熱分解はバイオマスをバイオ炭に変えるプロセスである。
この変換は、酸素がない状態での熱分解によって起こる。
このプロセスは、バイオマスの化学的・物理的特性を大きく変化させる。
この変化は、温度、加熱速度、滞留時間など、さまざまな熱分解条件によって異なります。
知っておくべき4つの主要変化
1.バイオ炭の化学的・物理的変化
熱分解中、バイオマスはさまざまな化学変化を受ける。
これらの変化により、バイオマスの元素組成と物理的性質が変化する。
バイオ炭の炭素含有率は53%から96%の範囲です。
その収率と発熱量は、それぞれ30%～90%、20～36 MJ/kgと大きく変動する。
これらの変動は、バイオマスの種類と熱分解プロセスの特定の条件に影響される。
例えば、温度が高く滞留時間が長いほど、固定炭素含量が高く安定した構造のバイオカーが得られるのが一般的である。
2.熱分解条件の影響
熱分解条件、特に最高処理温度（HTT）はバイオ炭の特性に大きな影響を与える。
HTTが高いほど、一般にpHが高く、発熱量が高く、BET比表面積が大きいバイオ炭になる。
これらの特性は、バイオ炭の様々な分野への応用にとって極めて重要である。
例えば、固定炭素含有量の高いバイオ炭は生物学的分解を受けにくく、土壌中の炭素固定に有益である。
3.バイオ炭の応用
熱分解によって製造されるバイオ炭には、さまざまな用途がある。
一般的には土壌改良材として使用され、土壌の肥沃度を高め、保水性を向上させ、炭素隔離を助ける。
さらに、バイオ炭は汚染浄化、エネルギー貯蔵、水や排ガスから汚染物質を除去する吸着剤としても利用できる。
このように、バイオ炭は様々な環境や農業への応用が可能であるため、熱分解プロセスから生み出される貴重な製品なのである。
4.製造方法
農業用に適した高品質のバイオ炭を確保するためには、緩慢な熱分解がしばしば好まれる。
この方法は、酸素制限または無酸素環境下で、比較的低い加熱速度（1～30℃ min-1）でバイオマスを加熱する。
緩慢な熱分解プロセスは、より制御された安定した製品品質を可能にし、バイオ炭の収率は乾燥原料重量ベースで通常最大30%である。
バイオマス原料の選択、加熱速度、熱分解温度、蒸気滞留時間は、バイオ炭の収量と特性に影響を与える重要なパラメーターです。
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