La composición de los líquidos de pirólisis es una mezcla compleja de hidrocarburos oxigenados, agua y carbón potencialmente sólido. El contenido de agua suele oscilar entre el 20 y el 30% en peso, dependiendo del método de producción. Los líquidos de pirólisis pueden considerarse microemulsiones, con una fase acuosa continua que estabiliza una fase discontinua de macromoléculas de lignina pirolítica mediante mecanismos como el enlace de hidrógeno.
Composición detallada:
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Hidrocarburos oxigenados: Incluyen compuestos alifáticos y aromáticos, fenoles, aldehídos, levoglucosano, hidroxiacetaldehído y cadenas de hidrocarburos. Estos compuestos se derivan de la descomposición de la holocelulosa durante la pirólisis.
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Agua: Está presente tanto a partir de la humedad original de la biomasa como producto de reacción durante la pirólisis. El contenido de agua influye en las propiedades del aceite de pirólisis, afectando a su estabilidad y comportamiento de fase.
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Carbón sólido: Aunque no siempre está presente en la fase líquida, el carbón puede ser un subproducto de la pirólisis, especialmente en procesos que no apagan rápidamente los vapores de pirólisis.
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Bioaceite y alquitrán: El bioaceite está compuesto de compuestos orgánicos de menor peso molecular y es menos viscoso que el alquitrán, que es un líquido viscoso negro o marrón oscuro compuesto de hidrocarburos y carbono libre. La distinción entre bioaceite y alquitrán es algo arbitraria, ya que algunas definiciones consideran al alquitrán como productos de pirólisis con pesos moleculares superiores al benceno.
Características e implicaciones:
- Microemulsión Naturaleza: La fase acuosa continua ayuda a estabilizar el aceite, influyendo en su estabilidad y aplicaciones potenciales.
- Miscibilidad y solubilidad: Los líquidos de pirólisis son en su mayoría miscibles con disolventes polares como el metanol y la acetona, pero son inmiscibles con aceites de petróleo. Esto afecta a su compatibilidad con los sistemas de combustible existentes.
- Densidad y contenido energético: La elevada densidad de los líquidos de pirólisis (en torno a 1,2 g/ml) en comparación con el fuelóleo ligero (en torno a 0,85 g/ml) se traduce en un menor contenido energético en peso, pero un mayor contenido energético en volumen. Esto tiene implicaciones para el diseño de equipos como bombas y atomizadores en calderas y motores.
Consideraciones industriales y económicas:
- Tecnología de pirólisis: El desarrollo de tecnologías de pirólisis rápida tiene como objetivo optimizar el rendimiento de líquidos útiles, que pueden utilizarse como combustibles o fuentes de materias primas químicas. Las configuraciones del reactor y las variables del proceso (como la temperatura, la presión y el tiempo de residencia) afectan significativamente a la distribución del producto.
- Purificación y comercialización: El bioaceite crudo requiere purificación para cumplir las normas comerciales, lo que pone de relieve la importancia de los procesos de refinado en la viabilidad económica de los líquidos de pirólisis.
En resumen, la composición de los líquidos de pirólisis es compleja y polifacética, e implica diversos componentes químicos y propiedades físicas que influyen en su comportamiento y aplicaciones. Comprender estos aspectos es crucial para la utilización y comercialización eficaces de los líquidos de pirólisis.
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