Как делают древесный уголь: отличительные химико-физические свойства + 3 вида вещества + 8 сфер применения + технологические аспекты + производственные условия + учет затрат + 2 традиционных способа изготовления в домашних условиях.
Древесный уголь появился еще издревле. Он изготавливался по примитивным технологиям в небольших количествах, а сам процесс обременял и длился долго. Со временем, когда потребности в веществе возросли, многие задумались, как делают древесный уголь, и открыли собственное производство.
Сегодня используется более упрощенная методология, задействовано современное оборудование, внедрены новые разработки и накоплены знания, поэтому получить качественный материал проще.
Поскольку древесный уголь пользуется повышенным спросом, бизнес по его производству достаточно прибыльный и перспективный.
Отличительные свойства древесного угля
Под древесным углем, в соответствии с Госстандартом 7657-84, понимается твердое, пористое вещество, способное выделять при сгорании энергию. В составе материала по большей мере находится углерод.
Во многом древесный уголь напоминает каменный, т.к. основным элементом и того, и другого выступает углерод.
Оба вещества, по сути, делаются из древесины. Однако для каменного угля используется древесина, которая разлагалась в условиях ограниченного доступа кислорода несколько столетий. Древесный же уголь делают из древесины обугленной. Прежде ее частично сжигают при малом содержании кислорода.
Материал известен своей экологичностью. Он не загрязняет природу едким дымом при том, что является хорошим видом топлива.
Также вещество выступает адсорбентом. Пористая структура позволяет очищать воду, газы, спирт. Благодаря уникальным химическим и физическим свойствам, такой уголь склонен к самовозгоранию, обладая повышенной теплотворной способностью, практически не уступающей каменному.
Когда производители качественно делают древесную продукцию, на выходе получается черный уголь с явно просматривающимся блестящим, синим отливом. Если материал надломить, видно, что сохраняется структура древесной породы, а поверхность в трещинах. Благодаря ним определяют, сколько вещество подвергалось обугливанию.
По всему миру ежегодные объемы производства древесного угля достигают 9 млн. т. Лидером является Бразилия. На долю России приходится около 100 тыс. т. В страну импортируют продукцию из КНР, Белоруссии, Украины.
Первенство по потреблению принадлежит Японии (60 кг в год на одного гражданина), в странах Европы количество потребляемого угля на душу населения приблизительно равняется 20 кг. В РФ этот показатель составляет 100 гр.
Разновидности и применение древесного угля.
Уголь классифицируют на 3 вида:
- Красный , древесным сырьем которого выступают хвойные породы. Его производство достигается за счет мягкого углежжения.
- Черный , его делают из ивы, осины и других мягколиственных древесных пород.
- Белый , получаемый из дуба, бука, березы, ясеня, граба и т.п. Сначала процесс обугливания происходит при низких температурах, а потом происходит резкий скачок до 1000°С. У белого угля не сохраняется кора, в отличие от черного.
Древесный материал отличается широким применением в разных сферах народного хозяйства. Уголь делают для дальнейшего использования при создании чистых ферросплавов в цветной/черной металлургии.
Изделия из металла проходят цементацию углем, чтобы в результате насыщения углеродом, улучшить их свойства, предотвратить окисление. В большинстве своем уголь из древесины требуется предприятиям, изготавливающим сероуглерод, кристаллический кремний.
Кроме того, вещество делают для:
- химпромышленности (производство красочных растворов, искусственного волокна, стекла, ядохимикатов, пластика, фильтров, целлофана, антисептика);
- строительства (в качестве поглотителя влаги и неприятных запахов);
- электротехники (за счет радиационной стойкости и нетоксичности применяется в создании радиодеталей, электродов, проводников и т.д.);
- медицины (в виде таблеток, как лечебный препарат);
- сельского хозяйства , в частности животноводства (добавка к обычному рациону птиц, КРС и МРС, удобрение верхнего слоя земли);
- цветоводства (органический элемент терра прета);
- пищевой промышленности (пищевой краситель, который на упаковках продуктов можно найти под маркой Е153);
- косметической индустрии (один из компонентов средств, призванных обеспечивать уход за кожей лица, тела, волосяным покровом).
В Японии древесный продукт имеет еще более разнообразное назначение. Уголь используют при закладке фундамента, выпечке печенья, производстве зубных щеток, мыла. Наш народ привык пользоваться им в быту, как топливом и при приготовлении пищи.
Каким образом уголь из древесины делают на заводах: технологические аспекты
Уголь из древесины делают за счет пиролиза . Это процесс, заключающийся в сухой перегонке сырья. Другими словами, в ходе производства происходит под действием высоких температур (с ограничением либо вообще без кислорода) разложение органических углеродных соединений.
Для пиролиза используют ретортные печи (пиролизные котлы) стационарного или мобильного типа, в которых имеется пирометр, позволяющий регулировать температуру. В загрузочное пространство сырье помещается вручную либо автоматически.
Однако сначала древесину выгружают на отведенное для этого место, сортируют. Если древесное сырье закупается не измельченное, его колют на дрова.
- На первой стадии производится сушка. Тогда температуру не поднимают больше 150°С.
- Когда из древесного материала уходит лишняя влага, температуру повышают и переходят к следующему шагу. В верхней камере печи образуется жар. Под его действием сжигается древесина, возникает древесный газ, который движется к соплу для смешивания с вторичным воздухом. В результате этих процессов образуется выгоревший, сухой уголь.
- Далее нужно совершить его прокалку. Таким образом, отделится смола и ненужные газы.
- После древесный продукт выгружают и дают ему остыть.
- Затем из него делают дробленную, .
Схема технологического процесса, протекающего за 16-20 часов, в ходе которого делают уголь, отображена на рисунке:
Сырьем служат:
- колоды;
- пеньки;
- ветки;
- корье;
- щепки;
- хлысты;
- отходы, получаемые при изготовлении мебели,
- поленья;
- опилки;
- заготовки дерева;
- капы;
- торф.
Закупка расходного материала организуется у лесничеств.
Чтобы изготовить 1 т угля, придется расходовать до 8 куб. м. березы. Если используются мягкие лиственные древесные породы, расход больше – до 12 куб. м. На заводах делают 3 марки угля: А, Б, В.
Правила безопасности при изготовлении древесного угля.
Согласно правилам безопасности, только произведенный уголь, объемы которого превышают 100 куб. дм, может самопроизвольно загореться. В силу этого необходимо принимать меры, предотвращающие самовозгорание.
Многие предприниматели, понимающие, как делают древесный уголь, увы, не соблюдают этих требований и не защищают продукцию от контакта с окислителем. Большой ошибкой также считается допущение скопления угольной пыли.
Когда работники делают древесный уголь, обязательно соблюдаются правила по охране труда Р О-00-97, ознакомиться с которыми вы можете здесь – https://ohranatruda.ru/ot_biblio/norma/252437
Для транспортировки древесной продукции нужно эксплуатировать стальные бочки, крафтовые, бумажные, полипропиленовые мешки. Хранение угля происходит в складах закрытого типа, специальных бункерах, чтобы исключить попадание атмосферных осадков.
Доставка товара осуществляется насыпью или в упакованном виде с помощью грузовых автомобилей, крытых вагонов.
Необходимые условия для производства древесного угля
Делают древесный уголь, прежде создав для этого соответствующие условия:
- Во-первых, это помещение для цеха, расположенное за чертой города, открытый земельный участок, необходимый для котла. Площадь, учитывая отдельное помещение для склада, должна составлять не менее 200 кв. м.
- Во-вторых, требуется персонал, обычно 2-3 работника. Их нужно обеспечить рабочей формой (комбинезон, очки защитные, маска, перчатки). Помимо производственных рабочих нужно нанять бухгалтера, уборщицу, сторожа, менеджера по сбыту, водителя и несколько разнорабочих или грузчиков.
- В-третьих, оборудование.
Технологическое оснащение цеха, где делают древесный уголь, включает:
Установку, которой делают древесный уголь, нужно выбирать хорошую, тогда производство будет полноценным. Как её определить?
Не выбрасывает горелый удушливый запах в атмосферу. Он выделяется, но остается в топке, используемой для термического разложения следующей партии древесины и просушки. Также добротные ретортные печи минимизируют потери энергоресурса.
На рынке встречаются:
- габаритные комплексы стационарного типа, которые делают уголь в больших объемах;
- передвижные машины;
- вспомогательное оборудование.
На выбор оборудования существенное влияние оказывает планируемый объем производства и такие параметры:
Если процесс автоматизировать, компьютерная программа будет регулировать температуру в ретортах, сушильных камерах, задавать команды по внесению поправок, уменьшать ошибки работников, сократив их число, сообщать о наступлении следующей стадии производственного процесса.
На фото вы можете увидеть промышленную площадку и работающие ретортные печи. Их общая производительность достигает 20 бочек. В месяц это более 200 т древесного вещества (около 1,5 куб. сырья). Подобное оборудование окупается в течение 1-2 лет.
Еще одно важное условие для производства – это определенное количество сырья. Когда делают в месяц 25-30 т угля, расходуется в среднем 225-250 куб. м. древесины (в зависимости от породы). И еще дополнительно потребуется тара для фасовки.
Прямые и косвенные затраты на производство угля из древесины.
Древесный уголь делают при в размере не менее 1,5 млн. руб. Бизнес –направление весьма затратное. Больше всего денег придется потратить на мощное оборудование, цена которого в среднем составляет 800 тыс. руб .
Из установок отечественного производства обратите внимание на агрегаты «Заря». Хорошие показатели продемонстрировали также комплексы «Фантастика». Качественным делают древесный уголь печи ОД-30, ОД-60, цены на которые лежат в диапазоне 680-890 тыс. руб.
Рассчитывайте, что на аренду помещения и промплощадки может уйти около 200-400 тыс. руб. , расходы на покупку сырья обойдутся в 100 тыс. руб . Фонд оплаты труда и налоги выльются в 600 тыс. руб . Кроме того, учтите затраты на рекламу, транспорт – 50 тыс. руб . Оформление необходимых документов – около 10 тыс. руб. , коммунальные – 50 тыс. руб .
Итого, общая условная сумма начальных инвестиций, при которой делают древесную продукцию в массовом количестве, — 1,8 млн. руб.
Реализация 1 кг угля происходит по 18-35 руб. Чистая прибыль каждый месяц с производства 100 т готовой продукции составит 70-80 тыс. руб.
2 традиционных способа, как древесный уголь делают в домашних условиях
Простым дедовским методом делают древесный уголь в не таких масштабах, как при полноценном производстве. Поскольку стандартное оборудование для домашнего углежжения не подходит из-за громоздкости и дороговизны, многие приспособились к выжиганию сырья в ямах, бочках.
Первый способ.
Подразумевает изготовление угля в бочке. Этот метод более удобный, чем описанный ниже.
Делают древесное вещество в емкости объемом не менее 200 л. На дне бочки сверлят отверстие, чтобы врезать патрубок. К нему нужно присоединить пылесосный шланг, который будет подавать в зону горения первичный кислород. Металлическая емкость должна герметично закрываться, поэтому следует найти подходящую крышку.
Вспомогательным инструментом станет кочерга для перемешивания дров. Исполнителям необходимо подыскать стальной прут подлинней.
Древесный материал перед погружением в бочку обрабатывают, чтобы удалить кору. Она будет выделять много дыма, а выход с нее небольшой. Затем лесозаготовку пилят на поленья длиной 30 см.
Выкладываются дрова таким образом, чтобы плотно прилегать друг к другу. На дне резервуара делают небольшой огонь, после чего запускают пылесос. Обязательно нужно контролировать процесс, дабы вовремя закладывать очередную порцию.
Нельзя допускать превращение древесного угля в золу. В процессе работы заполнится вся бочка. Тогда ее плотно накрывают крышкой, выключают источник подачи воздуха, закрывают патрубок.
Остается дождаться, пока закончится углежжение. Емкость открывается исключительно при полном остывании ее стенок. Если встречаются необожженные чурки, их спокойно отправляют следующей партией.
Полученный уголь теперь пора просеять и расфасовать по мешкам.
Способы производства древесного угля.
Как делают древесный уголь? Основные этапы производства.
Второй способ.
Делают древесный уголь еще одним способом — в яме. Ее выкапывают в форме цилиндра. Можно сделать два мешка продукции с ямы таких параметров: 50 см – глубина, 80 см – диаметр.Дно ее утаптывают, а вертикальные стены немного подчищают, так грунт не будет перемешиваться с древесиной. Разводится костер из сухих дров 30-40 см в длину. Постепенно люди, которые делают материал, должны подкладывать щепки, тонкие ветки.
Когда костер разгорится до нужной степени, можно приступать непосредственно к углежжению. Древесное сырье постепенно добавляют, периодически помешивая прогорающие дрова. Как и с бочкой, яму необходимо заполнить полностью.
Так делают на протяжении 3-6 часов. Продолжительность зависит от многих факторов: влажности воздуха, размеров древесины, плотности. Выжиг дров из твердых пород длится дольше, но результат труда получится на славу.
По заполнению яму накрывают листвой, травой, небольшим слоем почвы. Все это утрамбовывается. Уголь в таких условиях должен пролежать 48 часов. После остывания он готов к просеиванию.
Древесный уголь – весьма ценный продукт. Несмотря на «газовую революцию», он и в будущем будет хорошим биотопливом, незаменимым помощником во многих областях.
Даже если на внутреннем рынке спрос немного «просядет», всегда можно наладить экспорт продукции.
Так почему бы не узнать досконально на практике, как делают древесный уголь, чтобы выпускать качественный продукт и получать с этого прибыль? Или, как минимум, обеспечить им собственные нужды.
Полезная статья? Не пропустите новые!
Введите e-mail и получайте новые статьи на почту
Древесный уголь - биотопливо, пригодное для розжига грилей, печей, мангалов и других установок для приготовления пищи, а также домашних каминов. Для его изготовления потребуются определенные знания и оборудование. Освоив технологию, как сделать древесный уголь своими руками, можно за короткое время без больших финансовых вложений получить отличное сырье для бытового использования.
Если сравнивать древесный уголь, например, с торфом или дровами, то он имеет неоспоримые преимущества:
- лучшая теплоотдача;
- отсутствие коптящего дыма и вредных выбросов в воздух;
- низкая стоимость;
- малое количество золы после полного прогорания топлива;
- отсутствие посторонних примесей (серы, фосфора и др.);
- способность долгое время сохранять высокую температуру.
Древесный уголь получают методом сжигания, а сырьем для него выступает непосредственно древесина. Ее в безвоздушной среде нагревают до высоких температур. Готовый продукт расфасовывается и поставляется на продажу в магазины, на рынки, оптовые базы и т.д.
Благодаря большому количеству положительных качеств, древесный уголь все больше вытесняет другие виды топлива. Для его производства в большом количестве используются специальные выжигательные печи, в которых без доступа кислорода происходит сжигание древесины при высокой температуре. Отсутствие воздуха позволяет сохранить целостность древесных волокон.
Технология изготовления древесного угля в домашних условиях
Если вам не нужен целый прицеп древесного угля, то закупка большими партиями будет не рациональна. Небольшое количество топлива для мангала или печи можно сделать самостоятельно, имея небольшой запас знаний и необходимых материалов.
Выбор сырья
От того, какую породу дерева выбрать для получения угля будет зависеть его качество. Лучше отдать предпочтение бревнам без коры. Таким образом, в процессе прогорания не будет выделяться много дыма.
В качестве экономии, лучше использовать ту древесину, которая имеется в наличии или которую проще достать. Класс качества угля определяется породой дерева и маркируется соответственно:
- «А» - деревья твердых пород, такие как дуб, вяз, береза;
- «Б» - смесь хвойных деревьев твердыми породами;
- «В» - мягкие породы, ольха, пихта, тополь и др.
Самый распространенный и доступный вид древесины - береза. Из нее получаются отличные угли, имеющие высокую теплоотдачу и ровный жар.
Получение древесного угля путем пережигания древесины в яме
Для изготовления древесного угля своими руками в яме нужно подготовить сырье и само место его закладки. Очищенные от коры бревна распиливаются. Чем меньше будет размер бревен, тем качественней потом получится уголь. Лучше, чтобы габариты каждой заготовки не превышали 25 см.
Далее выкапывается цилиндрическая яма размерами 60 см в глубину и 70 см в диаметре. Такого объема хватит, чтобы получить примерно два мешка топлива. Стенки ямы должны быть точно вертикальными. Дно хорошенько уплотняется ногами или какими-либо подручными приспособлениями. Это нужно для того, чтобы впоследствии земля не смешалась с углем.
Когда яма подготовлена, в ней нужно развести костер. Для этого подойдет хворост или сухая кора. Нельзя использовать для розжига химические средства. Главная задача, чтобы дно было полностью покрыто ветками, поэтому постоянно нужно добавлять новые, по мере прогорания предыдущих.
В разгоревшийся хорошо костер выкладывается древесина. Поленья кладутся как можно плотнее друг к другу. Когда первый слой прогорит, сверху на него подкладываются новые бревна и так до тех пор, пока яма не заполнится доверху.
Время, когда поленья превратятся в уголь, зависит от плотности древесины. Их твердых пород получится более качественный уголь, о времени для их прогорания уйдет больше. Время от времени нужно разгребать прогоревшие бревна шестом или длинной палкой.
Спустя 3-4 часа яма из бревен должна полностью прогореть. Готовое топливо перед расфасовкой оставляют до полного остывания. Для этого уголь забрасывают свежей травой, сверху накидывают землю и все хорошо утрамбовывают.
На остывание топлива уйдет примерно 2 дня. После этого его откапывают, просеивают и раскладывают в мешки. Древесный уголь полностью готов для дальнейшего использования.
Так же как и для выжигания угля в яме первоначально необходимо подготовить древесину. Бревна очищаются и распиливаются. Также нужно подготовить бочку из толстого металла. Объем выбирается индивидуально, по принципу какая есть или сколько угля планируется заготовить. Есть два способа изготовления древесного угля своими руками в бочке.
- На дно емкости укладываются жаростойкие кирпичи ребрами вверх. Между ними разводится костер с применением бумаги, щепок, хвороста и др. Сверху выкладываются подготовленные бревна до тех пор, пока угли не закроют поверхность кирпичей. На прогоревшую древесину кладется металлическая решетка, а на нее следующая партия поленьев. Между бревнами и их слоями не должно быть больших зазоров. Как только бочка заполнится доверху, а на поверхности появится пламя, ее закрывают металлическим листом или крышкой. По цвету выходящего дыма определяют готовность углей. Если он сизого цвета, то бочку плотно закупоривают и оставляют топливо остывать. После угли достают и пользуются по своему усмотрению.
- Подготавливают платформу, на которую установится бочка. Для этого на кирпичи укладывается лист из негорючего материала, например, стали. Между кирпичами разводится костер. Сверху устанавливается бочка наполненная дровами. Емкость закрывается не полностью. Щели необходимы для выхода газов в процессе окисления древесины. Когда процесс выхода газов прекратится, бочку на некоторое время оставляют на костре, затем снимают, а газоотводные отверстия плотно закрывают. В таком виде уголь оставляется до остывания, потом проверяется на готовность и качество.
Процесс изготовления древесного угля в домашних условиях достаточно трудоемкий, но в результате получится отличное биотопливо без вредных примесей.
Сфера использования древесного угля
Домашнее использование древесного угля далеко не единственная сфера его применения. Выжженную древесину можно применять в промышленности для следующих целей:
- для «начинки» фильтров;
- для насыщения стали углеродом, получения чистых сплавов;
- для производства стекла, пластмасс и др.;
- в фармацевтике для изготовления активированного угля;
- для создания натуральных пищевых красителей;
- для использования в сельскохозяйственных нуждах.
Значительная концентрация углерода делает древесный уголь сильным восстановителем. Такие свойства позволили применять его в металлургии, химической, лакокрасочной и электротехнической промышленности.
На сегодняшний день вопрос о натуральном биотопливе является очень актуальным. Одной из разновидностей биотоплива является древесный уголь. Производство древесного угля может производится как на крупных предприятиях, так и в домашних условиях.
Древесный уголь это натуральное биотопливо, это на 90% чистый углерод. Такое топливо абсолютно безопасно для человека и для окружающей среды. Используют древесный уголь как на крупных предприятиях, для отопления и для производства, так и для домашнего использования. Им можно топить печь или камин, использовать в кузне, а также для приготовления шашлыка.
Для изготовления древесного угля можно использовать любую породу дерева, как твердую, так и мягкую. Важно, чтобы древесина была сухой, так как влажная не будет гореть и очищенной от коры, так как кора сильно дымит и снижает качество полученных углей.
Как сделать древесный уголь?
На больших предприятиях используют специальное оборудование для древесного угля, это большие печи. На таких предприятиях изготавливают и для продажи, но стоит он не мало. И если вы собираетесь древесным углем отапливать дом, то выльется это в копеечку.
Потому возникает вопрос можно ли сделать древесный уголь в домашних условиях?
Однозначно да. Такой уголь, конечно, выйдет более низкого качества чем заводской, но обойдется он вам значительно дешевле.
Как делают древесный уголь? Производство древесного угля
заключается в процессе пиролиза древесины, то есть горение при высокой температуре, но без доступа воздуха. Такой процесс не дает дереву полностью разрушиться.
Изготовление угля в домашних условиях может происходить двумя способами:
- производство древесного угля в яме
- производство древесного угля в бочке
- производство древесного угля в печи
Это один из старейших известных человеку способов углежжения. Таким методом пользовались наши предки. Способ этот достаточно прост.
Как сделать древесный уголь в яме?
Для этого необходимо выкопать яму в форме цилиндра. Глубина ямы должна быть в приделах полуметра, а диаметр примерно 70-80 сантиметров. Дно ямы необходимо плотно утрамбовать, что бы угли не смешались с рыхлой почвой. Из такой ямы вы получите до двух мешков угля и потратите приблизительно три часа времени. После того как яма готова на дне необходимо развести костер из тонких, мелких веток и дров.
Дно ямы должно быть плотно устелено углем. Далее укладываем в костер заготовленные дрова. Дрова лучше заранее порубить на кусочки не более 40 сантиметров. По ходу сгорания дров необходимо подкладывать сверху свежие. Когда яма полностью заполнится углями ее необходимо плотно укрыть травой и листьями, присыпать и утрамбовать землей. И оставить в таком состоянии до полного остывания, примерно на двое суток. После этого уголь необходимо тщательно просеять и разложить в емкости для дальнейшего хранения.
Как сделать древесный уголь в бочке
Для изготовления древесного угля подойдет любая металлическая бочка или емкость цилиндрической формы с плотными стенками. Размер может быть абсолютно любым в зависимости от количества конечного продукта, который вы хотите получить. Бочка может быть не новой, но чистой.
Производство древесного угля в боке может происходить двумя способами:
- первый способ мало чем отличается от производства угля в яме. На дне бочки устанавливают кирпичи среди них разводят костер, так что бы перегоревшие угли заполнили пространство между кирпичами, затем на кирпичи устанавливают решетку и уже на нее располагают дрова. Когда бочка полностью заполнена дровами необходимо дождаться появления на поверхности языков пламени. Как только они появились бочку накрывают крышкой или металлическим листом оставляя небольшую щель, дождавшись появления сизого дыма бочку следует закрыть герметично и не трогать до полного остывания. После того как бочка остыла окончено. Его остается только расфасовать. Некоторая часть дров с верху бочки может остаться не сожженной, это не страшно. Такие бревнышки можно использовать повторно.
- Второй способ производства древесного угля в бочке немного сложнее в плане контроля процесса. Костер разводится непосредственно под бочкой, саму бочку при этом устанавливают на помост из кирпичей. Дерево плотно укладывается в бочку после чего она герметично закрывается, остается лишь отверстия для выводов газа, который образуется при окислении древесины. На огне бочку следует оставить на 2-3 часа после чего огонь затушить и дать бочке полностью остыть.
Производство древесного угля в печи
Если вам необходимо совсем небольшое количество древесного угля, например, для удобрения растений или приготовления шашлыка, то можно воспользоваться обычной каменной печью. Для этого дрова укладывают в печь, закрывают заслонки и поддувала, дают прогореть в течении 10-15 минут и перекладывают в герметично закрывающуюся емкость, желательно керамическую.
Несомненно, что в домашних условиях процесс трудоемкий и нет гарантии, что все получится. Ведь проворонив один момент можно попросту сжечь не одну партию дров. Но запаситесь терпением и после нескольких пусть и неудачных попыток вы останетесь довольны собой изготовив хороший древесный уголь своими руками.
Далее Вашему вниманию предлагается видео о том как сделать древесный уголь своими руками.
Ирина Железняк, Собкор интернет-издания "AtmWood. Дерево-промышленный вестник"
The Village с помощью экспертов отвечает на самые разные вопросы киевлян о жизни города. В этот раз мы узнавали, как делают древесный уголь для барбекю.
- The Village Київ 30 квітня 2013
- 27823
- 0
Даже если пикник запланирован в лесу, многие предпочитают не заниматься поиском дров на месте и покупают в супермаркете поленья или специальный уголь для барбекю. Уголь выглядит как перегоревшая древесина, отчего возникает вопрос: почему он горит? За ответом мы обратились к учредителю компании Grillbon , занимающейся производством древесного угля и угольных брикетов.
Как делают уголь для барбекю?
Иван Бондарчук
учредитель Grillbon
Для производства древесного угля используют твердолиственные породы деревьев - берёзу, дуб, граб, ясень, черешню, яблоню. Самый прочный и плотный получается из берёзы и граба. Уголь для барбекю делают по двум технологиям - кусковой и брикетной.
Производство угля из кусковой древесины имеет несколько
этапов. Сначала сырьё подготавливают: нарезают, измельчают и сушат. Затем помещают в углевыжигательную печь, температура в которой достигает 450°С. Здесь происходит процесс пиролиза древесины, то есть её термическое разложение в вакууме. После этого уголь должен остыть в печи, также без доступа кислорода. Затем его достают и оставляют остывать ещё на 30 часов. Если не сделать этого, уголь может самовоспламениться. Процесс остывания называют стабилизацией. В завершение кусковой древесный уголь фасуют в мешки.
Если не соблюдать технологию производства, выход угля снижается, он получается мелким, пахнущим смолами, недожжённым. Самая распространённая причина уменьшения количества угля на выходе - попадание кислорода в печь, из-за чего происходит выгорание части массы.
Если производить уголь по брикетной технологии, то в качестве сырья нужно использовать уже готовый мелкий древесный уголь. Его смешивают с клейстером и крахмалом, а из получившейся массы с помощью пресса формируют брикеты. Основное преимущество древесноугольных брикетов - они плотнее, потому дольше горят, 4–5 часов (обычный древесный уголь - 1,5–3 часа). Перевозить брикеты тоже удобнее: они тяжелее, но занимают меньше места. Кроме того, они дают ровный жар.
- Технология производства
- Печь для древесного угля
- Углежжение в яме
- Заключение
Среди различных видов твердого топлива особый интерес представляет древесный уголь, состоящий на 80-90% из чистого углерода. Это делает его в первую очередь эффективным биотопливом, практически бездымным и экологичным. Его сфера применения достаточно широка как в различных отраслях промышленности, так и для домашнего применения. В данной статье мы рассмотрим, как можно выжигать древесный уголь своими руками и как это происходит в условиях промышленного производства.
Технология производства
Уголь из древесины в больших объемах потребляют предприятия металлургии, где он применяется для производства сплавов высокой степени чистоты, а также для насыщения металла углеродом, в результате чего повышаются его физические свойства.
В химической отрасли данный продукт используется при изготовлении стекла, различных пластмасс и даже красок. Не обошел уголь стороной и пищевую промышленность, в продуктах питания он часто выступает натуральным красителем, что отображается на их упаковке под кодом Е153.
Такой значительный спрос требует соответствующих объемов производства, поэтому печи для древесного угля, как правило, размещают вблизи либо на территории деревообрабатывающих предприятий. Это понятно, ведь там в большом количестве имеются крупные отходы дерева самых разных пород, что служат сырьем для углежжения.
Если пояснять простыми словами, то технология производства древесного угля призвана решить задачу по получению из древесины углерода как можно более высокой степени чистоты. Для этого все остальные органические и неорганические вещества нужно удалить, что достигается с помощью реакции пиролиза. Ее суть заключается в выделении из сырья всех лишних соединений методом термического разложения при недостаточном количестве кислорода. Но пойдем по порядку.
Всего этапов производственного процесса – четыре (не считая предварительной подготовки сырья):
- сушка при температуре до 150 ºС. Процесс пиролиза, проходящий при более высоких температурах, требует минимального количества влаги в сырье;
- пиролиз, проходящий при температуре 150-350 ºС и недостатке кислорода. Происходит термическое разложение веществ и начинает образовываться уголь. Выделяются пиролизные газы;
- горение (прокалка) при нагреве до 500-550 ºС. На данном этапе из угля выделяются смолы и остатки веществ в виде газов;
- восстановление (охлаждение).
По сути, установка для производства угля представляет собой печь, где протекают все вышеописанные реакции. Ниже на рисунке представлена схема технологического процесса:
Печь для древесного угля
Печь для углежжения достаточно сложна, повторить её конструкцию в домашних условиях весьма затруднительно. Корпус цилиндрической или прямоугольной формы имеет топочную камеру, поверх которой загружаются 2 закрытые емкости, заполненные сырьем – реторты. Нагрев древесины происходит извне, через стенки реторты, при этом в нем используется тепло, выделяемое деревом в процессе реакций. Работа печи на различных режимах показана на схеме:
Промышленная печь для изготовления древесного угля устроена таким образом, что пока в одной емкости проходит пиролиз, то во второй идет сушка, пиролизные газы дожигаются и проходят сквозь реторту с влажным сырьем. Такая очередность соблюдается и дальше, до получения конечного продукта. Получается, что внутренний объем каждого сосуда разделяется на зоны, в каждой из которых протекает определенный процесс:
После прокаливания емкости с углем выгружаются и в печь ставятся новые. Перед фасовкой и отправкой на склад изделие проходит операцию дробления до необходимого размера фракции, а при необходимости и брикетирование. Аппарат, где все операции выполняются по данной технологии - это печь для производства древесного угля непрерывного действия. Однако, есть и другая технология, но она более сложная и дорогостоящая, хотя и обеспечивает высокую производительность.
Изготовление древесного угля в домашних условиях
Информация о домашнем углежжении интересна тем людям, кто занимается ковкой металла с небольших мастерских. Такое чистое биотопливо, как древесный уголь, издавна считается самым лучшим для работы кузнечного горна. Ну и о том, как хорош уголь для шашлыков и барбекю, давно известно всем, только покупать его в магазине выходит дороговато. Исходя из того, что оборудование для производства древесного угля отличается сложностью, дороговизной и громоздкостью, предложим два давно проверенных домашними умельцами способа:
- выжигание угля в бочке;
- углежжение в яме.
Способ изготовления угля в бочке, как и в яме, предполагает тот же технологический процесс пиролиза в замкнутом пространстве при недостатке кислорода. Только в подобных условиях продукт получается не столь чистым по вполне понятным причинам. Большую роль играет и сноровка исполнителя, первые 2-3 порции могут просто выгореть (что случается чаще) или, наоборот, недожечься. Но все приходит с опытом.
Способ углежжения в бочке считается более удобным и технологичным. Итак, чтобы сделать древесный уголь самому, нужна собственно сама металлическая бочка емкостью 200 л, да еще старый пылесос. Подойдет любая другая цилиндрическая емкость из металла, желательно с толстыми стенками, она прослужит дольше. В самом низу емкости просверливают отверстие и врезают штуцер. К нему присоединяется шланг от пылесоса, это будет подача первичного воздуха в зону горения.
Немаловажно подыскать для бочки герметичную крышку. Если таковой нет, надо приспособить для этой цели лист металла, асбестоцемента или другого материала. Еще потребуется длинная стальная кочерга для шуровки дров. Касательно последних, стоит отметить один важный момент. Поскольку в домашних условиях древесный уголь делают подручными средствами, то технология не всегда соблюдается, но вот выдержать невысокую влажность дров – обязательно.
Важно! Свежесрубленная или насыщенная влагой древесина для углежжения не подойдет, будет много дыма, а процесс пиролиза не начнется или будет протекать очень вяло. В результате получите золу либо недожженные дрова. Древесина должна быть сухой.
С дерева снимают кору (она сильно дымит, а угля дает крайне мало) и пилят на чурки длиной до 40 см, чтобы их плотно укладывать в бочку. Затем на ее дне разводят небольшой огонь и включают пылесос, иначе костерок начнет сильно дымить.
По мере того как дрова будут разгораться, надо подкладывать очередную порцию. Следует отметить, что производство древесного угля таким способом – процесс тонкий, тут надо верно уловить момент, когда сырье хорошо разгорелось, но не дать ему прогореть до золы, а добавлять новую древесину. При необходимости можно на время отключать пылесос, а при загрузке более половины емкости трубу подачи воздуха лучше вставить сверху.
Когда бочка заполнена, то она накрывается крышкой, пылесос отключается, а штуцер закрывается заглушкой. Теперь надо выждать, пока процессы внутри закрытого сосуда не закончатся, открывать крышку можно лишь после полного остывания стенок емкости. Удобство бочки в том, что ее можно просто перевернуть и спокойно рассортировать полученный продукт. Часть древесины останется недожженной, но это не беда, она пойдет на следующую загрузку. Остальной уголь просеивают и складывают в мешки.
Углежжение в яме
Самостоятельно сделать древесный уголь в домашних условиях или прямо в лесу можно просто в яме. Для получения 2 мешков угля надо вырыть круглую яму ориентировочно 80 см в диаметре и полметра глубиной.
Дно утаптывается ногами, а стенки подчищаются, чтобы топливо не смешивалось с землей. Последнюю не надо отбрасывать далеко, она пригодится в конце.Разница с «бочковым» выжиганием заключается лишь в отсутствии принудительного наддува пылесосом. Дрова берут сухие, длиной 30 см и не больше 7 см в поперечнике, из них на дне ямы раскладывают небольшой костер.
Дальнейшие действия – как в случае с бочкой, сырье подкладывается по мере необходимости. Яму, полную дров, перекрывают листьями или травой, потом присыпают землей и утрамбовывают. Приходить за углем можно через 2 суток, к тому времени он точно остынет.
Заключение
Конечно, древесный уголь, выжженный своими руками, по качеству не сравнить с топливом заводского изготовления. Но ведь и домашние требования не столь высокие, как на производстве, уголек вполне сгодится для мангала или кузнечного горна. Надо лишь позаботиться о том, чтоб не нанести вреда окружающим от задымления или не устроить пожар в лесу.
