バイオオイルは、主に水とバイオマス由来の様々な有機化合物からなる複雑な液体製品である。
これらの有機化合物には炭水化物やリグニンが含まれる。
バイオオイルに含まれる有機化合物は、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、フェノール化合物からなる。
このような組成から、バイオオイルは暖房、発電、輸送など様々な用途において化石燃料の代替となる可能性を秘めている。
5つの主要成分の説明
1.炭水化物由来の有機化合物
バイオオイルには、バイオマスに含まれる炭水化物に由来する様々な有機化合物が含まれている。
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、アンヒドロ糖などである。
これらの化合物は、バイオマスが酸素のない状態で加熱される熱分解の過程で生成される。
これにより、複雑な炭水化物構造がより単純な有機分子に分解される。
2.リグニンからの有機化合物
リグニンは、植物の細胞壁に見られる複雑な有機ポリマーで、バイオオイルにフェノール化合物をもたらす。
これらの化合物は、貴重な化学物質や燃料にさらに加工することができるため、重要である。
フェノール化合物の存在は、粘度や安定性といったバイオオイルの物理的・化学的特性にも影響を与える。
3.高い含水率
バイオオイルは通常20-30%の水分を含む。
これは貯蔵、取り扱い、加工に影響する。
高含水率は、相分離や粘度上昇を引き起こし、標準的な用途での使用を複雑にする。
4.高い酸素含有量と酸性度
バイオオイルの酸素含有量は35-50%である。
酸性度が高く、pHは2程度である。
この酸性は、カルボン酸やその他の酸素化合物の存在によるものである。
これらの化合物も、従来の燃料油に比べて発熱量が低い一因となっている。
5.粘度と安定性
バイオオイルは粘性があり、40℃での粘度は20～1000センチポイズである。
酸化的に不安定なため、重合や凝集が起こりやすい。
これがさらに粘度と揮発性を高めます。
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