 56
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
Hal.
1. Gambar grafik kapasitas efektif alat terhadap waktu ..................................... 32
2. Gambar tampak depan .................................................................................... 58
3. Gambar tampak samping ................................................................................ 58
4. Gambar stator ................................................................................................. 58
5. Gambar rotator 1 ............................................................................................ 59
6. Gambar rotator 2 ............................................................................................ 59
7. Gambar rotator 3 ............................................................................................ 59
8. Gambar alat bekerja ........................................................................................ 60
9. Gambar kopi sebelum digiling ........................................................................ 60
10. Gambar kopi setelah digiling ........................................................................ 60
11. Gambar biji yang hilang .................................................................................. 61
12. Gambar blade grinder ..................................................................................... 62
13. Gambar conical burr grinder .......................................................................... 62
14. Gambar flat burr grinder ................................................................................ 62
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Hal.
1.
Flowchart penelitian ...................................................................................... 40
2.
Kapasitas efektif alat ...................................................................................... 44
3.
Persentase hasil gilingan hilang .................................................................... 45
4.
Analisis ekonomi ........................................................................................... 46
5.
Break even point ........................................................................................... 49
6.
Net present value ........................................................................................... 51
7.
Internal rate of return ................................................................................... 53
8.
Spesifikasi alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill .................................. 54
9.
Tabel suku bunga ........................................................................................... 55
10. Tabel sifat fisik biji dari dua varietas kopi ..................................................... 56
11. Perhitungan daya ............................................................................................ 57
12. Gambar alat .................................................................................................... 58
13. Gambar proses penelitian ............................................................................... 60
14. Gambar jenis-jenis grinder ............................................................................. 62
15. Gambar teknik tampak depan ........................................................................ 63
16. Gambar teknik tampak samping .................................................................... 64
17. Gambar teknik hopper ................................................................................... 65
18. Gambar teknik rotator ................................................................................... 66
19. Gambar teknik stator ..................................................................................... 67
20. Gambar teknik kerangka alat ......................................................................... 68
viii
Universitas Sumatera Utara