La produzione di biochar dalla biomassa è un processo affascinante che prevede una pirolisi lenta.
Si tratta di un processo di conversione termochimica che avviene in assenza di ossigeno.
Vediamo di scomporre il processo in semplici fasi:
1. Preparazione della biomassa
Per prima cosa è necessario preparare la biomassa, come legno di pino, paglia di grano, rifiuti verdi o alghe essiccate.
Ciò comporta l'essiccazione e la frantumazione in pezzi più piccoli.
Questa fase assicura che la biomassa sia uniforme e possa essere lavorata in modo efficiente.
2. Processo di pirolisi
Riscaldamento
Il reattore di biochar viene preriscaldato per 30-60 minuti.
Questa fase iniziale di riscaldamento è fondamentale per preparare la pirolisi.
Alimentazione
La biomassa preparata viene quindi alimentata in modo continuo nel reattore.
Il processo di alimentazione è controllato per mantenere un flusso costante di materiale.
Trattamento termico
La biomassa viene sottoposta a decomposizione pirolitica a temperature comprese tra 270°C e 400°C.
Questo processo dura generalmente diverse ore.
Durante questa fase, la biomassa viene trasformata in biochar, biogas e altri sottoprodotti.
Raccolta di gas e sottoprodotti
Durante la decomposizione della biomassa, viene prodotto e raccolto il biogas.
Questo gas viene trattato attraverso un ciclone di rimozione delle polveri e un collettore di polveri a spruzzo per rimuovere le impurità.
Il gas viene ulteriormente raffreddato in un sistema di condensazione per estrarre il catrame e l'aceto di legno.
Il gas combustibile rimanente viene riciclato e utilizzato come combustibile per riscaldare il reattore, rendendo il processo efficiente dal punto di vista energetico.
3. Caratterizzazione del biochar
Dopo la pirolisi, il biochar prodotto viene caratterizzato con diverse tecniche analitiche:
Analisi prossimale
Questa analisi determina il contenuto di carbonio fisso, che è un indicatore chiave della qualità e delle proprietà del biochar.
Il contenuto di carbonio fisso dipende dall'intensità del trattamento termico.
Analisi elementare
Include l'analisi CHN (Carbonio, Idrogeno, Azoto) per determinare la composizione elementare del biochar.
Misurazione del pH
Viene misurato il pH del biochar in soluzione, che può influenzare la sua applicazione nel suolo.
Calorimetria a bomba
Viene utilizzata per misurare il potere calorifico superiore del biochar, che indica il suo contenuto energetico.
Assorbimento di N2
Questa tecnica viene utilizzata per misurare l'area superficiale BET, importante per la capacità di adsorbimento del biochar.
Saggi di degradazione biologica
Questi test valutano l'impatto del biochar sul suolo, compresa la richiesta di ossigeno e il tasso di mineralizzazione del carbonio.
4. Applicazione e impatto ambientale
Il biochar prodotto può essere utilizzato come ammendante del suolo, migliorandone la fertilità e la struttura.
Può anche sequestrare il carbonio, contribuendo agli sforzi di sequestro del carbonio.
L'aggiunta iniziale di biochar al suolo può ridurre leggermente il tasso di mineralizzazione del carbonio, poiché la comunità microbica del suolo si adatta alle nuove condizioni.
Tuttavia, il biochar con un contenuto più elevato di carbonio fisso, prodotto con un trattamento termico più severo, mostra un effetto più pronunciato a causa del suo minore contenuto di composti volatili e facilmente biodegradabili.
In sintesi, la produzione di biochar da biomassa comporta un processo di pirolisi controllata che converte la biomassa in un materiale stabile e ricco di carbonio, adatto a varie applicazioni ambientali.
Il processo dipende fortemente dal tipo di biomassa e dalle condizioni specifiche della pirolisi, come la temperatura e il tempo di permanenza.
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