ringkasan iccriiccri.net/download/pelita perkebunan/vol 27 no 2 agustus 2011...a simple mathematic...

Pengembangan model matematik laju penurunan kafein dalam biji kopi dengan metode pelindian

109

PELITA PERKEBUNAN, Volume 27, Nomor 2, Edisi Agustus 2011

Pelita Perkebunan 27(2) 2011, 109-129

Naskah diterima (received) 24 Februari 2011, disetujui (accepted) 25 Maret 2011.1) Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jl. PB. Sudirman No. 90, Jember, Indonesia.*) Alamat penulis (Corresponding Author): [email protected]

Pengembangan Model Matematik Laju Penurunan Kafeindalam Biji Kopi dengan Metode Pelindian

Development of Mathematic Model for Coffee Decaffeination with Leaching Method

Sukrisno Widyotomo1*), Hadi K. Purwadaria2) dan Atjeng M. Syarief2)

Ringkasan

Model matematik sederhana untuk menggambarkan kinetika kafein selamaproses pelindian dalam biji kopi telah dikembangkan. Persamaan difusi pada kondisitak mantap (unsteady) yang berkaitan dengan persamaan perpindahan massamakroskopik untuk pelarut telah dikembangkan dan diselesaikan secara analitis.Kinetika pelindian kafein dari dalam biji kopi ditentukan oleh kadar kafein awal,kadar kafein akhir, kadar kafein pada waktu tertentu, koefisien perpindahan massa,volume pelarut, luas permukaan biji kopi, waktu proses, jari-jari biji kopi, lajupelarutan kafein, difusivitas kafein, konsentrasi pelarut, energi aktivasi, suhu dantetapan gas. Difusivitas massa internal kafein dapat diprediksi dari model untukdigunakan dengan menggunakan pelarut asam asetat dan limbah cair fermentasibiji kakao. Hasil penelitian menunjukkan bahwa persamaan yang terbentuk mampumenerangkan kinetika proses pelindian kafein dari biji kopi. Laju pelindian kafeindalam biji kopi dapat diprediksi dengan persamaan tertentu. Nilai difusivitas kafein(Dk) antara 1,345x10-7—4,1638x10-7 m2/detik, dan nilai koefisien perpindahan massa(kL) antara 2,445x10-5—5,551x10-5 m/detik dengan pelarut asam asetat tergantungpada suhu dan konsentrasi pelarut. Persamaan yang terbentuk untuk memprediksiwaktu pelindian senyawa kafein dari kondisi awal sampai konsentrasi tertentu dalambiji kopi telah diperoleh. Nilai difusivitas (Dk) dan koefisien perpindahan massa(kL) kafein yang diperoleh dari proses pelindian dengan menggunakan limbah cairfermentasi biji kakao masing-masing 1,591x10-7—2,122x10-7 m2/detik, dan 4,897x10-05—6,529x10-05 m/detik tergantung pada suhu dan konsentrasi pelarut.

Summary

A simple mathematic model for caffeine kinetic description during the ex-traction process (leaching) of coffee bean was developed. A non-steady diffusionequation coupled with a macroscopic mass transfer equation for solvent was deve-loped and them solved analytically. The kinetic of caffeine extraction from coffeebean is depend on initial caffeine content, final caffeine content, caffeine content atcertain time, mass-transfer coefficient, solvent volume, surface area of coffee beans,process time, radius of coffee bean, leaching rate of caffeine, caffeine diffusivityand a are constan, solvent concentration, activation energy, temperature absoluteand gas constant. Caffeine internal mass diffusivity was estimated by fitting themodel to an experiment using acetic acid and liquid waste of cocoa beans fermen-tation. The prediction equation for leaching rate of caffeine in coffee beans hasbeen found. It was found that Dk (m

2/sec)=1.345x10-7—4.1638x10-7, and kL (m/sec)=2.445x10-5—5.551x10-5 by acetic acid as solvent depended on temperature

ICCR

I

110


and solvent concentration. The prediction equation for length of time to reduceinitial caffeine content to certain concentration in coffee beans has been deve-loped, Caffeine diffusivity (Dk) and mass-transfer coefficient (kL) was found respec-tively 1.591x 10-7—2.122x10-7 m2/sec and 4.897x10-5—6.529x10-5 m/sec using liquidwaste of cocoa bean fermentation as solvent which depend on temperature andsolvent concentration.

Key words: Coffee, caffeine, decaffeination, leaching, mathematic model.

kakao dengan mutu yang baik (SNI 2323;2008), proses fermentasi akan menghasil-kan limbah cair yang didominasi olehsenyawa asam asetat sebanyak 20% b/b(Sri-Mulato, 2001). Reaksi dalam prosesfermentasi berbeda-beda tergantung padajenis gula yang digunakan dan produk yangdihasilkan. Mikroba memanfaatkansenyawa gula tersebut sebagai mediatumbuh sehingga lapisan pulpa teruraimenjadi cairan yang encer dan keluar lewatlubang-lubang di dasar dan dinding petifermentasi. Secara singkat, glukosa(C6H12O6) yang merupakan gula palingsederhana, melalui fermentasi akanmenghasilkan etanol (2C 2H5OH) danberlanjut menjadi asam asetat (CH3COOH)(Rohan, 1963). Potensi tersebut perludikelola dengan baik salah satunya denganmemanfaatkan limbah cair fermentasi bijikakao sebagai pelarut kafein dalam prosesdekafeinasi. Selain akan diperoleh mutuakhir yang baik, pemanfaatan limbah cairtersebut akan memberikan nilai tambah danmenekan dampak negatif terhadap ling-kungan (Purwadaria et al., 2007; 2008).

Prediksi laju dan waktu pelindiankafein yang tepat untuk mencapai per-syaratan kopi rendah kafein sesuai standarperdagangan yang telah ditetapkan sangatdiperlukan agar proses dapat dilakukansecara tepat dan efisien. Penelitian yangmembahas pengembangan model mate-matik untuk memprediksi laju dan waktupelindian kafein dari dalam biji kopi denganmenggunakan reaktor kolom tunggal belum

PENDAHULUAN

Pengembangan proses dekafeinasi bijikopi Robusta dalam reaktor kolom tunggalsecara intensif telah dilakukan oleh PusatPenelitian Kopi dan Kakao Indonesiamenggunakan pelarut air (Sri-Mulatoet al., 2004; Lestari, 2004), dan pelarutetil asetat teknis konsentrasi 10%(Widyotomo et al., 2009). Pelindian kafeindari dalam biji kopi ke senyawa pelarutberlangsung dengan mekanisme pelindian(leaching), yaitu proses perpindahansenyawa kafein dari dalam biji kopi kepelarut karena adanya pemicu berupaperbedaan konsentrasi dan kelarutansenyawa kafein yang terdapat di dalambiji kopi dengan pelarut (Brown, 1950;Treyball, 1980; Earley, 1983). Hasilpenelitian tersebut menunjukkan bahwalaju dan waktu pelindian kafein untukmencapai kadar kafein 0,3% ditentukanoleh suhu dan konsentrasi pelarut. Hal yangsama juga dilaporkan dari hasil penelitianKirk-Othmer (1998) dan Perva-Uzunalicet al. (2006).

Dengan semakin meningkatnyakepedulian konsumen kopi terhadapkesehatan, maka penggunaan pelarutorganik untuk proses dekafeinasi lebihdiutamakan. Asam asetat merupakan salahsatu senyawa organik yang dapat diguna-kan sebagai pelarut kafein dalam biji kopi.Asam asetat dalam jumlah yang cukupbanyak dapat diperoleh dari prosesfermentasi biji kakao. Selain diperoleh biji

ICCR

I


111


pernah dilakukan. Difusivitas senyawakafein dari matriks padatan biji kopi kepelarut merupakan salah satu parameteryang sangat menentukan laju dekafeinasi.Representasi matematika dari prosesdekafeinasi biji kopi masih sangat terbatasdan umumnya menggunakan solusianalitik hukum Fick kedua (Bichsel, 1979;Hulbert et al., 1998; Spiro & Selwood,1984; Udaya-Sankar et al., 1983). Padasistem fase tunggal, laju perpindahan massayang disebabkan adanya difusi molekulardijabarkan dalam hukum difusi Ficksebagaimana dijabarkan oleh Doran (1995),Crank (1975), Bichsel (1979), Hulbertet al. (1998), Spiro & Selwood (1984) danUdaya-Sankar et al. (1983). Difusimolekuler adalah perpindahan molekul darikomponen campuran yang dipengaruhiperbedaan konsentrasi dalam suatu sistemfluida. Sri-Mulato et al. (2004) melaporkanbahwa ukuran biji kopi tidak berpengaruhnyata terhadap laju pelindian kafein dalamreaktor kolom tunggal.

Tujuan penelitian ini adalah mengem-bangkan model matematik laju pelindiankafein dalam biji kopi dengan metodepelindian. Proses pelindian kafein dalamreaktor kolom tunggal berlangsung denganmekanisme pelindian (Widyotomo et al.,2009; Sri-Mulato et al., 2004; Geankoplis,1983). Senyawa pelarut yang digunakanuntuk pengembangan model matematikadalah asam asetat, dan untuk validasimodel matematik digunakan pelarut limbahcair fermentasi biji kakao. Hasil penelitianini diharapkan dapat digunakan sebagaiacuan operator untuk memprediksi waktupelindian yang tepat sehingga prosesdekafeinasi biji kopi dalam reaktor kolomtunggal dengan menggunakan pelarut asamasetat dan limbah cair fermentasi biji kakaoakan berlangsung efektif dan efisien.

Pendekatan Teori

Model perpindahan massa kafein daridalam biji kopi diturunkan berdasarkanbeberapa asumsi: 1) Biji kopi berbentukbulat (spherical) dan perpindahan massakafein terjadi sepanjang jari-jari (r),2) Perpindahan massa kafein terjadi hanyasecara difusi dari dalam ke permukaan bijikopi, 3) Sifat perpindahan massa kafeinyang terjadi diasumsikan seragam,4) Proses difusi dapat digambarkan denganmenggunakan hukum Fick dengandifusivitas efektif yang tetap, 5) Biji kopimemiliki sifat yang homogen dan selalupada kondisi mantap (steady).

Model matematik untuk ekstraksikafein harus meliputi perhitungan difusikafein di dalam biji, konveksi kafein padakondisi batas pelarut dan padatan dalamhal ini permukaan biji kopi, dan hubungankesetimbangan yang terjadi antarakonsentrasi kafein dalam biji kopi danpelarut (Espinoza-Perez et al., 2007).Solusi analitis untuk profil konsentrasikeadaan tak mantap cA (r, t) diperolehdengan teknik pemisahan variabel(Gambar 1). Rincian solusi analitik dalamkoordinat bundar adalah sebagai berikut(Crank, 1975; Saravacos & Maroulis, 2001;Welty et al., 2001) :

Di pusat buti r an bundar (r = 0),konsentrasinya adalah :

.1.

2122 /.

10

0

e

rR

cccc RtnD

n

n

AAs

AA k

(2)

22 /.

10

0 ...sin1.

21 RtnD

n

n

AAs

AA keR

rnnr

Rcccc

.....,2,1,0,0 nr (1)

.....,2,1,0,0 nr

ICCR

I

112


Laju pelindian kafein penguapan bahanpangan selama laju pengeringan menurundapat diprediksi dengan persamaan difusitak mantap. Setelah solusi analitik untukprofil konsentrasi diketahui, maka dapatdilakukan perhitungan laju pelindian kafeindan jumlah kumulatif pelindian kafein persatuan waktu. Laju pelindian kafein (WA)pada waktu ke-t adalah hasil kali fluks dipermukaan biji kopi (r = R), dan luaspermukaan biji kopi yang berbentuk bundar(Welty et al., 2001; Bird et al., 1960).

... (3)

Jumlah kumulatif kafein yangdilepaskan dari dalam biji kopi terhadapwaktu adalah integral dari laju pelindiankafein terhadap waktu.

..... (4)

Integrasi persamaan di atas akanmenghasilkan persamaan sebagai berikut(Anderson et al., 2003; Crank, 1975) :

... (5)

Geankoplis (1983) melaporkan bahwapersamaan untuk menentukan laju pelindian(leaching) adalah sebagai berikut:

..... (6)

Integrasi persamaan di atas dengankondisi batas t = 0 dan cA = cA0 sampaidengan t = t dan cA = cA adalah sebagaiberikut :

.... (7)

Gambar 1. Pelindian kafein dari dalam biji kopi.Figure 1. Caffeine removed from coffee bean.

Biji kopi (coffee bean)

cA0

r = 0, cA(r, 0) = cA0

r r

cA(r, 0) < cA0

r = R

Pelarut (solvent)cA �

cA0 = 0dcA/dc = 0

NA(R, t)

r = 0, cA(r, 0) = cA0

dcA/dc = 0r = RcA0 = 0

Biji kopiCoffee bean

cA(r, 0) < cA0PelarutSolventcAĄ = 0

NA(R, t)t = 0 t > 0

t

AA ttWtdcV0

)()(.

1

/...22

0

222

.1.6n

RtnD

AA

AAS kencc

cc

AApLA ccAk

dtdcV

0..

1

/...0

222

....8)(n

RtnDkAA

keDcRtW

tVAk

AA

AAS pLecccc ./.

0

ICCR

I


113


Persamaan (7) adalah bentuk sederhanadari Persamaan (5) dan akan terbuktimampu menggambarkan kinetika prosesekstraksi sistem padatan-cairan dalam halini larutan kafein-biji kopi dimana kafeinakan diekstrak dari biji kopi. Dalampersamaan 7, cAS adalah kadar kafein yangpada kondisi-t (%), cA adalah kadar kafeinyang diinginkan (0,1 atau 0,3%), cA0 adalahkadar kafein awal (%), kL adalah koefisienperpindahan massa (m/det), Ap adalah luaspermukaan (m2), V adalah volume pelarut(m3) dan t adalah waktu proses (detik).

Nilai laju pelindian kafein (kf) merupa-kan fungsi dari konsentrasi (c) dan suhupelarut (T) yang secara matematis dapatdinyatakan sebagai berikut :

(8)

Nilai difusivitas (Dk) dan koefisienperpindahan massa (kL) dapat dihitungdengan persamaan berikut,

(9)

(10)

BAHAN DAN METODE

Penelitian pengembangan modelmatematik laju pelindian senyawa kafeindalam reaktor kolom tunggal dilaksanakandi Laboratorium Teknik PengolahanPangan dan Hasil Pertanian, DepartemenTeknik Pertanian, Fakultas TeknologiPertanian, IPB. Pengujian dan validasimodel dilakukan di Laboratorium Pasca-panen, Pusat Penelitian Kopi dan KakaoIndonesia.

Bahan yang digunakan dalam pene-litian ini adalah biji kopi Robusta, asamasetat teknis, dan limbah cair fermentasibiji kakao. Biji kopi Robusta yangdigunakan berasal dari kebun percobaan

Kaliwining. Metode pengolahan yangditerapkan oleh Kebun PercobaanKaliwining adalah pengolahan keringdengan kadar air biji kering antara 13-14%, dan masuk dalam tingkat mutu IV(Tabel 1). Asam asetat teknis digunakansebagai pelarut kafein dalam prosesdekafeinasi untuk menentukan beberapanilai parameter dalam model matematikyang akan dikembangkan. Rancanganpercobaan yang digunakan adalahrancangan acak lengkap faktorial denganparameter perlakuan suhu dan konsentrasipelarut. Suhu pelarut divariasi dalam6 tingkatan, yaitu 50OC, 60OC, 70OC, 80OC,90OC dan 100OC. Konsentrasi asam asetatdivariasi dalam 5 tingkatan, yaitu 10%,30%, 50%, 80% dan 100%. Validasi modelmatematik yang telah dibangun dilakukandengan melakukan proses dekafeinasimenggunakan limbah cair fermentasi bijikakao. Limbah cair fermentasi biji kakaodiperoleh dari proses fermentasi biji kakaolindak. Satu siklus proses fermentasi bijikakao lindak dilakukan selama 5 hari dalampeti dangkal dengan proses pembalikandilakukan satu kali setelah 48 jam prosesfermentasi berlangsung. Limbah cairdiambil setelah proses fermentasi selesai.Hasil analisis laboratorium menunjukkanbahwa limbah cair fermentasi biji kakaomengadung senyawa asam asetat sebesar1,32% (v/v).

Alat yang digunakan dalam kegiatanpenelitian ini terdiri dari reaktor kolomtunggal dan beberapa alat pendukung.Reaktor kolom tunggal yang digunakandalam kegiatan penelitian ini merupakanhasil pengembangan dari hasil kegiatanpenelitian sebelumnya (Widyotomo et al.,2009). Reaktor dibuat dari bahan alu-minium tebal 2 mm dan memiliki ukurandiameter dan panjang masing-masing300 mm dan 1.200 mm. Ruang di dalamreaktor kolom tunggal dibagi dalam

)/(.. TREaaf

gecgk

)/(2

2

2

2

.... TREaafk

gecgrkrD

rDk k

L

ICCR

I

114


2 kompartemen. Kompartemen atas ber-fungsi menampung biji kopi yang akandiproses dengan ukuran dimensi panjangdan diameter masing-masing 350 mm dan300 mm. Kompartemen bawah berfungsiuntuk menampung air atau pelarut denganukuran dimensi panjang dan diametermasing-masing 800 mm dan 300 mm.Debit sirkulasi air yang mampu dihasilkanoleh pompa sebesar 1.550 L/jam. Sumberpanas yang digunakan untuk membangkit-kan panas selama proses pengukusan danpelarutan adalah kompor bertekananberbahan bakar LPG. Beberapa alatpendukung terdiri dari seperangkatkomputer untuk membangun modelmatematik dan optimasi proses dekafeinasi,data acquisition FLUKE dengan sensorNi-Cr Ni tipe K yang berfungsi sebagaipencatu suhu dilengkapi seperangkatkomputer dengan penyimpan data, dan lain-lain.

Kadar air, % b.b (w.b) 13 - 14 2 - 3Densitas kamba, kg/m3, 703 - 757 350 - 420

Volume, m3/biji (m3/bean) 6.55x10-8 - 2.21x10-7 -

Luas area, m2/biji (m2/bean) 7.85x10-5 – 1.77x10-4 -

Distribusi ukuran biji (size distribution of beans)

d < 5.5 mm, % 5.3 -

5.5 < d < 6.5 mm, % 26.9 -

6.5 < d < 7.5 mm, % 55.8 -

d > 7.5 mm, % 12 -

Kafein (caffeine), % b.k 2.28 2.20

pH 5.6 4.5

Parameter cita rasa (parameter of tastes)

Aroma - 3.5

Flavor - 3.5

Bitterness - 3.5

Body - 3.5

Apresiasi akhir - 3.5

Final appreciation

ParameterParameters

Kopi bijiCoffee beans

Kopi bubukCoffee powder

Tabel 1. Sifat fisik dan kimia bahan baku

Table 1. Physical and chemical properties of raw material

Pengembangan model matematik

Tahapan pelaksanaan penelitianpengembangan model matematik lajupenurunan kafein dalam biji kopi denganmetode pelindian ditampilkan padaGambar 2. Persamaan 7 digunakan sebagaidasar pengembangan model matematiktentang teori pelindian yang dijabarkan olehGeankoplis (1983). Tahap awal penelitianini adalah melakukan proses pengukusandan pelarutan senyawa kafein denganpelarut asam asetat pada perlakuan suhu50OC, 60OC, 70OC, 80OC, 90OC dan 100OC,dan perlakuan konsentrasi pelarut 10%,30%, 50%, 80% dan 100%. Prosesdekafeinasi diawali dengan tahappengukusan biji kopi selama 1,5 jamdengan media uap air. Contoh biji kopidari setiap perlakuan suhu dan konsentrasidengan waktu pelindian (t) dari beberapapelarut diambil setelah proses pelindian

ICCR

I


115


(a) (b)Gambar 2. Tahapan penelitian (a) pengambilan data, dan (b) pengembangan model.

Figure 2. Research stages (a) collecting data, and (b) model development.

Kotoran (waste)

Pengukusan dengan uap air (steaming process)

Sortasi (sortation)

Biji kopi(dried coffee beans)

Tentukan konsentrasi pelarut dan suhu proses(to determine temperature process and solvent concentration)

Biji kopi rendah kafein(decaffeinated coffee bean)

Ukur kadar air dan rerata diameter biji(to measure of moisture content and mean of beans diameter)

Masukan air dan biji kopi ke dalam reaktor(water and coffe beans loading into reactor)

Kadar air maksimum ?(Is it moisture content maximum?)

Belum (no)

Hitung waktu proses pengukusan(to calculate of steaming time)

Penggantian air dengan pelarut kafein(substitution water by solvent)

Pelarutan kafein (leaching process)

Kadar kafein (caffeine content) = 0,3% ?

Hitung waktu proses pelarutan(to calculate of leaching time)?

Sudah (yes)

Sudah (yes)

Belum (no)

Kembangkan model (model development)

Bahan dan peralatan (raw materials &

equipments)

Proses dekafeinasi(decaffeination process)

Masukan parameter (entering parameters)

Perhitungan t-0,3(calculating t-0,3)

Ukur suhu, kadar kafein, dll

(measuring temperature, caffeine content, etc)

Waktu proses prediksi (prediction of leaching

time)

Waktu proses observasi (observation

of leaching time)

MULAI(start)

SELESAI(stop)

Validasi (validation)

Analisis teknis (technical analysis)

Analisis teknis (technical analysis)

Biji kopiDried coffee beans

SortasiSortation

KotoranWaste

Ukur kadar air dan rerata diameter bijiTo measure of moisture content and mean of beans

diameter

Masukkan air dan biji kopi ke dalam reaktorWater and coffee beans loading into reactor

Pengukusan dengan uap airSteaming process

Belum (No)

Kadar air maksimum?Is it moisture content maximum?

Sudah (Yes)

Hitung waktu proses pengukusanTo calculate of steaming time

Tentukan konsentrasi pelarut dan suhu prosesTo determine temperature process and solvent

concentration

Sudah (Yes)

Belum (No)

Penggantian air dengan pelarut kafeinSubstitution water by solvent

Pelindian kafeinLeaching process

Kadar kafeinCaffeine content ” 0,3% ?

Hitung waktu proses pelindianTo calculate of leaching time?

Biji kopi rendah kafeinDecaffeinated coffee bean

MULAIStart

Kembangkan modelModel development

Masukan parameterEntering parameters

Perhitungan t-0,3

Calculating t-0,3

Waktu proses prediksiPrediction of leaching

time

Analisis teknisTechnical analysis

ValidasiValidation

SelesaiStop

Bahan dan peralatanRaw materials &

equipments

Proses dekafeinasiDecaffeination process

Ukur suhu, kadar kafein,dll

Measuring temperature,caffeine content, etc

Waktu proses observasiObservation of leaching

time

Analisis teknisTechnical analysis

ICCR

I

116


berlangsung selama dua jam, danselanjutnya pada setiap interval waktu satujam untuk dilakukan analisis. Analisis bijikopi dilakukan terhadap kadar kafein yangmasih tersisa di dalam biji kopi, dancitarasa yang meliputi sensori aroma,flavor, body dan bitterness.

Data kadar kafein yang diperoleh darisetiap perlakuan suhu dan konsentrasipelarut diplotkan dalam bentuk grafik.Untuk mendapatkan hubungan lajupelindian kafein terhadap suhu dankonsentrasi pelarut secara simultansebagaimana dijabarkan dalam Per-samaan 8, maka dilakukan analisis mutiregresi dengan membentuk persamaanberpangkat. Analisis multi regresi di-lakukan dengan menggunakan programSPSS (Statistical Product and ServiceSolution) untuk menentukan nilai konstantapada variabel suhu dan konsentrasi. Setelahdiperoleh nilai kf, maka dapat ditentukannilai konstanta g, a dan Ea/R. Pada nilaiAp/V yang tetap, maka dapat dihitungwaktu pelarutan (t0,3) yang diperlukan untukmemperoleh kadar kafein dalam biji kopisebesar 0,3%.

Nilai prediksi laju pelarutan (kf) danwaktu yang diperlukan untuk mencapaikadar kafein maksimum 0,3% (t0,3)divalidasi dengan cara membandingkannyadengan nilai hasil observasi dari tahappenelitian sebelumnya. Validasi modelyang telah dikembangkan dilakukan denganmenghitung nilai koefisien determinasi(R2). Nilai koefisien determinasi (R2)berkisar antara 0 dan 1. Apabila nilai R2

mendekati 1 berarti keandalan data prediksisemakin baik, dan model yang telahdikembangkan dinyatakan valid.

Rangkaian kegiatan penelitian berikut-nya adalah uji coba proses dekafeinasi bijikopi dengan pelarut limbah cair prosesfermentasi biji kakao. Tujuannya adalah

pengamatan dan pengukuran secaralangsung berdasarkan matrik perlakuanyang ditampilkan oleh software ResponseSurface Methodology (RSM). Waktupelindian kafein (t0,3) prediksi diperolehdari hasil perhitungan model matematikyang telah dibangun. Dengan meng-gunakan persamaan 9 dan 10 akan diperolehnilai kf, Dk dan kL untuk pelarut limbahcair fermentasi biji kakao. Persamaantersebut digunakan untuk membentukkurva laju pelindian kafein prediksi, dandibandingkan dengan kurva laju pelindiankafein observasi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Selama proses pelindian terjadi prosesperpindahan senyawa kafein yang terdapatdi dalam pori-pori menuju permukaan biji,dan terlepas dari biji yang kemudian terikutdalam pelarut. Proses tersebut berlangsungsecara difusi. Suhu dan konsentrasi pelarutmerupakan dua parameter yang sangatmenentukan tinggi rendahnya laju pelindiankafein dari dalam biji kopi. Gambar 4menunjukkan bahwa dengan semakin tinggisuhu dan konsentrasi asam asetat, lajupenurunan kafein akan semakin besar.

Foust (1959) melaporkan bahwadengan semakin tinggi suhu akan menurun-kan viskositasnya sehingga difusivitas akannaik. Dengan semakin tinggi difusivitaspelarut dan renggangnya pori-pori biji kopi,maka akan lebih mudah bagi pelarut untukmasuk ke dalam jaringan biji kopi sehinggakafein akan lebih mudah ikut terlarutkedalam pelarut untuk dikeluarkan daridalam biji kopi.

Laju pelindian kafein (kf) dihitung darigradien kurva waktu pelindian terhadaprasio kadar kafein. Gambar 5 menunjukkanhubungan antara kadar kafein (ln cA.R)konsentrasi pelarut (0, 10, 30, 50, 80 dan

ICCR

I


117


0

0.5

1

1.5

2

2.5

Kad

ar k

afei

n (C

afei

n co

nter

)

Gambar 4. Laju penurunan kafein dari perlakuan konsentrasi pelarut 10-100% dan suhu pelarut 50-100OC.

Figure 4. Decaffeination rate from 10-100% solvent concentrations, and 50-100OC solvent temperaturestreatment.

0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12

0 2 4 6 8 10

0 2 4 6 8 100 1 2 3 4 5 6 7 8

Kad

ar k

afei

n (c

affe

in c

onte

nt)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Kad

ar k

afei

n (c

affe

in c

onte

nt)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5K

adar

kaf

ein

(caf

fein

con

tent

)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Kad

ar k

afei

n (c

affe

in c

onte

nt)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Kad

ar k

afei

n (c

affe

in c

onte

nt)

Waktu, jamTime, hour





50OC 60OC

70OC80OC

90OC100OC

Konsentrasi pelarut,%Solvent concentration,%


20 40 60 80 100 20 40 60 80 100



20 40 60 80 100 20 40 60 80 100



20 40 60 80 100 20 40 60 80 100


0 2 4 6 8 10

Kad

ar k

afei

n (c

affe

in c

onte

nt)

0.5

1

1.5

2

2.5

0

ICCR

I

118


Suhu pelarut, 50OCSolvent temperature, 50OC

Waktu (time), Jam (hour)

0 2 4 6 8 10 12-7

-6.5

-6

-5.5

-5

-4.5

-4

Gambar 5. Hubungan antara waktu pelindian (t) terhadap kadar kafein (ln cA.R) dari beberapa konsentrasi

pelarut (0, 10, 30, 50, 80 dan 100%) dan pada suhu pelarut 50OC.

Figure 5. Relationship between caffeine content (ln cA.R) with leaching time (t) from several solvent

concentration (0, 10, 30, 50, 80 and 100%) and 50OC solvent temperature.

)/82,1041(01282,02

2

2

2

exp..4106,4.. Tfk CrkrD

)/82,1041(01282,0 exp..4106,4 Tf Ck

100%) pada suhu pelarut 50OC. Datatersebut mendiskripsikan pengaruh suhudan konsentrasi pelarut terhadap perubahankadar kafein di dalam biji kopi. Hasilpenelitian menunjukkan bahwa dalamnotasi positif, dengan semakin tinggi suhudan konsentrasi pelarut, maka nilai lajupelindian (kf) akan semakin besar. Notasinegatif pada nilai kf menunjukkan arahpeluruhan. Suhu pelarut menentukanthermal driving force. Makin tinggi suhupelarut, maka thermal driving forcenyaakan semakin besar. Kondisi tersebutmenyebabkan proses perpindahan panaske dalam biji kopi semakin cepat dan lajupelindian kafein semakin besar. Nilai lajuperpindahan kafein yang selalu negatifmenunjukkan bahwa terjadi prosesperpindahan senyawa kafein dari dalam

pori-pori biji kopi menuju permukaan bijidan ikut terlarut dalam senyawa pelarut.

Hasil analisis SPSS (Statistical Productand Service Solution) diperoleh persamaanuntuk menentukan nilai koefisien lajupelarutan sebagai berikut,

.......(11)

Nilai difusivitas kafein (Dk) dapatditentukan dengan persamaan berikut,

..(12)

Persamaan tersebut di atas menunjuk-kan bahwa hubungan konsentrasi pelarutterhadap nilai difusivitas kafein ditunjukkandengan pangkat positif. Perpindahan massa

Konsentrasi pelarut,%Solvent concentration,%20 40 60 80 100

Kad

ar k

afei

n (c

affe

in c

onte

nt)

ICCR

I


119


)(exp.4106,4).((((det) )/82,1041(01282,0

23,0TCrt

3,03,0ln))302,103319,3)(

0

1

A

AS

ccd

kafein atau difusivitas senyawa kafein akansemakin cepat dengan semakin tingginyakonsentrasi kafein di dalam biji kopi danmakin tingginya suhu pelarut. Sedangkanhubungan antara suhu dengan laju pelindiankafein mengikuti pola linier dengan nilaienergi aktivasi (Ea) sebesar 8,68 kJ/mol.

Gambar 6 menunjukkan grafik scat-ter plot nilai laju pelindian observasi(kf-obs) versus prediksi (kf-pred) selama prosesdekafeinasi dalam reaktor kolom tunggalpada rentang suhu 50—100OC dan konsen-trasi pelarut 10—100%. Analisis statistikmenghasilkan nilai koefisien determinasi(R2) sebesar 0,9328. Hasil tersebutmenunjukkan bahwa persamaan yang telahdikembangkan cukup valid untuk mem-prediksi laju pelindian kafein (kf) dengankisaran kondisi yang telah disebutkan.

Biji kopi dianggap berbentuk bulat(spherical) dan rasio nilai Ap terhadap Vmerupakan fungsi diameter biji kopi (d).Hasil pengukuran menunjukkan bahwanilai Ap/V dapat diprediksi denganmenggunakan persamaan (Ap/V) = 3,3319d+ 10,302 sebagaimana ditampilkan padaGambar 7. Analisis statistik menghasilkannilai koefisien determinasi (R2) sebesar0,9567.

Model matematik perpindahan massakafein pada elemen volume berbentuk bolaberjari-jari ditunjukkan dengan perubahankadar kafein sebagai fungsi posisi (r) danwaktu (t) (Espinoza-Perez et al., 2007;Saravacos & Maroulis, 2001; Welty et al.,2001; Crank, 1975). Proses pelarutankafein biji kopi dalam reaktor kolomtunggal merupakan proses pencuciandengan metode perkolasi (Sri-Mulatoet al., 2004). Penyelesaian persamaanGeankoplis (1983) untuk menghasilkanprediksi pelindian kadar kafein di dalambiji kopi memerlukan sejumlah masukandata antara lain kadar kafein awal (cA0),

kadar kafein akhir (cA), diameter biji kopi(d), suhu pelarut (T), konsentrasi pelarut(c), massa kopi (mk), suhu lingkungan (Tl)dan volume pelarut (V).

Penyelesaian perhitungan laju pelindi-an dan difusivitas kafein dari dalam bijikopi dalam menentukan waktu yangdiperlukan untuk memperoleh kadarkafein maksimum (cA) 0,3% digunakanbahasa program Visual Basic 6.0.Tampilan layar masukan data dan keluarannilai perhitungan serta laju pelindian kafein(cAS-pred) dari dalam biji kopi mengikutipersamaan eksponensial sebagaimanaditampilkan pada Gambar 8 dan 9. Hasilpenelitian menunjukkan bahwa secaraumum laju pelindian kafein dengan pelarutasam asetat yang diukur (cAS-obsr) memilikitrend yang sama dengan laju pelindiankafein hasil perhitungan (cAS-pred) (Gambar10). Persamaan yang terbentuk daripengembangan model matematik untukmenentukan waktu pelindian sampai kadarkafein 0,3% adalah :

(13)

Kinerja model secara umum me-nunjukkan kesesuaian antara nilai prediksidan observasi terutama pada selang kadarkafein di dalam biji dari 2,28% sampaidengan 1%, baik proses dekafeinasidengan pelarut asam asetat. Namun, setelahkadar kafein di dalam biji mencapai 1%dan terus menurun sampai 0,3%, angkaobservasi selalu lebih kecil dibandingkanangka prediksi. Hal ini dapat diterangkanbahwa bukan hanya difusivitas kafein didalam biji kopi yang tergantung pada suhudan konsentrasi pelarut yang berpengaruhterhadap kinerja model, tetapi yang lebihpenting disebabkan oleh pelarut padaperiode itu telah mengandung kafein

ICCR

I

120


Gambar 7. Pengaruh ukuran diameter biji kopi terhadap nilai Ap/V.

Figure 7. Influence of diameter size of coffee bean on Ap /V value.

Gambar 6. Hubungan antara laju pelindian pengamatan (kf-obs

) dan perkiraan (kf-pred

).

Figure 6. Relationship between of leaching rate observed (kf-obs

) and predicted (kf-pred

).

R2

kf-obs

kf-p

red

0.150 0.170 0.190 0.210 0.230 0.250 0.270 0.290 0.310 0.330

0.31

0.29

0.27

0.25

0.23

0.21

0.19

0.17

0.15

y = 0.9074x + 0.0211

R2= 0.9328

Diameter, cm

Ap/

V

1,001 1,201 1,401 1,601 1,801 2,001 2,201 2,601 2,4010.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

ICCR

I


121


Tabel 2. Parameter masukan data untuk memprediksi waktu dan laju pelindian kafein

Table 2. Data entry parameters to predict leaching time and leaching rate of caffeine

Kadar kafein awal (Initial caffeine content), cA0 2.28 %

Kadar kafein akhir (Final caffeine content), cA 0.3 %

Diameter biji kopi (Diameter of coffee bean), d 0.0065 m

Suhu pelarut (Solvent temperature), Tp 70 oC

Konsentrasi pelarut (Solvent concentration), c 80 %

Massa kopi (Weight of coffee beans), mk 6 kg

Suhu lingkungan (Ambient temperature), Tl 33 oC

Volume pelarut (Solvent volume), V 8 liter

SatuanUnit

NilaiValue

ParameterParameters

Gambar 8. Tampilan menu program dan kurva prediksi kadar kafein hasil pengembangan model matematik.

Figure 8. View of program menu and prediction curve of caffeine content resulted from mathematicalmodel.

Program Pengembangan Model Matematik Proses Dekafeinasi Biji KopiDalam Reaktor Kolom Tunggal

ICCR

I

122


Gambar 9. Perkiraan kadar kafein dari hasil pengembangan model matematik.

Figure 9. Prediction of caffeine content resulted from matchematic model.

Gambar 10.Laju pelindian kadar kafein perkiraan (cAS-pred

) dan pengamatan (cAS-obsr

) pada suhu pelarut 50oCdan konsentrasi pelarut 100%.

Figure 10. Leaching rate of by predicted (cAS-pred

) and observed (cAS-obsr

) caffeine content at 50oC temp. and100% solvent concentration.

cAS-pred cAS-obsr

Waktu pelindian (leaching time), jam (hour)

Kad

ar k

afei

n (c

affe

ine

cont

ent)

, %

0 2 4 6 8 10 12

2.5

2

1.5

1

0.5

0


cAS,

%

0 2 4 6 8 10 12 14

2.5

2

1.5

1

0.5

0

cAS-obsrcAS-pred

ICCR

I


123


sehingga menurunkan perbedaan konsen-trasi kafein di permukaan biji dengankonsentrasi kafein di dalam pelarutsehingga model memperkirakan lebihdibandingkan data percobaan (Gambar 10).

Validasi Model

Validasi dilakukan untuk mengetahuiseberapa layak nilai yang diperoleh dariproses perhitungan (perkiraan) terhadapkedekatan nilai dari proses pelindiansebenarnya (pengamatan). Gambar 11menunjukkan waktu observasi (t-obs) untukmencapai kadar kafein dalam biji kopimaksimum 0,3% dengan menggunakanpelarut asam asetat pada suhu 50—100OCdan konsentrasi pelarut 10—100%. Hasilpenelitian menunjukkan bahwa dengansemakin tinggi suhu dan konsentrasipelarut, maka waktu proses dekafeinasiakan semakin cepat. Waktu prosestercepat, yaitu 4 jam diperoleh pada prosesdekafeinasi dengan suhu dan konsentrasipelarut 100OC dan 100%. Waktu prosesterpanjang, yaitu 11 jam diperoleh padaproses dekafeinasi dengan suhu dankonsentrasi pelarut 50OC dan 10%.

Gambar 12 menunjukkan hubunganantara waktu dekafeinasi observasi (t-obs)versus prediksi (t-pred) dengan menggunakanpelarut asam asetat. Garis linier regresiyang terbentuk, yaitu t-pred = 0,8914 t-obsr

+ 0,5045 menghasilkan nilai koefisiendeterminasi (R2) sebesar 0,9326. Haltersebut mendiskripsikan bahwa modelmatematik yang telah dibangun valid untukmemprediksi laju pelarutan kafein biji kopidalam reaktor kolom tunggal denganpelarut asam asetat.

Uji coba proses dekafeinasi dalamreaktor kolom tunggal dengan pelarutlimbah cair fermentasi biji kakao dilakukandengan perlakuan paramater suhu dankonsentrasi pelarut sebagaimana ditampil-

kan pada Tabel 3. Persamaan garisyang terbentuk dari hubungan antarawaktu dekafeinasi prediksi (t-pred) versusobservasi (t -obsr) adalah proses t -obsr=0,8365t-pred+2,5215 dengan nilai koefisiendeterminasi (R2) sebesar 0,9576. Haltersebut mendiskripsikan bahwa modelmatematik yang telah dibangun valid untukmemprediksi laju pelindian kafein biji kopidalam reaktor kolom tunggal dengan pelarutlimbah cair fermentasi pulpa kakao.

Waktu proses prediksi (t0,3-prediksi)ditentukan berdasarkan hasil perhitungandengan menggunakan model matematikyang telah diperoleh pada kegiatanpenelitian sebelumnya (persamaan 12).Waktu proses observasi (t0,3-observasi)diperoleh dari hasil pengukuran sampaidiperoleh kadar kafein akhir 0,3%.Koefisien perpindahan massa (kL) dandifusivitas kafein (Dk) dalam prosesdekafeinasi dengan menggunakan pelarutlimbah cair fermentasi biji kakao masing-masing antara 4,897x10-5 - 6,529x10-05 m/detik, dan 1,591x10-07 - 2,122x10-07 m2/detiktergantung suhu dan konsentrasi pelarut.Gambar 14 menampilkan kurva lajupelarutan kafein dari dalam biji kopi yangterbentuk dari nilai koefisien perpindahanmassa sebagaimana tercantum dalamTabel 3. Untuk pelarut asam asetat danlimbah cair fermentasi biji kakao yangbersifat cair, maka dengan semakin tinggisuhu akan menurunkan viskositasnyasehingga difusivitas akan naik (Foust,1959). Dengan semakin tinggi difusivitaspelarut dan renggangnya pori-pori biji kopi,maka akan lebih mudah bagi pelarut untukmasuk ke dalam jaringan biji kopi sehinggakafein akan lebih mudah ikut terlarut kedalam pelarut untuk dikeluarkan dari dalambiji kopi.

Espinoza-Perez et al. (2007) melaku-kan pengembangan model matematikakinetika kafein selama proses ekstraksi fase

ICCR

I

124


Gambar 11.Pengaruh konsentrasi dan suhu pelarut terhadap waktu untuk mencapai kadar kafein maksimum0,3%.

Figure 11. Influence of concentration and temperature if solvent with observation time to achieve 0.3%caffeine content.

50 60 70 80 90 100

Gambar 12.Hubungan antara waktu dekafeinasi pengamatan dan perkiraan (t-pred

) dengan pelarut asam asetat.

Figure 12. Relationship between observed and predicted (t-pred

) decaffeination time using acetic acid as solvent.

t-0,3%

y = 0,8914x + 0,5045R2 = 0,9326


t -pre

d , j

am (

hour

)

2 4 6 8 10 12

10

8

6

4

2

0

y = 0.8914x + 0,5045

R2 = 0.9326

12

Konsentrasi (concentrations), %

Wak

tu (

time)

, jam

(ho

ur)

0 10 30 50 80 100

10

8

6

4

2

0

12

ICCR

I


125


Gambar 14.Laju pelindian kadar kafein (perkiraan setelah 6 jam,7 jam dan 8 jam) dengan pelarut limbahcair fermentasi biji kakao.

Figure 14. Leaching rate of caffeine (predicted after 6 h, 7 h, and 8 h) using liquid waste of cocoa beansfermentation as solvent.

Kad

ar k

afei

n (c

affe

ine

cont

ent)

, %

6 j (h) 7 j (h) 8 j (h)

Waktu (time), jam (hour)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0.5

7 j (h)6 j (h)

0

1

1.5

2

2.5

8 j (h)

Gambar 13.Hubungan antara waktu dekafeinasi perkiraan (t-pred

) dan pengamatan (t-obsr

) dengan pelarut limbahcair fermentasi biji kakao.

Figure 13. Relationship between observed (t-obsr

) and predicted (t-pred

) decaffeination time using liquid wasteof cocoa beans fermentation.

y = 0,8365x + 2,5215R2 = 0,9576

4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,004.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00

t-ob

sr,

jam

(ho

urs)

t-pred, jam (hours)

y = 0.8365x + 2.5215R2= 0,9576

8.5

8.0

7.5

7.0

6.5

6.0

5.5

5.0IC

CRI

126


1 50 100 6,40 8 4,897x10-05 1,591x10-7

4 100 100 4,16 6 6,529x10-05 2,122x10-7

11 67 70 5,48 7 5,596x10-05 1,818x10-7

9 100 40 4,21 6 6,529x10-05 2,122x10-7

10 100 70 4,17 6 6,529x10-05 2,122x10-7

8 67 10 5,61 7 5,596x10-05 1,818x10-7

6 50 10 6,60 8 4,897x10-05 1,591x10-7

7 83 10 4,89 7 5,596x10-05 1,818x10-7

5 100 10 4,28 6 6,529x10-05 2,122x10-7

Tabel 3. Kombinasi perlakuan RSM untuk test run proses dekafeinasi

Table 3. RSM treatment combinations for decaffeination test run

No. trial

Trial number

Pelarut (solvent) t0,3-prediksi,

jam (hours)

t0,3-observasi,

jam (hours)Suhu (temp), OC KonsentrasiConcentration,

%

kL Dk

padat-cair dalam biji kopi Arabika denganasumsi bentuk lempeng. Hasil perhitunganmenunjukkan nilai difusivitas kafein dalambiji kopi sebesar 3,209x10-10 m2/detik padasuhu 90OC. Bichsel (1979) melaporkanbahwa pada kondisi percobaan optimumdekafeinasi diperoleh nilai difusivitas dalambiji kopi Robusta antara 0,5×10 -6 –1,3×10-6 cm2/detik. Anderson et al. (2003)melakukan penelitian kinetika difusikarbon-dioksida biji kopi dan kopi sangraidengan menggunakan hukum Fick padakondisi tak mantap. Difusivitas efektifrata-rata sebesar 5,30×10"13 m2/detik darikisaran nilai 3,05×10"13 – 10,37×10"13 m2/detik. Nilai tersebut lebih rendah jikadibandingkan dengan nilai difusivitas yangdiperoleh Spiro & Chong (1997) yaitu2×10"11 – 20×10"11 m2/detik untuk diffusikafein di dalam biji kopi selama prosesdekafeinasi. Difusivitas efektif air padabuah kopi yang dikeringkan denganpengering tipe tray getar adalah antara0,1 × 10"10 - 1 × 10"10 m2/detik pada suhu45°C, dan antara 0,3 × 10"10- 3 × 10"10 m2/detik pada suhu 60OC (Sfredo et al., 2005).

KESIMPULAN

Persamaan yang terbentuk mampumenerangkan kinetika proses ekstraksikafein dari biji kopi. Laju pelindian kafeindalam biji kopi dapat diprediksi denganpersamaan. Nilai difusivitas kafein (Dk)antara 1,345x10-7-4,1638x10-7 m2/detik, dannilai koefisien perpindahan massa (kL)antara 2,445x10-5- 5,551x10 -5 m/detikdengan pelarut asam asetat tergantungpada suhu dan konsentrasi pelarut.

Persamaan yang terbentuk untukmemprediksi waktu pelarutan senyawakafein dari kondisi awal cA0 sampai0,3% dalam biji kopi adalah, nilaidifusivitas (Dk) dan koefisien perpindahanmassa (kL) kafein yang diperoleh dariproses pelarutan dengan menggunakanlimbah cair fermentasi biji kakao masing-masing 1,591x10-7-2,122x10-7 m2/detik,dan 4,897x10 -05-6,529x10 -05 m/detiktergantung pada suhu dan konsentrasipelarut.

ICCR

I


127


DAFTAR SIMBOL

a : konstantaA

p: luas permukaan biji kopi, m2

cA0

: kadar kafein awal, %

cA

: kadar kafein akhir, 0,3%

cAS

: kadar kafein pada kondisi waktu

ke-t, %

cAS-obsr


ke-t observasi, %

cAS-pred


ke-t prediksi, %

c : konsentrasi pelarut, %

d : diameter biji kopi, m

Dk

: difusivitas kafein, m2/detik

Ea

: energi aktivasi, kJ/mol

g : konstanta

kf

: laju pelindian kafein, detik-1

kf-obs

: laju pelindian kafein observasi, detik-1

kf-pred

: laju pelindian kafein prediksi, detik-1

kL

: koefisien perpindahan massa, m/detik

mk

: massa kopi, kg

R2 : koefisien determinasi

Rg

: konstanta gas, 8,314x10-03 kJ/mol.K

R : jari-jari biji kopi sampai permukaan luar,

m

r : jari-jari biji kopi, m

t0,3-observasi

: waktu proses pada kadar kafein

0,3% observasi, detik

t0,3

: waktu proses pada kadar kafein 0,3%,

detik

Tl

: suhu lingkungan, OC

t-obsr

: waktu proses, detik

t-pred

: waktu proses, detik

Tp

: suhu pelarut, OC

T : suhu mutlak, K

t : waktu proses, detik

V : volume pelarut, m3

WA

: laju pelepasan kafein, g/detik

p : phi = 22/7

DAFTAR PUSTAKA

Almada, D.P. (2009). Pengaruh PeubahProses Dekafeinasi Kopi dalamReaktor Kolom Tunggal TerhadapMutu Kopi. Tesis. Sekolah Pasca-sarjana IPB, Bogor.

Anderson, B.A.; E. Shimoni; R. Liardon &T.P. Labuza (2003). The diffusionkinetics of carbon dioxide in freshroasted and ground coffee. Journalof Food Engineering, 59, 71—78.

Bichsel, B. (1979). Diffusion phenomena dur-ing the decaffeination of coffeebeans. Journal of Food Chemistry,4, 53–62.

Bird, R.B.; W.E. Stewart & E.N. Lightfoot(1960). Transport Phenomena. JohnWiley & Sons, New York.

Brown G.G. (1950). Unit Operation. WebsterSchool and Office Supplier, Manila.

Clifford, M.N. (1985). Chemical and PhysicalAspects of Green Coffee and Cof-fee Products. p. 305—374. In: M.N.Clifford & K.C.Wilson (Eds).Botany, Biochemistry, and Produc-tion of Coffee Beans and Beverage.The AVI Publ.Co.Inc., Wesport,Connecticut.

Crank, J. (1975). The Mathematics of Diffu-sion. Second Eds. Clarendon Press.Oxford.

Doran, P.M. (1995). Bioprocess Engineer-ing Principles. Academic Press Inc.,San Diego.

Earle. R.L. (1983). Unit Operation in FoodProcessing. 2nd ed., Pergamon Press,Oxford.

Espinoza-Perez, J.D.; A. Vargas; Robles-V.J. Olvera; G.C. Rodriguez-Jimenes

ICCR

I

128


& M.A. Garcia-Alvarado (2007).Mathematical modeling of caffeinekineticduring solid-liquid extractionof coffee beans. Journal of FoodEngineering, 81, 72—78.

Foust, A.S. (1959), Principles of Unit Op-erations. McGraw-Hill Book Com-pany, Singapore.

Geankoplis, C.J. (1983). Transport Processesand Unit Operations. 2nd eds. Allynand Bacon, Inc., 7 Wells Avenue,Newton, Massachusetts,USA.

Hulbert, G.J.; R.N. Biswal; C.B. Mehr;T.H. Walker & J.L. Collins (1998).Solid/liquid extraction of caffeinefrom guaranawith methyl chloride.Food Science and Technology Inter-national, 4, 53—58.

Kirk-Othmer (1998). Encyclopedia of Chemi-cal Technology. 4th Ed. 10:88.

Lestari, H. (2004). Dekafeinasi biji kopi(Coffee canephora) varietas robustadengan sistem pengukusan danpelarutan. Tesis. Program pasca-sarjana. Universitas Gadjah Mada.Yogyakarta.

Perva-Uzunalić, A.; M. Škerget; Ž. Knez,B. Weinreich, F. Otto & S. Grűner(2006). Extraction of active ingre-dients from green tea (Camelliasinensis): Extraction efficiency ofmajor catechins and caffeine. FoodChemistry, 96, 597—605.

Purwadaria, H.K.; Sri-Mulato & A.M. Syarief(2007). Dekafeinasi Kopi dalamReaktor Kolom Tunggal denganPelarut Tersier dari Pulpa Kakao.Laporan Hasil Penelitian Tahun I.LPPM. IPB.

Purwadaria, H.K.; Sri-Mulato & A.M. Syarief(2008). Dekafeinasi kopi dalamreaktor kolom tunggal dengan pelaruttersier dari pulpa kakao. LaporanHasil Penelitian Tahun II. LPPM.IPB.

Rohan T.A. (1963). Processing of Raw Co-coa for the Market. FAO Agricul-ture Study 60: 207p.

Saravacos, G.D. & Z.B. Maroulis (2001).Transport Properties of Foods.Marcel Dekker, Inc. USA.

Sfredo, M.A.; J.R.D. Finzer & J.R.Limaverde (2005). Heat and masstransfer in coffee fruits drying. Jour-nal of Food Engineering, 70, 15—25.

Spiller, G.A. (1999). Caffeine. Boca RatonLondon, New York Washington DC.

Spiro, M. & R.M. Selwood (1984) The ki-netics and mechanism of caffeineinfusion from coffee: the effect ofparticle size. Journal of the Scienceof Food and Agriculture 35, 915—924.

Spiro, M. & Y.Y. Chong (1997). The kine-tics and mechanism of caffeine in-fusion from coffee: the temperaturevariation of the hindrance factor.Journal of the Science of Food andAgriculture, 74, 416–420.

Sri-Mulato (2001). Development and Evalu-ation of a Solar Cocoa ProcessingCenter for Cooperative Use in Indo-nesia. Ph.D Dissertation. Institut furAgrartechnik in den Tropen undSubtropen. The University of Hohen-heim, Germany.

Sri-Mulato; S. Widyotomo & H. Lestari(2004). Pelarutan kafein biji kopiRobusta dengan kolom tetap meng-gunakan pelarut air. Pelita Per-kebunan, 20, 97—109.

Sutarsih; B. Rahardjo & P. Hastuti (2009).Difusivitas air pada wortel selamapenggorengan hampa. Jurnal AGRI-TECH, 29, 184—188.

Treyball, R.E. (1980), Mass-Transfer Op-erations, 4th ed., McGraw-Hill BookCompany, Singapore.

Udaya-Sankar, K.; C.V. Raghavan; P.N.Srinivasa-Rao; K. Lakshiminarayana-

ICCR

I


129


Rao; S. Kuppuswany & P.K. Rama-nathan (1983). Studies on the extrac-tion of caffeine from coffee beans.Journal of Food Science and Tech-nology, 20, 64—67.

Welty, J.R.; C.E. Wicks; R.E. Wilson &G. Rorrer (2001). Fundamentals ofMomentum, Heat and Mass Trans-fer. John Wiley and Sons, Inc.

Widyotomo, S.; Sri-Mulato; H.K. Purwadaria& A.M. Syarief (2009). Karakteristikproses dekafeinasi kopi Robustadalam reaktor kolom tunggal denganpelarut etil asetat. Pelita Perkebunan,25, 101—125.

Wilbaux, R. (1963). Coffee Processing. Foodand Agriculture. Organization ofUnited Nation, Roma.

**********

ICCR

I

ringkasan iccriiccri.net/download/pelita perkebunan/vol 27 no 2 agustus 2011...a simple mathematic...

Documents