A produção de biochar a partir de biomassa é um processo fascinante que envolve pirólise lenta.
Este é um processo de conversão termoquímica que ocorre na ausência de oxigénio.
Vamos dividir o processo em etapas simples:
1. Preparação da biomassa
Primeiro, a biomassa, como madeira de pinheiro, palha de trigo, resíduos verdes ou algas secas, precisa de ser preparada.
Isto envolve a secagem e a quebra em pedaços mais pequenos.
Este passo assegura que a biomassa é uniforme e pode ser processada eficientemente.
2. Processo de pirólise
Aquecimento
O reator de biochar é pré-aquecido durante 30-60 minutos.
Esta fase inicial de aquecimento é crucial para preparar o palco para a pirólise.
Alimentação
A biomassa preparada é então continuamente alimentada no reator.
O processo de alimentação é controlado para manter um fluxo constante de material.
Tratamento térmico
A biomassa sofre uma decomposição pirolítica a temperaturas que variam entre 270°C e 400°C.
Este processo demora geralmente várias horas.
Durante esta fase, a biomassa é transformada em biochar, biogás e outros subprodutos.
Recolha de gás e subprodutos
À medida que a biomassa se decompõe, o biogás é produzido e recolhido.
Este gás é processado através de um ciclone despoeirador e de um coletor de pó por pulverização para remover as impurezas.
O gás é ainda arrefecido num sistema de condensadores para extrair alcatrão e vinagre de madeira.
O restante gás combustível é reciclado e utilizado como combustível para aquecer o reator, tornando o processo eficiente em termos energéticos.
3. Caracterização do Biochar
Após a pirólise, o biochar produzido é caracterizado utilizando várias técnicas analíticas:
Análise Proximal
Esta análise determina o teor de carbono fixo, que é um indicador chave da qualidade e das propriedades do biochar.
O teor de carbono fixo depende da intensidade do tratamento térmico.
Análise elementar
Esta análise inclui a análise CHN (Carbono, Hidrogénio, Azoto) para determinar a composição elementar do biochar.
Medição do pH
O pH do biochar em solução é medido, o que pode afetar a sua aplicação no solo.
Calorimetria de bomba
Isso é usado para medir o maior valor de aquecimento do biochar, indicando seu conteúdo de energia.
Adsorção de N2
Esta técnica é utilizada para medir a área de superfície BET, que é importante para a capacidade de adsorção do biochar.
Ensaios de degradação biológica
Estes testes avaliam o impacto do biochar no solo, incluindo a procura de oxigénio e as taxas de mineralização do carbono.
4. Aplicação e impacto ambiental
O biochar produzido pode ser usado como corretivo do solo, melhorando a fertilidade e a estrutura do solo.
Também pode sequestrar carbono, contribuindo para os esforços de sequestro de carbono.
A adição inicial de biochar ao solo pode reduzir ligeiramente a taxa de mineralização do carbono à medida que a comunidade microbiana do solo se adapta às novas condições.
No entanto, o biocarvão com maior teor de carbono fixo, produzido sob tratamento térmico mais rigoroso, apresenta um efeito mais pronunciado devido ao seu menor teor de compostos voláteis e facilmente biodegradáveis.
Em resumo, a produção de biochar a partir de biomassa envolve um processo de pirólise controlada que converte a biomassa num material estável e rico em carbono, adequado para várias aplicações ambientais.
O processo é altamente dependente do tipo de biomassa e das condições específicas da pirólise, como a temperatura e o tempo de residência.
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