La gama de hornos de incineración de Carbolite Gero cubre una de las aplicaciones más comunes de los hornos de cámara de laboratorio: el calentamiento de muestras combustibles para analizar los residuos de cenizas resultantes. Como no existe una solución única para todas las necesidades, se ofrecen diferentes hornos personalizados para aplicaciones de incineración y calcinación.
La incineración describe un proceso en el que la materia orgánica se quema calentándola en una atmósfera de aire. El objetivo del proceso puede ser determinar la masa residual de la muestra (cenizas). Este tratamiento térmico también puede utilizarse como paso intermedio para preparar la muestra para la determinación de componentes inorgánicos en la fluorescencia de rayos X (XRF, sigla en inglés), la espectrometría de masas, o para otras pruebas como la determinación del punto de fusión de las cenizas.
Las muestras se calientan en una atmósfera de aire hasta que reaccionan con el oxígeno presente y se queman. Los componentes orgánicos de las muestras se oxidan y las cenizas restantes contienen sustancias inorgánicas incombustibles.
Para algunas pruebas, tanto el proceso como el equipo utilizado deben cumplir normas internacionales como ISO, EN, ASTM, etc. También hay procesos (como la pérdida de peso por ignición (LOI, sigla en inglés) que requieren que la muestra se pese antes y después de la incineración para determinar la pérdida de peso durante la incineración. Si se utiliza un horno con básculas integradas, también es posible pesar las muestras continuamente durante el proceso. Esto permite determinar tanto la pérdida de peso en función de la temperatura y el tiempo como el tiempo de combustión completa.
Los hornos de incineración especializados son el mejor equipo para llevar a cabo estos procesos. Carbolite Gero fabrica de serie hornos de incineración tanto de uso general como personalizados para cumplir las normas específicas de ensayo de carbón y coque.
Un horno de incineración está diseñado de tal forma que asegura un fuerte flujo de aire a través de la cámara para garantizar la combustión de la muestra.
El aire entrante se conduce por encima de los elementos calefactores para precalentarlo antes de entrar en la cámara. De este modo se evita el riesgo de que la temperatura descienda involuntariamente durante el proceso. El flujo de aire también sirve para evacuar el humo de la cámara a través de la chimenea.
En la carcasa se monta una postcombustión térmica o catalítica opcional, que convierte los gases de combustión incompletos y tóxicos en sustancias menos nocivas, como CO2, NO2 y agua.
Video del producto: Horno de calcinación AAF-BAL
Debido al riesgo de que el humo generado podría dañar los elementos calefactores, los hornos de incineración suelen estar equipados con placas de protección de carburo de silicio (SiC) que se colocan dentro de la cámara del horno y proporcionan una barrera entre las muestras y los elementos calefactores.
En los modelos pequeños de hasta 7 litros, los elementos calefactores se envuelven en una mufla de cerámica en la que se colocan las muestras. La mufla contiene el humo y los volátiles producidos por el proceso, al tiempo que protege los elementos calefactores de la contaminación.
Para los ensayos y procesos en los que el polvo de óxido de aluminio/sílice podría contaminar los resultados o reaccionar con la muestra produciendo vapores corrosivos, puede ser necesaria una cámara sellada para proteger tanto el horno como el proceso.
Tanto en la industria alimentaria como en la farmacéutica, en el marco del control de calidad se analizan muestras para determinar la cantidad de sustancias inorgánicas e indigeribles. Si es necesario, las muestras pueden triturarse o molerse para aumentar su superficie y permitir mezclarlas con otras sustancias antes de calentarlas.
La industria petroquímica utiliza procesos de incineración para determinar la proporción de metales u otras sustancias inorgánicas en las muestras. Este proceso es importante porque la composición de un producto puede variar debido a su origen natural y determinados metales o minerales pueden ser perjudiciales para las plantas de refinado u otros procesos posteriores.
El siguiente ejemplo muestra la evolución del peso de la muestra y de la temperatura de la cámara en un horno de incineración con postcombustión.
Sección transversal de un horno de incineración ABF. El aire se aspira a través de una entrada situada en la parte posterior del horno y se conduce por encima de los elementos calefactores, donde se precalienta antes de entrar en la cámara del horno. El humo y otras sustancias volátiles que no se han quemado completamente salen a la postcombustión, donde entra más aire para favorecer la combustión. Un ventilador asegura que los productos de la oxidación y el aire fresco se mezclen, se enfríen y salgan por la chimenea.
Las muestras que se incineran en hornos incluyen alimentos, tierra y turba, envases de plástico, caucho, piensos, lana, fibras naturales, papel, harina, productos farmacéuticos, aceites vegetales, pintura, poliéster, fibra de vidrio, gelatina, lodos de depuradora, madera, cerámica de cocción de prueba, suelos para determinar su contenido mineral o PVC para determinar el contenido de carbonato cálcico.
Otros procesos que utilizan hornos de incineración:
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Los hornos de incineración son hornos de cámara diseñados para permitir la combustión de materiales a una temperatura controlada con precisión. El aire se introduce en la cámara a través de la chimenea alta y se fuerza a que pase entre las capas aislantes para que se precaliente antes de entrar en la cámara. De este modo, las muestras que se encuentran cerca de la entrada de aire no se enfrían por el flujo de aire y los subproductos que podrían agredir a los elementos se eliminan del horno de incineración.
Los hornos de incineración se utilizan a menudo para realizar ensayos en productos alimenticios, plásticos y materiales hidrocarbonados como el carbón. Los ensayos de incineración pueden definirse en métodos de ensayo normalizados. Entre los ejemplos típicos se encuentran ISO 1171:2010 y ASTM D3174-12.
La diferencia entre un horno de cámara de laboratorio estándar y un horno de incineración radica principalmente en el suministro de aire precalentado para favorecer la combustión. Los hornos de incineración están diseñados específicamente para un caudal de aire elevado con el fin de facilitar la combustión y posterior incineración de los materiales.
