A produção e o fabrico de bio-óleo envolvem a conversão de biomassa em produtos utilizáveis.
Este processo utiliza normalmente a pirólise ou a liquefação hidrotérmica.
Estes métodos decompõem a biomassa em bio-óleo, biochar e gás.
Os produtos finais dependem de vários factores.
Estes factores incluem o tipo de matéria-prima, o pré-tratamento, o processo, as condições de funcionamento e a atualização.
O que é o bio-óleo?
O bio-óleo é um líquido orgânico castanho escuro.
É produzido a partir de biomassa através de pirólise.
O bio-óleo é composto principalmente por compostos oxigenados.
Estes compostos conferem-lhe uma elevada instabilidade térmica e um baixo valor calorífico.
Como resultado, o bio-óleo bruto tem aplicações limitadas.
Só pode ser utilizado como combustível para caldeiras, não para motores.
O bio-óleo bruto de biomassa lenhosa tem propriedades pobres.
Estas propriedades incluem baixo poder calorífico, elevado teor de água e acidez.
Como é formado o bio-óleo?
O bio-óleo forma-se através da fragmentação e despolimerização simultâneas da celulose, hemicelulose e lignina.
Isto acontece durante a pirólise rápida da biomassa.
O rápido aquecimento da biomassa e a rápida extinção do vapor produzem o bio-óleo.
O rendimento do bio-óleo da pirólise rápida é tipicamente de cerca de 50-70% em peso numa base de biomassa seca.
O bio-óleo contém um elevado teor de água e centenas de componentes orgânicos.
Estes componentes incluem ácidos, álcoois, cetonas, furanos, fenóis, éteres, ésteres, açúcares, aldeídos, alcenos, compostos de azoto e oxigénio.
Também possui moléculas reactivas e espécies oligoméricas com pesos moleculares superiores a 5000.
Isto torna-o instável mesmo à temperatura ambiente.
Porque é que o bio-óleo precisa de ser melhorado?
Devido aos seus problemas, o bio-óleo precisa de ser melhorado antes de ser utilizado como combustível para motores.
A atualização envolve tratamentos físicos e químicos.
Estes tratamentos eliminam problemas como o elevado teor de ácido, o elevado teor de água e a elevada instabilidade oxidativa e térmica.
Os tratamentos físicos incluem a remoção de carvão através de filtração e a emulsificação de hidrocarbonetos para estabilidade.
Os bio-óleos também são fraccionados, mas após a realização de tratamentos químicos.
Os tratamentos químicos incluem a esterificação, a desoxigenação/hidrogenação catalítica, o cracking térmico, a extração física e a produção/gaseificação de gás de síntese.
Quais são as limitações e o potencial do bio-óleo?
Embora o bio-óleo tenha as suas limitações, pode ainda ser utilizado como combustível para caldeiras ou transformado em combustíveis renováveis para transportes.
O seu valor combustível é geralmente 50-70% do valor dos combustíveis derivados do petróleo.
No entanto, a sua composição torna-o termicamente instável e difícil de destilar ou refinar.
Por conseguinte, é necessária mais investigação para produzir bio-óleo de melhor qualidade.
Apesar disso, o bio-óleo tem uma densidade mais elevada (>1 kg L-1) em comparação com as matérias-primas de biomassa.
Isto torna o seu transporte mais económico.
Este facto abre a possibilidade de um modelo de processamento distribuído.
Neste modelo, os pirolisadores de pequena escala convertem a biomassa em bio-óleo nas explorações agrícolas.
Depois, é transportado para um local centralizado para ser refinado.
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