Pirolisis, proses degradasi termokimia yang dilakukan tanpa adanya oksigen, saat ini secara luas dianggap sebagai pilihan yang layak untuk pengolahan limbah dan pembuatan bioproduk. Sebagian besar residu hutan yang dihasilkan di lapangan, serta residu pertanian, dibakar di tempat karena tidak dapat digunakan lebih lanjut. Hal ini menghasilkan emisi gas rumah kaca (GRK) ke atmosfer dan merupakan limbah utama bahan mentah. Salah satu strategi untuk pengelolaan residu ini adalah dengan melakukan pirolisis cepat, yang menghasilkan empat jenis produk berikut: fraksi berair yang disebut cuka kayu; fraksi organik berat yang disebut bio-bitumen; fraksi organik ringan yang dikenal sebagai bio-oil; fraksi padat yang disebut biochar. Selain itu, hasil pirolisis cepat dalam produksi syngas, yang terutama terdiri dari CH4 , CO, H2 , dan CO2 yang dapat memberi makan proses pemanasan biomassa.
Pirolisis residu lignoselulosa dapat menjadi strategi yang layak jika produk yang dihasilkan menguntungkan secara ekonomi. Secara khusus, manfaat ekonomi dari bioproduk yang diperoleh melalui pirolisis cepat (cuka kayu, bio-oil, biochar, dan bio-bitumen) harus menutup biaya perlakuan pirolisis dari residu ini.
Cuka kayu memiliki beberapa aplikasi, termasuk aplikasi herbisida. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa cuka kayu dapat digunakan sebagai biostimulan dan pupuk dan dapat meningkatkan efek menguntungkan dari biochar. Selain itu, bio-oil memiliki aplikasi potensial sebagai bahan bakar, meskipun keberadaan senyawa oksigen dapat menghambat aplikasinya. Bio-bitumen telah digunakan sebagai aditif bitumen dari bahan bakar fosil, yang mengurangi jejak karbonnya dan meningkatkan sifat-sifatnya.
Biochar, yang terdiri dari struktur karbon berpori dengan gugus fungsi yang berbeda, merupakan produk yang diteliti secara ekstensif dengan berbagai sifat. Biochar memungkinkan fiksasi karbon setidaknya selama beberapa dekade karena dapat berfungsi sebagai penyerap karbon permanen dan karenanya dapat digunakan untuk mengatasi perubahan iklim. Emisi ribuan ton CO 2 ke atmosfer dapat dikurangi jika emisi karbon dari kebakaran dapat diubah menjadi biochar. Selain itu, biochar menunjukkan sifat adsorben, yang dapat memperbaiki sifat tanah dan meningkatkan retensi air. Suplementasi tanah dengan biochar dilaporkan meningkatkan ketersediaan unsur hara dasar tanaman.
Berbagai penelitian telah berfokus pada efek suplementasi biochar terhadap kesuburan tanah dan produktivitas tanaman, seperti jagung selentingan, gandum, beras, jelai, kapas, dan kentang. Sebagian besar penelitian telah menunjukkan kemanjuran suplementasi biochar pada produktivitas tanaman, sementara beberapa penelitian telah melaporkan kemanjuran penambahan biochar yang terbatas atau tidak sama sekali di daerah beriklim sedang di mana kesuburan tanah cukup tinggi.
English