El procés de piròlisi o pirolític també conegut, és un procés en què la degradació de la biomassa es produeix per acció de la calor sense necessitat d'oxigen, és a dir, té lloc en una atmosfera completament seca. Els productes formats com a conseqüència de la piròlisi poden ser sòlids, líquids i gasos, i corresponen a productes com el carbó o carboneta, el quitrà i finalment els coneguts productes gasosos o vapor de carbonilla. Aquest procés pot ocórrer només a la natura o en conjunt durant la combustió o gasificació.
En aquest article explicarem tot el que necessita saber sobre la piròlisi, les seves característiques i importància.
característiques principals
La piròlisi és un tractament termoquímic que es pot aplicar a qualsevol producte orgànic a base de carboni. El material s'exposa a altes temperatures, en absència d'oxigen, per separar-se químicament i físicament en molècules diferents.
La piròlisi és una forma de termòlisi i es pot definir com la descomposició tèrmica que pateix un material en absència d'oxigen o algun tipus de reactiu. La descomposició patida pot ser una sèrie força complexa de reaccions químiques i processos de transferència de calor i massa. També es pot definir com els passos que tenen lloc abans de la gasificació i la combustió.
Quan es produeix en la forma extrema, només queda carboni com a residu, el que s'anomena carbonització. Mitjançant la piròlisi podem obtenir diferents productes secundaris que són útils al camp tècnic. Els productes de piròlisi sempre produeixen gasos sòlids com el carbó, líquids i gasos no condensables com H2, CH4, CnHm, CO, CO2 i N. Atès que la fase líquida només s'extreu del gas de piròlisi durant el refredament, els dos corrents de gas es poden utilitzar juntes en algunes aplicacions quan el gas de síntesi calenta se subministra directament al cremador oa la cambra doxidació.
Tipus de piròlisi
Hi ha dos tipus diferents de piròlisi depenent de les condicions físiques en què es dugui a terme:
- Piròlisi aquosa: Aquest terme s'utilitza quan cal referir-se a la piròlisi que ocorre en presència d'aigua, com ara el craqueig al vapor d'olis o la despolimerització tèrmica de residus orgànics en crus pesants.
- Piròlisi al buit: aquest tipus de piròlisi al buit consisteix a escalfar materials orgànics al buit per aconseguir punts d'ebullició més baixos i evitar reaccions químiques desfavorables.
El procés pel qual ocorre la piròlisi es divideix en tres etapes, com segueix:
- A la primera etapa es produeix una descomposició lenta amb producció de petites quantitats d'aigua, òxids de carboni, hidrogen i metà. Aquesta descomposició es produeix com a conseqüència de la ruptura d'enllaços per l'alta temperatura del procés i l'alliberament de gasos atrapats al carbó.
- La segona etapa s'anomena etapa de descomposició tèrmica activa. La temperatura augmenta durant aquesta etapa i les molècules de carboni es fragmenten més profundament, formant hidrocarburs condensables i quitrans. Aquesta fase comença als 360 ºC i finalitza quan arriba a una temperatura d'aproximadament 560 ºC.
- L'etapa final es produeix a temperatures superiors als 600ºC i es caracteritza per la desaparició gradual de l'hidrogen i d'altres heteroàtoms.
Per què serveix la piròlisi a la cuina
Quan som a la cuina, necessitem tenir les eines necessàries per fer-nos la vida més fàcil, i tenir un forn de darrera generació és ideal per això. Actualment existeix una gamma de forns amb funció d'autoneteja, anomenats forns de piròlisi, la funció principal dels quals és poder autonetejar-se.
Aquest tipus de forns tenen la capacitat d'elevar la temperatura fins a 500°C, descomponent les restes de menjar al seu interior, convertint-les en vapor o cendres, i eliminant així mateix les olors desagradables després de la cocció dins del forn. És a dir, les restes de menjar, a causa de les altes temperatures, converteixen la matèria orgànica en diòxid de carboni, el qual, un cop convertit en aigua, s'evapora; de la mateixa manera, la matèria inorgànica es converteix en cendres en exposar-se a aquesta temperatura.
Aquest procés pot durar de 1 a 4 hores, depenent del net que estigui el programa, en acabar simplement netegem el forn amb un drap humit i recollim les cendres. D'aquesta manera, s'elimina l'ús de productes químics que poden resultar nocius per a la salut amb el temps.
Beneficis als forns i importància ambiental
Comptar amb un forn que ens permeti estalviar temps i diners, fer piròlisi reporta els beneficis següents:
- Sens dubte, el benefici principal és la funció d'autoneteja.
- És ecològic, ja que redueix l'ús de productes químics per netejar el forn.
- Segons la calculadora de preus de la llum de la Comissió Nacional d'Energia, el cost de la llum és baix perquè només consumeix 0,39 cèntims.
- Està fabricat amb materials de primera qualitat per protegir els mobles de les altes temperatures.
- Quan el forn arriba a una temperatura de 500 °C, la porta del forn es bloqueja i el forn s'autoneteja per evitar accidents.
- Són més còmodes i eficients que els forns tradicionals.
- Es pot programar per iniciar la piròlisi en moments en què els costos delectricitat són més baixos.
La piròlisi és important perquè ajuda a controlar la contaminació de l'aire associada a la incineració. També ajuda a reduir la quantitat de deixalles entrants i la generació de deixalles estèrils, cosa que prolonga la vida útil de l'abocador i millora la qualitat de l'abocador. Finalment, també és una manera de convertir part dels residus en combustible emmagatzemable i transportable.
Quant a la piròlisi de la lignina, també component de la fusta, produeix compostos aromàtics i més contingut de carboni, al voltant del 55% en el cas de la cel·lulosa i del 20% en el cas de l'oli de fusta, 15% residu de quitrà i 10% gas.
En el cas que es pirolitzi biomassa forestal, les seves propietats tenen un efecte molt significatiu en el producte resultant. Per exemple, el paper de la humitat és reduir el rendiment del procés de carbonització perquè cal calor per evaporar l'aigua a més de produir carboni més fràgil que quan la biomassa té un contingut d'humitat més baix. Per tant, es recomana que el contingut d'humitat de la biomassa sigui proper al 10%. La densitat de la primera matèria inicial també afecta la qualitat del carboni que es formarà per piròlisi, i els residus forestals es recomanen per al carboni d'alta qualitat.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre la piròlisi i les seves característiques.