バイオオイルとしても知られる熱分解オイルは、まさに化学物質である。
バイオマスの熱分解プロセスによって生成される、酸素を含む有機化合物、ポリマー、水の複合液体エマルションである。
このプロセスでは、低酸素雰囲気下で有機物を急速に加熱し、急速に急冷する。
その結果、未加工のバイオマスに比べ、より容易に圧送、貯蔵、化学修飾が可能な液体が得られる。
理解すべき5つのポイント
1.組成と特性
熱分解油は、酸素を含む炭化水素の複雑な混合物から成る。
通常、重量比で20～30％の水分を含んでいる。
この含水率には、バイオマス由来の水分と反応生成物の両方が含まれる。
さらに、固体チャーがオイル中に存在することもある。
オイルは、連続相がホロセルロース分解生成物の水溶液であるマイクロエマルジョンと考えることができる。
これは、水素結合などのメカニズムにより、熱分解リグニン巨大分子の不連続相を安定化させる。
2.化学的性質
熱分解油の化学的性質は、高い酸素含有量（最大40重量％）が特徴である。
また、酸性を示し、特に加熱すると不安定になる。
このような性質から、石油オイルとは異質である。
石油オイルとは混和性がなく、発熱量も低い。
密度が高く、しばしば水の密度を超え、固体の無機物を含む傾向があることも、化学的な特徴をさらに際立たせている。
3.反応性と安定性
熱分解オイルは、中間的で反応性の高い分解生成物で構成されている。
このことが経時的な不安定性の一因となっている。
バイオオイルの中には数年間保存可能なものもあるが、徐々に変化し、特に粘度が上昇する。
この経年変化は、反応性成分の凝縮反応によるもので、オイルの相分離を引き起こすこともある。
オイルを100℃以上に加熱すると、急激な反応が起こり、揮発性有機化合物や水を含む固体残渣や留出油が生成される。
4.製造プロセス
熱分解プロセス自体は、酸素のない状態で400～600℃の温度で行われる熱化学的方法である。
このプロセスでは、熱分解油だけでなく、ガスやチャーも生成される。
生成物の具体的な組成は、熱分解の際に適用される温度、圧力、加熱速度に依存する。
5.まとめ
まとめると、熱分解油は、熱化学的な熱分解プロセスから得られる、複雑で反応性が高く、酸素を含む組成を持つ化学物質である。
そのユニークな性質と化学的挙動は、従来の石油オイルとは一線を画し、バイオマス変換技術の領域において明確で特殊な製品となっている。
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