PIROLISIS Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau reagen lainnya, di mana material mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Pirolisis adalah kasus khusus termolisis. Pirolisis ekstrim, yang hanya meninggalkan karbon sebagai residu, disebut karbonisasi.
Pirolisis Piroli sis ada adalah lah kas kasus us khu khusus sus dari the thermo rmolys lysis is ter terkai kaitt den dengan gan pros proses es kim kimia ia charring, dan yang paling sering digunakan untuk organik bahan.. Hal ini terjadi secara spontan pada temperatur tinggi (misalnya, di atas 300 ° C untuk kayu, itu berbeda untuk bahan lainnya, misalnya dalam kebakaran atau ketika !egetasi datang dat ang ke dal dalam am kon kontak tak den dengan gan la! la!aa dal dalam am let letusa usan n gunu gunung ng bera berapi. pi. "ecara umum, gas dan cairan menghasilkan produk dan meninggalkan residu padat kaya kandungan karbon. #$treme pirolisis, yang daun karbon sebagai residu, disebut karbonisasi. Hal itu tidak melibatkan reaksi dengan oksigen atau reagen lainnya, tetapi dapat terjadi dalam kehadiran mereka. Piroli Piro lisis sis yan yang g ba bany nyak ak di digu guna naka kan n da dala lam m in indu dust stri ri ki kimi mia, a, mi misa saln lnya, ya, un untu tuk k menghasilkan arang, karbon aktif, metanol dan bahan kimia lainnya dari kayu, untuk mengubah ethylene dichloride ke !inil klorida untuk membuat P%C, untuk memproduksi kokas dari batubara, untuk mengubah biomassa menjadi gas sintesis, untuk mengubah limbah menjadi bahan sekali pakai dengan aman, dan untuk retak menengah&berat hidrokarbon dari minyak untuk memproduksi lebih ringan yang seperti bensin. 'ni ad 'ni adal alah ah pr pros oses es ki kim mia pe pent ntin ing g di be bebe bera rapa pa me mem mas asak ak pr pros osed edur ur se sepe pert rtii mem me man angg ggan ang, g, men engg ggor oren eng, g, me mema mang ngga gang ng,, da dan n ka kara ram mel el.. Pi Piro roli lisi siss ju juga ga merupak mer upakan an ala alatt anal analisi isiss kim kimia, ia, mis misaln alnya ya den dengan gan piro pirolis lisis is krom kromato atograf grafii gas spek sp ektr trom omet etri ri ma mass ssaa da dan n di ca carbo rbon& n&) ) ke kenc ncan an.. *e *ema mang, ng, ba bany nyak ak +a +att ki kimi miaa penting, seperti fosfor dan asam sulfat, pertama kali diperoleh dengan proses ini. el elah ah diasum diasumsikan sikan berlan berlangsung gsung selam selamaa catage catagenesis, nesis, kon!e kon!ersi rsi dimak dimakamkan amkan bahan organik untuk bahan bakar fosil. Keberadaan dan Penggunaan Api
Pirolisis biasanya pertama reaksi kimia yang terjadi dalam membakar banyak bahan bakar organik padat, seperti kayu, kain, dan kertas, dan juga dari beberapa jenis plastik. -alam sebuah kayu api, api yang terlihat tidak akibat pembakaran kayu itu sendiri, melainkan gas yang dirilis oleh pirolisis sedangkan api&kurang pembakaran bara adalah pembakaran residu padat (arang
yang ditinggalkan itu -engan demikian, pirolisis bahan umum seperti kayu, plastik, dan pakaian adalah sangat penting bagi keselamatan kebakaran dan penanggulangan kebakaran. Memasak
Pirolisis makanan terjadi ketika dihadapkan pada suhu yang cukup tinggi dalam lingkungan kering, seperti dipanggang, memanggang, memanggang, memanggang, dll. 'ni adalah proses kimia yang bertanggung ja/ab atas pembentukan kerak cokelat keemasan dalam makanan disiapkan oleh metode& metode. *emasak normal, makanan utama komponen yang menderita pirolisis adalah karbohidrat (termasuk gula, pati, dan serat dan protein. Pirolisis lemak memerlukan suhu yang lebih tinggi, dan karena itu menghasilkan produk& produk beracun dan mudah terbakar (seperti acrolein, umumnya dihindari dalam memasak normal. 'tu mungkin terjadi, amun, ketika lemak memanggang daging di atas bara panas. Pirolisis karbohidrat dan protein memerlukan suhu yang jauh lebih tinggi dari 00 ° C (11 ° 2, sehingga tidak terjadi pirolisis selama air bebas hadir, misalnya di mendidih makanan bahkan dalam pressure cooker. 4etika dipanaskan dalam kehadiran air, karbohidrat dan protein secara bertahap menderita hidrolisis daripada pirolisis. *emang, bagi sebagian besar makanan, pirolisis biasanya terbatas pada lapisan luar makanan, dan hanya dimulai setelah lapisan yang telah kering. Pirolisis juga memainkan peran penting dalam produksi gandum teh, kopi, dan kacang panggang seperti kacang tanah dan almond. "aat ini sebagian besar terdiri dari bahan&bahan kering, proses pirolisis tidak terbatas pada lapisan paling luar tetapi meluas di seluruh bahan. -alam semua kasus ini, pirolisis menciptakan atau melepaskan banyak +at yang berkontribusi pada rasa, /arna, dan sifat biologis dari produk akhir. *ungkin juga menghancurkan beberapa +at yang beracun, tidak menyenangkan dalam rasa, atau yang dapat menyebabkan busuk. Arang
Pirolisis telah digunakan sejak +aman untuk mengubah kayu menjadi arang dalam skala industri. "elain kayu, proses juga dapat menggunakan serbuk gergaji dan produk&produk limbah kayu lainnya.
5rang diperoleh dengan memanaskan kayu sampai lengkap pirolisis (karbonisasi, hanya meninggalkan karbon dan anorganik abu. -i banyak bagian dunia, arang masih diproduksi semi&industri, dengan membakar tumpukan kayu yang telah sebagian besar tertutup lumpur atau batu bata. Panas yang dihasilkan oleh pembakaran bagian dari kayu dan produk sampingan pyroly+es !olatile sisa tumpukan. erbatasnya pasokan oksigen mencegah dari pembakaran arang juga. 5lternatif yang lebih modern adalah dengan memanaskan kayu dalam kapal logam kedap udara, yang jauh lebih sedikit polusi dan memungkinkan produk !olatile akan terkondensasi. 5sli struktur !askular dari kayu dan pori&pori yang diciptakan oleh gas melarikan diri bergabung untuk menghasilkan sebuah cahaya dan materi berpori. -engan dimulai dengan padat seperti kayu&materi, seperti nutshells atau persik batu, satu memperoleh suatu bentuk arang dengan pori&pori yang sangat bagus (dan dengan demikian pori&pori yang lebih besar luas permukaan, yang disebut karbon aktif, yang digunakan sebagai adsorben untuk berbagai berbagai +at kimia. Biochar
6iochar memperbaiki tekstur tanah dan ekologi, meningkatkan kemampuannya untuk mempertahankan pupuk dan melepaskannya perlahan&lahan. "ecara alami mengandung banyak gi+i mikro yang diperlukan oleh tanaman, seperti selenium. Hal ini juga lebih aman daripada yang lain 7alami8 pupuk seperti pupuk kandang atau kotoran karena telah didesinfeksi pada suhu tinggi, dan karena itu melepaskan unsur nutrisi pada tingkat lambat, itu akan sangat mengurangi risiko kontaminasi /ater table. 6iochar juga sedang dipertimbangkan untuk penyerapan karbon, dengan tujuan mitigasi pemanasan global. Coke
Pirolisis digunakan pada skala besar untuk mengubah batubara menjadi kokas untuk metalurgi, terutama pembuatan baja. Coke juga dapat dihasilkan dari padat sisa dari penyulingan minyak bumi. *ereka biasanya berisi bahan a/al hidrogen, nitrogen atau oksigen atom dikombinasikan dengan molekul karbon ke menengah berat molekul tinggi. Pembuatan arang atau 7coking8 terdiri dalam proses pemanasan bahan dalam pembuluh tertutup suhu yang sangat tinggi (hingga 1.000 ° C (3930 ° 2, sehingga molekul&molekul terurai menjadi +at yang mudah menguap lebih ringan, yang meninggalkan kapal , dan keropos tapi sulit residu hal itu sebagian
besar karbon dan anorganik abu. :umlah !olatiles ber!ariasi dengan sumber materi, tetapi biasanya 1;&30< dari itu berdasarkan berat. Serat Karbon
"erat karbon adalah filamen karbon yang dapat digunakan untuk membuat benang yang sangat kuat dan tekstil. "erat karbon item sering diproduksi oleh memintal dan menenun item yang diinginkan dari serat yang sesuai polimer, dan kemudian pyroly+ing material pada suhu tinggi (dari ;00 C ke 3000 C. "erat karbon pertama terbuat dari rayon, tapi polyacrylonitrile telah menjadi bahan a/al yang paling umum. =ntuk pertama serat karbon dapat dibuat lampu listrik, :oseph >ilson "/an dan homas #dison menggunakan filamen karbon yang dibuat oleh pirolisis kapas benang dan serpihan kayu. Biofuel
Pirolisis adalah dasar dari beberapa metode yang sedang dikembangkan untuk memproduksi bahan bakar dari biomassa, yang mungkin termasuk tanaman tumbuh baik untuk tujuan atau biologis produk limbah dari industri lain. *eskipun sintetis bahan bakar diesel belum dapat diproduksi langsung oleh pirolisis bahan organik, ada cara untuk menghasilkan cairan yang serupa ( 7bio& oil8 yang dapat digunakan sebagai bahan bakar, setelah penghapusan berharga bio&bahan kimia yang dapat digunakan sebagai makanan tambahan atau obat& obatan. #fisiensi yang lebih tinggi dapat dicapai dengan apa yang disebut pirolisis flash halus yang terpisah di mana bahan baku adalah dengan cepat dipanaskan hingga antara 3;0 dan ;00 C selama kurang dari 1 detik. *inyak bahan bakar yang menyerupai minyak mentah juga dapat diproduksi oleh hydrous pirolisis dari berbagai jenis bahan baku, termasuk limbah dari babi dan kalkun pertanian, oleh suatu proses yang disebut depolymeri+ation termal (yang mungkin mencakup namun reaksi lain selain pirolisis. Proses Pirolisis
-alam banyak aplikasi industri, proses yang dilakukan di ba/ah tekanan dan temperatur operasi di atas )30 ° C (?09 ° 2. =ntuk limbah pertanian, misalnya, khas suhu );0&;;0 ° C. Vakum Pirolisis
-alam vakum pirolisis bahan organik dipanaskan dalam !akum dalam rangka mengurangi titik didih dan menghindari reaksi kimia yang merugikan. -igunakan dalam kimia organik sebagai alat sintetis. -alam flash vakum thermol!sis atau "#$maka /aktu tinggal substrat pada suhu kerja terbatas sebanyak mungkin, sekali lagi dalam rangka untuk meminimalkan reaksi sekunder. Proses dalam Pirolisis Biomass "ejak pirolisis adalah endotermik, berbagai metode telah diajukan untuk menyediakan panas ke partikel biomass yang bereaksi@ •
Pembakaran sebagian biomassa produk melalui suntikan udara. Hal ini mengakibatkan produk&produk berkualitas rendah.
•
Perpindahan panas langsung dengan gas panas, produk ideal gas yang dipanaskan dan didaur ulang. *asalahnya adalah untuk menyediakan panas cukup dengan aliran gas yang masuk akal.
•
Perpindahan panas tidak langsung dengan nilai permukaan (dinding, tabung. "ulit untuk mencapai perpindahan panas baik di kedua sisi permukaan pertukaran panas.
•
Perpindahan panas langsung dengan sirkulasi solid@ memindahkan solid panas antara kompor dan reaktor pirolisis. 'ni adalah efektif tetapi teknologi yang kompleks.
2lash pirolisis biomassa harus ditumbuk menjadi partikel halus dan char isolasi lapisan yang terbentuk pada permukaan partikel yang bereaksi harus terus dihilangkan. eknologi berikut telah diusulkan untuk pirolisis biomassa@ •
etap beds yang digunakan untuk produksi tradisional arang. *iskin, lambat menghasilkan perpindahan panas yang sangat rendah hasil cair.
•
5ugers@ eknologi ini diadaptasi dari Aurgi proses gasifikasi batu bara. Pasir panas dan partikel biomas makan di salah satu ujung sekrup. "ekrup mencampur pasir dan biomas dan menyampaikan mereka bersama&sama. *emberikan kontrol yang baik dari residence biomassa. idak mengencerkan produk pirolisis dengan carrier atau fluidi+ing gas. amun, pasir harus
•
dipanaskan dalam /adah yang terpisah, dan keandalan mekanis adalah kekha/atiran. idak ada skala besar implementasi komersial.
•
5blatif proses@ 6iomassa partikel bergerak dengan kecepatan tinggi terhadap permukaan logam panas. 5blation dari setiap char terbentuk di permukaan partikel mempertahankan tingkat tinggi perpindahan panas. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan permukaan logam berputar dengan kecepatan tinggi dalam tempat tidur dari biomassa partikel, yang mungkin sekarang masalah keandalan mekanis tapi mencegah pengenceran setiap produk. "ebagai alternatif, mungkin partikel tersuspensi dalam pemba/a gas dan diperkenalkan dengan kecepatan tinggi melalui badai dinding yang dipanaskan produk yang diencerkan dengan gas pemba/a. "ebuah masalah bersama dengan semua proses ablatif adalah bah/a skala&up dibuat sulit karena rasio dari permukaan dinding ke !olume reaktor berkurang sebagai ukuran reaktor meningkat. idak ada skala besar implementasi komersial.
•
Rotating cone@ "ebelum dipanaskan pasir panas dan biomas partikel yang diperkenalkan ke kerucut yang berputar. 4arena rotasi kerucut, campuran pasir dan biomas adalah kerucut diangkut melintasi permukaan oleh gaya sentrifugal. "eperti tempat tidur dangkal reaktor diangkut&partikel yang relatif baik&baik saja yang diperlukan untuk memperoleh hasil cairan yang baik. idak ada implementasi komersial skala besar.
•
2luidi+ed bed@ 6iomassa partikel yang diperkenalkan ke hamparan pasir panas fluidi+ed oleh gas, yang biasanya merupakan produk recirculated gas. inggi kecepatan transfer panas dari pasir fluidi+ed mengakibatkan pemanasan cepat partikel biomassa. 5da beberapa ablasi oleh karena gesekan dengan partikel pasir, tetapi tidak seefektif dalam proses ablatif. Panas biasanya diberikan oleh tabung&tabung penukar panas melalui pembakaran panas gas yang mengalir. 5da beberapa pengenceran produk, yang membuatnya lebih sulit untuk memadatkan dan kemudian menghapus kabut bio fuel dari gas keluar dari kondensor. Proses ini telah ditingkatkan oleh perusahaan seperti -ynamoti!e dan 5gri&herm. antangan utama dalam meningkatkan kualitas dan konsistensi dari biofuel.
