O bio-óleo é produzido principalmente através de dois processos principais: pirólise instantânea e liquefação hidrotérmica (HTL). A pirólise instantânea envolve a rápida decomposição térmica de compostos orgânicos na ausência de oxigénio. Este processo resulta na produção de carvão vegetal, produtos gasosos e bio-óleo.
O bio-óleo é uma mistura complexa e densa de compostos orgânicos oxigenados. Tem um valor combustível que é geralmente 50-70% do valor dos combustíveis derivados do petróleo. Pode ser utilizado como combustível para caldeiras ou transformado em combustível renovável para transportes. No entanto, a composição do bio-óleo torna-o termicamente instável e difícil de destilar ou refinar. Este facto exige investigação adicional para produzir bio-óleo de melhor qualidade.
Apesar dos seus desafios, o bio-óleo tem várias vantagens. A sua densidade é maior do que a das matérias-primas de biomassa, o que torna o seu transporte mais económico. Este facto abre a possibilidade de um modelo de processamento distribuído em que os pirolisadores de pequena escala convertem a biomassa em bio-óleo nas explorações agrícolas. O bio-óleo pode então ser transportado para um local centralizado para ser refinado.
O bio-óleo é um líquido castanho escuro produzido através da pirólise da biomassa. É constituído principalmente por compostos oxigenados, que contribuem para a sua elevada instabilidade térmica e baixo poder calorífico. O bio-óleo é formado através da fragmentação e despolimerização da celulose, hemicelulose e lignina durante a pirólise rápida da biomassa. O aquecimento rápido da biomassa e a extinção do vapor resultam na produção de bio-óleo. O rendimento do bio-óleo da pirólise rápida é tipicamente entre 50-70%, dependendo das condições de reação.
O bio-óleo contém um elevado teor de água e centenas de componentes orgânicos, como ácidos, álcoois, cetonas, furanos, fenóis, éteres, ésteres, açúcares, aldeídos, alcenos, compostos de azoto e oxigénio. Contém também moléculas reactivas e espécies oligoméricas com pesos moleculares superiores a 5000, o que o torna instável mesmo à temperatura ambiente. O bio-óleo pode ser considerado uma microemulsão multifásica, com os oligómeros a formarem aerossóis. Esta instabilidade, conhecida como envelhecimento, leva à formação de mais água, maior viscosidade e separação de fases. Por conseguinte, o bio-óleo precisa de ser melhorado antes de ser utilizado como combustível para motores.
O bio-óleo tem uma densidade mais elevada do que os materiais lenhosos, reduzindo os custos de armazenamento e transporte. No entanto, não é adequado para utilização direta em motores de combustão interna normais. Pode ser transformado num combustível especial para motores ou convertido através de processos de gaseificação em gás de síntese e depois em biodiesel. O bio-óleo é particularmente atrativo para a co-combustão porque é mais facilmente manuseado e queimado do que o combustível sólido e é mais barato de transportar e armazenar.
Para além da sua utilização como combustível, o bio-óleo é também uma fonte valiosa de compostos orgânicos e de especialidades químicas. Oferece vantagens sobre a biomassa sólida e a gaseificação em termos de facilidade de manuseamento, armazenamento e combustão em centrais eléctricas existentes, sem necessidade de procedimentos especiais de arranque.
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