Ada perbedaan mendasar antara membakar kayu dan memanaskannya hingga rusak. Pembakaran adalah pembakaran. Ia membutuhkan oksigen. Ini menciptakan abu, asap, dan panas. Pirolisis berbeda. Ini adalah dekomposisi kimia yang didorong oleh panas dalam lingkungan bebas oksigen (atau hampir bebas oksigen).
Perbedaan ini penting. Saat Anda membakar sesuatu, Anda bereaksi dengan udara. Saat Anda melakukan pirolisis, Anda memasaknya secara terpisah. Prosesnya dimulai saat Anda menerapkan panas. Ini adalah langkah pertama dalam gasifikasi dan pembakaran, tetapi metode ini berdiri sendiri sebagai metode pemrosesan bahan organik berbasis karbon.
Mekanisme Panas dan Ketiadaan
Laju pirolisis meningkat seiring kenaikan suhu. Operasi industri sering kali mencapai suhu melebihi 430 °C (sekitar 800 °F). Pengoperasian yang lebih kecil dan rumit mungkin menggunakan suhu yang jauh lebih rendah. Tujuannya sama: memutus ikatan molekul tanpa memasukkan oksigen.
Hasilnya adalah perpaduan tiga produk berbeda. Anda mendapatkan komponen gas. Anda mendapatkan residu padat yang terbuat dari karbon dan abu. Dan Anda mendapatkan cairan yang dikenal sebagai minyak pirolitik atau bio-oil. Terkadang cairan ini disebut tar.
Dua contoh sejarah menjelaskan sebagian besar pemahaman kita di sini. Panaskan kayu tanpa oksigen, dan Anda mendapatkan biochar, suatu bentuk arang. Panaskan batu bara, dan Anda mendapatkan minuman bersoda. Coke berfungsi sebagai bahan bakar industri dan pelindung panas. Keduanya merupakan padatan stabil yang tertinggal setelah bagian yang lebih mudah menguap dihilangkan sebagai gas atau minyak.
Membersihkan Kontaminan
Pirolisis bukan hanya tentang pembuatan bahan bakar. Ini adalah alat yang ampuh untuk membersihkan kekacauan. Secara khusus, ini menangani kontaminan organik.
Prosesnya bekerja dalam dua cara. Yang pertama adalah kehancuran. Panas memecah kontaminan organik kompleks menjadi senyawa dengan berat molekul lebih rendah. Yang kedua adalah penghapusan. Kontaminan dipisahkan dari bahan yang dicemarinya, meskipun bahan tersebut tidak sepenuhnya dimusnahkan.
Ini berguna untuk zat yang “retak” atau terurai jika terkena panas. Bifenil poliklorinasi (PCB), dioksin, dan hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH) adalah contoh utama. Pirolisis membongkar molekul organik berbahaya ini.
Itu tidak berhasil dalam segala hal. Bahan anorganik seperti logam tidak dapat dihilangkan atau dihancurkan dengan metode ini. Namun, pirolisis dapat membuat logam-logam tersebut menjadi lembam, menstabilkannya sehingga tidak terlepas ke lingkungan.
Ban dan Lumpur
Penerapan lingkungan adalah tempat dimana teknologi menjadi praktis. Pertimbangkan ban kendaraan. Ini adalah masalah TPA yang sangat besar. Banyak daerah kesulitan dengan volumenya. Saat dibakar dalam insinerator tradisional, ban melepaskan PAH dan logam berat ke udara.
Pirolisis menawarkan jalur yang lebih bersih. Dengan memanaskan ban saat kekurangan oksigen, Anda memecahnya menjadi tiga aliran yang berguna. Anda mendapatkan gas dan minyak, yang bisa berfungsi sebagai bahan bakar. Anda mendapatkan karbon hitam. Residu padat ini sangat berharga. Ini bertindak sebagai pengisi pada produk karet baru. Ia bekerja di filter. Ini digunakan dalam sel bahan bakar.
Lumpur limbah juga menjadi target lainnya. Pengolahan air limbah meninggalkan bahan semipadat yang kaya nutrisi namun juga kontaminan. Pirolisis dapat menghilangkan polutan organik seperti hormon sintetis dari lumpur ini. Ini juga menetralkan logam berat. Hasilnya adalah bahan yang aman digunakan sebagai pupuk.
Biomassa dan Bio-Oil
Potensi teknologi hijau terletak pada biomassa. Bahan biologis seperti kayu, tebu, dan tanaman lainnya berpotensi menggantikan energi berbasis minyak bumi.
Biomassa itu kompleks. Ini mengandung selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Pirolisis menyerang struktur ini. Panas menyebabkan selulosa dan hemiselulosa hancur. Sebagian lignin juga terurai. Molekul yang lebih kecil ini keluar sebagai gas.
Saat Anda mendinginkan gas itu, ia mengembun. Ini menjadi bio-oil. Massa yang tersisa—kebanyakan lignin yang tidak menguap—tetap berada dalam bentuk biochar padat. Gas yang tidak dapat terkondensasi juga dihasilkan.
Proses ini menciptakan sumber bahan bakar cair dari limbah pertanian. Ini menciptakan penyerap karbon padat dalam bentuk biochar. Ini menghasilkan gas untuk energi. Semuanya tanpa membakar biomassa dalam pengertian tradisional.
Kimianya sederhana. Penerapannya sangat luas. Kita mengambil barang-barang yang biasanya kita buang atau bakar dan mengubahnya menjadi sumber daya melalui panas dan keheningan. Sisanya bergantung pada bagaimana kita menskalakannya.
