Il bio-olio, noto anche come olio di pirolisi, è il prodotto di un processo chiamato pirolisi.
Questo processo prevede il rapido riscaldamento della biomassa in un ambiente a basso contenuto di ossigeno, seguito da un rapido spegnimento.
Il risultato è la decomposizione della biomassa in un'emulsione liquida di composti organici ossigenati, polimeri e acqua, nota come bio-olio.
5 fasi chiave spiegate
1. Pirolisi ad alta temperatura
Il processo di pirolisi avviene tipicamente a temperature di circa 500 °C con elevate velocità di riscaldamento (1000 °C/s) in condizioni di pirolisi rapida.
L'alta temperatura e il rapido riscaldamento scompongono i forti biopolimeri della biomassa, come la cellulosa, l'emicellulosa e la lignina, in molecole più piccole.
2. Ambiente privo di ossigeno
L'assenza di ossigeno impedisce la combustione e porta alla decomposizione termica piuttosto che alla combustione.
3. Raffreddamento rapido
I gas prodotti durante la decomposizione vengono rapidamente raffreddati e condensati in una forma liquida, il bio-olio.
4. Miscela complessa
Il bio-olio è una miscela complessa che contiene fino al 40% di ossigeno in peso, il che lo rende significativamente diverso dagli oli di petrolio.
Non è miscibile con gli oli di petrolio, contiene acqua (spesso il 20-30%), ha un potere calorifico inferiore a quello dell'olio di petrolio, è acido e instabile, soprattutto se riscaldato.
La sua densità è superiore a quella dell'acqua e spesso contiene sostanze inorganiche solide e carbone di carbonio.
5. Sfide e upgrading
Inizialmente, il bio-olio prodotto era altamente instabile, corrosivo e con un contenuto di ossigeno organico molto elevato, che rendeva difficile la separazione dalla fase acquosa.
Gli sforzi di sviluppo si sono concentrati sulla riduzione del contenuto di ossigeno a meno del 25 wt% per migliorare la separazione e la qualità dell'olio, anche se questo spesso si traduce in rese inferiori di carbonio utile.
Il bio-olio è destinato a sostituire il petrolio grezzo come materiale di partenza per i carburanti da trasporto.
Tuttavia, il suo elevato contenuto di ossigeno e la sua instabilità richiedono un miglioramento prima dell'uso come carburante per motori.
Ciò comporta processi per ridurre il contenuto di ossigeno e stabilizzare l'olio, migliorandone la compatibilità e le prestazioni come carburante.
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