温度はバイオ炭の特性を決定する重要な役割を果たす。
熱分解温度が上昇すると、汚泥バイオ炭の収率は低下する。
バイオ炭のpHは温度が高くなるにつれて酸性からアルカリ性に変化する。
温度が高くなるとバイオ炭の比表面積は著しく向上する。
温度が高くなると、バイオ炭の芳香族化の程度と安定性も増加する。
つまり、バイオ炭は温度が高いほど芳香が増し、安定する。
一方、バイオ炭中の酸素官能基の量は温度の上昇とともに減少する。
バイオ炭の特性は、原料バイオマスとその製造プロセス条件によって異なる。
バイオ炭の製造には、松の木、麦わら、生ごみ、乾燥藻類など、さまざまな種類のバイオマスを使用することができる。
熱分解プロセスにおける最高処理温度(HTT)と滞留時間もバイオ炭の特性に影響を与える。
温度や処理条件によって影響を受ける特性には、固定炭素含有量、溶液中のpH、高い発熱量、BET比表面積などがある。
バイオ炭の固定炭素含量は温度が高く滞留時間が長いほど増加する。
バイオ炭の溶液中のpH、発熱量、BET比表面積も熱分解温度が高くなるにつれて増加する。
バイオ炭を土壌に添加すると、最初は対照の土壌試料に比べて炭素の無機化速度が低下する。
この効果は、より厳しい熱処理によって固定炭素含量が高くなったバイオ炭ほど顕著である。
これは、土壌微生物群が新しい条件に適応するのに時間が必要なためと考えられる。
温和な熱処理によって生成された固定炭素含有率の低いバイオカーは、揮発性が高く生分解しやすい炭素化合物を多く含む。
農業用に高品質のバイオカーを生産するには、緩慢熱分解が最も実行可能な生産プロセスであると考えられている。
緩慢熱分解では、酸素が制限された、あるいは酸素を含まない環境で、大気圧下でバイオマスを加熱する。
加熱速度は通常、1~30℃分-1である。
低速熱分解では、乾燥原料重量ベースで最大30wt%のバイオ炭収率が得られる。
しかし、バイオ炭の収率と特性は、バイオマス原料、加熱速度、熱分解温度、蒸気滞留時間などの要因に依存する。
これらの要因の中で、最高処理温度が最終製品の特性に最も大きな影響を与える。
要約すると、温度はバイオ炭の収率、pH、比表面積、芳香化度、安定性、酸素官能基の量など様々な特性に影響を与える。
バイオ炭の特性は、原料バイオマスや製造プロセス条件にも影響される。
農業用に高品質のバイオ炭を製造するには、緩慢な熱分解が好まれることが多い。
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