Dalam pembahasan arang, biochar, dan pengolahan biomassa, istilah tabung retort dan pirolisis sering digunakan secara bersamaan. Hal ini dapat menimbulkan kesalahpahaman seolah-olah retort adalah pirolisis atau keduanya merupakan benda yang sama.

Padahal, retort dan pirolisis bukanlah hal yang sama.

Sederhananya:

Pirolisis adalah prosesnya, sedangkan retort adalah salah satu alat atau reaktor yang dapat digunakan untuk menjalankan proses tersebut.

Hubungan keduanya dapat dianalogikan seperti memasak dan panci. Memasak adalah proses, sedangkan panci adalah alat yang digunakan untuk melakukan proses tersebut. Demikian pula, pirolisis merupakan proses termokimia, sedangkan retort merupakan salah satu jenis wadah/reaktor yang dapat digunakan untuk melakukan proses karbonisasi atau pirolisis biomassa.

1. Apa Itu Pirolisis?

Pirolisis adalah proses penguraian bahan organik menggunakan panas dalam kondisi oksigen yang sangat terbatas atau tanpa oksigen langsung.

Ketika biomassa seperti:

• kayu,
• sekam padi,
• tempurung kelapa,
• tongkol jagung,
• jerami,
• bambu,
• limbah perkebunan,

dipanaskan pada temperatur tertentu tanpa pembakaran sempurna, struktur organiknya mulai terurai.

Proses tersebut menghasilkan beberapa fraksi utama:

1. produk padat → char atau biochar,
2. produk cair → bio-oil/pyrolysis liquid,
3. produk gas → gas pirolisis atau syngas.

International Biochar Initiative juga menjelaskan bahwa sistem produksi biochar berbasis pirolisis menggunakan kiln, retort, atau peralatan khusus lainnya untuk menahan biomassa sambil membatasi masuknya oksigen.

Jadi, pirolisis bukan nama alat, melainkan nama proses perubahan biomassa akibat panas dalam lingkungan rendah oksigen.

2. Apa Itu Tabung Retort?

Tabung retort adalah suatu wadah atau ruang reaktor tertutup yang digunakan untuk memanaskan bahan di dalam lingkungan yang terkontrol, terutama untuk karbonisasi atau pirolisis.

Pada sistem retort, biomassa ditempatkan di dalam ruang/tabung yang relatif terisolasi dari udara luar.

Panas diberikan dari bagian luar atau melalui sistem pemanasan tertentu sehingga biomassa di dalam retort mengalami proses karbonisasi.

Konsep ini berbeda dengan tungku sederhana yang membakar sebagian biomassa secara langsung untuk menghasilkan panas.

Dalam sistem retort, tujuan utamanya adalah memisahkan bahan yang akan dikarbonisasi dari sumber pembakaran langsung.

Gas dan uap yang keluar dari biomassa dapat diarahkan keluar dan, pada sistem tertentu, dibakar kembali untuk menghasilkan panas bagi proses karbonisasi. Konsep pemanfaatan kembali gas tersebut merupakan salah satu keunggulan teknologi retort.

3. Jadi, Apakah Retort dan Pirolisis Benda yang Sama?

Tidak.

Perbedaannya dapat dibuat sangat sederhana:

Dengan demikian:

Retort → alat

Pirolisis → proses

Biochar → salah satu produk yang dapat dihasilkan

Hubungannya kira-kira:

Biomassa → Retort → Pirolisis → Biochar + Gas + Cairan

Namun perlu diperhatikan bahwa tidak semua proses yang dilakukan dalam retort harus disebut pirolisis secara ketat. Istilah retort lebih menggambarkan desain atau konfigurasi reaktornya, sedangkan pirolisis menggambarkan proses termokimianya.

4. Bagaimana Retort Melakukan Pirolisis?

Bayangkan sebuah tabung logam yang dapat ditutup.

Biomassa dimasukkan ke dalam tabung tersebut. Kemudian tabung dipanaskan dari luar.

Misalnya:

Biomassa → Tabung Retort → Pemanasan → Penguraian Termal

Ketika temperatur meningkat, air terlebih dahulu menguap. Setelah temperatur semakin tinggi, komponen organik seperti hemiselulosa, selulosa, dan lignin mulai mengalami penguraian termal.

Biomassa kemudian kehilangan sebagian besar komponen volatilnya dan meninggalkan material padat yang lebih kaya karbon.

Pada proses slow pyrolysis, kondisi temperatur, laju pemanasan, dan waktu tinggal dibuat sedemikian rupa sehingga pembentukan char/biochar lebih dominan. Literatur menunjukkan bahwa slow pyrolysis umumnya menggunakan pemanasan relatif lambat dan temperatur sekitar 300–550 °C, meskipun rentang operasinya dapat berbeda tergantung bahan dan desain reaktor.

5. Retort Bisa Digunakan untuk Membuat Biochar

Inilah bagian yang penting dalam konteks pertanian.

Retort dapat digunakan sebagai salah satu teknologi produksi biochar.

Ketika biomassa pertanian dimasukkan ke dalam retort dan diproses menggunakan kondisi pirolisis yang sesuai, produk padat yang dihasilkan dapat berupa biochar.

Kualitas biochar sangat dipengaruhi oleh:

• jenis biomassa,
• kadar air,
• ukuran partikel,
• temperatur,
• laju pemanasan,
• lama proses,
• waktu tinggal,
• kondisi oksigen,
• desain reaktor.

Jadi, memiliki retort saja belum menjamin menghasilkan biochar berkualitas baik.

Pengaturan prosesnya tetap sangat menentukan.

Penelitian mengenai retort kiln menunjukkan bahwa kandungan karbon produk dapat meningkat pada temperatur yang lebih tinggi; studi tersebut melaporkan produk dengan kandungan karbon ≥50%, sementara kandungan ≥75% dapat dicapai pada kondisi temperatur sekitar ≥500 °C pada sejumlah bahan dan sistem yang diteliti.

6. Mengapa Retort Berbeda dengan Tungku Arang Tradisional?

Pada tungku arang tradisional, sebagian biomassa biasanya mengalami pembakaran untuk menghasilkan panas yang diperlukan untuk karbonisasi.

Akibatnya, sebagian bahan baku habis terbakar.

Pada retort, prinsipnya berbeda.

Biomassa yang ingin dikarbonisasi ditempatkan di ruang tertutup, sementara panas dapat diberikan dari luar. Gas volatil yang keluar dari biomassa bahkan dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar.

FAO menjelaskan bahwa retort modern dapat memanfaatkan gas yang dihasilkan selama karbonisasi untuk menyediakan panas bagi proses berikutnya sehingga kebutuhan pembakaran langsung terhadap kayu dapat dikurangi.

Karena itu, retort dapat memberikan kontrol proses yang lebih baik dibandingkan metode pembakaran terbuka atau tungku tradisional.

7. Retort Tidak Selalu Berarti "Tabung Pirolisis"

Dalam praktik di lapangan, istilah retort sering digunakan secara luas.

Ada retort berbentuk:

• tabung,
• silinder,
• kotak,
• ruang horizontal,
• ruang vertikal,
• batch reactor,
• bahkan sistem kontinu.

Jadi, ketika seseorang mengatakan "tabung retort", yang dimaksud biasanya adalah bagian berbentuk tabung dari suatu sistem reaktor retort.

Sementara itu, pirolisis tidak mempunyai satu bentuk alat tertentu.

Pirolisis dapat dilakukan menggunakan berbagai jenis reaktor, seperti:

• fixed-bed reactor,
• retort reactor,
• rotary kiln,
• auger reactor,
• fluidized-bed reactor,
• microwave reactor,
• vacuum reactor.

Kajian teknologi pirolisis menunjukkan bahwa desain reaktor, temperatur, laju pemanasan, waktu tinggal, dan kondisi reaksi memengaruhi distribusi produk antara biochar, bio-oil, dan gas.

8. Retort dan Slow Pyrolysis Sangat Cocok untuk Biochar

Jika tujuan utama adalah menghasilkan biochar, maka pendekatan yang umum adalah slow pyrolysis.

Slow pyrolysis menggunakan pemanasan relatif lambat dan waktu tinggal lebih panjang dibandingkan fast pyrolysis. Kondisi tersebut memberikan kesempatan lebih besar bagi biomassa untuk mengalami karbonisasi dan menghasilkan fraksi padat.

Karena itu, hubungan yang tepat adalah:

Retort

↓

Reaktor

↓

Slow Pyrolysis

↓

Karbonisasi Biomassa

↓

Biochar

Dengan kata lain, retort dapat menjadi "rumah" bagi proses slow pyrolysis.

Kajian terbaru juga menempatkan slow pyrolysis sebagai salah satu jalur penting untuk menghasilkan biochar, dengan karakteristik proses yang dikendalikan melalui temperatur, laju pemanasan, waktu tinggal, dan desain reaktor.

9. Jangan Menyamakan Retort dengan Biochar

Ada tiga istilah yang perlu dipisahkan:

Retort

Alat atau reaktor.

Pirolisis

Proses termokimia.

Biochar

Produk padat kaya karbon yang dihasilkan dari pengolahan biomassa dalam kondisi tertentu.

Sehingga tidak tepat mengatakan:

"Retort adalah biochar."

Yang lebih tepat:

"Retort adalah salah satu jenis reaktor yang dapat digunakan untuk melakukan proses pirolisis atau karbonisasi biomassa untuk menghasilkan biochar."

10. Kesimpulan

Tabung retort dan pirolisis bukan benda yang sama.

Retort adalah alat atau ruang reaktor, sedangkan pirolisis adalah proses termokimia yang terjadi ketika biomassa dipanaskan dengan oksigen yang sangat terbatas.

Dalam produksi biochar, keduanya memiliki hubungan yang sangat erat:

Biomassa
↓
Retort
↓
Pemanasan terkendali
↓
Pirolisis/karbonisasi
↓
Biochar + gas + produk volatil

Keunggulan sistem retort terletak pada kemampuannya mengisolasi biomassa dari pembakaran langsung serta memungkinkan gas hasil proses dimanfaatkan kembali sebagai sumber panas. Dengan pengaturan temperatur, waktu tinggal, laju pemanasan, dan kondisi oksigen yang tepat, retort dapat menjadi salah satu teknologi yang efektif untuk produksi biochar berbasis slow pyrolysis.

Jadi, jika disederhanakan:

Pirolisis adalah "prosesnya", retort adalah "alatnya", sedangkan biochar adalah salah satu "hasilnya".

5 Literatur

1. Ighalo, J. O., Eletta, O. A. A., & Adeniyi, A. G. (2022). Biomass carbonisation in retort kilns: Process techniques, product quality and future perspectives. Bioresource Technology Reports, 17, 100934.
2. International Biochar Initiative (IBI). Biochar Technology – Pyrolysis Systems. IBI menjelaskan penggunaan kiln dan retort sebagai sistem untuk melakukan pirolisis biomassa dengan pembatasan oksigen.
3. Biochar production via crop residue pyrolysis: Development and perspectives. Bioresource Technology, 2022. Membahas berbagai teknologi pirolisis dan pengaruh kondisi proses terhadap produksi biochar.
4. Pyrolysis technologies for biochar production in waste management: a review. Clean Energy, Oxford Academic. Membahas slow pyrolysis, jenis reaktor, temperatur, laju pemanasan, dan waktu tinggal dalam produksi biochar.
5. Parametric influence of process conditions on thermochemical techniques for biochar production: A state-of-the-art review. Journal of the Energy Institute, 2024. Membahas hubungan parameter proses pirolisis dengan karakteristik dan hasil biochar.