## PERANCANGAN MESIN PENGUPAS DAN PEMISAH KULIT BUAH KOPI KERING
Vinantius Kelik 1 , Hengky 2 , Daniel Kurniawan 3
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana Email: 1 vinantiuskelik@gmail.com, 2 firmansyah_hengky@yahoo.com,
3 danielkurniawan.07@gmail.com
Abstrak -- Tujuan utama dari pembuatan mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering ini adalah untuk  memenuhi  kebutuhan  mesin pengupas  kulit  kopi  para petani  di  wilayah  Magelang  terutama di Desa  Ngargomulyo.  Dengan  mesin  ini  diharapkan  dapat  membantu  proses  pengupasan  kulit  kopi sehingga dapat meningkatkan kualitas kopi. Adapun tahapan dalam pembuatan mesin pengupas kulit kopi terdiri  dari analisis kebutuhan, penyusunan spesifikasi teknik produk, perancangan konsep produk yang  bertujuan  menghasilkan  alternatif  konsep  produk,  setelah  konsep  produk  didapatkan  maka langkah selanjutnya adalah merancang produk yang merupakan pengembangan konsep produk berupa gambar skets menjadi benda teknik, langkah terakhir dalam pembuatan mesin ini membuat dokumen produk berupa desain gambar kerja. Spesifikasi mesin pengupas kulit kopi dengan kapasitas mesin 5 kg/menit,  ukuran  mesin  dengan  panjang  1000  mm  x  lebar  820  mm  x  tinggi  900  mm,  menggunakan tenaga penggerak berupa motor listrik 0,5 HP, 1500 rpm, rangka menggunakan profil siku 40 mm  x 40 mm  x  4  mm  dan  profil  U  40  mm  x  50  mm  x  4  mm.  sistem  transmisi  mesin  pengupas  kulit  kopi menggunakan 1 puli ganda dengan diameter 3 inch dan 2 puli berdiameter 5 inch yang merubah putaran dari  1500  rpm  menjadi  900  rpm,  blower,  2  buah  v-belt  type  A  No.54,  2  poros  pejal  diameter  1  inch. Kinerja mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering menggunakan tenaga mekanik dari motor listrik untuk menggerakan rol pengupas dan tabung pemisah. Pada dasarnya ada 2 tahap proses yaitu tahap pengupasan dan tahap pemisahan antara kulit buah kopi dengan biji kopi. Proses pengupasan menggunakan  mata  pisau  yang  dirancang  sedemikian  rupa  agar  dapat  memenuhi  fungsi  mengupas kulit  buah  kopi  kering,  sementara  untuk  pemisahan  antara  biji  kopi  dengan  kulit  yang  telah  dikupas menggunakan hembusan angin yang dihembuskan oleh blower sehingga karena berat dari kulit lebih ringan dari biji kopi, maka kulit kopi akan terhembus sedangkan biji kopi tidak.
Kata Kunci: Perancangan, Kopi, Kinerja

## 1.  PENDAHULUAN

## 1.1 Latar Belakang
Dewasa  ini  perkembangan  dunia  teknologi semakin berkembang pesat, persaingan teknologi pun  semakin  banyak.  Persaingan  itu  dapat  kita jumpai  di  kota-  kota  besar,  seperti  pabrik-pabrik maupun  wira  usahawan.  Semakin  meningkatnya daya beli masyarakat juga merupakan salah satu faktor  yang  menjadikan  persaingan  semakin menjadi.  Hal  ini  mendorong  ahli-ahli  teknologi berlomba-lomba untuk menghasilkan produk yang baru. Dan apabila kita berbicara tentang teknologi, maka kita juga harus berbicara tentang komoditi, karena dua hal tersebut saling mendukung dalam kemajuannya.  Untuk  mengolah  satu  bahan komoditi  menjadi  barang  yang  siap  di  perjual belikan  saja  kita  membutuhkan  banyak  sekali mesin - mesin pengolahnya
Komoditi  Kopi  adalah  salah  satu  komoditi yang  sedang  berkembang.  Namun  banyak  dari para penggusaha kopi di daerah terpencil memiliki masalah  dalam  meningkatkan  usahanya,  di karenakan  minimnya  alat  alat  pendukung kelancaran  usaha.  Di  daerah  -  daerah  terpencil penghasil kopi, saat ini masih menggunakan alat yang  sifatnya  manual  dalam  pengolahannya. Proses  yang  paling  sulit  dan  memakan  waktu
cukup lama dalam  sistem  pengerjaannya adalah saat mangupas dan memisahkan kulit buah kopi.
Berdasarkan  fakta  yang  didapatkan  dari pasaran  saat  ini  produk  yang  ada  di  pasaran berdimensi  besar  dan  harga  jual  yang  relatif mahal,  selain  berdimensi  besar  serta  harga  jual yang  relatif  mahal  ada  beberapa  kekurangan lainnya  diantaranya  rata-rata  motor  penggerak masih  menggunakan  motor  bensin  sehingga memerlukan  manajemen  sumber  bahan  bakar yang baik, tidak mudah untuk dipindah tempatkan dan  kinerja  masih  satu  tahap  misalnya  mesin hanya  dapat  mengupas  kulit  dengan  biji  kopi, mesin hanya dapat memisahkan kulit dengan biji kopi.
Gambar 1.1 Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi Basah
Gambar 1.2 Mesin Pengupas dan Pemisah Kulit
Buah Kopi Kering
Dari masalah tersebut  maka  Penulis mencoba  melakukan  analisais  dan  membuat terobosan  baru  tentang  mesin  pengupas  dan pemisah  kulit  dengan  biji  kopi  kering  yang nantinya  diharapkan  akan  dapat  mempermudah dan  mempercepat  proses  pengupasan  dan pemisahan kulit buah kiopi kering dengan biji kopi kering itu sendiri. Selain itu dengan adanya mesi ini  diharapkan  mampu  meningkatkan  hasil produksi baik dari segi kualitas.

## 1.2. Tujuan Perancangan
Tujuan  dari  tugas  akhir  ini  adalah  untuk merancang mesin pengupas kulit buah kopi kering dan pemisah biji kopi dengan kulitnya yang mudah digunakan,  konsumsi  daya  listrik  yang  rendah, mudah perawatan serta pemeliharaannya.

## 2.  METODOLOGI
Gambar 2.1 Diagram alir perancangan mesin pengupas dan pemisah kulit buah

## 2.1 Desain Mesin
Pada tahap desain mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering, ada 3 desain yang dibuat, yang  membedakan  dari  ketiga  desain  ini  adalah
pada jenis mata pisau yang digunakan. Gambaran umum desain mesin pengupas dan pemisah kulit buah  kopi  kering  secara  keseluruhan  dan komponen-komponen  yang  digunakan  dalam pembuatan  mesin  ini  dapat  dilihat  pada  gambar 2.2 dan gambar 2.3 berikut ini.
Gambar 2.2 Mesin Pengupas dan Pemisah Kulit Buah Kopi Kering
Gambar 2.3 Komponen Mesin Pengupas dan
Pemisah Kulit Buah Kopi Kering
2.1.1 Desain mata pisau jenis 1
Gambar 2.4 Mata Pisau Jenis 1 Desain Mesin Perakitan Komponen Mesin Selesai Mulai Pengujian Mesin
Desain  mata  pisau  jenis  1  ini  yaitu  berupa  plat plos.

## 2.1.2 Desain mata pisau jenis 2
Gambar 2.5 Mata Pisau Jenis 2
Pada  desain  mata  pisau  jenis  2  ini  hampir sama  seperti  mata  pisau  jenis  1  yang membedakan  antara  mata  pisau  jenis  1  dengan mata pisau jenis 2 adalah pada ujung mata pisau 2  ada  penambahan  plat  yang  berbentuk  balok yang  disambung  menggunakan  las,  untuk  lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar 2.5 diatas.

## 2.1.3 Desain mata pisau jenis 3
Pada  mata  pisau  jenis  3  ini  berupa  plat  yang dibending melengkung dengan diameter 115 mm yang kemudian  diberi penambahan  silinder  pejal dengan  diameter  30  mm  dengan  jumlah  9  buah yang  disambung  menggunakan  las.  Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut ini.

## Gambar 2.6 Mata Pisau Jenis 3

## 2.1.4 Desain pemisah kulit dengan biji kopi
Pada  desain  pemisah  kulit  dengan  biji  kopi menggunakan  hembusan  angin  dengan  bantuan blower  dan  putaran  dari  plat  perforated  yang dibuat  silinder  dengan  dimensi  φ296  mm  x  586
mm.  Berikut  desain  dari  pemisah  antara  kulit dengan biji kopi dapat dilihat pada gambar 2.7.
Gambar 2.7 Pemisah kulit dengan biji kopi

## 2.2 Perakiran Mesin
Setelah melakukan pendesainan mesin pengupas dan  pemisah  kulit  buah  kopi  kering,  maka dilakukan perakitan mesin pengupas dan pemisah kulit  buah  kopi  kering.  Berikut  tahapan  dari perakitan mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering.
a.  Pembuatan  rangka  mesin,  bodi  mesin, pembubutan  poros  pemegang  mata  pisau pengupas,  pembuatan  mata  pisau  pengupas, pemasangan bantalan dan sistem transmisi
Gambar 2.8 Perakitan mesin tahap 1
b.  Pembuatan  hopper  untuk  menampung  buah kopi  kering  yang  akan  dikupas  dan  lubang pengeluaran ( outlet ).
Gambar 2.9 Perakitan mesin tahap 2
c.  Setelah  semua  proses  pembuatan  komponen selesai,  maka  agar  material  baja  karbon  tidak
mudah  mengalami  korosi  serta  agar  mesin memiliki nilai estetika yang baik, maka dilakukan pengecatan.
Gambar 2.10 Mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering

## 2.3 Pengujian Mesin Pengupas dan Pemisah Kulit Buah kopi Kering
Gambar 2.11 Diagram alir proses pengujian mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering .

## 2.3.1 Mata Pisau Jenis 1
Tabel 2.1 Data pengujian mata pisau jenis 1 Berat Kopi (kg) Jarak Pengupa san (mm) Buah kopi kering yang terkupas (kg) Hasil Pengupasan 1 6 0,1
1 8 0,25 1 10 0,5
Setelah  data  pengujian  diperoleh,  maka persentase  kualitas  pengupasan  mesin  ini  dapat dihitung sebagai berikut:
1)  Percobaan 1 = X 100% = , X 100% = 10 % 2)  Percobaan 2 = X 100% = , X 100% = 25 % 3)  Percobaan 3 = X 100% = , X 100% = 50 % Tabel 2.2 Hasil pengupasan pada mata pisau jenis 1 yang maksimal Spesifikasi Mata Pisau Hasil Pengupasan - Plat yang polos - Jarak antara plat penggilas dengan rol pengupas  10 mm - Belum sepenuhnya terkupas untuk kulit kopinya.
- Kulit buah kopi kering terkelupas ± 50 % dari total buah kopi  1 kg.
- Biji kopi tidak rusak.

## 2.3.2. Mata Pisau Jenis 2
Tabel 2.3 Data pengujian mata pisau jenis 2 Berat Kopi (kg) Jarak Pengupa san (mm) Buah kopi kering yang terkupas (kg) Hasil Pengupa san 1 6 0,3 1 8 0,5 1 10 0,65
Setelah  data  pengujian  diperoleh,  maka persentase  kualitas  pengupasan  mesin  ini  dapat dihitung sebagai berikut:
1)  Percobaan 1 = X 100% = , X 100%
= 30 %
2)  Percobaan 2=
X100%
= , X 100%
= 50 %
3)  Percobaan 3= X100% = , X 100% = 65 % Tabel 2.4 Hasil pengupasan pada mata pisau jenis 2 yang maksimal Spesifikasi Mata Pisau Hasil Pengupasan - Plat dengan penambahan plat dengan bentuk balok panjang.
- Jarak antara plat penggilas dengan rol pengupas  10 mm - Belum sepenuhnya terkupas untuk kulit kopinya.
- Kulit buah kopi kering terkelupas  ± 65 % dari total buah kopi  1 kg.
- Biji kopi tidak rusak.

## 2.3.3 Mata Pisau Jenis 3

## Tabel 2.5 Data pengujian mata pisau jenis 3
Berat Kopi (kg) Jarak Pengup asan (mm) Buah kopi kering yang terkupas (kg) Hasil Pengupasan 1 6 0,6 1 8 0,75 1 10 0,85 Setelah  data  pengujian  diperoleh,  maka persentase  kualitas  pengupasan  mesin  ini  dapat dihitung sebagai berikut:
1)  Percobaan 1 = X 100% = , X 100%
= 60 %
2)  Percobaan 2= X100% = , X 100% = 75 % 3)  Percobaan 3 = X 100%
= ,
X 100% = 85 % Tabel 2.6 Hasil pengupasan pada mata pisau jenis 3 yang maksimal Spesifikasi Mata Pisau Hasil Pengupasan - Plat yang dibending melingkar dengan diameter 115 mm - Jarak antara plat penggilas dengan rol pengupas 10 mm - Belum sepenuhnya terkupas untuk kulit kopinya.
- Kulit buah kopi kering terkelupas ± 85 % dari total biji kopi 1 kg.
- Biji kopi tidak rusak.

## 2.3.4 Waktu pengupasan
Waktu pengupasan buah kopi kering, waktu rata- rata yang dibutuhkan untuk mengupas 1 kg buah kopi kering adalah 13 detik . Jadi waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk mengupas 5 kg buah kopi kering adalah 65.
2.4  Hasil Pengujian Mata Pisau
Gambar 2.1 Hasil Pengujian Mata Pisau
Berdasarkan  pengujian  mesin  yang  telah dilakukan  maka  mata  pisau  yang  baik  untuk digunakan dengan hasil  yang maksimal dengan menggunakan  mata  pisau  jenis  3  yaitu  yang dibuat  melengkung  berdiameter  115  mm  dan diberi tambahan poros pejal berdiameter 30 mm dengan jumlah 9 buah yang disambung dengan casing mata pisau menggunakan cara pengelasan.  dengan  jarak  antara  rol  pengupas dengan  mata  pisau  10  mm,  dengan  hasil pengupasan  85  %  untuk  mata  pisau  jenis  3 dibandingakan  dengan  mata  pisau  jenis  1  dan mata  pisau  jenis  2  dengan  jarak  antara  rol pengupas dan mata pisau yang sama yaitu 50 % dan 65 %.

## 2.5. Pengujian Pemisah Kulit dengan Biji Kopi
Dalam  merancang  sistem  pemisahan  kulit  dan biji kopi yang terkupas, perkiraan awalnya adalah
pemisahan  antara  biji  kopi  dengan  kulit  yang telah  dikupas  menggunakan  hembusan  angin yang dihembuskan oleh blower sehingga karena berat dari kulit lebih ringan dari biji kopi, maka kulit kopi  akan  terhembus  sedangkan  biji  kopi tidak.Untuk  mendukung  hipotesa  ini  maka  perlu dilakukan pengukuran  yang tepat terhadap berat jenis buah kopi kering.
Dalam  menjabarkan  perkiraan  pemisahan kulit dan biji kopi yang  telah  terkupas memanfaatkan  hembusan  angin  yang  dialirkan oleh blower, maka  dirancang  agar  pengeluaran dari  outlet  mesin  pengupas  mendapatkan hembusan,  sehingga  apabila  terkena  hembusan udara yang telah diatur, maka kulit kopi yang berat jenisnya lebih ringan akan terhembus sementara biji kopi akan tetap jatuh ke bawah.
Penerapan  dari  perkiraan  ini  tidak  berjalan sesuai  keinginan,  karena  biji  dan  kulit  kopi  yang keluar  dari  outlet  ternyata  tetap  tercampur,  baik yang jatuh ke bawah karena beratnya atau  yang terhempas  karena  hembusan  angin.Hal  ini mungkin  diakibatkan  karena  perbedaan  berat jenis  yang  terlalu  kecil  antara  kulit  kopi  yang terkupas  dengan  biji  kopi  ditambah  lagi  dengan bentuk  kulit  kopi  terkupas  yang  mirip  separuh bola,  sehingga  dapat  terisi  biji  kopi  lagi  saat terjatuh.Selain  itu  arah  hembusan  angin  juga memerlukan penyetelan yang tepat baik kekuatan hembusan maupun arah hembusan.
Gambar 2.12 Kulit dan biji kopi tidak terpisah di arah hembusan angin
Gambar 2.13 Kulit dan biji kopi tidak terpisah di arah jatuh atau di luar saringan

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada perancangan mesin pengupas kulit kopi ini, dirancang dengan kapasitas pengupasan yaitu 5 kg/menit. Perancangan dimulai dengan membuat
gambar  rancangan mesin  sederhana,  sesuai dengan  cara  kerja  mesin  yang  diinginkan. Dimana buah kopi kering yang ditampung dalam hopper  akan  disalurkan  oleh  pintu  masuk  kopi kemudian  masuk  pada  rol  pengupas  yang berputar.  Di  ruang  pengupas,  buah  kopi  akan dikupas  dengan  cara  digilas  oleh  putaran  rol pengupas  yang  menyebabkan  buah  kopi bergesekan dengan mata pisau. Akibat gesekan itu, kulit kopi akan terkelupas, lalu kulit kopi dan biji kopi akan di teruskan ke outlet menuju ruang pemisahan antara kulit dengan biji kopi. Setelah proses  perancangan  mesin  dan  cara  kerjanya, kemudian dilanjutkan dengan mencari data awal melalui percobaan serta pencarian pustaka. Data awal  itu  yaitu  massa  jenis  kopi,  yang  diperoleh melalui percobaan itu 0,422 gr/l. Jumlah kopi tiap liter  yang  diperoleh  sebesar  1066  biji/l,  serta berat  rata-ratakopi  yaitu  0,004  kg/biji.  Dengan mengetahui  berat  rata-rata  kopi  perbiji,  maka dapat  diketahui  berapa  jumlah  biji  rata-rata dalam 5 kg kopi.
Dari  data  awal  inilah  kemudian  dapat  di tentukan  berapa  putaran  rol  pengupas  yang sesuai  agar  dalam  satu  menit  dapat  mengupas sebanyak  5  kg  kopi,  hingga  diperoleh  putaran pengupas yang sesuai yaitu 900 rpm.
Sebelum  dilakukan  proses  pengujian  dengan cara  menghitung  waktu  pengupasan  serta kualitas  pengupasan.  Terlebih  dahulu  harus dilakukan  penyetelan  jarak  antara  rol  pengupas dengan  mata  pisau.  Caranya  adalah  dengan menjalankan mesin dan memasukkan buah kopi kering,  lalu  lihat  hasilnya.  Bila  biji  kopi  yang keluar  belum  terkupas,  artinya  jarak  rol pengupas dengan mata pisau terlalu lebar maka dilakukan  penyetelan  dengan  memutar  baut penyetel  jarak.  Apabila  biji  yang  keluar  hancur, maka jaraknya harus dilonggarkan kembali. Dari proses  tersebut,  diperoleh  jarak  pengupas  dan penggilas  yang  baik  sebesar  8  mm.  kemudian dilakukan proses pengujian sesuai langkah yang telah ditentukan sebelumnya.
Dari hasil pengujian diperoleh waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk mengupas 5 kg buah kopi kering adalah 65 detik. Untuk persentase kualitas pengupasan biji kopi, diperoleh kualitas pengupasan  buah  kopi  kering  rata-rata  adalah 85% terkupas. Daridata di atas juga dapat dilihat bahwa  untuk  buah  kopi  kering  kapasitas pengupasam 5 kg permenit dapat dicapai dimana untuk mengupas 5 kg buah kopi kering dibutuhkan waktu 65 detik

## 4. KESIMPULAN
Setelah melakukan pengujian alat dan engambilan data, maka disimpulkan bahwa:
1.  Untuk  menggerakkan  mesin  pengupas  kulit buah  kopi  kering  dengan  kapasitas  5  kg  per
menit,  dibutuhkan  motor  penggerak  dengan daya 0,5 HP 1 Phase 0,375 kW.
2.  Mesin  pengupas  kulit  buah  kopi    kering  ini dapat  meningkatkan  prosentase  kualitas  biji kopi  tanpa  kulit  daging  buah  kopi  kering hingga 85 % terkupas.
3.  Mata pisau yang digunakan adalah mata pisau jenis ke-3, berdasarkan pengujian mata pisau yang dilakukan mata pisau jenis ke-3 ini dapat mengupas  kulit  buah  kopi  kering  secara maksimal.
4.  Mesin pengupas dan Pemisah kulit buah kopi kering  ini  dapat  mengefisiensikan  waktu pengolahan  kopi  tersebut.  Waktu  untuk mengupas  5  kg  buah  kopi  kering  dibutuhkan 65 detik.
5.     DAFTAR PUSTAKA
[1]. https://id.wikipedia.org/wiki/Baja/ di  akses Januari 2016.
[2].  Macdonald,  Angus  J.  (2001). Struktur  dan Arsitektur. Edisi 2.  Jakarta: Penerbit Erlangga.
[3]. https://bongez.wordpress.com/2010/05/19/si fat-baja/ diakses Januari 2016 [4]. http://www.alarpertanian.net/ di akses September 2015
[5]. http://www.kencanajayateknik.com/ di akses September 2015
[6]. http://karyamitrausaha.web.indotrading.co/ di akses September 2015
[7].  Darmawan, Harsokusoemo.
(2004). Pengantar Perancangan
Teknik,
Bandung: Institut Teknologi Bandung.
[8].  Sonawan, Hery. (2010). Perancangan Elemen Mesin, Bandung: Penerbit Alfabeta.
[9].  Joseph Edward Shigley dan Larry D.Mitchell. Perencanaan Teknik Mesin , Edisi 4. Jakarta:
[10]. Penerbit  erlangga.Hiram  Twiss.  (1837). Mill For Grinding Coffee And Other Substances. Retrieved from United  States Patent Office website:
http://pdfpiw.uspto.gov/.piw?PageNum=0&d ocid=00000243 di akses Oktober 2015 [11]. Iram  D  &  Andrew  Crawford .  (1837).  Hulling Machine .  Retreived  from  google  patent website:
http://www.google.co.id/patents/US111323 di akses November 2015.
[12]. H.B.  Stevens .  (1876).  Coffee  Cleaner . Retreived  from  google  patent  website: https://www.google.co.id/patents/US172671 di akses November 2015
[13]. J.H  Pendleton .  (1877).  Coffee  Huller . Retreived  from  google  patent  website: http://www.google.co.id/patents/US190614 di akses November 2015
[14]. C.B. Brown . (1879). Coffee and Rice Huller . Retreived  from  google  patent  website: http://www.google.co.id/patents/US220698 di akses November 2015
[15]. J. Guardiola . (1886). Coffee Huller . Retreived  from  google  patent  website: http://www.google.co.id/patents/US339288 di akses November 2015
[16]. R.  Okrassa .  (1912).  Coffee  Huller and Polisher.  Retreived  from  google  patent website:
http://www.google.co.id/patents/US1035631 di akses November 201