Il gassificatore Caema è della tipologia a letto fisso, con flusso downdraft, che garantisce un’ottima combinazione tra rendimento termochimico, pulizia del syngas e semplicità costruttiva e di manutenzione.

Sono quattro i processi termochimici che la combustione della biomassa innesca:

1. essiccazione
2. pirolisi
3. combustione
4. riduzione.

Essiccazione: all'interno del gassificatore la biomassa si surriscalda e perde tutto il contenuto idrico, che si trasforma in vapore acqueo. La biomassa entra nella zona di pirolisi in fase anidra (0% di umidità).

Pirolisi: è un processo termochimico che decompone la biomassa. Si innesca tra i 150° e 800°C, in forte carenza di ossigeno. I prodotti di pirolisi sono gassosi, liquidi e solidi, a seconda della biomassa usata.

Combustione: è l'ossidazione della biomassa e dei derivati della pirolisi. Avviene in forte carenza di ossigeno, a una temperatura tra 1.000-1.100 °C. L'aria comburente entra nella zona di combustione attraverso degli ugelli dimensionati per avere una combustione ipoaerobica (soffocata). Gli idrocarburi vengono trasformati in gas.

Riduzione: i gas prodotti dalla combustione passano attraverso un letto di carbone a circa 600-800°C. Il letto di carbone è costantemente alimentato dalla combustione stessa, e contribuisce a rigenerare il gas, aumentandone il potere calorifico.

La riduzione agisce principalmente sul vapore acqueo e sull'anidride carbonica:

CO₂ + C = 2CO
H₂O + C = H₂ + CO

Il syngas ha un potere calorifico inferiore medio di 1.200 Kcal. Ne vengono prodotti 2,5 Nm³ per ogni Kg di biomassa (3.000 Kcal totali).
Questa, la composizione chimica del Syngas:

CO 16-18%
H₂ 16-18%
CH₄ 2-3%
restante: N₂, CO₂, O₂ (gas non combustibili)

I gassificatori Caema hanno un’efficienza di gassificazione dell’ 80%. Vale a dire, l’80% del potere calorifico della biomassa viene convertito in syngas. Ne consegue che se viene usato del cippato di legna al 15% di umidità (3.750 Kcal), si ottiene un consumo specifico di 1 Kg di biomassa per ogni KWhe prodotto. Il consumo specifico è in relazione al potere calorifico della biomassa.

Se i residui di carbonio ottenuti dal processo di gassificazione vengono reimmessi nel processo, il rendimento totale può salire all’85-87%.