La produzione di bio-olio prevede diversi processi, principalmente la pirolisi e la liquefazione idrotermale, finalizzati alla conversione della biomassa in un combustibile liquido. Il processo genera bio-olio, che è un'emulsione di acqua e composti organici, tra cui alcoli, aldeidi, acidi carbossilici, esteri, furani, pirani, chetoni, monosaccaridi e anidrosaccaridi dai carboidrati e composti fenolici dalla lignina.
Pirolisi:
Questo processo prevede la decomposizione termica della biomassa in assenza di ossigeno. La biomassa viene riscaldata ad alte temperature (tipicamente tra i 400°C e i 600°C), portando alla scomposizione di polimeri organici complessi in composti più semplici. I prodotti principali sono bio-olio, gas non condensabili e biochar. Il bio-olio ottenuto dalla pirolisi rapida ha una bassa viscosità e contiene circa il 15-20% di acqua. L'ossigeno, uno dei principali contaminanti, influisce sulla stabilità del bio-olio durante lo stoccaggio o il riscaldamento. L'aggiunta di un catalizzatore durante la pirolisi può migliorare la qualità del bio-olio riducendo il contenuto di ossigeno.Liquefazione idrotermale:
Questo metodo prevede la conversione della biomassa umida in bio-olio ad alta pressione e temperatura (in genere da 250°C a 350°C e da 10 a 25 MPa). Il processo utilizza l'acqua come solvente, consentendo il trattamento di biomasse ad alto contenuto di umidità senza necessità di essiccazione. La reazione scompone la biomassa in bio-olio, gas e prodotti acquosi.
- Post-trattamento e upgrading:
- Il bio-olio prodotto da entrambi i processi richiede un ulteriore trattamento per poter essere utilizzato come combustibile o in applicazioni chimiche. Le sfide includono un elevato contenuto di acidi (corrosivi), un elevato contenuto di acqua e una scarsa stabilità (ossidativa e termica). L'upgrading prevede trattamenti fisici e chimici:I trattamenti fisici
includono la filtrazione per rimuovere il carbone e l'emulsionamento degli idrocarburi per la stabilità.I trattamenti chimici
comprendono l'esterificazione, la de-ossigenazione/idrogenazione catalitica, il cracking termico, l'estrazione fisica e la produzione/gassificazione di syngas. Questi processi mirano a ridurre il contenuto di ossigeno, rimuovere i componenti corrosivi e migliorare la stabilità e la qualità del bio-olio.
Utilizzo:
