La pirolisi, ovvero la decomposizione termica della biomassa in assenza di ossigeno, può essere attivata con protocolli differenti.
Fondamentale scegliere tra modalità lente o veloci, a seconda del prodotto desiderato — biochar, bio‑olio o syngas. In questo articolo, trovi un confronto completo tra queste due modalità di pirolisi.
Caratteristiche tecniche e differenze operative
| Fattore | Pirolisi Lenta | Pirolisi Veloce |
|---|---|---|
| Velocità di riscaldamento | circa 0,1–1 °C/s (alcune varianti arrivano a 10–20 °C/s) | da 10 a 200 °C/s (fino a 1000 °C/s nella flash) |
| Temperatura operativa | 300–600 °C (spesso 400–500 °C) | 400–800 °C, a volte fino a 1000 °C nei sistemi flash |
| Tempo di residenza del vapore | da minuti a ore (10–100 min) | brevissimo: frazioni di secondo fino a pochi secondi (<2 s) |
| Dimensione delle particelle | fino a 2–5 mm | più piccole (<1–3 mm) per garantire riscaldamento rapido |
Produzione e pro e contro
Pirolisi Lenta
- resa di biochar: tipicamente 30–50% in peso, a seconda biomassa e temperatura
- esempio: studio su rifiuti agricoli ha rilevato rese di biochar del 24‑28%, con carica carbonica dell’84‑89% a 500 °C
- esperimento su carta e letame mostra rese tra il 33% e 70% in base a flusso d’aria e temperatura (es. 10–23 kg di char da 30 kg di biomassa)
Pro:
- residui ricchi di biochar, ideale per uso agricolo, sequestro del carbonio, filtrazione
- maggiore flessibilità sul tipo di particelle di biomassa
- biochar con alta porosità e superficie specifica, pH alcalino utile per suoli
Contro:
- processo lento e potenzialmente energivoro
- richiede trattamento del syngas (elevato CO)
Pirolisi Veloce
- rese di bio‑olio fino al 50–60% del peso della biomassa, a 500‑550 °C in condizioni ottimali
- rilevato più del 50 wt% (percentuale in peso) di liquido in condizioni di pyrolysis catalizzata di scarti vegetali
- studio su tabacco ha raggiunto bio‑olio al 54,5% a 600 °C
- residenze minime (<2 s) e grandi tassi di riscaldamento massimizzano il bio‑olio
Pro:
- elevata resa di bio‑olio, efficiente conversione energetica (rendimenti energetici netti ≈85%)
- processo rapido, continuo, ideale per produzione su larga scala
Contro:
- bio‑olio instabile, ricco di acqua, necessita di upgrading e raffinazione
- richiede biomassa con umidità molto bassa (<10%)
- minor disponibilità commerciale rispetto alla lenta
Casi d’uso
- Per chi punta al carbon sequestration, miglioramento del suolo, produzione di biochar, la pirolisi lenta è la scelta ottimale: maggiore resa di char, struttura porosa, stabilità.
- Per chi mira a bio‑olio come combustibile o materia prima chimica, la pirolisi veloce (o flash) è più adatta: resa liquida elevata e processo efficiente.
- Esistono zone intermedie (pirolisi intermedia) che cercano un equilibrio tra biochar e bio‑olio, con riscaldamenti moderati (1–10 °C/s) e tempi di residenza medi (<20 s).
Esempi reali
- DynaMotive / Ensyn (Canada/USA) producono bio‑olio commerciale tramite pirolisi veloce: resa tipica del 70% in 2 secondi da segatura o trucioli, utilizzato come combustibile e feedstock chimico. In alcuni impianti: aumento di resa agricola del 6–17% grazie all’uso di biochar (CQuest™) e vendita di BioOil® certificati.
- Ricerca su L. leucocephala: a 500 °C estrazione di bio‑olio fino al 55 wt% usando alto flusso di N₂, mentre a 600 °C si ottiene un biochar più poroso e ricco di carbonio.
- Studio 2024 su residui vari: aumento da 400 °C a 600 °C riduce resa di biochar (da ~37% a ~30%) e bio‑olio stabile (20% costante), mentre il syngas salta dal ~39% a ~56% MDPI.
Domande correlate
Quale temperatura massima usare?
Lenta: circa 400–500 °C; veloce: ottimale 500–550 °C, max 600 °C raggiungibile con resa bio‑olio alta. Flash oltre 800 °C favorisce massimo olio ma riduce il biochar.
Quanto conta l’umidità della biomassa?
La pirolisi veloce richiede biomasse asciutte (<10 % umidità) per evitare degradazione del bio‑olio. La lenta è più tollerante su umidità e dimensioni delle particelle .
Conclusione
- Pirolisi Lenta: ideale per produrre biochar di alta qualità, con porosità, stabilità e caratteristiche utili in agricoltura e sequestro del carbonio.
- Pirolisi Veloce: ottimale se l’obiettivo è bio‑olio come combustibile o feedstock chimico, con resa liquida elevata e processo rapido.
