Il bio-olio, noto anche come olio di pirolisi, è un prodotto liquido ottenuto attraverso il processo di pirolisi. La pirolisi consiste nel riscaldare rapidamente materiali organici, come la biomassa, in un ambiente a basso contenuto di ossigeno, per poi spegnere rapidamente i vapori risultanti. Questo processo liquefa la biomassa, rendendola più facile da pompare, immagazzinare e modificare chimicamente.
Il bio-olio è una miscela complessa di composti organici ossigenati. Ha un valore di combustibile che è generalmente pari al 50-70% di quello dei combustibili a base di petrolio. Può essere utilizzato come combustibile per caldaie o trasformato in combustibili rinnovabili per il trasporto. Tuttavia, a causa della sua composizione, il bio-olio è termicamente instabile e difficile da distillare o raffinare ulteriormente. Ciò richiede ulteriori ricerche per produrre bio-olio di qualità superiore. Nonostante le sue sfide, il bio-olio ha una densità superiore a quella delle materie prime da biomassa, il che lo rende più conveniente da trasportare.
Le applicazioni del bio-olio sono varie. Può essere utilizzato come combustibile per caldaie o migliorato attraverso processi di gassificazione per produrre syngas, che può essere poi convertito in bio-diesel. Il bio-olio è particolarmente interessante per la co-combustione perché è più facile da maneggiare, bruciare e trasportare rispetto al combustibile solido. Può anche essere utilizzato come fonte di composti organici e di specialità chimiche.
Il bio-olio è un liquido marrone scuro prodotto dalla pirolisi della biomassa. È composto principalmente da composti ossigenati, che contribuiscono alla sua elevata instabilità termica e al suo basso potere calorifico, rendendolo inadatto come carburante per motori. Il bio-olio si forma attraverso la frammentazione e la depolimerizzazione simultanea di cellulosa, emicellulosa e lignina durante la pirolisi rapida della biomassa. Il rapido riscaldamento e lo spegnimento del vapore della biomassa porta alla produzione di bio-olio.
Il bio-olio contiene un elevato contenuto di acqua e centinaia di componenti organici, tra cui acidi, alcoli, chetoni, furani, fenoli, eteri, esteri, zuccheri, aldeidi, alcheni, composti di azoto e ossigeno. Contiene inoltre molecole reattive e specie oligomeriche con peso molecolare superiore a 5000, che rendono il bio-olio instabile, anche a temperatura ambiente. L'invecchiamento, che è il processo di formazione di più acqua, maggiore viscosità e separazione di fase, contribuisce ulteriormente alla sua instabilità. Pertanto, il bio-olio deve essere migliorato prima di poter essere utilizzato come carburante per motori.
Oltre a essere utilizzato come materia prima per caldaie e motori pesanti, il bio-olio può essere utilizzato anche per produrre idrogeno, prodotti chimici, leganti per elettrodi e materie plastiche. È comunemente usato come alternativa all'olio da forno nelle caldaie grazie alle sue basse emissioni. La co-combustione di bio-olio con combustibili convenzionali è un'opzione efficiente dal punto di vista energetico ed economico. Per la combustione del bio-olio negli impianti commerciali sono state adottate speciali tecnologie di bruciatori, come i sistemi a doppio blocco. Il bio-olio è anche un potenziale candidato per la produzione di idrogeno attraverso il cracking catalitico. Inoltre, diversi prodotti chimici e solventi possono essere prodotti dal bio-olio su scala commerciale attraverso la distillazione. Tuttavia, il costo rimane un ostacolo importante per la commercializzazione su larga scala del bio-olio.
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