O bio-óleo de pirólise é um produto líquido derivado do aquecimento rápido e do arrefecimento rápido da biomassa numa atmosfera com baixo teor de oxigénio. Caracteriza-se por um elevado teor de oxigénio, um valor de aquecimento inferior ao do óleo de petróleo, acidez, instabilidade e uma densidade superior à da água. Contém frequentemente água, sólidos inorgânicos e carvão de carbono.
Elevado teor de oxigénio: O bio-óleo de pirólise contém até 40% de oxigénio por peso. Este elevado teor de oxigénio é o resultado do processo de pirólise, em que a biomassa é rapidamente aquecida e depois arrefecida, preservando muitos dos compostos oxigenados presentes na biomassa original. Este teor de oxigénio contribui para que as propriedades do bio-óleo sejam significativamente diferentes das do óleo de petróleo.
Menor poder calorífico: O valor de aquecimento do bio-óleo de pirólise é tipicamente inferior ao do óleo de petróleo, variando entre 15-22 MJ/kg em comparação com 43-46 MJ/kg para o fuelóleo convencional. Isto deve-se principalmente à presença de compostos oxigenados, que reduzem a densidade energética do bio-óleo.
Acidez: O bio-óleo de pirólise é ácido, o que pode colocar desafios em termos de armazenamento e manuseamento. A acidez é o resultado da formação de vários ácidos orgânicos durante o processo de pirólise. Esta caraterística exige materiais especiais para o armazenamento e pode necessitar de neutralização antes da utilização ou processamento posterior.
Instabilidade: O bio-óleo é instável, particularmente quando aquecido. Esta instabilidade deve-se à presença de numerosas espécies reactivas e ao elevado teor de oxigénio. O rápido aquecimento e o processo de arrefecimento utilizados na pirólise podem levar à formação de compostos que são propensos a outras reacções, levando à degradação ou separação de fases do bio-óleo ao longo do tempo.
Maior densidade do que a água: Ao contrário de muitos líquidos, o bio-óleo de pirólise tem uma densidade superior à da água, com uma densidade de cerca de 1,2 kg/litro. Essa alta densidade é resultado da mistura complexa de compostos no bio-óleo, incluindo água, compostos orgânicos e materiais inorgânicos.
Contém água e sólidos inorgânicos: O bio-óleo de pirólise contém frequentemente quantidades significativas de água, tipicamente na ordem dos 20-30%. Este teor de água pode levar à separação de fases se o teor de água exceder determinados níveis. Para além disso, o bio-óleo contém frequentemente sólidos inorgânicos e carvão de carbono, que são resíduos da matéria-prima de biomassa.
Processamento e características: A produção de bio-óleo de pirólise envolve taxas de aquecimento e de transferência de calor muito elevadas, exigindo uma alimentação de biomassa finamente moída. A temperatura da reação é cuidadosamente controlada a cerca de 500°C e o tempo de permanência dos vapores de pirólise no reator é inferior a 1 segundo. O arrefecimento rápido, ou arrefecimento, dos vapores de pirólise é crucial para a formação do produto bio-óleo. O bio-óleo é uma emulsão complexa de compostos orgânicos oxigenados, polímeros e água, e as suas propriedades podem ser influenciadas pela utilização de catalisadores durante o processo de pirólise.
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