Proceso para la producción de carbón vegetal
La materia prima: la madera
La instalación de una unidad de producción de carbón vegetal puede tener lugar en las proximidades de una operación forestal o de un aserradero, ya que Blu Karb utiliza los residuos de madera forestal y industrial para producir su carbón vegetal.
Blu Karb también recupera la madera no comercializable, como las ramas, que constituyen alrededor del 30% de un árbol, para la producción de su carbón vegetal.
Estos residuos de madera se convierten en carbón vegetal, lo que impide que libere CO2 al descomponerse. Esta es otra forma de luchar contra las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).
Pasos para lograr la producción de carbón vegetal
La producción de carbón vegetal sigue el siguiente proceso:
- producción de madera: plantación, gestión, desarrollo sostenible,
- la recolección de madera (tala, raleo) y la recuperación de residuos de madera,
- almacenamiento y luego el secado de troncos y desechos,
- transformación en astillas de madera y silo para el secado antes de la carbonización,
- carbonización controlada de la madera para obtener carbón vegetal,
- descarga del horno, almacenamiento y embolsado.
¿Cómo se convierte la madera en carbón vegetal?
El proceso de producción de carbón vegetal, implementado por la tecnología "MAGE", funciona según un tiro invertido (ver diagrama de al lado), que permite quemar los gases emitidos en una chimenea diseñada para este fin. Los gases son destruidos por una antorcha situada en la parte superior de la chimenea, y el aire caliente resultante es transportado a un silo para pre-secar la madera, que se transformará en carbón vegetal durante el siguiente proceso de carbonización.
- Las chips de madera se cargan en el horno,
- El aire entra en la carga de madera de manera uniforme para una combustión homogénea,
- Los chips son de un tamaño homogéneo (10*5*5 cm),
- La ignición se hace con leña pequeña de la parte superior del horno; el técnico cierra entonces la tapa y deja abiertas las entradas de aire, lo que produce un descenso homogéneo del fuego de arriba a abajo.
De esta manera se completa la fase de ignición, así como el ciclo de carbonización para obtener el carbón vegetal.
La propagación de la llama de la pequeña madera a toda la carga es el comienzo de la fase de combustión.
Se producen diferentes reacciones (descritas a continuación) para completar la producción de carbón vegetal mediante la carbonización: primero endotérmica, luego exotérmica y finalmente una nueva fase endotérmica.
Durante estas diferentes fases, el aire caliente que sale de las chimeneas se dirige a los silos de presecado de madera, para reducir el nivel de humedad de las chips de madera y así acelerar el proceso de producción de carbón vegetal.
Una vez completada la última reacción, el horno permanece en reposo de 4 a 6 horas, hasta que la temperatura desciende a unos 60°C.
El carbón vegetal obtenido se vierte y se almacena en extintores hasta que se enfríe completamente.
La última fase es el ensacado, antes del transporte para el envío local o la exportación.
¿Por qué tenemos carbón vegetal?
¿De qué está hecha la madera?
La madera se compone de 3 sustancias principales: celulosa, lignina y agua. Los dos primeros están fuertemente unidos para formar el material llamado "madera". El agua se absorbe, es decir, se retiene en forma de moléculas en la superficie del complejo celulosa/lignina.
La madera que se seca en el aire todavía contiene un 20-30% de agua absorbida. La madera recién cortada o "verde" también contiene agua en forma líquida, lo que le da un contenido total de humedad del 40-100%, expresado como un porcentaje del peso de la madera anhidra.
Esta agua debe ser removida tanto como sea posible, por lo que la madera debe ser almacenada para remover parte de ella, y luego pre-secada en un silo para mejorar la rentabilidad de la producción de carbón vegetal.
¿Cuáles son los pasos para llegar al carbón vegetal?
- Hasta los 160°C, la madera pierde casi sólo agua.
- Hasta los 200°C, la madera se vuelve marrón y pierde humedad, así como el ácido acético y otros compuestos volátiles arrastrados por el vapor de agua.
- De 200°C a 270/280°C, se liberan gases oxigenados: CO, CO2, vapor de agua, metanol, ácido acético. El resultado es madera roja, también llamada madera torrefacta, pero que aún no es carbón vegetal. Esta es la primera reacción endotérmica, es decir, la absorción de energía.
- A partir de 270/280°C, la madera comienza a descomponerse espontáneamente para una reacción exotérmica, que eleva la temperatura a unos 350/380°C, sin ningún aporte externo de calorías. El resultado es carbón vegetal, todavía con gases oxigenados pero en menor cantidad, e hidrocarburos de bajo peso molecular (etano, metano, etileno).
- El proceso continúa hasta que toda la madera se transforma en carbón vegetal y, en el caso de la pirólisis, se detiene en esta etapa. El carbón vegetal producido entonces tiene un contenido fijo de carbono de 65-75%. Los residuos tardíos pueden representar hasta un 30%.
- Como el proceso "MAGE" es capaz de controlar la temperatura por encima de los 400°C, produce un carbón vegetal con un mayor contenido de carbono fijo, lo que resulta en la destrucción de más alquitranes. Los gases que se forman son en gran parte hidrocarburos, y los jugos pirolíticos están enriquecidos con alquitranes pesados.
- Al alcanzar los 500°C, el contenido de carbono fijo en el carbón vegetal alcanza alrededor del 85% y los elementos volátiles el 10%, esta es la 2ª reacción endotérmica.