## KONDISI LAHAN KEBUN TEBU SETELAH PANEN DAN KARAKTERISTIK FISIK DAN MEKANIK SERASAH TEBUNYA

## THE SUGAR CANE PLANTATION OF LAND CONDITION AFTER HARVESTING AND  MECHANICS AND PHYSICAL CHARACTERISTICS
Wahyu K Sugandi 1) I Nengah Suastawa 2) , Joko Wiyono 3)
1) Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem FTIP Unpad 2) Departemen Teknik Mesin dan Budidaya Pertanian IPB
3) Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian
” Komunikasi penulis, Email : sugandiwahyu@gmail.com
Naskah ini diterima pada 10 Oktober 2017; revisi pada 28 Novmber 2017; disetujui untuk dipublikasikan pada 13 Desember 2017

## ABSTRACT
Nowadays, burning sugar cane before and after harvest can be damaged the environment and disturb human health in the environment of sugar cane plantations. The efforts to handle the amount of sugarcane which disrubts the process of sugarcane cultivation has been begining. One of them was enumerating the sugarcane became a small size to use as compost, or immersed in the soil. The process was designing machines related to the handling of sugarcane requires data supporting the physical and mechanical properties of sugarcane . The data will be very helpful in generating the design machines that are effective and efficient both technically and economically. The methods this research was descriptive analysis that is doing measurement and data analysis to know condition of land and characteristic of sugarcane .The research results showed that the width of 120 cm ground bunds, the plant distance was 120 cm and the height of the bundle was 20 cm. Density of Kamba 7.7 kg / cm 3 of sugarcane: average length of shoots 162.5 cm, average number of leaves per shoot 4.1 sheets, leaf width average 5.0 cm, average leaf thickness 0.3 mm, flat shoot base diameter 21.3 mm, and shoot weight of 57.3 grams. leaf length 161.1 cm, leaf base width 4.4 cm, middle width of leaves 4.1 cm, leaf tip width 3.9 cm, leaf thickness 0.3 mm, and leaves weight 8.9 grams.
Keywords: Physical properties, mechanical properties, sugarcane.

## ABSTRAK
Telah disadari belakangan ini bahwa pembakaran tebu sebelum dan setelah panen dapat merusak lingkungan hidup serta mengganggu kesehatan manusia di lingkungan perkebunan tebu. Usaha-usaha untuk menangani serasah tebu yang jumlahnya sangat banyak, yang mengganggu proses budidaya tebu telah mulai dilakukan. Salah satunya adalah mencacah serasah tebu menjadi ukuran kecil untuk digunakan sebagai kompos, atau dibenamkan kembali ke dalam tanah.  Proses perancangan alat atau mesin yang berkaitan dengan penanganan serasah tebu tersebut membutuhkan data pendukung sifat fisik dan mekanik serasah tebu. Data tersebut akan sangat membantu dalam menghasilkan rancangan alat dan mesin yang efektif dan efisien baik secara teknis maupun ekonomis.  Metode Penelitian ini adalah analisis deskriptif  yaitu melakukan pengukuran dan analisis data untuk mengetahui kondisi lahan dan karakteristik dari serasah tebu. Hasil Penelitian menunjukkan bahwa lebar guludun 120 cm, jarak tanaman 120 cm dan tinggi guludan 20 cm. Kerapatan Kamba serasah tebu 7,71 kg/ cm 3 , : panjang rata-rata pucuk 162.5 cm, jumlah rata-rata daun per pucuk 4.1 lembar,  lebar daun rata-rata 5.0 cm, tebal daun rata-rata 0.3 mm, diameter pangkal pucuk rata-rata 21.3 mm, dan berat pucuk 57.3 gram. panjang daun 161.1 cm, lebar pangkal daun 4.4 cm, lebar tengah daun 4.1 cm, lebar ujung daun 3.9 cm, tebal daun 0.3 mm, dan berat daun 8.9 gram.
Kata kunci:  Sifat fisik, sifat mekanik, serasah tebu
Kondisi Lahan Kebun Tebu.... (Wahyu KS, I Nengah S dan  Joko W)

## I. PENDAHULUAN
Tebu merupakan tanaman utama penghasil gula yang merupakan komoditi pangan penting baik untuk  dikonsumsi  langsung  maupun  untuk keperluan industri di Indonesia.  Pada tahun 1930-an Jawa  pernah sebagai  exportir  gula terbesar di dunia, namun saat ini kita selalu kekurangan gula.  Gula adalah komoditi strategis setelah  BBM  dan  beras,  masih  memiliki ketergantungan terhadap impor walaupun sejak tahun 2013 luas lahan perkebunan tebu telah meningkat dari 335 ribu hektar menjadi lebih dari 451 ribu hektar pada tahun 2016 (Ditjenbun 2016).  Konsumsi gula nasional sebesar sekitar 5 juta ton per tahun masih belum bisa dipenuhi oleh industri gula dalam negeri.  Dari gambaran di atas masih banyak perbaikan teknologi yang harus  dilakukan  untuk  dapat  merevitalisasi industri gula nasional, khususnya di bidang on farm perkebunan tebu.
Pembakaran tebu sebelum panen di Pulau Jawa tidak diijinkan karena umumnya berdekatan dengan  pemukiman  penduduk.  Kondisi  ini mengakibatkan pada saat habis panen, banyak serasah tebu dan sebagian kecil batang tebu yang masih  tersisa  di  lahan.    Serasah  tebu  hasil tebangan sangat bulky berupa pucuk, batang, sisa daun,  dongkelan, sogolan dan akar.  Sebagai akibatnya untuk memudahkan penyiapan lahan plant cane atau pekerjaan pemeliharaan tanaman ratoon maka dilakukan pembakaran serasah hasil sisa tebangan di lahan seperti yang disajikan pada Gambar 1.
Serasah  hasil tebangan  di lahan  tebu dapat mencapai 20-25 ton /ha (Toharisman 1991).
Jika  dibakar  maka  serasah  yang  jumlahnya sangat besar tersebut hanya terbuang sia-sia, padahal jika serasah tersebut dapat dicacah dan dibenamkan  ke  dalam  tanah  maka  dapat diharapkan menjadi pupuk organik bagi tanah.
Mengingat luasnya areal kebun tebu, kegiatan pencacahan dan pembenaman serasah ke dalam tanah  hanya  mungkin  dilakukan  dengan mekanisasi.  Kegiatan mekanisasi ini hanya bisa dilakukan  apabila  ada  mesin  pengumpul, pencacah dan pembenam serasah.  Spesifikasi mesin juga harus memenuhi kebutuhan dan kondisi budidaya tebu di Indonesia.  Mengingat belum tersedianya alat maupun mesin tersebut, maka  perlu  untuk  mempelajari  aspek pencacahan dan pembenaman serasah tebu, merancang dan membuat mesinnya. Perrson (1987) mendefinisikan pemotongan sebagai suatu proses pemisahan secara mekanik suatu benda padat di sepanjang garis yang sebelumnya telah  ditentukan  dengan  menggunakan  alat pemotong.    Pemotongan  ( Cutting )  bahan  – bahan  pertanian merupakan salah satu kegiatan yang paling sering dilakukan, misalnya pada saat panen  ( harvesting ),  dalam  pemisahan ( separation ) dan juga dalam proses pengecilan ukuran bahan ( size reduction ).
Pada saat pemotongan mata pisau menembus ke  dalam  bahan,  melewati  kekuatan  bahan sehingga bahan menjadi terpisah. Pada saat pemotongan berlangsung, terjadi perbedaan deformasi pada bahan, yang tergantung pada bentuk  mata  pisau  dan  proses  kinematik pemotongan dan kinematika pemotongan Pada Gambar 2 memperlihatkan bentuk – bentuk pemotongan  yang  umum  dilakukan.  Pada
Gambar 1.  Kondisi serasah tebu di lahan(kiri) dan pembakaran serasah sebelum olah tanah (kanan)
gambar  2a)  memperlihatkan  proses pemotongan yang menggunakan dua mata pisau yang saling berhadapan dan terlibat pemotongan ( countermoving blade ) contoh untuk kasus ini adalah gunting. Gambar 2b) memperlihatkan tipe alat  potong  dimana  bahan  diletakkan  pada landasan yang  diam dan pisau pemotongan bergerak, contoh praktis pada proses ini adalah pada perajangan keripik singkong dengan alat chipper .  Gambar  2c)  mengilustrasikan pemotongan lapisan yang tipis, dimana distribusi tegangan  disekitar  mata  pisau  mengalami distorsi yang sangat besar akibat permukaan bebas pada sekitar bidang pemotongan. Gambar d) menunjukkan metode pemotongan yang saat ini banyak dilakukan. Pada kasus ini kecepatan mata pisau harus tinggi (20 – 40 m/s) (Perrson, 1987).
Bahan  dapat dipotong  secara  individu  atau kelompok ( bundle ) tergantung pada jenis bahan dan teknik proses pengolahan yang dilakukan. Contoh pemotongan secara kelompok adalah pertama  –  pertama  bahan  ditekan  dan terdeformasi dengan mata pisau tergantung pada bentuk dan kecepatan baru kemudian diikuti dengan pemotongan. Mata pisau dapat bergerak secara normal ke bahan yang dipotong atau bergerak dengan sudut tertentu.
Agar dapat menganlisa mekanisme pencacahan, pengaliran,  penjepitan  serasah  tebu, mendapatkan parameter teknis pemotongan
(a)                           (b)                          (c)                                         (d) Gambar 2. Beberapa mekanisme pemotongan
Serasah daun tebu
yang paling efektif dan efisien, maka sangat penting untuk diketahui secara pasti tentang sifat-sifat fisik maupun mekanik dari serasah tebu di lapangan maupun secara individu.  Penelitian ini bertujuan untuk memperlajari Karakteristik fisik (bentuk, ukuran, warna, berat jenis) dan sifat mekanik (perubahan akibat tekanan dalam kondisi bulk ) serasah tebu utama yaitu daun tebu kering dan pucuk tebu kering yang ditemukan di lapangan 4-7 hari setelah panen.

## II. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  di  Kebun  tebu  PG Subang, Jawa Barat dan Laboratorium Alat dan Mesin Pertanian FTIP Unpad. Alat dan Bahan uang digunakan adalah Serasah tebu berupa daun, pucuk dan batang tebu kering sebanyak 100 sample yang diperoleh dari PG Subang Jawa Barat.  Alat yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah meteran, jangka sorong, timbangan, oven, relief meter. Metode Penelitian ini adalah analisis deskriptif  yaitu melakukan pengukuran dan analisis data untuk mengetahui kondisi lahan dan karakteristik dari serasah tebu.

## 2.1 Pengumpulan Data Serasah
2.1.1 Pengukuran Karakteristik fisik tebu Pengukuran  karekteristik  fisik  tebu  yang dilakukan terdiri dari dimensi serasah tebu, bulk density , kadar air, elastisitas dan profil guludan pada lahan tebu Data-data pengukuran tersebut sangat penting terutama dalam menganalisis
Kondisi Lahan Kebun Tebu.... (Wahyu KS, I Nengah S dan  Joko W) desain  unit  pencacah  dari  mesin  pencacah serasah tebu. Adapun metode yang digunakan dalam pengukuran karakteristik serasah tebu adalah  dengan  cara  melakukan  pengukuran langsung dengan alat ukur yaitu mistar, jangka sorong dan timbangan digital. Jumlah data yang diukur untuk daun dan pucuk tebu adalah 100 data.

## 2.2 Pengukuran kerapatan isi (bulk density)
Pengukuran kerapatan isi serasah tebu dilakukan langsung di lahan tebu. Hal ini dilakukan  untuk mengetahui kondisi lahan sebenarnya karena desain mesin serasah tebu akan diaplikasikan pada lahan tebu. Pengambilan sampel tumpukan serasah dilakukan pada luasan 2 x 2 meter secara acak. Alat yang digunakan adalah patok, meteran dan  timbangan  gantung.    Pengukuran  ini dilakukan secara acak pada berbagai lahan. Pengukuran dilakukan pada 10 titik pengukuran berbeda.  Situasi pengukuran dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Pengukuran serasah tebu di lahan
2.3 Metode pengukuran kadar air bahan Kadar  air  serasah  tebu  berfungsi  untuk mengetahui kandungan air yang terdapat pada serasah setelah pemanenan. Varietas tanaman tebu yang digunakan adalah PS 865 langsung diambil di  perkebunan tebu –  PG Subang 1 minggu setelah panen. Pengukuran kadar air dilakukan dengan cara metode gravimetrik yaitu
dengan menimbang berat bahan serasah berupa daun, pucuk dan tebu setelah pemanenan, setelah ditimbang  selanjutnya  bahan  tersebut dimasukkan kedalam oven denganm suhu 100 o C lalu ditimbang ulang.

## 2.4 Pengukuran Elastisitas
Elastisitas  dilakukan  dengan  cara  menekan serasah tebu dengan beban hingga ketinggian tertentu beban yang diberikan adalah 80 kg dan 50 kg dengan luas penampang 448 cm 2 sebanyak 20 kali. Pengukuran ketinggian serasah sebelum dan sesudah ditekan di catat sehingga rasio perbandingan pemadatan dapat diperoleh.

## 2.5 Pengukuran profil guludan lahan tebu
Pengukuran  profil  guludan  di  lahan  sangat diperlukan untuk menentukan dimensi dari rancangan mesin yang akan dibuat. Adapun alat yang digunakan pada saat pengukuran di lahan adalah relief meter , water pas dan penggaris.
Gambar 4. Pengukuran profil guludan di PG Subang menggunakan reliefmeter
Mekanisme pengukuran dilakukan dengan cara memasang relief meter pada lahan guludan tebu yang dilengkapi dengan water pas dengan tujuan agar  posisi  relief  meter  dalam  posisi  lurus seimbang (Gambar 4). Setelah mendapatkan posisi lurus dan seimbang langkah selanjutnya lebar guludan, ketinggian guludan dan jarak antar tanaman diukur menggunakan penggaris.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Kondisi lahan
Berdasarkan hasil survey lapangan di PG. Subang, Jawa  barat,  PG  Subang  menerapkan  sistim tebang  2-2  dan  4-2  dengan  harapan  untuk mempermudah  dalam  pembersihan  dan pengangkutan.  Sistem  penebangan  yang diterapkan di PG Subang dikatakan  sebagai sistem  tebang  4-2  atau  sistem  tebang  2-2
Gambar 5.  Sistem tebang tebu di PG. Subang (Gambar 5). Sistem tebang yang biasa dilakukan adalah 4-2, sedangkan untuk sistem 2-2 biasanya untuk lahan yang sulit seperti banyak tebu yang roboh atau tebu yang melilit. Sistem tebang 4-2 artinya  adalah  empat  juring  atau  barisan digunakan sebagai tempat meletakkan batang tebu hasil panen, dan 2 juring di sebelah empat jurung tersebut menjadi tempat meletakkan sampah tebu berupa pucuk dan daun tebu yang disebut trash atau serasah. Begitu juga untuk sistem 2-2 hanya bedanya jumlah barisan tebu bersihnya  hanya  2  barisan.  Tujuan  dari penerapan  sistem 4-2 yaitu untuk menekan
Karakteristik Rata – rata Kisaran Simpangan baku Panjang daun 161.51 cm 117 – 195 cm 14.45 Lebar posisi tepi daun 4.38 cm 3.0 – 6.0 cm 0.8 Lebar posisi tengah daun 4.08 cm 2.8 – 5.6 cm 0.67 Lebar posisi ujung daun 3.89 cm 2.9 -5.3 cm 0.65 Tebal daun 0.25 cm 0.25 cm 0 Berat daun 8.90 gram 3.5 – 13 gram 1.78 Tabel 1. Karakteristik fisik daun tebu Tabel 2. Karakteristik fisik pucuk tebu Karakteristik Rata – rata Kisaran Simpangan baku Panjang pucuk 162.54 cm 130 – 190 cm 11.6 Jumlah daun 4 unit 3.0 -6.0 unit 0.8 Lebar pucuk 5.02 cm 4.0 – 6.0 cm 0.74 Diameter pucuk 21.34 mm 15.3 – 32.3 mm 3.64 Tebal pucuk 0.35 cm 0.2 – 0.5 cm 0.06 Berat pucuk 57.35 gram 29.0 – 98.1 gram 14.87 tunggak dan mempermudah dalam pembersihan lahan.
Solusi  sementara  saat  ini  serasah  tersebut dibakar dengan pengawasan yang cukup ketat oleh pihak pabrik karena belum ditemukan cara penanganan dan pemanfaatan serasah yang lebih efektif dan efesien.

## 3.2 Karakteristik Fisik SerasahTebu
Dari hasil pengukuran terhadap daun dan pucuk tebu diperoleh data – data seperti pada  Tabel 1. Dari data tersebut diperoleh lebar rata – rata daun adalah 4.12 cm Sedangkan data hasil pengukuran terhadap pucuk tebu dengan metode pengukuran yang sama adalah seperti pada Tabel 2.
Data  tersebut di atas diperlukan khususnya dalam mendesain unit pencacah serasah tebu dan alat pengujian torsi karena tebal pucuk ada yang 0.2  cm  (2  mm)  maka  jarak  antara  pisau pemotong pucuk tidak boleh lebih dari 2 mm.
Kondisi Lahan Kebun Tebu.... (Wahyu KS, I Nengah S dan  Joko W)
3.3 Kerapatan Isi ( Bulk Density ) Serasah Tebu
Pengukuran kerapatan isi ( bulk density ) serasah tebu  dilakukan  langsung  di  lahan  tebu. Berdasarkan hasil pengukuran rata-rata tinggi tumpukan serasah tebu di lahan adalah 0.36 meter, dan memiliki kerapatan isi rata-rata 7.7 kg/m 3 . Ketinggian tumpukan ini sebagai dasar dalam mendisain unit pengambilan serasah tebu. Sementara,  kerapatan  isi  akan  sangat mempengaruhi  mekanisme  pengangkatan, pengaliran serasah menuju bagian penjepit dan akhirnya sampai pada bagian pencacah. Data tersebut juga bermanfaat untuk menentukan bentuk dan ukuran unit pengumpan dan unit pencacah serasah tebu.

## 3.4 Kadar Air Serasah Tebu
Hasil pengukuran dan perhitungan mengenai kadar  air  serasah  tebu    pada  basis  kering menunjukan bahwa rata – rata kadar air batang adalah 84.1%,  rata – rata kadar air pucuk adalah 15.7%, dan rata – rata kadar air daun adalah 16.9% . 3.5 Elastisitas Serasah Tebu Serasah tebu yang tersebar di lahan bersifat bulky dan berrongga sehingga memungkinkan untuk  dipadatkan.  Berdasarkan  hasil pengukuran serasah tebu dapat  dipadatkan hingga 4 kali. Hal ini sebagai dasar pertimbangan untuk desain silinder penjepit dan pengujian pemadatan.
Gambar 6 Profil guludan di perkebunan tebu – PG Subang Jawa Barat.

## 3.6 Profil Guludan Lahan Tebu
Data profil guludan sangat diperlukan untuk mendisain dimensi dan ketinggian rangka dari mesin pencacah serasah tebu, untuk menghidari benturan antara mesin pencacah dengan tinggi guludan. Sedangkan data lebar jarak tanaman diperlukan untuk lebar pengambilan serasah dan posisi pijakan roda agar bisa bergerak sesuai dengan alur.  Berdasarkan  hasil  pengukuran diperoleh data bahwa lebar guludan 120 cm, jarak antar tanaman 120 cm, tinggi guludan 20 cm (Gambar 6).
Lebar mesin pencacah yang dirancang adalah 240 cm dua kali jarak tanaman. Hal ini karena mempertimbangkan pemasangan alat lain pada mesin pencacah seperti lebar gear box , lebar sprocket dan lebar bantalan. Selain itu posisi roda harus masuk pada alur guludan. Adapun lebar unit pengambil  dirancang 60 cm setengah dari jarak tanaman dengan harapan agar serasah yang ada di lahan bisa terambil dengan baik. Mengingat unit  pengambil  terintegrasi  dengan  unit pencacah  maka  nilai  lebar  unit  pengambil tersebut merupakan dasar dalam menentukan panjang  silinder  penjepit  ataupun  silinder pencacah.

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN
1. Hasil pengukuran terhadap prodil guludan tanah diperoleh data lebar guludun 120 cm, jarak tanaman 120 cm dan tinggi guludan 20 cm.
2.  Kerapatan Kamba serasah tebu 7,71 kg/cm 3 , kadar air batang adalah 84.1%,  rata – rata kadar air pucuk adalah 15.7%, dan rata – rata kadar air daun adalah 16.9% . 3. Karakteristik fisik pucuk : panjang rata-rata pucuk 162.5 cm, jumlah rata-rata daun per pucuk 4.1 lembar,  lebar daun rata-rata 5.0 cm, tebal daun rata-rata 0.3 mm, diameter pangkal pucuk rata-rata 21.3 mm, dan berat pucuk 57.3 gram.
4.  Karakteristik daun :  panjang daun 161.1 cm, lebar pangkal daun 4.4 cm, lebar tengah daun 4.1 cm, lebar ujung daun 3.9 cm, tebal daun 0.3 mm, dan berat daun 8.9 gram.

## DAFTAR PUSTAKA
Ditjenbun. 2007. Potensi dan Prospek Pabrik Gula di Luar Jawa. Makalah presentasi di Seminar Gula Nasioanal  Perhimpunan Teknik  Pertanian  (PERTETA)  di Makassar, 4 Agustus 2007.
Persson, Sverker. 1987. Mechanics of Cutting Plant  Material.  An  ASAE  Monograph Number  7  in  a  series  published  by American  Society  of  Agricultural Engineers. Michigan.
Robert  Worsing.  1995  Rural  Rescue  and Emergency Care. American Academy of orthopaedic Surgeons.
Sitkey,  G.  1986.  Mechanics  Of  Agricultural Matrial. ELSEVIER, Amsterdam.
Srivastava.1993  Engineering  Prinsiple  of Agricultural  Machine.ASAE  Textbook Number 6 Published by American Society of Agricultural Engineers.
Toharisman,  A.,  1991.    Pengelolaan  Tebu Berkelanjutan.    Pusat  Penelitian Perkebunan Gula Indonesia (P3GI).
Kondisi Lahan Kebun Tebu.... (Wahyu KS, I Nengah S dan  Joko W)