LA PIROLISI

Tra i molteplici percorsi di valorizzazione delle biomasse residuali per produrre biocarburanti e platform chemicals la pirolisi (decomposizione termochimica, in assenza di agente ossidante a temperature comprese tra 400 e 800°C) è più flessibile rispetto alle caratteristiche delle materie prime, ha maggiore efficienza rispetto agli altri percorsi termochimici ed è in grado di convertire tutto il carbonio presente nella materia prima, a differenza dei processi biologici che possono valorizzare solo la frazione non recalcitrante della biomassa.

Si adatta bene agli schemi di valorizzazione della biomassa a “filiera lunga”, basati sul trattamento decentralizzato della materia prima e sulla generazione di intermedi biogenici (biofeedstocks) nei siti di raccolta della biomassa, di cui è possibile operare l’upgrade e la valorizzazione finale in bioraffineria.

Nonostante decenni di indagini approfondite sulla pirolisi della biomassa, la ricerca è ancora molto attiva nel tentativo di migliorare la progettazione dei convertitori pirolitici e la scelta delle condizioni di processo che massimizzano la resa e la selettività verso composti di valore.

La pirolisi catalitica, la pirolisi frazionata/a stadi, la co-pirolisi con plastiche non riciclabili, rappresentano alcune delle varianti della pirolisi veloce isoterma non catalitica di base che sono attualmente esplorate con la finalità di raggiungere questo obiettivo.

Gran parte dell'attenzione fino ad oggi è stata concentrata sullo scale-up dei reattori e sul miglioramento della stabilità degli oli (ridurre il contenuto di acqua e di ossigeno e minimizzare il contenuto di solido etc.), fattori che hanno influenza sul potenziale utilizzo del bio-olio e sul successivo trattamento di upgrade.

I BIOFEEDSTOCK

I prodotti della pirolisi sono liquidi (vapori condensabili), solidi (char un residuo ad alto contenuto di carbonio) e gas incondensabili (CO, CO2, CH4, H2 etc.) in proporzioni dipendenti dai parametri operativi. Il processo di Pirolisi veloce o Fast Pyrolysis massimizza la resa in prodotto liquido (fino 70-75% in peso) la cui complessità (zuccheri pirolitici e oligosaccaridi, furani, alchilfenoli, acidi, chetoni e aldeidi, e notevoli quantità di acqua) è legata all’eterogeneità intrinseca delle materie prime e alla complessità dei percorsi chimici. La complessità e talune proprietà sfavorevoli (alta viscosità, pH acido, basso potere calorifico e stabilità limitata) limitano le applicazioni commerciali prevalentemente all’uso per produzione di calore ed energia. L’ utilizzo per produrre combustibili per i trasporti deve essere ancora dimostrata e molti dei processi di upgrading sono ancora in fase di “proof of concept”. La parte acquosa e più specificamente la frazione solubile in acqua dei bio-liquidi contiene zuccheri anidri, acidi carbossilici, oligomeri della lignina e fenoli, composti eterociclici. I primi tre gruppi sono potenziali substrati per la crescita di microrganismi eucarioti e procarioti. L’ultimo gruppo, insieme agli acidi, possono essere inibitori delle crescite microbiche.

Il biochar, è da considerare un sottoprodotto, quando non usato (combusto) per sostenere la termicità del processo. Il biochar utilizzato prevalentemente come ammendante per il suolo o per la rimozione di inquinanti, sta trovando sempre maggior spazio in diverse applicazioni come i settori dell’edilizia, decontaminazione dei suoli, produzione di biogas, trattamento delle acque, medicina, tessile, benessere, schermo contro le radiazioni elettromagnetiche, conservazione degli alimenti

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