Zeitmaschine: Furfural herstellen

Nov 07, 2023

Die Quäkerfabrik verwendete Eichenschalen zur Herstellung wichtiger organischer Chemikalien, die im Zweiten Weltkrieg verwendet wurden

Mai. 2. 2023 5:00 Uhr

Der deutsche Chemiker Johann Wolfgang Dobereiner entdeckte 1821 die als Furfural bekannte organische Verbindung, aber es dauerte ein Jahrhundert, bis Quaker Oats 1922 mit der Massenproduktion aus landwirtschaftlichen Nebenprodukten begann.

Quaker und das aus Haferschalen hergestellte Furfural spielten schließlich eine große Rolle bei der Materialversorgung der Alliierten im Zweiten Weltkrieg.

Furfural ist eine ölige Flüssigkeit, die durch die Dehydrierung von Zucker aus Rohstoffen wie Haferschalen entsteht, die im Quaker-Werk in Cedar Rapids reichlich vorhanden waren.

Die Verbindung sieht aus wie Ahornsirup, riecht nach Bittermandeln, ist schwerer als Wasser und wird hauptsächlich als stark saures Lösungs- und Reinigungsmittel verwendet.

Chemiker im Forschungslabor von Quaker fanden auch eine Reihe anderer Verwendungsmöglichkeiten für Furfural – zum Beispiel zur Klärung von Schmierölen und zur Herstellung von Bakelitprodukten.

Bis 1937 produzierte Quaker jährlich 4 Millionen Pfund Furfural.

Im Jahr 1942, während des Zweiten Weltkriegs, war das Quaker-Werk in Cedar Rapids der einzige Ort, an dem Furfural für kommerzielle Zwecke hergestellt wurde, als entdeckt wurde, dass Furfural zur Herstellung von synthetischem Kautschuk verwendet werden konnte – ein großer Bedarf während des Krieges.

Wie The Gazette im August 1942 berichtete, dass die Rubber Research Co. das gesamte Furfural, das Quaker produzieren konnte, verbrauchen würde, forderte sie auf, ihre Jahresproduktion von 7 Millionen Pfund auf 12 Millionen Pfund, die Kapazität der Anlage, zu erhöhen.

Furfural herstellen funktioniert so:

Newsletter abonnieren

Täglich in Ihren Posteingang geliefert

Sie erhalten ab sofort unsere täglichen Nachrichten-Updates. Fügen Sie [email protected] zu Ihren Kontakten hinzu.

Aus den Schalen wird die Hafergrütze gewonnen, aus der Haferflocken hergestellt werden. Die Rümpfe werden gereinigt und geschliffen. Den Rümpfen wird verdünnte Schwefelsäure zugesetzt. Die Mischung wird in kugelförmige Fermenter geschüttet, in denen die Schalen unter Druck gekocht werden.

Dampf aus den Fermentern wird kondensiert, um in Wasser verdünntes Furfural zu erzeugen. Diese Lösung wird destilliert, um das Furfural vom Wasser zu trennen. Für den Versand wird das Furfural in Kesselwagen und Stahlfässern abgefüllt.

Während des Krieges wurde Furfural auch zur Raffinierung von Motoröl, als Bindemittel für Schleifscheiben in der Kriegsindustrie und als Klärharz für Kunststoffe zur Herstellung von Soldatenhelmen und Luftfahrtausrüstung verwendet.

Gegen Ende des Krieges, im Jahr 1945, überstieg die Nachfrage nach Haferspelzen das Angebot, und Quaker begann, Maiskolben zur Herstellung von Furfural zu verwenden, was für fast eine Million Tonnen Synthesekautschuk ausreichte.

Während sich Furfuralabfälle aus Haferschalen leicht verbrennen ließen, funktionierte das Verfahren bei Maiskolben leider nicht so gut. Die Maiskolben mahlten nicht so gut wie Haferschalen und hinterließen Pellets aus pflanzlichem Material, die sich im Sumpf von Cedar Rapids neben dem Kraftwerk Sixth Street der Iowa Electric Light and Power Co. in stinkende Gasblasen zersetzten.

Bis 1946 produzierte das Quaker-Werk jährlich 15 Millionen Pfund Furfural. Die Regierung hatte in Memphis, Tennessee, ein Werk gebaut, das 24 Millionen Pfund pro Jahr produzieren konnte. Quaker kaufte das Werk nach dem Krieg und verkaufte es 1985 an Great Lakes Chemical.

Im Oktober 1974 geriet Quaker in seiner Furfuralanlage in Cedar Rapids in eine schwere Notlage.

Im Kraftwerk Sixth Street von Iowa Electric funktionierten die Kessel nicht mehr, und der Sumpf neben der Anlage konnte die 65 Tonnen Furfuralrückstände, die Quaker täglich produzierte, nicht mehr aufnehmen.

Die Stadt stimmte zu, zwei Drittel der Furfuralrückstände auf der städtischen Deponie zu regulären Tarifen zu entsorgen. Quaker wollte, dass die Mülldeponie des Landkreises den Rest aufnimmt, und sagte, sie müsse die Produktion einstellen, wenn die Deponiegebühr des Landkreises zu hoch sei. Quaker sagte, es werde sich beim Staat über die Verbrennung der Rückstände auf der Mülldeponie erkundigen.

Der zweite große Notfall ereignete sich am Freitag, dem 3. November 1978, durch eine Explosion und einen Brand in dem Gebäude, in dem sich die Furfuralrückstände befanden. Das Feuer wurde um 5 Uhr morgens gelöscht, nur um eine Stunde später wieder aufzuflammen. Am Samstag steckten Arbeiter mit einem Schneidbrenner den Rest des Fachwerkgebäudes an der Fifth Street und der D Avenue NE erneut in Brand.

Die Furfuralproduktion im Werk musste eingestellt werden, da es keinen Platz für die Lagerung der Rückstände gab. Die Anlage wurde repariert und die Produktion wieder aufgenommen.

Quaker produzierte 1981 noch Furfural aus Haferschalen und Maiskolben, als The Gazette berichtete, dass die Chemieabteilung des Werks der weltweit größte Furfuralproduzent sei.

Die Verbindung wurde „in der Erdölindustrie als Lösungsmittel verwendet, Furfuralalkohol wird in Gießereien zur Herstellung von Formen verwendet, und Furfural-Chemikalien haben vielfältige Einsatzmöglichkeiten.“

Der Furfuralrückstand, der Kaffeesatz ähnelte, wurde teilweise getrocknet und dann durch ein Rohr von Quaker zum Kraftwerk Sixth Street von Iowa Electric „geblasen“, wo er mit Kohle vermischt und in den Kesseln des Energieversorgers verbrannt wurde, um Dampf für die Innenstadt zu erzeugen.

Laut einem Bericht des Iowa Department of Natural Resources wurde im Jahr 2004 bei Quaker kein Furfural mehr hergestellt.

Laut S&P Global waren im Jahr 2022 China, Südafrika und die Vereinigten Staaten die größten Furfuralproduzenten.

Kommentare: [email protected]