La tostatura aumenta l'energia dai biocarburanti

Biocarburanti prodotti dalla torrefazione

La tostatura, il processo utilizzato per tostare i chicchi di caffè, potrebbe aumentare il contenuto energetico delle principali colture energetiche britanniche fino al 20%. Infatti, scienziati della Facoltà di Ingegneria dell'Università di Leeds hanno studiato il comportamento durante la combustione, dopo la tostatura, di piante coltivate appositamente per la produzione di energia.

La tostatura è un leggero processo pirolitico eseguito in condizioni inerti che estrae umidità, provoca una parziale decomposizione endotermica delle pareti cellulari e altera la struttura chimica dei polimeri della biomassa. Questo processo ha il pregio di creare un prodotto solido, più facile da immagazzinare, trasportare e frantumare rispetto alla biomassa grezza. Migliora anche le proprietà della biomassa rispetto alle tecniche di trattamento termochimico per la produzione di energia (es. Combustione, co-combustione con carbone o gassificazione).

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I ricercatori di Leeds hanno quindi esaminato la tostatura sotto idrogeno di due impianti energetici (canarino e cedui di salice a crescita rapida) e un residuo agricolo (paglia di grano). Diverse condizioni di tostatura sono state applicate per ottimizzare il processo per i tre combustibili. Il progresso della tostatura è stato seguito anche da analisi chimiche (elementi carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno e ceneri): i ricercatori hanno potuto osservare che le caratteristiche dei biocarburanti cominciavano ad assomigliare a quelle dei carboni di basso rango. Inoltre, i risultati delle analisi indicano che il composto volatile della biomassa è sia ridotto che alterato: gli scienziati ottengono quindi un prodotto più termicamente stabile, caratterizzato da maggiori calori di reazione durante la combustione. Il comportamento alla combustione di piante crude e tostate è stato studiato mediante analisi termica differenziale e, nel caso del salice, sospendendo singole particelle in una fiamma metano-aria e seguendo il processo di combustione tramite video.

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I risultati ottenuti hanno mostrato che gli impianti trattati richiedevano meno tempo ed energia per raggiungere la temperatura di accensione, ma anche che avevano maggiori rese energetiche durante la combustione. In particolare, il salice ha dimostrato le proprietà più interessanti: è la pianta che ha mantenuto il massimo della sua massa durante la tostatura e che ha presentato le migliori rese energetiche. La sua resa energetica è arrivata all'86%, contro il 77% della paglia di grano e il 78% dello scagliola. Infine, se esposto a una fiamma di aria-metano, il salice arrosto si accende più velocemente, probabilmente secondo i ricercatori perché il suo basso contenuto di umidità significa che si riscalda più velocemente. Le particelle tostate iniziano anche la combustione dei residui carboniosi più rapidamente delle particelle di salice crudo, sebbene questa combustione sia più lenta per le particelle tostate.

La torrefazione non è attualmente utilizzata nel Regno Unito né in agricoltura né nel settore energetico, secondo i ricercatori di Leeds, sebbene il metodo abbia molti vantaggi, e non solo in termini di Conservazione. Questa è quindi un'area che vorrebbero esplorare ulteriormente.

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Il loro lavoro è stato finora sostenuto dal consorzio Supergen Bioenergy.

Fonte BE UK

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