Máquina del tiempo: fabricación de furfural

Nov 07, 2023

La planta Quaker usó cáscaras de roble para producir químicos orgánicos críticos utilizados en la Segunda Guerra Mundial

Puede. 2, 2023 5:00 am

El químico alemán Johann Wolfgang Dobereiner descubrió el compuesto orgánico conocido como furfural en 1821, pero pasó un siglo antes de que Quaker Oats comenzara a producirlo en masa a partir de subproductos agrícolas en 1922.

Quaker y el furfural que fabricaba a partir de cáscaras de avena finalmente jugarían un papel importante en el suministro de materiales para los Aliados en la Segunda Guerra Mundial.

El furfural es un líquido aceitoso formado por la deshidratación de los azúcares de las materias primas, como las cáscaras de avena, que la planta de Quaker en Cedar Rapids tenía en abundancia.

El compuesto se parece al jarabe de arce, huele a almendras amargas, es más pesado que el agua y se usa principalmente como solvente altamente ácido y agente purificador.

Los químicos del laboratorio de investigación de Quaker también encontraron otros usos para el furfural: clarificar aceites lubricantes y fabricar productos de baquelita, por nombrar dos.

Para 1937, Quaker producía 4 millones de libras de furfural al año.

En 1942, durante la Segunda Guerra Mundial, la planta Quaker de Cedar Rapids era el único lugar que producía furfural para uso comercial, cuando se descubrió que el furfural podía usarse para fabricar caucho sintético, una gran necesidad durante la guerra.

Como The Gazette informó en agosto de 1942 que Rubber Research Co. iba a utilizar todo el furfural que Quaker podía producir, pidiéndole que aumentara su producción anual de 7 millones de libras a 12 millones de libras, la capacidad de la planta.

Hacer furfural funciona así:

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La sémola de avena utilizada para hacer harina de avena se extrae de las cáscaras. Los cascos se limpian y rectifican. Se agrega ácido sulfúrico diluido a los cascos. La mezcla se vierte en digestores esféricos que cocinan a presión las cáscaras.

El vapor de los digestores se condensa para crear un furfural diluido en agua. Esa solución se destila para separar el furfural del agua. El furfural se coloca en vagones cisterna y tambores de acero para su envío.

Durante la guerra, el furfural también se utilizó para refinar aceite de motor, como aglutinante para muelas abrasivas utilizadas en la industria bélica y como resina clarificadora utilizada en plásticos para fabricar cascos de soldados y equipos de aviación.

Hacia el final de la guerra, en 1945, la demanda de cáscaras de avena superó la oferta y Quaker comenzó a usar mazorcas de maíz para fabricar furfural, lo que suministró suficiente para casi un millón de toneladas de caucho sintético.

Desafortunadamente, mientras que los desechos de furfural de las cáscaras de avena se quemaron fácilmente, el proceso no funcionó tan bien con las mazorcas de maíz. Las mazorcas no molieron tan bien como las cáscaras de avena y dejaron gránulos de materia vegetal que se descompuso en burbujas de gas malolientes en el lodazal de Cedar Rapids, junto a la central eléctrica de Sixth Street de Iowa Electric Light and Power Co.

En 1946, la planta Quaker producía 15 millones de libras de furfural al año. El gobierno había construido una planta en Memphis, Tennessee, que podía producir 24 millones de libras al año. Quaker compró esa planta después de la guerra y la vendió en 1985 a Great Lakes Chemical.

Quaker enfrentó una gran emergencia con su planta de furfural en Cedar Rapids en octubre de 1974.

Las calderas fallaron en la central eléctrica de la calle Sexta de Iowa Electric, y el lodo de la planta ya no podía aceptar las 65 toneladas de residuos de furfural que Quaker producía cada día.

La ciudad acordó permitir dos tercios de los residuos de furfural en el vertedero de la ciudad a tarifas regulares. Quaker quería que el vertedero del condado aceptara el resto, diciendo que tendría que cerrar la producción si la tarifa de vertido del condado era demasiado alta. Quaker dijo que consultaría con el estado sobre la quema de residuos en el vertedero.

La segunda gran emergencia se produjo en una explosión e incendio el viernes 3 de noviembre de 1978 en el edificio que albergaba los residuos de furfural. El fuego se apagó a las 5 am, solo para reavivar una hora después. El sábado, los trabajadores que usaron un soplete cortante en el resto del edificio de estructura, en Fifth Street y D Avenue NE, lo incendiaron nuevamente.

La producción de furfural en la planta tuvo que detenerse ya que no había lugar para almacenar el residuo. Se reparó la instalación y se reanudó la producción.

Quaker todavía producía furfural a partir de cáscaras de avena y mazorcas de maíz en 1981 cuando The Gazette informó que la sección química de la planta era el mayor productor mundial de furfural.

El compuesto se usó "en la industria del petróleo como solvente, el alcohol furfural se usa en las fundiciones para hacer moldes, y los productos químicos furfurales tienen una amplia variedad de usos".

El residuo de furfural, que parecía café molido, se secó parcialmente y luego se "sopló" a través de una tubería desde Quaker hasta la planta de Iowa Electric en Sixth Street, donde se mezcló con carbón y se quemó en las calderas de la empresa de servicios públicos para producir vapor para el centro de la ciudad.

Para 2004, Quaker ya no fabricaba furfural, según un informe del Departamento de Recursos Naturales de Iowa.

En 2022, los mayores productores de furfural fueron China, Sudáfrica y Estados Unidos, según S&P Global.

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