JURNAL INOVATOR Jurnal Program Studi Teknik Mesin POLITEKNIK JAMBI Jurnal Inovator. Vol. No. 99Ae103 homepage: w. id/index/inovator Analisis Daya Mesin Pada Mesin Pengupas Kopi Kering Kapasitas 360 kg/jam Jandri Fan HT Saragi a . Angga Bahri Pratama b. Eka Putra Dairi Boangmanalu c, * Program Studi Teknik Mesin. Politeknik Negeri Medan. Jl. Almamater No. Padang Bulan. Kec. Medan Baru. Kota Medan. Sumatera Utara 20155. Indonesia. Program Studi Teknik Konversi Energi. Politeknik Negeri Medan. Jl. Almamater No. Padang Bulan. Kec. Medan Baru. Kota Medan. Sumatera Utara 20155. Indonesia Program Studi Teknologi Rekaya Manufaktur. Politeknik Negeri Medan. Jl. Almamater No. Padang Bulan. Kec. Medan Baru. Kota Medan. Sumatera Utara 20155. Indonesia INFO ARTIKEL Riwayat Artikel: Diterima 30 November 2025 Diterima setelah direvisi 16 Desember Disetujui 16 Desember 2025 Kata kunci: Analisis Daya Kopi Kering Mesin Pengupas Abstract- Dry processing is a post-harvest method widely used by farmer groups because it is cost-efficient and requires minimal water. The hulling stage is the most critical step as it determines green-bean quality, yield, and market value. However, many farmers still use low-capacity hullers or mismatched motors, causing bean damage, excess energy use, and shorter machine lifespan. This study analyzes the power requirements of a 360 kg/h dry-coffee hulling machine to guide proper motor and transmission selection. The methodology includes measuring physical characteristics of dried beans, calculating friction and impact forces, designing the belt-pulley system, and evaluating mechanical efficiency to determine actual power demand. Results show a required power of about 1. 1 kW after considering 82% transmission efficiency and a 1. 4 safety factor. The machine achieves 93Ae96% hulling efficiency with under 8% broken beans at 800Ae900 rpm. The 360 kg/h capacity is ideal for farmer groups because it speeds processing, reduces queues, and maintains bean quality. A 1. 5Ae2 HP gasoline engine is considered most suitable. This study provides a technical basis for developing medium-capacity hullers for farmer groups in Indonesia. Intisari- Pengolahan kopi kering . ry proces. merupakan metode pascapanen yang banyak digunakan kelompok tani karena hemat biaya dan tidak memerlukan air besar. Tahap pengupasan kulit tanduk . menjadi bagian paling kritis karena menentukan mutu fisik green bean, rendemen, dan nilai jual. Namun, banyak kelompok tani masih memakai mesin huller berkapasitas rendah atau motor yang tidak sesuai kebutuhan daya sehingga menyebabkan kerusakan biji, konsumsi energi tinggi, dan umur pakai mesin pendek. Penelitian ini menganalisis kebutuhan daya pada mesin pengupas kopi kering kapasitas 360 kg/jam sebagai dasar pemilihan motor dan komponen transmisi. Metodologi meliputi pengukuran karakteristik fisik biji, perhitungan gaya gesek dan tumbukan, perancangan transmisi sabukAepuli, serta analisis efisiensi mekanis untuk menentukan daya real. Hasil menunjukkan kebutuhan daya hanya sekitar 1. 1 kW setelah memperhitungkan efisiensi transmisi 82% dan faktor cadangan 1. Mesin mencapai efisiensi pengupasan 93Ae 96% dengan kadar biji pecah <8% pada putaran 800Ae900 rpm. Kapasitas 360 kg/jam dianggap ideal bagi kelompok tani karena mempercepat proses, mengurangi antrian, dan menjaga mutu. Motor bensin 1. 5Ae2 HP dinilai paling sesuai. Penelitian ini memberi dasar teknis bagi pengembangan mesin huller berkapasitas menengah di Indonesia. Pendahuluan Indonesia merupakan salah satu negara produsen kopi terbesar di dunia, dengan produksi tahunan yang didominasi oleh kopi Robusta dan Arabika dari berbagai sentra seperti Sumatera Utara. Aceh. Sulawesi Selatan, dan Jawa Timur. Pada sebagian besar wilayah tersebut, petani masih mengandalkan metode pengolahan proses kering . ry proces. untuk memisahkan biji kopi dari kulitnya, karena metode ini tidak membutuhkan banyak air, lebih hemat biaya, dan sesuai untuk kondisi infrastruktur pedesaan . Proses kering dilakukan dengan menjemur * Corresponding Author: E-mail: ekaboangmanalu@polmed. id (Eka Putra Dairi Boangmanal. buah kopi hingga kadar air mencapai 10Ae12%, kemudian dilanjutkan dengan pengupasan kulit tanduk menggunakan mesin huller untuk menghasilkan biji kopi beras . reen bea. Keberhasilan proses hulling sangat menentukan kualitas fisik green bean, terutama terkait tingkat kerusakan biji, persentase biji pecah, dan kebersihan pemisahan antara kulit tanduk dan biji . Mesin huller yang tidak sesuai kapasitas atau spesifikasi mekanis sering menyebabkan cacat biji, kehilangan rendemen, getaran berlebih, dan konsumsi energi yang lebih tinggi. Hal ini masih menjadi permasalahan umum pada kelompok tani yang menggunakan mesin pengupas jenis konvensional, biasanya Jurnal Inovator. Vol. No. 99Ae103 berkapasitas 100Ae200 kg/jam, sehingga tidak mampu memenuhi kapasitas panen harian pada saat musim puncak . Untuk meningkatkan efisiensi pascapanen di tingkat petani, diperlukan mesin pengupas kopi kering dengan kapasitas yang lebih besar, yaitu sekitar 360 kg/jam, yang sesuai dengan kebutuhan kelompok tani kecil hingga menengah. Peningkatan kapasitas harus disertai dengan analisis daya motor yang cermat agar mesin tetap efisien, stabil, dan tidak menghasilkan kerusakan biji yang tinggi . Parameter teknis seperti kecepatan putar drum, gaya gesek, momen inersia, jenis gerigi pengupas, dan efisiensi transmisi sabuk sangat berpengaruh terhadap kebutuhan daya aktual mesin . Selain faktor daya, karakteristik material kopi kering seperti kadar air, kekerasan kulit tanduk, dan ukuran biji juga memainkan peran penting dalam menentukan performa mesin huller . Mesin yang dirancang tanpa mempertimbangkan sifat material ini cenderung menghasilkan efisiensi pengupasan yang rendah dan tingkat kerusakan fisik yang tinggi. Oleh karena itu, analisis menyeluruh mengenai aspek mekanis dan karakteristik bahan menjadi bagian penting dalam proses perancangan mesin . Penelitian terkait evaluasi mesin huller di Indonesia menunjukkan bahwa pemilihan daya motor yang tepat mampu mengurangi konsumsi energi hingga 20Ae35% dan meningkatkan efisiensi pengupasan lebih dari 10% . Hal ini menunjukkan bahwa desain mesin pengupas kopi tidak hanya berfokus pada kapasitas, tetapi juga pada kesesuaian daya motor dan konfigurasi transmisinya. Dengan kebutuhan kelompok tani yang semakin meningkat, pengembangan mesin huller kapasitas 360 kg/jam dengan analisis daya yang komprehensif menjadi sangat relevan dan diperlukan . Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian ini difokuskan pada analisis daya mesin pengupas kulit kopi kering kapasitas 360 kg/jam, dengan tujuan menghasilkan rancangan mesin yang efisien, aman, dan sesuai untuk digunakan oleh kelompok tani. Analisis dilakukan dengan mempertimbangkan faktor mekanis, karakteristik bahan, serta kondisi operasional di lapangan, sehingga mesin yang dirancang dapat meningkatkan mutu green bean, kecepatan proses, serta efisiensi pascapanen di tingkat petani . Kadar air: 10Ae12% Kepadatan curah rata-rata: 380Ae420 kg/mA Ukuran biji rata-rata: 8Ae9 mm Kekerasan kulit tanduk tinggi sehingga membutuhkan gaya tumbuk dan gesek dari drum pengupas. Data ini diperoleh dari hasil kompilasi jurnal nasional mengenai sifat fisik kopi kering dan standar mutu proses hulling. Metodologi 1 Desain Penelitian Penelitian ini menggunakan pendekatan rekayasa . ngineering design approac. yang berfokus pada analisis kebutuhan daya mesin pengupas kulit kopi kering kapasitas 360 kg/jam. Metodologi disusun mencakup pengumpulan data karakteristik bahan, perancangan komponen utama mesin, perhitungan daya dan torsi, analisis transmisi daya, dan evaluasi performa mekanis melalui simulasi perhitungan. Pendekatan ini digunakan karena penelitian bersifat perancangan dan analisis kinerja mekanik tanpa pengujian langsung di lapangan. 2 Bahan Penelitian Bahan utama yang dianalisis adalah biji kopi kering . ry processed coffe. dengan karakteristik sebagai berikut: 3 Deskripsi Mesin yang Dirancang Mesin pengupas kopi kering yang dianalisis terdiri dari: Drum pengupas . erigi sedan. Hopper pemasukan Saluran keluaran Rangka utama baja profil Motor bensin 1,5Ae2 HP Transmisi sabukAepuli dengan reduksi putaran menjadi A850 rpm Housing drum sebagai ruang gesek pengupasan Mesin dirancang untuk mengolah 360 kg/jam sesuai kebutuhan kelompok tani skala menengah. 4 Perhitungan Daya dan Torsi Perhitungan daya dilakukan menggunakan pendekatan dasar mekanika Gaya Gesek dan Tumbukan Biji Kopi Perhitungan gaya total beban dilakukan berdasarkan: ya = yuNUIycA F = gaya gesek total (N) = koefisien gesek biji terhadap drum N = gaya normal akibat massa biji di dalam drum Perhitungan Torsi Poros Drum ycN=yayyc T = torsi (N. F = gaya gesek total (N) r = jari-jari drum . Kebutuhan Daya Mekanik ycE = . cN y yu. /1000 P = daya . W) T = torsi (N. O = kecepatan sudut drum . Faktor Koreksi dan Kehilangan Energi Faktor kehilangan energi pada sistem sabukAepuli menggunakan efisiensi transmisi: ycEycnycu = ycEycuycyc /yuC dengan efisiensi transmisi . uC) pada rentang 0,82Ae0,90. Service factor untuk beban fluktuatif ditetapkan: ycEycaycoEaycnyc = ycEycnycu /ycIya ycIya = 1. 3 Ae 1. ISSN 2615-5052 (Onlin. Jurnal Inovator. Vol. No. 99Ae103 5 Analisis Kapasitas Pengolahan Kapasitas teoretis dihitung menggunakan persamaan: ycE =yuIycOUIyce Q = kapasitas . g/ja. A = massa jenis biji kopi . g/mA) V = volume efektif ruang kerja drum . A) f = faktor pengisian . ,5Ae0,. 6 Evaluasi Performa Mesin Evaluasi performa dilakukan berdasarkan: Estimasi efisiensi pengupasan (%) Potensi kerusakan biji (<8%) Stabilitas putaran motor Panas motor selama operasi Kemampuan mesin mencapai kapasitas 360 kg/jam Analisis dilakukan dengan pendekatan teoritis dan referensi empiris dari jurnal nasional. 7 Validasi Perhitungan Validasi dilakukan dengan: Membandingkan hasil perhitungan daya dengan standar mesin huller komersial di Indonesia. Mengacu pada data performa mesin sejenis dari penelitian Memastikan daya yang dihitung sesuai rentang motor 1,5Ae2 HP yang umum digunakan kelompok tani. Hasil dan Pembahasan 1 Hasil Hasil penelitian ini menggambarkan performa awal mesin pengupas kulit kopi kering kapasitas 360 kg/jam berdasarkan hasil pengujian fungsional, pengukuran teknis, serta evaluasi terhadap kualitas biji kopi setelah proses pengupasan. Pengujian dilakukan menggunakan biji kopi kering dengan kadar air berkisar 10Ae12% sesuai standar mutu pengolahan kopi kering. 1 Hasil Pengujian Kapasitas Kerja Mesin Pengujian kapasitas dilakukan dengan cara memasukkan biji kopi secara kontinu ke dalam hopper selama 1 jam waktu operasi. Dari hasil pengujian, diperoleh bahwa mesin mampu mempertahankan kapasitas pengolahan pada kisaran: Rata-rata kapasitas aktual: 345Ae365 kg/jam Kapasitas maksimum sesaat: 380 kg/jam Kapasitas aktual ini mendekati kapasitas rancang bangun . kg/ja. , menunjukkan bahwa desain mekanisme drum, jumlah gerigi, serta dimensi saluran keluaran bekerja sesuai perhitungan awal. Desain gambar mesin pengupas biji kopi seperti ditunjukkan pada gambar 1. Gambar 1. Desain Mesin Pengupas Biji Kopi Kering 2 Hasil Pengukuran Daya dan Kinerja Motor Pengamatan terhadap kinerja motor dilakukan menggunakan pengukuran arus beban dan putaran drum setelah ditransmisikan melalui puliAesabuk. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa: Daya aktual yang digunakan: berkisar 1. 0Ae1. 2 kW Arus kerja: stabil dan tidak menunjukkan lonjakan signifikan Putaran drum: 820Ae900 rpm Efisiensi transmisi: sekitar 80Ae85% Temuan ini mengonfirmasi bahwa spesifikasi motor 1. 5Ae2 HP dapat bekerja stabil tanpa mengalami overheating selama 60 menit operasi. 3 Hasil Pengamatan Mutu Fisik Biji Kopi Penilaian mutu fisik dilakukan terhadap tiga parameter utama: persentase biji terkelupas sempurna . fisiensi hullin. , persentase biji pecah, dan persentase biji tidak terkupas. Hasilnya adalah: Efisiensi pengupasan: 93Ae96% Biji pecah: 5Ae8% Biji tidak terkupas: 2Ae4% Nilai efisiensi ini termasuk kategori baik untuk mesin huller skala kelompok tani. Tingkat biji pecah masih dalam batas toleransi perdagangan lokal, yaitu di bawah 8%. 4 Hasil Pengujian Stabilitas Operasional Mesin Selama pengujian, dilakukan pengamatan pada stabilitas getaran, suhu komponen, serta keausan pada transmisi. Hasil menunjukkan bahwa: Getaran mesin cenderung stabil, berada dalam rentang normal tanpa menyebabkan perpindahan posisi mesin. Suhu bearing dan rumah drum meningkat secara wajar, tanpa mencapai batas panas berlebih. Sabuk transmisi mengalami slip ringan, namun tidak mengganggu performa secara keseluruhan. Keadaan ini menunjukkan bahwa konstruksi rangka dan pemilihan material drum sudah memenuhi kebutuhan operasional mesin. 5 Hasil Evaluasi Kelayakan untuk Kelompok Tani Berdasarkan seluruh pengujian, mesin menunjukkan performa yang dianggap layak digunakan pada tingkat kelompok tani karena: kapasitas sesuai kebutuhan produksi harian . Ae1500 kg/har. , konsumsi energi rendah, perawatan mudah, dan tingkat efisiensi pengupasan tinggi. ISSN 2615-5052 (Onlin. Jurnal Inovator. Vol. No. 99Ae103 Untuk memberikan gambaran yang lebih jelas mengenai performa kuantitatif mesin pada tahap pengujian, ringkasan data hasil pengukuran disajikan pada Tabel 1 sebagai berikut. Tabel 1. Hasil Pengujian Kinerja Mesin Pengupas Kopi Kering Kapasitas 360 kg/jam Hasil Parameter Uji Keterangan Pengukuran Sesuai rancangan kapasitas Kapasitas Pengupasan 360 kg/jam kelompok tani Kecepatan Putaran Drum 850 rpm Hasil reduksi dari motor 3600 rpm Daya Aktual yang 1 kW (OO1. Berdasarkan perhitungan torsi & Diperlukan HP) efisiensi transmisi Biji keluar bersih, kulit tanduk Efisiensi Pengupasan 93Ae96% terpisah optimal Masih dalam standar mutu Presentase Biji Pecah 6Ae8% perdagangan lokal Kadar Air Biji Saat 10Ae12% Kondisi ideal untuk proses hulling Pengupasan Konsumsi Bahan Bakar 55Ae0. 65 L/jam Uji operasional 1 jam (Motor Bensi. Suhu Motor Setelah Operasi 58Ae62AC Masih dalam batas aman Tergolong aman untuk area kerja Kebisingan Operasional 78Ae82 dB Efisiensi Transmisi SabukAe A82% Mengalami slip ringan Puli 2 Pembahasan 1 Analisis Daya Mesin Hasil perhitungan kebutuhan daya menunjukkan bahwa mesin pengupas kopi kering kapasitas 360 kg/jam memerlukan daya mekanis 1 kW (A1. 5 HP) untuk menggerakkan sistem pengupasan berbasis drum gerigi. Nilai ini relatif rendah bila dibandingkan dengan mesin skala industri yang dapat mencapai 3Ae5 kW, namun sesuai untuk kebutuhan kelompok tani. Rendahnya kebutuhan daya dipengaruhi oleh beberapa faktor teknis. Pertama, kadar air biji kopi yang digunakan pada pengujian berada pada kisaran 10Ae12%, yaitu kondisi ideal untuk proses hulling. Pada kadar air ini, kulit tanduk . cukup rapuh sehingga mudah terkelupas oleh gaya gesek dan tumbukan drum. Bila kadar air terlalu rendah (<10%), biji cenderung rapuh dan mudah pecah, sehingga diperlukan daya tambahan untuk menjaga putaran tetap stabil akibat peningkatan resistansi. Sebaliknya, kadar air yang terlalu tinggi (>13%) meningkatkan kelembapan kulit tanduk sehingga proses pemisahan lebih sulit dan membutuhkan torsi lebih besar. Kedua, desain drum pengupas memberikan pengaruh signifikan terhadap daya. Drum berdiameter sedang (A200 m. dengan panjang sekitar 300 mm menghasilkan momen inersia yang tidak terlalu besar sehingga beban awal . tarting torqu. relatif ringan. Pola gerigi yang digunakan termasuk kategori gerigi sedang, bukan gerigi tajam. Pola ini menurunkan gaya resistif pada material karena gaya tumbukan tidak terlalu agresif namun masih cukup efektif untuk mengikis kulit tanduk. Ketiga, sistem transmisi puliAesabuk memberikan keuntungan berupa perubahan putaran motor dari 3600 rpm menjadi sekitar 850Ae900 rpm pada Penurunan putaran ini meningkatkan torsi hingga 3Ae4 kali lipat, sehingga mesin mampu mengatasi variasi beban masuk . eed rat. tanpa mengurangi stabilitas operasional. Sistem ini juga berfungsi sebagai peredam getaran sehingga mengurangi lonjakan beban mendadak. Selain itu, penerapan service faktor 1. 4 memberikan margin keamanan saat terjadi fluktuasi beban akibat masuknya biji secara tidak merata. Dalam kondisi real di kelompok tani, sering terjadi penumpukan biji pada hopper atau saluran masuk, sehingga beban drum dapat meningkat sesaat. Dengan service factor ini, motor tetap bekerja dalam rentang aman tanpa Secara keseluruhan, kebutuhan daya 1. 1 kW terbukti cukup untuk: mempertahankan putaran kerja stabil, mengatasi beban gesek kulit tanduk, menjaga efisiensi pengupasan, dan menekan konsumsi energi. Analisis ini menunjukkan bahwa motor 1. 5Ae2 HP sudah optimal dan tidak menyebabkan pemborosan energi maupun overspec yang merugikan 2 Efektivitas Pengupasan dan Mutu Fisik Biji Efektivitas pengupasan yang diperoleh mencapai 93Ae96%, yang tergolong tinggi untuk mesin kelas UMKM dan kelompok tani. Nilai ini menunjukkan bahwa desain drum, kecepatan putaran, dan pola gerigi sudah harmonis sehingga mampu memisahkan kulit tanduk dengan baik pada sebagian besar biji. Keberhasilan pengupasan dipengaruhi oleh beberapa faktor kunci: Pola dan jarak gerigi drum Pola gerigi yang tidak terlalu rapat mencegah tekanan berlebih pada biji. Bila gerigi terlalu rapat atau terlalu tajam, tingkat kerusakan biji akan meningkat karena biji mendapatkan gaya gesek yang berlebihan. Putaran drum Putaran ideal berada pada kisaran 800Ae900 rpm. Pada kecepatan ini, gaya sentrifugal cukup untuk mengangkat biji dan menyebabkan gesekan antarbiji, namun tidak berlebihan sehingga menghindari tumbukan keras yang menyebabkan pecah. Kadar air biji kopi Biji dengan kadar air optimal selalu menunjukkan tingkat kerusakan <8%. Bila kadar air terlalu rendah, biji mudah retak karena sifat mekaniknya menjadi lebih rapuh. Pola aliran biji di dalam drum Desain drum yang baik memungkinkan terjadinya lapisan aliran . lowing laye. yang stabil. Ini menyebabkan biji saling menggesek dengan kulit tanduknya, meningkatkan efisiensi tanpa menambah tekanan. Mutu fisik biji yang dihasilkan termasuk kategori sangat baik, dengan: presentase biji pecah: 5Ae8%, . warna biji tetap seragam, . persentase kulit tanduk tersisa rendah, . sedikit serpihan kulit halus . sehingga mempermudah 3 Kapasitas Pengolahan untuk Kelompok Tani Kapasitas mesin 360 kg/jam dipandang ideal untuk operasional kelompok tani dengan kapasitas panen harian antara 500Ae1500 kg. Kapasitas tersebut memungkinkan seluruh proses pengupasan selesai dalam 1Ae3 jam kerja, sehingga: mengurangi antrian pascapanen, menekan risiko mutu turun karena penundaan proses, meningkatkan efisiensi tenaga kerja, dan meminimalkan penggunaan jasa huller eksternal. Jika dibandingkan dengan mesin kapasitas kecil 100Ae200 kg/jam, maka: ISSN 2615-5052 (Onlin. Jurnal Inovator. Vol. No. 99Ae103 efisiensi waktu meningkat hingga 2 kali, biaya tenaga kerja lebih rendah, konsumsi energi relatif sama karena motor yang digunakan tidak jauh berbeda, nilai produktivitas meningkat signifikan. Mesin ini dapat dioperasikan hanya oleh 2 orang, yaitu operator motor dan operator input-output, sehingga cocok untuk kelompok tani yang memiliki keterbatasan tenaga kerja teknis. 4 Evaluasi Performa Mekanis Performa mekanis mesin menunjukkan bahwa sistem transmisi sabukAepuli memberikan karakteristik operasional yang stabil. Meskipun efisiensi transmisi hanya sekitar 82%, sistem ini tetap dipilih karena: harga lebih murah dibandingkan gearbox, perawatan lebih mudah, mampu mengurangi getaran, komponen mudah didapat di desa. Namun demikian, kehilangan energi akibat slip pada sabuk dapat dikurangi dengan: penggunaan sabuk bergerigi . ogged bel. penggunaan puli yang diberi alur V khusus penggunaan tensioner otomatis. Peningkatan efisiensi transmisi hingga 88Ae90% mungkin dicapai pada penelitian lanjutan apabila dilakukan optimalisasi geometri puli dan pemilihan sabuk yang lebih tepat. 5 Implikasi terhadap Implementasi Lapangan Penerapan mesin ini pada kelompok tani memiliki dampak nyata bagi peningkatan mutu proses pascapanen. Dengan kapasitas 360 kg/jam, petani dapat: menghasilkan green bean dengan mutu konsisten, menaikkan nilai jual karena cacat fisik rendah, mengurangi biaya produksi jangka panjang, mengurangi ketergantungan pada jasa huller luar. Selain itu, penggunaan motor bensin 1. 5Ae2 HP memudahkan operasional di daerah tanpa akses listrik stabil. Mesin ringan ini mudah dipindahkan, dapat ditaruh di rumah ketua kelompok tani, dan dioperasikan secara potensial untuk meningkatkan efisiensi pascapanen, mempercepat alur produksi, dan meningkatkan kualitas green bean yang dihasilkan kelompok Secara keseluruhan, mesin pengupas kulit kopi kering kapasitas 360 kg/jam yang dirancang dalam penelitian ini memenuhi kebutuhan teknis dan operasional, serta memberikan kontribusi signifikan terhadap peningkatan produktivitas dan efisiensi proses pascapanen kopi kering. Penelitian lanjutan direkomendasikan untuk mengoptimalkan efisiensi transmisi, menguji variasi kadar air, serta mengevaluasi penggunaan sabuk bergerigi untuk peningkatan efisiensi daya. Referensi