熱分解油は、主に酸素を含む炭化水素と水からなり、さらに固形チャーなどの成分を含む複雑な混合物である。
熱分解プロセスは、酸素欠乏環境下でバイオマスを急速に加熱し、ヘミセルロース、セルロース、リグニンの中間分解生成物を保存するために急速に急冷する。
このプロセスにより、様々な反応種を含む液体が得られ、従来の燃料油とは一線を画している。
熱分解油の成分5つの主要成分の説明
1.酸素化炭化水素
熱分解油の主成分は、酸素含有炭化水素である。
脂肪族化合物、芳香族化合物、フェノール類、アルデヒド類、レボグルコサン、ヒドロキシアセトアルデヒド、炭化水素鎖などが含まれる。
これらの化合物は、ヘミセルロース、セルロース、リグニンなどのバイオマス成分の分解に由来する。
2.水分
熱分解油には通常、20～30重量％の水分が含まれている。
この水分は、バイオマスに元々含まれていた水分と、熱分解中の反応生成物の両方に由来する。
3.固体チャー
液体成分に加えて、熱分解油には固体チャーが含まれることがある。
これはバイオマスの不完全分解による残渣である。
4.マイクロエマルジョン構造
熱分解油はマイクロエマルションと考えることができる。
連続相はホロセルロース分解生成物の水溶液である。
この相は、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。
5.特性と課題
熱分解油は一般的に不安定で、時間の経過とともに変化することがある。
特に、反応成分の縮合反応により粘度が上昇し、相分離を起こすことがある。
従来の燃料油とは異なり、一度回収した熱分解油を完全に再蒸発させることはできない。
100℃以上に加熱すると急激な反応が起こり、最終的には固体の残渣と揮発性有機化合物や水を含む留出油が生成される。
熱分解オイルは石油オイルと混和性がなく、最大40重量％の酸素を含み、石油オイルよりも発熱量が低く、酸性で、水よりも密度が高い。
このような特性から、その性質は独特であり、特殊な取り扱いと加工技術が必要とされる。
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