Time Machine : fabriquer du furfural

Nov 07, 2023

L'usine Quaker a utilisé des coques de chêne pour produire des produits chimiques organiques essentiels utilisés pendant la Seconde Guerre mondiale

Peut. 2, 2023 05:00

Le chimiste allemand Johann Wolfgang Dobereiner a découvert le composé organique connu sous le nom de furfural en 1821, mais il a fallu un siècle avant que Quaker Oats ne commence à le produire en masse à partir de sous-produits agricoles en 1922.

Quaker et le furfural qu'il fabriquait à partir de coques d'avoine finiraient par jouer un rôle important dans la fourniture de matériaux aux Alliés pendant la Seconde Guerre mondiale.

Le furfural est un liquide huileux formé par la déshydratation des sucres des matières premières, telles que les coques d'avoine, que l'usine Quaker de Cedar Rapids avait en abondance.

Le composé ressemble au sirop d'érable, sent les amandes amères, est plus lourd que l'eau et est principalement utilisé comme solvant hautement acide et agent purifiant.

Les chimistes du laboratoire de recherche de Quaker ont également découvert un certain nombre d'autres utilisations du furfural - la clarification des huiles lubrifiantes et la fabrication de produits en bakélite, pour n'en nommer que deux.

En 1937, Quaker produisait 4 millions de livres de furfural par an.

En 1942, pendant la Seconde Guerre mondiale, l'usine Quaker de Cedar Rapids était le seul endroit produisant du furfural à des fins commerciales, lorsqu'il a été découvert que le furfural pouvait être utilisé pour fabriquer du caoutchouc synthétique - un énorme besoin pendant la guerre.

Comme The Gazette rapportait en août 1942 que la Rubber Research Co. allait utiliser tout le furfural que Quaker pouvait produire, lui demandant d'augmenter sa production annuelle de 7 millions de livres à 12 millions de livres, la capacité de l'usine.

Faire du furfural fonctionne comme ceci :

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Le gruau d'avoine utilisé pour fabriquer la farine d'avoine est extrait des coques. Les coques sont nettoyées et broyées. De l'acide sulfurique dilué est ajouté aux coques. Le mélange est déversé dans des digesteurs sphériques qui cuisent les coques sous pression.

La vapeur des digesteurs est condensée pour créer un furfural dilué dans l'eau. Cette solution est distillée pour séparer le furfural de l'eau. Le furfural est mis dans des wagons-citernes et des fûts en acier pour l'expédition.

Pendant la guerre, le furfural a également été utilisé dans le raffinage de l'huile à moteur, comme liant pour les meules utilisées dans l'industrie de guerre et comme résine clarifiante utilisée dans les plastiques pour fabriquer des casques de soldat et du matériel d'aviation.

Vers la fin de la guerre, en 1945, la demande de coques d'avoine a dépassé l'offre et Quaker a commencé à utiliser des épis de maïs pour fabriquer du furfural, fournissant suffisamment pour près d'un million de tonnes de caoutchouc synthétique.

Malheureusement, alors que les déchets de furfural des coques d'avoine étaient facilement brûlés, le processus ne fonctionnait pas aussi bien pour les épis de maïs. Les épis n'ont pas broyé aussi bien que les coques d'avoine et ont laissé des boulettes de matière végétale qui se sont décomposées en bulles de gaz malodorantes dans le bourbier de Cedar Rapids à côté de la centrale électrique de Sixth Street de l'Iowa Electric Light and Power Co.

En 1946, l'usine Quaker produisait 15 millions de livres de furfural par an. Le gouvernement avait construit une usine à Memphis, Tennessee, qui pouvait produire 24 millions de livres par an. Quaker a acheté cette usine après la guerre et l'a vendue en 1985 à Great Lakes Chemical.

Quaker a fait face à une urgence majeure avec son usine de furfural à Cedar Rapids en octobre 1974.

Les chaudières ont mal fonctionné à la centrale électrique de Sixth Street d'Iowa Electric, et le bourbier près de l'usine ne pouvait plus accepter les 65 tonnes de résidus de furfural que Quaker produisait chaque jour.

La ville a accepté d'autoriser les deux tiers des résidus de furfural à la décharge municipale aux tarifs réguliers. Quaker voulait que la décharge du comté accepte le reste, affirmant qu'elle devrait arrêter la production si les frais de décharge du comté étaient trop élevés. Quaker a déclaré qu'il vérifierait auprès de l'État s'il était possible de brûler les résidus à la décharge.

La deuxième urgence majeure est survenue lors d'une explosion et d'un incendie le vendredi 3 novembre 1978, dans le bâtiment qui abritait les résidus de furfural. Le feu a été éteint à 5 heures du matin pour se rallumer une heure plus tard. Samedi, des ouvriers utilisant une torche coupante sur le reste du bâtiment à ossature, à Fifth Street et D Avenue NE, l'ont de nouveau incendié.

La production de furfural à l'usine a dû s'arrêter car il n'y avait pas d'endroit pour stocker les résidus. L'installation a été réparée et la production a repris.

Quaker produisait encore du furfural à partir de coques d'avoine et d'épis de maïs en 1981 lorsque The Gazette a rapporté que la section chimique de l'usine était le plus grand producteur de furfural au monde.

Le composé a été utilisé "dans l'industrie pétrolière comme solvant, l'alcool furfural est utilisé dans les fonderies pour la fabrication de moules, et les produits chimiques furfural ont une grande variété d'utilisations".

Le résidu de furfural, qui ressemblait à du marc de café, a été partiellement séché puis "soufflé" à travers un tuyau de Quaker à l'usine Sixth Street d'Iowa Electric, où il a été mélangé avec du charbon et brûlé dans les chaudières du service public pour produire de la vapeur pour le centre-ville.

En 2004, le furfural n'était plus fabriqué chez Quaker, selon un rapport du ministère des Ressources naturelles de l'Iowa.

En 2022, les plus grands producteurs de furfural étaient la Chine, l'Afrique du Sud et les États-Unis, selon S&P Global.

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