Potensi Karet Alam dan Minyak Kelapa Sawit Sebagai Bahan Isolasi Listrik Tegangan Tinggi Terbarukan

ABSTRAK

Karet alam dan minyak sawit merupakan andalan ekspor non migas Indonesia dan menjadikan Indonesia salah satu negara pengekspor terbesar di dunia.unuk komiditas tersebut. Karet alam menjadi bahan utama dalam sektor industri seperti otomotif, elektronik, kemasan untuk makanan dan kosmetik, dan lain-lain. Demikian juga dengan minyak kelapa sawit, yang menjadi bahan utama dalam industri makanan, deterjen, farmasi, kosmetik, dan lain-lain. Seiring dalam upaya untuk hilirisasi produk beraskan karet alam dan minyak kelapa sawit, tulisan berikut memaparkan penelitian penggunaannya sebagai bahan isolasi listrik tegangan tinggi terbarukan. Selain menjadi produk yang ramah lingkungan, diharapkan hasil penelitian ini juga dapat menjadi nilai tambah untuk produksi karet alam dan minyak kelapa sawit Indonesia terutama dalam menghadapi masyarakat ekonomi ASEAN (MEA) dan perdagangan bebas dunia.

Kata kunci: Karet alam, minyak kelapa sawit, tegangan tembus, partial discharge, tes penuaan listrik

______________________________________________________________________________

1. PENDAHULUAN

Indonesia merupakan salah satu negara pengekspor karet alam dan minyak kelapa sawit terbesar di dunia. Karet alam menjadi bahan utama dalam industri otomotif, elektronik, kemasan makanan dan kosmetik. Sedangkan minyak sawit menjadi bahan utama dalam industry makanan, deterjen, farmasi, kosmetik, dan lain-lain. Tulisan ini memaparkan hasil penelitian penggunaan karet alam dan minyak kelapa sawit sebagai bahan isolasi listrik terbarukan.

Gambar 1 memperlihatkan sepuluh kelompok industri Indonesia dengan nilai ekspor terbesar berdasarkan data tahun 2015. Dari gambar tersebut, pengolahan kelapa/kelapa sawit dan karet menduduki posisi kesatu dan kelima dengan total nilai ekspor sebesar 26.92 milyar US$. Demikian juga untuk tahun 2014, pengolahan kelapa/kelapa sawit dan pengolahan karet menduduki posisi kesatu dan kelima dengan persentase sebesar 25.24% dari seluruh nilai ekspor Indonesia [1]. 

Gambar 1 Sepuluh kelompok hasil industri Indonesia dengan nilai ekspor terbesar tahun 2015 [1]

 

Melalui penelitian awal ini diharapkan dapat mendukung upaya hilirisasi produk karet alam dan minyak sawit dan menjadi suatu nilai tambah kedua produk tersebut yang akhirnya dapat meningkatkan kesejahtraan petani karet alam dan kelapa sawit di Indonesia.

Dalam penelitian ini, pembuatan sampel karet alam dan campurannya dilakukan di laboratorium teknik kimia UTM termasuk pengujian daya Tarik (tensile strength) sedangkan pengujian sifat-sifat kelistrikan dilaksanakan di laboratorium teknik dan arus tinggi UTM (IVAT), Johor Bahru, Malaysia. 

2. METODE PENELITIAN 

2.1 Karet Alam

Dalam penelitian ini, karet alam dicampur (blend) dengan bahan polimer LLDPE (linear low-density polyethylene) dengan persentase yang berdeda. Alumina trihydrate (ATH) digunakan sebagai bahan aditif yang bertujuan meningkatkan kekuatan material isolasi tersebu. Tabel 1 menunjukkan detail komposisi sampel karet alam tersebut. Sedang Tabel 2 menunjukkan kompisisi campuran karet alam dan LLDPE ditambah nanofiller MMT (montmorillonite), titania (TiO2), dan silika (SiO2). Tabel 3 memperlihatkan kompisi campuran karet alam dengan bahan organik buangan, yaitu tandan buah kosong (empty fruit bunch, EFB) dari buah kelapa sawit sebagai upaya memanfaatkan limbah kelapa sawit.

Table 1 Jenis sampel isolasi listrik berasaskan karet alam dan komposisinya [2]

Table 2 Jenis sampel isolasi listrik berasaskan karet alam dan nanofiller beserta komposisinya [7, 8]

Table 3 Jenis sampel isolasi listrik berasaskan karet alam dan filler beserta komposisinya [2]

Gambar 1 (a) memperlihatkan foto mesin tekanan panas yang digunakan dalam pembuatan sampel berasaskan karet alam. Dalam penelitian ini, suhu diatur dalam rentang 170 ~190oC. Sedangkan Gambar 2 (b) memperlihatkan foto sampel isolasi tegangan tinggi yang telah jadi dengan diameter 40 mm dan ketebalan 1 mm. 

Gambar 1 (a) Foto sampel isolasi berasaskan karet alam, (b) Konfigurasi elektroda CIGRE Method II untuk tes partial discharge (PD) [2].

 

2.2 Minyak Kelapa Sawit

Dalam penelitian ini digunakan dua jenis sampel berbasis minyak sawit, yaitu RBDPO (refined, bleached, deodorized palm oil) dan PFAE  (palm fatty acid ester). Minyak berbasis soya digunakan sebagai perbandingan (FR3). Ketiga jenis sampel minyak ini merupakan minyak terbiodegradasikan (biodegrable oil) yang lebih ramah lingkungan dan diharapkan pada masa akan datang dapat menggantikan minyak transformer yang dewasa ini masih berbasiskan dari hasil pengolahan minyak bumi (non-renewable souce).

2.3 Teknik Pengujian

Test partial discharge (PD), diterapkan dalam pengujian sampel isolasi berasaskan karet alam, menurut standar IEC 60270 [3]. Berdasarkan definisinya, PD adalah discas local yang menjembatani isolasi diantara dua konduktor listrik yang dapat atau tidak dapat terjadi pada konduktor listrik yg berdekatan (Localized electrical discharge that only partially bridges the insulation between conductors and which can or can not occur adjacent to a conductor) [3]. PD adalah gejala awal degradasi pada isolasi listrik yang apabila tidak cepat ditangani, akan menyebabkan kegagalan total dari isolasi tersebut (breakdown). Gambar 2(a) memperlihatkan diagram rangkaian pengujian yg digunakan dalam penelitian ini, dan Gambar 2(b) memperlihatkan foto konfigurasi elektroda CIGRE Method II yg digunakan untuk merepresentasikan partial discharge di dalam sampel uji (internal partial discharge). Foto lengkap rangkaian pengujian beserta komponen yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3. Tegangan 7 kVrms diterapkan pada sampel uji selama satu jam, data PD direkam ke komputer secara otomatis melalui perangkat lunak yg telah diprogram.

                                        Gambar 2 Rangkaian pengujian partial discharge [2]

                                               Gambar 3 Foto rangkaian pengujian partial discharge (PD) [2]

Gambar 4 memperlihatkan rangkaian pengujian partial discharge (PD) untuk minyak kelapa sawit. Gambar 4(a) memperlihatkan foto rangkaian eksperimen yang dilakukan di laboratoriun teknik tegangan tinggi UTM dan Gambar 4(b) memperlihatkan foto sel uji (test cell) yang berisi sampel minyak. Untuk tes PD, tegangan sebesar 5, 10, 15, dan 20 kVrms diterapkan pada sampel minyak selama satu jam. Selain tes PD, tes kekuatan tembus (breakdown tes) pada minyak sawit juga dilakukan. Sel uji yang digunakan berdasarkan standar IEC 60156 - yang menetapkan jarak antrara elektroda sebesar 2.5 mm [4]. Tes penuaan listrik (electrical ageing test) juga diterapkan untuk melihat kualitas minyak seperti yang berlaku ketika digunakan sebagai minyak isolasi di transformer daya. Untuk tes ini, tegangan sebesar 10 kVrms diterapkan selama 1, 3, dan 5 jam. Kemudian diuji tegangan tembus minyak tersebut dan dibandingkan hasil dengan kondisi sebelum tes penuaan listrik. Sifak fisik sampel minyak, seperti viskositas kinetic (kinetic viscosity) dan titik nyala (flash point) juga dilaksanakan untuk melihat kemampuan minyak berbasis kelapa sawit ini dapat digunakan sebagai isolasi di dalam transformer daya.

                               Gambar 4 Rangkaian pengujian partial discharge (PD) untuk minyak kelapa sawit [5].