Il bio-olio, noto anche come olio di pirolisi, è un prodotto liquido derivato dal processo di pirolisi della biomassa. Questo processo prevede il rapido riscaldamento di materiale organico, come la biomassa, in un ambiente povero di ossigeno, seguito da un rapido spegnimento. Il bio-olio risultante è un'emulsione complessa di composti organici ossigenati, polimeri e acqua, più facilmente maneggiabile e modificabile chimicamente rispetto alla biomassa grezza.
Composizione e proprietà:
- Il bio-olio è caratterizzato da un elevato contenuto di ossigeno, in genere fino al 40% in peso. Questo elevato contenuto di ossigeno contribuisce a diverse proprietà uniche:Incompatibilità con gli oli di petrolio:
- Il bio-olio non è miscibile con gli oli di petrolio, il che lo distingue dai combustibili convenzionali.Contenuto di acqua:
- Spesso contiene quantità significative di acqua, di solito tra il 20-30%, che può portare alla separazione di fase in determinate condizioni.Contenuto energetico:
- Il potere calorifico del bio-olio, che varia da 15-22 MJ/kg, è inferiore a quello dell'olio di petrolio (43-46 MJ/kg), principalmente a causa dei suoi composti ossigenati.Acidità:
- Il bio-olio è acido, il che può portare a proprietà corrosive e richiede considerazioni speciali per la manipolazione e lo stoccaggio.Instabilità:
- È instabile, soprattutto se riscaldato, e può subire variazioni di viscosità e separazione di fase nel tempo, un processo noto come invecchiamento.Densità:
Il bio-olio ha una densità superiore a quella dell'acqua e spesso contiene sostanze inorganiche solide e carbone di carbonio.Processo di produzione:
Il processo di produzione del bio-olio, noto come pirolisi rapida, prevede temperature elevate e tempi di permanenza brevi per massimizzare la resa del prodotto liquido. L'obiettivo di questo processo è produrre un bio-olio ricco di idrocarburi che possa sostituire il petrolio greggio nei carburanti per il trasporto. Tuttavia, le proprietà e i rendimenti del bio-olio sono molto variabili e dipendono da diversi fattori, tra cui le condizioni del processo, la velocità di riscaldamento, il tempo di residenza, la dimensione delle particelle di biomassa, la temperatura e il tipo di biomassa utilizzata.
Sfide e miglioramenti:
I primi bio-oli erano spesso molto instabili e corrosivi, con un elevato contenuto di ossigeno organico che rendeva difficile la separazione dalla fase acquosa. Gli attuali sforzi di sviluppo si concentrano sulla riduzione del contenuto di ossigeno a meno del 25 wt% per migliorare la separazione e la qualità dell'olio. Tuttavia, questo miglioramento spesso avviene al costo di rese inferiori di carbonio utile.
Applicazioni e upgrading:
