AUDIT ENERGI PADA PROSES PRODUKSI CPO (CRUDE PALM OIL) DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA IV UNIT USAHA ADOLINA, SUMATERA UTARA
KRISTEN NATASHIA
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Audit Energi pada Proses Produksi CPO (Crude Palm Oil) di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina, Sumatera Utara adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juni 2013 Kristen Natashia NIM F14090008
ABSTRAK KRISTEN NATASHIA. Audit Energi pada Proses Produksi CPO (Crude Palm Oil) di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina, Sumatera Utara. Dibimbing oleh SRI ENDAH AGUSTINA. Kebutuhan akan CPO (Crude Palm Oil) semakin meningkat dan menyebabkan energi yang dibutuhkan untuk memproduksi CPO semakin meningkat pula. Tujuan penelitian ini adalah menghitung kebutuhan energi untuk menghasilkan per satuan produk CPO di PKS Adolina, mengetahui jenis dan sumber energi pada produksi, serta mencari peluang penghematan energi yang dapat dilakukan. Tahapan penelitian yang dilakukan adalah penentuan batasan sistem, penentuan metoda audit, pre audit, audit rinci, perbandingan dengan lokasi lain dengan komoditi yang sama, dan rekomendasi. Dengan tanpa memperhitungkan embodied energy pada alat dan mesin serta pestisida, total konsumsi energi primer yang dibutuhkan adalah 13.4106 MJ untuk memproduksi tiap kg CPO pada kapasitas pengolahan 30 ton TBS/jam dengan tingkat rendemen 23.527%. Jumlah input energi tersebut berasal dari bahan bakar solar, biomassa, pupuk, dan energi manusia. Penghematan energi dapat dilakukan dengan cara meningkatkan efisiensi olah riil pabrik dan perbaikan peralatan atau mesin-mesin produksi. Kata kunci: crude palm oil, audit energi, proses produksi CPO
ABSTRACT KRISTEN NATASHIA. Energy Audit on CPO (Crude Palm Oil) Production Process at PT. Perkebunan Nusantara IV Division Adolina, North Sumatera. Supervised by SRI ENDAH AGUSTINA. The requirement of CPO (Crude Palm Oil) is more increasing and causing the energy needed to produce CPO is more increasing too. The aim of this research were to calculate the energy needed to produce per unit CPO in Adolina, to determine the kinds and sources of energy needed in the processing, and to determine how to do providence in processing. The stages that have been done in this research are consist of system boundary determination, audit method determination, pre audit, detailed energy audit, comparison to the other location with the same commodity, and recommendation. Without calculate the embodied energy of machines and pesticide, total of primary energy consumption needed is 13.4106 MJ to produce per kg CPO with capacity of 30 ton Fresh Fruit Bunch (FFB) per hour and the yield is 23.527%. The energy input in production process is derived from diesel fuel, biomass, human (biology), and fertilizer. Energy providence done through increasing factory processing efficiency and repairing the production machines.
Key words: crude palm oil, energy audit, CPO production process
AUDIT ENERGI PADA PROSES PRODUKSI CPO (CRUDE PALM OIL) DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA IV UNIT USAHA ADOLINA, SUMATERA UTARA
KRISTEN NATASHIA
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul Skripsi : Audit Energi pada Proses Produksi CPO (Crude Palm Oil) di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina, Sumatera Utara Nama : Kristen Natashia NIM : F14090008
Disetujui oleh
Ir. Sri Endah Agustina, MS Pembimbing
Diketahui oleh
Dr. Ir. Desrial, M.Eng Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2013 ini ialah audit, dengan judul Audit Energi pada Proses Produksi CPO di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina, Sumatera Utara. Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Ir. Sri Endah Agustina, MS selaku dosen pembimbing yang telah memberikan saran yang sangat membantu dalam penyusunan skripsi ini. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Leopold O. Nelwan, M.Si dan Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M. Agr selaku dosen penguji yang telah memberikan arahan yang membantu dalam penulisan skripsi ini. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Darta Sembiring dan Bapak Hutabarat yang telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada T.R. Nainggolan, S.R. Purba, Sebastian Yosefan, dan Rio Foresto selaku keluarga dari penulis atas segala doa dan kasih sayangnya, serta teman-teman Teknik Mesin dan Biosistem angkatan 46 khususnya Raisa, Gina Lupita, Tiara, Eti, Citta, Dian, Jenni, Monalhysa, Selviana, Stevy, Rahma, Gina Annisa, Riris, Vina, Aiya, Awanis, teman-teman satu bimbingan Tissah, Desi, Tika, dan Erlanda, serta teman-teman Perwira 44 Citra, Santi, Ratna, Debby, Getha, terima kasih atas dukungan dan semangatnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juni 2013 Kristen Natashia
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR LAMPIRAN
xi
DAFTAR ISTILAH
xii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
3
TINJAUAN PUSTAKA Proses Produksi CPO secara Umum
3 3
Proses Produksi CPO di PTPN IV Unit Usaha Adolina Sumatera Utara
10
Kebutuhan Energi dalam Industri dan Pertanian
21
Audit Energi
22
Hasil-Hasil Penelitian Audit Energi pada Proses Produksi CPO
23
METODE PENELITIAN
25
Waktu dan Tempat Penelitian
25
Batasan Sistem
27
Metode Audit
28
Parameter Pengukuran
28
Metode Pengambilan Data
29
Alat dan Bahan
30
Perhitungan dan Analisis Data
30
HASIL DAN PEMBAHASAN
33
Konsumsi Energi pada Proses Produksi CPO di PTPN IV UU Adolina
33
Peluang Penghematan dan Konservasi Energi
46
SIMPULAN DAN SARAN
48
Simpulan
48
Saran
49
DAFTAR ISI (lanjutan) DAFTAR PUSTAKA
50
LAMPIRAN
52
RIWAYAT HIDUP
55
DAFTAR TABEL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Luas areal perkebunan kelapa sawit di Indonesia Produksi CPO di Indonesia Kriteria matang panen Input energi untuk beberapa operasi pertanian Nilai energi per unit beberapa jenis bahan bakar Kebutuhan energi biologis tenaga manusia pada kegiatan pertanian Hasil hasil penelitian audit energi proses produksi CPO Konsumsi energi primer pada produksi CPO di PKS Adolina Konsumsi energi final pada setiap tahapan produksi Konsumsi energi pada tahapan budidaya Konsumsi energi pada kegiatan pengolahan TBS menjadi CPO Konsumsi energi pada sarana pendukung Konsumsi energi manusia pada setiap tahapan produksi Konsumsi energi pupuk pada kegiatan budidaya Konsumsi energi solar Konsumsi pestisida pada kegiatan budidaya Pemakaian bahan kimia pembantu pada penyediaan air Konsumsi energi listrik pada pengolahan dan sarana pendukung Efisiensi teknis peralatan dan mesin produksi CPO di setiap stasiun
1 1 13 21 21 22 24 33 34 35 35 36 38 39 40 41 41 42 42
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Rangkaian kegiatan proses budidaya kelapa sawit Rangkaian kegiatan proses pengolahan kelapa sawit menjadi CPO Rangkaian kegiatan proses budidaya kelapa sawit Bagan alir pengolahan kelapa sawit di PKS Adolina Aliran bahan pada alat pengolah kelapa sawit menjadi CPO Bagan alir penelitian Batasan sistem yang diaudit Aliran energi pada produksi CPO di UU Adolina Bagan alir listrik Aliran energi pada stasiun penyediaan energi
4 6 11 14 15 25 26 37 43 45
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4
Letak geografis PT. Perkebunan Nusantara IV UU Adolina Flow sheet proses produksi di PTPN IV UU Adolina Data produksi CPO di UU Adolina Data waktu pengolahan di UU Adolina
52 53 54 54
DAFTAR ISTILAH A. Istilah Lokal ALB Brondolan Dodos Egrek
: Asam Lemak Bebas : Buah kelapa sawit yang terlepas dari tandannya : Alat panen kelapa sawit sejenis linggis bermata lebar : Alat panen kelapa sawit berupa sabit bergagang bambu panjang HKO : Hari Kerja Orang Menumbang : Membongkar tanaman kelapa sawit asal Merumpuk : Mengumpulkan batang kelapa sawit yang telah dibongkar PKS : Pabrik Kelapa Sawit TBM : Tanaman Belum Menghasilkan TBS : Tandan Buah Segar TM : Tanaman Menghasilkan TPH : Tempat Pengumpulan Hasil UU : Unit Usaha
B. Istilah Asing Boiler BPV Conveyor CPO Fibre Kernel Main nursery Nut PKO Sludge Steam Wiping
: Ketel uap : Back Pressure Vessel (tangki tekanan balik) : Rantai berjalan yang digerakkan oleh motor listrik : Crude Palm Oil (minyak kelapa sawit mentah) : Serat : Inti kelapa sawit : Pembibitan utama : Biji kelapa sawit : Palm Kernel Oil (minyak inti kelapa sawit) : Limbah padat berupa lumpur dari proses pemurnian minyak : Uap panas :Pemberantasan ilalang dengan menggunakan herbisida
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Tanaman kelapa sawit merupakan salah satu komoditi agroindustri unggulan Indonesia sekaligus penghasil minyak nabati dengan produktivitas yang lebih tinggi dibandingkan komoditi lainnya. Minyak kelapa sawit memiliki keunggulan sebagai komoditi yang menjanjikan, antara lain produktivitas minyak sawit tinggi, yaitu 3.2 ton/ha/tahun, dapat diolah menjadi berbagai bahan baku maupun produk turunan di industri pangan maupun nonpangan, dan limbah hasil pengolahan kelapa sawit dapat dimanfaatkan lebih lanjut. Luas areal kelapa sawit di Indonesia terus mengalami peningkatan dimana pusat perkebunan kelapa sawit di Indonesia terletak di enam provinsi, yaitu Sumatera Utara, Riau, Sumatera Selatan, Kalimantan Barat, Jambi, dan Aceh. Berikut ini adalah data luas areal kelapa sawit beberapa provinsi di Indonesia. Tabel 1 Luas areal perkebunan kelapa sawit di beberapa provinsi, Indonesia (Hektar) Provinsi Aceh Sumatera Utara Riau Sumatera Selatan Jambi Kalimantan Barat
Tahun 2006
2007
2008
2009
2010
2011
308560 979541
274822 998966
287038 1017574
313745 1044854
329562 1054849
348438 1100820
1547942 630214
1620882 682730
1673553 690729
1781900 725236
2031817 777716
2176864 826743
568751 492112
448899 451400
484137 499548
489384 530575
488911 750948
521759 783732
Sumber : Buku Statistik Perkebunan Tahun 2009 – 2011, Direktorat Jenderal Perkebunan-Kementerian Pertanian RI Industri pengolahan kelapa sawit di Indonesia juga mengalami peningkatan. Hal ini disebabkan oleh tingginya permintaan CPO (Crude Palm Oil) di dunia. Data produksi CPO di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2 Produksi CPO di Indonesia Tahun produksi 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Sumber : Kementerian Pertanian RI, 2013
Produksi CPO (ton) 15560000 16600000 18000000 20500000 22000000 23600000 25400000
2 Industri pengolahan kelapa sawit yang semakin meningkat mengakibatkan energi yang dibutuhkan untuk memproduksi CPO juga meningkat. Diperlukan penggunaan energi yang efektif dan efisien untuk menghemat biaya produksi CPO. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengetahui pola penggunaan energi pada proses energi adalah audit energi. Audit energi akan membantu perusahaan untuk mengetahui secara rinci kebutuhan energi dan efisiensi penggunaan alat dan mesin pada setiap tahapan produksi. Hasil audit juga dapat digunakan untuk melakukan analisis peluang penghematan energi yang dapat dilakukan dan sebagai dasar dalam perencanaan pengembangan sistem produksi oleh perusahaan tersebut. Audit energi dilakukan di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Sumatera Utara. Unit Usaha Adolina merupakan unit yang bergerak dalam bidang agroindustri kelapa sawit. Audit energi perlu dilakukan di unit ini agar perusahaan dapat mengetahui seberapa besar energi yang dibutuhkan untuk memproduksi per satuan produk CPO dan mengetahui peluang penghematan yang dapat dilakukan sehingga penghematan biaya produksi dapat dilakukan. Audit energi juga belum pernah dilakukan sebelumnya di Unit Usaha Adolina sehingga hasil audit dari penelitian ini dapat membantu perusahaan dalam melakukan penghematan energi pada produksi CPO. Perumusan Masalah Tanaman kelapa sawit merupakan komoditi perkebunan andalan Indonesia. Semakin hari kebutuhan akan minyak kelapa sawit (crude palm oil) semakin meningkat dan menyebabkan energi yang dibutuhkan untuk memproduksi CPO semakin meningkat pula. Penggunaan energi yang efektif dan efisien diperlukan agar biaya produksi CPO dapat menjadi lebih rendah. Cara yang dilakukan adalah dengan mengetahui pola penggunaan energi melalui audit energi. Dengan adanya audit energi maka perusahaan akan mengetahui secara rinci kebutuhan energi dan efisiensi penggunaan alat dan mesin pada setiap tahapan produksi. Tujuan Penelitian Tujuan audit energi yang dilakukan pada proses produksi CPO di PT. Perkebunan Nusantara IV, Unit Usaha Adolina, Sumatera Utara ini adalah: 1. Menghitung kebutuhan energi untuk menghasilkan per satuan produk CPO di Pabrik Kelapa Sawit (PKS) Adolina. 2. Mengetahui jenis, jumlah, dan sumber energi pada tiap tahapan proses produksi. 3. Mencari peluang penghematan energi yang dapat dilakukan. Manfaat Penelitian Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui kebutuhan energi untuk menghasilkan per satuan produk CPO di PKS Adolina, mengetahui jenis, jumlah dan sumber energi pada tiap tahapan proses produksi serta mencari peluang penghematan energi yang dapat dilakukan. Data audit juga dapat digunakan
3 sebagai dasar perhitungan teknik pengembangan usaha ataupun upaya peningkatan produksi di Unit Usaha Adolina. Ruang Lingkup Penelitian Audit energi yang dilakukan di PKS Adolina dilaksanakan dengan cara menentukan batasan sistem, menentukan metoda audit, pre audit, audit rinci, membandingkan dengan lokasi lain pada komoditi yang sama, serta adanya rekomendasi.
TINJAUAN PUSTAKA Proses Produksi CPO Secara Umum Crude Palm Oil (CPO) Crude Palm Oil (CPO) adalah minyak nabati berwarna jingga kemerahmerahan yang diperoleh dari proses ekstraksi daging buah tanaman Elaeis guinneensisjacq. (kelapa sawit). CPO tersebut banyak digunakan sebagai bahan baku dalam berbagai industri baik pangan maupun nonpangan seperti sabun, minyak goreng, dan bahan-bahan kosmetik. Berdasarkan peranan dan kegunaan minyak sawit itu, maka mutu atau kualitasnya harus diperhatikan sebab sangat menentukan harga dan nilai komoditas ini. Mutu dari CPO sangat dipengaruhi oleh bahan bakunya (kelapa sawit). Mutu bahan baku tersebut dipengaruhi oleh kegiatan pasca panen, seperti mutu panen dan transportasi. Kesalahan pada langkah pengumpulan hasil dapat mengakibatkan mutu hasil olahan tidak dapat memenuhi standar yang telah ditetapkan dan berujung pada efisiensi pengolahan. Minyak kelapa sawit yang baik salah satunya dipengaruhi oleh asam lemak bebas (ALB). Semakin tinggi kandungan ALB dalam tandan buah segar (TBS), maka mutu CPO yang dihasilkan nantinya akan semakin rendah. Ada beberapa variabel proses yang sangat berpengaruh terhadap perolehan ALB yaitu pengaruh suhu, kematangan buah, dan lama penyimpanan. Kelapa Sawit Kelapa sawit (Elaeis guineensis jacq.) berasal dari Afrika bagian barat. Tanaman ini masuk ke Indonesia tahun 1848 dan mulai dibudidayakan secara komersil dalam bentuk Perusahaan Perkebunan (PP) tahun 1911 di Sumatera Utara. Kelapa sawit merupakan tanaman industri penting penghasil minyak nabati yang merupakan bahan mentah industri pangan maupun nonpangan. Potensi produksi minyak nabati per tahunnya mencapai 6 ton per hektar. Minyak nabati yang dihasilkan dari pengolahan kelapa sawit berupa minyak sawit mentah atau CPO (Crude Palm Oil) yang berwarna kuning kecoklatan dan minyak inti sawit atau PKO (Palm Kernel Oil) yang tidak berwarna (bening). Minyak sawit dapat digunakan untuk beragam peruntukan karena keunggulan sifat yang dimilikinya, yaitu tahan oksidasi dengan tekanan tinggi, mampu melarutkan bahan kimia yang tidak larut oleh bahan pelarut lainnya, mempunyai daya melapis yang tinggi, dan tidak menimbulkan iritasi pada tubuh dalam bidang kosmetik.
4 Kelapa sawit terdiri dari inti sawit (kernel) yang dibungkus oleh pericarp. Pericarp terdiri dari 3 lapisan, yaitu cangkang (endocarp), serat (mesocarp), dan kulit luar (eksocarp). Kelapa sawit membutuhkan suhu yang cukup tinggi untuk tumbuh, yaitu suhu maksimum 29-32˚C dan suhu minimum 22-24˚C dengan lama penyinaran 5-7 jam per hari. Kelembaban optimum bagi pertumbuhan kelapa sawit berkisar antara 80-90%. Kelapa sawit dapat tumbuh tegak lurus mencapai ketinggian 15 m – 20 m. Kelapa sawit mulai menghasilkan pada umur sekitar 30 bulan setelah tanam. Kelapa sawit biasanya sudah tidak produktif lagi pada umur lebih dari 25 tahun (Setyamidjaja, 1991). Budidaya Kelapa Sawit Budidaya kelapa sawit dimaksudkan agar hasil yang diperoleh dari tanaman tersebut menjadi lebih tinggi dan bermanfaat. Proses budidaya tanaman kelapa sawit meliputi tahap persiapan lahan, pembibitan, penanaman, pemeliharaan, dan pemanenan.
Persiapan lahan Pembibitan Penanaman Pemeliharaan Pemanenan
Gambar 1 Rangkaian kegiatan proses budidaya kelapa sawit ( Rahmat, 2002) a. Persiapan Lahan Persiapan lahan merupakan kegiatan pembukaan dan pengolahan lahan sehingga lahan tersebut siap ditanami kelapa sawit. Persiapan lahan dapat dilakukan dengan beberapa cara. Cara pertama dilakukan untuk lahan hutan yang disebut dengan bukaan baru (new planting). Cara kedua dilakukan untuk lahan yang sebelumnya ditanami komoditi perkebunan lain seperti karet. Cara ketiga adalah mengganti tanaman kelapa sawit yang sudah tidak produktif yang disebut sebagai upaya peremajaan (replanting). b. Pembibitan Pada dasarnya dikenal dua sistem pembibitan, yaitu sistem pembibitan tahap tunggal (single stage system) dan sistem pembibitan tahap ganda (double stage system). Pada sistem tahap tunggal, bibit langsung ditanam dalam polybag besar sampai berumur 12 bulan tanpa harus ditanam di polybag kecil. Sistem
5 pembibitan tahap ganda terdiri dari tahap pembibitan awal (pre nursery) dan tahap pembibitan utama (main nursery). Pada tahap pembibitan awal, kecambah ditanam dengan menggunakan polybag kecil sampai bibit berumur 3 bulan. Pada tahap pembibitan utama, bibit dari tahap pembibitan awal ditanam ke dalam polybag besar selama 9 bulan. Beberapa input energi digunakan dalam proses pembibitan kelapa sawit, yaitu energi manusia, energi bahan bakar minyak (solar), dan energi pupuk. Energi manusia digunakan untuk beberapa jenis pekerjaan yang dilakukan pada kegiatan pembibitan. Bahan bakar minyak digunakan untuk menjalankan pompa yang berguna dalam kegiatan penyiraman bibit-bibit kelapa sawit. Agar bibit yang ditanam memiliki kesuburan yang lebih baik maka diperlukan pupuk dalam kegiatan pembibitan. c. Penanaman Sistem jarak tanam kelapa sawit adalah segitiga sama sisi dengan panjang sisi (jarak dalam barisan) dan tinggi (jarak antar barisan). Dalam pelaksanaan penanaman kelapa sawit terlebih dahulu dilakukan pembuatan lubang tanam. Urutan tahapan penanaman adalah bibit diletakkan tegak lurus di atas lubang tanam, lalu ditimbun dan dipadatkan tanahnya. Tanaman kelapa sawit yang mati ataupun pertumbuhannya tidak baik harus disulam. Penyulaman dilakukan segera supaya pertumbuhan tanaman sulaman tidak tertinggal dari tanaman yang lain. Penyulaman juga bertujuan agar produksi tanaman kelapa sawit tidak menurun. Pada kegiatan penanaman, energi biologis (manusia) dan penggunaan energi pupuk diperlukan. Tenaga manusia diperlukan untuk pekerjaan seperti aplikasi tandan kosong dan penanaman. Pupuk diperlukan agar tanah yang ditanami dapat menjadi lebih subur dan produktif. d. Pemeliharaan Pemeliharaan yang intensif diperlukan pada dua periode pertumbuhan kelapa sawit, yaitu tanaman belum menghasilkan (TBM) yang berusia di bawah 3 tahun dan tanaman menghasilkan (TM) yang berusia antara 3 – 25 tahun. Tujuan utama pemeliharaan TBM kelapa sawit adalah untuk mencapai pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang optimal agar dapat memberikan produktivitas maksimal pada masa TM. Ada beberapa jenis pekerjaan yang dilakukan pada saat TBM, yaitu penyiangan, pemupukan, penyisipan, pemberantasan hama dan penyakit, serta pemeliharaan jalan dan saluran air/drainase. Tujuan utama pemeliharaan pada saat TM adalah untuk menggali potensi produksi seoptimal mungkin. Beberapa pekerjaan yang dilakukan adalah penyiangan, pemupukan, pengendalian hama, pemeliharaan jalan, pemangkasan, pemeliharaan tempat pengumpulan hasil, pembumbunan, dan inventarisasi pohon. Beberapa masukan energi terdapat pada kegiatan pemeliharaan, yaitu energi biologis (manusia) dan energi pupuk. e. Pemanenan Pemanenan adalah serangkaian kegiatan mulai dari memotong tandan matang panen sesuai kriteria matang panen, mengumpulkan dan mengutip brondolan serta menyusun tandan di TPH beserta dengan brondolannya. Hasil panen yang utama dari tanaman kelapa sawit adalah TBS yang kemudian dari TBS akan diolah menjadi minyak sawit (CPO) dan hasil turunannya. Hal-hal yang
6 perlu diperhatikan dalam proses pemanenan antara lain kriteria matang panen, persiapan panen, alat pemotong dan pengumpulan buah, rotasi dan sistem pemanenan, serta transportasi hasil panen. Peralatan yang digunakan dalam pelaksanaan panen terdiri dari dodos, kampak, egrek, karung, dan kayu pikulan. Rotasi panen adalah jumlah hari panen dalam seminggu dan jarak waktu antara panen pertama di satu blok sampai panen berikutnya di blok yang sama. Tandan buah segar yang dipanen harus segera diangkut ke pabrik kelapa sawit pada hari itu juga agar tidak terjadi peningkatan ALB. Pengolahan Kelapa Sawit Pengolahan kelapa sawit di pabrik bertujuan untuk memperoleh minyak sawit yang berkualitas baik dengan rendemen yang tinggi. Untuk menghasilkan rendemen yang tinggi, diperlukan pengawasan dan kontrol yang ketat mulai dari proses pengangkutan TBS sampai dihasilkan CPO. Pengolahan kelapa sawit menjadi CPO dilakukan melalui beberapa tahap, yaitu penerimaan TBS, perebusan, penebahan, pengempaan, dan pemurnian minyak. Penerimaan TBS Perebusan Penebahan Pengempaan Pemurnian minyak Gambar 2 Rangkaian kegiatan proses pengolahan kelapa sawit menjadi CPO (Rahmat, 2002) a. Stasiun Penerimaan TBS Stasiun penerimaan TBS merupakan stasiun yang menerima TBS yang diangkut oleh truk-truk pengangkut. Stasiun penerimaan TBS terdiri dari jembatan timbang (weight bridge) dan loading ramp. a.1. Jembatan timbang Jembatan timbang berfungsi untuk menimbang TBS dimana hasil penimbangan TBS tersebut digunakan dalam perhitungan rendemen produksi, sebagai dasar perhitungan pembayaran pemanen, dan sebagai pencatatan produksi TBS kebun pensuplai.
7 a.2. Loading ramp Loading ramp adalah suatu bangunan dengan lantai berupa kisi-kisi plat besi, lebar plat besi sekitar 10 cm dengan kemiringan 45˚. Loading ramp berfungsi sebagai tempat penampungan TBS untuk disortasi sebelum diproses, mencurahkan TBS ke dalam lori rebusan, dan mengurangi kotoran TBS dengan adanya kisi-kisi di dalamnya. Langkah pertama yang dilakukan di loading ramp adalah sortasi buah secara manual. Sortasi manual ini dilakukan dengan memprediksi kematangan buah melalui warnanya dan jumlah buah yang membrondol dari tandannya serta memilih berdasarkan varietas buahnya. Setelah dilakukan sortasi secara manual, TBS dituang ke dalam kompartemen-kompartemen loading ramp. TBS yang telah berada di dalam loading ramp selanjutnya dimasukkan ke dalam lori. Di stasiun penerimaan TBS, terdapat penggunaan tenaga manusia dan energi listrik. b. Stasiun Perebusan Stasiun perebusan merupakan tempat terjadinya perlakuan panas terhadap TBS dengan menggunakan media uap (steam). Alat yang digunakan adalah sterilizer, yaitu berupa bejana tekan horizontal. Bagian-bagian sterilizer terdiri dari dua buah pintu, satu saluran pemasukan uap (inlet steam), satu saluran pengeluaran uap (outlet steam), satu saluran pembuangan kondensat, serta satu buah pompa kondensat. Perebusan berfungsi untuk mempermudah brondolan lepas dari tandan pada waktu proses penebahan di thresher, melunakkan buah sehingga mudah diaduk dalam digester, melekangkan inti supaya mudah lepas dari cangkang, dan menghentikan proses peningkatan asam lemak bebas. Ketika proses perebusan telah selesai, lori dari dalam sterilizer ditarik menggunakan capstand. Tenaga manusia dan energi listrik digunakan pada stasiun perebusan ini. c. Stasiun Penebahan Stasiun penebahan berfungsi untuk memisahkan atau melepaskan brondolan dari tandannya dengan cara membanting TBS yang telah direbus di dalam thresher. Thresher merupakan alat pemisah antara tandan dengan brondolan yang berbentuk drum. TBS yang telah selesai direbus dari sterilizer akan ditarik keluar menggunakan capstand. Lori-lori yang keluar dari rebusan diangkat menggunakan hoisting crane dan dituangkan ke autofeeder dengan memutar lori. Hoisting crane berfungsi untuk mengangkat lori. Autofeeder adalah alat yang digunakan untuk mengatur pemasukan tandan buah ke dalam thresher. Pengaturan buah yang masuk dari autofeeder ke thresher disesuaikan dengan kapasitas thresher sehingga buah tidak terlalu banyak menumpuk dalam thresher yang dapat mengakibatkan proses perontokan tidak sempurna. d. Stasiun Pengempaan Pada stasiun ini terdapat dua proses utama, yaitu proses digesting (pencacahan) dan pressing (pengempaan). d.1. Pencacahan (Digesting) Pencacahan berfungsi untuk melepaskan daging buah dari biji (noten) dan melumatkannya dengan cara menekan brondolan menggunakan pisau pengaduk yang berputar sambil dipanaskan yang
8 digerakkan oleh elektromotor. Alat yang digunakan dalam proses pencacahan ini adalah digester. Digester biasanya memiliki 6 tingkat pisau yang terdiri atas 5 tingkat pisau pengaduk dan 1 tingkat pisau lempar pada bagian bawah. Letak pisau-pisau ini dibuat bersilangan agar daya adukan cukup besar dan sempurna. Prinsip kerja dari digester adalah pada awalnya digester diisi dengan buah hasil dari penebahan. Dalam silinder adukan, buah sawit dilumat dengan pisau-pisau pengaduk yang berputar pada poros sehingga daging buah terlepas dari biji. Suhu pengadukan dibuat antara 90-95˚C. Suhu tersebut diperoleh dari pasokan uap panas hasil pembakaran biomassa pada boiler. d.2. Pengempaan (Pressing) Pengempaan merupakan proses pemisahan minyak kasar (crude oil) dari massa adukan dengan cara mengempa pada tekanan 30-40 bar. Alat yang digunakan dalam proses ini adalah screw press. Proses pengempaan terjadi karena adanya putaran screw yang menekan bubur buah dari digester, dan dari arah yang berlawanan bubur buah tersebut tertahan oleh sliding cone sehingga minyak terkempa dan terpisah dari bubur buah. Screw berada dalam selubung baja yang disebut press cage. Pada dinding press cage terdapat lubang-lubang di seluruh permukaannya. Minyak hasil pengempaan akan keluar melalui lubang-lubang press cage, sedangkan ampas berupa serabut dan biji keluar melalui celah antara sliding cone dan press cage. Energi biologi dari manusia dan energi listrik digunakan pada stasiun pengempaan. e. Stasiun Klarifikasi (Pemurnian Minyak) Stasiun pemurnian minyak berfungsi untuk memisahkan minyak dengan kotoran serta unsur-unsur yang mengurangi kualitas minyak dan mengupayakan kehilangan minyak seminimal mungkin. Minyak kasar (crude oil) yang keluar dari screw press masih mengandung kotoran-kotoran seperti pasir dan benda kasar lainnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan pemurnian minyak untuk mengurangi kandungan yang tidak diharapkan sesuai dengan norma yang telah ditetapkan. Di stasiun klarifikasi, terdapat dua proses utama, yaitu proses pemurnian minyak dan proses pengutipan minyak. Pada umumnya, proses klarifikasi terbagi atas 3 metode, yaitu pengendapan, sentrifugasi, dan pemisahan biologis. f. Stasiun Pendukung Tahapan-tahapan produksi CPO juga didukung oleh stasiun pendukung. Keberadaan stasiun pendukung produksi ini sangat berperan penting karena dapat memperlancar jalannya pengolahan. Stasiun-stasiun pendukung produksi dan pengolahan kelapa sawit meliputi pembangkit tenaga, pengolahan air, dan pengelolaan limbah. f.1. Pembangkit Tenaga a. Ketel Uap (Boiler) Boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas (steam). Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses.
9 b. Turbin Uap Turbin uap merupakan alat untuk mengkonversi energi dari steam menjadi energi mekanis untuk membangkitkan energi listrik melalui alternator. c. Diesel Genset Diesel genset bekerja dengan prinsip mengubah energi hasil pembakaran solar menjadi energi mekanis berupa putaran. Putaran ini selanjutnya digunakan untuk memutar poros generator. d. Generator Generator adalah alat yang mengkonversi energi gerak berupa putaran menjadi energi listrik akibat adanya induksi gaya gerak listrik (GGL). e. Switch Board Switch board berfungsi untuk mendistribusikan tenaga listrik ke stasiun-stasiun dan peralatan-peralatan dalam pabrik yang menggunakan tenaga listrik. f. Back Pressure Vessel (BPV) BPV adalah bejana uap bertekanan yang digunakan untuk mengumpulkan uap bekas dari turbin uap dan membagikannya ke peralatan-peralatan di pabrik yang membutuhkan uap untuk proses pemanasan. f.2. Sistem Penyediaan Air Sistem penyediaan air bertujuan untuk meningkatkan kualitas air sebelum digunakan agar memenuhi persyaratan yang ditentukan. Persyaratan tersebut dilihat berdasarkan kandungan bahan-bahan kimia, bahan padatan terlarut, dan sebagainya. Sistem penyediaan air dibagi menjadi tiga, yaitu untuk budidaya, pengolahan, dan pembangkit tenaga listrik. Pada kegiatan budidaya, air dibutuhkan untuk kegiatan penyiraman tanaman kelapa sawit baik pada saat pembibitan maupun saat pemeliharaan TM dan TBM. Sumber air yang digunakan harus dekat dengan areal budidaya dan dapat juga dilengkapi dengan instalasi penyiraman serta dilengkapi dengan jalan-jalan dan parit-parit drainase. Air yang diperlukan berasal dari sungai atau danau yang dipompa ke areal budidaya kelapa sawit. Dalam kegiatan pengolahan, air juga sangat diperlukan terutama dalam proses perebusan, pelumatan dan pengempaan serta pemurnian yang dimanfaatkan dalam bentuk uap. Air yang diperlukan tersebut berasal dari sungai yang dipompa ke pabrik pengolahan. Air yang akan digunakan untuk pengolahan belum memenuhi syarat jika langsung digunakan untuk pengolahan, sehingga diperlukan adanya penanganan (treatment) terlebih dahulu (Naibaho, 1998). Stasiun pembangkit tenaga listrik memerlukan air untuk menghasilkan listrik. Air dipompa dari sungai ke pabrik pengolahan dan kemudian dilakukan pengelolaan yang terdiri dari external water treatment dan internal water treatment. Setelah air menjadi jernih kemudian air dialirkan ke boiler dan menjadi uap air yang akan menggerakkan turbin sehingga menghasilkan energi listrik.
10 f.3. Sistem Pengelolaan Limbah Limbah merupakan sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya atau beracun yang karena sifat atau konsentrasinya, baik secara langsung atau tidak langsung akan dapat membahayakan kelangsungan hidup manusia serta makhluk lainnya (Purba, 2009). Limbah pabrik kelapa sawit dapat digolongkan menjadi 3 jenis berdasarkan karakteristiknya, yaitu limbah cair, limbah gas, dan limbah padat. Limbah padat berupa tandan kosong dimanfaatkan sebagai pupuk di kebun kelapa sawit. Limbah cair buangan dari pabrik biasanya diproses lebih lanjut di dalam kolam limbah.
Proses Produksi CPO di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Sistem produksi CPO adalah suatu rangkaian kegiatan yang dimulai dari kegiatan budidaya sampai pengolahan kelapa sawit menjadi CPO, beserta aspekaspek pendukungnya. PKS Adolina memiliki kapasitas terpasang 30 ton TBS/jam dengan rendemen riil TBS menjadi CPO sebesar 23.527% dan jam olah riil per hari adalah 18.67 jam. Kebun Adolina terbagi menjadi 9 afdeling dengan total luas sebesar 8965.69 ha. Kegiatan budidaya yang meliputi persiapan lahan, pembibitan, penanaman, pemeliharaan, dan pemanenan diorientasikan untuk meningkatkan produksi TBS. Pengangkutan juga berperan penting dalam menentukan mutu CPO yang dihasilkan. Pengolahan kelapa sawit menjadi CPO dilakukan melalui beberapa tahap, yaitu penerimaan TBS, perebusan, penebahan, pengempaan, pemurnian minyak, dan penyimpanan CPO. Semua kegiatan operasional budidaya dan pengolahan TBS menjadi CPO akan berjalan optimal bila ditunjang dengan aspek pendukung yang memadai. Sarana pendukung tersebut meliputi penyediaan air dan penyediaan energi. Sistem produksi kelapa sawit di Unit Usaha Adolina dapat dijelaskan sebagai berikut. Budidaya Kelapa Sawit di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Budidaya kelapa sawit dimaksudkan agar hasil yang diperoleh dari tanaman tersebut menjadi lebih tinggi dan bermanfaat. Berdasarkan ketebalan tempurung dan daging buah, buah kelapa sawit atau yang biasa disebut tandan buah segar (TBS) terdiri dari beberapa varietas, yaitu Dura (D), Psifera (P), dan Tenera (T). Proses budidaya tanaman kelapa sawit di UU Adolina meliputi tahap persiapan lahan, pembibitan, penanaman, pemeliharaan, dan pemanenan. Proses budidaya kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar 3.
11 Persiapan lahan Pembibitan Penanaman Penyiangan Pemupukan Pemangkasan Pengendalian hama dan penyakit Pemanenan
Gambar 3 Rangkaian kegiatan proses budidaya kelapa sawit di Unit Usaha Adolina (Natashia, 2012) 1. Persiapan Lahan Persiapan lahan dapat dilakukan dengan beberapa cara. Cara pertama dilakukan untuk lahan yang disebut dengan bukaan baru (new planting). Cara kedua dilakukan untuk lahan yang sebelumnya ditanami komoditi perkebunan lain seperti karet. Cara ketiga adalah mengganti tanaman kelapa sawit yang sudah tidak produktif yang disebut sebagai upaya peremajaan (replanting). Proses pengerjaan persiapan lahan juga mencakup pengerjaan secara mekanis, manual, dan kimia. Pengerjaan secara mekanis dilakukan dengan menggunakan excavator untuk membongkar tanaman asal dan membuat lubang besar. Pengerjaan secara manual dilakukan untuk membersihkan lahan dari kayu-kayuan. Pengerjaan secara kimia dilakukan untuk membersihkan lahan dari gulma yang mengganggu. 2. Pembibitan Pada umumnya pembibitan kelapa sawit terdiri dari satu tahap dan dua tahap. Saat ini, PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina menggunakan pembibitan dua tahap (double stage). Adapun pembibitan dengan menggunakan sistem dua tahap adalah pre nursery (pembibitan awal) dan main nursery (pembibitan utama). Pembibitan awal (pre nursery) berlangsung selama 3 bulan. Pada pembibitan pre nursery, energi biologis (manusia) dan energi pupuk digunakan. Energi manusia digunakan untuk beberapa jenis pekerjaan, yaitu persiapan lahan, persiapan tanam, pemeliharaan, dan pemindahan bibit. Adapun jenis pupuk yang digunakan dalam pembibitan ini adalah pupuk NPK.
12 Pembibitan utama (main nursery) berlangsung sekitar 9 bulan. Pembibitan main nursery memerlukan beberapa masukan energi, yaitu energi biologis (manusia), energi pupuk, dan energi bahan bakar minyak. Penggunaan tenaga manusia diperlukan untuk kegiatan persiapan lahan, persiapan tanam, pemeliharaan, dan pemindahan bibit. Jenis pupuk yang digunakan pada pembibitan ini adalah NPK (15 15 64), NPK (12 12 172), dan Kieserite. Bahan bakar minyak (solar) digunakan untuk menggerakkan pompa untuk kegiatan penyiraman pada pembibitan main nursery. 3. Penanaman Sistem jarak tanam kelapa sawit adalah segitiga sama sisi dengan panjang sisi (jarak dalam barisan) dan tinggi (jarak antar barisan). Dalam pelaksanaan penanaman kelapa sawit terlebih dahulu dilakukan pembuatan lubang tanam. Tahapan budidaya penanaman membutuhkan masukan energi berupa energi biologis (manusia) dan energi pupuk. Energi manusia dibutuhkan untuk kegiatan penanaman. Pupuk yang digunakan terdiri dari beberapa jenis, yaitu Rock Phosphate, ZA, MOP, dan Kieserite. 4. Pemeliharaan a. Tanaman Belum Menghasilkan (TBM) Tujuan utama pemeliharaan TBM kelapa sawit adalah untuk mencapai pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang optimal agar dapat memberikan produktivitas maksimal pada masa TM. Ada beberapa jenis pekerjaan yang dilakukan untuk TBM, yaitu penyiangan, pemupukan, penyisipan, pemberantasan hama dan penyakit, serta pemeliharaan jalan dan saluran air/drainase. Kebutuhan energi pada pemeliharaan TBM mencakup energi biologis (manusia) dan energi pupuk. Penggunaan tenaga manusia dibutuhkan pada kegiatan pemeliharaan jalan, penyulaman, wiping ilalang, pemupukan, sensus hama penyakit, pemberantasan hama penyakit, dan pembuatan TPH. Jenis pupuk yang digunakan pada pemeliharaan TBM di Kebun Adolina adalah Sulphate of Ammonia, Muriate of Potash, Rock Phospate, dan Dolomite. b. Tanaman Menghasilkan (TM) Tujuan utama pemeliharaan areal TM adalah untuk menggali potensi produksi seoptimal mungkin. Beberapa pekerjaan yang dilakukan adalah penyiangan, pemupukan, pengendalian hama, pemeliharaan jalan, pemeliharaan TPH, dan inventarisasi pohon. Masukan energi yang dibutuhkan pada tahapan pemeliharaan TM adalah energi biologis (manusia) dan energi pupuk. Penggunaan tenaga manusia dibutuhkan untuk kegiatan pemeliharaan jalan, wiping ilalang, pemupukan, dan pemberantasan hama penyakit. Adapun jenis pupuk yang digunakan pada tahap ini adalah Urea dan Rock Phosphate.
13 Pemanenan Kelapa Sawit di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Panen adalah serangkaian kegiatan mulai dari memotong tandan matang panen sesuai kriteria matang panen, mengumpulkan dan mengutip brondolan serta menyusun tandan di TPH beserta dengan brondolannya. Tujuan panen adalah untuk memanen seluruh buah yang sudah matang panen dengan mutu yang baik secara konsisten sehingga potensi minyak dan inti sawit maksimal dapat dicapai. Kriteria matang panen adalah persyaratan kondisi tandan yang ditetapkan untuk dapat dipanen. Penentuan kriteria matang panen dapat dilihat dalam tabel berikut ini. Tabel 3 Kriteria matang panen Fraksi Buah 00
Derajat Kematangan
Kriteria Matang Buah
Sangat mentah
0
Mentah
1
Matang
2
Matang
3
Matang
4
Lewat matang
5
Terlalu matang
Tidak ada buah yang membrondol, buah berwarna hitam pekat 1-12.5% dari buah luar membrondol, buah berwarna hitam kemerahan 12.5-25% buah luar membrondol, buah berwarna kemerahan 25-50% buah luar membrondol, buah berwarna merah mengkilat 50-75% buah luar membrondol, buah berwarna orange 75-100% buah luar membrondol, buah berwarna dominan orange Buah dalam ikut membrondol
Peralatan yang digunakan dalam pelaksanaan panen terdiri dari dodos, kampak, egrek, karung, dan kayu pikulan. Di kebun PKS Adolina, pelaksanaan panen dilakukan dari hari Senin sampai Sabtu atau 6 hari dalam seminggu sehingga rotasi panennya adalah 6/7. Pada dasarnya, tandan buah segar yang dipanen harus diangkut dan tiba di PKS pada hari itu juga. Oleh karenanya, diupayakan pengangkutan buah dapat selesai sore hari agar kenaikan ALB minyak sawit yang dihasilkan tidak terjadi. Pengangkutan buah dilakukan dengan menggunakan truk berukuran besar dengan kapasitas 10-15 ton dan truk berukuran kecil dengan kapasitas 5-7 ton.
Pengolahan Kelapa Sawit Menjadi CPO di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Pengolahan TBS di pabrik bertujuan untuk memperoleh minyak sawit yang berkualitas baik dengan rendemen yang tinggi. Pabrik Kelapa Sawit Adolina memiliki kapasitas olah terpasang yaitu 30 ton TBS/jam dengan jam operasi yaitu 22 jam/hari, sehingga kapasitas olah terpasang tiap hari yaitu 660 ton TBS. Data produksi CPO UU Adolina dapat dilihat pada Lampiran 3, dengan rata-rata
14 rendemen TBS menjadi CPO yaitu 23.527%. Sedangkan data waktu pengolahan riil dapat dilihat pada Lampiran 4.
Penerimaan Perebusan Penebahan Pengadukan Pengempaan
Penyaringan
Pemisahan ampas
Pengendapan
Pengeringan
Pemurnian
Pemecahan
Pengeringan
Pemisahan
Penyimpanan CPO
Penyimpanan kernel
Gambar 4 Bagan alir pengolahan kelapa sawit di PKS Adolina (Natashia, 2012)
15 TBS Jembatan timbang Loading ramp
Sterilizer Janjang kosong
Thresher
Empty bunch conveyor
Brondolan Digester
Ampas (cake)
Screw press
Stasiun biji
Minyak Sand trap tank
Biji sawit
Serat
Vibrating screen
Nut cracker
Crude oil tank
Cangkang
CST
Boiler
Sludge
Minyak
Sludge tank
Oil tank
Strainer
Oil purifier
Sludge separator Fat fit
Kernel Silo
Vacuum dryer Storage tank
Gambar 5 Aliran bahan pada alat pengolah kelapa sawit menjadi CPO di Adolina (Natashia, 2012)
16 1. Penerimaan Bahan Baku di Stasiun Penerimaan TBS Stasiun penerimaan TBS merupakan stasiun yang menerima TBS yang diangkut oleh truk-truk pengangkut. Stasiun penerimaan TBS terdiri dari: a. Penimbangan di stasiun penimbangan Tandan buah segar (TBS) yang masuk ke dalam pabrik terlebih dahulu melewati stasiun ini sebelum diletakkan pada loading ramp. TBS tersebut ditimbang di jembatan timbang (weight bridge). Secara umum, jembatan timbang berfungsi untuk menimbang TBS, tandan kosong, inti dimana hasil penimbangan TBS digunakan untuk menghitung rendemen produksi pabrik, sebagai dasar perhitungan pembayaran pemanen dan pihak ketiga, dan sebagai pencatatan produksi TBS kebun pensuplai. b. Penampungan TBS di loading ramp TBS yang telah ditimbang di jembatan timbang kemudian diturunkan di loading ramp. Loading ramp berfungsi sebagai tempat penampungan TBS untuk disortasi sebelum diproses, mencurahkan TBS ke dalam lori rebusan, dan mengurangi kotoran TBS dengan adanya kisi-kisi di dalamnya. Langkah pertama yang dilakukan di loading ramp adalah sortasi buah secara manual. Setelah dilakukan sortasi secara manual, TBS dituang ke dalam kompartemenkompartemen (pintu-pintu loading ramp). Jumlah kompartemen yang terdapat di PKS Adolina adalah 15 kompartemen dengan kapasitas masing-masing 15 ton TBS. TBS yang telah berada di dalam loading ramp selanjutnya dimasukkan ke dalam lori. PKS Adolina memiliki 66 unit lori rebusan. Stasiun penerimaan TBS memerlukan energi biologis (manusia) dan energi listrik sebagai masukan energi. Penggunaan tenaga manusia digunakan untuk melakukan sortasi buah secara manual. Energi listrik digunakan untuk menggerakkan pintu loading ramp. 2. Perebusan Setelah dilakukan sortasi di loading ramp, TBS dimasukkan ke dalam sterilizer dengan menggunakan lori. Lori yang telah menampung TBS ditarik dengan menggunakan capstand (alat penarik). Perebusan berfungsi untuk mempermudah brondolan lepas dari tandan pada waktu proses penebahan di thresher, melunakkan buah sehingga mudah diaduk dalam digester, melekangkan inti supaya mudah lepas dari cangkang, dan menghentikan proses peningkatan ALB. Kapasitas 1 unit sterilizer di Adolina adalah 10 lori dengan masing-masing lori berkapasitas 2.5 ton. Untuk memindahkan lori dari loading ramp ke jalur perebusan digunakan transfer carriage dengan kapasitas 3 unit lori (7.5 ton TBS). PKS Adolina menggunakan 3 unit sterilizer yang memanfaatkan uap panas untuk proses perebusan. Uap tersebut diperoleh dari boiler kemudian disalurkan ke BPV (Back Pressure Vessel) dan selanjutnya disalurkan ke sterilizer. Tekanan yang digunakan adalah 2.0 – 3.0 kg/cm2 dengan temperatur 125-135˚C. Sistem perebusan yang digunakan adalah triple peak (tiga puncak). Puncak pertama berlangsung selama 15 menit dengan tekanan mencapai 2.3 kg/cm2. Puncak I berguna untuk mempercepat penurunan kadar air pada buah. Tekanan uap yang terjadi pada Puncak II adalah 2.5 kg/cm2. Waktu yang diperlukan untuk menaikkan steam adalah ± 12 menit dan pembuangan selama 2 menit. Puncak II bertujuan untuk pelunakan buah dan pematangan. Puncak III berlangsung selama 63 menit dengan tekanan mencapai 3 kg/cm2. Puncak III bertujuan untuk menyempurnakan pelunakan buah. Diperlukan energi manusia dan energi listrik
17 sebagai masukan energi pada stasiun perebusan. Energi manusia digunakan pada saat menjalankan transfer carriage dan capstand serta mengontrol tekanan uap pada saat perebusan. Energi listrik diperlukan untuk menggerakkan beberapa mesin produksi seperti transfer carriage, capstand, dan pendorong lori rebusan. 3. Penebahan Penebahan berfungsi untuk memisahkan atau melepaskan brondolan dari tandannya. TBS yang telah selesai direbus dari sterilizer akan ditarik keluar menggunakan capstand. Lori-lori yang keluar dari rebusan diangkat menggunakan hoisting crane dan dituangkan ke autofeeder. Autofeeder adalah alat yang digunakan untuk mengatur pemasukan tandan buah ke dalam thresher. Thresher merupakan alat pemisah antara tandan dengan brondolan yang berbentuk drum dengan kapasitas 30 ton TBS/jam. Empty bunch conveyor berfungsi sebagai alat angkut janjangan atau tandan kosong dari stasiun penebah ke hopper janjangan. Stasiun penebahan memerlukan energi biologis (manusia) dan energi listrik sebagai masukan energi. Manusia sebagai operator diperlukan dalam pengoperasian hoisting crane, autofeeder, dan mesin produksi lainnya. Mesinmesin produksi tersebut juga memerlukan energi listrik dalam pengoperasiannya, yaitu thresher, elevator bunch crusher, empty bunch conveyor, dan fruit elevator. 4. Pelumatan dan Pengempaan Brondolan sawit yang telah lepas dari tandan kemudian memasuki stasiun pengempaan. Stasiun ini merupakan tempat untuk proses pemisahan minyak dari serabut dan inti kelapa sawit. Pada stasiun ini, terdapat dua alat utama yaitu digester dan screw press. Fungsi digester adalah untuk melepaskan daging buah dari biji dan melumatkannya dengan cara menekan brondolan dengan menggunakan pisau pengaduk. PKS Adolina memiliki 4 unit digester yang memiliki volume sebesar 3.2 – 3.5 m3 untuk tiap digester. Setelah melalui digester, proses selanjutnya adalah pengempaan (pressing). Proses ini merupakan proses pemisahan minyak kasar (crude oil) dari massa adukan dengan cara dikempa. Alat yang digunakan pada proses ini adalah screw press. Alat ini terdiri dari 2 batang baja spiral dengan susunan horizontal dan berputar berlawanan arah. Kapasitas screw press yang digunakan di PKS Adolina adalah 10 – 12 ton TBS/jam. Minyak hasil pengempaan akan keluar melalui lubang silinder kemudian masuk ke sand trap tank, sedangkan ampas (cake) yang berupa serat dan biji akan keluar dari bagian depan screw press lalu masuk ke cake breaker conveyor (CBC). Pada stasiun pengempaan ini dibutuhkan tenaga manusia dan energi listrik. Tenaga manusia dibutuhkan untuk mengontrol dan mengawasi jalannya proses pengempaan. Adapun mesin-mesin produksi yang memerlukan energi listrik adalah fruit distributing conveyor up, fruit distributing conveyor down, digester, dan screw press. 5. Pemurnian Minyak (Klarifikasi) Minyak kasar (crude oil) yang keluar dari screw press masih mengandung kotoran-kotoran seperti pasir dan benda kasar lainnya. Stasiun pemurnian minyak berfungsi untuk memisahkan minyak dengan kotoran serta unsur-unsur yang mengurangi kualitas minyak dan mengupayakan kehilangan minyak seminimal mungkin. Stasiun pemurnian minyak dimulai dari sand trap tank yang berfungsi
18 untuk memisahkan pasir dari cairan minyak kasar yang berasal dari screw press. Di dalam sand trap tank, pasir dan non oil solid yang berat jenisnya lebih besar dari minyak mengendap. Minyak yang keluar dari sand trap tank menuju ke vibrating screen. Vibrating screen (saringan getar) berfungsi untuk memisahkan minyak kasar dari ampas yang berbentuk serat dan pasir serta membuang sampah yang ada dari sisi penyaringan. PKS Adolina memiliki 2 unit vibrating screen. Minyak yang sudah disaring kemudian masuk ke crude oil tank. Crude oil tank berfungsi untuk memanaskan minyak kasar dan mengendapkan kotoran/pasir yang masih lolos dari sand trap tank dan vibrating screen. Dari crude oil tank, minyak masuk ke continuous settling tank (CST). CST berfungsi untuk memisahkan minyak, sludge, dan air secara gravitasi atau berdasarkan perbedaan berat jenis. Minyak yang keluar dari CST langsung dialirkan ke oil tank. Sementara itu, sludge dialirkan ke sludge tank. Oil tank berfungsi sebagai bak penampung sebelum minyak masuk ke oil purifier. Jumlah oil purifier di PKS Adolina ada 3 unit. Minyak kemudian dialirkan ke vacuum dryer. Vacuum dryer berfungsi untuk mengurangi kadar air dalam minyak dengan cara penguapan hampa. Minyak yang telah bersih keluar dari vacuum dryer dan selanjutnya dipompakan ke storage tank. Storage tank berfungsi untuk menyimpan sementara minyak yang dihasilkan sebelum didistribusikan ke tempat pengolahan lain. Jumlah storage tank yang ada di PKS Adolina saat ini adalah 2 unit. Sludge tank berfungsi untuk menerima sludge yang berasal dari CST yang masih mengandung minyak untuk diolah lagi dengan temperatur yang sesuai. Strainer berfungsi untuk memisahkan atau menghilangkan serat-serat halus yang masih ada dalam cairan sludge. Sludge separator berfungsi untuk menerima sludge yang mengandung minyak ± 7% dari sludge tank dengan temperatur antara 80-90˚C serta memisahkan lumpur dan kotoran pada minyak dengan gaya sentrifugal. Minyak kemudian bergerak menuju ke oil tank, sedangkan kotoran dan lumpur yang tersaring langsung dikirim ke bak fat-fit. Bak fat-fit berfungsi untuk mengutip atau mengambil sisa-sisa minyak yang masih ada di dalam sludge dengan sistem pemanasan dan pengendapan sesuai dengan prinsip pemurnian minyak. Setelah itu, sludge dialirkan ke Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) untuk diproses sebelum dibuang. Sisa-sisa minyak yang terkutip dipompakan ke crude oil tank melalui vibrating screen. Stasiun pemurnian juga memerlukan masukan energi untuk dapat beroperasi berupa energi biologis (manusia) dan energi listrik.
Sarana Pendukung Proses Produksi CPO di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Tahapan-tahapan proses produksi CPO juga didukung oleh beberapa stasiun lainnya, yang berfungsi sebagai stasiun pendukung. Keberadaan stasiun pendukung produksi ini sangat berperan penting karena dapat memperlancar jalannya pengolahan. Stasiun-stasiun pendukung produksi dan pengolahan kelapa sawit di PKS Adolina adalah stasiun penyediaan energi, penyediaan air, dan pengelolaan limbah.
19 1. Penyediaan Energi Stasiun penyediaan energi merupakan tempat untuk menghasilkan sumber energi baik berupa energi listrik maupun energi panas untuk keperluan operasional pabrik. Penyediaan energi terdiri dari boiler, turbin uap, back pressure vessel (BPV), dan mesin pembangkit tenaga diesel. a. Boiler Boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Pada PKS Adolina, panas yang digunakan berasal dari pembakaran cangkang dan fibre. Perbandingan antara fibre dan cangkang yang digunakan adalah 3.5:1. Panas tersebut digunakan untuk memanaskan air yang kemudian akan menghasilkan uap. Uap tersebut digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik (melalui turbin uap) untuk keperluan proses produksi di pabrik. Arus listrik dari generator diesel digunakan pada saat awal (start) pabrik untuk mengolah dan saat akhir pengolahan. Untuk selebihnya, energi yang dipakai adalah energi yang dihasilkan oleh cangkang dan fibre sebagai bahan bakar utama boiler. b. Turbin Uap Turbin uap merupakan alat untuk mengkonversikan energi dari steam menjadi energi mekanis (putaran) untuk membangkitkan energi listrik. Turbin uap yang digunakan berjumlah dua buah dengan daya listrik output terpasang yaitu 800 kW. Uap dari boiler yang telah digunakan untuk memutar turbin kemudian ditampung dalam BPV yaitu berupa bejana/tangki. Dari BPV kemudian uap didistribusikan ke instalasi pengolahan. c. Back Pressure Vessel (BPV) BPV berfungsi untuk mengumpulkan uap dari turbin yang mempunyai tekanan 3 kg/cm2 dan akan didistribusikan kepada unit yang membutuhkan uap. d. Generator Diesel Generator diesel merupakan peralatan untuk mendukung penyediaan energi listrik dari turbin uap, terutama saat awal mulai pengolahan dimana pasokan energi listrik dari boiler belum optimal, saat pemakaian energi listrik meningkat atau kualitas uap dari boiler kurang sehingga listrik dari turbin uap juga kurang. Untuk dapat beroperasi, generator diesel memerlukan bahan bakar minyak (solar). 2. Penyediaan Air Sistem penyediaan air bertujuan untuk meningkatkan kualitas air sebelum digunakan agar memenuhi persyaratan yang ditentukan. Persyaratan tersebut dilihat berdasarkan kandungan bahan-bahan kimianya, bahan padatan terlarut, dan sebagainya. Penanganan air ini terbagi dua yaitu external treatment dan internal treatment. a. External Treatment PKS Adolina menggunakan air yang berasal dari sungai Ular yang diambil dengan pemompaan lalu dialirkan ke clarifier tank. Selanjutnya air masuk ke sand
20 filter yang berfungsi untuk menyaring pasir. Air kemudian dialirkan ke menara air yang berfungsi untuk mengirimkan air ke pabrik. Bahan kimia yang ditambahkan dalam external treatment ini yaitu tawas dan Floc 65. b. Internal Treatment Internal treatment merupakan perlakuan lanjutan terhadap air yang akan digunakan untuk umpan boiler. Air dari menara air (tower tank) akan masuk ke cation tank untuk kemudian dialirkan ke degasifer tank. Degasifer tank berfungsi untuk menerima air dari cation tank dan menghisapnya untuk dikirim ke anion tank. Anion tank berfungsi untuk menyaring air, mengirim air ke boiler feed water tank. Boiler feed water tank berfungsi untuk menerima hasil olahan dari anion tank dan mengatur supply air untuk ketel uap. Bahan kimia yang ditambahkan dalam internal treatment ini adalah WITCO BWT 2200, WITCO BWT 2041, dan WITCO BWT 2430. 3. Pengelolaan Limbah Limbah merupakan sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya atau beracun yang karena sifat atau konsentrasinya, baik secara langsung atau tidak langsung akan dapat membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, dan kelangsungan hidup manusia serta makhluk lainnya (Purba, 2009). Limbah dapat digolongkan menjadi 3 jenis berdasarkan karakteristiknya, yaitu limbah padat, limbah cair, dan limbah gas. a. Limbah Padat Limbah padat yang dihasilkan di PKS Adolina berasal dari proses penebahan, pengempaan, pemecahan biji serta pembakaran bahan bakar boiler. Limbah padat dari hasil proses pengolahan kelapa sawit adalah serabut, cangkang, tandan kosong, dan abu ketel. Serabut dan cangkang digunakan sebagai bahan bakar ketel dan tandan kosong digunakan sebagai mulsa dan diaplikasikan pada lahan tanaman sebagai pupuk tambahan. Tandan kosong ini pada awalnya dikumpulkan pada suatu tempat yang disebut hopper tandan kosong. Abu ketel dapat dimanfaatkan sebagai bahan penetral limbah cair untuk dijadikan pupuk. b. Limbah Cair Proses pengolahan kelapa sawit yang menggunakan uap dan air panas akan menghasilkan limbah cair. Limbah cair ini berasal dari kegiatan proses seperti proses perebusan, pengempaan, pemurnian minyak serta pengolahan inti. Setelah diolah di Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) dan memenuhi Baku Mutu Lingkungan, limbah dialirkan ke lahan perkebunan melalui saluran-saluran yang ada. Terdapat kolam pengelolaan limbah di perkebunan Adolina. Kolam pengelolaan ini terdiri dari kolam pendinginan (cooling pond), primary anaerobic pond, secondary anaerobic pond, dan final pond. c. Limbah Gas Limbah gas pabrik pengolahan kelapa sawit berasal dari stasiun tenaga sebagai penyedia air panas dan uap. Gas yang terbentuk berasal dari pembakaran serabut dan cangkang. Komponen pencemar yang terdapat pada gas buang ini, antara lain debu, NO 2 , SO 2 , H 2 S, NH 3 , Cl, HCl, HF, dan partikulat. Secara teknis, PTPN IV Unit Usaha Adolina dilengkapi cerobong asap yang digunakan untuk mengalirkan gas buang hasil pembakaran ke atmosfir dan melakukan prosedur
21 preventif dengan cara menjalankan pengoperasian mesin sesuai standard operational procedure (SOP). Kebutuhan Energi dalam Industri dan Pertanian Kebutuhan energi dalam bidang industri dan pertanian dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu energi langsung dan energi tidak langsung. Energi tersebut dibutuhkan sebagai input atau masukan pada proses produksi. 1. Energi Langsung Energi langsung merupakan energi yang digunakan secara langsung pada proses produksi yaitu berupa bahan bakar fosil (Abdullah, 1998). Peran energi langsung sangat besar dalam suatu proses produksi, terutama untuk proses produksi yang padat energi, hal ini terkait dengan kebutuhan energi listrik dan bahan bakar yang cukup tinggi. Jumlah energi bahan bakar yang digunakan untuk beberapa operasi mekanis pada lahan pertanian dapat dilihat pada Tabel 4, dengan merata-ratakan antara operasi di tanah ringan dan berat, cuaca basah dan kering serta tanah datar dan berbukit. Sedangkan nilai energi dari beberapa jenis bahan bakar dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 4 Input energi untuk beberapa operasi pertanian Operasi Energi (MJ/ha) Membajak (kedalaman 0.2 m) 1180 Mengolah tanah tahap kedua 390 Mengolah tanah dengan rotary 1430 Mengolah tanah ringan 240 Membuat alur 240 Sumber : Leach (1976) dalam Pimentel (1980) Input energi listrik merupakan input energi yang penting, terutama untuk proses produksi yang banyak menggunakan motor listrik. Energi listrik yang dibutuhkan pada tiap jenis proses produksi tidak sama,tergantung dari jenis dan peralatan produksi yang digunakan. Tabel 5 Nilai energi per unit beberapa jenis bahan bakar Sumber Energi
Unit
Gasolin Minyak diesel LPG Gas alam Batu bara keras Batu bara ringan Kayu keras Kayu lunak Listrik
Liter Liter Liter m3 Kg Kg Kg Kg kWh
Nilai Kalor
Input Produksi (MJ/unit)
32.24 38.66 26.10 41.38 30.32 30.29 19.26 17.58 3.60 Sumber : Cervinka (1980) dalam Rahmat (2001)
8.08 9.12 6.16 8.07 2.36 2.37 1.44 1.32 8.39
Nilai Kalor Total (MJ/unit)
40.32 47.78 32.26 49.45 32.59 32.76 20.70 18.90 11.99
22 2. Energi Tidak Langsung Energi tidak langsung merupakan energi yang digunakan untuk memproduksi suatu masukan produksi seperti pupuk, pestisida, alat dan mesin. Jumlah energi langsung dan tidak langsung yang digunakan untuk memproduksi suatu barang disebut embodied energy. Menurut Fluck (1992), embodied energy mengacu pada total energi yang diperlukan dalam pembuatan suatu barang. Embodied energy mengandung arti semua jenis energi yang dibutuhkan untuk memproduksi suatu barang, baik secara langsung maupun tidak langsung. Tenaga manusia sangat berperan dalam operasi di bidang pertanian, walaupun mungkin peran tenaga manusia hanya sebagai operator atau tenaga pembantu. Tenaga manusia dapat digolongkan sebagai energi langsung ataupun tidak langsung tergantung kepada jenis penggunaannya. Kebutuhan energi dasar seseorang tergantung ukuran badan, umur, jenis kelamin, jenis pekerjaan, iklim dan faktor lingkungan lainnya. Kebutuhan energi manusia di berbagai kegiatan pertanian dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6 Kebutuhan energi biologis tenaga manusia pada kegiatan pertanian Kegiatan Pra panen Membersihkan semak Penanaman secara manual Menyiangi rumput Pemanenansecara manual Aplikasi pestisidasecara manual Pengolahan tanah secara mekanis Pengolahan tanah secara manual Memupuksecara manual Mengukur Pembuatan drainase/jalan Pasca panen Semua kegiatan pengolahan di pabrik
Kkal/menit
MJ/jam
6.1 3.2 6.1 4.9 6.9 4.2 6.9 6.9 2.0 6.1
1.532 0.803 1.532 1.230 1.733 1.055 1.733 1.733 0.520 1.532
1.4
0.725
Sumber : Stout (1990)
Audit Energi
Audit energi merupakan bentuk analisa energi untuk menghitung jumlah energi yang digunakan dalam setiap tahap di dalam suatu sistem secara keseluruhan (Abdullah, 1998). Audit energi bertujuan untuk mempelajari penggunaan energi pada suatu proses produksi (jumlah energi, jenis sumber energi, aliran energi) sehingga dapat diketahui strategi yang tepat untuk meningkatkan efisiensi proses, substitusi energi ke arah penggunaan energi yang lebih efektif, efisien, dan berwawasan lingkungan. Menurut PT. KONEBA (1987) dalam Santoso (1999), metode audit energi terdiri dari dua tahap utama yaitu audit energi awal (preliminary energy audit) dan audit energi rinci (detailed energy audit). Audit energi awal berupa pengumpulan data awal dan analisa pendahuluan, yang terdiri dari pengelompokan sumber data, mengidentifikasi data yang diperlukan, pengumpulan data, analisa data dan
23 pembuatan rencana pengembangan. Audit energi rinci yaitu melakukan pengukuran terhadap peralatan yang dipakai dalam suatu pabrik dan melakukan analisa, baik terhadap alat yang tetap digunakan secara kontinyu maupun alat yang bersifat tidak tetap. Menurut Philippines National Oil Company (1986) dalam Santoso (1999), audit energi dapat dibagi menjadi beberapa tingkatan yaitu (1) Primary audit atau preliminary audit yang terdiri dari kegiatan pencatatan dan analisis pemakaian energi dengan cara melakukan tinjauan singkat pada fasilitas pabrik dan analisis kebutuhan serta pembelian bahan bakar minyak. (2) Detailed audit atau maxi audit yang terdiri dari catatan lengkap pemakaian energi untuk menghitung tingkat pemakaian energi dan efisiensi. Hal ini mengharuskan penggunaan alatalat pengukuran. (3) Plant survey atau mini audit yang terdiri dari identifikasi energi terpakai, menganjurkan peningkatan pemeliharaan dan praktek pengoperasian alat secara benar. Mini audit memerlukan pengujian dan pengukuran jumlah energi terpakai dan energi yang hilang. Mini audit juga meliputi anjuran dan analisis peluang konservasi energi dengan anggaran yang relatif murah atau dengan investasi modal yang cukup besar. Waktu pelaksanaan sangat bervariasi tergantung keadaan pabrik. Pimentel et al. (1974) dalam Sholahudin (1999) menyebutkan bahwa ada tiga metode analisis yang digunakan untuk analisis energi, yaitu (1) Analisis statistik, merupakan metode untuk menentukan energi yang tersimpan per satuan keluaran dengan menggunakan data statistik, baik untuk memperoleh informasi maupun yang lebih luas dari itu. (2) Analisis input-output, merupakan metode analisis secara langsung atau tidak langsung terhadap aliran bahan yang masuk ke dalam sistem untuk menghasilkan bahan keluaran tertentu dimana aliran bahan ini dapat dinyatakan sebagai energi utama untuk menghasilkan keluaran tersebut. (3) Analisis proses, dimana setiap tahapan proses atau kerja dianalisis untuk menentukan masukannya dan merupakan suatu identifikasi terhadap jaringan kerja dan proses yang harus diikuti untuk memperoleh produk akhir. Analisis input-output banyak digunakan secara luas karena memungkinkan diperolehnya hasil perkiraan yang lebih baik dibandingkan dengan yang diperoleh melalui analisa statistik (Irwanto, 1996). Hal ini diperjelas oleh Bullard, et al. (1976) dalam Irwanto (1996) yang mengemukakan bahwa gabungan analisis proses dengan analisis input-output secara efisien mampu memberikan perkiraan intensitas energi yang cukup baik. Analisis proses lebih tepat digunakan pada proses produksi/pabrik, dimana aliran fisik bahan mudah ditelusuri.
Hasil- Hasil Penelitian Audit Energi Pada Proses Produksi CPO Hasil penelitian Sholahudin (1999) di PTP. Nusantara VIII (Persero) PKS Kertajaya, Banten Selatan menunjukkan bahwa jumlah energi yang diperlukan untuk menghasilkan tiap kg CPO yaitu sebesar 18.6680 MJ dengan perincian energi langsung sebesar 7.1181 MJ dan energi tidak langsung sebesar 11.5499 MJ. Pada penelitian tersebut, audit energi dilakukan pada kegiatan budidaya kelapa sawit dan pengolahan TBS menjadi CPO, dengan masukan energi terbagi dua yaitu energi tidak langsung meliputi energi dari pupuk dan pestisida serta
24 masukan energi langsung yang berasal dari tenaga manusia, bahan bakar minyak, biomassa, dan listrik. Tedi Ali Rahmat pada tahun 2002 melakukan penelitian audit energi di Unit Usaha Rejosari PTPN VII (Persero) Lampung Selatan. Audit energi yang dilakukan meliputi kegiatan budidaya kelapa sawit, pemanenan, pengangkutan buah, pengolahan TBS menjadi CPO dan kegiatan yang berlangsung pada sarana pendukung produksi. Hasil audit energi pada proses pengolahan TBS menjadi CPO adalah energi tenaga manusia sebesar 1.02 x 10-2 MJ/kg CPO, energi listrik sebesar 3.97 x 10-1 MJ/kg CPO, energi bahan bakar solar untuk diesel 4.11 x 10-1 MJ/kg CPO dan energi biomassa 9.92 MJ/kg CPO. Penelitian audit energi oleh Muhammad Rizal Fadly (2003) di PKS Kwala Sawit PTPN II (Persero) Medan, Sumatera Utara dilakukan pada proses pengolahan TBS menjadi CPO. Hasil audit energi adalah energi tenaga manusia sebesar 7.45 x 10-3 MJ/kg CPO, energi listrik sebesar 3.2309 x 10-1 MJ/kg CPO, energi solar sebesar 2.1746 x 10-1 MJ/kg CPO, dan energi biomassa sebesar 12.62 MJ/kg CPO. Mutiara (2003) melakukan penelitian tentang audit energi pada proses pengolahan TBS menjadi CPO di PT. Condong Garut, Jawa Barat. Hasil audit energi yang dilakukan yaitu konsumsi energi untuk pengolahan TBS menjadi CPO sebesar 14.7011 MJ/kg CPO. Tabel 7 Hasil-hasil penelitian audit energi pada proses produksi CPO di Indonesia Nama peneliti (Tahun penelitian) Sholahuddin (1999) Rahmat (2002) Fadli (2003) Mutiara (2003)
Tempat penelitian PKS Kertajaya UU Rejosari PKS Kwala Sawit PT. Condong Garut
Hasil penelitian energi spesifik (Konsumsi energi) 18.6680 MJ/kg CPO 15.7550 MJ/kg CPO 13.1674 MJ/kg CPO 14.7011 MJ/kg CPO
25
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Sumatera Utara. Pelaksanaan penelitian ini dilakukan pada bulan Februari 2013 sampai Maret 2013. Tahapan penelitian disajikan pada Gambar 6.
Penentuan batasan sistem Penentuan metoda audit Pre Audit Audit Rinci Perbandingan dengan lokasi lain pada komoditi yang sama
Rekomendasi
Gambar 6 Bagan alir penelitian
26
Persiapan Lahan Bibit Pupuk
Pembibitan Mesin dan peralatan pertanian
Penanaman
Pemeliharaan Manusia
Bahan bakar
Pemanenan
Diesel
Listrik
Truk
Pengangkutan
Mesin dan peralatan pengolahan
Penerimaan
Perebusan BPV Penebahan Turbin uap Pelumatan dan pengempaan
Serat dan cangkang
Boiler WTP
Pemurnian minyak
CPO
Keterangan : Batasan sistem = Aliran proses = Input listrik = Input uap =
Input energi langsung = Input energi tidak langsung= Input tenaga manusia =
Gambar 7 Batasan sistem yang diaudit
27 Batasan Sistem Dalam pelaksanaan audit energi, sistem yang akan diteliti perlu dibatasi. Batasan sistem yang diaudit didekati dengan asumsi bahwa proses produksi CPO dimulai dari budidaya kelapa sawit sampai tahap pengolahannya menjadi CPO yang ditunjang oleh sarana pendukungnya. Hal tersebut dipandang sebagai satu satuan usaha pabrik. Batasan sistem yang diaudit dapat dilihat pada Gambar 7. Adapun batasan-batasan lainnya sebagai berikut: 1. Proses produksi untuk menghasilkan CPO dimulai dari kegiatan budidaya sampai dengan pengolahan TBS menjadi CPO yang ditunjang oleh sarana pendukungnya, yaitu sarana penyediaan air dan energi. Hal ini dianggap satu kesatuan sistem produksi. 2. Pengamatan terhadap proses produksi CPO dilakukan secara berurutan mengikuti proses yang berlangsung. 3. Semua kegiatan dan jalannya proses produksi CPO dianggap tetap setiap tahunnya dan dalam keadaan normal. 4. Masukan energi biologis tenaga manusia hanya dihitung yang langsung berhubungan dengan proses produksi. Untuk pegawai administrasi di kantor tidak diperhitungkan. 5. Masukan energi listrik hanya dihitung untuk kegiatan yang langsung berhubungan dengan proses produksi. Penggunaan listrik untuk peralatan dan penerangan kantor serta kebutuhan listrik untuk perumahan karyawan tidak diperhitungkan sebagai input energi produksi. 6. Masukan energi listrik yang merupakan input energi sekunder dari BBM dan biomassa, hanya dihitung sebagai input energi pada tiap tahapan produksi yang mengkonsumsinya. 7. Energi yang berasal dari sistem boiler yaitu uap maupun listrik dari turbin uap dan generator diesel tidak dianggap sebagai input energi total, yang diperhitungkan hanya bahan bakar dari kedua sistem pembangkit listrik tersebut. Tetapi energi listrik untuk setiap tahapan produksi tetap dihitung sebagai input energi pada tahapan produksi tersebut. 8. Dalam proses produksi CPO, semua embodied energy dari mesin dan peralatan pabrik serta peralatan bengkel tidak diperhitungkan. 9. Input energi primer dihitung dari masukan energi pupuk, manusia, solar, dan biomassa. Masukan energi listrik yang merupakan input energi sekunder yang berasal dari solar dan biomassa hanya dihitung pada tiap tahapan produksi yang mengkonsumsinya. Input energi primer digunakan untuk menghitung energi primer riil yang digunakan pada total sistem. 10. Input energi tidak langsung dari pestisida dan bahan kimia pembantu tidak diperhitungkan dalam perhitungan kebutuhan energi produksi tiap kg CPO karena kurangnya data pendukung, tetapi tetap diaudit dan disajikan sebagai data pelengkap dalam bentuk satuan unit bahan (bukan satuan unit energi).
28 Metode Audit
Metode audit yang digunakan dalam penelitian ini adalah audit energi awal (preliminary energy audit) yang dilanjutkan ke tahap audit energi rinci (detailed energy audit). Tahapan audit awal yang dilakukan adalah persiapan kelengkapan kerja, identifikasi data yang diperlukan, pengumpulan data-data mengenai produksi dan energi yang digunakan dalam proses produksi (jenis dan sumber energi). Sedangkan tahapan audit rinci yang dilakukan yaitu melakukan pengukuran terhadap alat dan mesin yang digunakan dalam proses produksi CPO (mulai dari produksi kelapa sawit sampai dengan pengolahannya menjadi CPO), serta analisis energi pada sistem produksi tersebut. Metode analisis energi yang digunakan yaitu metode analisis proses. Setiap tahapan proses dianalisis untuk menentukan masukan energi dan analisis ini merupakan suatu identifikasi terhadap jaringan kerja dan proses yang harus diikuti untuk memperoleh produk akhir. Audit energi dimulai dengan menentukan batasan sistem yang diaudit, kemudian menghitung semua input yang termasuk ke dalam sistem, mengidentifikasi output yang dihasilkan dalam satuan yang sama sehingga diperoleh jumlah energi produksi dalam satuan MJ/kg CPO. Langkah selanjutnya yaitu menghitung efisiensi dari tiap tahapan proses produksi sekaligus mendeteksi bagian/peralatan yang tidak/kurang efisien, sehingga upaya penghematan dapat dilakukan.
Parameter Pengukuran
Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah: 1. Kebutuhan Energi Manusia Data yang digunakan meliputi jumlah tenaga kerja tiap tahapan produksi, hari kerja orang (HKO), jumlah jam kerja, jumlah produksi CPO dan nilai kalor biologis manusia. 2. Kebutuhan Energi Listrik Data yang digunakan meliputi jenis alat, jumlah alat, lama penggunaan alat, daya, tegangan dan arus listrik yang terpasang dan terukur, faktor daya listrik, efisiensi dan jumlah produksi CPO. 3. Kebutuhan Energi Biomassa Data yang digunakan meliputi jumlah cangkang dan serat yang dihasilkan dan dikonsumsi, nilai kalor cangkang dan serat, waktu operasi ketel uap, suhu air umpan, entalpi air umpan, suhu uap, tekanan uap, entalpi uap dan jumlah produksi CPO. 4. Kebutuhan Energi Bahan Bakar Solar Data yang digunakan meliputi konsumsi solar, nilai kalor solar, dan jumlah produksi CPO.
29 5. Kebutuhan Energi Pupuk Data yang digunakan meliputi konsumsi pupuk pada kegiatan budidaya tanaman, nilai kalor jenis pupuk yang digunakan dan produksi TBS per hektar. 6. Kebutuhan Energi Pestisida Data yang digunakan meliputi konsumsi pestisida pada kegiatan pemberantasan hama dan penyakit serta produksi TBS per hektar. 7. Efisiensi Penggunaan Energi Data yang digunakan dalam menentukan efisiensi penggunaan energi adalah energi input, energi berguna, kapasitas terukur dan kapasitas terpasang pada setiap tahapan produksi.
Metode Pengambilan Data
1. Pengumpulan data primer a. Pengamatan dan pengukuran pada proses budidaya sawit. Data yang diambil yaitu spesifikasi alat, jumlah konsumsi solar, dan waktu penggunaan alat dalam proses budidaya. b. Pengukuran dan pengamatan pada proses pengangkutan kelapa sawit. Data yang diambil yaitu jenis kendaraan, konsumsi solar, jarak tempuh, jumlah trip pengangkutan, jumlah TBS terangkut, jumlah tenaga kerja dan jam kerjanya. c. Pengamatan dan pengukuran pada peralatan yang menggunakan listrik dilakukan sebanyak tiga kali ulangan setiap hari selama tiga hari. Data yang diambil adalah kuat arus listrik terukur pada setiap alat/mesin. d. Pengamatan dan pengukuran pada turbin uap dilakukan sebanyak lima kali ulangan per hari dengan selang waktu satu jam selama tujuh hari. Data yang diambil pada turbin uap adalah tekanan uap dan suhu uap. Alat yang digunakan adalah alat yang terpasang di ruang mesin (engine room). e. Pengamatan dan pengukuran pada mesin pembangkit tenaga diesel dilakukan sebanyak lima kali ulangan per hari dengan selang waktu selama satu jam selama tujuh hari. Data yang diambil yaitu tegangan dan arus terukur. Alat yang digunakan adalah alat yang terpasang di ruang mesin. f. Pengamatan dan pengukuran pada boiler, data yang diambil yaitu jumlah serat dan cangkang yang digunakan sebagai bahan bakar boiler, nilai kalor cangkang dan serat, spesifikasi boiler, waktu operasi boiler, suhu uap, tekanan uap, laju uap, suhu air umpan, laju air umpan, suhu BPV, tekanan BPV, dan jumlah produksi CPO yang dihasilkan pada kurun waktu operasi boiler. g. Pengamatan dan pengukuran pada stasiun penyediaan air meliputi daya terukur, arus terukur, tegangan terukur dan waktu operasi alat. 2. Pengumpulan data sekunder a. Data produksi CPO dan pemakaian bahan bakar minyak selama lima tahun terakhir.
30 b. Nilai kalor biologis manusia, pengambilan data berdasarkan referensi Stout (1990). c. Nilai kalor bahan bakar solar berdasarkan referensi Cervinka (1980). d. Data embodied energy pada pupuk dan pestisida.
Alat dan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah TBS, CPO, cangkang, serat, air dan bahan bakar solar. Alat yang digunakan adalah seluruh peralatan produksi serta alat ukur yang terpasang di jembatan timbang, ruang mesin, alat ukur yang terpasang pada alat produksi, tang ampere, bomb calorimeter. Perhitungan dan Analisis Data Perhitungan terhadap masukan energi yang digunakan, dilakukan dengan memasukkan variabel pada persamaan yang telah ditentukan dan semua satuan dikonversikan pada satuan MJ ( Mega Joule). Persamaan yang dipakai dalam perhitungan adalah sebagai berikut: 1. Kebutuhan Energi Biologis Manusia Kebutuhan energi biologis manusia dapat dihitung dengan persamaan berikut (Mutiara, 2003): Etm = ( n x T x Nem)/ Jcpo……………………………………...(1) Keterangan : Etm = konsumsi energi tenaga biologis manusia dalam kegiatan pengolahan CPO tiap kilogram (MJ/kg CPO), n = jumlah tenaga kerja tiap tahapan produksi, T = waktu kerja orang per hari (jam/hari), Nem = nilai kalor manusia (MJ); 0.725 MJ/jam untuk pengolahan di pabrik (Stout, 1990) Jcpo = jumlah produksi CPO per hari (kg/hari) 2. Kebutuhan Energi Biomassa Jumlah energi biomassa yang digunakan untuk bahan bakar boiler dihitung dengan persamaan: Ebb = JBB x NK…………………………………………………(2) Keterangan : Ebb = Energi bahan bakar (kJ) JBB = Jumlah bahan bakar (kg/jam) NK = Nilai kalor bahan bakar (kJ/kg) 3. Kebutuhan Energi Bahan Bakar Solar Solar digunakan sebagai bahan bakar pembangkit tenaga diesel. Jumlah energi bahan bakar solar dalam kegiatan pengolahan untuk memproduksi tiap kilogram CPO adalah : Ebs = ( n x t x N )/Jcpo…………………………………………..(3)
31 Keterangan : Ebs = bahan bakar solar untuk memproduksi tiap kg CPO (MJ/kg CPO) n = kebutuhan solar tiap jam (liter/jam) t = jam jalan pembangkit tenaga diesel (jam/hari) N = nilai kalor bahan bakar solar (MJ/liter); 47.78 MJ/liter (Cervinka dalam Pimentel, 1980 dalam Mutiara, 2003) 4. Kebutuhan Energi Listrik Besarnya energi listrik yang digunakan untuk memproduksi tiap kg CPO didekati dengan persamaan berikut : E = (P x T x η)/ Jcpo……………………………………………..(4) Untuk menghitung nilai daya listrik (fasa tiga) digunakan persamaan berikut. P = V x I x cos θ √3 ……………………………………….........(5) Keterangan : E = energi listrik yang diukur yang digunakan untuk memproduksi tiap kg CPO (MJ/kg CPO) P = daya motor/mesin terukur (kW) T = waktu pemakaian alat (jam) 1 kWjam = 3.6 MJ η = efisiensi alat V = tegangan (volt) I = arus (ampere) cos θ = faktor daya 5. Kebutuhan Energi Pupuk Besarnya energi pupuk yang digunakan pada semua tahapan produksi kelapa sawit di kebun dihitung dengan persamaan : Epp = ∑
𝐾𝑝𝑝(𝑖)𝑥𝑁𝑒𝑝𝑝 𝐽𝑡𝑏𝑠
…………………………………………………………….(6)
Maka jumlah energi pupuk untuk memproduksi tiap kilogram CPO dapat dihitung menggunakan persamaan : 𝐸𝑝𝑝 Epp (tot) = 𝑅𝑑 …………………………………………………...(7) Dimana : Epp (tot) = jumlah energi pupuk yang digunakan untuk memproduksi CPO tiap kilogram (MJ/kg CPO) Epp = jumlah energi pupuk yang digunakan untuk memproduksi tiap kilogram TBS (MJ/kg TBS) Kpp (i) = konsumsi pupuk pada tahap ke-I (kg/ha) Nepp = nilai embodied energy pupuk (MJ/kg) Jtbs = jumlah produksi TBS per hektar (kg/ha) Rd = rendemen (%); perbandingan berat TBS yang diolah (kg) denganberat CPO yang dihasilkan (kg), yang digunakan sebagai faktor konversi. i = 1,2,3,….
32 6. Kebutuhan Energi Pestisida Besarnya energi pestisida yang digunakan pada semua tahapan produksi kelapa sawit di kebun dihitung dengan persamaan : Epe = ∑
𝐾𝑝𝑒(𝑖)𝑥𝑁𝑒𝑝𝑒 𝐽𝑡𝑏𝑠
…………………………………………………..(8)
Maka jumlah energi pestisida untuk memproduksi tiap kilogram CPO dapat menggunakan persamaan : 𝐸𝑝𝑒 Epe (tot) = 𝑅𝑑 …………………………………………...(9) Dimana : Epe (tot) = jumlah energi pestisida yang digunakan untuk memproduksi CPO tiap kilogram (MJ/kg CPO) Epe =jumlah energi pestisida yang digunakan untuk memproduksi tiap kilogram TBS (MJ/kg TBS) Kpe (i) = konsumsi pestisida pada tahap ke-I (kg/ha) Nepe = nilai embodied energy pestisida (MJ/kg) Jtbs = jumlah produksi TBS per hektar (kg/ha) Rd = rendemen (%); perbandingan berat TBS yang diolah (kg) dengan berat CPO yang dihasilkan (kg), yang digunakan sebagai faktor konversi. i = 1,2,3,…. 7. Penggunaan Energi Perhitungan pada penggunaan energi adalah sebagai berikut : a. Efisiensi riil, perbandingan antara jumlah energi berguna dengan jumlah energi input, dengan persamaannya: Eff.riil = (UE/IE) x 100%……………………... (10) Keterangan : Eff. riil = efisiensi riil penggunaan energi (%) UE = energi berguna (MJ) IE = input energi (MJ) b. Efisiensi teknis, perbandingan antara kapasitas alat terukur dengan kapasitas alat terpasang, dengan persamaannya: Efisiensi teknis =
kapasitas alat terukur
kapasitas alat terpasang
x 100%................................(11)
Analisis data dilakukan dengan melakukan pengamatan dan pengukuran terhadap jalannya proses produksi CPO. Data yang diperoleh dimasukkan ke dalam persamaan yang telah ditentukan, sehingga diperoleh nilai konsumsi energi pada tiap tahapan proses produksi. Kebutuhan total energi untuk menghasilkan tiap kg CPO merupakan jumlah konsumsi energi pada tiap tahapan produksi.
33
HASIL DAN PEMBAHASAN Konsumsi Energi pada Proses Produksi CPO di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Sumatera Utara Konsumsi energi primer yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg CPO di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina tanpa menghitung masukan energi dari pestisida dan bahan kimia pembantu pada kapasitas pengolahan 30 ton TBS/jam dengan rendemen TBS menjadi CPO sebesar 23.527% adalah sebesar 13.4106 MJ. Nilai konsumsi energi tersebut lebih kecil dibanding dengan hasil penelitian di PTPN VII Unit Usaha Rejosari (Rahmat, 2002) dan PTPN VIII PKS Kertajaya (Sholahudin, 1999) masing-masing sebesar 15.7550 MJ/kg CPO dan 18.6680 MJ/kg CPO. Namun, konsumsi energi di UU Adolina lebih besar dibandingkan dengan hasil penelitian di PTPN II PKS Kwala Sawit (Fadly, 2003) sebesar 13.1674 MJ/kg CPO. Konsumsi energi primer pada produksi CPO di UU Adolina dapat dilihat pada Tabel 8. Tabel 8 Konsumsi energi primer pada produksi CPO di PKS Adolina Jenis energi Budidaya
A.Energi langsung 1. Solar 2. Biomassa B. Energi tidak langsung 1. Pupuk 2. Pestisida1 C. Energi manusia Total Persentase
Konsumsi energi (MJ/kg CPO) Panen Pengangkutan Pengolahan dan sarana pendukung
Total
Persentase (%)
0.01546 -
-
0.3958 -
0.0207 10.410
0.4319 10.410
3.22 77.63
2.2267 0.3117
0.00314
0.0258
0.00139
2.2267 0.342
16.60 2.55
2.55386 19.04
0.00314 0.0234
0.4216 3.144
10.432 77.79
13.4106 100.00
1) Input energi tidak langsung dari pestisida tidak diperhitungkan dalam perhitungan kebutuhan energi produksi karena kurangnya data pendukung, tetapi tetap diaudit dan disajikan sebagai data pelengkap dalam bentuk satuan unit bahan (bukan satuan unit energi) pada Tabel 16.
Input energi terbesar berasal dari biomassa sebesar 10.410 MJ/kg CPO atau 77.63% dari total masukan energi primer. Input energi terkecil berasal dari penggunaan tenaga manusia sebesar 0.342 MJ/kg CPO atau 2.55% dari total masukan energi primer. Tahapan produksi yang mengkonsumsi energi primer terbesar yaitu tahapan kegiatan pengolahan TBS serta sarana pendukung sebesar 10.432 MJ/kg CPO atau sebesar 77.79% dari total konsumsi energi primer. Tahapan produksi yang paling kecil dalam mengkonsumsi energi yaitu tahapan pemanenan sebesar 0.00314 MJ/kg CPO atau sebesar 0.0234% dari total konsumsi energi primer.
34 Besarnya konsumsi energi pada setiap tahapan produksi setelah input energi solar dan biomassa pada stasiun penyediaan energi sudah dikonversikan menjadi energi listrik, sehingga input yang diperhitungkan sudah berupa energi listrik disajikan pada Tabel 9. Berdasarkan tabel tersebut, dapat dilihat bahwa konsumsi energi total produksi adalah 9.207 MJ/kg CPO. Masukan energi terbesar berasal dari energi uap sebesar 5.92 MJ/kg CPO atau sebesar 64.29% dari total masukan energi. Tahapan produksi yang mengkonsumsi energi paling besar adalah tahapan pengolahan TBS sebesar 5.442 MJ/kg CPO atau sebesar 59.11% dari total konsumsi energi, sedangkan tahapan yang paling kecil dalam mengkonsumsi energi adalah tahapan pemanenan sebesar 0.00314 MJ/kg CPO atau sebesar 0.034% dari total konsumsi energi. Tabel 9 Konsumsi energi finalpada setiap tahapan produksi CPO di UU Adolina setelah biomassa dan solar pada penyediaan energi dikonversi menjadi listrik Jenis energi
A.Energi langsung 1. Solar 2. Listrik 3. Uap B. Energi tidak langsung 1.Pupuk 2.Pestisida1 C.Energi manusia Total Persentase
Konsumsi energi (MJ/kg CPO) Pengangkutan Pengolahan Sarana TBS pendukung
(%)
Budidaya
Panen
Total
0.01546 -
-
0.3958 -
0.1818 5.26
0.1251 0.66
0.4112 0.3069 5.92
4.46 3.33 64.29
2.2267 0.3117
0.00314
0.0258
0.000891
0.000498
2.2267 0.342
24.18 3.71
2.5538 27.74
0.00314 0.034
0.4216 4.58
5.442 59.11
0.785 8.526
9.207
1) Input energi tidak langsung dari pestisida tidak diperhitungkan dalam perhitungan kebutuhan energi produksi karena kurangnya data pendukung, tetapi tetap diaudit dan disajikan sebagai data pelengkap dalam bentuk satuan unit bahan (bukan satuan unit energi) pada Tabel 16.
Pada kegiatan budidaya kelapa sawit di PKS Adolina, konsumsi energi terbesar diperlukan untuk kegiatan pemeliharaan TM sebesar 1.6479 MJ/kg CPO atau sebesar 64.54% dari total konsumsi energi pada kegiatan budidaya. Kegiatan yang paling kecil mengkonsumsi energi yaitu kegiatan persiapan lahan sebesar 0.0024 MJ/kg CPO atau 0.094% dari total konsumsi energi pada kegiatan budidaya. Konsumsi energi pada kegiatan budidaya disajikan pada Tabel 10. Rincian konsumsi energi pada kegiatan budidaya dapat dilihat pada Lampiran 5 sampai 10.
100.00
35 Tabel 10 Konsumsi energi pada tahapan budidaya Jenis energi Pemb. Pre A. Energi langsung 1. Solar B. Energi tidak langsung 1. Pupuk 2. Pestisida1 C. Energi manusia Total Persentase
Konsumsi energi (MJ/kg CPO) Pemb. Pers. Tanam Pem. Main Lahan TBM
Total
(%)
Pem. TM
0.00773
0.00773
-
-
-
-
0.01546
0.6055
0.00508 0.0482
0.0621 0.2190
0.0024
0.04550 0.00045
0.4840 0.0237
1.63 0.0179
2.2267 0.3117
87.21 12.21
0.06101 2.389
0.2883 11.29
0.0024 0.094
0.04595 1.799
0.5077 19.88
1.6479 64.54
2.55326 100
1) Input energi tidak langsung dari pestisida tidak diperhitungkan dalam perhitungan kebutuhan energi produksi karena kurangnya data pendukung, tetapi tetap diaudit dan disajikan sebagai data pelengkap dalam bentuk satuan unit bahan (bukan satuan unit energi) pada Tabel 16.
Pemanenan yang dilakukan di Kebun Adolina hanya menggunakan input energi berupa tenaga manusia sebesar 0.00314 MJ/kg CPO. Pada kegiatan pengangkutan TBS, digunakan tenaga manusia dengan energi sebesar 0.02580 MJ/kg CPO dan penggunaan solar sebesar 0.3958 MJ/kg CPO. Konsumsi energi yang digunakan untuk proses pengolahan TBS menjadi CPO dapat dilihat pada Tabel 11. Pada kegiatan ini, masukan energi terbesar berasal dari energi uap sebesar 5.26 MJ/kg CPO. Tahapan kegiatan pengolahan TBS yang paling besar dalam mengkonsumsi energi listrik dan manusia adalah tahapan pengempaan sebesar 0.069 MJ/kg CPO atau sebesar 37.79% dari total masukan energi listrik dan manusia untuk pengolahan. Tabel 11 Konsumsi energi pada kegiatan pengolahan TBS menjadi CPO Kegiatan
E. listrik (MJ/kg CPO)
E. manusia (MJ/kg CPO)
Penerimaan buah Perebusan Penebahan Pengempaan Pemurnian minyak Total Persentase
0.00042 0.0077 0.0486 0.0689 0.0561 0.1818 99.56
0.00021 0.00031 0.00010 0.00010 0.00015 0.00089 0.487
E. solar (MJ/kg CPO) -
E. uap (MJ/kg CPO)1 -
Total (MJ/kg CPO) 0.00063 0.00801 0.04870 0.06900 0.05625 0.18259
1) Input energi dari uap tidak disajikan secara rinci dalam setiap kegiatan atau stasiun pengolahan karena kurangnya data pendukung, namun total input energi uap yang digunakan dalam pengolahan TBS menjadi CPO adalah sebesar 5.26 MJ/kg CPO.
Persentase (%) 0.34 4.38 26.67 37.79 30.80 100.00
36 Pada sarana pendukung, stasiun penyediaan energi mengkonsumsi energi paling besar yaitu 0.7325 MJ/kg CPO atau sebesar 90.85% dari total masukan energi untuk sarana pendukung. Stasiun pendukung di PKS Adolina mengkonsumsi energi listrik sebesar 0.1251 MJ/kg CPO, energi manusia sebesar 0.000498 MJ/kg CPO, energi uap sebesar 0.66 MJ/kg CPO, dan energi solar sebesar 0.0207 MJ/kg CPO. Energi yang paling besar penggunaannya pada stasiun pendukung adalah energi uap dengan persentase sebesar 81.85% dari total masukan energi untuk sarana pendukung. Bahan bakar solar digunakan sebagai input energi untuk menggerakkan generator diesel untuk menghasilkan energi listrik pada kegiatan pengolahan TBS. Tabel 12 Konsumsi energi pada sarana pendukung Kegiatan
Penyediaan energi Penyediaan air Total Persentase
Energi listrik (MJ/kg CPO) 0.0516
Energi manusia (MJ/kg CPO) 0.000314
Energi uap (MJ/kg CPO) 0.66
Energi solar (MJ/kg CPO) 0.0207
Total (MJ/kg CPO)
Bahan Persentase kimia (%) 1 pembantu
0.7325
-
90.85
0.0735
0.000184
-
-
0.0738
-
9.153
0.1251 15.51
0.000498 0.062
0.66 81.85
0.0207 2.57
0.8063
-
100
1) Input energi tidak langsung dari bahan kimia pembantu tidak diperhitungkan dalam perhitungan kebutuhan energi produksi karena kurangnya data pendukung, tetapi tetap diaudit dan disajikan sebagai data pelengkap dalam bentuk satuan unit bahan (bukan satuan unit energi) pada Tabel 17.
37 Ma Pu So *Pe
= 0.0482 = 0.00508 = 0.00773 =-
Ma Pu So *Pe
= 0.219 = 0.0621 = 0.00773 =-
Ma = 0.0024 *Pe = Ma = 0.00045 Pu = 0.04550 Ma = 0.0237 Pu = 0.4840 *Pe = Ma = 0.0179 Pu = 1.6300 *Pe = -
Bibit Pemb.Pre nursery Pemb.Main nursery Persiapan lahan Penanaman Pemeliharaan TBM Pemeliharaan TM Pemanenan
Ma = 0.00314
Ma = 0.0258 So = 0.3958
Pengangkutan TBS
Ma = 0.00021 Li = 0.00042
Penerimaan buah
Ma = 0.00031 Li = 0.00770 Ma = 0.0001 Li = 0.04860 Ma = 0.0001 Li = 0.06890 Ma = 0.00015 Li = 0.05610
Perebusan
Penyediaan air
Penyediaan energi
Penebahan
Ma = 0.000184 Li = 0.07350 *Ba = -
Ma = 0.000314 Li = 0.051600 So = 0.020700 Bi = 10.4100 *Ba = Uap = 0.66
Pengempaan Pemurnian CPO
Ket : Ma = energi biologis manusia (MJ/kg CPO), Li = energi listrik (MJ/kg CPO) Pu = energi pupuk (MJ/kg CPO), Bi = energi biomassa (MJ/kg CPO) So = energi solar (MJ/kg CPO), Ba = bahan kimia pembantu Pe = energi pestisida, U = energi uap (MJ/kg CPO) *Pestisida dan bahan kimia pembantu tidak diperhitungkan dalam perhitungan kebutuhan energi produksi karena kurangnya data pendukung. Gambar 8 Aliran energi pada produksi CPO di UU Adolina
38
Dari analisis yang dilakukan maka dibuat aliran energi pada setiap tahapan produksi CPO seperti yang disajikan pada Gambar 8. Kebutuhan energi pada proses produksi CPO di PKS Adolina, Sumatera Utara dapat diuraikan sebagai berikut. 1. Tenaga Manusia Tenaga manusia memiliki peranan penting pada setiap proses pengolahan TBS menjadi CPO. Peranan tersebut dapat dilihat dari adanya penggunaan tenaga manusia mulai dari kegiatan budidaya, pemanenan, pengangkutan buah, pengolahan TBS menjadi CPO, dan pada stasiun pendukung produksi. Total penggunaan energi manusia pada proses produksi CPO di PKS Adolina adalah sebesar 0.342028 MJ/kg CPO. Penggunaan tenaga manusia yang paling besar adalah pada kegiatan budidaya sebesar 0.3117 MJ/kg CPO atau sebesar 91.13% dari total konsumsi tenaga manusia. Pada kegiatan budidaya kelapa sawit, tahapan kegiatan yang paling banyak mengkonsumsi energi adalah pembibitan main nursery sebesar 0.21900 MJ/kg CPO atau sebesar 70.26% dari total konsumsi tenaga manusia pada kegiatan budidaya. Sedangkan konsumsi energi manusia terkecil yaitu pada tahap penanaman sebesar 0.00045 MJ/kg CPO atau 0.144% dari total konsumsi tenaga manusia pada kegiatan budidaya. Tabel 13 Konsumsi energi manusia pada setiap tahapan produksi Kegiatan Konsumsi Persentase Persentase Total energi (MJ/kg terhadap (%) CPO) jumlah (%) A. Budidaya 91.13 -Pembibitan pre nursery 0.04820 15.46 -Pembibitan main nursery 0.21900 70.26 -Persiapan lahan 0.00245 0.786 -Penanaman 0.00045 0.144 -Pemeliharaan TBM 0.02370 7.603 -Pemeliharaan TM 0.01790 5.743 Jumlah B. Pemanenan C. Pengangkutan buah D. Pengolahan TBS -Penerimaan buah -Perebusan -Penebahan -Pengempaan -Pemurnian minyak Jumlah E. Sarana Pendukung -Penyediaan air -Penyediaan energi Jumlah Total
0.3117 0.00314 0.02580
100 100 100
0.00021 0.00031 0.00010 0.00010 0.00015 0.00089
23.59 34.83 11.79 11.79 17.68 100
0.000184 0.000314 0.000498 0.342028
36.95 63.05 100 100
0.918 7.543 0.260
0.145
100.00
39 Jumlah penggunaan tenaga manusia untuk kegiatan budidaya tanaman kelapa sawit di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Sumatera Utara lebih kecil dibandingkan dengan penggunaan tenaga manusia di PT. Condong Garut (Wibowo Ari, 2008) sebesar 4.682 MJ/kg CPO. Hal ini terjadi karena adanya perbedaan jenis pekerjaan yang dilakukan misalnya untuk pekerjaan persiapan lahan di PKS Condong Garut masih dilakukan secara manual, sedangkan di UU Adolina sudah dilakukan secara semi mekanis. Kegiatan pengolahan TBS menjadi CPO di PKS Adolina mengkonsumsi tenaga manusia sebesar 0.00089 MJ/kg CPO atau sebesar 0.26% dari total penggunaan tenaga manusia untuk seluruh proses produksi CPO. Tahapan kegiatan pada proses pengolahan TBS yang paling besar dalam mengkonsumsi tenaga manusia adalah tahapan perebusan sebesar 0.00031 MJ/kg CPO atau 34.83% dari total penggunaan tenaga manusia untuk kegiatan pengolahan. Sedangkan tahapan yang paling kecil dalam penggunaan tenaga manusia pada proses pengolahan TBS adalah tahapan penebahan dan pengempaan sebesar 0.0001 MJ/kg CPO atau 11.79% dari total penggunaan tenaga manusia untuk kegiatan pengolahan. 2. Pupuk Pupuk merupakan salah satu energi yang digunakan dan berperan dalam proses produksi CPO terutama pada kegiatan budidaya kelapa sawit. Jenis pupuk yang digunakan di UU Adolina adalah Urea, NPK, Kieserite, SP 36, Rock Phosphate, Potash, Dolomite, dan ZA. Konsumsi energi pupuk dapat dilihat pada Tabel 14. Dari tabel dapat dilihat bahwa jumlah konsumsi energi pupuk pada kegiatan budidaya adalah sebesar 2.22668 MJ/kg CPO dimana konsumsi energi pupuk terbesar terdapat pada kegiatan pemeliharaan TM, yaitu sebesar 1.63 MJ/kg CPO atau 73.20% dari total konsumsi energi pupuk pada kegiatan budidaya. Sedangkan tahapan yang paling kecil dalam mengkonsumsi energi pupuk adalah tahapan pembibitan pre nursery dengan energi sebesar 0.00508 MJ/kg CPO atau 0.228% dari total konsumsi energi pupuk keseluruhan. Tabel 14 Konsumsi energi pupuk pada kegiatan budidaya Kegiatan - Pembibitan pre nursery - Pembibitan main nursery - Persiapan lahan - Penanaman - Pemeliharaan TBM - Pemeliharaan TM Jumlah
Konsumsi energi (MJ/kg CPO) 0.00508 0.06210 0.04550 0.48400 1.63000 2.22668
Persentase (%) 0.228 2.789 2.043 21.73 73.20 100.00
Konsumsi energi pupuk di UU Adolina lebih kecil dibandingkan dengan UU Rejosari (Rahmat, 2002) sebesar 4.925 MJ/kg CPO. Banyak faktor yang mempengaruhi dalam penggunaan pupuk ini, di antaranya adalah jenis tanah, kondisi iklim, dan kondisi tanaman.
40 3. Bahan Bakar Minyak (Solar) Bahan bakar minyak yang digunakan dalam proses produksi CPO di UU Adolina adalah solar. Penggunaan solar tersebut antara lain adalah untuk bahan bakar pompa air pada tahapan kegiatan pembibitan pre nursery dan main nursery, bahan bakar truk untuk pengangkutan TBS ke pabrik, serta sebagai bahan bakar generator diesel untuk penyediaan energi. Konsumsi energi solar di UU Adolina dapat dilihat pada Tabel 15. Tabel 15 Konsumsi energi solar Kegiatan - Pembibitan pre nursery - Pembibitan main nursery - Pengangkutan TBS - Penyediaan energi Total
Konsumsi energi (MJ/kg CPO) 0.00773 0.00773 0.39580 0.02070 0.43196
Persentase (%) 1.78 1.78 91.6 4.79 100
Nilai energi bahan bakar solar yang digunakan adalah 47.78 MJ/liter. Dari hasil perhitungan, diperoleh nilai konsumsi energi solar di UU Adolina adalah 0.43196 MJ/kg CPO. Konsumsi energi solar terbesar terdapat pada proses pengangkutan TBS sebesar 0.39580 MJ/kg CPO atau 91.6% dari total penggunaan energi solar. Tahapan kegiatan yang mengkonsumsi energi solar paling kecil adalah pembibitan pre nursery dan main nursery sebesar masing-masing sebesar 0.00773 MJ/kg CPO atau sebesar 1.78% dari total penggunaan energi solar. Pada tahapan kegiatan pengangkutan TBS, jumlah konsumsi energi solar di UU Adolina lebih besar dibandingkan dengan UU Rejosari (Rahmat, 2002) yaitu sebesar 0.209 MJ/kg CPO. Tingkat konsumsi yang berbeda ini dipengaruhi oleh jarak antara kebun dan pabrik, kondisi jalan, kapasitas angkut dari mobil pengangkut, serta kondisi dari mobil pengangkut yang bersangkutan. 4. Pestisida Penggunaan pestisida di UU Adolina mencakup beberapa jenis, yaitu herbisida, fungisida, dan insektisida. Herbisida yang digunakan adalah Glyphosate yang digunakan dalam pembibitan main nursery dan persiapan lahan serta 2.4.D.Amine yang digunakan dalam pemeliharaan TM. Herbisida ini digunakan untuk membasmi gulma khususnya rumput ilalang yang dapat mengganggu pertumbuhan kelapa sawit. Fungisida yang digunakan yaitu Marfu P yang digunakan pada pembibitan pre nursery. Fungisida digunakan untuk mencegah pertumbuhan jamur pada kecambah. Insektisida yang digunakan yaitu Karbosulfan pada pembibitan pre nursery, Marshal dan Mantene yang dipakai pada pemeliharaan TBM. Insektisida digunakan untuk memberantas ulat api, ulat kantong ataupun serangga pengganggu lainnya. Konsumsi pestisida yang digunakan hanya dihitung sebagai kebutuhan bahan untuk tiap 1 ha dan kg TBS yang dihasilkan karena kurangnya data pendukung untuk nilai kalor produksi pestisida. Konsumsi pestisida dalam kegiatan budidaya dapat dilihat pada Tabel 16.
41 Tabel 16 Konsumsi pestisida pada kegiatan budidaya Kegiatan
- Pemb. Pre nursery - Pemb. Main nursey - Persiapan lahan - Pemeliharaan TBM - Pemeliharaan TM Jumlah
Nama
- Marfu P - Karbosulfan Glyphosate (0.4%) Glyphosate - Marshal 56 - Mantene 2.4. D. Amine
Pemakaian pestisida (bahan/ha) 70 kg 3 kg 5 kg 6 kg 0.65 kg 3.08 kg 0.05 kg
Jumlah (bahan/kg TBS) 1.9 x 10-4 kg 8.16 x 10-6kg 1.36 x 10-5 kg 1.63 x 10-5kg 1.77 x 10-6 kg 8.37 x 10-6 kg 1.36 x 10-7 kg 2.38 x 10-4 kg
5. Bahan Kimia Pembantu Beberapa bahan kimia pembantu digunakan dalam proses produksi CPO di UU Adolina. Bahan kimia pembantu ini digunakan untuk penyediaan air, yaitu pada proses external treatment dan internal treatment. Pada external treatment, bahan yang digunakan yaitu tawas yang berfungsi untuk menjernihkan air. Pada internal treatment, bahan yang digunakan adalah WITCO BWT 2200 yang digunakan untuk mengatur alkali air, WITCO BWT 2041 yang digunakan untuk mencegah terjadinya kerak pada boiler, dan WITCO BWT 2430 yang digunakan sebagai pengikat oksigen dalam air. Konsumsi bahan pembantu kimia yang dikonsumsi hanya dihitung sebagai kebutuhan bahan tiap kilogram CPO yang dihasilkan, karena kurangnya data pendukung untuk nilai kalor produksi bahan kimia pembantu. Pemakaian bahan kimia pembantu dalam penyediaan air dapat dilihat pada Tabel 17. Tabel 17 Pemakaian bahan kimia pembantu pada penyediaan air Tempat External treatment Internal treatment
Nama bahan Tawas WITCO BWT 2200 WITCO BWT 2041 WITCO BWT 2430
Jumlah (bahan/kg CPO) 1.81 x 10-4 kg 2.53 x 10-5 lt 7.17 x 10-5 lt 2.95 x 10-5 lt
6. Listrik Input energi listrik pada kegiatan pengolahan CPO dan sarana pendukung di UU Adolina berasal dari turbin uap dan generator diesel tanpa menggunakan pasokan listrik dari PLN. Konsumsi energi listrik pada proses produksi CPO di UU Adolina dapat dilihat pada Tabel 18. Total energi listrik yang dikonsumsi adalah 0.3069 MJ/kg CPO. Bagian yang terbesar mengkonsumsi energi listrik adalah kegiatan pengolahan TBS sebesar 0.1818 MJ/kg CPO atau sebesar 59.23% dari total konsumsi energi listrik. Penggunaan energi listrik secara rinci pada tiap tahapan produksi di UU Adolina dapat dilihat pada Lampiran 14 . Konsumsi energi listrik total di UU Adolina lebih kecil dibandingkan dengan UU Rejosari sebesar 0.3969 MJ/kg CPO. Ada beberapa faktor yang menyebabkan penggunaan energi listrik yang berbeda tergantung dari kondisi
42 peralatan yang digunakan, cara pengoperasian peralatan, dan kapasitas riil pengolahan. Efisiensi teknis peralatan pengolahan TBS yang digunakan adalah 75.05% dan efisiensi teknis peralatan pada sarana pendukung adalah 70.41% sehingga efisiensi total peralatan yang digunakan dalam proses produksi CPO di UU Adolina adalah 72.73%. Nilai efisiensi teknik ini lebih kecil dibandingkan dengan UU Rejosari dimana efisiensi teknisnya adalah 73.65%. Hal ini dipengaruhi oleh umur dan kondisi motor listrik ataupun peralatan yang digunakan. Tabel 18 Konsumsi energi listrik pada pengolahan dan sarana pendukung Kegiatan
A. Pengolahan TBS - Penerimaan buah - Perebusan - Penebahan - Pengempaan - Pemurnian minyak Jumlah B.Sarana pendukung - Penyediaan air - Penyediaan energi Jumlah Total
Konsumsi energi (MJ/kg CPO)
Persentase terhadap jumlah (%)
0.00042 0.00770 0.04860 0.06890 0.05610 0.18180
0.231 4.235 26.73 37.89 30.86 100
0.07350 0.05160 0.12510 0.30690
58.75 41.25 100
Persentase total (%)
59.23
40.76 100
Efisiensi teknis dari setiap peralatan dan mesin-mesin produksi dihitung berdasarkan perbandingan antara daya yang terukur dengan daya yang terpasang. Berikut ini adalah penyajian efisiensi teknis dari setiap mesin-mesin produksi. Tabel 19 Efisiensi teknis peralatan dan mesin produksi CPO di setiap stasiun pengolahan Kegiatan A. Pengolahan TBS -Penerimaan buah -Perebusan -Penebahan -Pengempaan -Pemurnian minyak B. Sarana pendukung -Penyediaan air -Penyediaan energi Total
Daya terukur (kW)
Daya terpasang (kW)
Efisiensi teknis (%)
5.1 8.42 6.20 15.61 8.21
5.5 10.9 10.23 22.38 10.93
92.73 77.45 60.23 69.73 75.12
14.93 9.64
17.67 17.11
84.49 56.34 72.73
43 Nilai efisiensi teknis alat di UU Adolina lebih kecil bila dibandingkan dengan efisiensi teknis alat di UU Rejosari (Rahmat, 2002) sebesar 73.65% tetapi lebih besar dibandingkan dengan efisiensi teknis alat PMKS Condong Garut (Wibowo, 2008) sebesar 47.69%.
Boiler Turbin
Generator
BPV
uap
listrik
Pengolahan
Gambar 9 Bagan alir listrik 7. Biomassa Biomassa digunakan sebagai bahan bakar pada ketel uap dimana biomassa tersebut berupa serat (fibre) dan cangkang (shell) yang dihasilkan dari proses pengolahan. Komposisi yang digunakan oleh PKS Adolina sebagai bahan bakar ketel uap yaitu 77.78% serat dan 22.22% cangkang. Sedangkan jumlah serat dan cangkang yang dihasilkan di PKS Adolina sehari-hari masing-masing adalah 75325.56 kg dan 21521.59 kg. Nilai kalor serat dan cangkang diperoleh dengan pengujian menggunakan alat Bomb Calorimeter yang dilakukan di Laboratorium Energi dan Elektrifikasi Pertanian IPB yaitu masing-masing sebesar 12.85 MJ/kg dan 17.46 MJ/kg. Data ketersediaan bahan bakar biomassa dan hasil pengukuran nilai kalor bahan bakar biomassa dapat dilihat pada Lampiran 16. Konsumsi bahan bakar biomassa riil untuk boiler didasarkan pada pengamatan bahwa semua cangkang dan serat yang dihasilkan digunakan untuk bahan bakar boiler. Penggunaan bahan bakar riil dan nilai masukan energinya dapat dilihat pada Lampiran 16. Masukan energi biomassa adalah sebesar 10.41 MJ/kg CPO dengan komposisi dari serat sebesar 7.50 MJ/kg CPO atau sebesar 72.04% dari total masukan energi biomassa dan cangkang sebesar 2.91 MJ/kg CPO atau sebesar 27.95% dari total masukan energi biomassa. Dari perhitungan kebutuhan bahan bakar boiler teoritis didapatkan kebutuhan bahan bakar teoritis sebesar 94116.95 kg/hari dengan komposisi yaitu serat sejumlah 73204.16 kg/hari dan cangkang sebesar 20912.78 kg/hari. Dengan masukan energi dari bahan bakar teoritis sebesar 10.18 MJ/kg CPO dengan komposisi yaitu dari serat sebesar 7.34 MJ/kg CPO atau sebesar 72.04% dari total masukan bahan bakar biomassa teoritis dan dari cangkang sebesar 2.84 MJ/kg CPO atau sebesar 27.95% dari total masukan bahan bakar biomassa teoritis. Terdapat selisih antara bahan bakar yang digunakan secara riil dengan kebutuhan bahan bakar teoritis dan akan dijelaskan pada bagian konservasi energi.
44 8. Analisis Energi pada Sarana Pendukung Penyediaan Energi Kebutuhan energi listrik dan uap yang digunakan pada proses produksi CPO dipasok dari sarana pendukung penyediaan energi. Kebutuhan energi uap dipasok oleh uap yang dihasilkan dari pembakaran biomassa pada boiler, sedangkan energi listrik diperoleh melalui konversi biomassa menjadi uap kemudian uap menggerakkan turbin uap dan mengkonversi uap menjadi listrik. Selain dari turbin uap, energi listrik juga berasal dari generator diesel. Pemakaian solar sebagai bahan bakar generator diesel dapat dilihat pada Lampiran 15. Untuk memperoleh data tingkat efektivitas penggunaan energi dilakukan dengan dua cara, yaitu menghitung efisiensi riil penggunaan energi yaitu perbandingan antara energi berguna dengan input energi dan menghitung efisiensi teknis yaitu perbandingan antara kapasitas alat terukur dengan kapasitas alat terpasang. Dari hasil pengamatan dan pengukuran di stasiun penyediaan energi dapat dibuat aliran energi yang disajikan pada Gambar 10. Pada boiler, masukan energi berasal dari biomassa sebesar 10.41 MJ/kg CPO, air umpan sebesar 0.66 MJ/kg CPO, energi listrik sebesar 0.0516 MJ/kg CPO dan tenaga manusia sebesar 0.000209 MJ/kg CPO. Keluaran dari boiler adalah uap superheated dengan kandungan energi sebesar 6.39 MJ/kg CPO. Dari hasil tersebut, maka efisiensi riil boiler adalah sebesar 57.45%. Turbin uap kemudian menerima input energi berupa uap superheated dari boiler sebesar 6.39 MJ/kg CPO sedangkan outputnya yaitu uap saturated yang ditampung dalam BPV dengan kandungan energi sebesar 5.92 MJ/kg CPO dan energi listrik sebesar 0.312 MJ/kg CPO sehingga efisiensi riil turbin uap untuk menghasilkan listrik yang merupakan perbandingan antara output listrik dan uap yang keluar dari turbin uap dengan input uap superheated dari boiler (Haywood, 1995) yaitu sebesar 87.19%. Efisiensi turbin uap dalam menghasilkan listrik adalah sebesar 4.8%. Efisiensi ini tergolong rendah karena input turbin berupa uap masih mengandung banyak air sehingga besarnya panas yang bisa diubah menjadi energi listrik menjadi lebih kecil. Hal ini dipengaruhi juga oleh temperatur di dalam turbin. Nilai efisiensi yang rendah juga disebabkan oleh besarnya kerugian (losses) di dalam turbin seperti pada nosel dan sudu-sudu turbin. Sedangkan jika dilihat dari efisiensi teknis turbin uap maka efisiensi teknisnya adalah sebesar 70.89%.
45
Air umpan Uap = 0.66
Manusia = 0.0001312 Biomassa : 10.41 Listrik : 0.0516 Manusia : 0.000209
Boiler Uap : 6.39
Turbin uap
BPV Uap: 5.92
Listrik : 0.312
Panel listrik 0.31561
Listrik : 0.00361
Solar : 0.0207 Manusia:0.0001312
Instalasi pengolahan dan sarana pendukung Uap = 5.26
Instalasi pengolahan Listrik : 0.1818
Sarana pendukung Listrik = 0.1251
Mesin diesel
Semua input dan output dalam satuan MJ/kg CPO - Eff. riil boiler = 6.39/11.122 = 57.45% - Eff. riil diesel = 0.00361/0.0208 = 17.35% - Eff. riil turbin = (5.26 + 0.312)/6.39 = 87.19% - Eff. turbin dalam menghasilkan listrik = 0.312/6.39 = 4.8% - Eff. teknis turbin = 567.143/800 = 70.89% - Eff. teknis diesel = 87.86/400 = 21.96% - Eff. total penggunaan listrik = 0.3069/0.31561 = 97.24% - Rasio energi listrik dari turbin uap dan generator diesel sebesar 98.86 : 1.144 - Rasio penggunaan listrik antara instalasi pengolahan dan sarana pendukung sebesar 59.24 : 40.76 Gambar 10 Aliran energi pada stasiun penyediaan energi
46 Input energi pada generator diesel berasal dari energi solar dan energi manusia. Input energi solar sebesar 0.0207 MJ/kg CPO dan input tenaga manusia sebesar 0.0001312 MJ/kg CPO sehingga total input energi pada generator diesel adalah 0.0208 MJ/kg CPO. Output yang dihasilkan dari generator diesel berupa energi listrik sebesar 0.00361 MJ/kg CPO, sehingga efisiensi riil generator diesel adalah sebesar 17.35% dengan efisiensi teknisnya yaitu 21.96%. Energi listrik yang dihasilkan oleh turbin uap dan generator diesel adalah sebesar 0.31561 MJ/kg CPO dengan perbandingan penyediaan listrik dari turbin uap dan generator diesel yaitu sebesar 98.86 : 1.144. Kebutuhan energi listrik yang terukur pada semua peralatan produksi yaitu 0.3069 MJ/kg CPO.
PELUANG PENGHEMATAN DAN KONSERVASI ENERGI Dari hasil perhitungan konsumsi energi dan tingkat efektivitas penggunaan energi yang dihasilkan pada proses produksi kelapa sawit menjadi CPO di PKS Adolina Sumatera Utara, dapat diambil kesimpulan bahwa masih dimungkinkan untuk melakukan usaha penghematan energi terhadap beberapa input energi yang digunakan. Upaya penghematan energi dalam hal ini bisa dilakukan dengan meningkatkan tingkat efektivitas produksi dan tingkat efisiensi penggunaan energi. Tingkat efektivitas produksi merupakan perbandingan antara kapasitas pengolahan riil dengan kapasitas pengolahan terpasang. Sedangkan penentuan tingkat efektivitas penggunaan energi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu menghitung efisiensi riil penggunaan energi yaitu perbandingan antara energi berguna dengan input energi dan bila data tersebut tidak diketahui maka digunakan perbandingan antara kapasitas alat/mesin terukur dengan kapasitas alat/mesin terpasang yang disebut dengan efisiensi teknis. Berdasarkan referensi yang didapat dari Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi (EBTKE) – Kementerian ESDM (2013), pelaksanaan konservasi energi mencakup seluruh tahap pengelolaan energi meliputi penyediaan energi, pengusahaan energi, pemanfaatan energi dan konservasi sumber daya energi. Di sisi pemanfaatan energi, pelaksanaan konservasi energi oleh para pengguna dilakukan melalui penerapan manajemen energi dan penggunaan teknologi yang hemat energi. Selain itu, menurut Dirjen Listrik dan Energi Baru, Departemen Pertambangan dan Energi (1984), pelaksanaan konservasi energi dapat dilakukan melalui cara penataan menyangkut efisiensi dari proses dan peralatan, modifikasi dengan investasi sedang, dan modifikasi dengan investasi besar. Kapasitas pengolahan terpasang pabrik yang diperoleh dengan cara mengalikan kapasitas olah pabrik terpasang dengan jam kerja yaitu sebesar 660 ton TBS/hari. Sedangkan kapasitas olah riil pabrik rata-rata hasil pengamatan yaitu sebesar 537.92 ton TBS/hari. Dengan membandingkan antara kapasitas olah riil dengan kapasitas olah terpasang maka diperoleh efisiensi olah pabrik sebesar 81.50%. Nilai efisiensi ini sudah cukup tinggi, namun masih dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan jam olah riil dan meningkatkan produksi TBS di lapangan. Peningkatan produksi TBS di lapangan dilakukan melalui kegiatan budidaya yang optimal serta terus menjalin kemitraan dengan petani-petani kelapa
47 sawit. Dengan meningkatnya pasokan TBS maka akan meningkatkan efisiensi olah riil pabrik. 1. Pemborosan Tenaga Manusia pada Kegiatan Pengolahan TBS Pada penggunaan tenaga manusia dalam kegiatan pengolahan terjadi pemborosan energi akibat kurangnya pasokan TBS, sehingga jam olah riil pabrik yaitu 18.67 jam/hari lebih kecil dibanding jam kerja pegawai yaitu 24 jam/hari untuk 2 shift kerja. Sehingga dari hal tersebut terdapat selisih sebesar 5.33 jam/hari atau 2.665 jam/shift kerja. Akibat pemborosan waktu tersebut maka energi terbuang yaitu 0.000772 MJ/kg CPO. Upaya penghematan dapat dilakukan dengan meningkatkan pasokan TBS sehingga jam olah riil dapat ditingkatkan dan pemborosan waktu kerja dapat dikurangi. Nilai pemborosan ini lebih kecil bila dibandingkan dengan pemborosan tenaga manusia yang terjadi di UU Rejosari (Rahmat, 2002) sebesar 0.00086 MJ/kg CPO. 2. Pemborosan Bahan Bakar pada Stasiun Penyediaan Energi Pada sarana pendukung penyediaan energi, pemborosan energi terjadi karena adanya kelebihan pemakaian bahan bakar boiler. Dari hasil perhitungan antara konsumsi bahan bakar riil dengan konsumsi bahan bakar teoritis, terdapat selisih bahan bakar sebesar 2730.214 kg/hari, sehingga dari selisih tersebut maka energi yang terbuang dari bahan bakar tersebut adalah 0.286 MJ/kg CPO. Jika bahan bakar tersebut digunakan untuk mengganti bahan bakar solar, maka akan dapat menghemat solar sebanyak 128.318 liter/hari atau dalam bentuk biaya sebesar Rp 10.296/kg CPO atau Rp 1365582.84/hari. Nilai pemborosan bahan bakar di UU Adolina ini lebih kecil bila dibandingkan dengan pemborosan yang terjadi di UU Rejosari (Rahmat, 2002) dan di PMKS Condong Garut (Wibowo, 2008) masing-masing sebesar 1.95 MJ/kg CPO dan 0.853 MJ/kg CPO. Upaya penghematan tersebut dapat dilakukan dengan mengatur bahan bakar boiler sesuai kebutuhan dan menampung sisa bahan bakar tersebut untuk digunakan kembali. 3. Pemborosan Energi Listrik pada Kegiatan Pengolahan TBS Pada penggunaan energi listrik, pemborosan energi dapat terlihat dari adanya selisih dari sumber listrik utama (turbin uap dan generator diesel) sebesar 0.31561 MJ/kg CPO dengan energi listrik yang terukur pada peralatan pengolahan dan sarana pendukung sebesar 0.3069 MJ/kg CPO. Selisih tersebut merupakan energi yang hilang (losses) yaitu sebesar 0.00871 MJ/kg CPO. Nilai pemborosan energi listrik ini lebih kecil bila dibandingkan dengan pemborosan energi listrik yang terjadi di UU Rejosari (Rahmat, 2002) dan PMKS Condong Garut (Wibowo, 2008) masing-masing sebesar 0.0379 MJ/kg CPO dan 0.248 MJ/kg CPO. Upaya yang dapat dilakukan untuk penghematan energi listrik ini di antaranya melalui pembenahan sistem jaringan dan instalasi listrik, seperti penggantian kabel yang sudah tua karena kabel tersebut memiliki nilai resistansi yang tinggi. Upaya lainnya adalah dengan cara memodifikasi motor listrik atau bahkan mengganti motor listrik tersebut. Pemborosan-pemborosan energi seperti yang telah diuraikan di atas mengakibatkan energi yang terbuang pada produksi CPO di PKS Adolina adalah sebesar 0.2955 MJ/kg CPO. Nilai pemborosan energi tersebut lebih kecil dibandingkan dengan Wibowo (2008), Mutiara (2003), dan (Rahmat, 2002) di PMKS Condong Garut dan UU Rejosari masing-masing sebesar 1.107 MJ/kg CPO, 3.363 MJ/kg CPO, dan 1.98165 MJ/kg CPO. Upaya penghematan pada penggunaan uap dapat dilakukan dengan menggunakan uap sesuai dengan
48 kebutuhan. Dalam hal ini operator seharusnya bisa disiplin terhadap standar penggunaan uap. Upaya lain dapat dilakukan melalui perbaikan instalansi pengaliran uap yang mengalami kebocoran serta penggantian beberapa alat ukur uap yang mengalami kerusakan.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil audit energi yang telah dilakukan di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Sumatera Utara yang dilakukan pada bulan Februari 2013 sampai Maret 2013, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Total konsumsi energi primer (energi langsung dan energi tidak langsung) yang dibutuhkan adalah sebesar 13.4106 MJ untuk memproduksi tiap kg CPO pada kapasitas pengolahan 30 ton TBS/jam dan tingkat rendemen 23.527%. Nilai tersebut tidak termasuk pestisida dan nilai embodied energy seluruh peralatan dan bibit. Nilai konsumsi energi tersebut lebih kecil dibanding dengan hasil penelitian di PTPN VII Unit Usaha Rejosari (Rahmat, 2002) dan PTPN VIII PKS Kertajaya (Sholahudin, 1999) masing-masing sebesar 15.7550 MJ/kg CPO dan 18.6680 MJ/kg CPO. Namun, konsumsi energi di UU Adolina lebih besar dibandingkan dengan hasil penelitian di PTPN II PKS Kwala Sawit (Fadly, 2003) sebesar 13.1674 MJ/kg CPO. Konsumsi energi primer yang diperlukan tersebut berasal dari input energi pupuk sebesar 2.2267 MJ/kg CPO (16.60% dari total masukan energi primer), solar 0.4319 MJ/kg CPO (3.22%), biomassa 10.41 MJ/kg CPO (77.63%) dan energi biologis manusia sebesar 0.342 MJ/kg CPO (2.55%). 2. Berdasarkan tahapan proses produksi, jumlah energi primer tersebut dibutuhkan pada kegiatan budidaya sebesar 2.55386 MJ/kg CPO (19.04% dari total konsumsi energi primer), pemanenan sebesar 0.00314 MJ/kg CPO (0.0234%), pengangkutan sebesar 0.4216 MJ/kg CPO (3.144%) dan pengolahan TBS serta sarana pendukung sebesar 10.4342 MJ/kg CPO (77.79% dari total konsumsi energi primer). 3. Konsumsi energi pada pengolahan TBS dan sarana pendukung produksi setelah energi primer dikonversikan menjadi energi listrik yaitu masing-masing sebesar 5.442 MJ/kg CPO dan 0.785 MJ/kg CPO. 4. Pada pengolahan TBS menjadi CPO, input energi terbesar berasal dari energi uap sebesar 5.26 MJ/kg CPO, sedangkan tahapan yang paling besar mengkonsumsi energi listrik dan manusia yaitu tahapan pengempaan sebesar 0.06916 MJ/kg CPO atau 37.79% dari total konsumsi energi listrik dan manusia untuk pengolahan TBS menjadi CPO. 5. Dari aliran energi pada sarana pendukung penyediaan energi didapatkan efisiensi boiler sebesar 57.45%, efisiensi riil generator diesel sebesar 17.35%, efisiensi riil turbin uap untuk menghasilkan energi listrik sebesar 87.19%. Efisiensi turbin uap dalam menghasilkan listrik adalah sebesar 4.8%. Nilai
49 efisiensi yang rendah disebabkan oleh besarnya kerugian (losses) di dalam turbin seperti pada nosel dan sudu-sudu turbin. Efisiensi teknis generator diesel sebesar 21.96%, efisiensi teknis turbin sebesar 70.89%, dan efisiensi total penggunaan listrik adalah 97.24%. 6. Energi listrik yang dihasilkan dari sarana pendukung penyediaan energi sebesar 0.31561 MJ/kg CPO berasal dari turbin uap sebesar 0.312 MJ/kg CPO atau 98.85% dari total masukan energi listrik dan generator diesel sebesar 0.00361 MJ/kg CPO atau 1.143%. Kehilangan energi listrik dari input listrik ke peralatan pengguna listrik sebesar 0.00871 MJ/kg CPO. Konsumsi energi listrik pada instalasi pengolahan sebesar 0.1818 MJ/kg CPO dan instalasi sarana pendukung sebesar 0.1251 MJ/kg CPO, sehingga rasio penggunaan energi listrik antara instalasi pengolahan dengan sarana pendukung sebesar 59.24 : 40.76. 7. Besarnya pemborosan energi adalah 0.2955 MJ/kg CPO yang berasal dari pemakaian tenaga manusia untuk pengolahan TBS, penggunaan serat dan cangkang sebagai bahan bakar pada boiler serta adanya kehilangan energi listrik.
Saran
1. Upaya konservasi energi dapat dilakukan antara lain dengan cara meningkatkan efisiensi olah riil pabrik sehingga mengurangi pemborosan terhadap konsumsi energi selama proses pengolahan, yaitu dengan cara meningkatkan produksi TBS di lapangan sehingga jam olah riil meningkat. 2. Pengaturan konsumsi bahan bakar biomassa pada boiler sesuai dengan kebutuhan akan mengurangi pemborosan energi biomassa yang terjadi. Selisih antara konsumsi bahan bakar riil dengan konsumsi bahan bakar teoritis di UU Adolina adalah sebesar 2730.214 kg/hari. 3. Dilakukan pembenahan instalasi listrik, perbaikan peralatan dan mesin-mesin yang telah melewati umur ekonomisnya sehingga mampu meningkatkan efisiensi teknis peralatan dan mesin-mesin tersebut dan mengurangi besarnya pemborosan energi akibat adanya losses.
50
DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2013. Perkebunan Kelapa Sawit. www.deptan.go.id. (diakses pada tanggal 29 Februari 2012) Basuki, C.A. 2006. Analisis Konsumsi Bahan Bakar Pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap dengan Menggunakan Metode Least Square. Makalah Tugas Akhir. Semarang. Dewata, P.I. 2011.Analisa Teknis Evaluasi Kinerja Boiler Type IHI FW SR Single Drum Akibat Kehilangan Panas di PLTU PT. PJB Unit Pembangkitan Gresik.Skripsi. Surabaya. Fadly, M. R. 2003.Audit Energi pada Pengolahan Kelapa Sawit Menjadi Crude Palm Oil (CPO) di PKS Kwala Sawit PTP. Nusantara II (Persero) MedanSumatera Utara.Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB: Bogor. Fluck, R.C. 1992. Energy in Farm Production. Elsevier Press. Irwanto, A.K. 1996. Masukan Energi dalam Produksi Beras.Disertasi. Program Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor. Bogor. Julia, Hilda. 2009. Analisis Konsistensi Mutu dan Rendemen CPO (Crude Palm Oil) di Pabrik Kelapa Sawit Tamiang PT. Padang Palma Permai.Skripsi. USU: Medan. Mutiara. 2003. Audit Energi pada Proses Produksi Crude Palm Oil (CPO) di PT. Condong Garut. Skripsi. IPB: Bogor. Naibaho, M.P. 1998. Teknologi Pengolahan Kelapa Sawit. Pusat Penelitian Kelapa Sawit. Medan. Natashia, Kristen. 2012. Mempelajari Proses Produksi Crude Palm Oil (CPO) dan Kebutuhan Energi dalam Proses Produksi Tersebut di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Sumatera Utara. Laporan Praktik Lapangan. IPB: Bogor. Pimentel, D. 1980. Hand Book of Energy Utilization in Agriculture. CRC Press.Inc. Bocara. Florida: USA. Rahmat, Tedi Ali. 2002. Audit Energi pada Produksi Crude Palm Oil (CPO) di PTP. Nusantara VII (Persero) Unit Usaha Rejosari – Lampung Selatan. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor. Santoso, I. 1999. Audit Energi pada Proses Produksi Teh Hitam di Perkebunan Assam Jayanegara Indah, Sukabumi. Jawa Barat.Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Setyamidjaja, D. 1991. Budidaya Kelapa Sawit. Kanisius.Yogyakarta. Sholahudin. 1999. Audit Energi pada Proses Produksi CPO (Crude Palm Oil) di Pabrik Kelapa Sawit (PKS) Kertajaya PTP. Nusantara VIII Banten Selatan.Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB: Bogor. Simanjuntak, M.E. 2010. Perancangan Geometri Boiler dan Konfigurasi PLTU dengan Daya 7,3 MW Berbahan Bakar Cangkang Sawit. Jurnal Dinamis Vol.I, Medan. Sitepu, Tekad. 2011. Analisa Kebutuhan Uap pada Sterilizer Pabrik Kelapa Sawit dengan Lama Perebusan 90 Menit. Jurnal Dinamis, Volume II, Sumatera Utara. Stout, B. A. 1990. Hand Book of Energy for World Agriculture. Elsevier Press.
51 Sulistiono, Wibowo Ari. 2008. Audit Energi pada Proses Produksi CPO (Crude Palm Oil) di PMKS PT Condong Garut, Jawa Barat.Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
52 Lampiran 1 Letak geografis PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina
53 Lampiran 2 Flow sheet proses produksi di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina
54 Lampiran 3 Data produksi CPO di UU Adolina Tahun
TBS (kg)
CPO (kg)
2008 151956225 35339944 2009 173921730 40174683 2010 183090060 42672109 2011 188024600 43613404 2012 169360840 40712861 2013* 22476210 5449822 Rataan Sumber : Manajemen PKS Adolina, 2013
Rendemen CPO (%) 23.26 23.10 23.31 23.20 24.04 24.25 23.527
* Produksi sampai bulan Februari 2013
Lampiran 4 Data waktu pengolahan di UU Adolina Bulan 2012
2013 Ratarata
Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Januari Februari
Hasil CPO (kg) 2271210 2784252 2799918 2946204 2791814 3451180 4191551 3741782 4570521 4088514 3592557 3483358 2865478 2584344 3297334.5
Hari olah (hari/bulan) 20 23 26 24 26 25 30 25 29 27 26 23 24 20 24.86
Jam olah (jam/hari) 18.16 18.02 16.42 18.64 16.36 19.70 19.35 20.42 21.38 20.04 19.00 20.65 15.96 17.37 18.67
Lampiran berupa data selanjutnya untuk perhitungan dapat dilihat pada file di dalam CD.
55
73
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Kisaran, Sumatera Utara pada tanggal 29 Januari 1992 dari T.R. Nainggolan dan S.R. Purba.Penulis adalah putri kedua dari tiga bersaudara. Tahun 2009, penulis lulus dari SMA Negeri 1 Kisaran dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB dan diterima di Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Komisi Pelayanan Anak , Persekutuan Mahasiswa Kristen IPB juga aktif dalam mengikuti kegiatan kepanitiaan acara-acara di Departemen Teknik Mesin dan Biosistem seperti Agricultural Engineering Goes to Village 2011. Penulis juga pernah menjadi Asisten Praktikum Mekanika Fluida tahun 2011.Penulis melaksanakan praktik lapangan pada bulan Juni-Agustus 2012 di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina, Sumatera Utara dengan judul Mempelajari Proses Produksi Crude Palm Oil (CPO) dan Kebutuhan Energi dalam Proses Produksi Tersebut di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Usaha Adolina Sumatera Utara.
