Il bio-olio di pirolisi è un prodotto liquido derivato dal riscaldamento e dallo spegnimento rapido della biomassa in un'atmosfera a basso contenuto di ossigeno. È caratterizzato da un elevato contenuto di ossigeno, un potere calorifico inferiore a quello dell'olio di petrolio, acidità, instabilità e una densità superiore a quella dell'acqua. Spesso contiene acqua, sostanze inorganiche solide e carbone di carbonio.
Alto contenuto di ossigeno: Il bio-olio di pirolisi contiene fino al 40% di ossigeno in peso. Questo elevato contenuto di ossigeno è il risultato del processo di pirolisi, in cui la biomassa viene rapidamente riscaldata e poi raffreddata, conservando molti dei composti ossigenati presenti nella biomassa originale. Questo contenuto di ossigeno contribuisce a rendere le proprietà del bio-olio molto diverse da quelle dell'olio di petrolio.
Valore di riscaldamento inferiore: Il potere calorifico del bio-olio di pirolisi è tipicamente inferiore a quello dell'olio di petrolio, variando da 15-22 MJ/kg rispetto ai 43-46 MJ/kg dell'olio combustibile convenzionale. Ciò è dovuto principalmente alla presenza di composti ossigenati, che riducono la densità energetica del bio-olio.
Acidità: Il bio-olio di pirolisi è acido, il che può rappresentare una sfida in termini di stoccaggio e manipolazione. L'acidità è il risultato della formazione di vari acidi organici durante il processo di pirolisi. Questa caratteristica richiede materiali speciali per lo stoccaggio e può richiedere la neutralizzazione prima di un ulteriore utilizzo o lavorazione.
Instabilità: Il bio-olio è instabile, soprattutto se riscaldato. Questa instabilità è dovuta alla presenza di numerose specie reattive e all'elevato contenuto di ossigeno. Il processo di riscaldamento e spegnimento rapido utilizzato nella pirolisi può portare alla formazione di composti che sono inclini a ulteriori reazioni, portando alla degradazione o alla separazione di fase del bio-olio nel tempo.
Densità superiore a quella dell'acqua: A differenza di molti liquidi, il bio-olio di pirolisi ha una densità superiore a quella dell'acqua, con una densità di circa 1,2 kg/litro. Questa densità elevata è il risultato della complessa miscela di composti presenti nel bio-olio, tra cui acqua, composti organici e materiali inorganici.
Contiene acqua e sostanze inorganiche solide: Il bio-olio di pirolisi contiene spesso quantità significative di acqua, in genere nell'ordine del 20-30%. Questo contenuto d'acqua può portare alla separazione di fase se il contenuto d'acqua supera certi livelli. Inoltre, il bio-olio contiene spesso inorganici solidi e carbone di carbonio, che sono residui della biomassa di partenza.
Lavorazione e caratteristiche: La produzione di bio-olio di pirolisi comporta tassi di riscaldamento e di trasferimento di calore molto elevati e richiede una biomassa finemente macinata. La temperatura di reazione è accuratamente controllata a circa 500°C e il tempo di permanenza dei vapori di pirolisi nel reattore è inferiore a 1 secondo. Il rapido raffreddamento, o spegnimento, dei vapori di pirolisi è fondamentale per la formazione del bio-olio. Il bio-olio è un'emulsione complessa di composti organici ossigenati, polimeri e acqua, le cui proprietà possono essere influenzate dall'uso di catalizzatori durante il processo di pirolisi.
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