Os líquidos de pirólise são uma mistura complexa de várias substâncias.
Estas incluem hidrocarbonetos oxigenados, água e potencialmente carvão sólido.
O teor de água nos líquidos de pirólise varia normalmente entre 20 e 30 por cento em peso.
Este intervalo depende do método de produção utilizado.
Os líquidos de pirólise podem ser considerados microemulsões.
Uma fase contínua aquosa estabiliza uma fase descontínua de macromoléculas de lenhina pirolítica.
Esta estabilização ocorre através de mecanismos como a ligação de hidrogénio.
Composição detalhada:
1. Hidrocarbonetos oxigenados
Os hidrocarbonetos oxigenados incluem compostos alifáticos e aromáticos.
Estes compostos incluem também fenóis, aldeídos, levoglucosano, hidroxiacetaldeído e cadeias de hidrocarbonetos.
Estes compostos são derivados da decomposição da holocelulose durante a pirólise.
2. Água
A água está presente tanto a partir da humidade original da biomassa como como um produto de reação durante a pirólise.
O teor de água influencia as propriedades do óleo de pirólise.
Afecta a sua estabilidade e comportamento de fase.
3. Carvão sólido
Embora nem sempre presente na fase líquida, o carvão pode ser um subproduto da pirólise.
Isto é especialmente verdadeiro em processos que não extinguem rapidamente os vapores da pirólise.
4. Bio-óleo e alcatrão
O bio-óleo é composto por compostos orgânicos de menor peso molecular.
É menos viscoso do que o alcatrão, que é um líquido viscoso preto ou castanho-escuro.
O alcatrão é composto por hidrocarbonetos e carbono livre.
A distinção entre bio-óleo e alcatrão é algo arbitrária.
Algumas definições consideram os alcatrões como produtos de pirólise com pesos moleculares superiores ao benzeno.
Caraterísticas e implicações:
Natureza da microemulsão
A fase aquosa contínua ajuda a estabilizar o óleo.
Este facto influencia a sua estabilidade e potenciais aplicações.
Miscibilidade e Solubilidade
Os líquidos de pirólise são maioritariamente miscíveis com solventes polares como o metanol e a acetona.
No entanto, são imiscíveis com óleos de petróleo.
Isto afecta a sua compatibilidade com os sistemas de combustível existentes.
Densidade e conteúdo energético
A elevada densidade dos líquidos de pirólise (cerca de 1,2 g/ml) em comparação com o fuelóleo leve (cerca de 0,85 g/ml) resulta num teor energético inferior em termos de peso.
Mas tem um teor energético mais elevado numa base volumétrica.
Este facto tem implicações na conceção de equipamentos como bombas e atomizadores em caldeiras e motores.
Considerações industriais e económicas:
Tecnologia de pirólise
O desenvolvimento de tecnologias de pirólise rápida visa otimizar o rendimento de líquidos úteis.
Estes líquidos podem ser utilizados como combustíveis ou fontes de produtos químicos.
As configurações do reator e as variáveis do processo (como a temperatura, a pressão e o tempo de residência) afectam significativamente a distribuição do produto.
Purificação e comercialização
O bio-óleo bruto requer purificação para cumprir as normas comerciais.
Isto realça a importância dos processos de refinação na viabilidade económica dos líquidos de pirólise.
Em resumo, a composição dos líquidos de pirólise é complexa e multifacetada.
Envolve vários componentes químicos e propriedades físicas que influenciam o seu comportamento e aplicações.
Compreender estes aspectos é crucial para a utilização e comercialização eficazes dos líquidos de pirólise.
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