Widyotomo,  Sri-Mulato dan  Suharyanto
1) Peneliti,  Ahli  Peneliti  dan  Teknisi  (Researcher,  Senior  Researcher    and  Technician);  Pusat  Penelitian  Kopi  dan  Kakao Indonesia, Jl. P.B. Sudirman 90, Jember 68118, Indonesia.
Pelita Perkebunan 2005, 21(3), 184 — 199

## Kinerja Mesin Pemecah Biji dan Pemisah Kulit Kakao Pascasangrai Tipe Pisau Putar
Performance of Rotary Cutter Type Breaking Machine for Breaking and Deshelling Cocoa Roasted Beans
Sukrisno Widyotomo 1) , Sri-Mulato 1) dan Edi Suharyanto 1)

## Ringkasan
Konversi  biji  kakao  menjadi  produk  makanan  dan  minuman  cokelat merupakan salah satu alternatif untuk meningkatkan nilai tambah biji kakao dan menekan  tingkat  ketergantungan  domestik terhadap  harga biji  kakao  di pasaran dunia. Salah  satu  tahapan proses  produksi  makanan  dan  minuman  cokelat  yang sangat  penting  adalah  pemecahan  biji  dan  pemisahan  kulit  kakao  pascasangria. Kendala  pengembangan industri  makanan dan minuman cokelat  skala kecil dan menengah di antaranya adalah tidak tersedianya peralatan dan mesin yang cocok dan terjangkau oleh pengusaha kecil, baik secara teknologis maupun harga. Untuk itu  Pusat  Penelitian  Kopi  dan  Kakao  Indonesia  telah  merancang  dan  menguji coba sebuah mesin pemecah biji dan pemisah kulit kakao pasca sangrai tipe pisau rotari.  Unit  pemecah  diputar  oleh  sebuah  motor  listrik  berdaya  1/2  HP,  single phase, 110/200 V dan memiliki putaran poros 1440 rpm. Sistem penerusan daya dari tenaga  penggerak ke unit pemecah menggunakan  pulley dan  sabuk karet  V tunggal  (single V belt). Unit  pemecah  dilengkapi  dengan kipas  jenis sentrifugal dengan  spesifikasi  teknis  laju  aliran  udara  8,5  m 3 /min,  tekanan  780  Pa,  daya 370 W dan tegangan 220 V yang digunakan untuk memisahkan fraksi kulit (shell) dari komponen nib kakao. Hasil uji coba menunjukkan bahwa kondisi operasional optimum  mesin  diperoleh  pada  kapasitas  kerja  268  kg/jam,  dengan  kecepatan putar pisau  rotari 500 rpm dan   kecepatan aliran udara 2,8 m/detik.  Persentase hasil pemecahan biji yang diperoleh dari corong 1 dan corong 2 masing-masing adalah 94,5% dan 5,5%. Distribusi hasil pemisahan fraksi nib dan serpihan kulit terikut  keping  biji  dari  corong  1  adalah  kadar  nib  92%  dan  kadar  kulit  terikut keping  biji  8%,  sedangkan  distribusi  hasil  pemisahan  fraksi  kulit  dan  keping  biji terikut serpihan kulit  dari corong 2  adalah  kadar  kulit  97%  dan  kadar  keping  biji terikut kulit 3%. Daya yang dibutuhkan untuk menggerakan mesin tersebut pada kondisi operasional dengan kecepatan putar pisau rotari 500 rpm dan kecepatan aliran udara 2,8 m/detik sebesar 833 W.

## Summary
Conversion of cocoa beans to chocolate  product is, therefore, one of the promising alternatives to increase the value added of dried cocoa beans. On the other hand, the development of chocolate industry requires an appropriate tech- nology that is not available yet for small or medium scale of business. Breaking and  deshelling cocoa  roasted  beans  is  one  important  steps  in  cocoa  processing to ascertain good chocolate quality. The aim of this research is to study perfor- mance of rotary cutter type breaking machine for breaking and deshelling cocoa roasted beans. Indonesian Coffee and Cocoa Research Institute has designed and tested a rotary  cutter type breaking machine  for  breaking  and  deshelling cocoa roasted beans. Breaker unit has rotated by ½ HP power, single phase, 110/220 V and  1440 rpm.  Transmission  system  that  use  for  rotating  breaker  unit is  pulley and  single  V  belt.  Centrifugal  blower  as  separator  unit  between  cotyledon  and shell  has  specification  0.5  m 3 /min  air  flow,  780  Pa,  370  W,  and  220  V.  Field tests  showed  that  the  optimum  capacity  of  the  machine  was  268  kg/h  with  500 rpm  speed  of rotary  cutter, 2,8  m/s separator  air  flow,  and power  require was 833  W.  Percentage  product  in  outlet  1  and  2  were  94.5%  and  5.5%.  Particle distribution from  outlet  1  was  92%  as cotyledon, 8%  as shell  in  cotyledon and on outlet 2 was 97% as shell, 3% as cotyledon in shell.
Key words : cocoa, breaking, rotary cutter, quality.

## PENDAHULUAN
Salah  sa tu  upaya  strategis  untuk mengurangi ketergantungan pasar komoditas primer di luar negeri adalah perluasan pasar melalui  pendekatan  diversifikasi  dan pengembangan  produk  kakao  sekunder. Produk  ini  dinila i  akan  member ikan beberapa  insentif  ekonomis  bagi  negara antara lain peningkatan nilai tambah yang lebih besar pada produk-produk pertanian, peluang lapangan kerja di pedesaan, pengem- bangan  industri  terkait  dan  peningkatan konsumsi per kapita kakao di dalam negeri yang  saat  ini  relatif  rendah  yang  berarti mengurangi ketergantungan terhadap pasar komoditas primer di luar negeri (Suhargo, 2001).
Pemecahan  biji  dan  pemisahan  kulit (shell) dari  keping biji (nib) kakao pasca sangrai merupakan salah satu tahap pengolah- an hilir kakao yang sangat menentukan mutu akhir produk makanan maupun  minuman cokelat (Lopez & Donald, 1981). Pemecahan dan pemisahan kulit kakao bertujuan untuk memperbesar luas permukaan hancuran nib sehingga pada saat perlakuan pengempaan dengan bantuan pemanas, massa kakao akan menerima  panas  yang  lebih  banyak  dan ser agam   (Sr i-Mulato  et.al.,  2004). Umumnya, petani kakao melakukan tahapan pemecahan biji dengan cara penumbukan menggunakan lumpang yang terbuat dari batu atau tanah liat, sedangkan proses pemisahan kulit (shell) dari keping biji kakao dilakukan secara manual dengan menggunakan tampah
yaitu alat berbentuk lingkaran yang dibuat dari  anyaman  bambu.  Kelemahan  proses pemecahan dan pemisahan kulit dari keping biji kakao secara manual di antaranya adalah produktivitas kerja pemecahan dan pemisah- an sangat rendah, persentase keping biji dan kulit  hancur  sa ngat  besar  sehingga menyulitkan proses pemisahan antara kedua komponen  tersebut  dan  terjadi  proses pergerakan di dasar lumpang karena adanya tekanan  alat  pe numbuk  yang  kontinyu sehingga  berakibat  pada  menurunnya efektifitas pemecahan (Henderson & Perry, 1970).
Kulit  biji  kakao  tidak  cocok  untuk dikonsumsi  manusia  karena  memiliki kandungan  selulosa  yang  cukup  tinggi sehingga dapat mengakibatkan rasa pedih. Tingginya kadar kulit dapat menyebabkan kapasitas  penghancuran  secara  mekanis menjadi  rendah  dan  flavor  produk  akhir makanan maupun minuman cokelat yang di- hasilkan juga menurun. Kadar kulit (shell) maksimum  di  dalam  pasta  cair  (cocoa liquor) siap olah menjadi produk makanan cokelat adalah 1,75% (Beckett, 2000). Selain itu, pemecahan biji dan pemisahan kulit dari komponen  keping  biji  bertujuan  untuk memperbesar luas permukaan keping biji sehingga pada saat perlakuan penyangraian keping biji atau ekstraksi lemak kakao pasca sangrai  dari  dalam  keping  biji  dapat diperoleh hasil yang maksimum.
Pada proses pemecahan dan pemisahan kulit  dari  komponen  keping  biji  secara manual  pada  biji  kakao  pasca  sangrai berkadar air 6,5% (basis basah) diperoleh komponen keping biji sebanyak 87,1% dan 12,9% sisanya merupakan komponen kulit.
Menurut Minifie (1980), proses pemisahan kulit dari keping biji secara mekanis hanya diperoleh nilai komponen keping biji tidak lebih dari 83% dan keping tersebut masih mengandung serpihan kulit sebanyak 1,5- 2%.
Menurut  Sri-Mulato  (2002)  sebagai- mana yang terjadi pada industri kopi bubuk, industri makanan dan minuman cokelat skala be sar  umum nya  juga   didukung  oleh manajemen, modal dan sumber daya manusia yang memadai sehingga industri golongan ini  mampu membeli  peralatan  dan mesin pengolahan produk impor dengan teknologi tinggi.  Introduksi  peralatan  dan  mesin pengolahan makanan dan minuman cokelat produk  impor  ke  petani  kakao  Indonesia memiliki beberapa kelemahan.
Pusat  Penelitian  Kopi  dan  Kakao Indonesia telah merancang bangun mesin pemecah biji dan pemisah kulit kakao pasca sangrai tipe pisau putar (rotary cutter) yang cocok dan terjangkau oleh pengusaha kecil baik secara teknologis maupun harga. Mesin pemecah dan pemisah kulit ini merupakan salah  satu  mesin  yang  dugunakan  dalam rangkaian peralatan dan mesin pengolahan untuk menghasilkan minuman dan makanan cokelat.
Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk mempelajari kinerja mesin pemecah biji dan pemisah kulit kakao pascasangrai tipe pisau rotari sehingga diperoleh kondisi optimum pengoperasian mesin yang dapat digunakan sebagai acuan  kerja dengan  mutu produk akhir yang baik. Mesin ini menggunakan rancangan  geometris  pisau  putar  karena teknologi  konstruksi  dan  pembuatannya relatif sederhana dibandingkan dengan mesin
pemecah bji tipe silinder ganda, sedangkan proses  pemisahan  kulit  dari  komponen keping  biji  dilakukan  dengan  metode per beda an  berat  jenis  m enggunakan hembusan udara (winower). Mesin yang diuji memiliki  mekanisme  kerja  pemecahan sebagai berikut ;  biji  kakao  pascasangrai te rpec ah  karena  adanya   mekanisme pemotongan antara plat statis (stator) dan pisau berputar yang berfungsi sebagai ro- tor, sedangkan proses pemisahan kulit dari komponen  keping  biji  dilakukan  dengan metode  perbe daan  berat  jenis  ba han menggunaka n  hembusan  udara  kipas sentrifugal. Kulit (shell) memiliki berat yang relatif  lebih  ringan  dibandingkan  dengan komponen keping biji sehingga akan mudah dipisahkan  dengan  adanya  mekanisme pneumatik hembusan udara.

## BAHAN DAN METODE
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Pengolahan Hasil dan Rekayasa Alat dan Mesin Pengolahan Kopi dan Kakao, Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jember,  Jawa  Timur  pada  bulan  Maret sampai dengan Juni 2005.
Bahan yang digunakan adalah biji kakao dari jenis lindak (bulk cocoa) kering yang diperoleh dari produksi Kebun Percobaan Kaliwining,  Pusat  Penelitian  Kopi  dan Kakao Indonesia. Biji kakao kering memiliki kisaran kadar air antara 6—7% (basis basah) dan  setelah  melalui  proses  diperoleh  biji kakao dengan sifat yang mendekati seragam serta  masuk  dalam  klasifikasi  mutu  C, dimana diperoleh jumlah 111—120 biji per 100  g  biji kakao  kering. Sebelum  proses
pemecahan  biji  dan  pemisahan  kulit  dari komponen keping biji, biji kakao tersebut disangrai  terlebih  dahulu  dengan menggunakan mesin sangrai biji kakao tipe silinder  pada  kisaran  suhu  120—130 0 C selama  25—30  menit  sampai  di-peroleh tingkat  kematangan  yang  relatif  seragam yaitu pada kisaran kadar air 2,5—2,9%.
Peralatan dan mesin  yang  digunakan adalah mesin pemecah dan pemisah kulit tipe pisau  rotari  (rotary  cutter)  beser ta perlengkapannya, alat ukur kadar air, alat ukur kecepatan putar (tacho-meter), alat ukur kecepatan  aliran  udara  (anemometer), pe ngukur  tegangan  dan  arus  listrik, timbangan digital dengan beban maksimum 50  kg,  timbangan  analitik  dan  beberapa peralatan bantu lainnya.

## Deskripsi Mesin Pemecah dan Pemisah Kulit Kakao Tipe Pisau Rotari
Mesin pemecah biji dan pemisah kulit dari komponen keping biji pascasangrai tipe pisau rotari memiliki empat bagian penting yaitu unit pemecah biji, tenaga penggerak, rangka  dan  unit  pemisah  (centrifugal blower). Unit pemecah berbentuk silinder heksagonal yang berfungsi sebagai rotor dan dibuat dari bahan baja tahan karat (stain- less steel) tebal 3 mm, serta memiliki ukuran diameter, lebar dan jumlah pisau pemotong masing-masing  280  mm,  100  mm  dan  6 buah.  Masing-masing  pisau  pemotong memiliki ukuran panjang, lebar dan tebal berturut-turut 100 mm, 50 mm dan 3 mm. Unit stator dibuat dari bahan plat baja tahan karat  berukuran panjang, lebar  dan tebal berturut-turut 100 mm, 75 mm dan 3 mm.
Tenaga  penggerak  yang  digunakan adalah sebuah motor listrik dengan spesifikasi daya 1/2 HP, single phase, 110/200 V dan memiliki putaran poros 1440 rpm. Sistem penerusan daya dari tenaga penggerak ke silinder pemecah menggunakan pulley dan sabuk karet V tunggal (single V belt).
Rangka mesin pemecah biji dan pemisah kulit dari komponen keping biji kakao pasca sangrai dibuat dari bahan besi baja profil persegi  40  mm  x  60  mm  dan  memiliki dimensi panjang, lebar dan tinggi berturut- turut  500  mm,  450  mm  dan  660  mm. Rangka berfungsi untuk menopang seluruh komponen mesin pemecah biji dan pemisah kulit kakao pasca sangrai tipe pisau rotari.
Kipas  jenis  sentrifugal  digunakan sebagai  unit  penghembus  (blower)  yang berfungsi  untuk  memisahkan  fraksi  kulit (shell)  dari  komponenkeping  biji  kakao dengan  mekanisme pemisahan  perbedaan berat jenis (density) bahan. Kulit kakao yang memiliki  masa  relatif  lebih  ringan  akan terbawa keluar melalui pipa berukuran dia- meter 50 mm, sedangkan keping biji kakao yang memiliki masa relatif lebih berat akan turun  ke  wadah  pe nampung.  Kipas sentrifugal memiliki spesifikasi teknis; laju aliran udara 8,5 m 3 /min, tekanan 780 Pa, daya 370 W dan tegangan 220 V.
Hasil  pemecahan biji  dan  pemisahan kulit dibagi menjadi dua corong keluaran, yaitu :
a. Corong 1, adalah keluaran berupa keping biji kakao pascasangrai dan serpihan kulit terikut keping biji.
b. Corong  2,  adalah  keluaran  berupa serpihan  kulit  kakao  dan  keping  biji terikut serpihan kulit.

## Pelaksanaan Penelitian

## Perlakuan
Kinerja  mesin  dievaluasi  dalam  tiga level kecepatan putar pisau rotari, yaitu 500 rpm, 700 rpm  dan 900  rpm dan  masing- masing dikenakan dengan tiga level kecepat- an aliran udara untuk memisahkan kulit dari keping biji, yaitu 2,7 m/detik; 2,75 m/detik dan 2,8 m/detik. Ulangan pemecahan biji dan pemisahan kulit untuk masing-masing perlakuan  tersebut  di  atas  dilakukan sebanyak 3 kali. Sebagai kontrol dilakukan proses  pemisahan  keping  biji  dari  kulit kakao secara manual. Tabel 1 menunjukkan matriks penandaan perlakuan pemecahan biji dan pemisahan kulit kakao.

## Pengukuran
Parameter yang diukur meliputi kecepat- an putar silinder pemecah, waktu pemecahan biji dan pemisahan kulit, berat bahan yang diumpankan, kecepatan aliran udara peng- hembus dan arus listrik untuk menentukan kebutuhan daya motor penggerak.

## Tolok ukur
Tolok  ukur dalam  penentuan kondisi optimum pengoperasian mesin pemecahan biji  dan  pemisahan  kulit  adalah  dengan membandingkan  persentase  kulit  terikut keping biji dan persentase keping biji terikut kulit hasil pemecahan dan pemisahan kulit secara mekanis terhadap persentase keping biji dan kulit hasil pemisahan secara manual.

## Analisis Teknis

## 1. Kapasitas kerja mesin
Kapasitas kerja (Km) mesin pemecah biji dan pemisah kulit tipe pisau rotari (rotary cutter) ditentukan dengan persamaan 1.
Tabel 1. Matrik penandaan perlakuan pemecahan dan pemisahan kulit kakao Table 1. Sign matrix for several treatments
Perlakuan kecepatan aliran udara, m/detik Kecepatan putar, rpm 500 700 900 2.,7 A 1 B 1 C 1 2.7 A 2 B 2 C 2 2.80 A 3 B 3
C 3 Gambar  1.  Sketsa  mesin  pemecah  biji  dan  pemisah  kulit  dari  komponen  keping  biji  kakao  tipe  pisau rotari.
Figure  1.  Design  of  rotary  cutter  type  breaking  and  deshelling  machine.
Biji kakao sangrai Cocoa roasted beans Pisau statis Statis knife Rangka Beam Motor listrik Electrical engine Kulit Shell Rotor pemecah Breaker Nib cotyledon Kipas  centrifugal Centrifugal blower Ayakan Screen Sabuk karet V V belt transmision ..............1 berat bahan yang diumpankan, kg Beans weight, kg waktu pemecahan dan pemisahan, jam
Time, h
Km,/jam =

## 2. Hasil pemecahan dan pemisahan kulit
Hasil  proses  pemecahan  biji  dan pemisahan  kulit  terdiri  dari  persentase produk  1 (PP 1 ),  yaitu  bahan  yang  keluar pada corong 1 dan persentase produk 2 (PP 2 ) yaitu bahan yang keluar dari  corong 2. PP 1 dan PP 2 masing-masing ditentukan dengan persamaan 2 dan 3.

## 3. Fraksi bahan dari corong 1
Produk pemecahan biji dan pemisahan kulit yang diperoleh dari corong 1 terdiri keping biji (N) dan Kulit terikut keping biji (KTN) yang masing-masing dihitung dengan mengguna-kan persamaan 4 dan 5.

## 4. Fraksi bahan dari corong 2
Produk pemecahan biji dan pemisahan kulit yang diperoleh dari corong 2 terdiri Kulit  (K),  dan  keping  biji  terikut  Kulit (NTK) yang masing-masing dihitung dengan menggunakan persamaan 6 dan 7.
NTK, % =
5. Kebutuhan daya
Daya (P) yang dibutuhkan mesin untuk memecahkan biji dan memisahkan kulit dari nib  kakao  dihitung  dengan  menggunakan persamaan 8.
P, Watt = I 2 xV    .........................(8)
Dimana : I adalah arus yang terukur pada saat mesin beroperasi (Ampere) dan V adalah tegangan (Volt).
HASIL DAN PEMBAHASAN ..............7 berat kulit dari corong 2 (kg) x 100% berat bahan dari corong 2(kg)
..............2 Berat bahan dari corong 1, kg
(Outlet 1, kg) x 100%
Berat bahan yang diumpankan, kg Total weight, kg PP1, % = ..............3 Berat bahan dari corong 2, kg (Outlet 2, kg) x 100% berat badan yang diumpankan, kg Total weight, kg PP2, % = ...4 Berat nib dari corong 1, kg (Colt yledon weight from
outlet 1, kg) x100%
Berat bahan dari corong 1, kg Material weight from outlet 1, kg N, % = ......5
Berat kulit dari corong 1, kg (Shell weight from outlet 1, kg) x 100%
Berat bahan dari corong 1, kg Material weight from outlet 1, kg
KTN, % =
Persentase Kulit dan Keping Biji Kakao pada Kondisi Pra dan Pascasangrai
Bahan  baku  yang  digunakan  dalam penelitian ini  adalah biji kakao dari jenis lindak (bulk cocoa) dengan kadar air awal 6—7%  yang  kemudian  disangrai  hingga diperoleh kadar air 2,5—2,9%. Rerata per- sentase keping biji dan kulit hasil pemisahan yang dilakukan secara manual dari biji kakao sebelum disangrai (BR, before roasting) dan setelah disangrai (AR, after roasting) di- tampilkan pada Gambar 2. Hasil tersebut menunjukkan bahwa biji kakao pasca sangrai yang digunakan untuk proses pemecahan biji dan pemisahan kulit secara mekanis terdiri dari 82%  berupa  keping biji  dan  sisanya sebesar 18% berupa kulit. Kadar kulit yang relatif tinggi dari biji kakao pascasangrai tersebut di-sebabkan oleh kondisi bahan awal sebelum proses penyangraian yang masih memiliki  kadar  kulit  yang  relatif  tinggi, yaitu sebesar 20% dari total berat biji kakao.
SNI  Kakao  nomor  01-2323-2002 menyebutkan bahwa kadar kulit yang ter- dapat pada biji kakao kering dengan kadar air 7,5% tidak boleh lebih dari 13%. Kadar kulit yang tinggi dapat menyebabkan mesin bekerja lebih berat, jumlah kulit yang ter- campur di dalam keping biji akan lebih besar karena  dengan  semakin  tebal  kulit  maka densitasnya  akan  relatif  lebih  besar  dan tingkat  kehalusan  pasta  cokelat  yang dihasilkan akan sulit diperoleh karena bahan baku yang masih banyak mengandung serat. Oleh  karena  itu,  pengawasan  proses  dan pengendalian mutu pada setiap tahapan proses pengola han  sangat  diper luka n  untuk menghasilkan  produk  kering  berkualitas tinggi.

## Kapasitas Kerja
Kapasitas kerja mesin pemecah biji dan pemisah kulit tipe pisau rotari ditampilkan pada Gambar 3 dan persamaan garis linier regresi yang terbentuk dari ketiga perlakuan tersebut ditampilkan pada Tabel 2. Gambar 3  menunjukkan  bahwa  semakin  tinggi kecepatan  putar  pisau  rotari  maka  mesin pemecah  biji  dan  pemisah  kulit  akan memiliki  kapasitas  kerja  yang  semakin tinggi. Biji kakao pasca sangrai terpecah karena  adanya  mekanisme  pemotongan antara pisau statis yang berfungsi sebagai stator  dan  pisau  rotari  yang  berfungsi sebagai  rotor.  Dengan  semakin  tinggi kecepatan putar pisau rotari maka frekuensi pertemuan  antara  rotor  dan  stator  akan semakin tinggi sehingga jumlah biji kakao dapat dipecahkan juga akan semakin banyak. Mekanisme pemisahan kulit dari komponen nib terjadi berdasarkan perbedaan berat jenis bahan  (density),  yang  mana  kulit  (shell) memiliki  masa  yang  relatif  lebih  ringan dibandingkan dengan komponen keping biji sehingga  akan  mudah  dipisahkan  dengan adanya mekanisme pneu-matik hembusan udara.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa kapasitas kerja mesin tertinggi sebesar 716 kg/jam diperoleh pada perlakuan kecepatan putar pisau rotari 900 rpm dan kecepatan aliran udara 2,8 m/detik, sedangkan kapa- sitas kerja mesin terendah sebesar 167 kg/ jam diperoleh pada perlakukan kecepatan putar pisau rotari 500 rpm dan kecepatan aliran udara 2,7 m/detik.
Tabel 2 menunjukkan persamaan regresi linier  dan  koefisien  korelasi  (R 2 )  antara kecepatan putar pisau rotari dengan kapasitas
kerja  mesin  yang  dihasilkan.  Persamaan regresi linier tersebut sangat berguna karena dapat  digunakan  untuk  m empr ediksi kapasitas kerja mesin yang dihasilkan jika pisau  rotari  berputar  pada  kecepatan  di bawah 500 rpm atau diatas 900 rpm. Nilai koefisien korelasi tertinggi diperoleh pada kecepatan putar pisau rotari 900 rpm, diikuti dengan 500 rpm dan terendah pada kecepatan 700  rpm.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa hubungan perlakuan kecepatan putar pisau rotari  900  rpm  terhadap  kapasitas  kerja mesin ternyata lebih baik jika dibandingkan kecepatan putar pisau rotari 500 rpm dan 700 rpm. Namun demikian, kapasitas kerja me sin  yang  tinggi  belum  me njam in diperolehnya kondisi operasional mesin yang
terbaik karena ter-nyata kapasitas kerja yang tinggi  tidak  ber-korelasi  positif  terhadap efektifitas kerja mesin.

## Hasil Pemecahan Biji dan Pemisahan Kulit
Hasil pemecahan biji dan pemisahan kulit dari dua buah corong keluaran yang berbeda yaitu corong 1 berupa nib dan kulit tercampur nib  dan  corong  2  berupa  kulit  dan  nib tercampur kulit ditampilkan pada Gambar 4. Tampak bahwa dengan semakin tinggi kecepatan putar pisau rotari maka jumlah bahan yang dihasilkan di corong keluaran 2  akan  semakin  sedikit.  Semakin  tinggi
Kondisi  bahan  (Material  condition) P ro se n ta se ,% (P e rc e n ta g e ,% ) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 BR AR
Gambar 2. Prosentase nib dan kulit kakao hasil pemisahan secara manual
Figure 2. Percentage of cotyledon and shell by manual separation process Keping  biji (Cotilidon) Kulit  (Shell)
BR : Sebelum sangrai (Before  roasting) AR :  Setelah sangrai (After roasting)
kecepatan putaran pisau rotari maka akan mengakibatkan semakin banyak dihasilkan partikel keping biji berukuran kecil (serbuk) dan pecahan kulit. Adanya gesekan antara bahan  dengan  permukaan  pisau  rotari, maupun gesekan antar bahan itu sendiri akan mengakibatkan timbulnya panas di dalam unit pemecah. Lemak kakao yang terkandung di dalam keping biji akan mudah keluar pada
kondisi partikel yang lebih kecil dan adanya pe-ngenaan panas. Oleh karena itu, lemak akan  mudah  menarik  serpihan  kulit  dan meng-gumpalkannya bersama dengan serbuk nib. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4 dimana  dengan  semakin  tinggi  kecepatan putar pisau rotari maka jumlah bahan yang keluar melalui  corong 2 semakin sedikit, sedangkan hal sebaliknya terjadi pada corong
Tabel 2. Persamaan regresi linier kapasitas kerja dari beberapa perlakuan kecepatan putar pisau rotari dan kecepatan aliran udara
Tables 2.
2.70 Y = 1.1138X – 415.2 0.9613 2.75 Y = 1.0239X – 294.44 0.9351 2.80 Y = 1.1208X – 292.23 0.9980
Kecepatan aliran udara, m/detik Persamaan garis linier regresi Koefisien korelasi, R
Catatan (Notes) :  X adalah kecepatan putar pisau rotari (rpm) dan Y adalah kapasitas kerja mesin (kg/jam).
Gambar 3. Kapasitas kerja mesin pada beberapa kecepatan putar pisau rotari. Figure 3. Machine capacity from several treatments. Kecepatan putar, rpm (Rotation speed, rpm) K ap as ita s k er ja , k g /ja m C a p a c ity , kg /h 2.8 m/detik 2.7 m/detik 2.75 m/detik 400 500 600 700 800 900 1000 100 0 200 300 400 500 600 700 800
1 bahwa jumlah bahan yang keluar melalui corong tersebut menjadi semakin besar.
Kecepatan aliran udara yang dihasilkan oleh kipas sentrifugal memiliki kemampuan untuk membawa pecahan kulit kakao dengan masa yang lebih ringan  dan terpisah dari keping biji dengan massa yang relatif lebih berat. Semakin tinggi kecepatan aliran udara maka  kemampuannya  untuk  membawa partikel masa yang lebih besar akan semakin tinggi. Namun demikian, fenomena sebagai- mana ditampilkan pada  Gambar 4 adalah akibat  kecepatan  putar  pisau  rotari  yang semakin  tinggi  maka  serpihan  kulit  tidak dapat  terpisahkan  dengan  sempurna  ke corong 2 karena terikat pada serbuk keping biji yang banyak mengadung lemak dan ikut keluar melalui corong 1.
Jumlah bahan terbanyak yang  keluar melalui corong 1 diperoleh pada perlakuan kecepatan putar pisau rotari 700 rpm dan kecepatan aliran udara 2,8 m/detik, sedang- kan  jumlah  bahan  terbanyak  yang  keluar melalui corong 2 diperoleh pada perlakuan kecepatan putar pisau rotari 500 rpm dan kecepatan aliran udara 2,7 m/detik.
Jika  dibandingkan  dengan  proses pemisahan kulit kakao pascasangrai secara manual  yang  diperoleh  kadarkeping  biji sebesar 82%  dan kadar  kulit 12%,  maka dengan kecepatan putar pisau rotari yang semakin  tinggi  tidak  menjamin  akan dihasilkan  komposisi  keping  biji  kakao terbesar di corong 1. Pada kecepatan putar pisau rotari 700 rpm dan kecepatan aliran udara 2,8 m/detik diperoleh produk pada corong 1 sebesar 98% dan corong 2 sebesar 2%. Sedangkan pada kecepatan putar pisau rotari 500 rpm dan kecepatan aliran udara
2,7 m/detik diperoleh produk pada corong 1 sebesar 89% dan corong 2 sebesar 11%.

## Fraksi bahan pada corong 1
Kapasitas kerja mesin pemecah biji dan pemisah kulit yang tinggi belum dapat di- gunakan sebagai acuan untuk menentukan kondisi optimal pengoperasian mesin karena mutu hasil pemecahan dan pemisahan kulit sangat ditentukan oleh persentase keping biji dan persentase kulit terikut keping biji yang dihasilkan pada corong 1. Kapasitas kerja mesin yang tinggi sebaiknya diikuti dengan persentase  keping  biji  yang  tinggi  dan persentase  kulit  terikut  keping  biji  yang rendah.
Corong  1  merupakan  keluaran  hasil pemecahan biji dan pemisahan kulit berupa nib (N) dan serpihan kulit tercampur keping biji (KTN). Hasil pemisahan keping biji dan serpihan kulit secara manual diperoleh kadar keping  biji  sebesar  82%  dan  kadar  kulit 12%. Gambar 5 menunjukkan bahwa dengan semakin besar kecepatan putar pisau rotari, maka kemampuan mesin untuk memecah biji akan semakin besar. Hal ini terlihat dari hasil pemilahan antara nib dan kulit terikut keping biji dari perlakuan kecepatan aliran udara 2,8  m/detik  pada  kecepatan  putar  pisau rotari 500 rpm dan 900 rpm yaitu masing- masing 92% dan 87% komponen keping biji dan 8% dan 13%  komponen kulit terikut keping biji. Putaran pisau rotari yang cepat mengakibatkan  frekuensi  pemecahan  biji akan  semakin  tinggi,  sehingga  ukuran partikel keping biji dan serpihan kulit kakao yang dihasilkan akan semakin kecil. Ukuran partikel serpihan kulit yang semakin kecil akan cenderung memudahkan bercampur dan
melekat pada permukaan partikel keping biji yang  banyak  mengandung  lemak.  Hal tersebut yang menyebabkan  lebih banyak partikel serpihan kulit kakao yang tercampur di dalam keping biji dengan semakin cepat putaran pisau rotari.
Semakin cepat kecepatan aliran udara maka  kemampuan  udara  tersebut  untuk memisahkan  serpihan kulit  akan  semakin besar pula. Hal ini terlihat dari persentase keping biji terbesar yang dihasilkan pada kecepatan putar pisau rotari 500 rpm dan kecepatan aliran udara 2,8 m/detik, yaitu dengan kadar keping biji 92% dan kadar kulit terikut keping biji 8%. Pada kecepatan putar pisau rotari yang sama dan kecepatan aliran udara 2,7 m/detik  hanya diperoleh kadar keping  biji  sebesar  85%  dan  kadar  kulit terikut keping biji lebih besar, yaitu 15%. Hal ini menunjukkan bahwa dengan selisih
kecepatan aliran udara 1 m/detik lebih rendah mengakibatkan jumlah serpihan kulit yang dapat dipisahkan lebih rendah 7%, yaitu dari 8% menjadi 15% serpihan kulit.
Hasil  terbaik  dari  pemilahan  fraksi bahan dari corong 1 adalah pada perlakuan kecepatan putar pisau rotari 500 rpm dan kcepatan  aliran  udara  2,8  m/detik,  yaitu diperoleh kadar keping biji sebesar 92% dan kadar  serpihan  kulit  terikut  keping  biji sebesar 8%.

## Fraksi bahan pada corong 2
Corong 2 merupakan hasil pemecahan biji dan pemisahan kulit berupa kulit (K), dan keping biji terikut kulit (NTK). Kondisi operasional  mesin  terbaik  adalah  pada kapasitas kerja mesin dimana pada corong 2 diperoleh persentase kulit terpisah keping
Gambar 4. Distribusi hasil di corong 1 dan corong 2 dari beberapa perlakuan yang berbeda.
Figure 4. Material distribution in outlet 2 from several treatments.
Perlakuan  (Treatments) P e rs en ta se , % (P er ce n ta g e, % ) Corong  1(Outlet  1) Corong  2  (Outlet  2) A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 10 20 30 40 50 60 70 80 100 90 0
biji paling besar. Gambar 6 menunjukkan bahwa  dengan  semakin  tinggi  kecepatan aliran  udara  maka  kemampuan  untuk memisahkan kulit dari komponen keping biji akan semakin besar. Hal ini ditunjukkan pada kecepatan putar pisau rotari yang sama, yaitu 900 rpm maka persentase serpihan kulit yang berhasil  dipisahkan  dari  kecepatan  aliran udara  2,8  m/detik  (96%)  lebih  tinggi dibandingkan persentase serpihan kulit yang berhasil  dipisahkan  dari  kecepatan  aliran udara 2,7 m/detik (93%).
Hasil  pemilahan  fraksi  bahan  dari corong 2 yaitu komponen kulit dan keping biji terikut kulit terbaik adalah pada kondisi operasional kecepatan putar pisau rotari 500
rpm,  dan  kecepatan  aliran  udara  2,8  m/ detik.  Pada  kondisi  tersebut  diperoleh persentase kulit (K) sebesar 97% dan keping biji terikut kulit (NTK) sebesar 3%.

## Kebutuhan Daya
Henderson dan Perry (1970) menyata- kan  bahwa  prestasi  dari  mesin  pengecil ukuran suatu bahan ditentukan oleh kapasitas, kebutuhan daya per unit bahan, ukuran dan bentuk hasil produksi. Daya penggerak yang dibutuhkan untuk operasional suatu mesin sangat ditentukan oleh nilai putaran mesin (n), torsi yang dihasilkan oleh mesin (m) dan  efisiensi  mesin  (h)  sebagai  mana
Gambar 5. Persentase nib (N) dan kulit terikut nib (KTN) dari beberapa perlakuan.
Figure 5. Percentage of cotyledon (N) and shell in cotyledon (KTN) from several treatmens.
P e rs en ta se , % (P er ce n ta g e, % ) 10 20 30 40 50 60 70 80 100 90 0 Perlakuan  (Treatmens) A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 N KTN
ditampilkan  pada  persamaan  9  sebagai berikut :
Persamaan 9 dan Gambar 7 menunjuk- kan bahwa semakin tinggi kecepatan putar pisau rotari, maka daya  yang dibutuhkan akan semakin meningkat. Pada kecepatan aliran udara yang sama (2,7 m/detik), daya untuk  menggerakan  pisau  rotari  hingga mencapai kecepatan putar 500 rpm sebesar 826 W, sedangkan untuk kecepatan putar 900 rpm diperlukan daya yang lebih besar
yaitu 868 W. Persamaan garis linier yang diperoleh dari hubungan antara kecepatan putar  pisau  rotari  terhadap  daya  yang dibutuhkan untuk operasional mesin pemecah biji  dan  pemisah  kulit  ditampilkan  pada Tabel 3.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa pada kondisi operasional mesin terbaik  pada corong 1 diperoleh persentase keping biji terbesar  dan  pada  corong  2  diperoleh persentase  kulit  terbesar  yaitu  kecepatan putar pisau rotari 500 rpm dan kecepatan aliran udara 2,8 m/detik diperoleh kebutuhan daya untuk operasional mesin pada kondisi tersebut sebesar 833 W.
Gambar 6. Persentase kulit (K) dan nib terikut kulit (NTK) dari beberapa perlakuan. Figure 6. Percentage of shell (K) and cotyledon in shell (NTK) from several treatments.
P e rs en ta se , % (, P er ce n ta g e, % ) 10 20 30 40 50 60 70 80 100 90 0 Perlakuan  (Treatment) A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 K NTK    6000. n . . . 2 ,  kW P ....................... 9

## KESIMPULAN
Telah dirancang dan diuji coba mesin pemecah biji dan pemisah kulit kakao pasca sangrai  tipe  pisau putar.  Hasil  pengujian menunjukkan  bahwa  kondisi  optimal operasional mesin tersebut diperoleh pada kecepatan putar pisau rotari 500 rpm dan kecepatan aliran udara 2,8 m/detik dengan kapasitas kerja 268 kg/jam. Persentase hasil pem ecahan  biji  yang  diperoleh  dari corong 1 dan corong 2 masing-masing adalah 94,5% dan 5,5%. Distribusi hasil pemisahan fraksi keping biji dan serpihan kulit terikut keping  biji  dari      corong  1  adalah  kadar
keping biji 92% dan kadar kulit terikut nib 8%, sedangkan distribusi hasil pemisahan fraksi kulit dan keping biji terikut serpihan kulit dari corong 2 adalah kadar kulit 97% dan kadar nib terikut kulit 3%. Daya yang dibutuhkan  untuk  menggerakan  mesin tersebut pada  kondisi operasional  dengan kecepatan putar pisau rotari 500 rpm, dan kecepatan aliran udara 2,8 m/detik sebesar 833 W.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapakan  terima  kasih kepada  Sdri.  Eni  Widayanti,  mahasiswi
Gambar 7. Hubungan antara kecepatan putar pisau rotari terhadap daya yang dibutuhkan.
Figure 7. Relation between rotation speed of rotary cutter and power consumefrom several treatments. Perlakuan  (Treatments) A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 D ay a, W ( Po w er , W ) 800 820 840 860 880 900 920 780
Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember atas segala bantuan yang telah diberikan sampai dengan selesainya kegiatan penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Beckett, S.T. (2000). Industrial chocolate manu- facture and use. Van Nostrand Reinhold 115 Fifth Avenue, New York.
Dewan Standarisasi Nasional (2002). Standar Nasional Indonesia : Biji Kakao. SNI No.  01-2323-2002.  Departemen Pertanian, Jakarta.
Henderson, S.M. & Perry (1970). Agricultural Process Enginering. Second Edition. The  AVI  Publishing,  Westpot, Conneticut.
Lopez, A.S. & Mc. Donald (1981). A definition of  descriptors  to  be  used  for  the qualification of chocolate flavours in flavor testing, Revista Theobroma, 11, 209—217.
Minifie, B. W. (1980). Chocolate, Cocoa and Confectionery : Science and Tecnology
(2 nd Ed.). Avi Publ. Co. : Westport, Conn.
Sri-Mulato (2002). Perancangan dan pengujian mesin sangrai biji kopi tipe silinder. Pelita Perkebunan, 18, 31—45.
Sri-Mulato; Sukrisno Widyotomo; Misnawi; Sahali  &  Edy  Suharyanto  (2004). Petunjuk Teknis Pengolahan Produk Primer dan Sekunder Kakao. Bagian Proyek Penelitian dan Pengembangan Kopi dan Kakao, Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jember.
Suhargo  (2001).  Daya  Saing  Kakao  dan Produk Kakao, Training Quality As- surance in Cacao Processing. Program Studi  Teknologi  Hasil  Perkebunan, FTP, UGM, Yogyakarta.
***********
Tabel 3. Persamaan garis linier hubungan antara kecepatan putar pisau rotari terhadap daya yang dibutuhkan untuk operasional mesin Table. Linier regression equations for relation speed of rotary cutter and power consume
2,7 Y = 3,5X + 821,33 0,75 2,75 Y = 14X + 830,67 0,9231 2,8 Y = 14X + 849,33 0,75 Kecepatan aliran udara, m/detik
Persamaan garis linier regresi Koefisien korelasi,R²
Dimana :  X adalah kecepatan putar pisau rotari (rpm) dan Y adalah daya yang dibutuhkan (W).