Macchina del tempo: produrre furfurolo

Nov 07, 2023

Lo stabilimento quacchero utilizzava scafi di quercia per produrre sostanze chimiche organiche fondamentali utilizzate nella seconda guerra mondiale

Maggio. 2, 2023 5:00

Il chimico tedesco Johann Wolfgang Dobereiner scoprì il composto organico noto come furfurale nel 1821, ma ci volle un secolo prima che Quaker Oats iniziasse a produrlo in serie da sottoprodotti agricoli nel 1922.

Quaker e il furfurale che produceva dagli scafi d'avena alla fine avrebbero giocato un ruolo importante nella fornitura di materiali per gli Alleati nella seconda guerra mondiale.

Il furfurale è un liquido oleoso formato dalla disidratazione degli zuccheri provenienti da materie prime, come gli scafi d'avena, di cui lo stabilimento Quaker di Cedar Rapids aveva in abbondanza.

Il composto assomiglia allo sciroppo d'acero, odora di mandorle amare, è più pesante dell'acqua e viene utilizzato principalmente come solvente altamente acido e agente purificante.

I chimici del laboratorio di ricerca della Quaker hanno scoperto anche una serie di altri usi per il furfurale: chiarificare gli oli lubrificanti e produrre prodotti in bachelite, per citarne due.

Nel 1937, Quaker produceva 4 milioni di libbre di furfurale all'anno.

Nel 1942, durante la seconda guerra mondiale, lo stabilimento Quaker di Cedar Rapids era l'unico luogo in cui si produceva furfurale per uso commerciale, quando si scoprì che il furfurale poteva essere utilizzato per produrre gomma sintetica, un'enorme necessità durante la guerra.

Come riferì The Gazette nell'agosto 1942, la Rubber Research Co. avrebbe utilizzato tutto il furfurale che Quaker poteva produrre, chiedendogli di aumentare la sua produzione annuale da 7 milioni di libbre a 12 milioni di libbre, la capacità dell'impianto.

Fare furfurale funziona in questo modo:

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La semola d'avena utilizzata per preparare la farina d'avena viene estratta dagli scafi. Gli scafi vengono puliti e rettificati. Agli scafi viene aggiunto acido solforico diluito. La miscela viene scaricata in digestori sferici che cuociono a pressione gli scafi.

Il vapore proveniente dai digestori viene condensato per creare un furfurale diluito in acqua. Quella soluzione viene distillata per separare il furfurale dall'acqua. Il furfurale viene messo in vagoni cisterna e fusti di acciaio per la spedizione.

Durante la guerra, il furfurale fu utilizzato anche nella raffinazione dell'olio per motori, come legante per le mole utilizzate nell'industria bellica e come resina chiarificante utilizzata nella plastica per realizzare elmetti dei soldati e attrezzature aeronautiche.

Verso la fine della guerra, nel 1945, la domanda di scafi di avena superò l’offerta e Quaker iniziò a utilizzare le pannocchie di mais per produrre furfurale, fornendo una quantità sufficiente per quasi un milione di tonnellate di gomma sintetica.

Sfortunatamente, mentre gli scarti di furfurale provenienti dagli scafi di avena venivano facilmente bruciati, il processo non funzionava altrettanto bene per le pannocchie. Le pannocchie non macinavano bene come i chicchi d'avena e lasciavano pellet di materia vegetale che si decomponevano in puzzolenti bolle di gas nel pantano di Cedar Rapids vicino alla centrale elettrica della Iowa Electric Light and Power Co. sulla Sixth Street.

Nel 1946, lo stabilimento Quaker produceva 15 milioni di libbre di furfurolo all'anno. Il governo aveva costruito uno stabilimento a Memphis, nel Tennessee, che poteva produrre 24 milioni di sterline all'anno. Quaker acquistò l'impianto dopo la guerra, vendendolo nel 1985 alla Great Lakes Chemical.

Quaker affrontò una grave emergenza con il suo impianto di furfurolo a Cedar Rapids nell'ottobre 1974.

Le caldaie funzionavano male nella centrale elettrica della Sixth Street della Iowa Electric e il pantano vicino all'impianto non poteva più accettare le 65 tonnellate di residui di furfurolo che Quaker produceva ogni giorno.

La città ha accettato di smaltire due terzi dei residui di furfurale nella discarica cittadina a tariffe regolari. Quaker voleva che la discarica della contea accettasse il resto, dicendo che avrebbe dovuto interrompere la produzione se la tassa di dumping della contea fosse stata troppo alta. Quaker ha detto che verificherà con lo Stato se bruciare i residui nella discarica.

La seconda grande emergenza si verificò con un'esplosione e un incendio venerdì 3 novembre 1978 nell'edificio che ospitava i residui di furfurolo. L'incendio è stato spento alle 5 del mattino, per poi riaccendersi un'ora dopo. Sabato, gli operai, utilizzando un cannello da taglio, hanno appiccato nuovamente il fuoco sul resto dell'edificio, tra Fifth Street e D Avenue NE.