TRABAJO PRÁCTICO “INDUSTRIA DE LA MADERA”

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Durante muchos años, la industria de destilación de la madera fue la fuente principal de ácido acético, metanol y acetona. Además, producía cantidades considerables de brea, pez, metil acetona y aceite de madera para la industria, pero en la primera guerra mundial se elaboró un método para producir acetona mediante la fermentación y este proceso se dejó de lado. Y en 1928 al introducirse la fabricación del ácido acético procedente del carburo de calcio y acetona del propileno, disminuyó aún más el mercado para el destilador de madera.

Haciendo frente a la ruina comercial, los destiladores de madera se dieron cuenta de la gran ineficiencia de muchas de sus operaciones y aplicaron la ingeniería química pura a sus problemas. Las condiciones mejoraron inmediatamente, se usaron como materia prima residuos de madera en lugar de los maderos valiosos para el mercado. El tiempo de desecación fue acortado. La operación en retorta se hizo continua y se introdujeron procesos para obtener ácido acético directamente. Se extendió considerablemente la venta del carbón producido. Con estas mejoras la industria no solamente ha podido sobrevivir, sino que ha hecho probable su continuación como fuente importante de ácido acético, metanol y carbón.

Productos procedentes de una cuerda de madera dura (1820 kg) (destilación)

Carbón vegetal

25,2 %

Metanol bruto

1,9%

Ácido acético

2,9%

Brea, aceite

5,0%

Gas

18,3%

Agua

46,7%

FABRICACIÓN

Materias primas

La industria de destilación de la madera dura piroliza todas las variedades de madera de árbol, clasificadas comúnmente como miembros de las especies frondíferas o de hoja caduca; por ejemplo, roble, fresno, abedul, haya, arce duro o blando, nogal cerezo y castaño. Se emplean los residuos de madera, esto es maderamen de segundo crecimiento, ramas, troncos retorcidos, leña y maderas invendibles.

Consumo de energía, operaciones y procesos elementales

El principal proceso elemental es la destilación o pirólisis. En esta industria, a pesar de que las reacciones pirolíticas requieren una energía considerable en forma de calor para alcanzar la temperatura de reacción, algunas de las últimas etapas son exotérmicas. Muchas operaciones elementales intervienen para hacer funcionar el proceso elemental de pirólisis, así como para separar y purificar los productos de ésta. Entre ellas figuran: la transferencia de calor, condensación, destilación y extracción (líquido-líquido). Se necesita mucha energía para llevar a cabo estas operaciones, principalmente en forma de vapor. La modernización y perfeccionamiento de la industria de destilación de la madera han estado muy relacionados con el estudio tecnológico-químico de las diferentes operaciones elementales que intervienen en la separación y purificación del ácido piroleñoso bruto, con objeto de reducir el coste, tanto del capital como de la operación.

Pirólisis y tratamientos generales

Todas las fábricas de Estados Unidos que obtienen productos químicos por destilación de la madera dura carbonizan la madera por lotes o tandas cargadas en vagonetas de acero haciéndolas rodar por vías de ferrocarril a las retortas de acero que admiten de 11 a 18 toneladas y operan en un ciclo que dura aproximadamente 24 horas. Las retortas se cuelgan de bastidores de ladrillo refractario, calentándose por carbón o gas natural suplementados a veces por el gas o la brea de madera obtenidos en una operación anterior. Algunas fábricas cortan la madera en bloques cortos, otras carbonizan pedazos de 1,30 metros. Unas realizan una desecación previa de la madera durante dos o tres días, usando para ello el calor residual procedente de la retorta o de las chimeneas de la estufa de la caldera; otras secan la madera al aire libre durante tres a dieciocho meses, pero todas producen aproximadamente la misma cantidad de carbón vegetal y de ácido piroleñoso bruto con una calidad parecida.

La mayor parte de las fábricas dejan sedimentar y decantan el producto bruto o de la retorta, o líquido piroleñoso, para separar el líquido claro de la brea sedimentada, sometiendo después este líquido bruto claro decantado a una destilación sencilla para liberarlo de brea polimerizada o soluble, produciendo el llamado líquido hervido. Unas cuantas fábricas neutralizan aún con cal los ácidos del líquido hervido, separando por destilación el alcohol diluido de este líquido neutralizado y evaporando a sequedad el líquido de acetato remanente, obteniendo el acetato cálcico gris. La mayor parte de las instalaciones destilan el metanol continuamente a partir del líquido hervido, pero algunas desmetanolizan el líquido bruto decantado.

Separación y purificación del ácido acético

Las mayores diferencias en los procesos residen en los métodos para concentrar o recuperar el ácido acético. Algunas cantidades de acetato cálcico gris siguen enviándose en sacos a las fábricas de conversión, donde se calienta este producto con ácido sulfúrico para recuperar el ácido acético bruto de 80 por 100, que ha de refinarse. Una fábrica de productos químicos en Estados Unidos con capacidad de 110 toneladas, separa el ácido acético por el proceso de destilación azeotrópica. Dos fábricas emplean el proceso Suida. Todas las demás usan el proceso de extracción líquido-líquido con disolvente frio a contracorriente, empleando éter etílico o acetato de etilo.

Proceso de extracción líquido-líquido

En este proceso, en un solo tratamiento continuo con el disolvente en frío se extrae del líquido prácticamente todo el ácido acético, mientras su contenido de 95 por cien de agua fluye a residuos sin necesidad de ser nuevamente evaporado. Los disolventes comúnmente usados son éter etílico o acetato de etilo, dependiendo principalmente de los costes locales del combustible. Generalmente es utilizado el éter ya que posee una ventaja que es el poco consumo de vapor. En las fábricas de extracción de acético