バイオオイルは熱分解油としても知られ、バイオマスの熱分解から得られる複雑な液体製品である。バイオオイルの原料は主にバイオマスであり、木材、農業残渣、その他植物由来の有機物を含む。これらのバイオマス原料は、熱分解-酸素のない状態での急速な加熱を伴うプロセス-を経て、セルロース、ヘミセルロース、リグニンが分解され、水と数百種類の有機化合物の混合物になる。これらの化合物には、アルコール、アルデヒド、カルボン酸、エステル、フラン、ピラン、ケトン、単糖、アンヒドロ糖、フェノール化合物などが含まれる。得られたバイオオイルは、水とこれらの有機化合物のエマルジョンであり、熱的に不安定で酸素化合物が豊富である。
キーポイントの説明
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主原料としてのバイオマス:
- バイオオイルは、木材、農業残渣、その他の植物性物質などの有機物質を含むバイオマスから生産される。
- バイオマスにはセルロース、ヘミセルロース、リグニンが豊富に含まれており、これらは熱分解の際に分解される主成分である。
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熱分解プロセス:
- 熱分解では、酸素のない状態でバイオマスを約500℃まで急速に加熱する。
- このプロセスは、バイオマスをガス、固体チャー、液体バイオオイルに変換する。
- 急速加熱と蒸気の急速冷却を特徴とする高速熱分解は、バイオオイルを製造する最も一般的な方法である。
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バイオオイルの組成:
- バイオオイルの主成分は水と、セルロース、ヘミセルロース、リグニンの分解に由来する有機化合物の複雑な混合物である。
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有機化合物には次のようなものがある：
- アルコール類:メタノール、エタノール、その他の高級アルコール。
- アルデヒド:ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、その他のアルデヒド。
- カルボン酸:酢酸、ギ酸、その他の有機酸。
- エステル:酢酸メチル、酢酸エチル、その他のエステル。
- フランとピラン:フルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール、その他のフラン誘導体。
- ケトン体:アセトン、メチルエチルケトン、その他のケトン類。
- 単糖とアンヒドロ糖:グルコース、キシロース、レボグルコサン。
- フェノール化合物:フェノール、クレゾール、その他のフェノール誘導体。
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物理的および化学的特性:
- バイオオイルは通常、褐色、暗赤色、または黒色で、密度は約1.2kg/リットルである。
- 水分が多く、発熱量が低い。
- 分子量5000以上の反応性分子やオリゴマー種が存在するため、バイオオイルは室温でも熱的に不安定である。
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応用とさらなる加工:
- バイオオイルはさらに、暖房、発電、輸送に使用される化石燃料の代替品に加工することができる。
- 酸素含有量が高く熱的に不安定なため、安定性とエネルギー含有量を向上させるために、ハイドロデオキシゲン化などのアップグレードプロセスが必要になることが多い。
要約すると、バイオオイルの原料は主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンを豊富に含むバイオマス資源である。熱分解プロセスにより、これらの原料は水と有機化合物の複雑な混合物に変換され、バイオオイルが形成される。バイオオイルの組成には様々な酸素化合物が含まれており、これがそのユニークな特性と再生可能エネルギー源としての潜在的な用途に寄与している。
総括表：
| アスペクト | 詳細 |
|---|---|
| 主要原材料 | セルロース、ヘミセルロース、リグニンを豊富に含む木材、農業残渣、植物系バイオマス。 |
| 熱分解プロセス | 酸素のない状態で500℃まで急速に加熱し、ガス、チャー、バイオオイルを生成する。 |
| バイオオイルの組成 | 水と有機化合物（アルコール、アルデヒド、酸、エステル、フラン、ケトン、糖、フェノール）。 |
| 物理的性質 | 褐色／黒色、密度1.2kg／リットル、高含水率、熱的に不安定。 |
| アプリケーション | 加熱、発電、輸送に使用される。 |
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