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L'olio di pirolisi è una miscela complessa composta principalmente da idrocarburi ossigenati e acqua, con componenti aggiuntivi tra cui carbone solido, specie reattive derivanti dalla decomposizione di emicellulosa, cellulosa e lignina e vari composti organici.

1. Idrocarburi ossigenati e acqua: L'olio di pirolisi contiene una percentuale significativa di acqua, in genere circa il 20-30% in peso, che deriva sia dall'umidità originale della biomassa sia dai prodotti di reazione durante la pirolisi. I costituenti principali sono gli idrocarburi ossigenati, che sono il risultato della decomposizione di componenti della biomassa come emicellulosa, cellulosa e lignina in condizioni di carenza di ossigeno.

2. Carbone solido: Oltre ai componenti liquidi, l'olio di pirolisi può contenere anche carbone solido, che è un sottoprodotto del processo di pirolisi. Il carbone è composto da carbonio e può essere presente in quantità variabili a seconda delle caratteristiche del processo di pirolisi.

3. Specie reattive: L'olio è ricco di specie reattive che derivano dal rapido riscaldamento e spegnimento della biomassa. Queste specie includono composti alifatici e aromatici, fenoli, aldeidi, levoglucosano, idrossiacetaldeide e varie catene di idrocarburi. Questi composti contribuiscono all'instabilità dell'olio e alla sua tendenza a subire cambiamenti nel tempo, come l'aumento della viscosità e la potenziale separazione di fase.

4. Composti organici: L'olio di pirolisi contiene diverse centinaia di sostanze chimiche in proporzioni variabili. Si va da composti semplici come la formaldeide e l'acido acetico a fenoli e oligosaccaridi più complessi ad alto peso molecolare. La presenza di questi composti conferisce all'olio il caratteristico odore acre e fumoso e le proprietà corrosive.

5. Bio-olio e catrame: Tra i prodotti liquidi della pirolisi si distinguono il bio-olio e il catrame. Il bio-olio è composto da composti organici con pesi molecolari inferiori ed è meno viscoso del catrame. Il catrame, invece, è un liquido viscoso di colore marrone scuro o nero composto da idrocarburi e carbonio libero. Pur essendo strettamente correlato, il bio-olio è generalmente considerato più puro del catrame e richiede una purificazione per l'uso commerciale.

6. Instabilità e invecchiamento: A causa della sua composizione di prodotti di decomposizione intermedi e reattivi, l'olio di pirolisi è generalmente instabile e può cambiare nel tempo. Questo processo di invecchiamento è caratterizzato da un aumento della viscosità e da una potenziale separazione di fase, causata da reazioni di condensazione dei componenti reattivi. Il riscaldamento dell'olio oltre i 100°C può portare a reazioni rapide, producendo un residuo solido e un distillato contenente composti organici volatili e acqua.

In generale, l'olio di pirolisi è un liquido complesso, reattivo e instabile che richiede un'attenta manipolazione e una potenziale purificazione per varie applicazioni industriali. La sua composizione e le sue proprietà uniche lo rendono una risorsa preziosa ma impegnativa nel campo della conversione delle biomasse e delle energie rinnovabili.

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