RANCANG BANGUN ALAT PENGGILING BIJI KOPI TIPE FLAT BURR MILL

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN ALAT PENGGILING BIJI KOPI TIPE FLAT BURR MILL (Design Of Flat Burr Type Coffee Bean Grinder Mill) Samuel Haposan Napitupulu 1*), Saipul Bahri Daulay 1, Adian Rindang 1 1) Departemen Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian USU Jl. Prof. Dr. A. Sofyan No. 3 Kampus USU Medan *) sulastripanggabean@yahoo.co.id Diterima 20 Oktober 2013/ Disetujui 27 November 2013 ABSTRAK Milling was done to refine food materials to be powder with a certain sieve size in order to be more easily processed into other products. The purpose of coffee beans milling was to refine the beans into coffee powder with a certain sieve size in order to be easily brewed and gives the more optimal sensation of taste and aroma. This research was aimed to design, make, and evaluate the flat burr mill type of bean grinder on robusta cofee bean. The bean quality evaluated was the effective capacity of grinder mill, lost bean persentage, and economical analysis. The results showed the effective capacity of flatt burr type grinder was 5,00 kg/hr and the lost bean persentage was 1,112%. Based on economical analysis, the cost of robusta coffee bean milling was Rp.1.074,25/kg, break even point 2.748,9 kg/year, net present value (NPV) 16% was Rp.6.147,25,NPV 20% was Rp ,98, and Internal Rate of Return (IRR) was 52.81%. Keywords : Coffee, flat burr mill, grinder, rotor, stator. PENDAHULUAN Kopi Indonesia saat ini ditilik dari hasilnya, menempati peringkat keempat terbesar di dunia. Kopi memiliki sejarah yang panjang dan memiliki peranan yang penting bagi pertumbuhan ekonomi di Indonesia. Indonesia diberkati dengan letak geografisnya yang sangatlah cocok bagi tanaman kopi. Letak Indonesia sangat ideal bagi iklim mikro untuk pertumbuhan dan produksi kopi. Di era perdagangan bebas, komoditas kopi sebagai bahan baku utama industri kopi bubuk, menjadi penentu daya saing di pasar ekspor maupun dalam negeri. Dengan teknik budidaya dan penerapan teknologi yang baik dan sesuai maka bisa dihasilkan mutu produk (bubuk kopi) yang bagus dan sesuai dengan permintaan konsumen. Dalam meningkatkan mutu produk kopi hal yang perlu diperhatikan adalah mengenai penanganan pasca panen. Diperlukan usahausaha perbaikan, diantaranya melalui penanganan atau penerapan teknologi pasca panen yang praktis yang bertujuan untuk mempertahankan, meningkatkan mutu, menekan tingkat kehilangan secara kuantitaif dan kualitatif serta praktis dan murah. Salah satu komponen yang menentukan penanganan teknologi pasca panen tersebut adalah dengan menggunakan alat-alat pasca panen, misalnya alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill. Pada dewasa ini biji kopi yang telah disangrai akan dihaluskan dengan alat penghalus ( grinder) sampai diperoleh butiran kopi bubuk dengan kehalusan tertentu agar mudah diseduh dan memberikan sensasi rasa dan aroma yang lebih optimal. Mesin penghalus yang digunakan adalah mesin penghalus menggunakan tipe burr mill. Menurut Tim Karya Tani Mandiri (2010), mesin ini mempunyai dua buah piringan (terbuat dari baja), yang satu berputar (rotor) dan yang lainnya dian (stator). Mekanisme penghalusan terjadi dengan adanya gaya geseran antara permukaan biji kopi sangrai dengan permukaan piringan dan sesama biji kopi sangrai. Proses gesekan yang sangat intensif akan menyebabkan timbul panans dibagian silindernya dan akan menyebabkan aroma kopi bubuk berkurang. Untuk menghindari hal tersebut, maka mesin penghalus ( grinder) sebaiknya dihentikan dan didiamkan sejenak. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat dan menguji alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill. 114

2 BAHAN DAN METODE Bahan-bahan yang digunakan adalah air, biji kopi robusta yang telah disangrai, plat besi, baut, mur, baja campuran, motor listrik, kabel, cat, thinner. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin las, mesin bubut, mesin bor, mesin gerinda, gergaji besi, martil, kikir, obeng, meteran, kalkulator, stopwatch, komputer. Metode Penelitian Metode penelitian yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah metode pendekatan rancangan secara umum yaitu pendekatan rancangan fungsional dan struktural. Rancangan fungsional menyangkut dari segi fungsi atau kegunaan dari setiap elemen atau komponen penyusun alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill terhadap komoditas biji kopi robusta sedangkan rancangan secara struktural menyangkut bagaimana alat ini dibuat dengan memperhitungkan faktor gaya yang bekerja pada bahan dan alat. Penelitian ini terdiri dari dua tahapan, yaitu tahapan pertama adalah penelitian pendahuluan berupa studi litelatur dan perancangan alat. Tahap kedua adalah penelitian utama berupa proses perakitan dan pengujian alat. Daya untuk memutar rotor dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : dimana: m = massa rotor (kg) n = putaran rotor (rpm) t = waktu untuk mencapai konstan (diasumsikan 1 detik) d = diameter rotor (Widiantara,2010). Parameter Penelitian Kapasitas Efektif Alat Pengukuran kapasitas alat dilakukan dengan membagi berat bahan yang digiling terhadap waktu yang dibutuhkan untuk melakukan penggilingan. Kapasitas alat = Persentase Biji Hilang Persentase biji hilang ditandai dengan biji yang tidak tergiling, atau terbuang dan ukuran yang lebih besar. Persentase= Biaya Produksi Perhitungan biaya produksi untuk menghasilkan bubuk kopi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap, atau lebih dikenal dengan biaya pokok. BP = biaya produksi BT = biaya tetap BTT = biaya tidak tetap X = total jam kerja pertahun (jam/tahun) C = kapasitas alat (jam/satuan produksi) Biaya Tetap Biaya penyusutan metode garis lurus, dengan rumus yang digunakan adalah : D = biaya penyusutan (Rp/tahun) P = nilai awal alat atau mesin (Rp) S = nilai akhir alsin (10 % dari P) (Rp) n = umur ekonomi (tahun) (Darun, 2002). Biaya Tidak Tetap Biaya tidak tetap terdiri dari biaya listrik, biaya reperasi, biaya perawatan, biaya operator, biaya pajak. Break Even Point Untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak untuk dijalankan. F N R V Dimana : N =jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (kg) F = biaya tetap pertahun (Rp) 115

3 R =penerimaan dari tiap unit produksi (Rp) V = biaya titdak tetap per produksi (Kg) (Waldiyono, 2008). Net Present Value Net present value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. n ( Bt Ct) NPV t 0 1 i t B = manfaat penerimaan tiap tahun C = manfaat biaya yang dikelurkan tiap tahun t = tahun kegiatan usaha i = tingkat diskon yang berlaku. Dengan kriteria : NPV > 0, berarti usaha menguntungkan dan layak dijalankan. NPV < 0, berarti usaha tidak layak untuk dijalankan dan dikembangkan. NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang dikeluarkan (Prawirokusumo, 1990). Internal Rate of Return Kriteria layak atau tidak layak lagi suatu usaha tani bila IRR lebih besar dari tingkat bunga yang berlaku pada saat usaha tani itu diusahakan. X IRR q% q% p% X Y q% = suku bunga bank paling atraktif p% = suku bunga coba-coba X = NPV awal p Y = NPV pada q (Purba, 1997). HASIL DAN PEMBAHASAN Perancangan Alat Tahap awal yang dilakukan adalah perancangan alat. Alat terlebih dahulu dirancang bentuknya, ditentukan ukuran dan digambar sampai berupa alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill yang diharapkan. Bahan pembuatan alat dipilih dengan baik karena dapat mempengaruhi kinerja alat yang dirancang. Bahan yang telah tersedia diukur dan dilakukan pemotongan berdasarkan ukuran yang sudah ditentukan dengan menggunakan gergaji ataupun gerinda. Bahan yang telah dipotong, kemudian dirakit dengan menggunakan mesin las, baut dan mur. Kemudian dilakukan pekerjaan menggerinda permukaan yang kasar agar terlihat lebih rapi dan bagus. Tahap akhir adalah pengecatan yang berguna untuk menjaga daya tahan alat agar lebih lama dan lebih menarik dilihat. Selain itu, dengan melakukan pengecatan akan menambah daya jual alat. Proses Penggilingan Penggilingan dilakukan untuk menghaluskan bahan pangan menjadi bubuk dengan tingkat kehalusan tertentu agar lebih mudah diolah menjadi produk lain. Biji kopi sangrai dihaluskan dengan tujuan untuk memperoleh butiran kopi dengan kehalusan tertentu agar mudah diseduh dan memberikan sensasi rasa serta aroma yang lebih optimal. Menurut Anggara dan Marini (2011), proses penggilingan biji kopi merupakan salah satu penentu kualitas produknya. Penggilingan biji kopi bertujuan untuk memperluas permukaan biji kopi. Dengan demikian, proses ekstraksinya menjadi lebih efisien dan cepat. Penggilingan yang baik akan menghasilkan cita rasa, aroma dan penampilan yang baik. Kapasitas Efektif Alat Alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill menggunakan motor listrik dengan spesifikasi alat, daya : 0,2 HP, tegangan : 220V / 150 Watt, putaran motor listrik : 2100 rpm. Dimensi alat, panjang : 19 cm, lebar : 11cm dan tinggi : 36 cm. Pada rotor diameter piringan penggiling sebesar 6 cm dan tebal 1,3 cm sedangkan pada stator diameter piringan penggiling 6 cm dan tebal 0,8 cm. Dimensi hopper bagian atas berdiameter 10,4 cm dan tinggi 11 cm, bagian bawah berdiameter 3,5 cm dan tinggi 1 cm. Bila dibandingkan dengan mesin penggiling lain yaitu mesin penggiling multifucer yang memiliki kapasitas untuk biji kopi robusta 16,39 kg/jam, dimensi alat, panjang : 55cm, lebar : 13cm dan tinggi : 62cm serta menggunakan motor listrik dengan daya 1,5 HP. Pada rotor diameter piringan penggiling sebesar 14 cm dan tebal 1 cm sedangkan pada stator diameter piringan penggiling 13 cm dan tebal 1 cm serta dimensi hopper bagian atas dengan diameter 18 cm dan tinggi 17 cm. Maka kapasitas, dimensi dan daya alat flat burr mill ini 116

4 masih dikategorikan lebih rendah dibandingkan dengan penggiling multifucer (Sembiring, 2012). Kapasitas efektif suatu alat menunjukkan produktivitas alat selama pengoperasian tiap satuan waktu. Dalam hal ini kapasitas efektif alat diukur dengan membagi banyaknya bahan yang digiling pada alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill terhadap waktu yang dibutuhkan selama pengoperasian alat, data dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Data kapasitas kerja alat Ulangan Berat Bahan (kg) Waktu Penggilingan (menit) Kapasitas Efektif Alat (kg/jam) I 0,25 2,70 5,55 II 0,25 3,05 4,92 III 0,25 3,12 4,80 IV 0,25 3,01 4,99 V 0,25 3,13 4,79 Rataan 0,25 3,00 5,00 Tabel 1 menunjukkan perolehan kapasitas efektif rata-rata alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill sebesar 5,00 kg/jam untuk kopi robusta. Hasil tersebut didapat dari penelitian yang dilakukan dengan menggiling bahan sebanyak lima kali ulangan, dengan setiap ulangan perlakuan menggunakan bahan seberat 0,25 kg. Hasil pengujian menunjukkan waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk menggiling kopi robusta seberat 0,25 kg adalah sebesar 3,00 menit dan pada komoditi kopi robusta memiliki kerapatan 628,7-683,3 kg/m 3. Dari hasil penelitian diperoleh hubungan antara kapasitas efektif alat dengan lamanya waktu penggilingan, bahwa semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk melakukan penggilingan maka kapasitas efektif alat semakin menurun. Hal ini diduga terjadi karena alat yang terus menerus digunakan mengalami peningkatan suhu khususnya pada bagian rotor dan stator sehingga mempengaruhi proses penggilingan kopi dan mengakibatkan bubuk kopi yang digiling mengalami pelengketan disekitar bagian rotor dan stator sehingga bubuk kopi yang digiling tersebut sebagian terperangkap pada bagian rotor dan stator, hal ini lah yang mengakibatkan lamanya waktu penggilingan selesai. Persentase Biji Hilang Biji hilang ditandai dengan biji yang tidak tergiling, atau terbuang dan ukuran yang lebih besar atau yang tidak lolos dilubang pengeluaran. Pengukuran persentasi biji yang hilang dilakukan dengan pengamatan secara visual dari hasil penggilingan. Setelah penggilingan dilakukan pemisahan atau penyortiran biji yang hilang secara mekanis yang ditandai dengan biji yang tidak tergiling, atau terbuang dan ukuran yang lebih besar atau tidak lolos dilubang pengeluaran. Persentase biji hilang diperoleh dengan membandingkan antara berat biji hilang dengan berat masukan awal bahan yang dinyatakan dalam persen, dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Data persentase biji hilang Ulangan Berat Bahan (kg) Biji Hilang (kg) Biji Hilang (%) I 0, II 0,25 0,0023 0,92 III 0,25 0,0027 1,08 IV 0,25 0,0022 1,08 V 0,25 0,0037 1,48 Rataan 0,25 0, ,112 Tabel 2 menunjukkan perolehan data persentase rata-rata biji kopi robusta hilang adalah sebesar 1,112 %. Hasil tersebut didapat dari penelitian yang dilakukan dengan menggiling bahan sebanyak lima kali ulangan, dengan setiap ulangan perlakuan menggunakan bahan seberat 0,25 kg. Pada ulangan kelima merupakan ulangan dengan persentase biji hilang terbesar, yaitu 1,48 % sedangkan pada ulangan kedua merupakan ulangan dengan persentase biji hilang terkecil, yaitu 0,92 %. 117

5 Adapun biji yang hilang ini diduga disebabkan oleh saluran pengeluaran dan ruang pada mata giling yang terlalu kecil serta rapatnya jarak rotor dan stator sehingga mengakibatkan sulitnya bahan hasil gilingan keluar atau tertinggalnya hasil gilingan disekitar lubang pengeluaran. Biji hilang ini juga dapat disebabkan oleh kelalaian operator yang kurang memperhatikan kebersihan pada mata giling dan saluran pengeluaran berupa sisa sisa biji hilang yang sebelumnya terdapat pada mata giling dan saluran pengeluaran pada saat setelah pemakaian. Analisis Ekonomi Biaya Pemakaian Alat Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi menggunakan alat ini. Dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan. Harga bahan baku biji kopi robusta yang sudah disangrai Rp /kg dan berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan, alat ini akan mencapai nilai break even point pada nilai 2.748,91 kg/tahun untuk komoditi kopi robusta. Hal ini mengandung arti bahwa alat ini akan mencapai keadaan titik impas apabila telah menggiling kopi sebanyak 2.748,91 kg dalam 1 tahun. Dari analisis biaya, diperoleh biaya penggilingan dengan alat ini sebesar Rp ,25/kg untuk komoditi kopi robusta, yang merupakan hasil perhitungan dari biaya tetap dan biaya tidak tetap terhadap kapasitas alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill. Untuk biaya tetap sebesar Rp ,00/tahun dan biaya tidak tetap sebesar Rp.5.052,09/jam. Berdasarkan nilai di atas dapat diketahui besarnya penerimaan dari tiap kg penggilingan kopi robusta sebesar Rp ,088/kg dengan kapasitas 5,00 kg/jam. Maka harga jual kopi robusta setelah penggilingan dengan alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill Rp /kg. Break Even Point Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan, alat ini akan mencapai nilai break even point pada nilai 2.748,91 kg/tahun untuk komoditi kopi robusta. Hal ini berarti alat ini akan mencapai keadaan titik impas apabila telah menggiling kopi sebanyak 2.748,91 kg dalam 1 tahun. Net Present Value Berdasarkan data yang diperoleh pada penelitian maka dapat diketahui besarnya nilai Jadi besarnya NPV 16% adalah Rp ,25 untuk komoditi kopi robusta sedangkan NPV 20% adalah Rp ,98. Hal ini berarti usaha ini layak untuk dijalankan karena nilainya lebih besar atau sama dengan nol. Internal Rate Of Return Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian maka hasil yang didapat adalah sebesar 52,81% artinya usaha penggilingan kopi masih layak untuk dijalankan jika pengusaha melakukan peminjaman modal di bank pada suku bunga di bawah 52,81% atau dengan kata lain, usaha ini masih layak dijalankan apabila bunga pinjaman di bank tidak melebihi 52,81%. Jika bunga pinjaman di bank melebihi angka tersebut maka usaha ini tidak layak lagi diusahakan. Semakin tinggi bunga pinjaman di bank maka keuntungan yang diperoleh dari usaha ini semakin kecil. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Kapasitas efektif rata-rata pada alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill ini sebesar 5,00 kg/jam untuk kopi robusta. 2. Persentase rata-rata biji kopi robusta yang hilang adalah sebesar 1,112 % 3. Analisis ekonomi pada alat penggiling kopi tipe flat burr mill ini yaitu biaya pokok yang harus dikeluarkan dalam menggiling kopi adalah sebesar Rp ,25/kg. 4. Nilai titik impas (BEP) sebanyak 2.748,91 kg/tahun untuk komoditi kopi robusta. 5. Net present value (NPV) 16% adalah Rp ,25 sedangkan NPV 20% adalah Rp ,98 untuk komoditi kopi robusta dan Internal rate of return alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill ini adalah sebesar 52,81 %. 6. Alat penggiling biji kopi tipe flat burr mill ini lebih ekonomis pada komoditi kopi. Alat ini memiliki kapasitas alat 5,00 kg/jam, dan dimensi alat yang lumayan kecil sehingga mudah untuk dibawa, sedangkan penggiling multifucer memiliki kapasitas alat cukup tinggi 16,39 kg/jam dan dimensi alat yang cukup besar. Saran 1. Diharapkan ada penelitian lanjutan untuk mengetahui kapasitas kerja alat dan kesempurnaan alat penggiling biji kopi 118

6 tipe flat burr mill dengan menggunakan jenis maupun diameter rotor dan stator yang berbeda. 2. Perlu dilakukan pengujian mengenai kualitas produk hasil gilingan pada komoditi lainya. 3. Sebelum dan sesudah mengoperasikan alat, sebaiknya alat dibersihkan kembali khususnya dibagian mata giling untuk menjaga alat agar tetap terawat. DAFTAR PUSTAKA Anggara, A. dan S. Marini, Kopi Si Hitam Menguntungkan Budi Daya dan Pemasaran. Cahaya Atma Pustaka, Yogyakarta. Darun, Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan. Prawirokusumo, S., Ilmu Usaha Tani. BPFE Yogyakarta, Yogyakarta. Purba, R., Analisis Biaya dan Manfaat. PT. Rineka Cipta, Jakarta. Sembiring, D., Skripsi : Rancang Bangun Multifucer Tipe Disk Mill Pada Berbagai Komoditi. Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan. Tim Karya Tani mandiri, Pedoman Budi Daya Tanaman Kopi. Penerbit Nuansa Aulia, Bandung. Waldiyono, Ekonomi Teknik (Konsep Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar, Yogyakarta. Widiantara, T., Rancang Bangun Alat Pengiris Bawang Merah Dengan Pengiris Vertikal. Universitas Diponegoro, Semarang. [06 Juni 2013]. 119