Furfural

Définition

Le furfural est un composé chimique avec un grand nombre d'applications industrielles et avec un intérêt croissant du marché. Ce composé chimique provient généralement de la biomasse utilisée dans la production de composés tels que l'éthanol et d'autres processus impliqués dans la production d'énergie.

Utilisation du furfural en raffinerie :

Le furfural est un liquide incolore de type aldéhyde (C₅H₄O₂) et utilisé comme solvant et dans la synthèse des colorants, laques et résines. Il est souvent employé sous forme d'acide formique furfural, comme dans ce procédé de bioraffinerie ci-dessus.

Explications

Le furfural (numéro d'enregistrement CAS 98–01–1) est un aldéhyde furanique d'origine naturelle avec de nombreuses utilisations commerciales, par exemple, la fabrication industrielle, les arômes alimentaires, les parfums dans les produits de soins personnels, les pesticides. On ne s'attend pas à ce qu'il soit persistant dans l'environnement. Le furfural est rapidement absorbé et éliminé après une exposition par inhalation, par voie cutanée et par voie orale.

Le furfural a une toxicité cutanée plus élevée que par voie orale et par inhalation. Le furfural est un irritant cutané, muqueux et respiratoire. Les principales cibles de toxicité sont le système respiratoire, le système nerveux, le foie et les reins. Le furfural n'est pas classifiable en ce qui concerne sa cancérogénicité pour l'homme. Le furfural est modérément toxique pour les espèces aquatiques.

⭐ Le furfural est un produit naturel en plus d'être un produit synthétique. Lorsqu'il est rejeté dans l'environnement, il se volatilise facilement. Dans l'air, le furfural est dégradé par réaction avec les radicaux hydroxy produits par photolyse.

S'il est rejeté dans le sol, il est très mobile et a un grand potentiel de lessivage dans les eaux souterraines. La volatilisation à partir du sol devrait être lente. Bien que les données soient limitées, le furfural devrait se biodégrader facilement dans le sol dans des conditions aérobies et anaérobies. Le furfural ne se bioconcentrera pas dans une grande mesure dans les poissons ou la faune.

Importance de l'aldéhyde furfural

Le furfural est un produit chimique organique important. Le furfural lui-même a de nombreuses applications, telles que le raffinage du pétrole, comme agent de liaison dans les meules et meules abrasives, dans les produits pharmaceutiques et la fabrication de résines phénoliques.

Le furfural a été considéré comme l'un des produits chimiques dérivés de la biomasse les plus importants. Il est identifié comme PC pour la production de carburants liquides et également comme précurseur de LVA et d'esters de lévulinate.

Dans un premier temps, les produits dérivés du furfural ont été identifiés comme composés inhibiteurs lors de la valorisation des matières lignocellulosiques en fermentation. Le furfural est principalement produit par la dégradation des pentoses et également par la dégradation thermique du 5-HMF à des températures élevées (200 à 250 °C). La partie hémicellulosique de la biomasse végétale est riche en pentoses (xylose et arbinose), elle peut donc être transformée en furfural. L'utilisation de l'hémicellulose pour la production de furfural pourrait être une alternative viable à la production d'éthanol.

Les technologies actuelles ont un rendement limité pour le furfural en raison de nombreuses réactions secondaires, telles que la polymérisation croisée avec d'autres molécules et la résinification et la fragmentation du furfural lui-même. Des chercheurs ont prouvé qu'un processus assisté par micro-ondes permettait une conversion très efficace du xylose et du xylane de la biomasse hémicellulosique en furfural.

Technologies actuelles de production de furfural

La production de furfural n'est pas nouvelle, c'est l'une des plus anciennes substances chimiques renouvelables produites par l'homme, car c'est un coproduit de la fermentation lors de la production d'éthanol. Le premier enregistrement d'une production sélective de furfural date de 1831, lorsque Dobereiner a isolé le furfural pour la première fois, après quoi Fownes en 1845 a produit du furfural par dégradation du son avec des acides minéraux. Pour cette raison, Fownes a nommé furfural à ce composant, ledit nom vient de la racine latine furfur=bran. Néanmoins, le premier procédé industriel pour produire du furfural date de 1922, il a été développé par la société Quaker Oats.

En règle générale, ce procédé utilise des coques d'avoine, des épis de maïs et de la bagasse de canne à sucre comme matières premières pour la production de furfural. Dans ce procédé, la biomasse est alimentée conjointement avec une solution d'acide sulfurique (2,2 % en poids sur la base de la biomasse sèche) dans un réacteur de dégradation. Dans ce réacteur, la biomasse est traitée aux conditions thermiques de 153 °C pendant 5 heures, dans ces conditions la consommation d'énergie est proche de 42,9 GJ par tonne de furfural.

Cette énergie est fournie par un flux de vapeur qui alimente le réacteur de dégradation à raison de 16,2 kg de vapeur par kg de furfural produit, dans ces conditions l'énergie théorique nécessaire à la production de la vapeur saturée est d'environ 2,64 MJ/kg. Ce flux de vapeur saturée est de la plus haute importance car il a pour fonction de fournir de l'énergie au réacteur et d'éliminer le furfural le plus rapidement possible afin d'éviter sa résinification. Le furfural sort du réacteur de dégradation avec une concentration moyenne de 5,8 % en poids où l'eau est le composé principal, donc une fois le furfural produit, la vapeur de sortie dudit réacteur est condensée et envoyée à un processus de distillation où le furfural est purifié.

En rapport avec "furfural"

• acétaldéhyde

  

  L'acétaldéhyde est un aldéhyde liquide volatil hydrosoluble incolore (C2H4O), obtenu par oxydation de l'éthanol et principalement utilisé en synthèse organique.

• acide formique

  

  L'acide formique est l'acide carboxylique le plus simple, contenant un seul carbone (acide méthanoïque).

• aldéhyde

  

  Un aldéhyde est une molécule organique renfermant le groupement fonctionnel carboxyle terminal -C＝O-OH, formé par oxydation d'un alcool primaire...

• formaldéhyde

  

  Le formaldéhyde est un gaz incolore à forte odeur, un simple composé chimique composé d'hydrogène, d'oxygène et de carbone.