KIMIA KU

WHAT IS PIROLISIS MEAN ??

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 adalah kasus khusus dari thermolysis terkait dengan proses kimia 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 vegetasi datang ke dalam kontak dengan lava dalam letusan gunung berapi. Secara umum, gas dan cairan menghasilkan produk dan meninggalkan residu padat kaya kandungan karbon. Extreme pirolisis, yang daun karbon sebagai residu, disebut karbonisasi. Hal itu tidak melibatkan reaksi dengan oksigen atau reagen lainnya, tetapi dapat terjadi dalam kehadiran mereka.

Pirolisis yang banyak digunakan dalam industri kimia, misalnya, untuk menghasilkan arang, karbon aktif, metanol dan bahan kimia lainnya dari kayu, untuk mengubah ethylene dichloride ke vinil klorida untuk membuat PVC, 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.

Ini adalah proses kimia penting di beberapa memasak prosedur seperti memanggang, menggoreng, memanggang, dan karamel. Pirolisis juga merupakan alat analisis kimia, misalnya dengan pirolisis kromatografi gas spektrometri massa dan di carbon-14 kencan. Memang, banyak zat kimia penting, seperti fosfor dan asam sulfat, pertama kali diperoleh dengan proses ini. Telah diasumsikan berlangsung selama catagenesis, konversi dimakamkan bahan organik untuk bahan bakar fosil. Pyrolysis is also the basis of pyrography . Pirolisis juga merupakan dasar pyrography.

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. Dalam 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 Dengan 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. Ini adalah proses kimia yang bertanggung jawab atas pembentukan kerak cokelat keemasan dalam makanan disiapkan oleh metode-metode.

Memasak 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. Itu mungkin terjadi, Namun, ketika lemak memanggang daging di atas bara panas.

Pirolisis karbohidrat dan protein memerlukan suhu yang jauh lebih tinggi dari 100 ° C (212 ° F), sehingga tidak terjadi pirolisis selama air bebas hadir, misalnya di mendidih makanan – bahkan dalam pressure cooker. Ketika dipanaskan dalam kehadiran air, karbohidrat dan protein secara bertahap menderita hidrolisis daripada pirolisis. Memang, 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. Saat ini sebagian besar terdiri dari bahan-bahan kering, proses pirolisis tidak terbatas pada lapisan paling luar tetapi meluas di seluruh bahan. Dalam semua kasus ini, pirolisis menciptakan atau melepaskan banyak zat yang berkontribusi pada rasa, warna, dan sifat biologis dari produk akhir. Mungkin juga menghancurkan beberapa zat yang beracun, tidak menyenangkan dalam rasa, atau yang dapat menyebabkan busuk.

Arang

Pirolisis telah digunakan sejak zaman untuk mengubah kayu menjadi arang dalam skala industri. Selain kayu, proses juga dapat menggunakan serbuk gergaji dan produk-produk limbah kayu lainnya.

Arang diperoleh dengan memanaskan kayu sampai lengkap pirolisis (karbonisasi), hanya meninggalkan karbon dan anorganik abu. Di 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 pyrolyzes volatile sisa tumpukan. Terbatasnya pasokan oksigen mencegah dari pembakaran arang juga. Alternatif yang lebih modern adalah dengan memanaskan kayu dalam kapal logam kedap udara, yang jauh lebih sedikit polusi dan memungkinkan produk volatile akan terkondensasi.

Asli struktur vaskular dari kayu dan pori-pori yang diciptakan oleh gas melarikan diri bergabung untuk menghasilkan sebuah cahaya dan materi berpori. Dengan 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 zat kimia.

Biochar

Biochar memperbaiki tekstur tanah dan ekologi, meningkatkan kemampuannya untuk mempertahankan pupuk dan melepaskannya perlahan-lahan.  Secara alami mengandung banyak gizi mikro yang diperlukan oleh tanaman, seperti selenium. Hal ini juga lebih aman daripada yang lain “alami” 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 water table. Biochar 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.

Mereka biasanya berisi bahan awal hidrogen, nitrogen atau oksigen atom dikombinasikan dengan molekul karbon ke menengah berat molekul tinggi. Pembuatan arang atau “coking” terdiri dalam proses pemanasan bahan dalam pembuluh tertutup suhu yang sangat tinggi (hingga 2.000 ° C (3630 ° F)), sehingga molekul-molekul terurai menjadi zat yang mudah menguap lebih ringan, yang meninggalkan kapal , dan keropos tapi sulit residu hal itu sebagian besar karbon dan anorganik abu. Jumlah volatiles bervariasi dengan sumber materi, tetapi biasanya 25-30% dari itu berdasarkan berat.

Serat Karbon

Serat karbon adalah filamen karbon yang dapat digunakan untuk membuat benang yang sangat kuat dan tekstil. Serat karbon item sering diproduksi oleh memintal dan menenun item yang diinginkan dari serat yang sesuai polimer, dan kemudian pyrolyzing material pada suhu tinggi (dari 1500 C ke 3000 C).

Serat karbon pertama terbuat dari rayon, tapi polyacrylonitrile telah menjadi bahan awal yang paling umum.

Untuk pertama serat karbon dapat dibuat lampu listrik, Joseph Wilson Swan dan Thomas Edison 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.

Meskipun sintetis bahan bakar diesel belum dapat diproduksi langsung oleh pirolisis bahan organik, ada cara untuk menghasilkan cairan yang serupa ( “bio-oil”) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar, setelah penghapusan berharga bio-bahan kimia yang dapat digunakan sebagai makanan tambahan atau obat-obatan. Efisiensi yang lebih tinggi dapat dicapai dengan apa yang disebut pirolisis flash halus yang terpisah di mana bahan baku adalah dengan cepat dipanaskan hingga antara 350 dan 500 C selama kurang dari 2 detik.

Minyak 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 depolymerization termal (yang mungkin mencakup namun reaksi lain selain pirolisis).

Proses Pirolisis

Dalam banyak aplikasi industri, proses yang dilakukan di bawah tekanan dan temperatur operasi di atas 430 ° C (806 ° F). Untuk limbah pertanian, misalnya, khas suhu 450-550 ° C.

Vakum Pirolisis

Dalam vakum pirolisis, bahan organik dipanaskan dalam vakum dalam rangka mengurangi titik didih dan menghindari reaksi kimia yang merugikan. Digunakan dalam kimia organik sebagai alat sintetis. Dalam flash vakum thermolysis atau FVT, maka waktu tinggal substrat pada suhu kerja terbatas sebanyak mungkin, sekali lagi dalam rangka untuk meminimalkan reaksi sekunder.

Proses dalam Pirolisis Biomass

Sejak 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. Masalahnya adalah untuk menyediakan panas cukup dengan aliran gas yang masuk akal.
• Perpindahan panas tidak langsung dengan nilai permukaan (dinding, tabung). Sulit 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. Ini adalah efektif tetapi teknologi yang kompleks.

Flash pirolisis biomassa harus ditumbuk menjadi partikel halus dan char isolasi lapisan yang terbentuk pada permukaan partikel yang bereaksi harus terus dihilangkan. Teknologi berikut telah diusulkan untuk pirolisis biomassa:

• Tetap beds yang digunakan untuk produksi tradisional arang. Miskin, lambat menghasilkan perpindahan panas yang sangat rendah hasil cair.
• Augers: Teknologi ini diadaptasi dari Lurgi proses gasifikasi batu bara. Pasir panas dan partikel biomas makan di salah satu ujung sekrup. Sekrup mencampur pasir dan biomas dan menyampaikan mereka bersama-sama. Memberikan kontrol yang baik dari residence biomassa. Tidak mengencerkan produk pirolisis dengan carrier atau fluidizing gas. Namun, pasir harus dipanaskan dalam wadah yang terpisah, dan keandalan mekanis adalah kekhawatiran. Tidak ada skala besar implementasi komersial.
• Ablatif proses: Biomassa partikel bergerak dengan kecepatan tinggi terhadap permukaan logam panas. Ablation 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. Sebagai alternatif, mungkin partikel tersuspensi dalam pembawa gas dan diperkenalkan dengan kecepatan tinggi melalui badai dinding yang dipanaskan; produk yang diencerkan dengan gas pembawa.  Sebuah masalah bersama dengan semua proses ablatif adalah bahwa skala-up dibuat sulit karena rasio dari permukaan dinding ke volume reaktor berkurang sebagai ukuran reaktor meningkat. Tidak ada skala besar implementasi komersial.
• Rotating cone: Sebelum dipanaskan pasir panas dan biomas partikel yang diperkenalkan ke kerucut yang berputar. Karena rotasi kerucut, campuran pasir dan biomas adalah kerucut diangkut melintasi permukaan oleh gaya sentrifugal. Seperti tempat tidur dangkal reaktor diangkut-partikel yang relatif baik-baik saja yang diperlukan untuk memperoleh hasil cairan yang baik. Tidak ada implementasi komersial skala besar.
• Fluidized bed: Biomassa partikel yang diperkenalkan ke hamparan pasir panas fluidized oleh gas, yang biasanya merupakan produk recirculated gas. Tinggi kecepatan transfer panas dari pasir fluidized mengakibatkan pemanasan cepat partikel biomassa. Ada 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. Ada 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 Dynamotive dan Agri-Therm. Tantangan utama dalam meningkatkan kualitas dan konsistensi dari biofuel.