PENGERINGAN BIJI COKELAT

DENGAN CABINET DRYER

BERKAPASITAS 1800 kg/jam

Oleh :

Vera Ernawati (6103007061)

Dosen : Ir. Rulianto Utomo, MP

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA

SURABAYA

2009

BAB 1

PENDAHULUAN

Ketersediaan buah kakao yang ada di Indonesia belum dapat

dimanfaatkan secara optimal oleh kaum petani, produsen, baik industri kecil,

menengah dan sedang, serta masyarakat yang berada pada jalur produksi cokelat.

Padahal biji cokelat di Indonesia memiliki beberapa keunggulan. Sebagian besar

jenis cokelat yang ditanam adalah Criollo. Cokelat merupakan sumber devisa

terbesar ketiga perkebunan mencapai US$701 juta pada tahun 2002 (Siregar

dkk,2005). Cita rasa cokelat setara dengan cokelat Ghana yang well-fermented.

Selain itu, cokelat tidak mudah leleh sehingga cocok untuk blending (Sunanto,

2005). Sejauh ini, pengendalian proses pengolahan biji cokelat juga masih belum

optimal. Salah satu penyebabnya adalah minimalnya pengetahuan tentang tahap-

tahap proses pengolahan biji cokelat dan pengendalian faktor-faktor proses

pengolahan bagi kaum petani, kaum produsen dan masyarakat. Pengeringan

merupakan salah satu faktor yang penting dalam menentukan mutu cokelat, di

samping proses pemanenannya. Mutu biji cokelat ditentukan dari kadar airnya.

Biasanya kapasitas pengeringan biji cokelat adalah 1800 kg tiap jam untuk 30

karung, yang masing-masing berisi 300 kg biji kakao ( Siregar, 2005).

Biji kakao yang masuk ke dalam pengeringan adalah biji kakao yang

sudah terfermentasi. Kadar air biji kakao tersebut masih tinggi 68%, sehingga

memberikan peluang yang besar untuk cepat membusuk akibat adanya

pertumbuhan mikroorganisme. Oleh karena itu, dengan adanya pengeringan,

dapat mengurangi kadar air dalam biji. Kadar air biji yang diharapkan setelah

pengeringan adalah 6%, yang bertujuan untuk memudahkan pelepasan nibs dari

kulitnya, juga mencegah agar tidak ditumbuhi oleh mikroorganisme pembusuk

sehingga dapat memperpanjang umur simpan.

Pengeringan buah kakao terbagi menjadi dua yaitu sun drying dan

artificial drying. Sun drying memerlukan sinar matahari sebagai sumber energi,

sumber panas dan sinar ultraviolet. Pengeringan ini dilakukan secara terbuka,

membutuhkan hembusan angin yang besar dari udara sehingga pengeringan

berlangsung lambat. Pengeringan ini mampu menghasilkan warna biji kakao

mengkilap, sedangkan pada artificial drying tidak. Namun, pengeringan secara

terbuka menyebabkan rawan kontaminasi dari udara, debu dan kerikil dari

lingkungan sekitar.Selain itu, pengeringan ini dilakukan hanya jika cuaca

memungkinkan. Jika tidak, menggunakan artificial drying. Pengeringan buatan

(artificial drying) menggunakan bahan bakar. Prinsip kerjanya adalah pemanasan

secara konduksi (penghantaran panas) atau konveksi (pengaliran panas) yang

bertujuan untuk mengurangi kadar air bahan pangan, berbentuk solid . Salah

satunya adalah cabinet dryer. Pada cabinet dryer, pemanasan dilakukan secara

konveksi dan konduksi. Secara konveksi, digunakan aliran udara kering yang

dihembuskan. Secara konduksi, digunakan sejumlah tray (wadah penampung biji)

secara bertingkat. Cabinet dryer dengan tipe tray dryer, dilengkapi dengan fan

untuk menggerakkan arah udara kering sehingga alirannya merata dalam

chamber. Sistem pengering ini menggunakan udara pengering sebagai medium

pemanas biji kakao, ditambahkan air boiler untuk memanaskan udara yang

masuk ke dalam sistem pengering dan juga menghembuskan udara dari luar.

Bahan bakar yang digunakan adalah solar. Komponen-komponen yang menyusun

cabinet dryer tersebut, disesuaikan dengan kapasitas biji kakao yang masuk dan

juga diperhitungkan efisiensi dari sistem pengering tersebut. Oleh karena itu, juga

diperlukan perhitungan berapa bahan bakar yang diperlukan untuk menyalakan

boiler dan fan. Selain itu, juga diperlukan generator sebagai tenaga listrik

cadangan.

Rumusan Masalah

Berapa daya yang dibutuhkan pada cabinet dryer untuk mengeringkan biji kakao

dengan kapasitas 1800 kg per jam?

Berapakan solar yang dibutuhkan sebagai bahan bakar untuk mengeringkan biji

kakao tersebut?

Tujuan Masalah

Dari uraian di atas, tujuan pembuatan makalah adalah untuk mengetahui berapa

daya dan solar yang dibutuhkan pada cabinet dryer.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Buah Kakao

Menurut Benson dalam Minifie (1970), klasifikasi buah kakao

adalah sebagai berikut:

Devisio : Spermatophyta

Sub devisio : Angiospermae

Class : Dicotyledon

Ordo : Malvales

Familia : Sterculiaceae

Species : Theobroma cacao L.

Varietas biji kakao terdiri dari Criollo dan Forastero. Varietas

Criollo berasal dari Amerika Tengah, sedangkan Forastero berasal dari

Amerika Selatan. Warna buah kakao varietas Criollo adalah merah dan

kuning, sedangkan warna biji putih dan ungu muda dengan rasa lebih khas

dan aroma yang lebih baik daripada varietas Forastero. Pada Forastero,

buah berwarna kuning. Bijinya berwarna ungu tua dan aroma tidak terlalu

menyengat tetapi rasanya agak pahit. Menurut Siregar (2005), berdasarkan

mutunya, biji kakao digolongkan sebagai berikut:

Mutu Biji Ciri-ciri

A Warna biji merah cokelat merata

Biji berbentuk bulat utuh

B Warna biji merah cokelat tidak merata

Biji berbentuk bulat tidak utuh

C Warna biji merah cokelat tidak merata

Biji gepeng dan keriput

G Biji pecah dan terbelah

Z Warna biji hitam

Ada bekas serangan penyakit dan tikus

Agar layak untuk diperdagangkan, dijualbelikan dan

disebarluaskan ke masyarakat, biji kakao harus memenuhi standar mutu biji

kakao, yang ditetapkan oleh Departemen Perdagangan dalam Susanto

(1994), meliputi:

a. Syarat Umum

Karakteristik Syarat

Kadar air % (b/b) maksimum 7.50

Biji berbau asap, abnormal dan berbau asing Tidak ada

Serangga hidup Tidak ada

Kadar biji pecah dan ataupun pecahan

Biji dan atau pecaha kulit % (b/b) maksimum 3

Kadar benda-benda asing % (b/b) maksimum 0

b. Syarat Khusus

KarakteristikPersyaratan Maksimum

Mutu I Mutu II

Kadar biji berkapang (%) 3 4

Kadar biji tidak terfermentasi (%)

1. slaty/ putih kotor/ ungu muda 3 8

2. ungu 10 30

Kadar biji berserangga, pipih dan berkecambah (%) 3 6

2.2. Pengeringan

Pengeringan bertujuan untuk memperpanjang umur simpan dengan

cara mengurangi kadar air untuk mencegah tidak ditumbuhi oleh

mikroorganisme pembusuk. Dalam proses pengeringan dilakukan

pengaturan terhadap suhu, kelembaban (humidity) dan aliran udara.

Perubahan kadar air dalam bahan pangan disebabkan oleh perubahan energi

dalam sistem (Banwatt, 1981). Untuk itu, dilakukan perhitungan terhadap

neraca massa dan neraca energi untuk mencapai keseimbangan.

Menurut Banwatt (1981), alasan yang mendukung proses

pengeringan dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme adalah

untuk mempertahankan mutu produk terhadap perubahan fisik dan kimiawi

yang ditentukan oleh perubahan kadar air, mengurangi biaya penyimpanan,

pengemasan dan transportasi, untuk mempersiapkan produk kering yang

akan dilakukan pada tahap berikutnya, menghilangkan kadar air yang

ditambahkan akibat selama proses sebelumnya, memperpanjang umur

simpan dan memperbaiki kegagalan produk. Produk kering dapat

digunakan sebagai bahan tambahan dalam pembuatan produk baru.

Menurut Susanto(1994) tujuan pengeringan biji kakao adalah

menurunkan kadar air dari 60% menjadi 6%-7%. Ada beberapa cara

pengringan yakni dengan sinar matahai, dengan alat pengering dan

kombinasi keduanya. Pengeringan kombinasi yaitu pengeringan dengan

panas sinar matahari dan panas buatan. Cara ini lebih baik karena tidak

tergantung cuaca dan bahan bakar lebih sedikit. Pengeringan dengan sinar

matahari menjadikan mutu biji lebih baik yaitu menjadi mengkilap.

Caranya adalah biji ditebarkan di lantai penjemuran di bawah terik

matahari. Pengeringan ini membutuhkan tenaga kerja lebih banyak dan

sangat tergantung dengan cuaca. Pada metode Cadburry, jika cuaca tidak

memungkinkan dapat diganti dengan hembusan udara pada pengeringan

buatan yaitu: Vis-dryer, Cacao dryer, Samoan dryer dan Barico dryer.Pada

tahap awal dengan suhu lingkungan selama 72-80 jam dan diteruskan

dengan suhu udara 45-60˚C sampai biji kering. Lama pengeringan ini 7-8

jam sehari. Selama penjemuran dilakukan pembalikkan hamparan biji 1-2

jam sekali. Lama penjemuran dapat lebih dari 10 hari, tergantung dengan

cuaca dan lingkungan. Sedangkan dengan pengeringan buatan, dilakukan

oleh PT Perkebunan II selama 32 jam dan pembalikkan biji setiap 3 jam.

Pengeringan ini dengan menggunakan Barico dryer. Namun, bisa

digunakan dengan alat pengering lain, misalnya cabinet dryer. Lama

pengeringan tergantung dari jenis alat pengeringnya. Prinsip

pengeringannya menggunakan udara pengering sebagai medium panas

dalam menurunkan kadar air biji hingga 6% ( Siregar, 2005).

2.3. Cabinet Dryer

Cabinet dryer merupakan alat pengering yang menggunakan udara

panas dalam ruang tertutup (chamber). Ada dua tipe yaitu tray dryer dan

vacuum dryer. Vacuum dryer menggunakan pompa dalam penghembusan

udara, sedangkan pada tray dryer tidak menggunakan pompa (Singh,

2001). Kelemahan cabinet dryer adalah kurangnya pengontrolan aliran

udara yang bergerak sehingga bila aliran udara terlalu kencang,

menyebabkan aliran turbulen dalam chamber, yang menghambat

pengeringan produk bahan pangan. Produk yang sesuai dikeringkan

dengan alat ini adalah produk yang memiliki keseragaman yang tinggi,

misalnya biji cokelat dan apel. Kelebihannya adalah harga murah, karena

membutuhkan daya yang tidak terlalu tinggi ( Fellows,1990).

Komponen cabinet dryer adalah tray, boiler dan fan. Tray

disesuaikan dengan kapasitas jumlah, berat dan ukuran produk pangan.

Tray berfungsi sebagai wadah biji dalam proses pengeringan, yang disusun

bertingkat. Sedangkan boiler berfungsi sebagai pemanas udara atau

pengering udara dan penghembus udara kering yang akan digunakan dalam

pengeringan (Severn, 1954). Boiler memiliki medium pemanas berupa

steam. Kualitas steam yang digunakan adalah 90%, agar dapat

mengeringkan udara secara optimal yang dapat memenuhi kebutuhan

panas udara kering dalam pengeringan. Suhu steam yang digunakan adalah

120˚C (Sever, 1954). Suhu tersebut mampu menghasilkan kalor untuk

mengeringkan udara secara optimal. Pada 1 HP, boiler memiliki heating

surface sebesar 10 ft2 ( Banwatt, 1981). Sedangkan fan, berfungsi sebagai

pengatur arah aliran udara. Fan dengan tipe Vaneaxial fan mampu

menghembuskan udara 400-1000 fpm / ft2. Daya yang digunakan biasanya

25 Watt dengan diameter silinder = 18 cm (Arsdell,1973).

Dalam perhitungan neraca panas, dibutuhkan data-data yaitu panas

spesifik, panas latent, RH(%) dan suhu sehingga diperoleh hubungan

antara RH(%) udara dengan kadar air dalam bahan pangan pada grafik

psychrometric charts (Singh,2001). Hubungan tersebut menentukan

berapa panas masuk dan keluar yang setimbang. Selain itu, juga

menentukan panas yang hilang dalam proses pengeringan. Selain neraca

panas, juga dibutuhkan neraca massa untuk mengetahui keseimbangan

antara berapa produk yang masuk dengan berapa yang keluar serta berapa

uap air yang dilepaskan dalam proses. Ini berpengaruh juga pada

perubahan fraksi air dalam bahan pangan (Singh, 2001).

BAB 3

ISI

NERACA MASSA

Kapasitas bahan baku biji cokelat = 1800 kg / jam

Satuan perhitungan massa = kilogram

Satuan perhitungan waktu = jam

Neraca Massa Total: F = V + P

1800 = V + P

V = 1800 – P ...............................(1)

Neraca Massa Komponen Air :

F . xf = V . xv + P . xp

1800(0,68)= V(1) + P (0,06)

1224 = V + 0,06 P

1224 = 1800 – P + 0,06 P

0,84 P = 576

P = 612,77 kg

V = 1800 – 612,77 = 1187,23 kg

Masuk:

- Biji cokelat kadar air 68% = 1800 kg

Air = 1224 kg

Padatan kering = 576 kg

1800 kg

DRYINGF=1800kg k.a. = 68%

Pk.a. = 6%

V

Keluar:- Uap air = 1187,23 kg- Biji cokelat kadar air 6% = 612 ,77 kg

Air = 36,77 kg

Padatan kering = 576 kg

1800 kg

Asumsi: ma= 0,3 kg/s (Susanto, 1994)

Jumlah uap air = 1187,23 kg

Lama pengeringan= 1187,23 / 0,3 = 1,099 jam 1 jam

Jadi, kapasitas pengering biji cokelat = 1800 kg/jam

W2 pada 60˚C , RH=10% = 0,043 kg air/kg udara kering

w1 = 0,68/0,32 = 2,125 kg air/kg solid

w2 = 0,06/0,94 = 0,0638 kg air/kg solid

Asumsi: ma= 0,3 kg/s (Susanto, 1994)

= 1080 kg/jam

Ta1= Tp2 + 5 ˚C

( ma/mp) W2 + w1 = (ma/mp) W1 + w2

1080 (0,043) + 2,125 mp=1080 W1 + 0,0638 mp

46,44 + 2,0612 mp = 1080 W1 ............................(2)

Udara :

Panas laten (HL) pada 60˚C = 2609,6 – 251,13 = 2358,47 KJ/ kg

Suhu reference (To)= 0˚C (Singh, 2001)

Ha2 = Cs2 (60-To) + W2 (HL)

= (1,005+ {1,008 x0,043}) ( 60-0) + 0,043 x 2358,47

= 1,08584 x 60 +101,41921

= 166,5646 KJ/kg udara kering

DRYING

Udara kering 60˚C, RH= 10%, W2, ma

Biji cokelat 25˚C, mp, w1, k. a. = 68%

Udara kering RH= 70%, W1, Ta1

Biji cokelat, Tp2, mp, w2, k. a. = 6%

= 166,56 KJ/kg udara kering

Dari psychrometric charts (Singh, 2001) : Tp2= 40˚C

W1 = 0,056 kg air/kg udara kering

46,44+20,612 mp = 1080 (0,056)

20,612 mp = 60,48 - 46,44

mp= 6,8116 kg / jam = 6,81 kg/ jam

Ta1= 40˚C+5˚C= 45˚C

Panas laten (HL) pada 45˚C = 2583,2 – 188,45 = 2394,75 KJ/ kg

Ha1 = Cs1 (45-To) + W1 (HL)

= (1,005+ {1,008 x0,056}) ( 45-0) + 0,056 x 2394,75

= 1,12814 x 45 +134,106

= 184,8723 KJ/kg udara kering

= 184,87 KJ/kg udara kering

Panas spesifik biji kakao = 0,53 kkal/ (kg˚C) (Severn, 1954)

= 2,218 KJ/ (kg˚C) = 2,218 KJ/ (kg K)

Panas spesifik air 25˚C = 4,178 KJ/(kg˚C)

Panas spesifik air 40˚C = 4,175 KJ/(kg˚C)

(Singh, 2001)

Produk : Hp1= Cpp (Tp1-To) + w1 Cpw1(Tp1-To)

= 2,218 ( 25-0) + 2,125 (4,178 ) (25-0)

= 55,45 + 221,96

= 277,41 KJ/ kg solid kering

Hp2= Cpp (Tp2 – To) + w2 Cpw2 ( Tp2-To)

= 2,218 (40-0) + 0,0638 ( 4,175) (40-0)

= 88,72 + 10,65

= 99,37 KJ/ kg solid kering

NERACA PANAS

Satuan perhitungan panas = kilojoule

Satuan perhitungan waktu = jam

ma x Ha2 + mp x Hp1 = ma x Ha1 + mp x Hp2 +Qloss

(1080)(166,56) + (6,81)(277,41)= 1080 (184,87) + 6,81 (99,37)+ Qloss

179884,8000 + 1889,1621 = 199659,6000 + 676,7097 + Qloss

181773,9621 = 200336,2097 + Qloss

Qloss = -18562,13476 KJ

Masuk:

Entalpi udara masuk = ma x Ha2 = 1080 x 166,56 = 179884,8000 KJ

Entalpi produk awal = mp x Hp1= 6,81 x 277,41 = 1889,1621 KJ

181773,9621 KJ

Keluar:

Entalpi udara masuk = ma x Ha1 = 1080 x 184,87 = 199659,6000 KJ

Entalpi produk awal = mp x Hp2= 6,81 x 99,37 = 676,7097 KJ

Panas hilang (Qloss ) = - 18562,13476 KJ

181773,9621 KJ

Udara Pengering :

Steam : kualitas steam = 90%

Suhu 120˚C Hc= 503,71 KJ/kg ; Hv= 2706,3 KJ/kg

Hs = 0,1 (503,71) + 0,9 (2706,3)

= 50,371 + 2435,67 = 2486,041 KJ/kg

BOILERUdara luar 30˚C, RH = 80%Asumsi: ma1= 4400 kg/ jam

Udara 60˚C, RH = 10%ma2= 1080 kg/ jam

Steam condensat, ms = 0,3 kg /jam, Kualitas steam = 90%, Ts= 120 ˚C

Air hilang= 3 kg

Suhu 60˚C (Cp)Panas spesifik air pada suhu 60˚C = 4,181 KJ/(kg˚C)

Hc= Cp (∆T)= 4,181 (60-0)= 250,86 KJ/kg

Qs = ms (Hs-Hc) = 0,3 (2486,041-250,86)= 670,5543 KJ

Udara Masuk :

W1 pada 30˚C , RH=80% = 0,024 kg air/kg udara kering

Ha1= Cs1 (30-0) + W1 (HL)

= (1,005+{1,88x0,024})(30)+ (0,024)(2556,3-125,79)

= 1,05012 (30)+58,3324

= 89,8358 KJ/ kg udara kering

Entalpi udara masuk= ma1 x Ha1 = 4400 x 89,8358 = 395277,696 KJ

Udara Keluar :

W2 pada 60˚C , RH=10% = 0,043 kg air/kg udara kering

Ha2= Cs2 (60-0) + W2 (HL)

= (1,005+{1,88x0,043})(60)+ (0,043)(2609,6-251,13)

= 65,1504 + 101,4142

= 166,5646 KJ/ kg udara kering

Entalpi udara keluar = ma2 x Ha2 = 1080 x 166,5646 = 179889,7789 KJ

Air hilang :

Panas spesifik air 60˚C = 4,181 KJ/(kg˚C) (Singh,2001)

Entalpi air hilang = m (cp x ∆T + HL)

= 3 (4,181 x (60-0)+ (2609,6-251,13))

= 7827,99 KJ

Masuk:

Entalpi udara masuk = 395277,6960 KJ

Q suplai dari steam = 670,5543 KJ

395948,2503 KJ

Keluar:

Entalpi udara keluar = 179889,7789 KJ

Entalpi air hilang = 7827,99 KJ

Panas hilang = Qloss

187717,7689 KJ + Qloss

Panas masuk = panas keluar

395948,2503 KJ = 187717,7689 KJ + Qloss

Qloss = 208230,4814 KJ

Effisiensi = Qmasuk- Qloss x 100%

Qmasuk

= 395948,2503 – 208230,4814 x 100%

395948,2503

= 47,41%

Kebutuhan Listrik = Q suplai = 670,5543 = 1414,3731 KJ/jam

Effisiensi (%) 0,4741

= 0,392,88 KW=392,88 W

Fan:

Tipe = Vaneaxial fan

Jumlah= 3 buah

Diameter silinder = 18 cm

Velositas = 400-1000 fpm / ft2

Daya = 25 W

Total kebutuhan daya : 392,88 + 3 x25 = 467,88 W

Jadi, daya yang diperlukan untuk mengeringkan biji kakao adalah 467,88 W

Kebutuhan air :

Faktor evaporasi = (Hs-Hc) Btu/lbm

970,3

= (2486,041-250,86) KJ/kg x 1 Btu/lbm

970,3 x 2,3258 KJ/kg

= 0,99

Air yang dibutuhkan = 0,3 kg/jam x 0,99 x 0,2592 m 3 /jam

0,45359 kg/lbm x 1/jam

= 0,1698 m3/jam

Dalam 1 hari = 16 jam ( Susanto, 1994)= 0,1698 kg/jam x 16 = 2,7160 m3/hari

Jadi, untuk kebutuhan steam pada boiler, dibutuhkan air sebanyak 2,7160 m3/hari

Atau 2716 liter per hari

Kebutuhan solar:

Heating value solar = 19650 Btu/lb (Severn, 1954)

= 45703,7192 KJ/kg

mf = 0,3 (2486,041-250,86) = 0,0309 kg/jam =0,01766 m3/jam = 0,2825 m3/hari

0,4741 x 45703,7192

Jadi, kebutuhan solar per hari adalah 0,2825 m3 atau 282,5 liter

Boiler:

Menurut Severn (1954), dengan daya sebesar 1 HP, menghasilkan heating surface

sebesar 10 ft2

Daya = 0,39288 KW / (0,7457 KW/HP)= 0,526 HP

(0,526 HP/1HP) x 10 ft2 = 5,26 ft2

5,26 ft2 x 0,0929 m2/ft2 = 0,4887 m2 = 4887 cm2

Heating surface= 4887 cm2

Ukuran Boiler:

Panjang = 22,37 cm

Lebar = 38,75 cm

Tinggi = 25,80 cm

Spesifikasi Boiler:

Tipe= Fire Tupe Bioler

Heating Surface = 0,4887 m2

Kapasitas = 670,5543 KJ/ jam

Bentuk = silinder

Bahan= stainless steal

Bahan bakar= minyak solar

Rate bahan bakar= 0,01766 m3/jam

Jumlah= 1 buah

Tray

Ukuran: panjang= 40 cm ; lebar = 100 cm; tebal= 3 cm

Jumlah = 6 buah

Kapasitas tray = @ 300 kg biji kakao

Bahan = kayu

boiler

100 cm

185 cm

40 cm18 cm

Ukuran Cabinet Dryer – tipe Tray dryer =

Panjang = 40 cm

Lebar = 100 cm

tinggi = 185 cm

PEMBAHASAN

Tujuan pengeringan adalah mengawetkan biji cokelat dengan cara

menurunkan kadar air dari 68% menjadi 6%. Dengan kadar air yang sedikit itu,

diharapkan mikroorganisme tidak tumbuh dalam biji cokelat, yang menyebabkan

tidak timbulnya flavor dan aroma cokelat akibat proses fermentasi berlangsung.

Umumnya jenis mikroorganisme yang tumbuh adalah kapang, dimana dapat

tumbuh dengan kadar air bahan sekitar 10%. Oleh karena itu, dilakukan

pengeringan. Pengeringan secara buatan (artificial), yakni dengan cabinet dryer,

mampu menurunkan kadar air hingga 6%-7%. Sedangkan pengeringan terbuka

dengan sinar matahari (penjemuran), mampu menurunkan kadar air hingga 20-

25%. Kedua jenis pengeringan dilakukan secara bertahap. Tujuan penjemuran

dengan sinar matahari, selain menurunkan kadar air, adalah membunuh

mikroorganisme yang masih tertinggal di dalam biji dengan sinar ultraviolet dari

sinar matahari dan mendapatkan biji cokelat yang mengkilap serta aroma yang

lebih menonjol, karena pengeringan ini juga menggunakan hembusan angin yang

kencang dari luar. Hembusan angin tersebut meratakan suhu di dalam biji dan

aerasi yang cukup sehingga diperoleh warna cokelat yang mengkilap pada biji.

Namun, pengeringan ini tergantung dengan cuaca dan lingkungan

Pada pengeringan secara buatan, digunakan dengan cabinet dryer.

Tujuannya adalah menurunkan kadar air hingga 6% sehingga mencegah

tumbuhnya kapang yang membusukkan bakteri serta memperpanjang umur

simpan. Selain itu, alat ini dilengkapi dengan penghembus udara kering dari luar,

yaitu boiler, sehingga dapat menggantikan hembusan udara dari luar.

Biji cokelat kering disimpan lebih tahan lama. Pengeringan kadar air 6%

bertujuan agar aroma dan flavor yang dihasilkan maksimal dari biji cokelat

sehingga dapat diolah lebih lanjut dalam pembuatan berbagai produk olahan

cokelat. Jika kadar air yang kurang dari 6%, biji cokelat mudah hancur karena

kekokohan biji berkurang untuk menahan adanya benturan, sehingga tidak dapat

diperoleh mutu biji yang baik. Mutu biji cokelat kering adalah biji yang rapuh

tetapi masih mampu menahan adanya tekanan fisik dari luar, untuk menjaga

bentuk fisik biji yang utuh.

Pengeringan dengan cabinet dryer. Pengeringan ini menggunakan aliran

udara panas secara tertutup. Tipe tray dryer tidak menggunakan pompa sehingga

aliran udara yang dihasilkan tidak terlalu keras. Hembusan udara terlalu keras

dapat mematahkan kulit dan memecahkan bentuk fisik biji sehingga biji cokelat

yang diperoleh setelah pengeringan tidak utuh lagi. Menurut Susanto (1994),

udara panas yang digunakan 60˚C dengan kecepatan alirnya 0,3 kg/s. Aliran

kecepatan ini konstan karena untuk mencegah timbulnya aliran yang turbulen,

dimana arah aliran udara dalam chamber tidak beraturan yang menyebabkan

pengeringan berjalan tidak maksimal. Suhu yang digunakan tidak terlalu tinggi

agar tidak terjadi penyusutan berat yang terlalu banyak, mencegah kerusakan

aroma dan flavor, mencegah biji berasap dan mencegah kehilangan banyak nutrisi

dalam biji.

Cabinet dryer terdiri dari tray, boiler dan fan. Dalam cabinet dryer

tersusun atas 6 tray yang disusun secara bertingkat. Kapasitas tray ditentukan oleh

jumlah, berat dan ukuran biji kakao. Diameter biji kakao adalah 3 cm (Severn

1954), sehingga tiap 1 tray mampu menampung sekitar 133300 biji dengan

beratnya 300 kg.

Boiler berfungsi sebagai pemanas udara yang masuk dari luar dengan

RH=80% pada suhu kamar yaitu 30˚C, sekaligus menghembuskan udara kering

yang dihasilkan. Udara kering yang dihasilkan adalah suhu 60˚C dengan RH=

10%, karena jika RH lebih tinggi, udara kering tersebut mengandung lebih banyak

air sehingga tidak mampu menguapkan air dari produk pangan secara efektif.

Selain itu, suhu yang tinggi menurunkan RH (kelembaban relatif) udara itu

sendiri. Oleh karena itu, setelah menguapkan air dari dalam biji hingga 6%,

terjadi penurunan suhu dan peningkatan RH udara mencapai 70%. Penggunaan

boiler menggunakan bahan bakar berupa solar (Severn, 1954). Bahan bakar solar

yang digunakan bergantung pada jumlah kalor yang diperlukan oleh steam

sebagai medium pemanas udara. Untuk memperoleh steam dengan suhu 120˚C,

diperlukan air yang ditentukan banyaknya panas yang disuplai oleh steam. Oleh

karena itu, diperhitungkan total kebutuhan air dan bahan bakar yang diperlukan

serta daya yang dibutuhkan oleh boiler dalam sistem pengeringan. Effisiensi

boiler ditentukan dari banyaknya kalor yang dibutuhkan dengan kalor yang lepas

dalam mengeringkan udara. Effisiensinya sebesar 47,41%, menunjukkan bahwa

boiler tersebut bekerja efisien dalam mengeringkan biji cokelat hingga kadar

airnya 6%.

Fan berfungsi untuk mengatur arah dan sirkulasi udara panas dalam

chamber. Jumlah daya yang diperlukan untuk menggerakkan fan ditentukan oleh

ukuran diameter silinder dan jumlah fan yang dibutuhkan. Total kebutuhan daya

yang diperlukan ditentukan dari fan dan boiler adalah 467,88 W. Tipe vanexial fan

mampu mengubah aliran udara dari sisi satu ke sisi lain sehingga dapat

meneruskannya ke arah yang diinginkan dalam chamber.

Mekanisme pengeringan biji kakao ditentukan oleh banyaknya kalor dari

udara pengering dengan kadar air pada biji kakao. Keseimbangan tersebut

dibutuhkan dat-data panas spesifik, panas laten, kecepatan aliran udara dan

kecepatan aliran produksi, suhu, RH (%) udara dan kadar air pada bahan pangan.

Pelepasan kalor yang disebabkan oleh penguapan kadar air bahan, ditandai dengan

negati (-) karena ketika udara yang masuk ke biji cokelat terjadi penurunan suhu

dan penambahan kelembaban udara akibat membawa uap air dari biji cokelat,

yang melepas kalor. Oleh karena itu, Dalam neraca panas, jumlah panas yang

masuk sama dengan jumlah panas yang keluar untuk mencapai keseimbangan.

Waktu yang diperlukan dalam pengeringan ditentukan oleh berapa uap air yang

dilepas dan kecepatan udara pengering. Waktu yang diperlukan untuk

mengeringkan biji cokelat dengan 1800 kg adalah 1 jam.

BAB 4

KESIMPULAN

1. Total kebutuhan daya yang diperlukan sebesar 467,88 W

2. Total bahan bakar solar yang dibutuhkan untuk boiler adalah 0,01766

m 3 /jam

3. Total kebutuhan air yang diperlukan untuk steam dalam satu hari adalah

2716 liter per hari

4. Jumlah kalor yang masuk dengan kalor yang dilepas harus sama dalam

neraca panas.

5. Dalam neraca massa, dapat diketahui berapa produk yang masuk dan

berapa produk yang dihasilkan serta berapa uap air yang dilepaskan

6. Effisiensi pengeringan biji cokelat yang berkapasitas 1800 kg jam dengan

cabinet dryer sebesar 47,41%

DAFTAR PUSTAKA

Arsdell, Wallace. 1973. Food Dehydration. Connecticut: The Avi Publishing

Company, Inc.

Banwatt, George. 1981. Basic Food Microbiology. Connecticut: The Avi

Publishing Company, Inc.

Fellows, P. 1990. Food Processing Technology Principles and Practice. New

York : Ellis Horwood.

Severn, W. 1954. Steam, Air and Gas Powder. New York: John Willey and Sons,

Inc.

Singh, Paul. 2001. Introduction to Food Enginering. New Jersey: Academic

Press.

Siregar, Tumpal. 2005. Budidaya, Pengolahan dan Pemasaran Cokelat. Jakarta:

Penebar Swadaya

Sunanto, Hatta. 2005. Cokelat : Budidaya, Pengolahan Hasil dan Aspek

Ekonominya. Yogyakarta : Kanisius.

Susanto, F. X. 1994. Tanaman Kakao. Yogyakarta: Kanisius