KINERJA PEN GERING KOPI DENGAN SUMBER ENERGI

Transkripsi

1

2 KINERJA PEN GERING KOPI DENGAN SUMBER ENERGI TUNGKU KAYU DAN KOLEKTOR MATAHARI \ SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Tekuologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh EKA KURNIAWAN F FAI(ULTASTEKNOLOGIPERT~N INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

3 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR KlNERJA PENGERING KOPI DENGAN SUMBER ENERGI TUNGKU KAYU DAN KOLEKTOR MATAHARI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Tekuologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh EKA KURNIAWAN F Dilahirkan pada tanggal 17 Maret 1977 dilampung Tanggallulus: 2 Februari 1999 Disetujui, Bogor, Februari 1999 Dr. If. Atjeng M. Svarief, MSAE Dosen Pembimbing I

4 Eka Kurniawan. F Kinelja Pengering Kopi Dengan Sumber Energi Tungku Kayu dan Kolektor matahari. Di Bawah Bimbingan Dr. Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE dan Jr. Sri Mulato, MS. Ringkasan Tanaman kopi ditemukan hampir diseluruh propinsi di Indonesia, sebagian besar (95%) dimiliki dan di kelola oleh petani. Kopi termasuk salah satu komoditi ekspor dan besar snmbangallllya bagi penerimaan devisa maupun bagi penghidupan masyarakat. Hasil kopi dari kebun rakyat sebagian besar mempunyai mutu yang rendah dengan keragaman tinggi serta tidak konsisten. Hal tersebut memberikan dampak ekonomis yang memgikan antara lain tingkat harga dan daya samg yang rendah. Beberapa hasil SUlvei melaporkan bahwa mutu biji kopi rakyat sangat dipengamhi oleh cara pengeringan yang kurang tepat. Padahal proses pengeringan mempakan salah satu tahapan kunci pada seluruh rangkaian proses produksi kopi. Salah satu kendala pengolahan kopi di tingkat petani adalah tidak tersedianya fasilitas pengeringan yang memadai. Pusat Penelitian Kopi dan Kakao telah mengembangkan alat pengermg tenaga rnatahari dan tungku kayu. Model ini di rancang atas dasar pernanfaatan secara optimal snmber daya manusia dan snmber daya alam yang tersedia di areal kebun rakyat. Radiasi matahari di daerah perkebunan kopi berkisar antara 3-5 kwjam/m2, sedangkam produksi kayu bakar hasil pangkasan pohon pelindung tanaman kopi mencapai 150 m 3 fha/tahun.

5 Tulisan ini merupakan hasil kegiatan penelitian yang beliujuan untuk menguji kinerja pengering kopi dengan sumber energi tungku kayu dan kolektor matahari, mempelajari karakteristik pengelingan kopi robusta dan mengetahui konstruksi tungku kayu sistem api julur bawah. Penelitian ini dilakukan pada 5 tabap percobaan dengan perbedaan beban kelja pada masing-masing tabap percobaan. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah biji kopi berkulit tanduk (husk skin) basah dari varietas kopi robusta (Coffea robusta) dengan umur kemasakan 9 bulan dan kayu bakar sebagai bahan bakar tungku. Komposisi bahan yang dikeringkan adalah 41,29% biji kopi tanpa kulit, 39,19% biji kopi berkulit dan 19,52% kulit bercampur sampah. Pengering yang dikembangkan mempunyai beberapa bagian komponen yang terdiri dari : bangunan, kolektor, ruang pengering dan tungku. Suhu udara pada siang hari dipengaruhi oleh intensitas radiasi matahari. Pada siang hari udara yang telah dipanaskan oleh kolej,,1:or dipanaskan lagi oleh tungku kayu. Sehingga suhu udara pengering pada siang hari lebih tinggi dibandingkan pada malam hari. Suhu udara di plenum pada siang hari berkisar 55 s.d 60 o e. Sedang suhu udara pengering pada malam hari berkisar antara 45 s.d 50 o e. Meskipun demikian suhu udara hasil pemansan tungku relatif mudah dikendalikan. Distribusi suhu pada plenum tidak merata, suhu pada plenum ke-1 dan 2 lebih tinggi dibandingkan plenum yang lainnya. Hal ini disebabkan oleh perbedaan kecepatan aliran udara yang masuk ke dalam plenum. Suhu udara pengering yang tidak merata mengakibatkan kadar air bahan tidak seragam

6 Laju peugeringan dipengaruhi oleh faktor-faktor yang terdapat diluar bahan dan faktor yang berhubungan dengan jalanunya pengeringan. Laju penguapan kadar ail' bahan sangat ditentukan oleh suhu plenum dan jumlah bahan yang dikeringkan (ketebalan bahan). Semakin besar perbedaan antara suhu plenum dan suhu bahan maka akan semakin besar kecepatan pindah panas ke dalam bahan, sehiugga penguapan air dari bahan akanlebih banyak danlebih cepat. Untuk menjaga agar pembakaran kayu berlangsung secara kontinu, pengumpanan kayu dilakukan secara teratur setiap 4 s.d 5 jam. Konsumsi kayu bakar berkisar antara 27.3 s.d 30.4 kg/jam, sedangkan kebutuhan udara pembakaran adalah 834 m 3 /jam Kebutuhan luas pemindah panas berkisar antara s.d m 2. Suhu Asap yang keluar dari. cerobong berkisar 300 C s.d 400 C. Efisiensi kolektor tergantung kepada jenis pengumpul panas (absorber) yang digunakan. Nilai efisiensi kolektor berkisar antara 36 s.d 39%, sedangkan efisiensi salman udara pengering berkisar antara 24 s.d 35%. Pada malam hari, sumber energi yang digunakan hanya tungkn kayu. Nilai efisiensi tungkn dan pemindah panas berkisar antara 47 s.d 59%. Nilai efisiensi sistempengering adalah 21s.d 35%. Biaya pengeringan kopi untuk setiap kilogram kopi kering adalah berkisar Rp 338 s.d 374. Penggunaan alat pengering dapat mengnrangi nilai cacat mutu biji kopi. Mutu kopi yang dihasilkan oleh alat pengering berkisar antara III s. d V, sedangkan mutu kopi hasil p engeringan secara alami adalah VI.

7 KATA PENGAI\'TAR Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas lirnpahan rahmat, taufik dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Dalam kesempatan m!, penulis mengncapkan terima kasih yang sebesarbesamya kepada : 1. Bapak, Ibu dan Adik-adik tercinta yang telah membelikan bimbingan, saran dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan kuliah dengan baik. 2. Bapak Dr. Jr. Atjeng M. Syalief; MSAE., sebagai dosen pembimbing utama yang telah membelikan arahan dan bimbingan selama penelitian hingga selesainya penyusunan skripsi. 3. Bapak Jr. Sli Mulato, MS., sebagai dosen pembimbing pendamping yang telah banyak membantu dan memberi arahan dalam pelaksanaan penelitian. 4. Bapak Dr. Jr. Sutlisno, M.Agr., sebagai dosen penguji yang telah memberikan kiitik dan saran yang konstuktifulltuk perbaikan skiipsi. 5. Bapak Dr. Oskali Atmawinata sebagai Kepala Pnsat Penelitian Kopi dan Kakao atas ijin penelitian yang telah diberikan. 6. Ir. SukIisno dan Jr. Yusianto atas bantuan dan saran selama penelitian. 7. Jr. Sudarsianto sebagai Kepala Kebun Percobaan Sumber Asin, Malang atas bantuan yang telah diberikan 8. Donny, Ulyan, Sandy dan Wicak atas bantuan selama penelitian. 1

8 9. Azhar, Sutiauik dau Ads (ternau-ternan satu bimbingan) atas keljasarnanya se[arna ini. [0. Rekan-rekan di Sriwijaya (Teguh, Akri, Zakir, Yitno, Yogi, Fitrian, Indriawall, Priyo, Roza[, Hendra dll) atas persahabatan dan kerjasarnanya. [1. Mita dan Eloy, Siti, Yuni, Ida, Yusuf; Tony dan Ternan-ternan Jumsan Teknik Peltanian [ainnya, atas kebersarnaail dan persahabatailllya se[arna l.-uliah. 12. Pihak-pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang te[ah rnernbantu hingga terse[esaikailllya skripsi ini. Sernoga skripsi ini banyak mernberi rnanfaat kepada penulis dan kepada pihakpihak lain yang rnernerlukan. Bogor, Febmari [999 Penulis 11

9 DAFfARISI Hal KATA PENGANTAR... 1 DAFTAR lsi ill DAFTAR TABEL...:, vi DAFTAR GAMBAR vii DAFTARLAMPIRAN... viii DAFTAR 51MBOL lx 1. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG B. TUJUAN... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA A. FISIOLOGI KOPI... 4 B. PENGOLAHAN KOPI... _ Pengolahan Basah Pengolahan Kering... 8 C. PENGERJNGAN KOPI Tujuan Pengeringan Proses Pengeringan Kopi D. PENGERJNGAN KOPI SKALA BESAR Pengering Kopi Tipe 'Rumah Pengering' (Vis Drooghuis) Pengering Mason Pengering ADS (American Dlying System) E. PEMANFAATAN ENERGI MATAHARl UNTUK PENGERJNGAN KOPI F. TUNGKUBIOMASA G. MUTU KOPI iii

10 III. DESKRIPSIALAT A. KOMPONEN ALAT PENGERlNG Bangunan Kolektor Salman Udara Pengering Ruang Pengering Tungku Pembakaran Kayu '-.. a. Ruang Pembakaran b. Kipas Udara Pembakaran c. Pemindah Panas B. CARA KERJA ALAT PENGERlNG IV. :METODE PENELITIAN A. WAKTUDANTEMPATPENELlTIAN B. BAHAN DAN ALAT C. PROSEDUR PENELITIAN Perlakuan Parameter yang diukm D. ANALISA TEKNIK Kadar Air Lajn Pengeringan Radiasi Matahari Harian Efisiensi Kolektor Efisiensi Salman Udara Efisiensi Tungku dan Pemindah Panas Kebutnhan luasan pemindah panas Efisiensi Ruang Pengering Efisiensi Sistem Pengering E. ANALISA EKONOMI V. HASIL DAN PEMBAHASAN A. DISTRIBUSI SUHU IV

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95