الزيت الحيوي، المعروف أيضاً باسم زيت الانحلال الحراري، هو منتج سائل مشتق من عملية الانحلال الحراري للكتلة الحيوية. وتنطوي هذه العملية على التسخين السريع للمواد العضوية، مثل الكتلة الحيوية، في بيئة منخفضة الأكسجين يليها إخماد سريع. والزيت الحيوي الناتج عبارة عن مستحلب معقد من المركبات العضوية المؤكسدة والبوليمرات والماء، والذي يسهل التعامل معه وتعديله كيميائياً أكثر من الكتلة الحيوية الخام.
التركيب والخصائص:
- يتميز الزيت الحيوي بمحتواه العالي من الأكسجين، الذي يصل عادةً إلى 40% من الوزن. ويساهم هذا المحتوى العالي من الأكسجين في العديد من الخصائص الفريدة:عدم التوافق مع الزيوت البترولية:
- الزيت الحيوي غير قابل للامتزاج مع الزيوت البترولية، وهو ما يميزه عن الوقود التقليدي.المحتوى المائي:
- غالبًا ما يحتوي على كميات كبيرة من الماء، عادةً ما يتراوح بين 20-30%، مما قد يؤدي إلى انفصال الطور في ظروف معينة.محتوى الطاقة:
- قيمة التسخين المنخفضة للزيت الحيوي، التي تتراوح بين 15-22 ميجا جول/كجم، أقل من قيمة تسخين زيت البترول (43-46 ميجا جول/كجم)، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى مركباته المؤكسدة.الحموضة:
- الزيت الحيوي حمضي، مما قد يؤدي إلى خصائص تآكلية ويتطلب اعتبارات خاصة في المناولة والتخزين.عدم الاستقرار:
- إنه غير مستقر، خاصةً عند تسخينه، ويمكن أن يخضع لتغيرات في اللزوجة وانفصال الطور بمرور الوقت، وهي عملية تعرف باسم التقادم.الكثافة:
الزيت الحيوي ذو كثافة أعلى من الماء، وغالبًا ما يحتوي على مواد غير عضوية صلبة وفحم الكربون.عملية الإنتاج:
تنطوي عملية إنتاج الزيت الحيوي، المعروفة باسم الانحلال الحراري السريع، على درجات حرارة عالية وأوقات مكوث قصيرة لزيادة إنتاجية المنتج السائل إلى أقصى حد. والهدف من هذه العملية هو إنتاج زيت حيوي غني بالهيدروكربونات يمكن أن يحل محل النفط الخام في وقود النقل. ومع ذلك، فإن خصائص وعائدات الزيت الحيوي متغيرة للغاية وتعتمد على عدة عوامل بما في ذلك ظروف العملية ومعدل التسخين وزمن البقاء وحجم جزيئات الكتلة الحيوية ودرجة الحرارة ونوع الكتلة الحيوية المستخدمة.
التحديات والتحسينات:
غالبًا ما كانت الزيوت الحيوية المبكرة غير مستقرة للغاية ومسببة للتآكل، مع وجود محتويات عالية من الأكسجين العضوي، مما يجعل الفصل من المرحلة المائية أمرًا صعبًا. وتركز جهود التطوير الحالية على تقليل محتوى الأكسجين إلى أقل من 25٪ بالوزن لتحسين الفصل وتعزيز جودة الزيت. ومع ذلك، فإن هذا التحسين غالبًا ما يأتي على حساب انخفاض إنتاجية الكربون المفيد.
التطبيقات والترقية:
