31.05.2023 by Dr. Carolin Fischer
È tempo di barbecue! Scegliete il miglior Charcoal!
arcarcL'estate è tempo di barbecue. Ma vi siete mai chiesti quale sia il carbone di legna migliore da usare? La qualità del carbone di legna può essere caratterizzata dalla quantità di composti organici, dalContenuto di cenereLa cenere è una misura del contenuto di ossidi minerali su base ponderale. L'analisi termogravimetrica (TGA) in atmosfera ossidativa è un metodo ben collaudato per determinare il residuo inorganico, comunemente chiamato cenere, nei materiali organici come polimeri, gomme, ecc. Pertanto, la misurazione TGA identifica se un materiale è riempito e calcola il contenuto totale di riempitivo. contenuto di ceneri e dall'energia rilasciata durante la combustione. Queste sono tutte proprietà che possono essere determinate con l'analizzatore termico simultaneo NETZSCH STA. Con l'aiuto di una misura TGA-DSC, è facile verificare se la differenza di prezzo tra i prodotti è giustificata dalla qualità.
arcarcarcarcPer un confronto, sono stati selectutilizzati tre diversi tipi di carbone di legna commerciale: carbone di faggio, carbone di marca e un carbone economico proveniente da un discount.
arcLe misure TG-DSC sono state eseguite con l'analizzatore termico simultaneo NETZSCH STA dotato di un portacampioni TG-DSC di tipo S. I diversi campioni di carbone di legna sono stati riscaldati come campioni sfusi a 550 °C in atmosfera inerte e da 550 °C a 950 °C in atmosfera ossidante. Per le condizioni di misura dettagliate si veda la tabella 1.
I risultati per il campione di legno di faggio charcoal sono rappresentati in figura 1. Le tre fasi di perdita di massa sono state accompagnate da effetti energetici. La prima fase di perdita di massa, a 81°C, è stata probabilmente causata dal rilascio di acqua, mentre la seconda perdita di massa, a 411°C, è indice della PirolisiLa pirolisi è la decomposizione termica di composti organici in atmosfera inerte.pirolisi dei composti organici residui. Questi eventi hanno causato due effetti endotermici con temperature di picco di 67°C e 394°C ed entalpie di 30 J/g e 5 J/g. La combustione del carbonio residuo in un'atmosfera di aria sintetica ha provocato una perdita di massa del 92% e un effetto EsotermicoUna transizione campionaria o una reazione è esotermica se viene generato calore.esotermico con un'entalpia pari a -23.315 J/g. Questa non è l'entalpia di combustione completa, poiché uno STA è un sistema aperto che emette parte dell'energia generata con i gas di spurgo e i gas rilasciati. Questo valore può essere utilizzato solo per un confronto relativo. La massa residua relativa alContenuto di cenereLa cenere è una misura del contenuto di ossidi minerali su base ponderale. L'analisi termogravimetrica (TGA) in atmosfera ossidativa è un metodo ben collaudato per determinare il residuo inorganico, comunemente chiamato cenere, nei materiali organici come polimeri, gomme, ecc. Pertanto, la misurazione TGA identifica se un materiale è riempito e calcola il contenuto totale di riempitivo. contenuto di ceneri era pari al 3%.
arcLa Figura 2 mostra il confronto dei risultati TGA per i diversi campioni di carbone. Il programma di temperatura indicato ha portato a due fasi di perdita di massa per ciascun campione in atmosfera inerte.arcPer quanto riguarda il contenuto d'acqua, il calice di charcmarca ha mostrato il valore più alto, seguito dal calice di charcdiscount e dal calice di faggio. Il diverso contenuto d'acqua è probabilmente dovuto alle diverse condizioni di conservazione, ma può anche essere causato da differenze nelle proprietà delle superfici che consentono l'assorbimento dell'acqua.
arcAl contrario, la percentuale di composti organici fornisce informazioni sul livello di completamento del processo di produzione del carbone di legna e delle bricchette: Più basso è il contenuto organico, migliore è la PirolisiLa pirolisi è la decomposizione termica di composti organici in atmosfera inerte.pirolisi del legno iniziale in charcoal durante il processo di produzione, ottenendo un charcoal di qualità superiore. Confrontando i tre campioni, anche in questo caso il charcoal di faggio ha mostrato il valore più basso, seguito dal charcoal di marca e dal charcoal da discount. Il processo non era ancora terminato a 550°C per il charcdiscount, il che significa che il campione contiene ancora composti organici a questa temperatura.
Dopo il passaggio a un'atmosfera ossidante, il carbonio residuo è stato bruciato con l'ossigeno e ha rilasciato anidride carbonica e monossido di carbonio. Anche in questo caso sono state osservate differenze tra i tre campioni.arcarcarcIl contenuto di carbonio di oltre il 90% è stato determinato per il carbone di faggio, mentre sia il carbone di marca che il carbone da discount hanno mostrato valori di circa il 75% di carbonio.arcUn elevato contenuto di carbonio indica un'elevata purezza della farina di faggio.
arcDi conseguenza, i tre campioni differiscono anche in termini di massa residua, che caratterizza ilContenuto di cenereLa cenere è una misura del contenuto di ossidi minerali su base ponderale. L'analisi termogravimetrica (TGA) in atmosfera ossidativa è un metodo ben collaudato per determinare il residuo inorganico, comunemente chiamato cenere, nei materiali organici come polimeri, gomme, ecc. Pertanto, la misurazione TGA identifica se un materiale è riempito e calcola il contenuto totale di riempitivo. contenuto di ceneri del carbone di legna. Sorprendentemente, l'algale charcdi marca ha prodotto più del 10% di ceneri, mentre gli altri due hanno mostrato valori compresi tra il 3% e il 5%. IlContenuto di cenereLa cenere è una misura del contenuto di ossidi minerali su base ponderale. L'analisi termogravimetrica (TGA) in atmosfera ossidativa è un metodo ben collaudato per determinare il residuo inorganico, comunemente chiamato cenere, nei materiali organici come polimeri, gomme, ecc. Pertanto, la misurazione TGA identifica se un materiale è riempito e calcola il contenuto totale di riempitivo. contenuto di ceneri può essere visto anche come un criterio di qualità. Più basso è ilContenuto di cenereLa cenere è una misura del contenuto di ossidi minerali su base ponderale. L'analisi termogravimetrica (TGA) in atmosfera ossidativa è un metodo ben collaudato per determinare il residuo inorganico, comunemente chiamato cenere, nei materiali organici come polimeri, gomme, ecc. Pertanto, la misurazione TGA identifica se un materiale è riempito e calcola il contenuto totale di riempitivo. contenuto di ceneri, minore è la percentuale iniziale di prodotti secondari non reattivi, come riempitivi o minerali.
Il confronto dei segnali DSC , illustrato nella figura 3, ha mostrato che il legno di faggio charcoal ha rilasciato la maggior quantità di calore durante la combustione ossidativa. Poiché i campioni sono stati misurati in un sistema aperto e non AdiabaticoL'adiabatico descrive un sistema o una modalità di misurazione senza alcuno scambio di calore con l'ambiente circostante. Questa modalità può essere realizzata utilizzando un dispositivo calorimetrico secondo il metodo della calorimetria a velocità accelerata (ARC). Lo scopo principale di tale dispositivo è quello di studiare scenari e reazioni di fuga termica. Una breve descrizione della modalità adiabatica è "nessun calore in entrata - nessun calore in uscita".adiabatico, questi valori non possono essere considerati come il calore di combustione. L'entalpia misurata è significativamente inferiore al calore di combustione, poiché i gas di reazione caldi lasciano il campione e portano con sé il calore rilasciato. Tuttavia, il calore rilasciato può essere utilizzato come un buon confronto relativo tra i tre campioni.
Un'ulteriore misurazione è stata effettuata con un campione di legno di faggio, vedi figura 4. Come previsto, la quantità di acqua e il contenuto organico erano molto più elevati. La prima fase di perdita di massa, che si riferisce all'acqua, è risultata pari al 5,13%. L'aumento della temperatura ha portato a una Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione in due fasi del contenuto organico, pari al 68,35% in totale. Il confronto con il legno di faggio charcoal ha mostrato che il processo di produzione del charcoal pirolizzando il legno era quasi completo. Il contenuto organico è diminuito da circa il 78% a meno del 3%. Il minore contenuto di carbonio del legno si riflette anche nell'entalpia esotermica rilevata durante la combustione ossidativa.
Sintesi
Le caratteristiche qualitative dei cereali charccome l'umidità, il contenuto di ceneri e il calore rilasciato possono essere rilevate con l'aiuto dell'analizzatore termico simultaneo STA di NETZSCH Analyzing & Testing. È stato possibile dimostrare l'alta qualità della farina di faggioarcper quanto riguarda queste proprietà, mentre la farina di marcaarcnon ha mostrato valori significativamente migliori rispetto a un campione di farina da discountarcin questo caso particolare.arcInoltre, il metodo TG-DSC è adatto a controllare il completamento del processo di produzione del carbone di legna per quanto riguarda la PirolisiLa pirolisi è la decomposizione termica di composti organici in atmosfera inerte.pirolisi del materiale organico.
Vi auguriamo di godervi il vostro barbecue!
