kinerja mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horisontal

19
36 PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011 Pelita Perkebunan 2011, 27(1), 3654 Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal Performance of a Horizontal Triple Cylinder Type Pulping Machine Sukrisno Widyotomo 1*) , H. Ahmad 2) , S.T. Soekarno 2) dan Sri-Mulato 1) Ringkasan Salah satu tahapan penting dalam proses pengolahan kopi dengan metode basah adalah pengupasan kulit buah kopi segar (pulping). Mesin pengupas kulit buah kopi segar tipe silinder tunggal horisontal merupakan tipe mesin yang banyak beredar di pasaran. Salah satu kelemahan mesin tersebut antara lain masih banyak diperoleh biji pecah. Biji pecah merupakan salah satu cacat mutu dari biji kopi. Rancangbangun dan uji coba mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe silinder ganda horisontal telah dilakukan oleh Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia. Kinerja mesin untuk proses pengupasan kopi Robusta menunjukkan persentase biji pecah yang tinggi, yaitu 12,621,4%. Pengembangan mesin pengupas telah dilakukan oleh Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia dengan merancangbangun dan melakukan uji coba mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horizontal. Uji coba kinerja mesin dilakukan terhadap buah kopi basah Robusta matang berkadar air 6065% (basis basah); dikelompokkan dalam 3 tingkatan ukuran, yaitu campuran, kecil dan sedang serta telah terpisah dari benda-benda logam dan asing lainnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi operasional terbaik diperoleh untuk proses pengupasan buah kopi campuran. Pada kecepatan putar 1.400 rpm diperoleh kapasitas kerja 6.340 kg/jam dengan persentase biji utuh 55,5%; biji pecah 3,66%; biji di kulit 1%; konsumsi bahan bakar 1,2 L/jam dan konsumsi air 1,2 L/jam. Summary Pulping is one important step in wet coffee processing method. Pulping process usually uses a machine which constructed by wood or metal materials. A horizontal single cylinder type of fresh coffee cherries pulping machine is the most popular machine in coffee processing. One of the weaknesses of a horizontal single cylinder type of fresh coffee cherries pulping machine is higher in broken beans. Broken bean is one of mayor aspects in defect system that contribute to low quality. Indonesian Coffee and Cocoa Research Institute has designed and tested a horizontal double cylinder type of fresh coffee cherries pulping machine which resulted in 12.621.4% of broken beans. To reduce per- centage of broken beans, Indonesian Coffee and Cocoa Research Institute has developed and tested a horizontal triple cylinder type of fresh coffee cherries pulping machine. Material tested was fresh mature Robusta coffee cherries, 6065% (wet basis) moisture content; and has been classified in 3 levels i.e. Naskah diterima (received) :1 Maret 2010, disetujui (accepted) : 12 Oktober 2010 1). Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jl. PB. Sudirman No. 90, Jember, Indonesia. 2). Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember, Jl. Kalimantan, Tegalboto, Jember, Indonesia. *) Alamat penulis (Corresponding Author) : [email protected] ICCRI

Upload: klementius-silalahi

Post on 08-Apr-2016

82 views

Category:

Documents


17 download

DESCRIPTION

Analisa kinerja

TRANSCRIPT

Page 1: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

36

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Widyotomo et al.Pelita Perkebunan 2011, 27(1), 36—54

Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi BasahTipe Tiga Silinder Horisontal

Performance of a Horizontal Triple Cylinder Type Pulping Machine

Sukrisno Widyotomo1*), H. Ahmad2), S.T. Soekarno2) dan Sri-Mulato1)

Ringkasan

Salah satu tahapan penting dalam proses pengolahan kopi dengan metodebasah adalah pengupasan kulit buah kopi segar (pulping). Mesin pengupas kulitbuah kopi segar tipe silinder tunggal horisontal merupakan tipe mesin yang banyakberedar di pasaran. Salah satu kelemahan mesin tersebut antara lain masih banyakdiperoleh biji pecah. Biji pecah merupakan salah satu cacat mutu dari biji kopi.Rancangbangun dan uji coba mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe silinderganda horisontal telah dilakukan oleh Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia.Kinerja mesin untuk proses pengupasan kopi Robusta menunjukkan persentasebiji pecah yang tinggi, yaitu 12,6—21,4%. Pengembangan mesin pengupas telahdilakukan oleh Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia dengan merancangbangundan melakukan uji coba mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinderhorizontal. Uji coba kinerja mesin dilakukan terhadap buah kopi basah Robustamatang berkadar air 60—65% (basis basah); dikelompokkan dalam 3 tingkatanukuran, yaitu campuran, kecil dan sedang serta telah terpisah dari benda-bendalogam dan asing lainnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi operasionalterbaik diperoleh untuk proses pengupasan buah kopi campuran. Pada kecepatanputar 1.400 rpm diperoleh kapasitas kerja 6.340 kg/jam dengan persentase bijiutuh 55,5%; biji pecah 3,66%; biji di kulit 1%; konsumsi bahan bakar 1,2 L/jamdan konsumsi air 1,2 L/jam.

Summary

Pulping is one important step in wet coffee processing method. Pulpingprocess usually uses a machine which constructed by wood or metal materials.A horizontal single cylinder type of fresh coffee cherries pulping machine isthe most popular machine in coffee processing. One of the weaknesses ofa horizontal single cylinder type of fresh coffee cherries pulping machine is higherin broken beans. Broken bean is one of mayor aspects in defect system thatcontribute to low quality. Indonesian Coffee and Cocoa Research Institute hasdesigned and tested a horizontal double cylinder type of fresh coffee cherriespulping machine which resulted in 12.6—21.4% of broken beans. To reduce per-centage of broken beans, Indonesian Coffee and Cocoa Research Institute hasdeveloped and tested a horizontal triple cylinder type of fresh coffee cherriespulping machine. Material tested was fresh mature Robusta coffee cherries,60—65% (wet basis) moisture content; and has been classified in 3 levels i.e.

Naskah diterima (received) :1 Maret 2010, disetujui (accepted) : 12 Oktober 2010

1). Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jl. PB. Sudirman No. 90, Jember, Indonesia.

2). Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember, Jl. Kalimantan, Tegalboto, Jember, Indonesia.

*) Alamat penulis (Corresponding Author) : [email protected]

ICCR

I

Page 2: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

37

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Kinerja mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horizontal

unsorted, small and medium, and clean from metal and foreign materials. Theresult showed that the machine produced 6,340 kg/h in optimal capacity for opera-tional conditions, 1400 rpm rotor rotation speed for unsorted coffee cherries withcomposition 55.5% whole parchment coffee, 3.66% broken beans, and 1% beansin wet skin.

Key words : coffee, pulp, pulper, cylinder, quality.

PENDAHULUAN

Pengupasan kulit buah kopi basah(pulping) merupakan salah satu tahapan prosesyang membedakan antara pengolahan kopisecara basah dengan kering. Pada pengolahanbasah, buah kopi yang telah mencapai tingkatkematangan optimal harus segera dikupas dandipisahkan dari bagian biji berkulit cangkangatau kopi HS, sedangkan pada pengolahankering, buah kopi hasil panen segeradikeringkan sampai diperoleh kadar air antara12—13%. Umumnya, proses pengupasan kulitbuah kopi basah yang digerakkan dengansumber tenaga manual maupun motor bakardibantu dengan sejumlah air. Pemisahan kulitbuah dari komponen biji berkulit cangkangberlangsung di dalam celah antara permukaansilinder yang berputar (rotor), dan permukaanplat yang diam (stator). Rotor memilikipermukaan yang bertonjolan (buble plate) dandibuat dari bahan logam lunak jenis tembaga(Widyotomo et al., 2009; Sri-Mulato et al.,2006; Wintgens, 2004).

Pengupas kulit buah yang umumdigunakan oleh petani kopi Arabika di In-donesia adalah pengupas kulit buah mekanistipe silinder tunggal horizontal dengan tenagapenggerak manual (hand pulper) ataudigerakkan oleh sebuah motor bakar berdaya4—5 HP (Sri-Mulato et al., 1999; Ismayadi,1999). Keuntungan dari penggunaan mesintipe tersebut antara lain daya penggerakrelatif rendah, mesin memiliki ukuran yangrelatif kecil dan konstruksi yang relatifsederhana sehingga akan memudahkan petanisaat operasional dan perawatannya. Beberapakelemahan dari mesin tipe tersebut antara lain

persentase buah tidak terkupas, kulitterikut biji dan biji pecah masih relatiftinggi (Widyotomo et al., 2009). Mburu(1995) menyarankan dilakukan pemisah-an buah kopi sebelum pengolahan.Namun, kegiatan tersebut akanberdampak pada bertambah panjangnyawaktu proses dan peningkatan biayaproses baik dari aspek penyediaan alatdan mesin maupun tenaga kerjanya.

Palisu (2004) melaporkan bahwapengupasan kulit buah kopi denganmenggunakan poros pengupas berbentukpersegi enam dan jarak celah 3 mm akanmemberikan hasil pengupasan yanglebih baik jika dibandingkan dengan caraditumbuk. Sri-Mulato et al. (2006)melaporkan bahwa jika digerakkansecara manual, mesin mampu ber-operasi dengan kapasitas kerja 80—100kg/jam, sedangkan jika digerakkan olehsebuah motor bakar 4—5 HP akanmampu menghasilkan kapasitas kerja200—300 kg/jam. Amelia et al. (1998)melaporkan bahwa pe-ngupasan kulitbuah kopi Arabika berukuran 7—9 mmdengan jarak celah kurang dari 3 mmakan diperoleh 60% buah kopiterkelupas, dan jumlah biji pecah tidaklebih dari 1%.

Perkebunan kopi skala besarmenekan tingkat kehilangan hasil padatahapan proses pengupasan kulit buahkopi dengan menerapkan mesinpengupas kulit buah kopi Arabika tipesilinder ganda. Mesin tersebut dapatmenekan jumlah buah tidak terkupas dan

ICCR

I

Page 3: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

38

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Widyotomo et al.

biji pecah dengan mengatur jarak celahrotor dan stator yang berbeda antarasilinder pertama dengan silinder kedua.Beberapa kelemahan dari mesin tersebutantara lain memiliki kapasitas kerja yangbesar (1000–4000 kg/jam), membutuhkandaya penggerak relatif besar (20–28 HP),mesin memiliki ukuran dan konstruksi yangrelatif besar dan rumit sehingga sulit untukdapat diterapkan pada pekebun kopi rakyat(Widyotomo et al., 2009). Selain itu,mesin didisain hanya dapat digunakanuntuk pengupasan kulit buah kopi Arabika(Sri-Mulato et al., 2006).

Lebih dari 80% kopi Indonesiamerupakan kopi Robusta yang dihasilkandari perkebunan rakyat. Sebagai salah satuupaya meningkatkan mutu kopi rakyatmelalui penerapan metode dan saranapengolahan yang tepat agar diperolehproduk bermutu tinggi dan konsisten, PusatPenelitian Kopi dan Kakao Indonesia telahberhasil merancangbangun dan mengujimesin pengupas kulit buah kopi basah tipesilinder tunggal dan silinder ganda. BPMA(2006) melaporkan bahwa hasil pengujianmesin pengupas kulit buah kopi Arabikatipe silinder tunggal dengan kapasitas kerja1483 kg/jam diperoleh 77,8% berupa kopiHS utuh; 1,9% buah kopi tidak terkupas;0,3% biji kopi pecah; 1,3% kopi HSterikut kulit; dan 20% serpihan kulit terikutkopi HS. Lebih lanjut Widyotomo et al.(2009) melaporkan bahwa hasil pengujianmesin pengupas kulit buah kopi tipesilinder ganda horisontal dengan kapasitaskerja 420 kg Robusta/jam diperoleh53,08% kopi HS utuh; 16,92% biji kopipecah; dan 30% kopi HS terikut serpihankulit.

Pengembangan rancangbangun mesinpengupas telah dilakukan oleh PusatPenelitian Kopi dan Kakao Indonesiadengan menambah jumlah silinder

pengupas menjadi tiga buah. Tujuannyaadalah untuk meningkatkan persentasebuah terkupas dan menekan serendahmungkin jumlah biji cacat akibat perlakuanmekanis. Disain mesin dengan jumlahsilinder pengupas 3 unit yang diperuntuk-kan khusus untuk proses pengupasan buahkopi Robusta masih belum banyakdikembangkan. Penelitian ini bertujuanuntuk mengetahui kinerja mesin tersebut,dan menentukan kondisi operasional op-timal yang dapat dijadikan pedoman bakudalam penggunaan mesin tersebut padaskala aplikasi di lapangan.

BAHAN DAN METODE

Penelitian dilaksanakan di Labora-torium Teknologi Pengolahan Hasil danRekayasa Alat dan Mesin Pengolahan Kopidan Kakao, Pusat Penelitian Kopi danKakao Indonesia, Jember, Jawa Timur.

Bahan yang digunakan dalampenelitian ini adalah buah kopi Robustamatang yang diperoleh dari KebunPercobaan Kaliwining, Pusat PenelitianKopi dan Kakao Indonesia di Jember padaketinggian tempat 45 m dpl., dengan tipeiklim D (Schmidt—Ferguson). Kadar airbuah kopi antara 60–65% (basis basah);komposisi ukuran buah terdiri dari 50,8%buah tertahan pada ayakan berdiameter15 mm, 32% pada ayakan berdiameter10 mm, dan 16,6% lolos ayakanberdiameter 10 mm; densitas kamba 690—695 kg/m3, dan telah terpisah dari benda-benda asing lainnya.

Peralatan dan mesin yang digunakanadalah sebuah mesin pengupas kulit buahkopi tipe tiga silinder horizontal dengantenaga penggerak sebuah motor bakar daya5,5 HP, alat ukur kecepatan putar (tacho-meter) TECPEL 1501 dan sebuah mesinsortasi biji kopi tipe meja getar berkapasitas

ICCR

I

Page 4: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

39

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Kinerja mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horizontal

kerja 1200 kg/jam dengan tenagapenggerak sebuah motor listrik 1 HP(Widyotomo & Sri-Mulato, 2005).

Deskripsi Mesin

Buah kopi Robusta matang diumpan-kan ke dalam silinder pengupas melaluicorong pengumpan (Gambar 1) denganlaju pengumpanan antara 1000—1100 kgbuah kopi/jam. Jarak antara rotor danstator pada level pertama, kedua dan ketigaterlebih dahulu diatur agar produkpengupasan memberikan hasil baik denganme-minimalkan persentase biji pecah.Tahap pertama, pengupasan kulit buahterjadi di dalam ruang celah antara silinderpengupas (rotor) dan plat tetap (stator) (4).Pada tahap ini buah kopi dengan ukurandiameter lebih besar dari jarak antara rotordan stator akan terkupas, sedangkan bijikopi HS basah dan buah kopi denganukuran diameter lebih kecil akan lolos.Pada tahap kedua, aliran air akanmempercepat laju aliran biji kopi HS basahdan buah kopi yang belum terkupas kedalam celah antara rotor dan stator levelberikutnya. Pascapengupasan, kulit buahakan terpisah dari biji basah dan keluarmelalui corong keluaran kulit yang terletakdi bagian bawah silinder pengupas (16),sedangkan biji kopi HS basah akan keluarmelalui corong keluaran hasil yang terletakdi bagian depan silinder pengupas levelketiga (7).

Mesin pengupas kulit buah kopi tipetiga silinder horizontal memiliki ukurandimensi panjang, lebar dan tinggi masing-masing 1440 mm, 1200 mm dan 1510 mm.Empat bagian penting dari mesin ini adalahunit pengupas (4), tenaga penggerak (13),sistem transmisi (11, 12), dan rangka (15).Unit pengupas merupakan komponenterpenting dari mesin pengupas kulit buahkopi tipe tiga silinder horizontal yang

terdiri dari silinder berputar dan plat diam.Mekanisme kerja pengupasan kulit buahkopi serupa dengan proses pengguntingan,namun karena permukaan buah yang bulatdan licin dengan bantuan aliran air, makapengguntingan hanya terjadi padakomponen kulit buah yang memiliki sifatlunak. Silinder pertama dibuat dari bahanpipa baja dan pada bagian selimut dilapisilembaran plat dengan permukaanbertonjolan (buble plate) yang dibuat daribahan tembaga. Silinder pengupas memilikiukuran dimensi panjang, dan diametermasing-masing 620 mm, dan 170 mm (8,9, 10). Plat diam dibuat dari bahan pipabaja dan membentuk seperempat lingkaran.Pada permukaan dalam dilapisi lembarankaret dengan lebar 620 mm dan tebal10 mm. Jarak renggang rotor dan statormudah diatur dengan jarak maksimum9 mm. Mesin pengupas kulit buah kopitipe tiga silinder horizontal dilengkapidengan dua buah corong keluaran produkpengupasan, yaitu corong 1 yangmerupakan jalur keluaran produkpengupasan berupa kopi HS basah (7),dan corong 2 merupakan jalur keluaranberupa kulit buah (16).

Tenaga penggerak yang digunakanuntuk memutar silinder pengupas adalahsebuah motor bakar berbahan bakar so-lar berdaya 16 HP dan putaran maksimum2200 rpm (13). Sistem transmisi yangdigunakan adalah puli dan sabuk karet V.Untuk memudahkan operator mengaktifkantenaga penggerak, dan menekan slipputaran, maka digunakan sistem pulipenegang. Rangka dibuat dari besi bajaprofil persegi yang berfungsi untukmenopang alat pengupas dan tenagapenggeraknya.

Pelaksanaan penelitian uji kinerjamesin pengupas kulit buah kopi basah tipetiga silinder horizontal ditampilkan pada

ICCR

I

Page 5: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

40

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Widyotomo et al.

Gambar 1. Sketsa pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horizontal (tampak samping).

Figure 1. Design of a horizontal triple cylinder type coffee pulper (side view).

Keterangan (Notes) :1. Corong pengumpan (hopper) 10. Silinder pengupas ketiga (third pulping cylinder)2. As pendorong (prod axle) 11. Puli dan sabuk karet V unit pengupas (pully and V belt3. Pintu dorong (sliding plate) for pulping unit)4. Unit pengupas pertama (first step pulping unit) 12. Puli dan sabuk karet V tenaga penggerak (pully and V belt5. Unit pengupas kedua (second step pulping unit) for power supply unit)6. Unit pengupas ketiga (third step pulping unit) 13. Tenaga penggerak (power supply)7. Corong keluaran biji HS (outlet unit of wet parchment 14. Rumah mesin pengupas (housing of pulping machine)

coffee) 15. Rangka mesin pengupas (beam of pulping machine)8. Silinder pengupas pertama (first pulping cylinder) 16. Corong keluaran kulit (outlet unit of wet cherries skin)9. Silinder pengupas kedua (second pulping cylinder)

Y : tinggi mesin (height of machine), dan X : lebar mesin (width of machine)

1

5

7

15

10

8

16

13

12

X

Y

2

34

6

9

11

14

ICCR

I

Page 6: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

41

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Kinerja mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horizontal

Buah kopi RobustaRobusta coffee cherries

Tanpa sortasi ukuranUnsize grading

Sortasi ukuranSize grading

Kadar airMoisture content

PengupasanPulping process

PengupasanPulping process

PengupasanPulping process

Kecepatan putar silinderCylinder rotation speed

1400 rpm, 1600 rpm, 1800 rpm

Ukuran buahSize coffee cherry

AnalisisAnalysis

Kapasitas kerjaWork capacity

Karakteristik hasilProduct characteristic

Konsumsi bahan bakar[fuel consumption]

mm15 mm1510

Keterangan (note) : = diameter

Gambar 2. Urutan percobaan pengupasan kulit buah dan parameter yang diukur.

Figure 2. Pulping test procedure and the experimental parameters measured.

Buah kopi RobustaRobusta coffee cherries

Kadar air Moisture content

Tanpa sortasi ukuranUnsize-grading

Sortasi ukuranSize grading

Pengupasan Pulping process

Pengupasan Pulping process

Pengupasan Pulping process

AnalisisAnalysis

Kapasitas kerjaWork capacity

Karakteristik hasil Product characteristic

Konsumsi bahan bakar Fuel consumptior

Kecepatan putar silinderCylinder rotation speed

1400 rpm, 1600 rpm,1800 rpm

Ukuran buah kopi Size coffee cherries

mmmmIC

CRI

Page 7: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

42

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Widyotomo et al.

Gambar 2. Sebelum proses pengupasanbuah kopi yang belum terpilah (campuran)dan telah terpilah (Widyotomo & Sri-Mulato, 2005), putaran silinder pengupasdiatur sedemikian sesuai dengan tarafperlakuan yang telah ditentukan. Analisisteknis meliputi persentase setiap komposisiatau bagian buah kopi hasil pengupasandan kinerja pengupasan.

Perlakuan

Pelaksanaan penelitian menggunakanrancangan acak lengkap faktorial antaraparameter kecepatan putar silinderhorisontal, dan ukuran buah kopi.Perlakuan kecepatan putar silinder hori-zontal yang digunakan terdiri dari tigatingkatan, yaitu 1400 rpm, 1600 rpm, dan1800 rpm. Sedangkan perlakuan ukuranbuah kopi Robusta terdiri dari tigatingkatan, yaitu tanpa sortasi (50,8% buahtertahan pada ayakan berdiameter 15 mm,32% buah tertahan pada ayakan ber-diameter 10 mm dan 16,6% buah lolosayakan berdiameter 10 mm), buah kopiyang tertahan pada ayakan berdiameter15 mm, dan buah kopi yang tertahan padaayakan berdiameter 10 mm. Ulangan untukmasing-masing perlakuan dilakukansebanyak tiga kali.

Pengukuran

Parameter yang diukur meliputi waktuoperasional, berat bahan yang diumpankan,berat bahan yang dihasilkan dari setiapperlakuan, distribusi fraksi bahan daricorong keluaran, konsumsi bahan bakar,dan putaran silinder pengupas. Putaranporos tenaga penggerak diukur denganmenggunakan alat ukur putaran (tacho-meter), sedangkan pengkelasan (grading)buah kopi berdasarkan ukuran diperolehdengan menggunakan mesin sortasi biji

kopi tipe meja getar (Widyotomo et al.,2005).

Analisis Teknis

Kinerja mesin pengupas kulit buahkopi tipe tiga silinder horizontal untukpengupasan kulit buah kopi Robusta diukurdari beberapa aspek teknis. Kapasitas kerja(Kp) dihitung berdasarkan perbandinganberat buah kopi basah yang akan dikupaskulit buahnya (kg) terhadap waktupengupasan (jam). Parameter pentinguntuk menentukan fraksi bahan hasilpengupasan adalah persentase biji kopi HSbasah yang dihasilkan, persentase bijipecah, persentase serpihan kulit terikutbiji, persentase biji terikut serpihan kulit,dan persentase buah kopi tidak terkupas.Persentase biji kopi HS basah (HS) dihitungberdasarkan perbandingan antara berat bijikopi HS basah yang keluar dari corongkeluaran biji kopi HS (kg) terhadap beratbuah kopi yang masuk pada corongpengumpan (kg). Persentase biji pecah(BP1) dihitung berdasakan perbandinganantara berat biji pecah dari corong keluarankopi HS (kg) terhadap berat produk daricorong keluaran biji kopi HS (kg).Persentase serpihan kulit terikut biji (SK1)dihitung berdasarkan perbandingan antaraberat kulit dari corong keluaran kopiHS (kg) terhadap berat produk dari corongkeluaran kopi HS (kg). Persentase bijiterikut kulit (BK1) dihitung berdasarkanperbandingan antara berat biji dari corongkeluaran kulit (kg) terhadap berat produkdari corong keluaran kulit (kg).

Konsumsi bahan bakar diukur secaravolumetrik dengan menghitung selisihvolume bahan bakar sebelum dan setelahproses pengupasan per satuan waktu(L/jam atau L/kg). Konsumsi air diukursecara volumetrik dengan menghitung

ICCR

I

Page 8: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

43

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Kinerja mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horizontal

volume air yang mengalir ke dalam unitpengupas selama proses pengupasan persatuan waktu (l/jam). Slip (S) yang terjadidalam sistem transmisi selama prosespengupasan kulit buah kopi dihitungdengan persamaan sebagai berikut :

Dalam hal ini S adalah slip, Ntp adalahputaran tenaga penggerak (rpm), Nsp adalahputaran silinder pengupas (%), Dtp adalahdiameter puli penggerak (mm), dan Dsp

adalah diameter puli yang digerakkan(mm). Sementara itu efisiensi penerusandaya (Epd) dihitung dengan menggunakanpersamaan sebagai berikut :

Dalam persamaan di bawah, Pmerupakan daya sesungguhnya yangdiperlukan (real power) oleh mesinpengupas untuk melakukan kerjapengupasan kulit buah dalam satuan beratdan waktu tertentu. Besarnya nilai P dapatdihitung dengan menggunakan persamaansebagai berikut:

Dalam hal ini n merupakan putaranmesin (rpm), T merupakan nilai torsi(N.m), dan merupakan efisiensi dayamesin (%).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Komposisi Biji Berkulit Cangkang danKulit Buah

Pemilahan komponen buah kopi basahsecara manual menghasilkan komponen bijikopi HS basah berselimut lendir dan kulit

buah basah seperti yang dilaporkan olehWidyotomo et al. (2009). Buah kopi ataukopi gelondong basah hasil panen memilikikadar air 60-65%, dan biji kopi masihterlindung oleh kulit buah, daging buah,lapisan lendir, kulit tanduk dan kulit ari(Sri-Mulato et al., 2006, Sivetz &Desrosier, 1979). Braham & Bressani(1979) melaporkan bahwa buah kopi terdiriatas 55,4% biji kopi pasar, 28,7% kulitbuah kering, 11,8% kulit cangkang, dansisanya sebesar 4,15% berupa lendir.Vincent (1989) melaporkan bahwadistribusi ukuran buah kopi matang adalah51% lebih besar dari 12 mm, 31% lebihbesar dari 11 mm, 16% lebih besar dari10 mm, dan 2% lebih besar dari 9 mm.

Kapasitas Kerja

Gambar 3 menampilkan nilai kapa-sitas kerja mesin pada kecepatan putarporos pengupas 1400-1800 rpm. Kinerjamesin pengupas sangat ditentukan olehtingkat kematangan buah, keseragamanukuran buah, jumlah air dan jarak renggangantara stator dengan rotor (Widyotomo &Sri-Mulato, 2004). Pengujian mesinpengupas kulit buah kopi basah tipesilinder ganda dengan bahan dan kecepatanputar poros pengupas yang sama diperolehkapasitas kerja terendah 372 kg/jam padaputaran poros pengupas 1400 rpm, dantertinggi 724 kg/jam pada putaran porospengupas 1800 rpm (Widyotomo et al.,2009). Selain kecepatan putar, luaspermukaan silinder pengupas dan jaraklintasan pengupasan merupakan faktor yangsangat menentukan kapasitas kerja mesin.Mesin pengupas tipe silinder gandamemiliki lintasan pengupasan dan luaspermukaan silinder pengupas yang lebihkecil jika dibandingkan dengan tipe tigasilinder. Namun demikian, kapasitas kerjamesin yang tinggi belum menjamin di-

P,kw = 6000

2 x.T.n

Epd = 100 %Daya tenaga penggerak, kW

P, kWX

%100.

..,% x

NDNDND

Stptp

spsptptp

ICCR

I

Page 9: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

44

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Widyotomo et al.

perolehnya kondisi operasional mesin yangterbaik karena kapasitas kerja yang tinggitidak berkorelasi positif terhadap efektivitaskerja mesin (Widyotomo et al., 2005).

Fraksi Bahan di Setiap CorongKeluaran

Hasil penelitian menunjukkan bahwapersentase kopi HS utuh tertinggi sebesar55,5% diperoleh pada pengupasan buahkopi ukuran kecil (S) dan campuran(unsorted) dengan kecepatan putar silinderpengupas 1400 rpm, sedangkan persentasekopi HS utuh terendah sebesar 54%diperoleh pada pengupasan buah kopiukuran sedang (M) dengan kecepatan putarsilinder pengupas 1800 rpm (Gambar 4).

Pengupasan kulit buah dengan meng-gunakan 3 buah silinder memberikanpersentase kopi utuh 0,7% lebih tinggi jikadibandingkan dengan pengupasan meng-gunakan 2 buah silinder (Widyotomoet al., 2009), dan serpihan kulit sebesar44,5—46% diperoleh dari corong keluarankulit buah. Mekanisme pengupasan buahdan pemisahan kulit buah dari komponenbiji dengan menggunakan mekanisme tigasilinder pengupas lebih baik jikadibandingkan dengan silinder ganda. Tigatingkatan jarak antara rotor dan statorternyata memberikan hasil yang baik padaproses pengupasan kulit buah danpemisahannya dari biji kopi. Buahberukuran besar akan terkupas padasilinder pertama, ukuran sedang di silinder

y = 2,647x + 2718

R2 = 0,8864

y = 2,9225x + 2145,9

R2 = 0,9154

y = 1,95x + 3380

R2 = 0,998

1200 1400 1600 1800 2000

Gambar 3. Kapasitas kerja mesin dari beberapa perlakuan pengupasan.

Figure 3. Work capacity of pulping machine from several pulping treatments.

8000

Kecepatan putar (rotation speed), rpm

7500

7000

6500

60001200 1400 1600 1800 2000

CampuranUnsorted

Y = 2.647x+2.718 R2 = 0.8864

Y = 2.9222x+2145.9 R2 = 0.9154

Y = 1.95x+3.380 R2 = 0.998

Kap

asitas

ker

ja,

kg/j

am (

Wor

k ca

paci

ty k

g/h)

Buah kecilSmall bean

Buah sedangMedium bean

ICCR

I

Page 10: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

45

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Kinerja mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horizontal

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

Biji (beans) Kulit(skin)

Biji (beans) Kulit(skin)

Biji (beans) Kulit(skin)

Unsorted S M

1400 rpm 1600 rpm 1800 rpm

Gambar 4. Persentase kopi HS utuh dan kulit buah dari beberapa perlakuan pengupasan.

Figure 4. Percentage of wet parchment coffee and wet skin coffee from several pulping treatments.

58

56

54

52

50

48

46

44

42

40Biji

BeansKulitSkin

BijiBeans

KulitSkin

BijiBeans

KulitSkin

%

Gambar 5. Persentase biji pecah dari beberapa perlakuan pengupasan.

Figure 5. Percentage of broken beans from several pulping treatments.

3

3,2

3,4

3,6

3,8

4

4,2

1400 1600 1800

Kecepatan putar (rotation speed), rpm

%

Unsorted S M

CampuranUnsorted

1400 rpm 1600 rpm 1800 rpm

1400 1600 18003

3,2

3,4

3,6

3,8

4

4,2

CampuranUnsorted

Kecepatan putar (rotation speed), rpm

Buah kecilSmall bean

Buah sedangMedium bean

Buah kecilSmall bean

Buah sedangMedium bean

ICCR

I

Page 11: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

46

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Widyotomo et al.

kedua dan ukuran kecil di silinder ketiga.

Gambar 5 menunjukkan bahwa per-sentase biji kopi pecah tertinggi sebesar4,1% diperoleh pada pengupasan buah kopiukuran sedang (M) dengan kecepatan putarsilinder pengupas 1600 rpm, sedangkanpersentase biji pecah terrendah sebesar3,2% diperoleh pada pengupasan buah kopiukuran kecil (S) dengan kecepatan putarsilinder pengupas yang sama. Padaperlakuan kecepatan putar poros silinderpengupas dan bahan baku yang sama,pengujian mesin pengupas kulit buah kopitipe silinder ganda diperoleh persentase.Biji kopi pecah 12,6-21,4% (Widyotomoet al., 2009). Tinggi rendahnya persentasebiji pecah selain disebabkan oleh sifat fisikbuah seperti ukuran, dan kekerasan(Wahyudi et al., 1999; Vincent, 1989),juga ditentukan oleh jarak renggang unitpengupas dan kecepatan putar silinderpengupas.

Gambar 6 A menunjukkan bahwa daricorong keluaran biji diperoleh persentasekulit terikut kopi HS tertinggi sebesar 6,4%diperoleh pada pengupasan buah kopicampuran (unsorted) dengan kecepatanputar silinder pengupas 1400 rpm,sedangkan persentase kulit terikut kopi HSterendah sebesar 4,3% diperoleh padapengupasan buah kopi ukuran sedang (M)dengan kecepatan putar silinder pengupas1800 rpm. Gambar 6B menunjukkan bahwapersentase biji terikut kulit tertinggi sebesar1,45% diperoleh pada pengupasan buahkopi ukuran kecil (S) dengan kecepatanputar silinder pengupas 1800 rpm,sedangkan persentase biji terikut kulitterendah sebesar 0,8% diperoleh padapengupasan buah kopi ukuran sedang (M)dengan kecepatan putar silinder pengupas1400 rpm. Widyotomo et al. (2009)melaporkan bahwa serpihan kulit buah kopiterikut biji 23,1—44,8% diperoleh dariproses pengupasan dengan mesin pengupas

kuit buah kopi tipe silinder ganda. Buahkopi dengan ukuran lebih kecil akanmemiliki persentase kulit buah yang lebihtinggi jika dibandingkan dengan buah kopiberukuran lebih besar. Kecepatan putarrotor yang tinggi akan membantu prosespengupasan kulit buah dari biji HS danmengarahkan kulit buah ke corong keluarankulit. Serpihan kulit buah kopi akan lebihmudah terpisah dan terlempar karena gayadorong yang dihasilkan oleh kecepatanputar rotor yang tinggi.

Persentase kopi HS utuh dan biji pecahserta serpihan kulit terikut biji yangdihasilkan dari proses pengupasan kulitbuah basah merupakan tiga komponenutama yang akan menentukan pemilihankondisi optimal operasional mesin(Widyotomo et al., 2009). Henderson &Perry (1976) melaporkan bahwa kinerjasuatu mesin pengecilan ukuran suatu bahanditentukan oleh kapasitas, ukuran danbentuk bahan sebelum dan sesudah prosesserta kisaran ukuran dan bentuk akhirnya.Kapasitas kerja mesin yang tinggi belummenjamin diperolehnya kondisi operasionalmesin yang terbaik karena kapasitas kerjayang tinggi tidak berkorelasi positifterhadap keefektifan kerja mesin(Widyotomo et al., 2005). Optimasi prosespengupasan ditentukan berdasarkan kondisioperasional mesin yang menghasilkanpersentase biji pecah, dan biji terikut kulitrelatif rendah.

Konsumsi Air

Air merupakan media yang sangatdiperlukan dalam proses pengupasan danpemisahan kulit buah kopi secara basah.Pada beberapa perkebunan besar,pengolahan kopi secara basah membutuhanair dalam jumlah besar untuk kegiatanpemilahan, pengupasan dan pencucian bijikopi berkulit cangkang. Sri-Mulato et al.

ICCR

I

Page 12: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

47

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Kinerja mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horizontal

A

1400 1600 1800

Kecepatan putar (rotation speed), rpm

Unsorted S M

B

0,71400 1600 1800

Kecepatan putar (rotation speed), rpm

Unsorted S M

Gambar 6. Persentase (A) kulit terikut biji dan (B) biji terikut kulit dari beberapa perlakuan pengupasankulit buah kopi.

Figure 6. Percentage of (A) wet cherries skin into wet parchments coffee, and (B) wet beans into wetcherries skin from several pulping treatments.

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

1,5

1,4

1,3

1,2

1,1

1

0,9

0,8

1400 1600 1800

Kecepatan putar (rotation speed), rpm

CampuranUnsorted

1600 1800

Kecepatan putar (rotation speed), rpm

CampuranUnsorted

%%

B

A

Buah kecilSmall bean

Buah kecilSmall bean

Buah sedangMedium bean

Buah sedangMedium bean

ICCR

I

Page 13: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

48

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Widyotomo et al.

(2005) melaporkan bahwa prosespengolahan kopi secara basah mem-butuhkan 7—9 m3 air/ton biji kopi. Hasilpengujian mesin pengupas kulit buah kopitipe tiga silinder datar horisontal menunjuk-kan bahwa proses pengupasan kulit buahkopi pada kecepatan putar 1400—1800 rpmmembutuhkan air sebanyak 1,2—1,46 L/jam (Gambar 7). Pada kecepatan putar1400 rpm., konsumsi air untuk prosespengupasan buah berukuran campuran,sedang dan kecil masing-masing 1,28 L/jam; 1,36 L/jam dan 1,2 L/jam. Gradienlaju konsumsi air untuk buah kopiberukuran sedang lebih tinggi jikadibandingkan dengan buah kopi berukuran

kecil.

Konsumsi Bahan Bakar

Konsumsi bahan bakar berkaitandengan sejumlah daya yang telahdikeluarkan oleh alat dan mesin untukmelakukan suatu kerja dalam kurun waktutertentu. Semakin besar daya yangdikeluarkan, maka sumber energi yangdibutuhkan akan semakin besar(Widyotomo & Sri-Mulato, 2004).Henderson & Perry (1976) melaporkanbahwa perubahan ukuran partikelberdampak pada jumlah energi yangdiperlukan dalam proses pengecilan

Gambar 7. Konsumsi air untuk proses pengupasan.

Figure 7 . Machine water consumption from several pulping treatments.

CampuranUnsorted

y = 0,0003x + 1,0067R2 = 0,9868

y = 0,0004x + 0,69R2 = 0,9897

y = 0,0006x + 0,3667R2 = 0,9908

1200 1400 1600 1800 2000

Kecepatan putar (rotation speed), rpm

1.10

1200

1.15

1.20

1.25

1.30

1.35

1.40

1.45

1.50

1400 1600 1800 2000

Kon

sum

si a

ir L

/jam

(w

ater

con

sum

ptio

n L/

h) Y =0.0003X + 1.0067

R2 = 0.9868

Y =0.0004X + 0.69

R2 = 0.9897

Y =0.0006X + 0.3667

R2 = 0.9908

Buah kecilSmall bean

Buah sedangMedium bean

ICCR

I

Page 14: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

49

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Kinerja mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horizontal

y = 3E-05x + 1,1566R2 = 0,9321

y = 4E-05x + 1,1508R2 = 0,9195

y = 3E-05x + 1,1591R2 = 0,9155

Gambar 8. Konsumsi bahan bakar dari beberapa perlakuan pengupasan.

Figure 8. Machine fuel consumption from several pulping treatments.

1.195

1.2

1200

1.205

1.21

1.215

1.22

1400 1600

Kon

sum

si b

ahan

bak

ar L

/jam

(fu

el c

onsu

mpt

ion

L/h)

1800

Kecepatan putar (rotation speed), rpm

ukuran. Energi yang diperlukan untukmengecilkan suatu bahan sebanding dengandimensi partikel hasil pengecilan ukurandan dimensi yang sama dari partikel semulapangkat jumlah tahapan pengecilan. Hasilpengukuran proses pengupasan kulit buahkopi basah menunjukkan bahwa konsumsibahan bakar tertinggi 1,22 L/jamdiperlukan untuk pengupasan kulit buahkopi basah ukuran kecil pada putaransilinder pengupas 1800 rpm, sedangkankonsumsi bahan bakar terendah 1,2 L/jamdiperlukan untuk pengupasan kulit buahkopi basah ukuran sedang pada putaransilinder pengupas 1400 rpm (Gambar 8).Widyotomo et al. (2005; 2009) melaporkanbahwa konsumsi bahan bakar akan semakinmeningkat dengan semakin tingginyajumlah putaran poros tenaga penggerak persatuan waktu. BPMA (2006) melaporkanbahwa hasil pengujian mesin pengupas kulitbuah kopi Arabika tipe silinder tunggaldengan kapasitas kerja 1.483 kg/jam

diperoleh konsumsi bahan bakar 1,63L/jam. Widyotomo et al. (2009)melaporkan bahwa pengupasan kulit buahkopi basah ukuran kecil dengan mesinpengupas tipe silinder ganda pada putaransilinder pengupas 1800 rpm membutuhkanbahan bakar sebesar 1,63 L/jam,sedangkan pengupasan kulit buah kopibasah ukuran sedang pada putaran silinderpengupas 1400 rpm membutuhkan bahanbakar sebesar 1,11 L/jam.

Daya penggerak ditentukan olehbesarnya nilai putaran mesin (n), torsiyang dihasilkan oleh mesin (m) danefisiensi mesin (). Gambar 9 menunjuk-kan bahwa dengan semakin besar nilaiputaran silinder pengupas, maka daya yangdiperlukan semakin besar. Dengansemakin besar kapasitas kerja mesin, makaputaran poros tenaga penggerak diperlukanuntuk memutar poros slinder pengupasakan semakin tinggi. Konsumsi bahanbakar akan semakin meningkat dengan

CampuranUnsorted

Y =3E-05X + 1.1566

R2 = 0.9321

Y =4E-05X + 1.1508

R2 = 0.9195Y =3E-05

X + 1.1591

R2 = 0.9155

Buah sedangMedium bean

Buah kecilSmall bean

ICCR

I

Page 15: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

50

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Widyotomo et al.

y = 0,0026x + 0,4933R2 = 0,9969

y = 0,0027x + 0,3733R2 = 0,9981

y = 0,0029x - 0,09R2 = 0,9998

1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900

Gambar 9. Kebutuhan daya dari beberapa perlakuan pengupasan.

Figure 9. Power consumption from several pulping treatments.

Kecepatan putar (rotation speed), rpm

5.00

5.20

13003.80

4.00

4.20

4.40

4.60

4.80

1400 1500 1600 1700

Day

a (p

ower

)

1800 1900

CampuranUnsorted

semakin tingginya jumlah putaran porostenaga penggerak per satuan waktu.

Hasil penelitian menunjukkan bahwakebutuhan daya untuk proses pengupasankulit buah kopi ter tinggi 5,19 kWdiperlukan untuk mengupas buah kopiRobusta berukuran sedang atau M dengankecepatan putar silinder pengupas1800 rpm, sedangkan kebutuhan dayaterendah 4,01 kW diperlukan untukmengupas buah kopi Robusta ukurancampuran dengan kecepatan putar silinderpengupas 1400 rpm. BPMA (2006)melaporkan bahwa hasil pengujian mesinpengupas kulit buah kopi Arabika tipesilinder tunggal dengan kapasitas kerja1.483 kg/jam diperoleh kebutuhan dayasebesar 1,4 kW. Lebih lanjut Widyotomoet al. (2009) melaporkan bahwa prosespengupasan kulit buah kopi berukurankecil dengan mesin pengupas tipe silinderganda pada kecepatan putar 1800 rpmmembutuhkan daya 3,96 kW, sedangkan

untuk mengupas buah kopi Robustacampuran dengan kecepatan putar silinderpengupas 1400 rpm diperlukan dayasebesar 2,96 kW.

Penerusan daya merupakan salah satuparameter unjuk kerja yang berpengaruhterhadap kinerja mesin. Daya yangdihasilkan sumber tenaga penggerakditeruskan ke unit pengupas melalui suatusistem penerusan daya tertentu. Pemilihansistem transmisi yang tepat dapat menekankehilangan daya selama mesin beroperasi.Sistem penerusan daya yang digunakanpada mesin pengupas kulit buah kopi basahadalah pulley dan sabuk karet profil V.Keuntungan penggunaan sistem transmisitersebut antara lain mudah dan murahdalam hal perawatan maupun penggantiankomponen transmisi, dan yang lebihpenting adalah jika terjadi kemacetan prosesyang tiba-tiba, maka tidak akan langsungberdampak negatif, baik pada sumbertenaga penggerak maupun unit pe-

Y =0.0026X + 0.4933

R2 = 0.9969

Y =0.0027X + 0.3733

R2 = 0.9981

Y =0.0029X + 0.09

R2 = 0.9998

Buah kecilSmall bean

Buah sedangMedium bean

ICCR

I

Page 16: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

51

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Kinerja mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horizontal

Gambar 10. Slip (A) dan penerusan daya (B) mesin pengupas kulit buah dari beberapa perlakuan.

Figure 10. (A) slip, and (B) power transmission of machine from several pulping treatments.

A y = 0,0005x + 2,8867R2 = 0,9959

y = 0,0003x + 2,49R2 = 0,8176

y = 0,0007x + 1,3433R2 = 0,9996

1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900

3.2

3.4

3.6

3.8

%

3.0

2.8

2.6

2.4

2.2

2

B

y = -0,0007x + 98,657R2 = 0,9996

y = -0,0003x + 97,51R2 = 0,8176

y = -0,0005x + 97,113

R2 = 0,9959

1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900

97.0

97.2

97.4

97.6

97.9

1400 1700

%

1900

Kecepatan putar (rotation speed), rpm

CampuranUnsorted

96.8

96.6

96.4

96.21300 1500 1600 1800

Y =0.0005X + 2.8867

R2 = 0.9959

Y =0.0003X + 2.49

R2 = 0.8176

Y =0.0007X + 1.3433

R2 = 0.9996

Y =0.0003X + 97.51

R2 = 0.8176

Y =0.0007X + 98.657

R2 = 0.9996

Y =0.0005X + 97.113

R2 = 0.9959

Buah kecilSmall bean

Buah sedangMedium bean

ICCR

I

Page 17: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

52

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Widyotomo et al.

ngupasnya. Namun demikian, kelemahanpenggunaan sistem transmisi modelpulley dan sabuk karet profil V adalahseluruh daya tenaga penggerak tidak dapatditeruskan ke poros unit pengupas karenaadanya slip putaran. Slip dapat terjadikarena kurang kuatnya sabuk karetmengikat di pulley atau permukaan sabukkaret yang telah halus karena efek panasyang timbul selama proses berlangsung.Pemberian beban saat pengoperasian mesinternyata akan berdampak pada menurunnyajumlah putaran poros penggerak yangdisebabkan gesekan (friksi) antara bahandengan permukaan silinder pengupas, dangesekan antar bahan selama prosespengupasan berlangsung.

Hasil penelitian menunjukkan bahwaslip tertinggi sebesar 3,7% diperoleh padapengupasan buah kopi ukuran sedang atauM dengan kecepatan putar silinderpengupas 1800 rpm, sedangkan slipterendah sebesar 2,36% diperoleh padapengupasan buah kopi campuran dengankecepatan putar silinder pengupas1400 rpm (Gambar 10 A). Persentase

penerusan daya tertinggi sebesar 97,6%diperoleh pada pengupasan buah kopicampuran (unsorted) dengan kecepatanputar silinder pengupas 1400 rpm,sedangkan penerusan daya terrendahsebesar 96,3% diperoleh pada pengupasanbuah kopi ukuran medium atau M dengankecepatan putar silinder pengupas 1800rpm. Sri-Mulato et al. (2006) melaporkanbahwa buah kopi Robusta relatif lebih sulitdikupas daripada buah kopi Arabika karenakarakteristik kulit buahnya lebih keras dankandungan lendirnya lebih sedikit. Padaskala pengolahan yang besar di beberapaperkebunan besar nasional maupun swastasering digunakan mesin tipe Raung. BPMA(2006) melaporkan bahwa hasil pengujianmesin pengupas kulit buah kopi Arabikatipe silinder tunggal dengan kapasitas kerja1.483 kg/jam diperoleh efisiensi penerusandaya sebesar 95,76%. Lebih lanjutWidyotomo et al. (2009) melaporkanbahwa pada kecepatan putaran 1400-1800rpm, mesin pengupas kulit buah kopi tipesilinder ganda horisontal akan meng-hasilkan slip dan persentase penerusan

Tabel 1. Kinerja mesin pengupas kopi tipe tiga silinder

Table 1. Performance of a triple cylinder type coffee cherries pulping machine

rpm kg/jam % % % % L/h L/h

UkuranSize

PutaranSpeed

Kapasitas

Capacity

Kopiutuh

Whole bean

BijipecahBrokenbean

Biji dikulit

Beans in wet skin

Kulit dibiji

Wet skinin beans

BahanbakarFuelL/J

Air

Water

L/J

1400 6340 55.5 3.66 1 6.48  1.204 1.28

Unsorted 1600 6616.8 55.5 3.874 1.2 5.16 1.208 1.38

  1800 7509 55 3.905 1.4 4.73  1.218 1.45

  1400 6533.2 55 3.704 1.2 6.31  1.206 1.36

Small 1600 6734.4 55 3.259 1.4 4.77  1.210 1.4

  1800 7592 54.5 3.644 1.45 4.69  1.219 1.46

  1400 6120 55 3.687 0.8 6.28  1.200 1.2

Medium 1600 6480 54.5 4.136 1 4.48  1.203 1.34

  1800 6900 54 3,855 1,2 4.31  1.211 1.44

Campuran

Kecil

Sedang

ICCR

I

Page 18: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

53

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Kinerja mesin pengupas kulit buah kopi basah tipe tiga silinder horizontal

daya masing-masing sebesar 8-15% dan73-91%.

Penentuan kondisi operasional mesinterbaik perlu ditentukan agar dapatdijadikan acuan operator menggunakanmesin secara tepat. Kapasitas mesin yangtinggi tidak menjamin bahwa mesin tersebutbekerja pada kondisi yang terbaik.Beberapa parameter yang dapat digunakansebagai bahan pertimbangan penentuankondisi operasional terbaik adalah kapasitaskerja, persentase kopi HS utuh, persentasebiji pecah, persentase biji di kulit, dankonsumsi bahan bakar. Kondisi operasionalterbaik diperoleh untuk proses pengupasanbuah kopi campuran kecepatan putar 1.400rpm dengan kapasitas kerja 6.340 kg/jamdiperoleh persentase biji utuh 55,5%;persentase biji pecah 3,66%; persentasebiji di kulit 1%; konsumsi bahan bakar1,2 L/jam dan konsumsi air 1,2 L/jam(Tabel 1).

KESIMPULAN

Hasil pengujian mesin menunjukkanbahwa kondisi operasional terbaik diperolehuntuk proses pengupasan buah kopicampuran. Pada kecepatan putar 1.400rpm diperoleh kapasitas kerja 6.340 kg/jam dengan persentase biji utuh 55,5%;persentase biji pecah 3,66%; persentasebiji dikulit 1%; konsumsi bahan bakar1,2 L/jam dan konsumsi air 1,2 L/jam.

DAFTAR PUSTAKA

Amelia, I.; H. Siahaan & I. Palisu (1998).Studi Pengaruh Jarak Celah TerhadapKualitas Biji Kopi Pada MesinPengupas Biji Kopi. Skripsi. JurusanTeknik Mesin. Fakultas Teknik. Uni-versitas Kristen Petra. Surabaya.

BPMA (2006). Keterangan Hasil PengujianMesin Pengupas Buah Kopi. Balai

Pengujian Mutu Alat dan MesinPertanian. Departemen Pertanian.

Braham, J.E. & R. Bressani (1979). CoffeePulp : Compostion, Technology, andUtilization. Ottawa, Ont., IDRC.

Henderson, A.M. & R.L. Perry (1976).Agricultural Process Engineering.Second Edition. The AVI Publish-ing, Wesport, Connecticut.

Ismayadi, C. (1999). Pencegahan cacat citarasa dan kontaminasi jamur miko-toksigenik pada biji kopi. Warta PusatPenelitian Kopi dan Kakao, 15, 130-142.

Mburu, J.K. (1995). Notes on coffee pro-cessing procedures and their influ-ence on quality. Kenya Coffee, 60,2131-2136.

Palisu, I. (2004). Mesin Pengupas Biji Kopi.Skripsi. Jurusan Teknik Mesin. Uni-versitas Kristen Petra. Surabaya

Sivetz, M. & N.W. Desrosier (1979).Coffee Technology. The AVI Publ.Co. Westport, Connecticut. USA.

Sri-Mulato; O. Atmawinata; Yusianto;S. Widyotomo & Handaka (1999).Kajian penerapan pengolahan kopiarabika secara kelompok; studi kasusdi Kabupaten Aceh Tengah. WartaPusat Penelitian Kopi dan Kakao, 15,143-160.

Sri-Mulato; S. Widyotomo & E. Suharyanto(2006). Teknologi Proses danPengolahan Produk Primer danSekunder Kopi. Pusat Penelitian Kopidan Kakao Indonesia. Jember,Jawa Timur.

Wahyudi, T.; O. Atmawinata; C. Ismayadi& Sulistyowati (1999). Kajianpengolahan beberapa varietas kopiJawa pengaruhnya terhadap mutu.Pelita Perkebunan, 15, 56-67.

Widyotomo, S. & Sri-Mulato (2004). Kinerjamesin pengupas kulit kopi kering tipesilinder horisontal. Pelita Perkebunan,20, 75-96.

ICCR

I

Page 19: Kinerja Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah Tipe Tiga Silinder Horisontal

54

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 1, Edisi April 2011

Widyotomo et al.

Widyotomo, S.; Sri-Mulato & E. Suharyanto(2005). Kinerja mesin pemecah bijidan pemisah kulit kakao pascasangraitipe pisau putar. Pelita Perkebunan.21, 184-199.

Widyotomo, S.; Sri-Mulato; H. Ahmad &S.T. Soekarno (2009). Kinerjapengupas kulit buah kopi segar tipesilinder ganda horizontal. PelitaPerkebunan, 25, 55-75.

Widyotomo, S. & Sri-Mulato (2005). Kinerja

mesin sortasi biji kopi tipe meja getar.Pelita Perkebunan, 21, 55-72.

Vincent, G.C. (1989). Green Coffee Pro-cessing. In : R.J. Clarke & R.Macrae (Eds), Coffee Vol. II : Tech-nology. Elsevier Apll. Sci., Londonand New York.

Wintgens, J.N. (2004). Coffee : Growing,Processing, Sustainable Production.A guidebook for growers, processors,traders, and researchers. Wiley-VCHVerlag GmbH & Co. KGaA,Weinheim.

********IC

CRI