Il bio-olio è un liquido marrone scuro prodotto dalla biomassa attraverso un processo chiamato pirolisi, che prevede il riscaldamento della biomassa in assenza di ossigeno. Questo processo porta alla formazione di bio-olio, carbone e gas pirolitico. Il bio-olio è composto principalmente da composti ossigenati, che contribuiscono al suo elevato contenuto di acqua (14-33 wt%) e al suo più basso potere calorifico (15-22 MJ/kg) rispetto all'olio combustibile convenzionale. La sua complessa composizione comprende vari componenti organici come acidi, alcoli, chetoni, furani, fenoli, eteri, esteri, zuccheri, aldeidi, alcheni, composti di azoto e ossigeno. A causa della sua elevata reattività e della presenza di specie oligomeriche, il bio-olio è termicamente instabile e soggetto a invecchiamento, che comporta la formazione di più acqua, l'aumento della viscosità e la separazione di fase. Questa instabilità richiede un upgrading prima dell'uso come carburante per motori. Nonostante queste sfide, la maggiore densità del bio-olio rispetto alle materie prime da biomassa lo rende più economico da trasportare, consentendo potenzialmente un modello di lavorazione distribuito in cui la biomassa viene convertita in bio-olio in impianti su piccola scala per la raffinazione centralizzata. Inoltre, il sottoprodotto bio-char può essere utilizzato come ammendante del suolo, migliorandone la qualità e contribuendo al sequestro del carbonio.
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