Bei der Pyrolyse, einem thermischen Zersetzungsprozess, der ohne Sauerstoff oder mit begrenzter Sauerstoffzufuhr abläuft, erfährt Holz erhebliche Veränderungen.
Die 5 wichtigsten Umwandlungen werden erklärt
1. Anfängliches Erhitzen und Ausgasen
Wenn Holz erhitzt wird, beginnt es zu rauchen und brennbare Gase freizusetzen.
Die Holzoberfläche bekommt Risse, verkohlt und wird schwarz.
Diese Verkohlung kühlt das Holz ab, während die Gase verdampfen, ähnlich wie Wasser beim Kochen eine konstante Temperatur beibehält.
2. Verkohlung und Erwärmung
Sobald die Ausgasung fast zum Stillstand gekommen ist, steigt die Temperatur der Verkohlung und erreicht eine Rotglut.
Kohlenstoffmoleküle verdampfen aus der Holzkohle und reagieren mit Sauerstoff, wobei eine schwache blau-violette Flamme entsteht.
3. Endoxidation und Aschebildung
Nachdem der gesamte Kohlenstoff verdampft und oxidiert ist, bleibt nur noch eine kleine Menge weißlicher Asche übrig.
4. Pyrolyse - Definition und Mechanismus
Pyrolyse ist die thermische Zersetzung von Materialien bei hohen Temperaturen, häufig in einer inerten Atmosphäre.
Bei diesem Prozess werden langkettige Moleküle durch übermäßige thermische Schwingungen in kleinere Moleküle zerlegt.
Diese Zersetzung führt zur Bildung von flüchtigen Produkten und einem kohlenstoffreichen Holzkohlenrückstand.
5. Chemische Vorgänge bei der Holzpyrolyse
Holz, das hauptsächlich aus Zellulose, Hemizellulose und Lignin besteht, durchläuft während der Pyrolyse verschiedene chemische Reaktionen.
Zellulose zerfällt in Levoglucosan und aliphatische Kohlenwasserstoffketten, zusammen mit Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Wasser.
Lignin zersetzt sich unter Bildung von Phenolverbindungen, und aus Hemizellulose entstehen Furfurale.
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