Mitä lignoselluloosabiomassa on

Termillä "lignoselluloosabiomassa" tarkoitetaan mitä tahansa kasviperäistä orgaanista materiaalia, jonka rakenteellinen runko koostuu kolmesta pääpolymeeristä: selluloosasta, hemiselluloosasta ja ligniinistä. Nämä kolme komponenttia muodostavat kaikkien puisten ja osittain puisten kudosten soluseinät: rungot, oksat, lehdet, varret, kuoret, hedelmänkivet.

Se on planeettamme yleisin uusiutuvan biomassan muoto: yhteyttäminen sitoo vuosittain noin 120 miljardia tonnia hiiltä lignoselluloosamuotoon. Tosiasiallisesti energiaksi käytetty osuus on vähäinen; jäljelle jäävä osa hajoaa vapauttaen ilmakehään aiemmin sitoutunut hiili.

Kemiallinen koostumus ja kaasutussuorituskyky

Biomassan kemiallinen koostumus määrää suoraan tuotetun synteesikaasun ja biohiilen laadun:

  • Selluloosa (38–50 %) – glukoosin lineaarinen polymeeri, hajoaa 315–400 °C:ssa tuottaen pääasiassa tiivistymättömiä kaasuja (CO, H₂, CO₂). Korkea selluloosapitoisuus tarkoittaa hyvää synteesikaasutuottoa.
  • Hemiselluloosa (23–32 %) – pentoosien ja heksoosien haaroittunut polymeeri, hajoaa 220–315 °C:ssa. Osallistuu alkupyrolyysi vaiheeseen tuottaen CO₂, CO, H₂O ja kevyttä taria.
  • Ligniini (15–25 %) – aromaattinen fenolinen polymeeri, hajoaa 280–500 °C:ssa. Se on raskaan tarin tärkein lähde, mutta myös korkean aromaattisuuden omaavan biohiilen lähde: mitä enemmän ligniiniä, sitä stabiilimpaa ja arvokkaampaa on tuotettu BioGS Char.

Polttoaine: pelletti mistä tahansa kasviperäisestä biomassasta

BioGS-1.0 toimii pelletillä, ja järjestelmä on suunniteltu hyväksymään mistä tahansa kasviperäisestä orgaanisesta materiaalista valmistettu pelletti: maatalouden sivutuotteet, leikkuujätteet, metsähoidon tähteet, puunjalostuksen sivutuotteet, varret, kuoret, hedelmänkivet.

Pellettiä voidaan käyttää sellaisenaan tai seoksena pienten hake-, pähkinänkuori-, hedelmänkivi- ja vastaavien materiaalien kanssa, edellyttäen, että palakoolla on yhteensopivuus syöttöjärjestelmän kanssa ja kosteus pysyy vaadituissa arvoissa.

  • Maksimikosteus: 10 %. Kaasutusprosessi vaatii kuivaa biomassaa: yli 10 %:n kosteus alentaa lämpötilaa hapettumisvyöhykkeessä ja heikentää synteesikaasun laatua. Pelletti saavuttaa tyypillisesti 6–8 %:n kosteuden valmistusprosessinsa (kuivaus ja kuumapuristus) ansiosta ja täyttää tämän vaatimuksen ilman lisäkäsittelyä.
  • Raekokojakauma: pelletti halkaisija 6–8 mm, pituus ≤ 40 mm; seosmateriaalien (hake, hedelmänkivet, kuoret) osalta suositeltu enimmäispalakoko on 20 mm. Hienoja partikkeleita (pöly, irrallinen sahanpuru) on vältettävä liiallisina määrinä, koska ne aiheuttavat reaktorin pedin tiivistymistä.
  • Tuhkapitoisuus: laaja toleranssi open core -geometrian ansiosta; on kuitenkin kiinnitettävä huomiota biomassoihin, joissa on korkea piidioksidi- ja kaliumpitoisuus (viinirappeet, olki jne.), jotka alentavat tuhkan sulamispistettä ja voivat edistää klinkkerin muodostumista.
  • Yhteensopivat biomassat: kovat lehtipuut (pyökki, tammi, saarni, valkopyökki), havupuut (kuusi, mänty, lehtikuusi), maatalouden leikkuujätteet (viiniköynnös, oliivi, hedelmätarhat), kuoret ja kivet (hasselpähkinä, manteli, saksanpähkinä, oliivi, kirsikka), puunjalostuksen jätteet (lastut, sahaustähteet), teollisuuden kasviperäiset orgaaniset jätteet.

Toleranssi pihkalle on erottuva ominaisuus verrattuna suoran polton kattiloihin. Siitä huolimatta on joitakin biomassatyyppejä, jotka soveltuvat huonosti, kuten korkean piidioksidin sisältävät ruohokasvit (riisinkuoret, viljanolki, miscanthus): klinkkerointiriski reaktorissa ja lasimainen fouling polttimessa tekevät niistä epäyhteensopivia luotettavan toiminnan kanssa. Kattavan kuvauksen vaurioitumismekanismista löydät omistetusta artikkelista: Silice nella biomassa: il rischio nascosto per i gasificatori.