Audit energi pada pengolahan teh di PT. Perkebunan Nusantara VIII, Parakan Salak, Sukabumi

AUDIT ENERGI PADA PENGOLAHAN TEH

DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VIII, PARAKAN SALAK, SUKABUMI

Oleh :

FAJAR EDY PURNOMO NRP: F01400015

2006

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

AUDIT ENERGI PADA PENGOLAHAN TEH

DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VIII, PARAKAN SALAK, SUKABUMI

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mendapat Gelar Sarjana Teknik Pertanian

pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

FAJAR EDY PURNOMO NRP: F01400015

2006

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN AUDIT ENERGI PADA PENGOLAHAN TEH

DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VIII, PARAKAN SALAK, SUKABUMI

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mendapat Gelar Sarjana Teknik Pertanian

pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

FAJAR EDY PURNOMO NRP: F01400015

Dilahirkan pada 3 September 1982 di Jakarta Tanggal lulus, Desember 2006

Bogor, Desember 2006 Menyetujui,

Ir. SRI ENDAH AGUSTINA, MS Dosen Pembimbing

Mengetahui,

Dr. Ir. WAWAN HERMAWAN, MSi Ketua Departemen Teknik Pertanian

Fajar Edy Purnomo. F01400015. Audit Energi pada Pengolahan Teh Hitam di PT. Perkebunan Nusantara VIII, Parakan Salak, Sukabumi. Di bawah bimbingan Ir. Sri Endah Agustina, MS.

Ringkasan

Teh merupakan salah satu komiditas penghasil devisa bagi Indonesia. Pada tahun 1999 dan 2004, Indonesia tercatat sebagai negara eksportir teh terbesar kelima di dunia dengan volume ekspor 99847 ton pada tahun 1999 dan 98572 ton pada tahun 2004. PT. Perkebunan Nusatara (PTPN) VIII yang berstatus Badan Usaha Milik Negara (BUMN) adalah salah satu pelaksana kegiatan negara yang berkaitan dengan perkebunan, pengolahan hingga perdagangan teh. Dalam tujuannya untuk menghasilkan devisa, PTPN VIII menemui banyak kendala yang diantaranya adalah belum membaiknya harga teh dunia dan kenaikan biaya produksi akibat kenaikan harga bahan bakar minyak (BBM). Berdasarkan Peraturan Presiden No. 55 tahun 2005, harga solar Industri naik hampir 3 kali lipat dari Rp. 2200,-/liter menjadi Rp. 6170,-/liter. Akibat naiknya harga BBM, komponen biaya produksi dari pos bahan bakar meningkat dari 15% menjadi 30%.

Salah satu langkah yang dapat digunakan untuk menekan biaya energi adalah dengan mengurangi input yang tidak diperlukan serta memperbaiki kinerja mesin dan proses pengolahan. Untuk mengetahui kondisi sistem pengolahan dan meningkatkan efisiensi penggunaan energi maka diperlukan analisa penggunaan energi melalui pelaksanaan audit energi.

Pada penelitian ini, audit global dilakukan dengan menganalisa data-data produksi dari tahun 2003-2005 sedangkan audit rinci dilakukan dengan pengamatan terhadap tahapan-tahapan produksi selama bulan Januari 2006. Untuk mendapatkan gambaran penggunaan energi secara lebih obyektif, dilakukan perbandingan hasil audit dengan 5 perkebunan lain yang sebelumnya telah diteliti (yaitu perkebunan Tehnusamba dan Jayanegara Indah yang merupakan perkebunan milik rakyat dan perkebunan Goalpara, Ciater serta Gedeh yang merupakan perkebunan negara). Kelima penelitian tersebut dilakukan pada rentang tahun 1997-2002.

Kegiatan produksi pucuk PTPN VIII, Parakan Salak terdiri dari pemeliharaan lahan dan pemetikan. Energi yang digunakan pada kegiatan pemeliharaan tanaman hingga pemetikan serta pengangkutan pucuk adalah dalam bentuk pupuk, pestisida, BBM (bensin dan solar) dan energi manusia.

Pada pengolahan pucuk, energi yang digunakan berupa BBM (solar), listrik dan energi manusia. Konsumsi energi spesifik untuk memproduksi satu unit produk perkebunan Parakan Salak, berdasarkan periode produksi 2003-2005, adalah 42.02MJ/Kg teh. Berdasarkan hasil penelitian, nilai tengah kebutuhan total energi dari perkebunan-perkebunan yang perbandingkan adalah 51.60 MJ/Kg teh dengan simpangan baku 2.84. Parakan Salak merupakan pengomsumsi energi terendah dibandingkan kelima perkebunan lainnya demikian pula untuk konsumsi listrik. Parakan Salak menempati posisi keempat dalam konsumsi pupuk; posisi kedua dalam kebutuhan tenaga manusia; dan berada pada posisi keempat dalam konsumsi BBM.

Input energi terbesar dalam wujud pupuk yakni sebesar 19.04 MJ/Kg. Persentase energi terbesar kedua (41.66%) disumbangkan oleh BBM yakni sebesar 17.50 MJ/Kg teh. Aplikasi pestisida menyumbangkan nilai energi paling kecil yakni 1.05 MJ/Kg teh. Konsumsi total energi manusia adalah 1.25 MJ/Kg teh dan konsumsi energi listrik adalah 3.18 MJ/Kg teh.

Kegiatan pemetikan merupakan pengguna energi manusia terbesar yaitu sebesar 0.96 MJ/Kg teh sedangkan input energi manusia di pabrik hanya 0.06 MJ/Kg teh. Tahap pengeringan membutuhkan energi BBM yang terbesar yaitu sebesar 14.94 MJ/Kg teh dan untuk keperluan pembangkit listrik diperlukan energi BBM sebesar 3.50 MJ/Kg teh. Input energi BBM pada tahapan pemeliharaan tanaman menghasilkan dan pemetikan pucuk adalah 0.29 MJ/Kg teh serta untuk transportasi pucuk adalah 2.09 MJ/Kg teh. Energi BBM yang diberikan pada tahap pelayuan, berdasarkan data tahun 2003-Maret 2005, adalah 0.19 MJ/Kg teh. Konsumsi energi listrik di pabrik 3.18 MJ/Kg teh dengan porsi terbesar ditempati oleh tahapan pelayuan dan penggilingan CTC-fermentasi dengan nilai masing-masing adalah 1.03 dan 1.12 MJ/Kg teh.

Tahapan produksi yang kurang efisien adalah transportasi pucuk dan pengeringan. Rasio jarak terhadap volume BBM perkebunan selama tiga tahun terakhir adalah 4.24, 3.6 dan 3.79 Km/l dan rasio BBM terhadap pucuknya adalah 0.02 l/Kg pucuk. Dengan mesin pengolah dan kapasitas produksi yang tidak berbeda jauh, konsumsi energi Parakan Salak hampir 2 kali lipat dari Ciater. Ini mengindikasikan bahwa konsumsi solar pada tahapan pengeringan di Parakan Salak lebih boros. Nilai rataan efisiensi pengeringan FBD dan VFBD pabrik adalah 9.75 dan 11.83%. Selain itu, pengepakan adalah tahapan yang relatif rendah produktifitasnya akibat rata-rata jam kerja yang hanya 4 jam/hari.

Peluang-peluang penghematan energi yang dapat dilakukan antara lain adalah penggunaan rasio weeding manual yang lebih besar dibandingkan dengan weeding kimia, penjagaan kondisi peralatan kebun yang lebih baik dan teratur, pembatasan anggaran solar per hari untuk truk pengangkut pucuk, pemanfaatan panas buangan baik yang berasal dari burner exhaust ducting maupun dari FBD/VFBD exhaust ducting antara lain untuk pemanasan udara pelayuan ataupun udara pembakaran. Selain itu, perlu dilihat kemungkinan penggunaan biomassa lokal sebagai pengganti BBC (Bahan Bakar Cangkang),optimasi jam kerja para karyawan.

Riwayat Hidup

Penulis dilahirkan pada tanggal 3 September 1982 di Jakarta dari orang tua bernama Suparmo (Alm.) dan Nur Kawit. Penulis adalah anak bungsu dari 2 bersaudara. Pendidikan dasar penulis di tempuh di SDN 012, Jakarta Selatan pada tahun 1988 sampai 1994 lalu dilajutkan melanjutkan ke SLTPN 96, Jakarta Selatn dan lulus pada tahun 1997. Penulis lulus dari SMUN 70, Jakarta Selatan pada tahun 2002 dan diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI di Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian.

Selama kuliah, penulis aktif di kelembagaan DKM Al Hurriyyah dari tahun 2002-2004 dan beberapa organisasi ekstra kampus. Penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Agama Islam pada tahun 2002-2004 dan menjadi ketua kegiatan kewirausahaan Karya Alternatif Mahasiswa pada tahun 2004. Pada tahun 2004, penulis melaksanakan Praktek Lapang di pabrik Indonesian Maltose Industry, Bogor dengan judul laporan ”Mempelajari Proses Produksi Glukosa Cair Di PT. Indonesian Maltose Industry”. Pada tahun 2005, penulis melakukan penelitian dengan judul laporan “Audit Energi Pada Pengolahan Teh Di PT. Perkebunan Nusantara VIII, Parakan Salak, Sukabumi” untuk memperolah gelar Sarjana.

i

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbil ‘alamin, segala puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah menganugerahkan karunia-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul “Audit Energi Pada Pengolahan Teh Di PT. Perkebunan Nusantara VIII, Parakan Salak, Sukabumi”. Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan pada bulan Desember 2005-Januari 2006 di Perkebunan Parakan Salak, Sukabumi. Pada kesempatan ini, Penulis ingin berterima kasih kepada :

1. Keluarga Penulis (Ibu dan Mas Bayu) yang telah memberi doa yang tak putus-putus serta sokongan materil

2. Ir. Sri Endah A, MS. sebagai dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan pikiran serta kesabarannya dalam membimbing Penulis

3. Dr. Ir. Edy Hartulistiyoso, M.Si. dan Dr. Ir. Sutrisno, MS. Sebagai dosen penguji atas masukan-masukannya yang berharga

4. Ir. Tedy Surahman sebagai administratur perkebunan Parakan Salak, Bapak Pur, Bapak Syarif, Bapak Wahyu, Bapak Sopian, Bapak Isep beserta staf yang tidak dapat satu per satu atas kesempatan yang diberikan dan bantuan-bantuannya

5. Bapak Kholik dan keluarga juga Mas Warto atas perbincangan yang bernas dan inspiratif-motivatifnya

6. Teman-teman satu perjuangan (Kak Ade, Gangsar, Kang Dayat, Tarwin dan Zulkipli) atas perhatiannya

7. Teman-teman di Surau Camp (Mas Ahmad, Jepri, Endar, Budi) yang terus memberi perhatian dan dorongan

Dengan segala kerendahan hati dan ketulusan hati, Penulis menyadari banyaknya kekurangan yang terdapat dalam laporan tugas akhir ini. Semoga laporan tugas akhir ini dapat berguna bagi yang memerlukannya.

Bogor, Desember 2006

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR... i

DAFTAR ISI... ii

DAFTAR TABEL... iv

DAFTAR GAMBAR... v

DAFTAR LAMPIRAN... vi

DAFTAR ISTILAH... vii

I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG ... 1

B. TUJUAN ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA A. TANAMAN TEH. ... 3

B. PENGOLAHAN TEH... 4

C. PRODUKSI TEH HITAM DI PTPN VIII PARAKAN SALAK .. 5

C.1 Produksi Pucuk... 6

C.2 Pengangkutan Pucuk... 10

C.3 Pengolahan Pucuk... 10

D. ENERGI UNTUK MEMPRODUKSI TEH HITAM... 14

D.1 Energi Langsung... 15

D.2 Energi Tidak Langsung... 16

D.3 Hasil Penelitian tentang Kebutuhan Energi di Beberapa Perkebunan... 17

E. METODE AUDIT... 19

III. METODE PENELITIAN A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN... 20

B. BAHAN DAN ALAT ... 20

C. PENDEKATAN MASALAH DAN BATASAN SISTEM... 20

D. PARAMETER PENGUKURAN ... 22

E. METODE PENGAMBILAN DATA... 23

iii

E.2 Data Primer... 24

F. PERHITUNGAN DATA DAN ANALISA... 26

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. HASIL AUDIT DAN PERBANDINGANNYA... 32

B. PELUANG DAN USAHA KONSERVASI ENERGI... 43

V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN... ... 52

B. SARAN... ... 54

VI. DAFTAR PUSTAKA... 55

DAFTAR TABEL

Nomor Teks Halaman

1 Tujuh afdelling di PTPN VIII Parakan Salak ... 6

2. Kebutuhan energi manusia pada beberapa kegiatan pertanian ... 15

3. Nilai kalor beberapa jenis bahan bakar ... 15

4. Input energi untuk menghasilkan beberapa macam pupuk ... 16

5. Kebutuhan energi untuk memproduksi beragam pestisida ... 17

6. Input energi pada lima perkebunan teh ... 18

7. Hubungan antara variabel faal dengan fenomena metabolisme tubuh ... 24

8. Nilai energi manusia pada berbagai kegiatan produksi teh hitam... 24

9. Perbandingan konsumsi energi antar perkebunan... 34

10. Input energi pada tiap tahapan produksi teh hitam di Parakan Salak... 34

11. Kebutuhan energi manusia... 36

12. Input energi manusia tahunan untuk berbagai unit kegiatan kebun... 37

13. Kebutuhan energi BBM di Parakan Salak ... 39

14. Perbandingan konsumsi energi BBM oleh mesin pengering ... 42

15. Kebutuhan energi listrik di Parakan Salak ... 43

AUDIT ENERGI PADA PENGOLAHAN TEH

DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VIII, PARAKAN SALAK, SUKABUMI

Oleh :

FAJAR EDY PURNOMO NRP: F01400015

2006

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

AUDIT ENERGI PADA PENGOLAHAN TEH

DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VIII, PARAKAN SALAK, SUKABUMI

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mendapat Gelar Sarjana Teknik Pertanian

pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

FAJAR EDY PURNOMO NRP: F01400015

2006

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN AUDIT ENERGI PADA PENGOLAHAN TEH

DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VIII, PARAKAN SALAK, SUKABUMI

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mendapat Gelar Sarjana Teknik Pertanian

pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

FAJAR EDY PURNOMO NRP: F01400015

Dilahirkan pada 3 September 1982 di Jakarta Tanggal lulus, Desember 2006

Bogor, Desember 2006 Menyetujui,

Ir. SRI ENDAH AGUSTINA, MS Dosen Pembimbing

Mengetahui,

Dr. Ir. WAWAN HERMAWAN, MSi Ketua Departemen Teknik Pertanian

Fajar Edy Purnomo. F01400015. Audit Energi pada Pengolahan Teh Hitam di PT. Perkebunan Nusantara VIII, Parakan Salak, Sukabumi. Di bawah bimbingan Ir. Sri Endah Agustina, MS.

Ringkasan

Teh merupakan salah satu komiditas penghasil devisa bagi Indonesia. Pada tahun 1999 dan 2004, Indonesia tercatat sebagai negara eksportir teh terbesar kelima di dunia dengan volume ekspor 99847 ton pada tahun 1999 dan 98572 ton pada tahun 2004. PT. Perkebunan Nusatara (PTPN) VIII yang berstatus Badan Usaha Milik Negara (BUMN) adalah salah satu pelaksana kegiatan negara yang berkaitan dengan perkebunan, pengolahan hingga perdagangan teh. Dalam tujuannya untuk menghasilkan devisa, PTPN VIII menemui banyak kendala yang diantaranya adalah belum membaiknya harga teh dunia dan kenaikan biaya produksi akibat kenaikan harga bahan bakar minyak (BBM). Berdasarkan Peraturan Presiden No. 55 tahun 2005, harga solar Industri naik hampir 3 kali lipat dari Rp. 2200,-/liter menjadi Rp. 6170,-/liter. Akibat naiknya harga BBM, komponen biaya produksi dari pos bahan bakar meningkat dari 15% menjadi 30%.

Salah satu langkah yang dapat digunakan untuk menekan biaya energi adalah dengan mengurangi input yang tidak diperlukan serta memperbaiki kinerja mesin dan proses pengolahan. Untuk mengetahui kondisi sistem pengolahan dan meningkatkan efisiensi penggunaan energi maka diperlukan analisa penggunaan energi melalui pelaksanaan audit energi.

Pada penelitian ini, audit global dilakukan dengan menganalisa data-data produksi dari tahun 2003-2005 sedangkan audit rinci dilakukan dengan pengamatan terhadap tahapan-tahapan produksi selama bulan Januari 2006. Untuk mendapatkan gambaran penggunaan energi secara lebih obyektif, dilakukan perbandingan hasil audit dengan 5 perkebunan lain yang sebelumnya telah diteliti (yaitu perkebunan Tehnusamba dan Jayanegara Indah yang merupakan perkebunan milik rakyat dan perkebunan Goalpara, Ciater serta Gedeh yang merupakan perkebunan negara). Kelima penelitian tersebut dilakukan pada rentang tahun 1997-2002.

Kegiatan produksi pucuk PTPN VIII, Parakan Salak terdiri dari pemeliharaan lahan dan pemetikan. Energi yang digunakan pada kegiatan pemeliharaan tanaman hingga pemetikan serta pengangkutan pucuk adalah dalam bentuk pupuk, pestisida, BBM (bensin dan solar) dan energi manusia.

Pada pengolahan pucuk, energi yang digunakan berupa BBM (solar), listrik dan energi manusia. Konsumsi energi spesifik untuk memproduksi satu unit produk perkebunan Parakan Salak, berdasarkan periode produksi 2003-2005, adalah 42.02MJ/Kg teh. Berdasarkan hasil penelitian, nilai tengah kebutuhan total energi dari perkebunan-perkebunan yang perbandingkan adalah 51.60 MJ/Kg teh dengan simpangan baku 2.84. Parakan Salak merupakan pengomsumsi energi terendah dibandingkan kelima perkebunan lainnya demikian pula untuk konsumsi listrik. Parakan Salak menempati posisi keempat dalam konsumsi pupuk; posisi kedua dalam kebutuhan tenaga manusia; dan berada pada posisi keempat dalam konsumsi BBM.

Input energi terbesar dalam wujud pupuk yakni sebesar 19.04 MJ/Kg. Persentase energi terbesar kedua (41.66%) disumbangkan oleh BBM yakni sebesar 17.50 MJ/Kg teh. Aplikasi pestisida menyumbangkan nilai energi paling kecil yakni 1.05 MJ/Kg teh. Konsumsi total energi manusia adalah 1.25 MJ/Kg teh dan konsumsi energi listrik adalah 3.18 MJ/Kg teh.

Kegiatan pemetikan merupakan pengguna energi manusia terbesar yaitu sebesar 0.96 MJ/Kg teh sedangkan input energi manusia di pabrik hanya 0.06 MJ/Kg teh. Tahap pengeringan membutuhkan energi BBM yang terbesar yaitu sebesar 14.94 MJ/Kg teh dan untuk keperluan pembangkit listrik diperlukan energi BBM sebesar 3.50 MJ/Kg teh. Input energi BBM pada tahapan pemeliharaan tanaman menghasilkan dan pemetikan pucuk adalah 0.29 MJ/Kg teh serta untuk transportasi pucuk adalah 2.09 MJ/Kg teh. Energi BBM yang diberikan pada tahap pelayuan, berdasarkan data tahun 2003-Maret 2005, adalah 0.19 MJ/Kg teh. Konsumsi energi listrik di pabrik 3.18 MJ/Kg teh dengan porsi terbesar ditempati oleh tahapan pelayuan dan penggilingan CTC-fermentasi dengan nilai masing-masing adalah 1.03 dan 1.12 MJ/Kg teh.

Tahapan produksi yang kurang efisien adalah transportasi pucuk dan pengeringan. Rasio jarak terhadap volume BBM perkebunan selama tiga tahun terakhir adalah 4.24, 3.6 dan 3.79 Km/l dan rasio BBM terhadap pucuknya adalah 0.02 l/Kg pucuk. Dengan mesin pengolah dan kapasitas produksi yang tidak berbeda jauh, konsumsi energi Parakan Salak hampir 2 kali lipat dari Ciater. Ini mengindikasikan bahwa konsumsi solar pada tahapan pengeringan di Parakan Salak lebih boros. Nilai rataan efisiensi pengeringan FBD dan VFBD pabrik adalah 9.75 dan 11.83%. Selain itu, pengepakan adalah tahapan yang relatif rendah produktifitasnya akibat rata-rata jam kerja yang hanya 4 jam/hari.

Peluang-peluang penghematan energi yang dapat dilakukan antara lain adalah penggunaan rasio weeding manual yang lebih besar dibandingkan dengan weeding kimia, penjagaan kondisi peralatan kebun yang lebih baik dan teratur, pembatasan anggaran solar per hari untuk truk pengangkut pucuk, pemanfaatan panas buangan baik yang berasal dari burner exhaust ducting maupun dari FBD/VFBD exhaust ducting antara lain untuk pemanasan udara pelayuan ataupun udara pembakaran. Selain itu, perlu dilihat kemungkinan penggunaan biomassa lokal sebagai pengganti BBC (Bahan Bakar Cangkang),optimasi jam kerja para karyawan.

Riwayat Hidup

Penulis dilahirkan pada tanggal 3 September 1982 di Jakarta dari orang tua bernama Suparmo (Alm.) dan Nur Kawit. Penulis adalah anak bungsu dari 2 bersaudara. Pendidikan dasar penulis di tempuh di SDN 012, Jakarta Selatan pada tahun 1988 sampai 1994 lalu dilajutkan melanjutkan ke SLTPN 96, Jakarta Selatn dan lulus pada tahun 1997. Penulis lulus dari SMUN 70, Jakarta Selatan pada tahun 2002 dan diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI di Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian.

Selama kuliah, penulis aktif di kelembagaan DKM Al Hurriyyah dari tahun 2002-2004 dan beberapa organisasi ekstra kampus. Penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Agama Islam pada tahun 2002-2004 dan menjadi ketua kegiatan kewirausahaan Karya Alternatif Mahasiswa pada tahun 2004. Pada tahun 2004, penulis melaksanakan Praktek Lapang di pabrik Indonesian Maltose Industry, Bogor dengan judul laporan ”Mempelajari Proses Produksi Glukosa Cair Di PT. Indonesian Maltose Industry”. Pada tahun 2005, penulis melakukan penelitian dengan judul laporan “Audit Energi Pada Pengolahan Teh Di PT. Perkebunan Nusantara VIII, Parakan Salak, Sukabumi” untuk memperolah gelar Sarjana.

i

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbil ‘alamin, segala puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah menganugerahkan karunia-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul “Audit Energi Pada Pengolahan Teh Di PT. Perkebunan Nusantara VIII, Parakan Salak, Sukabumi”. Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan pada bulan Desember 2005-Januari 2006 di Perkebunan Parakan Salak, Sukabumi. Pada kesempatan ini, Penulis ingin berterima kasih kepada :

1. Keluarga Penulis (Ibu dan Mas Bayu) yang telah memberi doa yang tak putus-putus serta sokongan materil

2. Ir. Sri Endah A, MS. sebagai dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan pikiran serta kesabarannya dalam membimbing Penulis

3. Dr. Ir. Edy Hartulistiyoso, M.Si. dan Dr. Ir. Sutrisno, MS. Sebagai dosen penguji atas masukan-masukannya yang berharga

4. Ir. Tedy Surahman sebagai administratur perkebunan Parakan Salak, Bapak Pur, Bapak Syarif, Bapak Wahyu, Bapak Sopian, Bapak Isep beserta staf yang tidak dapat satu per satu atas kesempatan yang diberikan dan bantuan-bantuannya

5. Bapak Kholik dan keluarga juga Mas Warto atas perbincangan yang bernas dan inspiratif-motivatifnya

6. Teman-teman satu perjuangan (Kak Ade, Gangsar, Kang Dayat, Tarwin dan Zulkipli) atas perhatiannya

7. Teman-teman di Surau Camp (Mas Ahmad, Jepri, Endar, Budi) yang terus memberi perhatian dan dorongan

Dengan segala kerendahan hati dan ketulusan hati, Penulis menyadari banyaknya kekurangan yang terdapat dalam laporan tugas akhir ini. Semoga laporan tugas akhir ini dapat berguna bagi yang memerlukannya.

Bogor, Desember 2006

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR... i

DAFTAR ISI... ii

DAFTAR TABEL... iv

DAFTAR GAMBAR... v

DAFTAR LAMPIRAN... vi

DAFTAR ISTILAH... vii

I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG ... 1

B. TUJUAN ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA A. TANAMAN TEH. ... 3

B. PENGOLAHAN TEH... 4

C. PRODUKSI TEH HITAM DI PTPN VIII PARAKAN SALAK .. 5

C.1 Produksi Pucuk... 6

C.2 Pengangkutan Pucuk... 10

C.3 Pengolahan Pucuk... 10

D. ENERGI UNTUK MEMPRODUKSI TEH HITAM... 14

D.1 Energi Langsung... 15

D.2 Energi Tidak Langsung... 16

D.3 Hasil Penelitian tentang Kebutuhan Energi di Beberapa Perkebunan... 17

E. METODE AUDIT... 19

III. METODE PENELITIAN A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN... 20

B. BAHAN DAN ALAT ... 20

C. PENDEKATAN MASALAH DAN BATASAN SISTEM... 20

D. PARAMETER PENGUKURAN ... 22

E. METODE PENGAMBILAN DATA... 23

iii

E.2 Data Primer... 24

F. PERHITUNGAN DATA DAN ANALISA... 26

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. HASIL AUDIT DAN PERBANDINGANNYA... 32

B. PELUANG DAN USAHA KONSERVASI ENERGI... 43

V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN... ... 52

B. SARAN... ... 54

VI. DAFTAR PUSTAKA... 55

DAFTAR TABEL

Nomor Teks Halaman

1 Tujuh afdelling di PTPN VIII Parakan Salak ... 6

2. Kebutuhan energi manusia pada beberapa kegiatan pertanian ... 15

3. Nilai kalor beberapa jenis bahan bakar ... 15

4. Input energi untuk menghasilkan beberapa macam pupuk ... 16

5. Kebutuhan energi untuk memproduksi beragam pestisida ... 17

6. Input energi pada lima perkebunan teh ... 18

7. Hubungan antara variabel faal dengan fenomena metabolisme tubuh ... 24

8. Nilai energi manusia pada berbagai kegiatan produksi teh hitam... 24

9. Perbandingan konsumsi energi antar perkebunan... 34

10. Input energi pada tiap tahapan produksi teh hitam di Parakan Salak... 34

11. Kebutuhan energi manusia... 36

12. Input energi manusia tahunan untuk berbagai unit kegiatan kebun... 37

13. Kebutuhan energi BBM di Parakan Salak ... 39

14. Perbandingan konsumsi energi BBM oleh mesin pengering ... 42

15. Kebutuhan energi listrik di Parakan Salak ... 43

v DAFTAR GAMBAR

Nomor Teks Halaman

1. Bagan pengelompokan kegiatan produksi pucuk... .. 6

2. Proses pengolahan teh hitam... 10

3. Gambar withering through dan monorel tengah beroperasi ... 11

4. Salah satu jenis Fluidized Bed Dryer... 12

5. Salah satu jenis coveyor... 13

6. Salah satu jenis tea packer... 13

7. Bagan alir proses dan aliran energi pada tahapan produksi teh hitam di PTPN VIII Parakan Salak ... 14

8. Batasan sistem yang diaudit ... 21

9. Nilai input energi pada produksi teh hitam di PTPN VII, Parakan Salak.. 33

10. Diagram rekuperator tipe radiasi... .... 47

11. Diagram rekuperator kecil tipe radiasi yang dirangkai dengan burner pada pemanas tubular... .... 51

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Ringkasan data perkebunan tahun 2003-2005... 58 Lampiran 2. Ringkasan data suhu ruang giling dan fermentasi ... 59 Lampiran 3. Ringkasan data suhu bubuk teh di bagian akhir fermentasi ... 60 Lampiran 4. Ringkasan data pengambilan suhu ruang dan mesin pengering… 61 Lampiran 5. Jumlah HK tenaga pemetik tahun 2003-2005 ... . 62 Lampiran 6. Ringkasan data pengambilan suhu ruang pelayuan ... 63 Lampiran 7. Data hasil perhitungan konsumsi energi-Pengamatan 1... 65 Lampiran 8. Data hasil perhitungan konsumsi energi-Pengamatan 2... 67 Lampiran 9. Data hasil perhitungan konsumsi energi-Pengamatan 3... 69 Lampiran 10. Data konsumsi energi listrik di pabrik pengamatan hari ke-1 ... 71 Lampiran 11. Data konsumsi energi listrik di pabrik pengamatan hari ke-2 ... 74 Lampiran 12. Data konsumsi energi listrik di pabrik pengamatan hari ke-3 ... 77 Lampiran 13. Konsumsi energi manusia tahunan untuk berbagai unit kegiatan kebun ... 80 Lampiran 14. Perhitungan energi pindah panas konduksi pada FBD/VFBD exhaust ducting……….. 81 Lampiran 15. Rasio jarak tempuh truk pucuk terhadap BBM tahun 2003-2005. 82 Lampiran 16. Contoh perhitungan efisiensi mesin pengeringan... 83 Lampiran 17. Ringkasan hasil perhitungan efisiensi mesin pengering... 84 Lampiran 18. Data kalibrasi termometer penelitian dengan termometer standar. 85 Lampiran 19. Contoh perhitungan laju pelayuan WT... 86 Lampiran 20. Ringkasan hasil perhitungan laju pelayuan ... 87

vii DAFTAR ISTILAH

Audit energi Pendugaan alran energi dalam suatu sistem yang ditujukan untuk mencari peluang penghematan biaya

Afdelling Satuan area yang membentuk perkebunan. Luas unit area ini bervariasi bergantung lokasi kebun dan kebijakan pihak perkebunan

Ajir Garis tanam yang biasanya dibentuk dengan cara menggali tanah

BBC Bahan bakar yang berupa cangkang dan serabut

sawit

Burner Alat yang dirancang untuk membakar bahan bakar di bawah kondisi yang terkontrol

Conveyor Sabuk lebar berjalan yang digerakkan oleh elektromotor dan digunakan untuk memindahkan benda

Ducting Saluran atau cerobong untuk menyalurkan udara dalam sistem tata udara

Duster Alat penambah kelembaban yang menyemprotkan air ke arah kipas elektromotor yang berputar sehingga cairan mengabut

Embodied energy Jumlah keseluruhan energi baik langsung atau tidak langsung yang diperlukan untuk memproduksi barang atau jasa

Evaporatif cooling Penurunan suhu yang diakibatkan penguapan cairan

Faktor daya (Cos θ) Perbandingan antara daya nyata dengan daya semu (daya semu = tegangan x arus)

Gas buangan Campuran gas-gas hasil pembakaran / udara terpanaskan yang keluar dari tungku atau ruang pengering

Heat exchanger Alat yang digunakan untuk memindahkan energi panas dari aliran panas ke aliran dingin

Humidifier Alat penambah kelembaban yang mengabutkan air melalui nosel semprot dengan bantuan kompresor udara

IDO/Internal Diesel Oil Minyak diesel

Jalan Makadam Jalan dari bongkahan-bongkahan batu yang ditata dengan cara ditanam ke dalam tanah

Kepel ceuli Satu helai daun betepi licin yang tumbuh dari mata tunas

Kepel licin Daun-daun yang tumbuh setelah kepel ceuli

Kuncup peko Kuncup daun yang masih menggulung dan diliputi bulu-bulu halus

Konsumsi energi spesifik Besarnya energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan satu unit produk atau jasa

Lampu TL Jenis lampu berbentuk tabung yang cahayanya dihasilkan oleh interaksi muatan listrik dalam gas yang diisikan dalam tabung tersebut sehingga menghasilkan sinar ultra ungu yang kemudian akan memendarkan bahan pelapis tabung

Main fan Kipas sentrifugal yang digunakan untuk menghisap udara yang telah dipanaskan menuju mesin pengering

Misicible oil Memiliki campuran minyak dan bersifat dapat dikabutkan

Penyulaman Penggantian tanaman yang mati atau tidak lagi produktif dengan tanaman baru

Peak hour Periode dimana penggunaan listrik sedang tinggi Power factor penalty Denda yang dikenakan perusahaan listrik akibat

faktor daya pabrik lebih rendah dari ketentuan Rekuperator Alat penukar panas yang menggunakan prinsip

perpindahan kalor melalui media perantara dimana bagian dingin dipanaskan secara konduksi oleh bagian panas. Umumnya sumber panasnya adalah gas buangan

TM Tanaman menghasilkan/tanaman yang sudah mulai berproduksi

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Teh merupakan salah satu komiditas penghasil devisa bagi Indonesia yang telah dibudidayakan sebagai tanaman perkebunan sejak tahun 1824. Pada tahun 1999 dan 2004, Indonesia tercatat sebagai negara eksportir teh terbesar kelima di dunia dengan volume ekspor sebesar 99847 ton (8 persen dari total perdagangan teh) pada tahun 1999 dan 98572 ton pada tahun 2004. Nilai ekspor ini turun menjadi 78219 ton pada tahun 2005. Teh diekspor dalam dua bentuk yaitu teh hitam dan teh hijau. Sekitar 70 sampai 80 persen ekpor teh Indonesia berupa teh hitam sedangkan sisanya dalam bentuk teh hijau maupun teh Oolong. Pabrik pengolahan teh hitam yang sekarang beroperasi sebanyak 33 buah yaitu terdiri dari pabrik orthodoks dengan kapasitas produksi 53380 ton/tahun dan pabrik CTC dengan kapasitas 21370 ton/tahun. Kegiatan negara yang berkaitan dengan perkebunan, pengolahan teh hingga perdagangannya salah satunya dilakukan oleh PT. Perkebunan Nusatara (PTPN) VIII yang berstatus Badan Usaha Milik Negara (BUMN).

PTPN VIII, sebagaimana BUMN lainnya, didirikan dengan tujuan menghasilkan laba untuk kepentingan negara. Dalam tujuannya tersebut, badan usaha ini mengalami banyak kendala yang diantaranya adalah harga teh dunia yang belum akan menunjukkan perbaikan serta kenaikan biaya produksi akibat kenaikan harga Bahan Bakar Minyak (BBM) terutama solar. Berdasarkan Peraturan Presiden No. 55 tahun 2005, harga solar untuk masyarakat yang awalnya Rp. 2100,-/liter menjadi Rp. 4300,-/liter sedangkan untuk Industri, termasuk PTPN VIII, naik hampir 3 kali lipat dari Rp. 2200,-/liter menjadi Rp. 6170,-/liter mulai tanggal 1 November 2005. Alasan kenaikan harga BBM mulai bulan Oktober 2005 tersebut adalah tingginya harga minyak dunia yang menyebabkan semakin tingginya beban subsidi harga BBM yang akan ditanggung pemerintah. Kenaikan biaya variabel produksi ini semakin mempersulit posisi perkebunan dan industri teh. Akibat naiknya harga BBM, komponen biaya produksi dari pos bahan

bakar meningkat dari 15% menjadi 30%. Tanpa adanya peninjauan ulang terhadap keseluruhan biaya produksi maka kehancuran usaha agribisnis teh pun semakin nyata (Tim PTPN IV Medan, 2005).

Dalam rangka menghadapi persaingan pasar global, Indonesia dituntut untuk memenuhi syarat-syarat perdagangan internasional. Dua persyaratan diantaranya adalah produk harus bersifat green product dalam artian harus ramah lingkungan dalam hal produksinya dan memiliki harga pokok produksi yang kompetitif. Harga pokok produksi antara lain dipengaruhi oleh biaya energi. Salah satu langkah yang dapat digunakan untuk menekan biaya energi adalah dengan mengurangi input yang tidak diperlukan dan dengan memperbaiki kinerja mesin serta peralatan pengolahan. Audit energi merupakan salah satu metode untuk mengetahui kondisi sistem pengolahan secara keseluruhan dan melakukan analisa penggunaan energi pada sistem produksi tersebut.

B. TUJUAN PENELITIAN

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Melakukan audit energi pada pengolahan teh di PT. Perkebunan Nusatara VIII, Parakan Salak, Sukabumi dengan keluaran:

a. Mengetahui bentuk dan jumlah energi yang dibutuhkan pada tiap tahapan proses produksi teh

b. Mengetahui besar konsumsi energi spesifik untuk memproduksi satu satuan produk

c. Mengetahui efisiensi penggunaan energi dan mengidentifikasi tahapan proses produksi yang kurang efisien

2. Melakukan analisa perbandingan hasil audit tersebut dengan hasil audit di perkebunan teh lain sehingga diperoleh penilaian yang obyektif dan alternatif tindakan yang diperlukan guna meningkatkan efisiensi proses produksi di PTPN VIII, Parakan Salak.

3 II. TINJAUAN PUSTAKA

A. TANAMAN TEH

Secara botani tedapat dua jenis tanaman teh (Camelia tea Link.) yaitu Thea sinensis dan Thea assamica. Varietas yang banyak ditanam di Indonesia adalah sinensis. Tanaman teh merupakan perdu berkayu. Sistem perakarannya tunggang dengan akar cabang yang jarang. Daunnya adalah daun tunggal yang bergerigi dan bertulang daun menyirip. Bulu-bulu halus terdapat pada daun yang masih muda dan hilang setelah tua (Setiawati dan Nasikun., 1991). Pada ketiak daun tanaman teh terdapat sebuah mata tunas yang akan tumbuh membentuk sehelai daun bertepi licin. Helai ini dinamakan kepel ceuli. Seluruh helai daun yang muncul setelahnya disebut kepel licin. Kuncup daun yang masih menggulung dan diliputi bulu dinamakan kuncup peko sedangkan ranting tempat tumbuhnya kuncup disebut ranting peko. Bila pucuk peko tidak dipetik maka ranting akan tumbuh sampai memiliki 4-8 helai daun untuk kemudian memasuki fase dorman. Ranting yang tidak memiliki kuncup peko disebut sebagai ranting burung dan mata tunas yang tidak membentuk kuncup disebut kuncup burung. Bagian tanaman yang dipetik adalah kuncup daun, ranting tua dan daun muda (Ghani, 2002).

Bunga teh adalah bunga tunggal dengan kelopak bunga 5-6 helai. Warna mahkota bunga putih dan berjumlah 6 helai. Benang sarinya banyak sedang bakal buah hanya satu yang terdiri atas tiga ruang bakal buah. Buah teh adalah buah kotak yang memiliki 12-18 bakal biji namun yang berkembang, maksimal hanya 3 biji ( Eden, 1958).

Menurut Adisewodjo (1982), teh dapat tumbuh dengan baik di daerah beriklim tropis maupun subtropis dengan rentang suhu 15-30oC. Jenis tanah yang baik ditanami teh adalah tanah andosol, latosol dan beberapa jenis laterit. Teh menyukai tanah dengan derajat keasamaan kurang dari 5.5. Tanaman ini memiliki produktivitas yang baik di daerah dengan curah hujan 2500-3000 milimeter per tahun.

B. PENGOLAHAN TEH

Terdapat tiga jenis teh yang dihasilkan di Indonesia yaitu teh hitam, teh hijau dan teh Oolong. Ketiga jenis teh tersebut dibedakan berdasar sistem pengolahannya. Teh hitam merupakan hasil pengolahan melalui proses fermentasi sedangkan teh wangi merupakan hasil dari pengolahan teh hijau lebih lanjut. Teh hijau sendiri diolah tanpa melalui proses fermentasi.

Secara umum di pabrik, pucuk teh dikenakan berbagai proses sebelum dapat dikonsumsi. Tahap pertama pada pembuatan teh hitam adalah pelayuan pucuk teh untuk mengurangi kadar air pucuk. Pelayuan dilakukan dengan menghembuskan udara baik udara dengan suhu ruang maupun udara panas ke hamparan daun (Baruah dan Bhattacharyya, 1996). Proses pelayuan dilakukan hingga kadar air 66-74%. Umumnya, proses pelayuan dilakukan selama 12-16 jam dengan tiga perlakuan yang meliputi penghamparan, pembalikan dan turun layu. Perubahan kimia yang terjadi selama pelayuan diantaranya adalah terjadinya kenaikan aktivitas enzim, terurainya protein menjadi asam amino bebas dan terbentuknya asam organik. Perubahan fisik yang terjadi adalah melemasnya daun (Pusat Penelitian Teh dan Kina Gambung, 1994).

Pucuk yang telah layu kemudian dikenakan proses penggilingan. Penggilingan bertujuan antara lain untuk menggulung dan mengecilkan ukuran pucuk, mengeluarkan cairan sel dan untuk memperolah bubuk basah sebanyak mungkin. Tahap ini mengakibatkan daun memar dan dinding sel rusak sehingga menciptakan kondisi yang memungkinkan reaksi antara enzim oksidase dengan polifenol terjadi optimal. Lama penggilingan bagi pabrik di dataran rendah berkisar 25-40 menit dan di dataran tinggi berkisar 40-70 menit (Pusat Penelitian Teh dan Kina Gambung, 1994).

Tahap selanjutnya adalah fermentasi yang bersifat opsional tergantung jenis teh yang diinginkan. Fermentasi teh merupakan proses oksidasi senyawa polifenol dengan bantuan enzim oksidase sehingga menghasilkan senyawa- senyawa yang diantaranya adalah tehaflavin dan

5 teharugbin. Proses biokimia ini bergantung pada kadar air, suhu, kadar enzim dan substrat. Kelembaban ruang fermentasi dijaga agar tetap 90% dengan suhu maksimal sebesar 38oC. Daun teh terfermentasi selanjutnya dikeringkan hingga kadar airnya 2.5-3.5% agar masa simpan lebih lama dan agar enzim-enzim yang meyebabkan fermentasi polifenol tidak aktif. Selama pengeringan, lapisan gel pektin pada pemukaan daun akan mengering. Mesin pengering yang biasa digunakan adalah Endless Chain Pressure (ECP) dan Fluidized Bed Dryer (FBD) (Pusat Penelitian Teh dan Kina Gambung, 1994).

Akhir proses pengolahan adalah sortasi dan pengepakan dimana teh dipisahkan menurut jenis dan mutu sesuai selera pasar. Penggunaan mesin-mesin pengayak dalam tahap ini dibedakan menurut pola geraknya. Jenis mesin-mesin itu meliputi rotating shifter yang gerakannya berputar horizontal, reciprocating shifter yang gerakannya maju-mundur dan vibrating shifter yang bergerak dan bergetar naik-turun. Untuk memisahkan batang-batang tua dan serat-serat batang biasa digunakan electrostatic stalk separator sedangkan untuk memisahkan partikel menurut berat jenisnya digunakan mesin winnower. Mesin-mesin tersebut akan menghasilkan 3 golongan teh yaitu teh daun, teh remuk dan teh bubuk. Penyimpanan teh yang terlah disortasi ini biasanya menggunakan peti-peti miring stainless steel. Pengepakan teh yang memadai adalah pengepakan yang memperhatikan kadar air agar tidak lebih tinggi dari 5% (Setiawati dan Nasikun, 1991).

C. PRODUKSI TEH HITAM DI PTPN VIII PARAKAN SALAK

Areal perkebunan PTPN VIII Parakan Salak terbagi atas tujuh afdelling dengan total areal tanam keseluruhan adalah 1579.50 hektar. Nama dan luas tiap afdelling dapat dilihat pada Tabel 1. Jumlah pucuk yang dihasilkan pada tahun 2005 adalah 10021557 kilogram dan produksi teh hitamnya adalah 2138599 kilogram. Teh yang ditanam berasal dari dua klonal yakni TRI 2024 (52.3%), TRI 2025 (47.5%) dan dari benih (0.19%).

Tabel 1. Tujuh afdelling di PTPN VIII Parakan Salak Nama Luas (ha) Persentase Tahun tanam

Cikareo 257.39 16.11 1974,1985,1986,1991

Kalorama 237.99 14.89 1985,1986

Sukaati 186.61 11.68 1986

Melani 179.51 11.23 1986,1991,1992

Royom 300.33 18.80 1986,1987,1990,1991,1992,1993 Pasra 208.87 13.07 1987,1988,1990,1991,1992,1993 Cipma 226.80 14.19 1986,1988,1989,1991,1992,1993

Sumber: PTPN VIII Parakan Salak

Proses produksi teh hitam di PTPN VIII Parakan Salak dapat dibagi menjadi tiga kelompok kegiatan yaitu produksi pucuk, pengangkutan dan pengolahan pucuk teh.

C.1. Produksi Pucuk

Produksi pucuk yang dimaksud di sini meliputi pemeliharaan kebun dan pemetikan. Perkebunan Parakan Salak dalam upaya memproduksi pucuk tidak melakukan pembibitan namun bibit-bibit didatangkan dari kebun induk maupun kebun seinduk. Menurut data perkebunan tahun 2003-2005, seluruh kegiatan pemeliharaan kebun yang dilakukan digolongkan ke dalam kegiatan pemeliharaan tanaman menghasilkan (TM).

Gambar 1. Bagan pengelompokan kegiatan produksi pucuk.

Pemeliharaan TM

Pemeliharaan jalur produksi, jalan kebun pemeliharaan

dan drainase

Perawatan tanaman (pemberantasan gulma & hama-penyakit, pemupukan, pemangkasan, penggarpuan, penggosokan lumut)

Produksi pucuk

Pemetikan pucuk

Penanaman 1. Penyulaman teh

7 C.1.1 Pemeliharaan Tanaman Menghasilkan

Secara umum kegiatan pemeliharaan TM ini meliputi tiga kelompok besar, yaitu pemeliharaan jalur produksi, jalan kebun serta drainase, perawatan tanaman dan penanaman.

C.1.1.1 Pemeliharaan jalur pemetikan, jalan kebun dan drainase Pemeliharaan jalur pemetikan dilakukan dengan menggunakan golok dan cangkul untuk membersihkan semak belukar yang tumbuh menghalangi jalan para pemetik. Pemeliharaan jalan kebun beraspal dilakukan dengan menjaga air tidak menggenangi permukaan jalan dan menambal kerusakannya sedangkan jalan Makadam dipelihara dengan mengeraskan permukaannya sehingga bebatuan menopang bobot truk tidak tergelicir dan menimbun cekungan-cekungan yang terbentuk. Pemeliharaan drainase atau disebut juga merorak dilakukan untuk menjaga kesuburan tanah dengan menahan air limpasan hujan yang membawa lapisan subur tanah ataupun pupuk. Perorakan dilakukan secara manual dengan cangkul. kegiatan ini dilakukan saat diperlukan.

C.1.1.2 Perawatan Tanaman a. Pemberantasan Gulma

Gulma yang menggangu pertumbuhan tanaman menghasilkan (TM) dibasmi secara manual dengan kored maupun secara kimiawi dengan hand spayer maupun motor spayer. Rasio kegiatan pengendalian gulma manual dengan pengendalian kimiawi adalah 60 berbanding 40. Herbisida yang digunakan di kebun Parakan Salak antara lain Round up 480 AS, Eagle IPA 480 AS, Touch down, Kleen up 480 AS dan Sun up. Dosis herbisida yang digunakan adalah 1 liter per hektar lahan. Selain dengan bahan kimia, pertumbuhan gulma dapat dihambat dengan mengonggokkan ranting-ranting bekas pangkasan maupun daun di sekitar tanaman teh.

b. Pemupukan

Jenis pupuk yang digunakan perkebunan Parakan Salak adalah urea, TSP, KCl, Kieserite, ZA, dan PHE. Pupuk daun yang digunakan adalah ZnSO4, greener dan bayfolan. Pengaplikasian pupuk untuk lahan dilakukan dengan menguburkannya di sekeliling pangkal tanaman sedangkan pupuk daun diaplikasikan setelah dilarutkan dengan air dan disemprotkan dengan motor spayer.

c. Pemberantasan Hama-Penyakit

Hama yang paling banyak menyerang di Parakan Salak adalah Helopeltis antonii. Pestisida yang digunakan untuk memberantas hama adalah Poksindo 200 EC, Lebaycid 500 EC, Supracide 400 EC, Buldik 250 EC dan Confidor 200 SL dengan konsentrasi 2 ml/liter dan disemprotkan dengan back pack spayer berkapasitas 10 liter atau dengan mist duster dengan kapasitas tangki 14 liter. Fungisida yang digunakan adalah Cuprovit dan Nordox

d. Pemangkasan

Pemangkasan bertujuan untuk mempertahankan ketinggian tanaman, memacu pertumbuhan pucuk, menekan pertumbuhan bunga dan buah serta menyehatkan tanaman (Pethyagoda, (1964) dalam Soraya, (2004). Kebun Parakan Salak melakukan pemangkasan batang awal pada tanaman setelah berumur 3 tahun yang dilakukan dengan golok maupun dengan mesin pangkas. Mesin yang digunakan bermerek KAAZ tipe TL dengan kapasitas pangkas 4 patok per hari (1 patok seluas 400 m2).

e. Penggarpuan dan penggosokan lumut

Penggarpuan dilakukan dengan membongkar lapisan tanah di sekeliling tanaman teh untuk memperbaiki struktur dan tekstur tanah dengan menggunakan garpu atau cangkul. Penggosokan

9 lumut yang disebut juga kerik simbar dilakukan setelah pemangkasan. Lumut-lumut yang tumbuh menumpang pada batang tanaman dikelupas sehingga batang tanaman tidak lapuk. Penggosokan dilakukan dengan pisau secara hati-hati.

C.1.1.3 Penanaman

Kegiatan penanaman dibagi menjadi dua yaitu penanaman ulang/penyulaman teh dan penanaman pohon pelindung. Penyulaman tanaman teh dilakukan untuk menggantikan tanaman tanaman-tanaman tua yang tidak lagi produktif atau mati akibat hama-penyakit serta kekeringan. Penyulaman tersusun atas tiga kegiatan yaitu pengajiran yaitu pembuatan ajir/garis tanam, pembuatan lubang dan pemindahan tanaman dari polybag ke lubang tanam.

Penanaman pohon pelindung tidak hanya dilakukan pada tahun pertama budidaya namun tetap dilakukan selama masa produktif tanaman teh yang bisa mencapai 50-100 tahun. Pohon pelindung berfungsi untuk menaungi tanaman teh dari terik matahari juga untuk menghindarkan dari kebekuan di malam hari. Umumnya pohon pelindung berumur tidak lebih dari 6-9 tahun sehingga perlu diadakan peremajaan. Pohon penaung yang ditanam antara lain berjenis silver oak (Grevillia robusta) lamtoro (Leucaena sp.) dan saga (Adenanthera microsperma).

C.1.2 Pemetikan

Pemetikan di perkebunan Parakan Salak dilakukan setiap hari dengan frekuensi petik satu kali di pagi hari. Gilir petik yang diterapkan adalah 7 atau 8 hari (Soraya, 2004). Pada musim tumbuh pucuk hasil petik yang didapat berkisar 25-50 kilogram pucuk per hari per orang sedangkan pada musim kemarau, hasil petik hanya berkisar 4-20 kilogram pucuk per hari per orang. Setelah pemetikan, pucuk dibawa ke shelter (suatu bangunan seluas 5 x 5 m2, berlantai semen dan beratap seng yang berada di tengah perkebunan) yang

berfungsi sebagai tempat penimbangan. Pemetikan pucuk dengan mesin petik telah diujicobakan dengan tujuan ekonomisasi biaya tenaga pemetik.

C.2 Pengangkutan Pucuk

Pucuk hasil pemetikan yang ditimbang dengan timbangan gantung kemudian diangkut ke pabrik dengan truk-truk yang beratapkan plastik terpal. Pucuk diangkut dalam wadah wearing plastik yang tidak kokoh. Setiap afdelling, diberi jatah truk pengangkut sejumlah 2 buah.

C.3 Pengolahan pucuk

Proses pengolahan yang dilakukan di Parakan Salak ditujukan untuk menghasilkan teh hitam kualitas ekspor dengan sistem CTC (Cutting, Tearing and Curling). Tahapan pengolahan teh sistem CTC di pabrik ditunjukkan oleh Gambar 2.

Gambar 2. Bagan alir pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam.

C.3.1 Pelayuan

Pelayuan di pabrik perkebunan Parakan Salak dilakukan dengan 33 unit withering through dan 1 unit monorail (Gambar 3). Kapasitas isian tiap withering through berkisar 1000-1800 kilogram

Pelayuan

Penggilingan CTC

Fermentasi

Pengeringan

Sortasi

11 pucuk dengan ketinggian awal beber 30-45 sentimeter. Udara pelayuan adalah udara dangan suhu ruang karena heat exchanger tidak lagi digunakan akibat mahalnya harga IDO/solar. Tiap withering through tersusun atas 9 bagian dengan ukuran per bagian 2.44 x 1.8 m2. Lama pelayuan adalah 12-28 jam dengan kadar air yang dikehendaki berkisar 66-71% dan kerataan layuan minimal 80%.

Sumber: http://www.denverhughes.net

Gambar 3. Gambar withering through dan monorail tengah beroperasi.

C.3.2 Penggilingan CTC

Di pabrik, pucuk layu mengalami 3 kali penggilingan dengan 3 mesin CTC yang dirangkai seri. Sebelum digiling pucuk layu dipisahkan dengan benda-benda asing dengan mesin Green Leaf Shifter dan dipotong-potong terlebih dulu dengan Barbora leaf conditioner. Selama proses penggilingan suhu ruang (fermentasi dan penggilingan dilakukan di satu ruang) dijaga suhunya dalam rentang 20-28oC dan kelembabannya berkisar 90-98% dengan bantuan 2 humidifier dan 7 pengabut.

C.3.3 Fermentasi

Fermentasi bubuk basah dilakukan dengan continues fermenting unit dengan lama proses bervariasi antara 45-95 menit bergantung kondisi bubuk. Tebal hamparan bubuk basah dijaga agar

dalam rentang 6-10 sentimeter dengan bilah perata. Bubuk teh basah juga mengalami pembalikan dan pemecahan gumpalan oleh ball breaker.

C.3.4 Pengeringan

Pabrik Parakan Salak memiliki dua jenis mesin pengering yakni Vibrating Fluidized Bed Dryer dan Fluidized Bed Dryer (Gambar 4). Perbedaannya hanya terletak pada mekanisme pengadukan bubuk teh yang sedang dikeringkan. Suhu udara pengering memiliki rentang 100-125oC dan suhu udara yang keluar dari pengering 90-105oC. Lama pengeringan berkisar antara 12-18 menit. Kadar air teh hitam jadi yang dikehendaki adalah 1.5-3.0 %.

Sumber: http://www.chemicals-technology.com

Gambar 4. Fluidized Bed Dryer.

C.3.5 Sortasi

Sortasi kering di pabrik teh Parakan Salak menghasilkan bubuk dengan mutu yang berbeda-beda antara lain BP1, PF1, PD, Dust 1, Dust 2, Fanning 1, Fanning 2, BMI dan Pluff. Proses pemutuan dimulai dengan mesin middleton yang memiliki 2 ayakan dengan ukuran mesh 10 dan 8. Bubuk yang lolos dari kedua ayakan ini lalu diteruskan ke vibro blank untuk kemudian diteruskan ke vibro mesh. Dari vibro mesh bubuk yang didapat lalu dipisahkan menurut berat jenisnya dengan menggunakan winnower. Gumpalan

13 bubuk yang tertahan di middleton akan dihancurkan dengan mesin crusher dan akan dimasukkan lagi ke middleton. Di bagian akhir sortasi, pemutuan tidak dilakukan dengan mesin chouta shifter karena telah rusak.

C.3.6 Pengemasan

Pengemasan dimulai dengan memindahkan bubuk teh dari tea bin ke tea bulker untuk diaduk hingga homogen melalui conveyor (Gambar 5). Setelah itu digunakan tea packer (Gambar 6) untuk mengisikan bubuk teh ke dalam paper sack. Bubuk yang telah dikemas lalu dipadatkan dengan tea sack packer lalu dipadatkan dengan bag shaper.

Sumber: http://www.chemicals-technology.com

Gambar 5. Conveyor.

Sumber: http://www.denverhughes.net

D. ENERGI UNTUK MEMPRODUKSI TEH HITAM

Bidang pertanian maupun industri pengolahan selalu membutuhkan input energi untuk menjalankan proses yang ada di dalam sistemnya. Pertanian modern merupakan suatu proyek padat energi dikarenakan penggunaan mesin-mesin, peralatan mekanik, pupuk dan senyawa kimia sintetik yang semakin instensif. Menurut dampak yang diberikan terhadap sistem, input energi dapat dikelompokkan menjadi input energi langsung dan input energi tidak langsung. Masukan energi pada tiap tahapan produksi teh hitam di sajikan pada Gambar 7 berikut.

Alat atau Mesin Tahapan Input Energi

Gambar 7. Bagan alir proses dan aliran energi pada tahapan produksi teh hitam di PTPN VIII, parakan salak

Pemeliharaan TM

Pemetikan

Pengangkutan

Penggilingan CTC dan Fermentasi

Pelayuan

Pengeringan

Sortasi

Cangkul, pisau, sprayer, kored, mesin pangkas

Mesin petik, Wearing

plastik

Truk

Withering trough, monorel, bangku pengangkut

GLS, BLC, CTC triplex, CFU, conveyor

VFBD, FBD, conveyor, heat exchanger

Pengemasan

Middleton, vibroblank, vibromesh, conveyor, winnower, chrusher, chouta shifter

Tea bin, tea bulker,

conveyor, tea packer, tea sack packer, bag shaper

Pupuk, pestisida, BBM, manusia BBM, manusia

BBM

BBM, manusia, listrik

Listrik, manusia

Listrik, manusia, BBM

Listrik, manusia

15 D.1 Energi Langsung

Energi langsung, menurut Abdullah et al. (1998) adalah energi yang digunakan secara langsung pada produksi suatu produk. Sumber energi langsung yang diberikan pada industri teh adalah bahan bakar, listrik dan tenaga manusia. Di banyak wilayah pertanian, terutama di negara berkembang, produksi bahan pertanian masih bergantung pada tenaga manusia. Kebutuhan energi manusia dalam melakukan beberapa aktivitas fisik ditunjukkan pada Tabel 2 dan nilai kalor beberapa bahan bakar yang biasa digunakan sebagai sumber panas diberikan pada Tabel 3.

Tabel 2. Kebutuhan energi manusia pada beberapa kegiatan pertanian

Kegiatan Kkal/mnt MJ/jam

Membersihkan semak 6.1 1.532

Menanam 3.2 0.803

Menyiangi rumput 6.1 1.532

Pemanenan 4.9 1.230

Aplikasi pestisida 6.9 1.733

Pengolahan tanah mekanis 4.2 1.055

Pengolahan tanah manual 6.9 1.733

Memupuk 6.9 0.502

Mengukur/mengukur 2.0 1.532

Membuat drainase dan jalan 6.1 1.532

Sumber: Stout (1990) dalam Sholahudin (1999)

Tabel 3. Nilai kalor beberapa jenis bahan bakar (MJ/unit)

Sumber Unit Energi Energi produksi Nilai kalor

Bensin liter 32.24 8.08 40.32

Solar liter 38.66 90.12 47.78

Minyak bakar liter 26.10 6.16 32.26

Gas alam m3 41.38 8.07 49.45

Batu bara keras Kg 30.23 2.36 32.59

Kayu keras Kg 19.26 1.44 20.70

Kayu lunak Kg 17.58 1.32 18.90

Listrik KWh 3.60 8.39 11.99

D.2 Energi Tidak Langsung

Energi tidak langsung adalah energi yang tidak secara langsung dipergunakan untuk menghasilkan produk atau materi. Bowers (1991) menyatakan bahwa istilah energi tidak langsung bila dikaitkan dengan mesin pertanian dan implemennya maka istilah tersebut mencakup energi untuk manufaktur, transportasi dan perbaikan alat. Menurut Fluck (1991), embodied energy/sequestered energy menyatakan jumlah keseluruhan energi baik langsung ataupun tidak langsung yang diperlukan untuk menghasilkan barang atau jasa. Pada beberapa penelitian, energi yang digunakan untuk transportasi dan distribusi terkadang diperhitungkan.

Besarnya kebutuhan energi untuk menghasilkan tiap unit pupuk sintesis agak sulit ditentukan dikarenakan prosesnya yang rumit. Tabel 4. menyajikan jumlah energi yang diperlukan untuk menghasilkan beberapa macam pupuk.

Tabel 4. Input energi untuk menghasilkan beberapa macam pupuk (MJ/Kg) Jenis pupuk Energi untuk

Produksi

Energi untuk Transportasi

Energi untuk Distribusi

Total

Fosfat batuan 1.67 - 3.77 5.44

Super fosfat 2.51 0.84 6.28 9.63

TSP 9.21 0.84 2.51 12.56

Amonium nitrat 58.18 2.09 1.26 61.53

Urea 56.93 1.67 1.26 59.86

Sumber: Davis (1977) dalam Pimentel (1980) dalam Somantri (2002)

Proses produksi pestisida bersifat energi-intensif karena menggunakan banyak input energi fosil pada area produksi maupun distribusinya. Sumber-sumber energi yang dilibatkan dalam produksi pestisida dapat dikelompokkan menjadi sumber energi langsung dan sumber energi tidak langsung. Sumber energi tidak langsung mencakup listrik, gas, uap dan petroleum yang digunakan langsung untuk proses pemanasan, pengadukan, destilasi, filtrasi, dan proses lainnya. Green (1987) dalam Helsel (1991) memberikan perkiraan jumlah energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah pestisida, dengan tingkat keakurasian 10% disajikan pada Tabel 5 berikut.

17 Tabel 5. Kebutuhan energi untuk memproduksi beragam pestisida (GJ/ ton)

Energi tidak langsung Energi langsung Jenis

Nafta Gas Soda Minyak bakar

Listrik Uap

Total

Herbisida

MCPA 53.5 12.0 - 12.6 27.5 22.3 130 2,4-D 39.0 - - 9.0 23.0 16.0 85 2,4,5-T 43.0 23.0 - 2.0 42.0 25.0 135

Dicamaba 69.0 73.0 - 4.0 96.0 53.0 295

Chloramben 92.0 29.0 - 5.0 44.0 - 170

Insektisida

Parathion 35.0 23.1 5.2 1.6 57.1 16.0 138

Malathion 62.0 41.2 - 6.1 92.1 27.4 229

Carbaril 11.0 48.0 26.0 1.0 54.0 13.0 153 Carbofuran 137.0 63.0 1.0 44.0 127.0 82.0 454

Metil Parathion

37.0 24.0 6.0 2.0 73.0 18.0 160

Fungisida

Ferbam 42.0 3.0 - 13.0 23.0 61

Maneb 27.0 23.0 8.0 9.0 25.0 7.0 99

Captan 38.0 14.0 - - 52.0 11.0 115

Benomyl 86.7 71.2 - 14.3 121.2 103.6 397

Sumber: Green (1987) dalam Helsel (1991)

D.3 Hasil Penelitian tentang Kebutuhan Energi di Beberapa Perkebunan Pada rentang periode 1999 sampai 2003 telah terdapat beberapa penelitian yang berkaitan dengan perhitungan input energi langsung dan tidak langsung pada industri teh di Jawa Barat. Sumber energi langsung yang digunakan pada industri tersebut adalah listrik, bahan bakar minyak (BBM) dan manusia. Input energi pupuk dan pestisida dihitung berdasarkan nilai embodied energy-nya. Tabel 6 memberi gambaran tentang lima penelitian mengenai pola kebutuhan energi di lima perkebunan teh. Tiga perkebunan (PTPN VIII Goalpara, PTPN VIII Ciater dan PTPN VIII Gedeh) pada penelitian-penelitian yang telah dilakukan tergabung dalam lingkup PTPN VIII sedangkan dua perkebunan lainnya yaitu perkebunan Tehnusamba dan Jayanegara berstatus perkebunan milik rakyat.

Tabel 6. Input energi pada lima perkebunan teh (MJ/Kg teh kering) Input energi Tehnusamba,

Cianjur1)

PTPN VIII, Goalpara1)

Jayanegara Indah1)

PTPN VIII, Ciater1)

PTPN VIII, Gedeh2) Pupuk 16.66315 27.12300 11.5766 26.72782 24.40571 Pestisida 0.13231 0.91100 1.5500 0.45950 1.62514 Tenaga kerja 0.33584 0.05654 0.3304 0.00536 2.52057

BBM 21.40698 21.85500 28.4339 22.83160 14.42654

Listrik 11.27622 5.22600 5.5882 4.44900 10.31297

Kapasitas (Kg teh/hari)

4950 7920 2310 11550 8910

Sumber: 1) Kartikasari (2002) 2) Somantri (2002)

Perbedaan konsumsi energi per kilogram teh hitam yang besar antar perkebunan-perkebunan tersebut antara lain disebabkan jenis alat dan mesin yang digunakan, ketersediaan pucuk di perkebunan yang berhubungan erat dengan luas tanamam produktif, perbedaan pola aplikasi pupuk dan pestisida serta perbedaan kebijaksanaan perkebunan. Menurut Somantri (2002), luas areal tanaman teh perkebunan Gedeh adalah 641.8 ha sedangkan luas produktif-efektifnya adalah 590.3 ha. Menurut Kartikasari (2002), luas areal tamanan teh perkebunan Ciater adalah 1275 ha sedangkan luas TM perkebunan Goalpara dan luas TM pada perkebunan Assam-Jayanegara menurut Mulyawan (1997) dan Santoso (1999), berturut-turut, adalah 945.22 ha dan 346.26 ha. Produksi pucuk dan teh hitam rata-rata tahunan di perkebunan Ciater, menurut Kartikasari (2002) adalah 13137665 Kg pucuk/ tahun dan 2924064.2 Kg teh/tahun. Produksi pucuk dan teh rata-rata tahunan di perkebunan Gedeh menurut Somantri adalah 5472957 Kg pucuk/tahun dan 1232558.3 Kg teh/tahun sedangkan nilai keduanya menurut menurut Mulyawan (1997) dan Santoso (1999), berturut-turut, adalah 8641337 Kg pucuk/tahun dan 1957691.2 Kg teh/tahun serta 1514178.8 Kg pucuk/tahun dan 326605.75 Kg teh/tahun.

Perbedaan penggunaan mesin dan alat pengolahan antar perkebunan, paling tidak, dapat terlihat dari perbedaan penggunaan mesin pengering. Perkebunan Goalpara, Gedeh dan Assam-Jayanegara menggunakan Two Stage Dryer (TSD) untuk mengeringkan bubuk teh dengan unit fermentasi yang

19 dikontinu (memakai baki fermentasi) sedangkan perkebunan Tehnusamba dan Ciater menggunakan FBD untuk pengeringan bubuk teh. Pada penelitian di kebun Goalpara, Jayanegara, Ciater dan Gedeh, tenaga manusia pada pengangkutan tidak dilibatkan dalam perhitungan sedangkan menurut Kartikasari (2002), penelitian di perkebunan Tehnusamba mengikutkan tenaga manusia pada pengangkutan pucuk.

E. METODE AUDIT

Audit energi, menurut Slesser (1983), didefinisikan sebagai pendugaan atau penentuan laju aliran energi yang terjadi di dalam suatu proses produksi dan biasanya dilakukan untuk mencari peluang ekonomisasi biaya. Menurut Turner (1982), terdapat tiga aktivitas utama yang dilakukan dalam audit energi. Ketiga aktivitas tersebut adalah penganalisaan sumber energi pabrik, penganalisaan penggunaan energi dan evaluasi serta pencarian peluang konservasi energi. Prosedur terpenting dalam proses audit adalah pengumpulan data yang biasanya memerlukan penentuan neraca massa dan neraca energi suatu sistem ataupun peralatan. Penentuan kedua neraca merupakan alat yang penting dalam pengevaluasian keefektifan penggunaan energi dan pengidentifikasian aktivitas penghematan yang dapat dilakukan.

Audit energi dapat dibedakan menjadi dua yakni audit umum dan audit rinci. Audit umum menjawab pertanyaan-pertanyaan mengenai besarnya biaya energi, adakah peningkatan biaya tersebut, apakah energi merupakan fraksi biaya yang penting dan tentang kecenderungan naik atau turunnya biaya energi. Audit rinci bertujuan untuk mencari tahu mengenai penggunaan spesifik energi dan untuk melakukannya perlu dilakukan analisa pada pola

III. METODE PENELITIAN

A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN

Penelitian dilakukan mulai akhir bulan Desember 2005 sampai dengan bulan Januari 2006. Pengamatan proses pemeliharaan tanaman belum menghasilkan hingga pemetikan di lakukan di kebun Sukaati dan Kalorama. Pengambilan data dilakukan di pabrik dan di bagian administrasi PTPN VIII Parakan Salak, Sukabumi.

B. BAHAN DAN ALAT

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pucuk teh segar, pucuk layu, pucuk tergiling, bubuk terfermentasi dan teh hitam di pabrik PTPN VIII, Parakan Salak. Peralatan-peralatan yang diamati adalah Withering trough (WT), mesin pengering (FBD dan VFBD) dan elektromotor-elektromotor penggerak mesin-mesin yang ada di pabrik.

Alat-alat ukur yang digunakan untuk mendapatkan data adalah: stop watch, KWh-meter, voltmeter, tang ampere, 2 termometer alkohol bola basah-bola kering, 1 termometer raksa, anemometer, Halogen moisture analyzer HG53 dan termokopel inlet dan outlet pada mesin pengering.

C. PENDEKATAN MASALAH DAN BATASAN SISTEM

Sistem produksi merupakan sistem yang komplek. Oleh karena itu, di dalam penelitian ini hanya bagian sistem tertentu saja yang akan dianalisa. Sistem produksi yang dianalisa mencakup penyulaman, pemeliharaan tanaman menghasilkan, pemetikan, transportasi pucuk dan kegiatan pengolahan teh. Batasan sistem dapat dilihat pada diagram pada Gambar 8.

Batasan sistem yang dibuat dalam penelitian ini, antara lain:

1. Seluruh kegiatan yang dilakukan di kebun teh dan berhubungan langsung dengan tanaman maupun pucuk hasil dilibatkan dalam analisa energi 2. Nilai input energi dari sinar matahari yang diserap oleh tanaman tidak

21

Mesin danperalatan

Keterangan:

Batasan proses =

Batasan sistem =

Aliran bahan =

Energi langsung =

Energi tidak langsung =

Embodied energy mesin/peralatan =

Gambar 8. Batasan sistem yang diaudit.

3. Seluruh input energi tenaga kerja yang terkait langsung dengan proses produksi diperhitungkan (termasuk supir truk), kecuali pegawai administrasi dan petugas keamanan.

Pemeliharaan TM

Pemetikan pucuk

Pengangkutan

Pelayuan

Penggilingan CTC

Fermentasi

Pengeringan

Manusia

Listrik 1. PLN 2. Genset Bahan Bakar

Pupuk Pestisida

Sortasi

4. Setiap tahapan produksi teh dianggap merupakan tahapan produksi yang dapat diisolasi satu dengan lainnya

5. Semua kegiatan di kebun maupun di pabrik dianggap berjalan kontinu dan mengikuti jadwal kegiatan perusahaan

6. Penerangan ruang produksi saat produksi diperhitungkan dalam analisa 7. Nilai input energi untuk kegiatan-kegiatan di kebun diambil dari

nilai-rata-rata input selama tahun 2003-2005, kecuali tenaga pemetikan

8. Embodied energy untuk perbaikan dan manufaktur mesin-mesin/peralatan-peralatan tidak diperhitungkan karena tidak ada data yang dapat dirujuk 9. Embodied energy pupuk diperhitungkan seluruhnya kecuali jika tidak

diperoleh data yang dianggap valid.

D. PARAMETER PENGUKURAN

Parameter-parameter yang digunakan adalah: 1. Kebutuhan tenaga manusia

Variabel-variabel yang diperlukan untuk menghitung kebutuhan tenaga manusia meliputi jam kerja pada setiap tahapan proses, nilai unit energi tenaga manusia per kegiatan, hari orang kerja (HOK) harian atau tahunan, jumlah produksi pucuk segar dan teh hitam hasil.

2. Kebutuhan bahan kimia tambahan

Bahan kimia tambahan yang dimaksud adalah pestisida, pupuk, herbisida dan herbisida. Variabel-variabel yang diperlukan untuk mengukur parameter ini adalah konsumsi bahan kimia tahunan, nilai unit energi bahan kimia dan produksi pucuk segar tahunan.

3. Kebutuhan bahan bakar

Kebutuhan bahan bakar yang dimaksud meliputi kebutuhan bahan bakar kebun, transportasi pucuk dan pengolahannya. Variabel-variabel yang diperlukan adalah konsumsi tiap jenis bahan bakar, efisiensi alat pengkonversi, nilai kalor bakar bahan, jumlah produksi pucuk dan produksi teh hitam.

23 4. Kebutuhan energi listrik

Variabel-variabel yang diperlukan untuk parameter ini adalah jumlah dan jenis alat pengkonversi energi listrik, spesifikasi nominal, lama operasi, efisiensi konversi, tegangan, arus kerja dan faktor daya.

5. Efisiensi pengeringan mesin pengering

Variabel-variabel yang diperlukan dalam penentuan efisiensi mesin pengering adalah suhu dan kelembaban ruang pengering, kadar air bubuk basah di fermentasi akhir dan bubuk teh kering, debit udara pengering dan nilai konsumsi solar mesin pengering.

E. METODE PENGAMBILAN DATA

Data-data yang diambil dikelompokan ke dalam data primer dan data sekunder. Variabel-varibel yang diperlukan diambil dengan cara sebagai berikut:

E1. Data Sekunder

Data-data sekunder yang diambil meliputi: 1. Data-data produksi tahun 2003-2005

Data-data produksi tahun 2003-2005 yang akan diambil adalah jumlah HOK dan jam kerja tahunan, konsumsi BBM, pupuk, bahan kimia tambahan untuk pemeliharaan tanaman menghasilkan, luas area menghasilkan, jumlah produksi pucuk dan teh hitam serta konsumsi energi listrik tahunan.

2. Data-data teknis energi

Data debit alir udara yang memasuki mesin pengering diambil dari spesifikasi teknis main fan yaitu sebesar 15000 cfm. Data nilai kalor bahan bakar diambil dari Cervinka (1980) dalam Pimentel (1991); Nilai embodied energy pupuk diambil dari Davis (1977) dalam Pimentel (1980) dalam Somantri (2002) dan nilai embodied energy herbisida, insektisida dan herbisida berdasarkan Pimentel (1980) dalam Pimentel (1992) yang berupa misicible oil dengan nilai masing-masing adalah 418.2, 363.8, dan 271.7 MJ/Kg. Pengeluaran energi manusia untuk

melakukan berbagai kegiatan produksi diambil dari Stout (1990) dalam Sholahudin (1999) dan Cahyono (1999).

Tabel 7. Hubungan antara variabel faal dengan fenomena metabolisme tubuh Beban kerja Denyut /

menit

Kebutuhan tenaga (Kkal/mnt)

Kebutuhan tenaga (MJ/jam) Sangat ringan <75 <2.5 <0.628

Ringan 75-100 2.5-5.0 0.628-1.256

Sedang 100-125 5.0-7.5 1.256-1.884

Berat 125-150 7.5-10.0 1.884-2.512

Sangat berat 150-175 10.0-12.5 2.515-3.140 Luar biasa berat >175 >12.5 >3.140

Sumber: Malcolm (1990) dalam Cahyono (1999)

Tabel 8. berikut ini menunjukkan nilai-nilai energi manusia yang digunakan pada perhitungan dan analisa.

Tabel 8. Nilai energi manusia pada berbagai kegiatan produksi teh hitam (MJ)/jam

Kegiatan Energi Keterangan

1. Pemeliharaan jalan 1.532 Membuat drainase dan jalan, Stout (1990)

2. Pengerasan jalan produksi 1.532 Membuat drainase dan jalan, Stout (1990) 3. Pemeliharaan saluran air 1.532 Membuat drainase dan jalan, Stout (1990)

4. Penyiangan 1.532 Menyiangi rumput, Stout, (1990)

5.Pemupukan 0.502 Memupuk, Stout (1990)

6. Pemangkasan 1.256 Batas bawah aktivitas sedang, Malcolm (1990) dalam Cahyono (1999)

7. Penggarpuan 0.628 Batas bawah aktivitas ringan, Malcolm (1990) dalam Cahyono (1999)

8. Penggosokan lumut 0.502 Memupuk, Stout (1990)

9. Perorakan 1.733 Pengolahan tanah manual, Stout (1990)

10. Pemupukan organik 0.502 Memupuk, Stout (1990)

11. Pembenaman serasah 0.628 Batas bawah aktivitas ringan, Malcolm (1990) dalam Cahyono (1999) 12. Penanaman pohon pelindung 0.803 Menanam, Stout (1990)

13. Penyulaman teh 0.803 Menanam, Stout (1990)

14. Pemberantasan hama&penyakit

1.733 Aplikasi pestisida, Stout (1990)

15. Pemetikan 0.628 Batas bawah aktivitas ringan, Malcolm (1990) dalam Cahyono (1999)

16. Pelayuan 0.628

Batas bawah aktivitas ringan, Malcolm (1990) dalam Cahyono (1999)

17. Penggilingan 0.628 Batas bawah aktivitas ringan, Malcolm (1990) dalam Cahyono (1999)

18. Pengeringan 0.628 Batas bawah aktivitas ringan, Malcolm (1990) dalam Cahyono (1999)

19. Sortasi 0.628 Batas bawah aktivitas ringan, Malcolm (1990) dalam Cahyono (1999)

20. Pengepakan 0.628 Batas bawah aktivitas ringan, Malcolm (1990) dalam Cahyono (1999)

E2. Data Primer

Data-data primer yang diambil meliputi: 1. Tenaga kerja dan jumlah jam kerja harian pabrik

25 Tenaga kerja dan jam kerja harian untuk kegiatan-kegiatan pabrik dilakukan dengan menghitung langsung per hari tanpa membedakan jenis

kelamin. Perhitungan jumlah tenaga kerja pabrik dilakukan selama 3 hari. 2. Massa pucuk dan teh hitam harian

Massa pucuk segar yang tiba di pabrik didapat dengan mengurangi massa truk berisi pucuk dengan massa truk kosong. Jumlah teh hitam jadi diukur pada setiap akhir kegiatan-kegiatan produksi dengan penimbangan. Pengukuran dilakukan selama 3 hari.

3. Konsumsi bahan bakar harian

Konsumsi bahan bakar truk pengangkut pucuk diukur dengan mengukur jumlah BBM yang dipelukan untuk menempuh jarak dari pabrik ke kebun dan sebaliknya. Pengukuran konsumsi BBM dan jarak tempuh truk dilakukan selama satu bulan. Konsumsi BBM burner (contoh gambar pada Lampiran ) pengering dilakukan dengan mengukur selisih volume tangki BBM awal dengan volume akhir. Pengukuran dilakukan selama tiga hari.

4. Konsumsi energi listrik

Konsumsi energi listrik dan penerangan Total oleh mesin-mesin dan Lampu penerangan bulanan dilakukan dengan membaca nilai akhir bulan KWh-meter sedangkan konsumsi energi spesifik mesin dilakukan dengan mengukur arus kerja mesin dengan tang ampere saat mesin bekerja selama 6 menit dengan interval pengukuran 1 menit dan tidak ada ulangan pengukuran.

Konsumsi listrik untuk penerangan ruang produksi dilakukan dengan menghitung jumlah Lampu yang menyala dikalikan dengan daya dan jam kerja. Pengukuran dilakukan selama tiga hari produksi.

5. Suhu bubuk teh, ruangan produksi dan mesin pengering

Suhu yang dimaksud disini meliputi suhu bahan (bubuk teh akhir fermentasi, awal pengeringan dan akhir pengeringan) dan suhu udara (ruang pelayuan, ruang pengering, dan udara pengering awal serta akhir). Suhu termometer bola basah-bola kering ruang produksi diukur dengan

mengambil 5 titik data.Titik-titik pengukuran diletakkan di tengah, bagian utara, selatan, barat dan timur ruangan. Untuk ruang pelayuan titik pengambilan data adalah 12 buah. Lama pengukuran maksimal 4 jam dengan interval 30 menit dan dilakukan selama 3 hari produksi. Khusus untuk suhu ruang pengering, lama pengukuran selama 2.5 jam dengan interval 30 menit.

Pengukuran suhu bubuk teh akhir fermentasi dilakukan selama tiga hari selama 3 jam dengan interval 1 jam. Jumlah titik pengukuran sebanyak 10 titik mulai dari tepi kiri hamparan bahan hingga tepi kanan. Termometer-termometer yang digunakan sebelumnya telah dikalibrasi dengan termometer standar (Lampiran 19). Suhu bubuk teh di ruang pengering dianggap sama dengan suhu yang ditunjukkan oleh termometer inlet dan outlet. Pengukuran dilakukan selama tiga hari dengan lama pengukuran 5 jam dan interval antar pengukuran 1 jam. 6. Kadar air bahan

Pengukuran kadar air bahan dilakukan dengan metode oven dengan Halogen moisture analyzer HG53 di laboratorium pabrik PTPN VIII Parakan Salak. Bahan, pertama-tama diambil sampelnya sebanyak 1.50-1.60 gram. Berat bahan awal terlihat langsung di layar tampilan ketika bahan dimasukkan ke wadah yang telah ditera. Suhu pemanasan pada mode otomatis untuk pucuk segar dan pucuk layu adalah 140oC sedangkan untuk bubuk teh adalah 104oC. Pengukuran dilakukan selama tiga hari selama 3 jam dengan interval 1 jam.

E. PERHITUNGAN DATA DAN ANALISA

Data primer dan sekunder yang diperoleh dari pengukuran akan diolah untuk memperoleh nilai energi kuantitatif pada masing-masing tahapan proses produksi. Persamaan-persamaan yang digunakan dalam perhitungan energi adalah sebagai berikut:

1. Kebutuhan Tenaga Manusia

Kebutuhan tenaga manusia per kilogram pucuk hasil selama kegiatan pra pengolahan dapat dihitung dengan persamaan:

27 ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ × = 1 1 Q NE JK Etm ...1 Sedangkan nilai ekivalen energi manusia yang digunakan selama proses pengolahan daun teh diduga dengan persamaan:

⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ × = 2 2 Q NE JK Etm ...2 Sehingga total energi manusia yang diperlukan dalam proses produksi teh hitam per unit massa produk adalah:

2 1 ) ( Etm Rd Etm Etm_tot ⎟+

⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ...3 Dimana :

Etm(tot) = Total input energi manusia per kilogram teh kering (MJ/Kg) Etm1 = input tenaga manusia pada kegiatan pra pengolahan (MJ/Kg) Etm2 = input energi manusia pada kegiatan pengolahan (MJ/Kg) JK = jumlah jam kerja (jam)

NE = nilai kalor ekivalen tenaga manusia (J) Q1 = produksi pucuk teh segar per hektar (Kg/Ha) Q2 = massa teh hitam produk (Kg)

Rd = rendemen rataan produk

2. Kebutuhan Energi Bahan Bakar

Besarnya input energi berupa bahan bakar yang diperlukan selama kegiatan pra pengolahan per kilogram pucuk teh diduga dengan rumus:

⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜

⎝

⎛Σ ×

= 1 1 ) ( Q R A

Ebm i i _...4 Sedangkan untuk kegiatan pengolahan di pabrik digunakan persamaan:

⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜

⎝

⎛Σ ×

= 2 2 ) ( Q R A

Ebm j j ...5 Sehingga apabila persamaan 4 dan 5 dikombinasikan maka total energi bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan tiap kilogram teh hitam adalah: 2 1 ) ( Ebm Rd Ebm Ebm_tot ⎟+

⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ...6

Dimana :

Ebm(tot) = total input energi bahan bakar per kilogram teh kering (MJ/Kg) Ebm1 = input energi bahan bakar pada kegiatan pra pengolahan (MJ/Kg) Etm2 = input energi bahan bakar pada kegiatan pengolahan (MJ/Kg) Ai = konsumsi bahan bakar pada kegiatan pra pengolahan ke-i (l/Ha) Aj = konsumsi bahan bakar pada kegiatan pengolahan ke-j (l/Kg) Ri = nilai kalor bahan bakar jenis ke- i (MJ/Kg)

Rj = nilai kalor bahan bakar jenis ke-j (MJ/Kg) Q1 = produksi pucuk teh segar (Kg)

Q2 = massa teh hitam produk (Kg) i dan j = 1,2,3,4...dst

3. Energi Listrik

Besarnya energi listrik yang digunakan untuk memproduksi tiap kilogram teh hitam didekati dengan persamaan:

⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ × = 2 ) ( Q t D Elk ...7 Untuk sumber arus listrik memiliki satu fase maka nilai D adalah:

θ cos

× ×

=V I

D ...8 Sedangkan untuk sumber arus listrik dengan 3 fase maka nilai D adalah:

θ cos 3× × ×

= V I

D ...9 Dimana:

D = daya alat terukur (KW)

Elk = input energi listrik per kilogram teh hitam (MJ/Kg) t = waktu penggunaan alat listrik (jam)

η = efisiensi alat listrik (%)

Q2 = jumlah produksi teh hitam (Kg) V = tegangan listrik (Volt)

I = arus listrik (Ampere) Cos θ = faktor daya

4. Energi Pupuk

Besarnya energi yang disumbangkan oleh pupuk pada lahan diduga dengan persamaan:

29 ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝

⎛Σ ×

= 1 ) ( Q S B

Ep i i

i ...10 dan energi untuk memproduksi tiap kilogram pucuk (Ebm1) adalah:

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = Rd Ep

Ebm 1)

1 ...11 Dimana:

Ep(tot) = input embodied energy pupuk per kilogram pucuk (MJ/Kg) Ep1 = jumlah energi yang diterima oleh lahan dan tanaman (MJ/Ha) Bi = konsumsi pupuk pada tahap pemberian ke-i (Kg/Ha)

Si = nilai energi pupuk per unit (MJ/Kg) 5. Energi dari Pestisida

Besarnya energi pestisida yang digunakan untuk membantu pertumbuhan tanaman dapat dinyatakan dengan persamaan:

⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜

⎝

⎛Σ ×

= 1 ) ( Q T C

Eps i i

....12

Sedangkan jumlah energi yang yang berasal dari pestisida dan yang dianggap berguna untuk memproduksi tiap satuan massa teh hitam dinyatakan dalam persamaan berikut:

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = Rd Eps Eps ...13 Dimana:

Ep(tot) = input embodied energy pestisida per kilogram pucuk (MJ/Kg) Ep1 = jumlah energi dari pestisida oleh tanaman (MJ/Ha)

Bi = konsumsi pestisida pada tahap pemberian ke-i (Kg/Ha) Ci = nilai energi pestisida per unit (MJ/Kg)

6. Unjuk Kerja Alat Pengering

Unjuk kerja alat pengering dinilai berdasarkan beberapa parameter, yaitu: laju pengeringan, energi panas bahan bakar (q1), panas untuk menguapkan air produk (q2), panas untuk menaikkan suhu produk (q3), panas yang diterima udara pengering (q4) dan efisiensi total sistem. Seluruh satuan variabel-variabel di atas adalah Mega Joule (MJ).

Lampiran 16. Contoh perhitungan efisiensi mesin pengeringan

Data diambil dari pengamatan 1:

Massa teh kering output : 3041 Kg H1 (ruang) : 0.02 Kg air/Kg ud. kering

MC bubuk : 56.89% h1 : 84 KJ/Kg ud. kering

MC teh : 1.73% v1 : 0.857 m3/Kg ud. kering T bubuk : 33oC H3 (outlet) : 0.0248 Kg air/Kg ud. kering Tbb ruang : 26.7 oC h3 : 184.5 KJ/Kg ud. kering Tbk ruang : 32.1 oC v2 (udara pengering) : 1.131 m3/Kg ud. kering Tin FBD : 121 oC Qudara : 15000 cfm = 25500 m3/jam

Tout FBD : 108.4 oC Nilai kalor solar : 47780 KJ/ltr Konsumsi BBM : 925 liter Lama kerja : 13 jam

Pada FBD suhu bubuk dianggap sama dengan suhu udara yang masuk dan keluar FBD karena bubuk mengalami fluidisasi.

1. Massa udara pengering (m udara):

m udara = Q udara x v3 = 25500 m3_{/jam x 1.131 m}3_{/Kg ud. kering = 28840.5 Kg ud.} kering/jam

2. Laju perpindahan uap air (W):

W = m udara x (H3-H1) = 28840.5 Kg ud. kering/jam x (0.0248-0.02) Kg air/Kg ud. kering W = 138.4344 Kg air/jam

3. Massa air yang diuapkan (M):

M = W x lama kerja = 138.4344 Kg air/jam x 13 jam = 1799.647 Kg air 4. Energi kalor bahan bakar/jam (Q0):

Q0 = nilai kalor BBM x (konsumsi BBM/lama kerja) = 47780 KJ/ltr x (925 liter/13 jam) Q0 = 3399731 KJ/jam

5. Energi pemanasan bahan/jam (Q2):

Q2 = (massa teh/lama kerja) x Cpproduk x (Tout FBD-Tbubuk) Cpproduk dapat dicari dengan persamaan sbb:

Cp = 0.837 + 0.034(kadar air awal produk) (Siebel, 1892 dalam Toledo, 1991 p. 134) sehingga Cpproduk adalah:

Cpproduk = 0.837+0.034(56.89) KJ/Kg.oC = 2.77126 KJ/Kg.oC

dan Q2 = (3041 Kg/13 jam) x 2.77126 KJ/Kg.oC x (108.4-33) oC Q2 = 48878.93 KJ/jam

6. Energi pemanasan udara(Q1): Q1 = (Q udara x (h3-h1))/v2

Q1 = (25500 m3/jam x (184.5-84) KJ/Kg ud. kering))/ 1.131 m3/Kg ud. kering Q1 = 2265915 KJ/jam

7. Energi penguapan air (Q3):

Q3 = W x Hlair dengan Hlair (panas laten) = 2257 KJ/Kg air Q3 = 138.4344 Kg air/jam x 2257 KJ/Kg air = 312446.4 KJ/jam 8. Efisiensi pemanasan udara (Np):

Np = (Q1/Q0) x 100 = (2265915 KJ/jam / 3399731 KJ/jam) x 100 = 66.65 9. Efisiensi penguapan (Nu):

Nu = (Q3/Q0) x 100 = (312446.4 KJ/jam / 3399731 KJ/jam) x 100 = 9.19 10. Efisiensi total pengering (N):

N = ((Q2+Q3)/Q0) x 100

Lampiran 17. Ringkasan hasil perhitungan efisiensi mesin pengering

Pengamatan 1 Pengamatan 2 Pengamatan 3

Keterangan

FBD VFBD FBD VFBD FBD VFBD

Tbb ruang (oC) 26.7 26.7 25.3 25.3 24.7 24.7

Tbk ruang (oC) 32.1 32.1 30.4 30.4 28.8 28.8

Tbubuk (oC) 35 35 30 30 34 34

Tin FBD (oC) 121 113 121 116 113 120

Tout FBD (oC) 108.4 106.2 106 101 104 102

BBM (liter) 925 890 875 810 960 820

Lama operasi (jam) 13 13 11 11 11 11

MC teh (%) 1.73 1.73 1.73 1.73 2.18 1.73

MC bubuk basah (%) 56.89 60.55 60.92 67.31 64.7 65.34

Massa teh (Kg) 3041 3041 2793 2793 2968 2968

H1 (Kg air/Kg ud. kering) 0.02 0.02 0.0183 0.0183 0.0182 0.0182

h1 (KJ/Kg ud. kering) 84 84 77 77 75 75

v1 (m3_{/Kg ud. kering ) 0.857 0.857 0.886 0.886 0.882 0.882} H3 (Kg air/Kg ud. kering) 0.0248 0.0233 0.0244 0.025 0.0216 0.025 h3 (KJ/Kg ud. kering) 184.5 173 178 172 167 175 v2 (m3/Kg ud. kering) 1.131 1.128 1.117 1.105 1.169 1.107 Cpproduk (KJ/Kg.oC) 2.77126 2.8957 2.90828 3.12554 3.0368 3.05856 Q udara (CFM) 15000 15000 15000 15000 15000 15000

(m3/jam) 25500 25500 25500 25500 25500 25500 m udara (Kg/jam) 28840.5 28764 28483.5 28177.5 29809.5 28228.5

Laju perpindahan uap air

W (Kg/jam) 138.4344 94.9212 173.74935 188.78925 101.3523 191.9538 Massa air yang diuapkan

M (Kg) 1799.6472 1233.9756 1911.2429 2076.68175 1114.8753 2111.4918 Energi pemanasan bahan

Q2 (KJ/jam) 47582.41 48228.819 56121.34 56345.814 57356.87 56117.347 Energi pemanasan udara

Q1 (KJ/jam) 2265915.1 2011968.1 2305729.6 2192307.692 2006843.46 2303523 Energi penguapan air

Q3 (KJ/jam) 312446.44 214237.15 392152.28 426097.3373 228752.141 433239.73 Energi pembakaran BBM

Q0 (KJ/jam) 3399730.8 3271092.3 3800681.8 3518345.455 4169890.91 3561781.8 Efisiensi pemanasan udara

Np (%) 66.64984 61.50753 60.666211 62.31075716 48.1270014 64.673334 Efisiensi penguapan

Nu (%) 9.1903289 6.549407 10.317946 12.11073053 5.48580637 12.163567 Efisiensi pengeringan

Lampiran 18. Data kalibrasi termometer penelitian dengan termometer standar

Suhu T. standar Suhu T. raksa Suhu T. bb Suhu T. bk

36.5 34.7 36.5 36.3

40.3 38.5 40.5 40

51.6 49.2 52 51.8

60.5 57.3 61.3 61

69.8 67.2 71.8 71.5

82.5 77.8 83.2 82.9

81.8 78.2 82.5 82.2

Persamaan regresi linear T. raksa

: T. standar = -0.396 + 1.06T. raksa

Persamaan regresi linear T. bb

: T. standar = 0.855 + 0.973T. bb

Persamaan regresi linear T. bk

: T. standar = 1.17 + 0.973T. bk

Lampiran 19. Contoh perhitungan laju pelayuan WT

Data diambil dari pengamatan 1-Tanggal 5/01/06:

Massa jenis pucuk (ρ) : 819.014 Kg/m3 Lama pelayuan : 16.5 jam Laju udara : 1.4 m/s dari (316 ft/min x 0.00441 m/s x 1/(ft/min))

MC pucuk : 70.933%

Tbb ruang : 23.7 oC Tbk ruang : 26.2 oC Tekanan udara (P) : 93885 N/m2 Tebal hamparan awal (L) : 0.28 m

(L/2) : 0.1425 m

Massa pucuk segar : 24510 Kg Massa pucuk layu : 16910 Kg 1. Massa jenis solid (ρs):

ρs= ρ

x (massa solid/kilogram bahan)

= 819.014 Kg/m3x ((1-0.70933) solid/1 Kg bahan)

ρ

=

238.063 Kg solid/m3

2. Massa jenis udara (m/v):

Gunakan persamaan gas ideal untuk mencari (m/v) dengan R = 8315 N m/Kg mol.K; T = 26.2 oC; P = 93885 N/m2 (ketinggian Parakan Salak 611 dpl.) dan M = 29 Kg/Kg mol

3

3

1

.

094

)

2

.

26

273

(

8315

29

93885

.

m

kg

T

R

M

P

v

m

m

udara

kg

₌

+

×

×

=

×

×

=

=

3. Laju massa aliran (G):

G = (m/v) x laju udara = 1.094 Kg/m3 x 1.6 m/s = 1.532 Kg/m2.s 4. Koefisien pindah panas (h):

Gunakan persamaan h = 413.5 x (G) 0.37 (Toledo, 1996 p. 492) h = 413.5 x (1.532)0.37

h = 484.212 W/(m2.K) 5. Selisih suhu Tbb-Tbk (ΔT):

ΔT = 26.2-23.7 = 2.5

Setelah itu cari hfg udara = energi panas untuk penguapan pada suhu 26.2 o

C hfg = 2.4469 MJ/Kg

Karena diasumsikan bahwa pelayuan/pengeringan parsial terjadi di bagian atas dan bawah permukaan hamparan

maka L = (L/2) = 0.1425 selanjutnya gunakan persamaan:

)

.

/(

.

10

458

.

1

063

.

238

1425

.

0

4469

.

2

5

.

2

212

.

484

)

(

5

kgsolid

s

air

kg

s

L

h

Tbb

Tbk

h

Rc

fg −

×

=

×

×

×

=

×

×

−

×

=

ρ

Rc = 0.05249 Kg air/(jam.Kg solid)

Untuk dapat menyatakan laju pelayuan (Rc) dalam Kg air/jam maka perlu dicari massa solid dalam bahan.

Kg solid = fraksi solid x massa pucuk segar

Lampiran 20. Ringkasan hasil perhitungan laju pelayuan

Keterangan Perhitungan 1 Perhitungan 2 Perhitungan 3

Massa jenis pucuk (Kg) 819.014 819.014 819.014

Laju udara ( m/s) 1.4 1.4 1.4

MC pucuk (%) 70.933 71.467 72.063

Tbb ruang ( oC) 23.7 23.4 22.9

Tbk ruang (o_{C) 26.2 26.6 26.3}

Tekanan udara ( N/m2) 93885 93885 93885

Tebal hamparan awal ( m) 0.28 0.28 0.28

(L/2) ( m) 0.1425 0.1425 0.1425

Massa pucuk segar ( Kg) 24510 24966 22040

Massa pucuk layu (Kg) 16910 17479 15424

Lama rata-rata pelayuan (jam) 16.5 14.83 11.83

Massa jenis solid (Kg solid/m3) 238.0627994 233.6892646 228.8079412 Massa jenis udara (Kg/m3) 1.094385589 1.092924461 1.094019941 Laju massa aliran (Kg/m2_{.s) 1.5321398 1.5300942 1.5316279} Koefisien pindah panas (W/(m2.K)) 484.21242 483.97312 484.15255

Selisih suhu Tbb-Tbk 2.5 3.2 3.4

hfg udara (MJ/Kg) 2.44696 2.44732 2.44792

Massa solid (Kg) 7124.3217 7123.54878 6157.3148

Laju pelayuan (Kg air/(s. Kg solid)) 1.458E-05 1.9E-05 2.062E-05 Laju pelayuan (Kg air/(jam.Kg

solid)) 0.0524983 0.0684115

0.0742473

Laju pelayuan (Kg air/jam) 374.01471 487.33291 457.16379 Massa air teruapkan (Kg) 6171.2427 7227.1469 5408.2476