La pirolisi è un processo che trasforma la biomassa in biochar.
Questa trasformazione avviene attraverso la decomposizione termica in assenza di ossigeno.
Il processo può alterare significativamente le proprietà chimiche e fisiche della biomassa.
I cambiamenti dipendono dalle varie condizioni di pirolisi, come la temperatura, la velocità di riscaldamento e il tempo di permanenza.
4 trasformazioni chiave da conoscere
1. Cambiamenti chimici e fisici nel biochar
Durante la pirolisi, la biomassa subisce varie trasformazioni chimiche.
Queste trasformazioni portano a cambiamenti nella composizione elementare e nelle proprietà fisiche.
Il contenuto di carbonio nel biochar può variare dal 53% al 96%.
La resa e il potere calorifico possono variare notevolmente, rispettivamente dal 30% al 90% e da 20 a 36 MJ/kg.
Queste variazioni sono influenzate dal tipo di biomassa e dalle condizioni specifiche del processo di pirolisi.
Ad esempio, temperature più elevate e tempi di permanenza più lunghi danno luogo a biochars con un contenuto di carbonio fisso più elevato e strutture più stabili.
2. Impatto delle condizioni di pirolisi
Le condizioni di pirolisi, in particolare la temperatura di trattamento più alta (HTT), hanno un impatto significativo sulle proprietà del biochar.
Le HTT più elevate portano generalmente a biochar con un pH più elevato, valori di riscaldamento più alti e aree superficiali BET più grandi.
Queste proprietà sono fondamentali per l'applicazione del biochar in vari campi.
Ad esempio, i biochar con un elevato contenuto di carbonio fisso sono meno suscettibili alla degradazione biologica, il che può essere vantaggioso per il sequestro del carbonio nel suolo.
3. Applicazioni del biochar
Il biochar prodotto attraverso la pirolisi ha molteplici applicazioni.
Viene comunemente utilizzato come ammendante del suolo per aumentarne la fertilità, migliorare la ritenzione idrica e favorire il sequestro del carbonio.
Inoltre, il biochar può essere utilizzato per la bonifica dell'inquinamento, l'accumulo di energia e come sorbente per rimuovere gli inquinanti dall'acqua e dai gas di scarico.
La versatilità del biochar in varie applicazioni ambientali e agricole lo rende un prodotto prezioso del processo di pirolisi.
4. Metodi di produzione
Per garantire un biochar di alta qualità adatto all'uso agricolo, si preferisce spesso la pirolisi lenta.
Questo metodo prevede il riscaldamento della biomassa a tassi di riscaldamento relativamente bassi (da 1 a 30 °C min-1) in un ambiente con ossigeno limitato o privo di ossigeno.
Il processo di pirolisi lenta consente di ottenere qualità di prodotto più controllate e costanti, con rese di biochar tipicamente fino al 30% su una base di peso di materia prima secca.
La scelta della materia prima biomassa, la velocità di riscaldamento, la temperatura di pirolisi e il tempo di permanenza del vapore sono parametri critici che influenzano la resa e le proprietà del biochar.
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