SAMOZAPALENIE

Jest to jeden z typów zapoczątkowania reakcji spalania polegający 
na  tym,  Ŝe  materiał palny  sam  lub  w  połączeniu  z  innym 
materiałem  wytwarza  silny  strumień ciepła,  prowadzący  do  jego 
samorzutnego  zapalenia  się,  przy  braku  zewnętrznego  bodźca 
energetycznego. 

Samozapaleniu ulegają gazy, ciecze i ciała stałe.

Materiały  takie  w  temp.<  100 

0

C  mają bardzo  duŜą szybkość

utlenienia, Ŝe ciepło reakcji utlenienia przewyŜsza straty ciepła i 
materiał sam się zapala.

Samonagrzewanie poprzedza  samozapalenie  i  jest  to  proces 
charakteryzujący się tym, Ŝe temp. układu palnego podwyŜsza się
w  wyniku  generacji  ciepła  wewnątrz  samego  układu  niezaleŜnie 
od dopływu strumienia ciepła z zewnątrz. 

Jeśli  wzrost  szybkości    wydzielania    się

ciepła    jest    bardzo  

duŜy,

to

zjawisko

samonagrzewania

przyspiesza

się

z

moŜliwością przejścia w proces spalania (samozapalenia). 

Temp. 

układu 

palnego, 

przy 

której 

zaczyna 

się

juŜ

samoprzyspieszenie.  reakcji  i  akumulacji  ciepła,  nazywa  się
temperaturą krytyczną samonagrzewania. 

Czas  od  momentu  ogrzewania  się substancji    do  pojawienia  się
płomienia to okres indukcji.

MECHANIZM SAMOZAPALENIA 

BIOLOGICZNEGO

Procesy  biologiczne  dotyczą produktów  roślinnych,  np.  siana, 

koniczyny, otręby, mokre liście, chmiel.

Warunki zaistnienia samozapłonu:

•

gdy zostaną nagromadzone większe ilości materiału (stosy)

•

gdy wegetacja komórek jeszcze się w nich nie zakończyła i pod 

wpływem bakterii zaczynają się procesy fermentacyjne i gnilne, dając 
początek miejscowemu samonagrzewaniu

•

obecność wilgoci w roślinie- rozmnaŜanie mikroorganizmów

Proces  samonagrzewania

produktów  roślinnych 

moŜna podzielić na 4 etapy. 

Etap l. Pod wpływem wilgoci zaczynają się procesy wegetacyjne 
(oddychanie i rozmnaŜanie), w związku z tym wydziela się ciepło, 
gdyŜ

procesy  wegetacyjne  są

procesami  egzotermicznymi. 

Temperatura produktu roślinnego podnosi się do 70°C 

Etap 2.  Pod wpływem temperatury (70°C) giną mikroorganizmy, 

nie są więc dalej  źródłem ciepła, w wyniku którego moŜe nastąpić
samonagrzewanie, jednakŜe niektóre substancje roślinne (białkowe 
pektyny)  rozpadają się w  temperaturze  70°C,  tworząc  tzw.  Ŝółty 
węgiel  porowaty,  charakteryzujący  się silnymi  własnościami 
adsorpcyjnymi par i gazów z otoczenia. 

Etap 3.  W wyniku adsorpcji utleniacza przez węgiel temperatura 
wzrasta 

do 

ok.  130°C.  Zaczynają się rozkładać róŜne  elementy  roślin,  a  w 
temperaturze  200°C  rozkładają się wszystkie  komórki  roślinne  i 
ich  główny  składnik  celuloza  C

6

H

10

O

5

.  Rozkład  celulozy  daje 

wodę i węgiel. Tworzący się węgiel posiada słabe przewodnictwo 
cieplne  i  silne  właściwości  adsorpcyjne  dlatego  teŜ ulega 
intensywnemu  utlenianiu  co  powoduje  wzrost  temperatury  do 
280°C - 300°C (zwartość rośliny). JeŜeli straty ciepła są małe to 
roślina moŜe się zapalić. 

Etap 4.  Roślina ulega samozapaleniu. Q 

zmagaz.

>>Q

strat

Mechanizm samonagrzewania fizycznego 

• w  wyniku  adsorpcji  gazów  przez  materiał palny,  a  następnie 
reakcji chemicznej (utleniania). 

Adsorpcja  gazów  daje  efekty  cieplne  tylko  wtedy,  gdy  materiałem 
palnym  są zwykle  węgle  kamienne,  tzn.  takie,  które  mają swym 
składzie  ok.  60%  węgla  pierwiastkowego,  a  resztę stanowią
domieszki  typu  rudy  Ŝelaza  (nie  utleniające  się w  normalnych 
warunkach), siarczki Ŝelaza,  siarczany  Ŝelazowe (piryt).

Szybkość utleniania  węgla, a  następnie  szybkość samozapalenia, 
zaleŜy m.in. od:

a)  początkowej  temperatury  (im  większa  tym  szybciej  węgiel    się

utlenia), 

b)  stęŜenia  tlenu  w  otoczeniu,  c)  stopnia  rozdrobnienia  węgla 
(drobny-320-340

0

C, gruby 400 

0

C) . 

Adsorpcja  -

osadzanie  się

pewnych    substancji  na 

powierzchni 

cieczy 

i 

ciał

stałych, 

bez 

wiązania 

chemicznego.  Ciało  adsorbujące  nazywa  się

adsorbentem, 

substancję

adsorbowaną

adsorbatem

. 

Adsorpcja 

uwarunkowana jest siłami przyciągania 

MECHANIZM SAMONAGRZEWANIA  JAKO 

WYNIK REAKCJI CHEMICZNEJ np. oleje i 

tłuszcze

•materiały,  które  ulegają samonagrzewaniu pod  wpływem 
powietrza (oleje roślinne, fosfor : biały (Ŝółty), siarczki, węgliki 
alkalicznych metali, np:N

2

S

• materiały,  które  ulegają samonagrzewaniu pod  wpływem 
wilgoci (np. Na); 

•materiały,  które  ulegają samonagrzewaniu w  mieszaninach 
między sobą (np.siarkowodór i HNO

3

). 

Oleje dzieli się na: 

mineralne, roślinne

. 

Do  samonagrzewania zdolne  są tylko  oleje  roślinne.  Oleje 

roślinne są to mieszaniny glicerydów wysokocząsteczkowych
kwasów 

tłuszczowych: 

np.: 

kwasu 

stearynowego, 

palmitynowego  czy  teŜ

oleinowego.  Cząsteczki  tych 

glicerydów  kwasu  oleinowego  mają podwójne  wiązania, 
które warunkują zdolność do samonagrzewania. 

3. Polimeryzacja

Samonagrzewanie zaleŜy od:

•ilości wiązań nienasyconych w oleju, 

•własności  zaoliwionego  materiału  (im  mniejsza  gęstość
materiału, tym szybciej się samozapala, 

•stosunku ilości oleju do ilości materiału, 

•sposobu składowania materiału

Z  gatunków  zwierzęcych  tylko  tran  ma  zdolność

do 

samozapalenia.

Własności  samozapalające  olejów  i  tłuszczów  określa  się
wyznaczając tzw. liczbę jodową. 

Liczba  jodowa  (LI)

- ilość gramów  jodu,  która  moŜe  przyłączyć

100 g oleju. 

Jod  jest  ciałem  stałym.  Jego  roztwory  mają barwę
ciemnogranatową. Pod wpływem oleju  roztwory odbarwiają
się do  całkowitego  wysycenia  wiązań podwójnych a potem 
znowu się zabarwia.

Aby  układ  był samozapalający  musi  być duŜy  dostęp  tlenu, 
małe  straty  ciepła  i  olej  musi  się stykać z  materiałem 
porowatym o małej dyfuzyjności cieplnej.

W  takich  warunkach  ciepło  z  oleju  gromadzi  się w 

materiale,  a  nie  idzie  na  straty  stąd  teŜ gdy  odpowiednim 
stosunku  oleju  do  materiału,  materiał

moŜe  ulec 

samozapaleniu.