III. METODOLOGI PENELITIAN
A. WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian ini dilaksanakan di Labolatorium Energi dan Elektrifikasi Pertanian, Departemen Teknik Pertanian, IPB dan pabrik Cisaruni, PT. Perkebunan Nusantara VIII, Garut, Jawa Barat. Sedangkan waktu pelaksanaan penelitian adalah selama periode bulan Maret 2010 sampai dengan Mei 2010.
B. PENDEKATAN MASALAH DAN BATASAN SISTEM
Kegiatan audit energi pada sitem pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox ini dilakukan di lima unit, yaitu unit penerimaan bahan baku, pelayuan, penggilingan dan fermentasi, pengeringan dan sortasi kering. Batasan sistem yang dibuat dalam penelitian ini, antara lain sebagai berikut :
1. Seluruh kegiatan yang dilakukan di pabrik dan berhubungan langsung dengan pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox.
2. Seluruh input energi tenaga kerja yang terkait langsung dengan proses pengolahan diperhitungkan, kecuali pegawai administrasi dan petugas keamanan di pabrik Cisaruni.
3. Seluruh input energi listrik dan bahan bakar pada setiap unit proses diperhitungkan
4. Penerangan ruang pengolahan saat pengolahan diperhitungkan dalam audit energi di perkebunan Cisaruni.
Gambar 4. Bagan alir proses, peralatan dan masukan energi pada pengolahan teh di Perkebunan Cisaruni, Garut, Jawa Barat
C. PARAMETER YANG DIUKUR
Sebelum dilakukan pengumpulan data pada penelitian ini maka terlebih dahulu dilakukan penentuan parameter yang akan diukur. Adapun parameter yang akan diukur meliputi :
1. Penggunaan energi berasal dari bahan bakar
Data yang dibutuhkan meliputi data konsumsi bahan bakar, nilai kalor bahan bakar dan jumlah produksi teh kering.
2. Penggunaan energi listrik
Data yang dibutuhkan meliputi data jumlah pemakaian listrik, efisiensi, tegangan listrik, arus listrik, faktor daya listrik dan jumlah produksi teh kering dan daya terpasang pada peralatan produksi.
Tenaga manusia dan listrik
Tenaga manusia, listrik dan bahan
bakar
Tenaga manusia dan listrik Tenaga manusia, listrik dan bahan
bakar
Tenaga manusia dan listrik Penerimaan bahan baku
Pelayuan pucuk segar
Penggilingan & fermentasi
Pengeringan
Sortasi kering
Tahapan proses Masukan energi Alat/mesin
Two stage drier dan Heat exchanger Monorail Withering trough Alat/mesin penggilingan Alat/mesin sortasi
3. Penggunaan tenaga manusia
Data yang dibutuhkan meliputi data jumlah karyawan yang bekerja pada unit pengolahan, jumlah jam kerja karyawan, nilai unit tenaga manusia dan jumlah produksi pucuk teh dan jumlah produksi teh kering.
4. Efisiensi penggunaan energi
Setelah dilakukan pengukuran disetiap proses, perhitungan efisiensi penggunaan energi pada pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox dilakukan dengan membandingkan energi input dan output atau kapasitas pengukuran dengan kapasitas terpasang.
D. METODE AUDIT ENERGI DAN METODE PENGAMBILAN DATA
Metode audit energi yang akan dipakai pada penelitian kali ini mengacu pada penelitian yang dilakukan oleh PT. KONEBA (1989). Sehingga audit energi ini terdiri dari dua tahapan :
1. Tahap pendahuluan (preliminary energy audit)
Pada tahap ini dilakukan pengelempokan sumber data yang diperlukan seperti kondisi dan pola produksi, kemudian mengidentifikasi data-data tersebut. Setelah itu dilakukan analisis data untuk menentukan metode pengambilan data dalam satu bulan, satu minggu, dan satu hari dengan tiga kali ulangan. Sehingga data tersebut dapat dievaluasi pada tahap pemeriksaan menyeluruh (detailed energy audit).
2. Pemeriksaan menyeluruh (detailed energy audit)
Setelah ditentukan metode pengambilan data yaitu data diambil dalam dua tahap dimana setiap tahap data diambil pada jam sebagai berikut disajikan pada Tabel 9.
Berdasarkan data energi dan produksi teh hitam pada tahun 2009 diketahui bahwa tidak terjadi fluktuasi yang terlalu besar, baik data dalam satu hari, satu minggu, maupun satu bulan. Maka audit energi ini dilakukan setiap jam seperti yang disajikan pada Tabel 9 pada hari selasa, kamis, dan sabtu, selama dua minggu.
Tabel 9. Waktu pengambilan data proses audit energi pada pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox
Tahapan proses Tahap I Tahap II
Penerimaan bahan baku 09.00; 10.00; 11.00 11.00; 12.00; 13.00 Pelayuan 09.00; 17.00; 01.00 11.00; 17.00; 03.00 Penggilingan & fermentasi 01.00; 04.30; 08.00 03.00; 06.30; 10.00 Pengeringan 03.00; 07.30; 12.00 05.00; 09.30; 14.00 Sortasi 04.00; 09.00; 15.00 06.00; 11.00; 17.00
Selanjutnya akan dilakukan pemeriksaan menyeluruh dengan melakukan penjajagan (surveying) terhadap peralatan yang dipakai di pabrik Cisaruni dan melakukan analisa, baik terhadap alat yang tetap digunakan secara kontinyu maupun alat yang bersifat tidak tetap.
Tahapan selanjutnya dari pemeriksaan menyeluruh ini adalah melakukan pemeriksaan dan pencatatan atau pengambilan data. Pengambilan data untuk audit ini dilakukan dengan 2 (dua) cara, yaitu :
1. Pengumpulan data primer
Waktu pengumpulan data primer ditentukan setelah dilakukan preliminary energy audit. Sedangkan pengambilan data dilakukan dengan tiga kali ulangan. Pengumpulan data pada tahap pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di pabrik dilakukan sebagai berikut :
1.1. Pada penerimaan bahan baku pucuk teh segar, pengumpulan data dilakukan dengan cara mendata jumlah tenaga kerja, jumlah jam kerja, konsumsi energi listrik dan berat pucuk segar.
1.2. Pada tahap pelayuan pucuk teh segar, pengumpulan data dilakukan dengan cara pengukuran jumlah jam kerja, jumlah tenaga kerja, konsumsi bahan bakar, konsumsi energi listrik, suhu ruang pelayuan, dan berat pucuk segar.
1.3. Pada tahap penggilingan dan fermentasi data yang diperlukan adalah jumlah jam kerja, konsumsi energi listrik, jumlah tenaga kerja, suhu ruang penggilingan, dan suhu bubuk pada saat fermentasi.
1.4. Pada tahap pengeringan pengumpulan data dilakukan dengan pengukuran jumlah jam kerja, jumlah tenaga kerja, 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.
1.5. Tahap sortasi kering, pengumpulan data dilakukan dengan cara pengukuran jumlah jam kerja, konsumsi energi listrik, jumlah tenaga kerja, berat teh kering yang dihasilkan.
2. Pengumpulan data sekunder
Pengambilan data sekunder dilakukan apabila pengumpulan data primer tidak mungkin dilakukan. Pengumpulan data sekunder bertujuan untuk mendukung data primer.
E. ALAT DAN BAHAN
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pucuk teh segar, pucuk layu, pucuk tergiling, bubuk fermentasi, bubuk teh hitam kering dan bahan bakar padat padat yang diperoleh dari PT. Pekebunan Nusantara VIII, Kebun Cisaruni, Garut, Jawa Barat. Adapun peralatan yang akan digunakan dan diamati unjuk kerjanya adalah withering trough, pengering tipe two stage drier dan heat exchanger, elektromotor-elektromotor penggerak mesin-mesin yang ada di pabrik.
Alat-alat ukur yang digunakan untuk mendapatkan data adalah : stop watch, kWh-meter, tang ampere, termometer alkohol bola basah-bola kering, anemometer, halogen moisture analyzer dan termokopel yang terpasang pada alat pengering dan heat exchanger.
F. PERHITUNGAN DAN ANALISIS DATA
Data yang didapatkan dianalisis dengan perhitungan masukan energi menggunakan persamaan-persamaan, sehingga didapatkan hasil konsumsi energi pada setiap proses produksi teh hitam orthodox. 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.
1. Energi bahan bakar
Besarnya energi yang berasal dari bahan bakar untuk proses produksi dalam kegiatan prapanen untuk setiap kg pucuk teh didekati dengan menggunakan persamaan :
Sedangkan dalam kegiatan pengolahan (proses produski teh kering) didekati dengan persamaan :
Sehingga total energi bahan bakar yang tersimpan tiap kg teh kering dapat dijabarkan sebagai berikut :
dimana :
= Jumlah energi yang berasal dari bahan bakar pada kegiatan pra panen untuk tiap kg pucuk teh (MJ/kg).
= Jumlah energi yang berasal dari bahan bakar pada kegitan pengolahan untuk tiap kg teh kering (MJ/kg).
= Konsumsi bahan bakar pada pra panen yang ke-i (lt)
= Konsumsi bahan bakar pada proses pengolahan yang ke-j (lt) = Nilai kalor bahan bakar jenis ke-i (MJ/lt)
= Nilai kalor bahan bakar jenis ke-j (MJ/lt) = Jumlah produksi pucuk (kg)
= Jumlah produksi teh kering (kg) = 1,2, 3……….
2. Energi listrik
Besarnya energi litrik yang digunakan untuk memproduksi tiap kg teh kering didekati dengan persamaan (Anwar, 1990 dalam Mulyawan 1997) :
Dimana nilai D untuk listrik 1 fasa menggunakan persamaan (PT. Koneba, 1987 dalam Mulyawan 1997) :
Nilai D untuk listrik tiga fasa menggunakan persamaan (PT. Koneba, 1987 dalam Mulyawan 1997) :
dimana :
= Energi listrik yang digunakan untuk produksi teh (MJ/kg) = Daya motor/mesin terukur (kW)
= Waktu pemakaian alat (jam) = Efisiensi alat/elektromotor
= Jumlah produksi teh kering (kg) = Tegangan (volt)
= Arus (ampere) = Faktor daya
3. Energi tenaga manusia
Besarnya tenaga manusia selama kegitan pra panen pada proses produksi teh didekati dengan persamaan :
Besarnya tenaga manusia selama kegiatan proses pengolhan teh khusus nya pada proses di pabrik menggunakan persamaan (Anwar, 1990 dalam Mulyawan 1997)
Sehingga total energi manusia yang digunakan untuk memproduksi setiap kg teh kerig adalah :
dimana :
Etm (tot) = Jumlah tenaga manusia total yang dibutuhkan (MJ/kg) Etm1 = Tenaga manusia selama pra panen tiap kg pucuk teh (MJ/kg)
Rtm2 = Tenaga manusia selama pengolahan tiap kg pucuk teh (MJ/kg)
JK = Jumlah jam kerja (jam)
NE = Nilai unit kalor tenaga manusia Q1 = Jumlah produksi pucuk (kg)
Q2 = Jumlah produksi teh kering (kg)
4. Analisis energi dalam proses pengeringan
Dalam produksi teh, penggunaan energi terbesar berdasarkan beberapa referensi terjadi pada tahap pengeringan mengkonsumsi energi bahan bakar dan listrik. Alat yang digunakan dalam proses ini yaitu pengering dilengkapi dengan alat pindah panas (heat exchanger) dan main fan penghembus udara.
Perhitungan kebutuhan energi pada proses pengeringan menggunakan kurva psikometrik, dimana proses tersebut mengikuti garis kelembaban mutlak dari titik 1 ke titik 2 pada kurva tersebut disajikan pada Gambar 4.
Gambar 5. Kurva psikometrik chart untuk pengeringan Keterangan :
(1)-(2) = proses pemanasan udara (1)-(3) = proses pengeringan Tud = suhu udara
Tp = suhu pengeringan
Untuk menghitung massa uap air dicari dengan mengurangi berat bahan awal (wo) dengan berat akhir bahan (wl) :
dimana :
= Massa air yang diuapkan (kg) = Berat awal bahan (kg) = Berat akhir bahan (kg)
Laju perpindahan uap air dapat dicari setelah mendapatkan massa air yang diuapkan dengan persamaan :
dimana :
= Laju perpindahan uap air (kg/jam) = Lama pengeringan (jam)
Aliran udara pengering yang dibutuhkan untuk menguapkan sejumlah air dari bahan menggunkan persamaan (Taib et al. dalam Nasution, 1992) :
Besarnya panas sensibel yang dibutuhkan untuk memanaskan udara pengering, dihitung dengan menggunkan persamaan :
dimana :
= Jumlah udara pengering yang dibutuhkan (m3/jam) = Volume spesifik udara luar (m3/kg udara kering)
= Volume spesifik udara setelah dipanaskan (m3/kg udara kering) = Kelembaban mutlak udara setelah dipanaskan (kg/kg udara
kering)
= Kelembaban mutlak udara keluar (kg/kg udara kering) = Jumlah panas sensibel yang ditambahkan (kJ/jam) = Entalpi udara luar (kJ/kg udara kering)
= Entalpi udara setelah dipanaskan (kJ/kg udara kering)
Dengan mengasumsikan panas laten dalam bubuk teh sama dengan panas laten pengupan air bebas, maka kebutuhan energi yang diperlukan untuk menguapkan air dari bubuk teh didekati dengan persamaan (Brooker et al., 1974 dalam Kartikasari, 2002).
dimana :
= Energi yang dibutuhkan untuk menguapakan air dari bubuk teh (kJ/jam)
= Entalpi udara lingkungan pada keadaan jenuh (kJ/kgoC)
Sedangkan besarnya energi yang diperoleh dari pembakaran bahan bakar ( ) pada burner dan energi yang tersedia pada burner (Q4) yaitu :
dimana :
= Energi hasil pembakaran (MJ/jam) = Energi tersedia pada burner
= Laju konsumsi bahan bakar (liter/jam) = Nilai kalor bahan bakar (MJ/jam)
= efisiensi burner
5. Efisiensi disetiap tahapan proses pengolahan 5.1. Efisiensi pelayuan
Sugiarti (1997) mendefinisikan efisiensi pelayuan ( ) merupakan perbandingan antara energi (panas) yang digunakan untuk menaikkan suhu dan menguapkan air bahan (QT) dengan panas yang diterima udara pelayu (Qup). Untuk perhitungan digunakan persamaan berikut :
dimana :
= efisiensi pelayuan (%)
QT = panas total yang digunakan untuk memanaskan (menaikan suhu) dan menguapkan air bahan dari kadar air awal hingga kadar air akhir (kJ)
Qup = panas udara pelayu (kJ)
dimana :
Qps = panas digunakan untuk memanaskan/menaikan suhu bahan (kJ)
Quap = panas yang digunakan untuk menguapkan air dari bahan (kJ)
mt = massa pucuk teh basah (kg) Cpk = panas jenis pucuk teh (kJ/kgoC) Tb = suhu bahan (oC)
Tk = suhu ke luar tumpukan bahan (oC)
hfg = panas laten penguapan pada suhu Tk (kJ/kgoC)
Penurunan kadar air bahan selama pelayuan diukur berdasarkan total berat air yang diuapkan dibagi periode pelayuan.
dimana :
W = Laju pengauapan kadar air bahan (kg uap air/jam) M = total berat air yang diuapkan (kg)
t = periode pelayuan (jam)
Panas jenis pucuk teh dihitung berdasarkan persamaan nilai Willey and Son (1963) dalam Sugiarti (1997) :
dimana :
KA1 = Kadar air basis basah (%)
Untuk menentukan besarnya panas yang diberikan oleh udara panas pada bahan yang dilayuakan (Qup) digunakan persamaan :
dimana :
V = laju aliran udara (m3/jam)
ρ = massa jenis udara pelayuan (kg/m3) Cp = panas jenis udara pelayuan (kJ/kgoC)
Efisiensi proses penggilingan dimana elektromotor yang digunakan untuk menggerakan mesin dapat dihitung dengan rumus berikut :
dimana :
= Efisiensi penggilingan (%) = Daya terukur motor listrik (kW)
= Daya terpasang motor listrik (kW) 5.3. Efisiensi proses pengeringan
Nilai efisiensi pada proses pengeringan dapat dibedakan atas efisiensi penggunaan panas, efisiensi pemanasan udara dan efisiensi pengeringan total. Nilai efisiensi dalam proses pengeringan dihitung dengan menggunkan persamaan-persaman berikut (Rachmat, 1987) :
Menurut Sucipto (1987) efisiensi pengeringan total dinyatakan dalam persamaan berikut :
dimana :
= Efisiensi pemanasan (%) = Efisiesni sistem (%)
5.4. Efisiensi proses sortasi
Nilai efisiensi pada proses sortasi dimana motor listrik yang digunakan untuk menggerakan mesin-mesin yang ada diruang sortasi dihitung dengan rumus sebagai berikut :
dimana :
= Daya terukur motor listrik (kW) = Daya terpasang motor listrik (kW)
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. HASIL AUDIT ENERGI
Proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox meliputi kegiatan penerimaan pucuk teh di pabrik, pembeberan, pelayuan, turun layu, penggilingan dan fermentasi, pengeringan dan sortasi yang bertujuan untuk menghasilkan bubuk teh hitam berkualitas tinggi yang siap dikemas kemudian dipasarkan. Dalam setiap proses ini memerlukan masukan-masukan energi yang dapat dibagi menjadi tiga bentuk yaitu : energi langsung seperti bahan bakar minyak, bahan bakar padat berupa kayu bakar dan energi listrik, energi tak langsung yang biasa disebut dengan energi embodied berupa energi yang digunakan untuk manufacturing peralatan/mesin dan energi tenaga manusia.
Perhitungan audit energi pada proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di PT Nusantara VIII, Kebun Cisaruni Garut Jawa Barat hanya dilakukan di bagian proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox yang meliputi perhitungan energi bahan bakar minyak, bahan bakar padat berupa kayu bakar, energi listrik serta energi tenaga manusia.
Hasil audit energi di PT Perkebunan Nusantara VIII kebun Cisaruni Garut Jawa Barat menunjukan bahwa konsumsi energi total untuk mengolah pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di pabrik dengan kapasitas produksi teh kering 231.675 ton adalah 33.62 MJ/kg teh kering, terdiri atas 1.98 MJ/kg (5.88%) berupa energi listrik, 31.59 MJ/kg (93.95%) berupa energi bahan bakar padat
kayu, 0.06 MJ/kg (0.17%) berupa energi tenaga manusia. Detil hasil audit pada setiap tahapan proses dapat dilihat pada Gambar 5 dan Tabel 10. Hasil ini diperoleh dengan menghitung konsumsi energi pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox pada bulan Maret 2010. Perhitungan audit energi di Perkebunan Cisaruni tidak memperhitungkan nilai energi embodied karena tidak tersedianya data yang mendukung.
Konsumsi energi pada setiap tahapan proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di Perkebunan Cisaruni disajikan pada Gambar 5.
Keterangan :
Ma : Tenaga manusia Li : Listrik
Bp : Bahan bakar padat
Masukan energi dalam satuan MJ/kg teh kering
Gambar 6. Bagan alir konsumsi energi pada proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di Perkebunan Cisaruni bulan Maret 2010
Penerimaan pucuk teh di pabrik
Pembeberan
Pelayuan
Turun layu
Penggilingan dan fermentasi
Pengeringan Sortasi kering Ma = 0.0065 Ma = 0.0062 Ma = 0.0128 Ma = 0.0090 Bp = 27.6425 Ma = 0.0135 Ma = 0.0082 Bp = 3.9433 Li = 0.7599 Li = 0.4022 Li = 0.3548 Li = 0.4576
Konsumsi energi pada pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox dengan kapasitas produksi teh hitam kering sebesar 231.675 ton, pada bulan Maret 2010 di Perkebunan Cisaruni disajikan pada Tabel 10 berikut ini.
Tabel 10. Konsumsi energi pada pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di Perkebunan Cisaruni pada bulan Maret 2010
Kegiatan Energi listrik MJ/kg t.k Energi bahan bakar MJ/kg t.k Energi manusia MJ/kg t.k Energi total MJ/kg t.k Pembeberan 0.760 0.007 4.72 Pelayuan 3.943 0.008 Turun layu 0.006 Penggilingan 0.402 0.013 0.42 Pengeringan 0.458 27.643 0.009 28.11 Sortasi 0.355 0.013 0.37 Penerangan 0.001 0.001 Total 1.976 31.586 0.056 33.618
Keterangan : t.k (teh kering)
Perbandingan konsumsi energi rata-rata pada pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam antara Perkebunan Cisaruni Garut dengan beberapa kebun lain di PTPN VIII dapat dilihat pada Tabel 11.
Tabel 11. Perbandingan konsumsi energi rata-rata pada proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam di PTPN VIII dalam MJ/kg teh kering.
Kegiatan Gedeh1) Kapasitas 8910 kg/hari Ciater2) Kapasitas 11550 kg/hari Parakan Salak3) Kapasitas 10890 kg/hari Cisaruni Kapasitas 8910 kg/hari Pelayuan pucuk 8.80173 9.91084 1.24000 4.7241 Penggilingan 1.85223 1.41797 1.13000 0.4151 Pengeringan 8.77846 8.80763 15.6700 28.1092 Sortasi kering 1.53567 0.67200 0.29000 0.3683 Total 20.96809 20.80844 18.33000 33.6182
1.1 Penerimaan bahan baku, pembeberan, pelayuan dan turun layu
Mutu teh hitam orthodox hasil pengolahan terutama ditentukan oleh bahan bakunya yaitu daun segar hasil petikan. Pucuk teh segar hasil petikan yang telah sampai ke pabrik diturunkan, kemudian dengan bantuan mono-rail pucuk teh tersebut diangkut ke withering trough. Pada proses penerimaan pucuk teh ini, tenaga manusia dan listrik sangat berperan penting. Jumlah pemakaian tenaga kerja manusia berdasarkan perhitungan kapasitas kerja 110 kg kering per harian kerja pada proses penerimaan pucuk teh segar tergantung dari jumlah pucuk segar yang dipetik. Dalam Tabel 12 disajikan pemakaian tenaga kerja penerimaan bahan baku dan meber di Perkebunan Cisaruni.
Tabel 12. Pemakaian tenaga kerja penerimaan bahan baku dan meber berdasarkan kapasitas kerja 110 kg teh kering per harian kerja dengan standar kapasitas pucuk teh 4050 kg
Jumlah pucuk teh segar (ton)
Pemakaian tenaga kerja (orang) Energi (MJ/jam) 15-20 4 2.51 20-25 5 3.14 25-30 6 3.77 30-35 7 4.40 35-40 9 5.65 40-45 10 6.28 45-50 11 6.91 50-55 12 7.54 55-60 14 8.79
Total konsumsi energi manusia pada tahapan penerimaan bahan baku adalah 0.007 MJ/kg teh kering, sedangkan konsumsi energi listrik untuk menjalankan elektromotor yang terpasang pada mono-rail sebesar 0.09 MJ/kg teh kering pada bulan Maret 2010.
Tahapan selanjutnya adalah pelayuan yang merupakan suatu proses dimana pucuk teh melepaskan air yang dikandung ke udara bebas tanpa
terjadi kerusakan pada pucuk teh tersebut, oleh karena itu udara pada ruang pelayuan harus dikontrol dengan baik dan optimum pada suhu 26.7oC atau 80oF. Alat yang digunakan untuk melayukan pucuk teh adalah withering trough yang terdiri dari unit pemanas udara, bak pelayu, dan kipas. Prinsip kerja alat pelayuan adalah melewatkan udara segar dan hangat melalui pucuk teh sampai mencapai derajat layu tertentu.
Pada tahap pelayuan dan turun layu pucuk teh, input energi berasal dari bahan bakar padat berbentuk kayu bakar yang menghasilkan energi panas, tenaga manusia dan listrik. Besarnya konsumsi energi total masing-masing pada bulan Maret 2010 berdasarkan sumber energinya adalah 3.94 MJ/kg teh kering berupa energi bahan bakar padat kayu, 0.014 MJ/kg teh kering berupa energi manusia dan 0.760 MJ/kg berupa energi listrik. Sedangkan konsumsi energi total pada tahap ini adalah 4.72 MJ/kg teh kering.
Konsumsi energi pada tahapan proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam di pabrik Cisaruni, apabila dibandingkan dengan kebun lain di PTPN VIII berdasarkan hasil penelitian Lili Somantri (2002) di Perkebunan Gedeh yang mempunyai kapasitas produksi rata-rata hampir sama dengan Perkebunan Cisaruni sebesar 8.27 ton per harinya. Menunjukan konsumsi energi tertinggi pada tahap ini yaitu 8.80 MJ/kg teh kering dibandingkan dengan penelitian yang lainnya di PTPN VIII. Hal ini karena di Perkebunan Gedeh sumber energi panas yang dihasilkan masih berasal dari bahan bakar solar dan kandungan air dalam pucuk yang dihamparkan terlalu tebal serta kelembaban udara luar yang tinggi. Besar kecilnya energi pada tahap pelayuan tergantung dari banyaknya penggunaan bahan bakar yang dipakai untuk menghasilkan udara panas pada proses pelayuan selain penggunaan udara luar.
1.2 Penggilingan dan fermentasi
Pada tahapan selanjutnya yaitu penggilingan dan fermentasi dimana pucuk teh akan digiling sampai memar dan dinding sel rusak, sehingga cairan sel ke luar di permukaan dengan merata, dan pada saat itu mulai terjadi proses fermentasi. Alat yang digunakan pada tahap ini yaitu open top roller, press
cap roller, rotorvane, ball breaker sifter dan humidifier. Semua peralatan itu digerakan oleh motor listrik yang mana sumber energinya berasal dari listrik.
Perkebunan Cisaruni pada tahap penggilingan dan fermentasi konsumsi total energi pada bulan Maret 2010 sebesar 0.42 MJ/kg teh kering. Input energi pada tahap ini berasal dari penggunaan tenaga manusia dan listrik dengan besar masing-masing 0.40 MJ/kg teh kering energi listrik dan 0.013 MJ/kg teh kering energi manusia pada bulan Maret 2010. Apabila dibandingkan dengan perkebunan lainnya, konsumsi energi total pada proses penggilingan di kebun Cisaruni dengan kapasitas 8.27 ton teh kering per hari lebih kecil dibandingkan dengan perkebunan lainnya, hal ini karena efisiensi rata-rata elektromotor yang digunakan pada proses penggilingan diatas 58 persen.
Banyaknya pucuk tua yang terambil dalam pemetikan atau tidak sesuai dengan standar yang telah ditentukan akan mempengaruhi konsumsi energi pada tahap ini karena penggulungan, penghancuran dan pengayakan akan berlangsung lebih lama. Hal ini dapat diketahui dari analisis pucuk yang dilakukan untuk mengetahui nilai pucuk yang akan diolah.
1.3 Pengeringan
Pada tahap pengeringan dimana kadar air dalam bubuk teh akan berkurang, memiliki input energi yang digunakan terdiri dari tenaga manusia, bahan bakar dan listrik. Perkebunan Cisaruni konsumsi energi total bulan Maret 2010 pada tahap ini sebesar 28.11 MJ/kg teh kering. Sedangkan besarnya konsumsi energi berdasarkan sumber energinya masing-masing pada tahap ini adalah 0.46 MJ/kg teh kering energi listrik, 27.64 MJ/kg teh kering energi bahan bakar padat berupa kayu bakar dan 0.009 MJ/kg teh kering energi manusia.
Konsumsi energi dalam bentuk bahan bakar padat untuk menghasilkan energi panas sebesar 69% dari total konsumsi energi pada tahap pengeringan. Besarnya konsumsi energi pada tahap pengeringan di Perkebunan Cisaruni ini lebih besar dibandingkan dengan kebun lainnya di PTPN VIII pada Tabel 11, karena di perkebunan lainnya masih menggunaan solar sebagai sumber energi panasnya. Akan tetapi dari sisi penghematan,
kebun Cisaruni bisa menghemat energi panas yang bersumber dari bahan bakar industrial diesel oil untuk pengeringan sebesar 29.13% dari total penghematan energi panas, dengan kondisi sekarang 100% menggunakan bahan bakar padat sebagai sumber energi panasnya.
Pada tahap pengeringan ukuran partikel bubuk teh yang dikeringkan akan mempengaruhi besarnya energi yang dibutuhkan, disamping efisiensi mesin pengering yang digunakan. Semakin kecil ukuran bubuk teh yang dikeringkan maka makin luas permukaan bubuk teh yang bersentuhan dengan udara panas, sehingga laju penguapan air berjalan semakin cepat. Dengan demikian konsumsi energi akan lebih kecil. Mesin yang digunakan pada tahap pengeringan di Perkebunan Cisaruni, yaitu two stages drier (TSD).
1.4 Sortasi Kering
Meskipun telah dilakukan proses sortasi pada tahap sortasi basah, bentuk dan ukuran partikel teh kering yang dihasilkan oleh mesin pengering masih heterogen, oleh sebab itu pada tahap sortasi kering akan dipisahkan kembali berdasarkan ukuran dan warna bubuk teh. Alat yang digunakan pada tahap ini yaitu midelton, vibro, druck roll, winower, vibro separator, fan blower dan konveyor.
Input energi pada tahap ini yaitu tenaga manusia dan listrik. Penggunaan tenaga listrik dimaksudkan untuk menjalankan alat/mesin yang terdapat di ruang sortasi, sedangkan tenaga manusia bertugas sebagai operator alat/mesin dan memindahkan bubuk teh ke alat/mesin yang lainnya yang tidak dipasang konveyor. Besarnya konsumsi energi total pada bulan Maret 2010 berdasarkan sumber energinya masing-masing pada tahap ini adalah 0.36 MJ/kg teh kering energi listrik dan 0.013 MJ/kg teh kering energi manusia pada bulan Maret 2010.
2. Konsumsi energi berdasarkan sumber energi
Sedangkan perbandingan konsumsi energi rata-rata per hari di beberapa Perkebunan dengan Perkebunan Cisaruni berdasarkan masukan energi disajikan pada Tabel 13.
Tabel 13. Perbandingan konsumsi energi di Perkebunan Cisaruni Garut pada proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di Pabrik dalam MJ/kg teh kering
Input energi Gedeh1)
8910 kg/hari Ciater
2)
11550 kg/hari Salak
(3
10890 kg/hari 8910 kg/hari Cisaruni
Tenaga manusia 2.5203 0.0054 1.2500 0.0563
Bahan bakar*) 14.4265 22.8316 17.5000 31.5858
Listrik 10.3130 4.4490 3.1800 1.9761
Catatan : *) untuk kebun Cisaruni bahan bakar yang digunakan berupa bahan bakar padat kayu, sedangkan kebun Gedeh, kebun Ciater, kebun Parakan Salak menggunakan industrial diesel oil
Sumber : 1). Somantri, 2002 2) Noviyanti, 2002 3). Edi Purnomo, 2006
Konsumsi energi saat audit energi di Perkebunan Cisaruni Garut terbesar pada proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox yaitu berasal dari penggunaan energi bahan bakar padat berupa kayu bakar sebesar 31.5858 MJ/kg teh kering. Sedangkan untuk konsumsi energi terendah berasal dari penggunaan tenaga manusia sebesar 0.0563 MJ/kg teh kering.
Kegiatan pengolahan pucuk teh di pabrik menentukan kualitas bubuk teh kering berkualitas yang dihasilkan. Oleh karena itu, kegiatan ini membutuhkan suatu penanganan dan pengontrolan khusus untuk menghindari kerusakan pada waktu proses pengolahan tersebut. Input energi dari proses pengolahan ini berasal dari penggunaan energi listrik, bahan bakar solar, bahan bakar padat berupa kayu bakar dan tenaga manusia.
2.1 Tenaga Manusia
Penggunaan energi dalam bentuk tenaga manusia pada proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di PT. Nusantara VIII, Kebun Cisaruni Garut Jawa Barat memegang peranan penting mulai dari penerimaan pucuk di pabrik sampai dengan proses sortasi kering. Pada tahap pengolahan pucuk teh tenaga manusia berperan utuh karena dalam proses pengolahan teh menggunakan sistem orthodox, dimana aliran bahan tidak semuanya dihantarkan oleh konveyor secara kontinyu melainkan bahan harus
dipindahkan dengan tenaga manusia. Secara keseluruhan konsumsi tenaga manusia pada proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di Perkebunan Cisaruni cukup kecil, namun dalam proses pengolahan teh mutlak diperlukan.
Hasil perhitungan menunjukan, energi tenaga manusia yang diperlukan di Perkebunan Cisaruni Garut pada bulan Maret 2010 sebesar 0.0563 MJ/kg teh kering atau 0.17 persen dari keseluruhan energi untuk mengolah pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di Pabrik. Dari keseluruhan jumlah tersebut penggunaan terbesar energi tenaga manusia yaitu pada kegiatan sortasi sebesar 0.01345 MJ/kg teh kering atau 23.90 persen dari keseluruhan energi tenaga manusia dalam proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di pabrik. Dalam Tabel 14 disajikan kebutuhan energi manusia pada masing-masing tahap proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam.
Tabel 14. Kebutuhan energi manusia pada masing-masing proses pengolahan Kegiatan MJ/kg teh kering Prosentase (%)
Pembeberan 0.0065 12
Pelayuan 0.0082 15
Turun Layu 0.0062 11
Penggilingan dan Fermentasi 0.0128 23
Pengeringan 0.0090 16
Sortasi 0.0135 24
Jumlah 0.0563 100
2.2 Bahan Bakar Minyak
Bahan bakar minyak yang digunakan di Perkebunan Cisaruni untuk proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di pabrik digunakan minyak jenis solar. Solar digunakan untuk kebutuhan bahan bakar generator pembangkit tenaga listrik. Penggunaan generator ini hanya digunakan pada saat pasokan listrik dari PLN dalam keadaan terhenti.
Konsumsi solar di Perkebunan Cisaruni pada bulan Maret 2010 sebesar 308 liter dengan total penggunaan satu bulan 16 jam dan setiap 1 liter solar bisa menghasilkan 3.2 kWh. Total daya input bahan bakar solar 3 generator 206.7236 kW dengan output daya listrik sebesar 61 kW, sehingga didapatkan efisiensi generator 29.51 persen. Kecilnya nilai efisiensi ini disebabkan karena umur generator yang sudah tua, sehingga mempengaruhi terhadap performa atau kinerja dari generator itu sendiri seperti pembakaran yang tidak sempurna dan kebocoran pada ruang bakar. Kebutuhan energi keseluruhan dari bahan bakar solar pada proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam sebesar 0.0514 MJ/kg teh kering, dengan input energi dari bahan bakar solar sebesar 11907.28 MJ.
2.3 Bahan Bakar Padat
Bahan bakar padat yang digunakan untuk proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di Perkebunan Cisaruni Garut adalah berupa kayu jenis karet (Hevea brasiliensis), teh (Camellia sinensis,) mahoni (Swietenia macrophylla), albasiah/jeungjing (Albizia falcataria) dan jati (Tectona grandis). Kayu-kayu tersebut merupakan biomass yang diperoleh dari pihak ke dua yaitu limbah pengolahan kayu dan kayu masyarakat, selain itu juga jenis kayu teh diperoleh dari kebun sendiri hasil replanting di Perkebunan Cisaruni.
Bahan bakar padat berupa kayu digunakan sebagai sumber energi untuk memanaskan udara pada tahap pelayuan dan pengeringan, dimana bentuk energi panas yang dihasilkan digunakan untuk menguapkan air dari daun dan bubuk teh. Kayu-kayu tersebut sebelumnya diperkecil dengan cara dipotong-potong menjadi ukuran ± 40 cm, dicampur dan dikeringkan secara alami sebelum dimasukan ke ruang bakar untuk dibakar secara konvensional, dimana di ruang bakar dipasang firebar (roster) sebagai tempat pembakaran. Udara primer dialirkan melalui bagian bawah firebar dan dihisap oleh induced draught fan (ID fan).
Nilai kalor bahan bakar padat berupa kayu yang digunakan di Perkebunan Cisaruni mempunyai nilai kalor rata-rata 18.65 MJ/kg, kayu-kayu tersebut sebelumnya diukur nilai kalornya menggunakan bomb kalorimeter
yang merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk menghitung nilai kalor bahan bakar padat. Adapun nilai kalor beberapa jenis kayu bakar yang digunakan di Perkebunan Cisaruni disajikan pada Tabel 15.
Tabel 15. Nilai kalor beberapa jenis kayu yang digunakan di pabrik Cisaruni
Sumber energi Nilai kalor
(kJ/kg) (MJ/kg)
Kayu mahoni (Swietenia macrophylla) 19389 19.39
Kayu jati (Tectona grandis) 18882 18.88
Kayu karet (Hevea brasiliensis) 18544 18.54
Kayu albasiah (Albizia falcataria) 18450 18.45
Kayu teh (Albizia falcataria) 18093 18.09
Campuran : 18544 18.54 Kayu teh (60%) Kayu karet (30%) Kayu mahoni (2,5%) Kayu jati (2,5%) Kayu albasiah (5%)
Kebutuhan energi total dari bahan bakar padat pada proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di Perkebunan Cisaruni pada bulan Maret 2010 sebesar 31.59 MJ/kg teh kering. Dari jumlah tersebut penggunaan energi dari bahan bakar padat terbesar terjadi pada tahap pengeringan sebesar 27.6425 MJ/kg teh kering atau 87.52 persen dari total keseluruhan penggunaan bahan bakar padat. Selain itu bahan bakar padat digunakan pada tahap pelayuan sebesar 3.9433 MJ/kg teh kering atau 12.48 persen dari total keseluruhan penggunaan bahan bakar padat.
Penggunaan bahan bakar padat di kebun Cisaruni sebagai sumber energi panas untuk proses pelayuan dan pengeringan bisa menghemat energi panas sebesar 4.62 persen dari energi panas sebelumnya berupa bahan bakar industrial diesel oil pada tahun 2008. Dalam Tabel 16 disajikan kebutuhan energi bahan bakar padat pada pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di Perkebunan Cisaruni bulan Maret 2010.
Tabel 16. Konsumsi energi bahan bakar padat Maret 2010
Kegiatan MJ/kg teh kering Prosentase (%)
Pelayuan pucuk teh 3.9433 12.48
Pengeringan bubuk teh 27.6425 87.52
Jumlah 31.5858 100
Jumlah konsumsi bahan bakar padat pada tahap pelayuan lebih kecil dibandingkan dengan tahap pengeringan, hal ini disebabkan karena penggunaan bahan bakar padat sebagai energi untuk memanaskan udara pada tahap pelayuan lebih sedikit dan digunakan selama 4-7 jam. Jumlah bahan bakar padat yang dibutuhkan selain dipengaruhi oleh lama proses pelayuan, juga dipengaruhi oleh kandungan air dalam pucuk, tebal hamparan pucuk pada withering trough, temperatur udara dan faktor kelembaban udara luar.
Pada saat penelitian dilakukan, keadaan cuaca di Perkebunan Cisaruni sedang musim hujan sehingga cuaca cukup lembab dan kandungan air dalam pucuk tinggi. Hal ini mengakibatkan perbedaan panjang tahap pelayuan pucuk teh hingga membutuhkan waktu yang lebih lama untuk memperoleh kelayuan pucuk teh yang telah ditentukan.
Pada tahap pengeringan bubuk teh dengan kadar air 26-27 persen menjadi bubuk teh kering dengan kadar air ± 3 persen, membutuhkan bahan bakar padat lebih banyak untuk memanaskan udara agar kadar air bubuk yang ada di mesin pengering menjadi turun. Lamanya waktu pengeringan di pabrik Cisaruni membutuhkan waktu 14-20 jam/hari.
Penggunaan kayu bakar sebagai bahan bakar padat untuk pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di PT. Perkebunan Nusantara VIII khususnya Perkebunan Cisaruni Garut adalah dalam upaya mengatasi krisis energi khususnya bahan bakar minyak fosil. Hal ini disebabkan karena seiring dengan naiknya biaya produksi untuk mengolah pucuk teh menjadi teh hitam di pabrik apabila masih menggunkan bahan bakar minyak. Selain itu juga bahan bakar padat yang merupakan biomass hasil limbah perkebunan dan kehutanan mendapat perhatian besar, mengingat potensinya sebagai sumber
energi yang murah, tersedia setempat (tidak perlu impor), dan adanya keuntungan terhadap pembangunan dan lingkungan.
Penggunaan bahan bakar padat sebagai sumber energi bersih tersebut dapat mengurangi dampak negatip terhadap lingkungan, karena bisa mengurangi emissi CO2 yang ditimbulkan oleh bahan bakar minyak fosil.
Pada saat ini Perkebunan Cisaruni sudah melakukan konversi energi yang bisa menurunkan laju penggunaan energi minyak fosil serta berusaha menurunkan emisi gas rumah kaca (GRK), sehingga biaya produksi pun bisa berkurang.
2.4 Listrik
Kebutuhan energi listrik di Perkebunan Cisaruni dipenuhi dari dua sumber yaitu PLN yang memiliki daya 415 kVA dan 3 buah generator pembangkit listrik yang memiliki daya masing-masing 150 kVA. Energi listrik terutama digunakan untuk proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam di pabrik yaitu untuk menggerakan motor listrik.
Penggunaan solar sebagai bahan bakar untuk menjalakan generator pembangkit listrik mulai dikurangi dan bisa dihemat sebesar 95.86 persen, sehingga sumber energi listrik lebih banyak bersumber dari PLN. Akan tetapi energi listrik di perkebunan Cisaruni masih bisa dihemat sebesar 26.75 persen dengan digantinya sumber energi panas menjadi bahan bahan bakar padat, karena penggunaan energi listrik untuk menjalankan burner pada tahap pelayuan dan pengeringan sudah tidak digunakan.
Penggunaan energi listrik untuk proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di pabrik Cisaruni sebesar 1.98 MJ/kg teh kering atau 5.88 persen dari kebutuhan energi keseluruhan untuk mengolah pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di Pabrik bulan Maret 2010. Penggunaan energi listrik terbesar pada proses pengolahan adalah proses pelayuan sebesar 0.76 MJ/kg teh kering. Hal ini disebabkan karena pada proses pelayuan memerlukan waktu yang lama (15-23 jam proses) dan sebagian besar alat/mesin digerakan oleh motor listrik yang memiliki daya 5.50 kW sampai dengan 7.5 kW. Dalam Tabel 17 disajikan penggunaan energi listrik pada setiap tahap pengolahan di Pabrik Cisaruni Garut.
Tabel 17. Konsumsi energi listrik pada bulan Maret 2010
Kegiatan Energi MJ/kg teh kering Prosentase (%)
Pelayuan 0.760 38.5
Penggilingan dan fermentasi 0.402 20.4
Pengeringan 0.458 23.2
Sortasi kering 0.355 18.0
Penerangan di sekitar pabrik 0.001 0.1
Jumlah 1.98 100
B. PELUANG KONSERVASI ENERGI
Konservasi energi merupakan usaha untuk memelihara dan melestarikan sumber energi yang ada sehingga tidak terjadi pemborosan energi yang berarti dan membawa dampak yang tidak baik dalam suatu industri atau perusahaan. Usaha konservasi ini bukan berarti harus mengoperasikan suatu pabrik atau perusahaan tanpa menggunakan energi atau mengurangi jumlah energi yang dibutuhkan melainkan dengan mengurangi atau menghilangkan pemborosan energi yang dapat berpengaruh terhadap biaya produksi. Dengan adanya usaha konservasi ini diharapkan dapat mempertahankan tingkat produksi yang sama atau bahkan ditingkatkan dengan jumlah energi yang optimal.
Usaha-usaha yang perlu dilakukan agar konservasi energi dapat dilaksanakan dengan baik dalam suatu pabrik atau perusahaan adalah dengan mencari sumber-sumber energi yang mengalami pemborosan, menanamkan pengertian dan kesadaran pentingnya energi dalam lingkungan pabrik atau perusahaan serta adanya koordinasi yang baik antara manajemen puncak dengan para karyawan sehingga program penghematan energi dapat terlaksana dengan baik.
Dari hasil pengamatan di pabrik teh Perkebunan Cisaruni Garut, usaha konservasi yang dapat dilakukan adalah penghematan penggunaan masukan energi yang memerlukan biaya produksi relatif besar dibandingkan dengan masukan energi lainnya. Listrik adalah masukan energi yang mahal per unitnya, sehingga diperlukan usaha penghematan dalam penggunaannya.
Beberapa usaha penghematan energi dalam proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di PT. Perkebunan Nusantara VIII, Cisaruni Garut dapat dilakukan secara teknis maupun non teknis. Secara teknis yang dapat dilakukan antara lain : memodifikasi peralatan dan elektro motor, penggantian peralatan yang bekerja di luar karakteristik kerja dan umur kerja, pemeliharaan dan perbaikan peralatan secara teratur. Sedangkan secara non teknis adalah melakukan pelatihan atau pembinaan para karyawan untuk menggunakan peralatan dan mesin dengan tepat dan benar sesuai standar operasional serta menanamkan pengertian pentingnya penghematan energi.
1. Peluang Penghematan Energi Listrik pada Tahap Pelayuan Pucuk Teh Dalam proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di Pabrik Cisaruni Garut, konsumsi energi total bulan Maret 2010 pada tahap pelayuan lebih besar yaitu 0.76 MJ/kg teh kering atau 38.5%. Input energi yang paling dominan dalam tahap ini adalah penggunaan energi listrik dan bahan bakar padat. Konsumsi energi bahan bakar untuk menghasilkan udara panas sebesar 3.9433 MJ/kg teh kering pada tahap pelayuan, hal ini lebih besar dibandingkan dengan kebutuhan energi listrik, akan tetapi secara ekonomi penggunaan bahan bakar padat kayu lebih murah. Energi panas pada tahap pelayuan ini bisa dihemat sebesar sebesar 61.23 persen dari total energi panas untuk pelayuan dan pengeringan, yang mana sebelumnya energi panas untuk pelayuan ini bersumber dari bahan bakar industrial diesel oil dan kemudian diganti dengan biomass berupa kayu bakar.
Perbedaan konsumsi energi listrik ini dikarenakan lama pelayuan yang panjang sehingga penggunaan motor listrik untuk mengalirkan udara segar ke withering trought lebih lama. Selain itu juga, penyebabnya dapat terjadi karena kandungan kadar air dalam pucuk teh tinggi, pucuk teh yang dihamparkan mempunyai ketebalan berbeda serta kelembaban udara luar yang tinggi.
Suhu udara optimal untuk proses pelayuan yaitu udara bersih dengan kelembaban berkisar antara 60-75%, suhu tidak melebihi 28oC dengan kapasitas kipas (cfm) dan luas (m2) withering trough 18-20 cfm/kg. Waktu
pelayuan normal 16-20 jam. Efisiensi pelayuan pada withering trough ukuran 11 sesi adalah 38.21% dengan efisiensi tenaga kipas 59.4% dan lama pelayuan selama 18 jam.
Usaha penghematan energi pada tahap pelayuan dapat dilakukan dengan menggunakan udara luar sebelum pucuk diberi udara panas untuk aerasi. Pemberian udara panas pada proses pelayuan tidak mutlak digunakan tergantung dari faktor kelembaban luar. Namun pada kenyataannya pemberian udara panas tetap dilakukan karena apabila hanya menggunakan udara luar maka proses pelayuan akan berjalan lebih lama. Oleh karena itu, pemberian udara panas untuk mencapai suhu udara pelayuan yang dikehendaki harus tetap dijaga agar tidak sampai menaikan suhu pelayuan dan tidak terjadi penggunaan bahan bakar yang berlebihan. Selain itu juga alternative lainnya dalam proses pelayuan, udara panas bisa dihasilkan dari pembuangan energi panas pada tahap pengeringan. Hal ini bisa digunakan sebagai input energi lain untuk tahap pelayuan. Selain itu juga penghematan energi listrik akibat penggunaan listrik untuk mengoperasikan motor listrik pada tahap pelayuan yaitu dengan cara menghidupkan peralatan ketika beban penuh dan segera memadamkannya ketika tidak lagi digunakan.
Peluang penghematan jangka panjang dapat dilakukan dengan penggantian motor listrik yang bekerja di luar karakteristik seperti nilai daya yang semakin berkurang, nilai efisiensi eletromotor yang sangat kecil dan putaran rotor yang semakin berkurang. Peluang penghematan lain adalah penghematan penggunaan ernergi listrik pada penerangan di pabrik khususnya di tahap pelayuan. Peluang penghematannya adalah dengan cara menyalakan lampu pada saat ruangan terlihat gelap dan mematikan lampu ketika tidak diperlukan pada saat terjadi cahaya alamiah yaitu sinar matahari. Selain itu juga pemeliharaan dengan cara mengganti lampu dengan daya yang rendah tapi efisiensinya tinggi dan kebersihan lampu merupakan faktor penting agar penggunaan lampu tidak berlebihan dan ruangan terlihat lebih terang dengan cara mengecat dinding dengan warna yang lebih terang dan terkesan lebih bersih.
2. Peluang Penghematan Energi Bahan Bakar pada Pengeringan Teh
Input energi pada tahap pengeringan di Perkebunan Cisaruni berasal dari bahan bakar padat berupa kayu bakar, listrik dan tenaga manusia. Secara keseluruhan konsumsi energi pada tahap ini pada bulan Maret 2010 adalah 28.11 MJ/kg teh kering. Dari jumlah tersebut rata-rata konsumsi bahan bakar padat yang digunakan untuk memanaskan udara pengering sebesar 27.64 MJ/kg teh kering atau 98.3 persen dari kebutuhan total energi tahap pengeringan. Pengeringan di Perkebunan Cisaruni menggunkan mesin pengering two stage drier dengan suhu udara masuk (inlet) mesin pengering berkisar 89-104˚C dan suhu udara keluar (outlet) mesin pengering berkisar 45-49˚C.
Dari hasil pengamatan suhu inlet dan outlet pengering pada saat beroperasi tidak konstan, hal ini disebabkan oleh penggunaan bahan bakar yaitu kayu bakar yang digunakan mempunyai jenis dan kadar air yang berbeda-beda. Selain itu juga keterlambatan bubuk teh yang masuk ke ruang pengering bisa mengakibatkan suhu pengering naik dan berpengaruh terhadap tingkat kematangan teh kering yang dihasilkan.
Permasalahan yang dihadapi pada tahap pengeringan adalah rata-rata efisiensi sistem yang relatif rendah sebesar 6.6 persen dengan efisiensi penggunaan panas sebesar 58.17 persen dan efisiensi pemanasan sebesar 11.36 persen. Dalam perhitungan panas ini dianggap hilang sebesar 41.83 persen, padahal dalam kenyataanya panas tersebut dapat dimanfaatkan untuk proses pelayuan. Energi yang dihasilkan berupa energi untuk memanaskan bahan dan energi untuk menguapkan air tidak sebanding dengan penggunaan bahan bakar kayu yang relatif tinggi sebesar 245 kg/jam. Penggunaan bahan bakar kayu tergantung pada kadar air (tingkat kekeringannya) dan jenis kayu yang digunakan, karena hal ini akan berpengaruh terhadap efektivitas panas yang dihasilkan. Pada prinsipnya panas yang dihasilkan dari pembakaran kayu adalah panas yang dibutuhkan untuk mengeringkan kadar air yang terkandung dalam kayu tersebut dan panas yang digunakan untuk mengerikan bubuk teh. Berdasarkan spesifikasi teknis, burner di Perkebunan Cisaruni mempunyai rooster dengan lubang udara 1.5-2 cm, dan terdapat kisi-kisi pada
saluran inlet udara primer untuk pembakaran. Sedangkan udara yang masuk ke burner menggunakan blower dalam memasok udara primernya.
Penghematan energi pada proses pengeringan yang dapat dilakukan adalah dengan cara perawatan dan penggantian bagian peralatan yang mengalami kerusakan pada heat exchanger. Perawatan yang perlu dilakukan adalah membersihkan debu dari hasil pembakaran kayu, membongkar heat exchanger dan mengontrol kebocoran agar hasil pembakaran pada burner tidak masuk bersama udara panas pada saat pengeringan.
Secara garis besar alat ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu rumah pengering dan unit pemanasnya. Skematik dari kontruksi alat ini bisa dilihat pada Gambar 6 dan Gambar 7.
Gambar 6. Skema proses pengeringan
3. Peluang Penghematan Energi Listrik pada Pabrik Pengolahan
Semakin banyak tahapan proses pengolahan dari suatu proses konversi energi maka tingkat efisiensi sistem secara total akan semakin rendah, hal ini yang menyebabkan pembuangan energi. Oleh karena itu, sistem konversi energi seharusnya di-design dengan tahapan seminimal mungkin atau seefektif mungkin. Atau alternatif lain, pembungan energi dari tahap yang satu ke tahap yang lainnya bisa digunakan sebagai input untuk tahap yang lainnya.
Bahan bakar merupakan masukan energi terbesar kedua pada proses pengolahan pucuk teh menjadi teh hitam orthodox di pabrik setelah energi listrik. Energi listrik di Perkebunan Cisaruni berasal dari PLN dan Generator listrik yang memiliki kapasitas 150 kVA. Penghematan energi dari penggunaan listrik khususnya dari PLN perlu dilakukan karena sumber energi ini memerlukan biaya yang cukup besar.
Peluang penghematan energi yang dapat dilakukan adalah penghematan penggunaan listrik untuk motor listrik dan penerangan di pabrik. Penghematan energi listrik untuk motor listrik dilakukan dengan cara menghidupkan peralatan pada saat beban penuh dan segara mematikannya apabila sudah tidak digunakan. Selain itu, pemeliharaan dan penggantian motor listrik yang telah melewati umur pakainya dan bekerja diluar karakteristik.
Peluang penghematan energi lain di pabrik adalah penghematan listrik pada penerangan di pabrik. Cara penghematan energi yang dapat dilakukan adalah mengurangi penerangan luar sampai batas yang aman dan mengurangi penerangan pada saat tersedia cahaya matahari. Upaya penghematan energi jangka panjang dapat dilakuakan dengan penggantian lampu yang memiliki daya rendah dan efisiensi yang tinggi serta memperbaiki daya pantul dinding dengan mengecat dinding dengan warna yang lebih terang dan pemasangan ubin keramik yang mengkilap khususnya diruang sortasi.
