a.Proses produksi pucuk teh
Pengumpulan data produksi pucuk teh dimulai dari pembibitan sampai dengan pemetikan pucuk. Pada tahap pembibitan, data yang diperlukan adalah jumlah jam kerja selama pembibitan berlangsung, jumlah penggunaan pupuk dan pestisida. Pada penanaman, data yang diperlukan adalah jumlah jam kerja dan luas lahan yang dapat ditanami, serta jumlah bahan kimia yang digunakan. Untuk pemeliharaan tanaman, data yang diperlukan adalah jumlah jam kerja dan jumlah penggunaan pupuk serta pestisida. Sedangkan untuk tahap pemetikan, data yang diperlukan adalah jumlah jam kerja dan kapasitas pemetikan. Data yang diperoleh pada proses prapanen merupakan data primer dan data sekunder. Komponen data yang termasuk data sekunder adalah jumlah konsumsi bahan kimia, sedangkan yang termasuk data primer adalah jam kerja, jumlah tenaga kerja dan kapasitas pemetikan.
b.Pengangkutan pucuk
Data yang dikumpulkan adalah konsumsi bahan bakar kendaraan pengangkut pucuk. Data yang peroleh adalah data primer.
c. Proses pengolahan teh di pabrik
Pengumpulan data pada tahap pengolahan teh di pabrik dilakukan sebagai berikut:
1) Pada pelayuan, pengumpulan data dilakukan dengan cara pengukuran jumlah jam kerja, jumlah tenaga kerja, konsumsi bahan bakar, konsumsi energi listrik, berat pucuk segar
2) Pada penggilingan dan oksidasi enzimatis data yang diperlukan adalah jumlah jam kerja, konsumsi energi listrik dan jumlah tenaga kerja
3) Pada tahap pengeringan, pengumpulan data dilakukan dengan pengukuran jumlah jam kerja, jumlah tenaga kerja, konsumsi bahan bakar, konsumsi bahan bakar, konsumsi energi listrik, pengukuran suhu udara luar, suhu udara yang masuk ke alat pengering, suhu udara yang keluar dari alat pengering, dan lama proses pengeringan
4) Pada tahap sortasi kering, data yang dibutuhkan adalah jam kerja, konsumsi energi listrik, jumlah tenaga kerja, dan berat teh kering yang dihasilkan
5) Tahap pengemasan, pengumpulan data dilakukan dengan mengukur adalah jam kerja, konsumsi energi listrik, jumlah tenaga kerja, dan berat teh kering yang dikemas.
Pengukuran pada proses pengolahan teh hitam di pabrik dilakukan setiap 1 jam dalam kurun waktu 6 hari.
F. PERHITUNGAN DAN ANALISIS DATA
Data yang didapatkan dianalisis dengan perhitungan masukan energi menggunakan persamaan-persamaan (lihat persamaan-persamaan 1-15), sehingga didapatkan hasil konsumsi energi pada setiap proses produksi teh hitam ortodoks. Analisis data dimaksudkan untuk memperoleh kesimpulan tentang efisien atau tidaknya penggunaan energi pada sistem pengolahan tersebut. Proses pengolahan yang dimaksud adalah meliputi kegiatan pelayuan pucuk segar, penggilingan dan fermentasi, pengeringan, sortasi kering, dan pengemasan. Perhitungan terhadap masukan energi yang digunakan, dilakukan dengan memasukan variabel pada persamaan yang telah ditentukan dan semua satuan dalam MJ/kg teh kering.
29
a. Energi Bahan Bakar
Besarnya energi yang berasal dari bahan bakar untuk proses produksi dalam kegiatan prapanen didekati dengan persamaan:
E 1
……….(1)Sedangkan dalam kegiatan pengolahan (proses produksi teh kering) didekati dengan persamaan:
E 2
……….(2)Sehingga total energi bahan bakar yang tersimpan tiap kilogram teh kering dapat dijabarkan sebagai berikut:
E (tot)
E 1 d + E 2………..(3) Dimana:Eb1= jumlah energi yang berasal dari bahan bakar pada kegiatan prapanen untuk tiap kg pucuk teh (MJ/kg)
Eb2= jumlah energi yang berasal dari bahan bakar pada kegiatan pengolahan untuk tiap kg teh kering (MJ/kg)
Ai= konsumsi bahan bakar pada prapanen yang ke-I (liter)
Aj= konsumsi bahan bakar pada proses pengolahan yang ke-j (liter) Ri= nilai kalor bahan bakar jenis ke-I (MJ/liter)
Rj= nilai kalor bahan bakar jenis ke-j (MJ/liter) Q1= jumlah produksi pucuk (kg)
Q2= jumlah produksi teh kering (kg) i 1,2,3,…
Rd= rendemen (%) b. Energi Listrik
Besarnya energi listrik yang digunakan untuk memproduksi tiap kg teh kering didekati dengan persamaan (Anwar, 1990 dalam Mulyawan 1997):
Elk= Dt
………(4)
Dimana nilai D untuk listrik 1 fasa menggunakan persamaan (PT. Koneba, 1987 dalam Mulyawan 1997):
D= V I
………..(5)
Nilai D untuk listrik tiga fasa menggunakan persamaan (PT. Koneba 1987 dalam Mulyawan 1997):
D= V I
………....(6)
Dimana:
Elk= energi listrik yang digunakan untuk produksi teh (MJ/kg) D = daya motor/mesin terukur (kW)
t= waktu pemakaian alat (jam) efisiensi alat atau motor listrik Q2= jumlah produksi teh kering (kg) V= tegangan (volt)
I= arus (ampere)
30
c. Energi Tenaga Manusia
Besarnya tenaga manusia selama kegiatan prapanen pada proses produksi teh didekati dengan persamaan:
Etm1=
……….(7)
Besarnya tenaga manusia selama kegiatan proses pengolahan teh khususnya pada proses di pabrik menggunakan persamaan (Anwar, 1990 dalam Mulyawan 1997)
Etm2=
……….(8)
Sehingga total energi manusia yang digunakan untuk memproduksi setiap kilogram teh kering adalah:
Etm (tot)=
………(9)
Dimana:
Etm (tot) = jumlah tenaga manusia total yang dibutuhkan (MJ/kg)
Etm1= tenaga manusia selama prapanen tiap kg pucuk teh (MJ/kg) Etm2= tenaga manusia selama pengolahan tiap kg pucuk teh (MJ/kg) JK= jumlah jam kerja (jam)
NE= nilai unit kalor tenaga manusia (MJ/jam) Q1= jumlah produksi pucuk (kg)
Q2= jumlah produksi teh kering (kg) d. Energi pupuk
Jumlah energi yang berasal dari pengggunaan pupuk untuk tiap kg pucuk teh didekati persamaan (Anwar, 1990 dalam Mulyawan 1997):
Sedangkan jumlah energi pupuk yang dibutuhkan untuk memproduksi tiap kilogram teh kering dapat menggunakan persamaan:
Dimana:
Ep (tot)= jumlah energi yang berasal dari pemakaian pupuk untuk tiap kg teh kering (MJ/kg) Ep1 = jumlah energi yang berasal dari penggunaan pupuk untuk tiap kg pucuk teh (MJ/kg) Bi= konsumsi pupuk pada tahap ke-i (kg)
Si= nilai unit energi pupuk jenis ke-i (MJ/kg) Q1= jumlah produksi pucuk (kg)
Rd= rendemen (%) i= 1,2,3,...
e. Energi pestisida
Besarnya energi untuk produksi yang berasal dari penggunaan pestisida didekati dengan menggunakan persamaan (Anwar, 1990 dalam Mulyawan 1997):
31
Sedangkan jumlah energi pupuk yang dibutuhkan untuk memproduksi tiap kilogram teh kering dapat menggunakan persamaan:
Dimana:
Ep (tot)= jumlah energi yang berasal dari pemakaian pestisida untuk tiap kg teh kering (MJ/kg) Ep1 = jumlah energi yang berasal dari penggunaan pestisida untuk tiap kg pucuk teh (MJ/kg) Ci= konsumsi pestisida pada tahap ke-i (kg)
Ti= nilai unit energi pestisida jenis ke-i (MJ/kg) Q1= jumlah produksi pucuk (kg)
Rd= rendemen (%) i = 1,2,3,...
f. Efisiensi Di setiap Tahapan Proses Pengolahan
Perhitungan penggunaan efisiensi energi pada proses produksi teh dapat dilakukan dengan membandingkan antara output energi tiap tahapan produksi yang berupa energi mekanik atau energi panas dengan input energi yang berupa energi tenaga manusia, listrik,bahan bakar, pupuk, dan pestisida. Persamaanya adalah:
Eff= (OE / IE) x 100 %...(14) g. Efektifitas penggunaan mesin
Jika perhitungan tersebut tidak dapat dilakukan, maka untuk memperoleh gambaran terhadap effisiensi penggunaan energi dilakukan dengan cara membandingkan kapasitas mesin terukur (riil) dengan kapasitas mesin terpasang.
Eff= (Ekr/ Ekn) x 100% ...(15) Dimana :
Eff= efisiensi teknis (%) OE= output energi (MJ) IE = input energi (MJ)
Ekr = energi kapasitas mesin terukur Ekn = energi kapasitas terpasang h. Analisis hasil perhitungan energi
Analisis data dilakukan dengan pengamatan dan pengukuran jalannya proses produksi teh. Data yang diperoleh dimasukkan dalam persamaan yang telah ditentukan, sehingga diperoleh nilai konsumsi energi pada tiap-tiap tahapan proses produksi. Kebutuhan total energi untuk menghasilkan setiap kilogram teh kering merupakan jumlah konsumsi energi pada tiap tahap produksi. Hasil tersebut kemudian dibandingkan dengan penelitian sebelumnya pada jenis komoditi yang sama yaitu teh. Analisis berikutnya adalah melihat efisiensi alat dan proses pada tahapan produksi, sehingga dapat diketahui pemborosan energi yang terjadi. Analisis data secara keseluruhan digunakan untuk memperoleh kesimpulan tentang efisien atau tidaknya penggunaan energi pada proses produksi teh.
32
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses produksi teh hitam meliputi kegiatan budidaya tanaman teh yang bertujuan menghasilkan pucuk teh yang berkualitas tinggi dan pengolahan pucuk teh menjadi bubuk teh yang siap dipasarkan. Semua kegiatan tersebut memerlukan masukan-masukan energi yang dapat dibagi menjadi tiga sumber yaitu: energi langsung seperti bahan bakar minyak berupa solar untuk pengangkutan dan generator, bahan bakar padat berupa kayu teh, dan listrik yang berasal dari dua buah generator pembangkit listrik berdaya 285 KVA dan satu generator lagi berdaya 265 KVA. Sumber yang kedua adalah energi tak langsung atau energi embodied berupa energi yang digunakan untuk memproduksi pupuk, pestisida, dan peralatan atau mesin. Pupuk yang digunakan adalah Urea, SP-36,Kieserite, Rockphospate, ZA. Sedangkan pestisida yang digunakan adalah Gliphosat, Tupormin, Nordox 56 WP, Confidor, Furadan, Matador. Peralatan atau mesin yang digunakan adalah knapsack, cangkul, sabit, waring, palung pelayuan, open top roller, rotorvane, press cap roller, fan, RRB, two stage drier, heat exchanger, bubble tray, crusher, chota shfifter, drag rool, vibro mess, vibro blank, conveyor, peti miring, dan tea bulker. Sumber energi yang ketiga adalah energi biologis yang berasal dari tenaga kerja.
Bentuk energi yang digunakan dalam proses produksi teh hitam di Kebun Jolotigo adalah energi panas yang berasal dari pembakaran bahan bakar minyak dan bahan bakar kayu. Selain itu digunakan juga bentuk energi mekanis yaitu pada perputaran motor listrik sebagai tenaga penggerak peralatan dan mesin.
Perhitungan audit energi pada proses produksi teh hitam di perkebunan Jolotigo dimulai dari kegiatan pembibitan sampai dengan proses pengolahan teh hitam yang meliputi perhitungan energi bahan bakar minyak, bahan bakar padat, listrik, pupuk, pestisida, serta tenaga manusia.
Tabel 13 menunjukan hasil audit energi di perkebunan Jolotigo. Nilai ini diperoleh dengan menghitung kebutuhan energi pada kegiatan budidaya pada tahun 2010 dan produksi teh hitam rata-rata sejak tahun 1989 hingga 2009. Dalam kegiatan audit energi ini tidak memperhitungkan nilai energi embodied pada proses pembuatan alat-alat dan mesin karena tidak tersedianya data yang mendukung.
Sumber energi yang paling banyak digunakan adalah bahan bakar padat kayu yaitu 72% dari total keseluruhan penggunaan energi. Bahan bakar padat kayu merupakan sumber energi utama dalam proses pelayuan dan pengeringan (pembahasan lebih rinci terdapat pada sub bab B). Sedangkan sumber energi yang paling sedikit digunakan adalah energi listrik yaitu 1.138 % dari total keseluruhan penggunaan energi. Energi listrik yang diaudit merupakan sumber energi sekunder dengan energi primernya berasal dari solar sebagai sumber bahan bakar generator. Ulasan dan perhitungan mengenai effisiensi generator terdapat pada sub bab C (effisiensi dan peluang penghematan energi). Masukan energi manusia sebesar 6.7% merupakan tenaga kerja pada semua tahapan proses produksi teh. 12.5% energi berasal dari penggunaan pupuk, dan 1.51% berasal dari pestisida. Penggunaan pestisida lebih kecil daripada pupuk karena pestisida digunakan hanya jika ada serangan hama atau penyakit. Energi
33
bahan bakar minyak yang digunakan untuk pengangkutan adalah sebesar 6.05% dari total keseluruhan energi.
Tabel 13. Kebutuhan energi pada proses produksi teh hitam di perkebunan Jolotigo (MJ/kg teh kering)
Tahap E. manusia E.listrik E. BBM E. Bahan bakar padat E.pupuk E. pestisida Jumlah Persentase terhadap energi total Pembbibitan 0.006579 - - - 0.179312 0.66914 0.855031 1.48 Penanaman 0.03245 - - - 1.12206 0.098 1.25251 2.18 Pemeliharaan TBM 0.401669 - - - 0.447262 0.052248 0.901179 1.57 Pemeliharaan TM 1.26293 - - - 5.444157 0.04904 6.756127 11.75 Pemetikan 1.87508 - - - 1.87508 3.26 Total energi pada produksi pucuk 3.578708 0 0 0 7.192791 0.868428 11.63993 20.26 Pengangkutan 0.02166 - 3.4789 - - - 3.500557 6.09 Pelayuan 0.024751 0.47747 - 26.2346 - - 26.73682 46.53 Penggilingan 0.055689 0.093565 - - - - 0.149254 0.26 Pengeringan 0.01547 0.06719 - 15.16384 - - 15.2465 26.53 Sortasi 0.021657 0.0144 - - - - 0.036057 0.06 Pengemasan 0.01238 0.001547 - - - - 0.013922 0.03 Total energi pengolahan teh 0.12995 0.65417 0 41.3984 0 0 42.32178 73.65 Total energi pada sistem produksi 3.73 0.65417 3.4789 41.3984 7.192791 0.868428 57.32304 100