Apa itu Pirolisis Biomassa?

Limbah biomassa adalah bahan baku terbarukan. Pirolisis adalah salah satu teknologi penting untuk daur ulang limbah biomassa. Bio-oil, biochar, dan gas pirolisis yang berharga dapat diperoleh dengan pirolisis biomassa dalam kondisi hipoksia.

Apa itu Pirolisis Biomassa?

Biomassa

Dalam arti luas, biomassa mencakup semua hewan, tumbuhan, mikroorganisme, dan limbahnya, seperti tanaman dan limbah tanaman, kayu dan limbah kayu, serta kotoran hewan.

Biomassa yang biasa digunakan untuk pirolisis di pasaran terutama biomassa lignoselulosa, yaitu sisa hutan dan sisa pertanian, seperti jerami, serpihan kayu, dll. Bahan-bahan ini adalah bagian struktural berserat dari tumbuhan. Mereka sebagian besar terbuat dari selulosa, hemiselulosa dan lignin yang sulit dipecah menjadi komposisi kimia secara alami. Akibatnya, merupakan tantangan untuk mendaur ulang sumber daya limbah yang kaya karbon ini.

Pirolisis

Pirolisis adalah konversi termokimia bebas oksigen dari bahan organik. Pirolisis biomassa adalah dekomposisi termal biomassa yang terjadi tanpa adanya oksigen. Biasanya dilakukan pada suhu 300°C – 600°C atau lebih. Suhu tinggi pirolisis biomassa menyebabkan selulosa, hemiselulosa dan beberapa lignin dalam biomassa terurai menjadi molekul yang lebih kecil dalam bentuk gas. Saat didinginkan, gas-gas ini mengembun menjadi cairan dan menjadi bio-oil. Dan sisa biomassa asli (terutama sisa lignin) dibiarkan sebagai biochar padat dan syngas yang tidak dapat terkondensasi.

Perbandingan Pirolisis Cepat dan Pirolisis Lambat

Pirolisis dapat dibagi menjadi dua subkelompok: pirolisis lambat dan pirolisis cepat. Perbedaan utamanya adalah suhu reaksi maksimum dan laju pemanasan. Perbedaan suhu reaksi dan laju pemanasan merupakan faktor utama yang mempengaruhi morfologi produk pirolisis utama. Tabel di bawah menyajikan perbandingan antara fitur pirolisis lambat dan cepat. Biasanya, pirolisis lambat mendukung produksi arang padat sementara pirolisis cepat mendukung produksi bio-minyak cair.

Fitur	Pirolisis Lambat	Pirolisis Cepat
Suhu	300℃-600	600 ℃ ℃ -1000
Waktu tinggal	Panaskan sampel dalam beberapa jam atau hari.	Panaskan sampel dalam hitungan detik (1–2 detik) atau menit (1-10 menit) dan kondensasi cepat produk dalam hitungan detik.
Tingkat pemanasan	0.1°C/dtk-80°C/dtk	100°C/dtk–1000°C/dtk
Aerasi	Bebas oksigen atau terbatas	Bebas oksigen
ukuran partikel	<2mm	<1mm
Produk utama	Biochar padat	Bio-oil cair
Keuntungan	Hasil biochar yang tinggi. Kemampuan untuk menerima berbagai ukuran partikel biomassa.	Hasil yang lebih tinggi dari bio-oil. Proses sederhana dan cepat. Konversi energi yang sangat efisien.
kerugian	Pengolahan gas lebih lanjut diperlukan karena CO tinggi. Kemungkinan membutuhkan energi tambahan.	Stabilitas bio-oil yang rendah. Lebih suka biomassa dengan kadar air rendah (<10%). Pengalaman komersial terbatas.

Produk Sampingan Pirolisis Biomassa dan Aplikasinya

Karena tidak ada oksigen dalam pirolisis, pembakaran tidak terjadi. Sebaliknya, pirolisis biomassa menghasilkan tiga produk: bio-oil cair, biochar padat, dan biogas. Proporsi produk ini bergantung pada komposisi biomassa dan parameter proses.

Aplikasi biochar yang luas

Biochar adalah produk utama pirolisis lambat (300℃-600℃). Ini adalah bahan karbon hitam yang dihasilkan selama reaksi pirolitik pada suhu tinggi dan lingkungan rendah oksigen. Ini adalah residu kaya karbon yang stabil yang tersisa setelah gas dan cairan yang mudah menguap dikeluarkan selama pirolisis. Berikut adalah beberapa penggunaan biochar yang umum:

Amandemen Tanah: Biochar digunakan sebagai pembenah tanah untuk meningkatkan kesuburan tanah, retensi air, dan ketersediaan unsur hara.

Penyerapan Karbon: Ini berfungsi sebagai metode untuk penyerapan karbon. Ini membantu mengurangi emisi gas rumah kaca dan memerangi perubahan iklim.

Bahan bakar yang efisien: Ini dapat berfungsi sebagai bahan bakar industri yang efisien di pabrik baja, pabrik semen, pembangkit listrik tenaga batu bara, dll. Ini juga banyak digunakan sebagai bahan bakar untuk memasak dan pemanas rumah, barbekyu, dan bertahan hidup di alam liar.

biochar yang digunakan untuk pakan ternak

Pakan hewan biochar: Ditambahkan ke pakan ternak, dapat mengurangi emisi gas metana dari ruminansia dengan mengatur kapasitas pencernaan ternak, yang bermanfaat bagi lingkungan.

Potensi besar bio-oil

Bio-oil adalah produk utama pirolisis cepat (600℃-1000℃). Ini adalah cairan coklat tua. Ini adalah campuran hidrokarbon kompleks dengan sejumlah besar oksigen dan air. Nilai kalornya adalah 15.0 ~ 16.0 MJ/kg, yang merupakan 50-70% bahan bakar berbasis minyak bumi. Berikut ini penjelasan potensi area aplikasi bio-oil.

Bahan bakar industri: Dibandingkan dengan produk gas, bio-oil memiliki densitas energi yang lebih tinggi dan lebih mudah disimpan atau diangkut. Oleh karena itu, ini dianggap sebagai bahan baku alternatif yang menjanjikan untuk bahan bakar berbasis minyak bumi. Aplikasi potensial termasuk penggunaannya sebagai bahan bakar untuk pemanasan dan pembangkit listrik boiler, mesin, dan turbin.

bio-oil untuk perasa dalam industri makanan

Pembuatan Bahan Kimia: Bio-oil mengandung berbagai senyawa berharga. Oleh karena itu, ekstraksi atau reaksi kimia dari bio-oil dapat digunakan untuk menghasilkan bahan kimia khusus. Misalnya, dapat digunakan untuk memproduksi pengawet, cairan tembakau, prekursor resin, pupuk dan aditif dalam industri farmasi, dan perasa dalam industri makanan.

Biogas

Karena biogas yang dihasilkan oleh pirolisis tidak cukup stabil, sulit untuk disimpan. Oleh karena itu, biogas umumnya langsung didaur ulang dan dimanfaatkan untuk menyediakan panas bagi tubuh peralatan pirolisis biochar, mengurangi biaya bahan bakar.

Bahan Baku Biomassa Umum untuk Pirolisis

Berbagai bahan biomassa dapat digunakan dalam proses pirolisis. Dibandingkan dengan biomassa dalam arti luas, biomassa lignoselulosa dalam arti sempit lebih banyak digunakan dalam pirolisis.

Biomassa hutan

Limbah kayu dari penebangan atau pemangkasan pohon
Limbah ini biasanya berupa cabang, kulit kayu, pucuk pohon, daun, dll. Merupakan bagian yang tidak memiliki nilai guna langsung dalam kegiatan penebangan atau pemangkasan.
Memotong kayu limbah selama pengolahan kayu
Limbah ini biasanya berupa serpihan kayu, serbuk gergaji, serutan kayu, dll. Biasanya merupakan produk sampingan dari pengolahan kayu atau produk di bawah standar.

Biomassa pertanian

Sedotan: Mereka terutama sedotan dari berbagai biji-bijian, seperti jerami gandum dan jerami jagung dan sebagainya.
Residu biji-bijian: Ini mengacu pada residu yang dihasilkan setelah panen tanaman, seperti tongkol jagung, sekam padi, dll.
Residu sayur dan buah: Ini berarti bagian limbah yang dihasilkan dalam industri sayur dan buah, seperti kulit, biji buah, dll.

Proses Pirolisis Biomassa

Proses pirolisis biomassa biasanya terdiri dari tahapan berikut:

Pengeringan: Sebelum pirolisis dimulai, biomassa dikeringkan untuk mengurangi kadar airnya. Kelembaban berlebih dapat menurunkan efisiensi proses pirolisis dan menyebabkan dekomposisi yang tidak sempurna.
Pemanasan: Biomassa kering kemudian dipanaskan sampai suhu tertentu dalam reaktor pirolisis. Kisaran suhu dapat bervariasi tergantung pada produk yang diinginkan dan jenis biomassa.
Pirolisis: Dengan meningkatnya suhu dan tidak adanya oksigen, biomassa mengalami dekomposisi termal dan terurai menjadi senyawa dengan berat molekul lebih rendah. Sehingga menghasilkan tiga produk utama.
Kondensasi: Setelah terdekomposisi, bio-oil dan biogas didinginkan sehingga terjadi bio-oil cair.

Manfaat Biomassa Pirolisis

Pirolisis biomassa adalah teknologi yang berharga dan menjanjikan dengan manfaat ekonomi dan lingkungan. Informasi khusus adalah sebagai berikut.

Manfaat ekonomi

Buat aliran pendapatan untuk bisnis: Dapat mengubah sampah organik menjadi biochar dan bio-oil yang berharga. Dengan bahan baku limbah biomassa berbiaya rendah dan meluasnya penggunaan biochar dan bio-oil, perusahaan yang bergerak dalam pirolisis biomassa dapat mencapai tingkat pengembalian yang tinggi dengan menjual produk energi ini.
Meningkatkan pendapatan warga: Proyek pirolisis biomassa menciptakan pekerjaan baik dalam tahap konstruksi maupun dalam operasi yang sedang berlangsung. Hal ini dapat mendorong perekonomian daerah. Selain itu, mendaur ulang sumber daya limbah biomassa dalam jumlah besar membantu meningkatkan pendapatan petani.

Manfaat Lingkungan

Solusi pengolahan limbah berkelanjutan: Ini mengurangi jumlah limbah biomassa yang perlu dibakar atau ditimbun. Ini meminimalkan emisi metana dari tempat pembuangan sampah dan kontaminasi tanah. Dengan mengubah limbah menjadi produk yang bermanfaat, pirolisis berkontribusi pada sistem pengelolaan limbah yang lebih berkelanjutan.
Produksi bersih: Gas yang dihasilkan oleh tanaman pirolisis biomassa dapat langsung didaur ulang. Ini mengurangi penggunaan bahan bakar fosil dan emisi gas rumah kaca. Air limbah yang dihasilkan dalam proses pirolisis dapat langsung didaur ulang untuk pemanasan, mengurangi pencemaran lingkungan.
Penyerapan karbon: Biochar produk terurai dengan sangat lambat, yang berarti dapat mengunci karbon di dalam tanah untuk waktu yang lebih lama, membantu memitigasi perubahan iklim.
Energi terbarukan: Pirolisis biomassa mengubah limbah biomassa menjadi biochar dan bio-oil yang berharga. Produk energi terbarukan ini dapat menggantikan bahan bakar fosil dan mengurangi polusi udara yang disebabkan oleh bahan bakar fosil.

HUBUNGI KAMI

Harap tentukan kebutuhan Anda:

1-Solusi seperti apa yang akan memenuhi permintaan Anda? (Inti)

2-Bahan dan produk akhir seperti apa yang Anda rencanakan? (Solusi yang tepat dimulai dari bahan dan produk)

3-Kapan proyek seharusnya berjalan? (Info kunci untuk pemrograman proyek AZ)

4-Anggaran untuk pembelian mesin? (Info kunci untuk model yang tepat)

5-Poin yang benar-benar Anda fokuskan. (Layanan yang disesuaikan dari konsultan proyek kami)

41522