비촉매 바이오매스 열분해로부터 얻어진 바이오 오일은 높은 수분 함량, 높은 산도 및 낮은 발열량의 특성으로 인하여 화학 공급원료 및 운송연료 분야에 직접적으로 사용하는데 제한이 된다. 촉매 및 수소화 분해와 같은 업그레이드 방법 또한 촉매 비활성화 및 비용적 측면에 따라 비경제적으로 입증되었다.
본 연구는 고갈된 화석 연료를 대체할 수 있는 방안으로 주목받는 바이오매스의 반탄화 및 분별응축으로부터 얻어진 바이오 오일의 특성의 영향을 연구했다. 본 연구에서는 국내에서 서로 다른 출처로부터 얻어진 5가지의 바이오매스를 사용하였고 다양한 바이오 오일 성분을 효과적으로 분리하기 위해 4개의 응축기 (Con 1-4)와 콜드 트랩으로 구성된 분별응축 시스템을 설정하였다.
열분해 및 분별응축으로부터 얻어진 오일은 페놀류가 증가하는 동시에 산소 함량이 감소하였다. 특히, 샘플 3은 61.94 wt.%로 가장 높은 오일 생산량을 나타냈다. 톱밥에서 추출한 모든 바이오 오일에는 페놀류, 물, 아세트산, 케톤류 및 퓨란류 등이 포함되어 있었다.
Con 1,2에서는 리그닌으로부터 유래된 페놀류가 분리된 반면 헤미셀룰로스 및 셀룰로스로부터 분해된 아세트산, 케톤류 및 퓨란류는 Con 3,4에서 분리되었으며 Con 3,4의 수분 함량은 35.33%-65.09%로 나타났다. Con 1,2는 낮은 산성도와 중성 사이인 6.07-6.58의 pH를 나타냈다.
특히, 후단 응축 단계인 Con 3,4에서 아세트산을 분리하는 것은 아세트산의 높은 부식성 및 낮은 안정성의 특성에 따라 필수적이다. 전반적으로, 이 연구는 반탄화 및 분별응축을 통해 톱밥 열분해로부터 페놀류, 아세트산, 케톤류 및 퓨란류를 포함한 바이오 오일 성분을 효과적으로 분리하기 위한 유망한 접근 방식을 제공한다. 또한 연료 및 산업용 화학 응용 분야의 열분해 기술을 향상시키기 위한 기반을 마련한다.