در حین تهیه بیوچار، بسته به فناوری پیرولیز مورد استفاده، روش های اصلی آماده سازی را می توان به تجزیه در اثر حرارت و کربنیزاسیون هیدروترمال تقسیم کرد. چندین عامل کلیدی بر فرآیند آمادهسازی بیوچار تأثیر میگذارند، از جمله دمای کربنسازی، نرخ کربنسازی، فشار کربنسازی، زمان ماندن واکنش، کاتالیزورهای مورد استفاده، زمان ماندگاری گاز و نوع زیست توده. این عوامل در مجموع خواص و بازده بیوچار نهایی را تعیین می کنند.
پیرولیز:
پیرولیز آهسته: در دماهای پایین تر (300-650 درجه) و زمان واکنش طولانی تر (معمولاً کمتر از 30 دقیقه) انجام می شود که عمدتاً گازها و بیوچار جامد تولید می کند. پیرولیز آهسته با عملکرد بیوچار بالا مشخص می شود که می تواند به 35٪ برسد.
پیرولیز سریع: در دماهای نسبتاً بالا و سرعت گرمایش بسیار سریع، با زمان ماندگاری بسیار کوتاه محصول، عمدتاً برای تولید بیو{0}}روغن و مقدار کمی بیوچار، با بازده بیوچار تقریباً 12 درصد یا کمتر انجام میشود.
پیرولیز مایکروویو: از انرژی مایکروویو برای گرم کردن مستقیم زیست توده استفاده می کند که در نتیجه سرعت گرمایش سریع و عملیات ساده ایجاد می شود. اگرچه پیرولیز مایکروویو دارای بازده بیوچار کم است، اما استفاده کارآمدتر از انرژی و سرعت واکنش سریعتر را ارائه میدهد.
کربنیزاسیون هیدروترمال:
این روش شامل واکنش زیست توده در آب زیر بحرانی یا فوق بحرانی در دمای 200-300 درجه در یک سیستم مهر و موم شده است. نیازی به پیش خشک کردن مواد اولیه ندارد و برای پردازش زیست توده با رطوبت بالا مناسب است. محصولات کربنیزاسیون هیدروترمال دارای محتوای کربن بالایی هستند و فرآیند قابل کنترل است و آن را برای تهیه مواد کربنی یکنواخت مناسب می کند.
گاز سازی:
زیست توده در دماهای بالا در یک گاز ساز به گاز تبدیل می شود تا گازهای قابل احتراق و بیوچار تولید شود. بسته به اینکه از یک عامل گازدار استفاده می شود، می توان آن را به گازی شدن با یک عامل گازدار (مانند هوا، بخار، اکسیژن و غیره) و تبدیل به گاز بدون عامل گازی (گاز سازی با تقطیر خشک) تقسیم کرد. این روش می تواند محتوای سایر عناصر موجود در بیوچار را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
روش های فعال سازی:
فعالسازی اسیدی: بیوچار با اسیدهایی (مانند اسید فسفریک، اسید سولفوریک) برای بهبود خواص فیزیکی و ظرفیت جذب و افزایش فعالیت شیمیایی آن تصفیه میشود.
فعال سازی قلیایی: زیست توده یا بیوچار در یک محلول قلیایی برای افزایش سطح ویژه و چگالی منافذ و افزایش ظرفیت جذب مواد با بار منفی پردازش می شود. فعال سازی اشباع فلز: معرفی فلزات یا نمک های فلزی قبل یا بعد از تجزیه در اثر حرارت برای اعطای بیوچار به خواص کاتالیزوری و جذبی خاص.
فعال سازی گاز: تصفیه بیوچار با گازهایی (مانند بخار، CO2، ازن و غیره) در دماهای بالا برای افزایش سطح و ساختار منافذ آن.
