Pirolisis adalah proses dekomposisi termokimia bahan organik melalui proses pemanasan pada suhu tinggi (biasanya antara 400°C hingga 800°C), tanpa atau dengan sedikit oksigen. Dekomposisi termokimia sendiri adalah reaksi kimia yang memecah suatu zat terurai menjadi zat lain akibat pengaruh panas.
Oleh karena itu, proses pirolisis akan memecah bahan baku (feedstock) menjadi gas (syngas), bio oil, dan biochar. Karena kondisi pemanasan yang berlangsung tanpa adanya udara, pirolisis menghasilkan produk yang jauh berbeda dengan pembakaran biasa.
Pirolisis dapat digunakan untuk mengolah berbagai bahan organik seperti:
Biomassa. Umumnya proses pirolisis digunakan untuk mengolah limbah pertanian seperti potongan kayu, sekam padi, bonggol jagung, dan lainnya.
Limbah plastik. Beberapa jenis plastik seperti PE, PP, PS, dan ABS dapat dipirolisis untuk menghasilkan produk berguna. Akan tetapi, PVC dan PET biasanya tidak bisa dipirolisis.
Karet. Limbah yang terbuat dari karet seperti ban dan sol sepatu.
Limbah minyak. Misalnya, oli dan minyak goreng bekas.
Manfaat Pirolisis
Lalu, apa keunggulan dan manfaat pirolisis dibandingkan dengan pembakaran biasa?
Pertama, pirolisis adalah salah satu cara mengelola sampah yang ramah lingkungan. Dibandingkan dengan pembakaran biasa, proses pirolisis menghasilkan emisi gas rumah kaca yang jauh lebih rendah. Bahkan, pada mesin pirolisis WasteX misalnya, syngas yang dihasilkan digunakan kembali untuk bahan bakar proses pemanasan sehingga mengurangi emisi metana.
Produk yang dihasilkan dari pirolisis juga jauh lebih banyak kegunaannya dibandingkan pembakaran yang hanya menghasilkan arang.
Di atas telah dijelaskan sedikit bagaimana syngas, gas yang sangat mudah terbakar, dapat dimanfaatkan kembali dalam proses pirolisis itu sendiri. Selain itu, syngas juga bisa menjadi bahan bakar turbin atau bahan baku pembuatan zat kimia lainnya.
Biochar, material mirip arang, juga punya banyak manfaat, namun umumnya dipakai dalam industri pertanian. Biochar jauh lebih berpori daripada arang, sehingga dapat meningkatkan retensi air, mengikat unsur hara agar tersedia lebih lama di tanah, dan memperbaiki struktur tanah. Bahkan, jika digunakan dengan tepat dan di-charge agar menghasilkan karbon aktif, biochar dapat meningkatkan hasil panen hingga 95%.
Produk terakhir, yakni bio oil, dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif untuk pembangkit listrik, transportasi, dan pemanas ruangan. Bio oil juga dapat digunakan sebagai bahan baku untuk berbagai produk kimia, seperti resin, plastik, dan pelumas.
Jenis-Jenis Pirolisis
Proses pirolisis dapat dilakukan dengan berbagai metode, tergantung pada jenis bahan baku dan produk yang diinginkan. Namun demikian, terdapat tiga metode pirolisis yang umum digunakan.
1. Pirolisis Lambat (Slow Pyrolysis)
Proses ini berlangsung pada suhu yang lebih rendah (sekitar 400°C hingga 500°C ), memakan waktu beberapa jam hingga beberapa hari. Pirolisis lambat digunakan untuk memproduksi lebih banyak biochar, dengan sedikit syngas dan bio oil.
2. Pirolisis Cepat (Fast Pyrolysis)
Proses ini berlangsung pada suhu yang lebih tinggi (sekitar 400°C hingga 600°C) dalam hitungan detik hingga beberapa menit saja. Metode pirolisis ini menjadi pilihan ketika ingin memaksimalkan produksi bio-oil.
3. Pirolisis Kilat (Flash Pyrolysis)
Proses ini berlangsung dalam waktu yang sangat singkat (beberapa milidetik saja) dengan menggunakan suhu yang sangat tinggi (sekitar 1200°C). Pirolisis kilat utamanya menghasilkan syngas yang terutama terdiri dari hidrogen dan metana.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pirolisis
Pirolisis adalah proses yang kompleks dan membutuhkan pengetahuan dan pengalaman untuk melakukannya dengan benar. Berikut beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan ketika ingin memakai metode pirolisis.
Bahan Baku
Pemilihan bahan baku sangat berpengaruh dalam pengaturan pirolisis dan produk akhir yang dihasilkan. Misalnya, limbah biomassa bisa menghasilkan biochar bermanfaat, sedangkan limbah plastik lebih banyak menghasilkan syngas.
Tingkat kelembaban juga mempengaruhi efisiensi pirolisis. Bahan baku yang lembab memerlukan energi dan panas yang lebih banyak untuk menguapkan seluruh kadar air sebelum proses dekomposisi bisa dimulai. Untuk itu, sangat disarankan untuk mengeringkan bahan baku terlebih dahulu sebelum diproses lebih lanjut.
Selain itu, besarnya bahan baku juga perlu diperhatikan. Potonglah bahan baku menjadi ukuran yang lebih kecil, sehingga proses pemanasan bisa lebih cepat dan menjangkau lebih banyak area permukaan bahan baku.
Suhu
Suhu pirolisis sangat penting untuk menentukan produk yang dihasilkan. Suhu yang terlalu rendah akan menghasilkan lebih banyak bahan baku yang tidak terurai, sedangkan suhu yang terlalu tinggi akan menghasilkan lebih banyak gas dan lebih sedikit bio oil dan biochar. Sesuaikan suhu dengan produk akhir yang Anda ingin hasilkan.
Waktu
Waktu pirolisis juga penting untuk menentukan produk yang dihasilkan. Waktu yang terlalu singkat akan menghasilkan lebih banyak bahan baku yang tidak terurai, sedangkan waktu yang terlalu lama akan menghasilkan lebih banyak gas dan lebih sedikit bio oil dan biochar.
Atmosfer
Atmosfer pirolisis dapat berupa inert (tanpa oksigen) atau oksidatif (dengan sedikit oksigen). Atmosfer inert menghasilkan lebih banyak bio oil dan biochar, sedangkan atmosfer oksidatif menghasilkan lebih banyak gas.
Kesimpulan
Pirolisis adalah proses yang kompleks dengan banyak manfaat potensial. Dengan penelitian dan pengembangan lebih lanjut, pirolisis dapat menjadi teknologi yang penting untuk pengelolaan sampah dan produksi bahan bakar berkelanjutan di masa depan.
Comments