El proceso de pirolisis o pirolítico también conocido, es un proceso en el que la degradación de la biomasa se produce por acción del calor sin necesidad de oxígeno, es decir, tiene lugar en una atmósfera completamente seca. Los productos formados como consecuencia de la pirólisis pueden ser sólidos, líquidos y gases, y corresponden a productos como el carbón o carbonilla, el alquitrán y finalmente los conocidos productos gaseosos o vapor de carbonilla. Este proceso puede ocurrir solo en la naturaleza o en conjunto durante la combustión o gasificación.
En este artículo vamos a contarte todo lo que necesita saber sobre la pirolisis, sus características e importancia.
Características principales
La pirólisis es un tratamiento termoquímico que se puede aplicar a cualquier producto orgánico a base de carbono. El material se expone a altas temperaturas, en ausencia de oxígeno, para separarse química y físicamente en moléculas distintas.
La pirólisis es una forma de termólisis y se puede definir como la descomposición térmica que sufre un material en ausencia de oxígeno o algún tipo de reactivo. La descomposición sufrida puede resultar de una serie bastante compleja de reacciones químicas y procesos de transferencia de calor y masa. También se puede definir como los pasos que tienen lugar antes de la gasificación y la combustión.
Cuando se produce en su forma extrema, solo queda carbono como residuo, lo que se denomina carbonización. Mediante la pirólisis podemos obtener diferentes productos secundarios que son útiles en el campo técnico. Los productos de pirólisis siempre producen gases sólidos como el carbón, líquidos y gases no condensables como H2, CH4, CnHm, CO, CO2 y N. Dado que la fase líquida solo se extrae del gas de pirólisis durante su enfriamiento, las dos corrientes de gas se pueden usar juntas en algunas aplicaciones cuando el gas de síntesis caliente se suministra directamente al quemador o a la cámara de oxidación.
Tipos de pirolisis
Existen dos tipos diferentes de pirólisis dependiendo de las condiciones físicas en las que se lleve a cabo:
- Pirólisis acuosa: Este término se utiliza cuando es necesario referirse a la pirólisis que ocurre en presencia de agua, como el craqueo al vapor de aceites o la despolimerización térmica de residuos orgánicos en crudos pesados.
- Pirólisis al vacío: este tipo de pirólisis al vacío consiste en calentar materiales orgánicos en el vacío para lograr puntos de ebullición más bajos y evitar reacciones químicas desfavorables.
El proceso por el cual ocurre la pirólisis se divide en tres etapas, como sigue:
- En la primera etapa se produce una descomposición lenta con producción de pequeñas cantidades de agua, óxidos de carbono, hidrógeno y metano. Esta descomposición se produce como consecuencia de la ruptura de enlaces por la alta temperatura del proceso y la liberación de gases atrapados en el carbón.
- La segunda etapa se denomina etapa de descomposición térmica activa. La temperatura aumenta durante esta etapa y las moléculas de carbono se fragmentan más profundamente, formando hidrocarburos condensables y alquitranes. Esta fase comienza a los 360º C y finaliza cuando alcanza una temperatura de aproximadamente 560º C.
- La etapa final se produce a temperaturas superiores a los 600ºC y se caracteriza por la desaparición paulatina del hidrógeno y otros heteroátomos.
Para qué sirve la pirólisis en la cocina
Cuando estamos en la cocina, necesitamos tener las herramientas necesarias para hacernos la vida más fácil, y tener un horno de última generación es ideal para eso. Actualmente existe una gama de hornos con función de autolimpieza, denominados hornos de pirólisis, cuya función principal es poder autolimpiarse.
Este tipo de hornos tienen la capacidad de elevar la temperatura hasta los 500°C, descomponiendo los restos de comida en su interior, convirtiéndolos en vapor o cenizas, y eliminando así mismo los olores desagradables después de la cocción dentro del horno. Es decir, los restos de comida, debido a las altas temperaturas, convierten la materia orgánica en dióxido de carbono, el cual, una vez convertido en agua, se evapora; de igual manera, la materia inorgánica se convierte en cenizas al exponerse a esa temperatura.
Este proceso puede durar de 1 a 4 horas, dependiendo de lo limpio que esté el programa, al terminar simplemente limpiamos el horno con un paño húmedo y recogemos las cenizas. De esta forma, se elimina el uso de productos químicos que con el tiempo pueden resultar nocivos para la salud.
Beneficios en los hornos e importancia ambiental
Contar con un horno que nos permita ahorrar tiempo y dinero, hacer pirólisis reporta los siguientes beneficios:
- Sin duda, el principal beneficio es la función de autolimpieza.
- Es ecológico ya que reduce el uso de productos químicos para limpiar el horno.
- Según la calculadora de precios de la luz de la Comisión Nacional de Energía, el coste de la luz es bajo porque consume sólo 0,39 céntimos.
- Está fabricado con materiales de primera calidad para proteger los muebles de las altas temperaturas.
- Cuando el horno alcanza una temperatura de 500 °C, la puerta del horno se bloquea y el horno se autolimpia para evitar accidentes.
- Son más cómodos y eficientes que los hornos tradicionales.
- Se puede programar para iniciar la pirólisis en momentos en que los costos de electricidad son más bajos.
La pirólisis es importante porque ayuda a controlar la contaminación del aire asociada con la incineración. También ayuda a reducir la cantidad de desechos entrantes y la generación de desechos estériles, lo que prolonga la vida útil del vertedero y mejora la calidad del vertedero. Finalmente, también es una forma de convertir parte de los residuos en combustible almacenable y transportable.
En cuanto a la pirólisis de la lignina, también componente de la madera, produce compuestos aromáticos y mayor contenido de carbono, alrededor del 55% en el caso de la celulosa y del 20% en el caso del aceite de madera, 15% residuo de alquitrán y 10% gas.
En el caso de que se pirolice biomasa forestal, sus propiedades tienen un efecto muy significativo en el producto resultante. Por ejemplo, el papel de la humedad es reducir el rendimiento del proceso de carbonización porque se requiere calor para evaporar el agua además de producir carbono más frágil que cuando la biomasa tiene un contenido de humedad más bajo. Por lo tanto, se recomienda que el contenido de humedad de la biomasa sea cercano al 10%. La densidad de la materia prima inicial también afecta la calidad del carbono que se formará por pirólisis, y los residuos forestales se recomiendan para el carbono de alta calidad.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre la pirólisis y sus características.