La carbonización es la conversión de materias orgánicas como plantas y restos de animales muertos en carbono a través de una destilación destructiva .
Complejidad en la carbonización [ editar ]
La carbonización es una reacción pirolítica , por lo tanto, se considera un proceso complejo en el que tienen lugar muchas reacciones al mismo tiempo, como la deshidrogenación, la condensación, la transferencia de hidrógeno y la isomerización.
La carbonización se diferencia de la carbonización en que ocurre mucho más rápido, debido a que su velocidad de reacción es más rápida en muchos órdenes de magnitud.
Para la temperatura final de pirólisis, la cantidad de calor aplicada controla el grado de carbonización y el contenido residual de elementos extraños. Por ejemplo, a T ∼ 1200 K el contenido de carbono del residuo excede una fracción de masa del 90% en peso, mientras que a T ∼ 1600 K se encuentra más del 99% en peso de carbono. [1] La carbonización es a menudo exotérmica , lo que significa que, en principio, podría hacerse autosuficiente y utilizarse como fuente de energía que no produce dióxido de carbono . (Ver. [2] ) En el caso de la glucosa , la reacción libera alrededor de 237 calorías por gramo.
Cuando el biomaterial se expone a un calor abrasador repentino (como en el caso de una explosión nuclear o un flujo piroclástico de un volcán , por ejemplo), puede carbonizarse extremadamente rápido, convirtiéndolo en carbono sólido. En la destrucción de Herculano por un volcán, muchos objetos orgánicos como muebles fueron carbonizados por el intenso calor.
Cómo la madera se transforma en carbón vegetal [ editar ]
La carbonización de la madera en un entorno industrial generalmente requiere una temperatura superior a 280 ° C, lo que libera energía y, por lo tanto, se dice que esta reacción es exotérmica . Esta carbonización, que también puede verse como una descomposición espontánea de la madera, continúa hasta que solo queda el residuo carbonizado llamado carbón vegetal . A menos que se proporcione más calor externo, el proceso se detiene y la temperatura alcanza un máximo de aproximadamente 400 ° C. Este carbón vegetal, sin embargo, todavía contendrá cantidades apreciables de residuos de alquitrán , junto con la ceniza de la madera original. [3]
Seguridad industrial en la carbonización [ editar ]
La carbonización produce sustancias que pueden resultar dañinas y se deben tomar precauciones simples para reducir los riesgos.
El gas producido por la carbonización tiene un alto contenido de monóxido de carbono que es venenoso cuando se respira. Por lo tanto, cuando se trabaje alrededor del horno o pozo durante la operación y cuando el horno se abra para la descarga, se debe tener cuidado de que se proporcione una ventilación adecuada para permitir que el monóxido de carbono, que también se produce durante la descarga por ignición espontánea del combustible caliente ser dispersado.
Los alquitranes y el humo producidos por la carbonización, aunque no son directamente venenosos, pueden tener efectos dañinos a largo plazo en el sistema respiratorio. Las áreas de alojamiento deben ubicarse, cuando sea posible, de manera que los vientos dominantes alejen el humo de las operaciones de carbón vegetal y las baterías de los hornos no deben ubicarse cerca de las áreas de alojamiento.
Los alquitranes de madera y el ácido piroleñoso pueden irritar la piel y se debe tener cuidado para evitar el contacto prolongado con la piel proporcionando ropa protectora y adoptando procedimientos de trabajo que minimicen la exposición.
Los alquitranes y los licores pirolinosos también pueden contaminar seriamente los arroyos y afectar el suministro de agua potable para humanos y animales. Los peces también pueden verse afectados negativamente. Los efluentes líquidos y las aguas residuales de las operaciones de carbón vegetal de mediana y gran escala deben atraparse en grandes estanques de sedimentación y dejarse evaporar para que esta agua no pase al sistema de drenaje local y contamine los arroyos. Los hornos y fosas, a diferencia de las retortas y otros sistemas sofisticados, normalmente no producen efluentes líquidos; los subproductos se dispersan principalmente en el aire en forma de vapores. Las precauciones contra la contaminación ambiental del aire son de mayor importancia en este caso. [4]
Combustibles de carbonización y biodiésel [ editar ]
En un estudio, se utilizó [5] la carbonización para crear un nuevo catalizador para la generación de biodiesel a partir de etanol y ácidos grasos . El catalizador se creó mediante la carbonización de azúcares simples como la glucosa y la sacarosa . Los azúcares se procesaron durante 15 horas a 400 ° C bajo un flujo de nitrógeno hasta un residuo de carbón negro que consiste en una mezcla compleja de láminas de carbón aromático policíclico . Este material se trató luego con ácido sulfúrico , que funcionalizó las láminas con sulfonita , carboxilo ysitios catalíticos de hidroxilo .
Ver también [ editar ]
- Carbón
- Coque (combustible)
- Torrificación
- Pirólisis
Referencias [ editar ]
- ^ a b Nic, M. "Carbonización" . Libro de oro de la IUPAC.
- ^ " Enterrar la biomasa para luchar contra el cambio climático " por Richard Lovett , New Scientist , 3 de mayo de 2008, págs. 32-5.
- ^ Emrich, Walter. "Transformación de madera en carbón vegetal" .
- ^ "Tecnologías simples en la fabricación de carbón" . Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación.
- ^ Química verde: Biodiesel elaborado con catalizador de azúcar Masakazu Toda, Atsushi Takagaki, Mai Okamura, Junko N. Kondo, Shigenobu Hayashi, Kazunari Domen y Michikazu Hara Nature 438, 178 (10 de noviembre de 2005 ) doi : 10.1038 / 438178a Resumen
Enlaces externos [ editar ]
 | Busque carbonización en Wikcionario, el diccionario gratuito. |
- Procesos de carbonización en el sitio de Herculano
