熱分解液の組成は、酸素含有炭化水素、水、および潜在的に固体チャーからなる複雑な混合物である。水の含有量は、製造方法にもよるが、通常20～30wt%である。熱分解液はマイクロエマルションと考えることができ、水性連続相が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。
詳細な組成
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酸素化炭化水素： 脂肪族および芳香族化合物、フェノール、アルデヒド、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、熱分解中のホロセルロースの分解に由来する。
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水： これはバイオマス中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から存在する。含水率は熱分解油の特性に影響を与え、その安定性と相挙動に影響を与える。
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固体チャー： 常に液相に存在するわけではないが、特に熱分解蒸気を迅速にクエンチしないプロセスでは、チャーが熱分解の副生成物となることがある。
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バイオオイルとタール： バイオオイルは低分子量の有機化合物からなり、炭化水素と遊離炭素からなる黒色または暗褐色の粘性液体であるタールよりも粘性が低い。バイオオイルとタールの区別はやや恣意的で、タールをベンゼンより分子量の大きい熱分解生成物とみなす定義もある。
特徴と意味合い
- マイクロエマルジョンの性質： 連続的な水相はオイルの安定化に役立ち、その安定性と潜在的用途に影響を与える。
- 混和性と溶解性： 熱分解液は、メタノールやアセトンのような極性溶媒とはほとんど混和するが、石油油とは混和しない。これは既存の燃料システムとの適合性に影響する。
- 密度とエネルギー含有量： 軽油（約0.85 g/ml）に比べて熱分解液の密度（約1.2 g/ml）が高いため、重量ベースのエネルギー含有量は低くなるが、体積ベースのエネルギー含有量は高くなる。これは、ボイラーやエンジンのポンプや噴霧器のような機器の設計に影響を与える。
産業的・経済的考察
- 熱分解技術： 高速熱分解技術の開発は、燃料や化学製品の原料として使用できる有用な液体の収量を最適化することを目的としている。反応器の構成とプロセス変数（温度、圧力、滞留時間など）は、生成物の分布に大きく影響する。
- 精製と商品化 粗バイオオイルは、商業的基準を満たすために精製が必要であり、熱分解液の経済性において精製プロセスが重要であることを強調している。
まとめると、熱分解液の組成は複雑かつ多面的であり、その挙動や用途に影響を及ぼす様々な化学成分や物理的特性が関与している。これらの側面を理解することは、熱分解液の効果的な利用と商業化にとって極めて重要である。
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