O processo de carbonização refere-se ao processo de conversão de matéria orgânica, como a biomassa ou o carvão, em substâncias ricas em carbono através da aplicação de calor na ausência ou presença limitada de oxigénio. Este processo envolve várias etapas e pode ainda ser dividido em fases.
No caso da biomassa, como os briquetes de serradura de madeira ou as cascas de coco, o processo de carbonização pode ser dividido em três fases: secagem, carbonização inicial e carbonização completa.
1. Fase de secagem: Nesta fase, a humidade presente na biomassa evapora-se à medida que a temperatura aumenta. Esta fase não envolve quaisquer alterações químicas.
2. Fase inicial de carbonização: À medida que a temperatura aumenta, a biomassa começa a sofrer decomposição térmica. Os componentes da biomassa, como a celulose, a hemicelulose e a lenhina, decompõem-se, libertando voláteis como o CO, CO2, CH4 e "alcatrões". Estes voláteis incluem hidratos de carbono superiores, ácido acético e metanol.
3. Fase de carbonização abrangente: A temperaturas que variam de 300 a 650°C, a biomassa sofre decomposição química. Esta fase produz ácido acético, carbinol, alcatrão de madeira e gases combustíveis como o metano e o etileno. Estes gases contribuem para a produção de altas temperaturas, e os briquetes de biomassa são destilados em carvão vegetal.
No caso do carvão, a carbonização consiste em quatro etapas coincidentes e parcialmente concorrentes. Estas etapas envolvem o aquecimento do carvão a altas temperaturas na ausência de oxigénio, levando à libertação de gases voláteis e à formação de coque, que é carbono quase puro.
O processo de carbonização é normalmente efectuado num forno de carbonização, concebido para atingir taxas de carbonização elevadas, eficiência energética, funcionamento sem fumo e facilidade de operação. O forno funciona selando a biomassa ou o carvão no seu interior e submetendo-o a um aquecimento controlado.
As vantagens da utilização de um forno de carbonização incluem elevadas taxas de carbonização, eficiência energética, funcionamento sem fumo e fácil operação. O forno garante a qualidade do carvão vegetal ao promover a decomposição e a carbonização dos briquetes. O calor gerado durante o processo ajuda a manter a temperatura no forno e fornece a energia necessária para a decomposição dos briquetes. O forno também permite a produção de gases combustíveis, alcatrão e carvão, que podem ser utilizados posteriormente.
Em geral, o processo de carbonização é uma etapa crucial na conversão de matéria orgânica em substâncias ricas em carbono, como o carvão vegetal, contribuindo para várias aplicações, como combustível, filtragem e processos industriais.
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