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Bioöl besteht in erster Linie aus Wasser und einer breiten Palette sauerstoffhaltiger organischer Verbindungen, die aus Biomasse gewonnen werden. Zu den Hauptbestandteilen gehören Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren, Ester, Furane, Pyrane, Ketone, Monosaccharide, Anhydrosaccharide und phenolische Verbindungen. Diese sauerstoffhaltigen Verbindungen tragen zu der hohen thermischen Instabilität von Bioöl und dem relativ niedrigen Heizwert im Vergleich zu herkömmlichen Brennstoffen bei. Darüber hinaus enthält Bioöl reaktive Moleküle und oligomere Spezies mit hohen Molekulargewichten, die es selbst bei Raumtemperatur chemisch instabil machen. Der Wassergehalt in Bioöl liegt in der Regel zwischen 14 und 33 Gew.-%, was schwer zu entfernen ist und bei höheren Konzentrationen zu einer Phasentrennung führen kann. Insgesamt bestimmt die komplexe Mischung aus sauerstoffhaltigen Verbindungen und Wasser die chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften des Bioöls.

Die wichtigsten Punkte werden erklärt:

1. Hauptbestandteile des Bioöls:

   • Bio-Öl besteht hauptsächlich aus wasser (14-33 Gew.-%) und sauerstoffhaltige organische Verbindungen die aus Biomasse gewonnen werden.
   • Zu diesen organischen Verbindungen gehören:
     • Alkohole , aldehyde und carbonsäuren .
     • Ester , furane , pyrans und ketone .
     • Monosaccharide , anhydrozucker und phenolverbindungen .
   • Das Vorhandensein dieser Verbindungen ist eine Folge des Abbaus von kohlenhydrate und lignin in der Biomasse während des Pyrolyse- oder Verflüssigungsprozesses.

2. Sauerstoffhaltige Verbindungen und ihre Auswirkungen:

   • Die hohe Konzentration von sauerstoffhaltige Verbindungen ist ein charakteristisches Merkmal von Bio-Öl.
   • Diese Verbindungen tragen zu den Eigenschaften von Bioöl bei hohe thermische Instabilität und niedriger Heizwert (15-22 MJ/kg), was deutlich niedriger ist als bei herkömmlichem Heizöl (43-46 MJ/kg).
   • Die sauerstoffhaltige Natur des Bioöls macht es reaktiv und anfällig für Polymerisationen, was selbst bei Raumtemperatur zu Instabilität führt.

3. Wassergehalt in Bio-Öl:

   • Bio-Öl enthält einen erheblichen Anteil an wasser (14-33 Gew.-%), das mit herkömmlichen Methoden wie der Destillation nur schwer zu entfernen ist.
   • Ein hoher Wassergehalt kann dazu führen, dass phasentrennung im Bioöl, insbesondere wenn die Wasserkonzentration bestimmte Schwellenwerte überschreitet.
   • Das Vorhandensein von Wasser senkt auch die Energiedichte des Bioöls, was seinen Heizwert weiter verringert.

4. Komplexes Gemisch aus organischen Bestandteilen:

   • Bio-Öl ist keine einzelne Verbindung, sondern ein komplexes Gemisch aus hunderte von organischen Bestandteilen , einschließlich:
     • Säuren , alkohole , ketone und furane .
     • Phenole , ether , ester und zucker .
     • Aldehyde , alkene und stickstoffverbindungen .
   • Diese Komplexität macht es schwierig, Bioöl zu raffinieren und direkt als Kraftstoff zu verwenden.

5. Reaktive Moleküle und oligomere Spezies:

   • Bio-Öl enthält reaktive Moleküle und oligomere Arten mit einem Molekulargewicht von mehr als 5000.
   • Diese hochmolekularen Verbindungen tragen zur instabilität des Bioöls, da sie weitere Reaktionen eingehen können, die im Laufe der Zeit zu Veränderungen der Viskosität und der Zusammensetzung führen.

6. Auswirkungen auf Verwendung und Verarbeitung:

   • Aufgrund seiner Zusammensetzung eignet sich Bioöl nicht für die direkte Verwendung in herkömmlichen Motoren oder Kesseln, ohne dass es erheblich aufbereitet wird.
   • Aktualisierungsprozesse, wie zum Beispiel hydrodesoxygenierung oder katalytisches Cracken sind häufig erforderlich, um den Sauerstoffgehalt zu verringern und die Stabilität zu verbessern.
   • Der hohe Wassergehalt und die komplexe Mischung von Verbindungen stellen auch eine Herausforderung für die Lagerung und den Transport dar, da sich Bioöl im Laufe der Zeit zersetzen oder trennen kann.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Hauptbestandteil von Bioöl eine Mischung aus Wasser und sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen aus Biomasse ist. Diese Verbindungen, darunter Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren und Phenolverbindungen, tragen zu den einzigartigen Eigenschaften des Bioöls bei, wie z. B. der thermischen Instabilität und dem niedrigen Heizwert. Das Vorhandensein reaktiver Moleküle und oligomerer Spezies erschwert seine Verwendung zusätzlich und macht fortschrittliche Verarbeitungstechniken erforderlich, um es zu einem brauchbaren alternativen Brennstoff zu machen.

Zusammenfassende Tabelle:

Schlüsselkomponente	Beschreibung
Wassergehalt	14-33 Gew.-%, schwer zu entfernen, kann Phasentrennung verursachen.
Sauerstoffhaltige Verbindungen	Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren, Ester, Furane, Pyrane, Ketone, usw.
Heizwert	15-22 MJ/kg, niedriger als bei herkömmlichen Kraftstoffen (43-46 MJ/kg).
Reaktive Moleküle	Oligomere Spezies mit hohen Molekulargewichten, die zur Instabilität beitragen.
Herausforderungen bei der Verarbeitung	Erfordert Hydrodesoxygenierung oder katalytisches Cracken für Stabilität und Verwendbarkeit.

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