El proceso de carbonización se refiere al proceso de convertir materia orgánica, como biomasa o carbón, en sustancias ricas en carbono mediante la aplicación de calor en ausencia o presencia limitada de oxígeno. Este proceso implica varios pasos y puede dividirse a su vez en etapas.
En el caso de la biomasa, como las briquetas de serrín de madera o las cáscaras de coco, el proceso de carbonización puede dividirse en tres etapas: secado, carbonización inicial y carbonización integral.
1. Etapa de secado: En esta etapa, la humedad presente en la biomasa se evapora a medida que aumenta la temperatura. Esta etapa no implica ningún cambio químico.
2. 2. Etapa de carbonización inicial: A medida que aumenta la temperatura, la biomasa empieza a sufrir una descomposición térmica. Los componentes de la biomasa, como la celulosa, la hemicelulosa y la lignina, se descomponen, liberando volátiles como CO, CO2, CH4 y "alquitranes". Estos volátiles incluyen carbohidratos superiores, ácido acético y metanol.
3. Etapa de carbonización completa: A temperaturas que oscilan entre 300 y 650°C, la biomasa sufre una descomposición química. Esta etapa produce ácido acético, carbinol, alquitrán de madera y gases combustibles como metano y etileno. Estos gases contribuyen a la producción de altas temperaturas, y las briquetas de biomasa se destilan en carbón vegetal.
En el caso del carbón, la carbonización consta de cuatro pasos coincidentes y en parte concurrentes. Estos pasos implican el calentamiento del carbón a altas temperaturas en ausencia de oxígeno, lo que conduce a la liberación de gases volátiles y a la formación de coque, que es carbono casi puro.
El proceso de carbonización se lleva a cabo normalmente en un horno de carbonización, que está diseñado para lograr altas tasas de carbonización, eficiencia energética, funcionamiento sin humo y facilidad de operación. El horno funciona sellando la biomasa o el carbón en su interior y sometiéndolo a un calentamiento controlado.
Las ventajas de utilizar un horno de carbonización incluyen altos índices de carbonización, eficiencia energética, funcionamiento sin humo y fácil manejo. El horno garantiza la calidad del carbón vegetal favoreciendo la descomposición y carbonización de las briquetas. El calor generado durante el proceso ayuda a mantener la temperatura en el horno y proporciona la energía necesaria para la descomposición de las briquetas. El horno también permite la producción de gases combustibles, alquitrán y carbón vegetal, que pueden utilizarse posteriormente.
En general, el proceso de carbonización es un paso crucial en la conversión de materia orgánica en sustancias ricas en carbono como el carbón vegetal, contribuyendo a diversas aplicaciones como combustible, filtración y procesos industriales.
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