Независимо от вида, уголь относится к материалам, которые пользуются повышенным спросом в отраслевых сферах. Кроме того, древесный уголь (в отличие от каменного) доступен для производства в кустарных условиях. Он не выбрасывает в воздух фосфорные и серные пары. На такой продукт существует отдельная ниша потребителей в виде ресторанов, шашлычных, а также химических и металлургических производств. При этом процесс создания не требует особо крупных финансовых вливаний, а сырья дли производства в России более чем достаточно.
Что такое древесный уголь
Древесный уголь являет собой материал, значительная часть которого состоит из углерода. Это бывшее дерево, которое подверглось специальной термической обработке. В отличие от каменного угля, древесное сырье не подвергается большому давлению и окислению под землей на протяжении долгих лет.
Одним из ключевых параметров, определяющих отрасль применения, является показатель пористости. Пиролитические процессы без доступа воздуха (либо с его минимальным количеством) приводят к образованию углеродистого каркаса, напоминающего структуру капилляров в древесном стволе. Микроскопические полости, в которых находится кислород, объясняют легкое горение и выделение тепловой энергии.
В сравнении с природными материалами, содержащими углерод, древесный ресурс лишь на половину состоит из данных соединений. Древесному углю присущи такие преимущества:
- Допускается работа на медленном дутье, что приводит к меньшему окислению металлов.
- Экологически чистый ресурс.
- Возобновляемое сырье (лесной массив способен вырасти, а каменный уголь и антрацит — нет).
Виды угля
Не смотря на то, что в точках розничной торговли присутствует в основном черная разновидность древесного угля, существуют и другие виды данного продукта:
- Красный цвет угля получается при обработке древесины хвойных деревьев. Для них необходим специальный процесс мягкого углежжения.
- Для черного цвета используются мягкие породы деревьев: ива, липа, ольха и т.д.
- Белый продукт получается при обработке твердых деревьев: граб, дуб, береза.
Именно в узком охватке рынка и заключается проблема предпринимателей. Изготавливая только черный продукт, люди недополучают часть прибыли от потребителей, которым необходимы другие виды.
Технология производства
Получать уголь умели еще древние славяне, тогда существовала профессия углежог, а продукт использовался кузнецами и стеклодувами. Постепенно, с развитием технологий, процесс углежжения модернизировался. От вырытых ям с тлеющими дровами, присыпанными землей, до огромных установок, позволяющих контролировать температуру и подавать точно необходимое количество кислорода.
На сегодня существует две рабочих технологии, с помощью которых можно получить древесный уголь:
- Карбонизация или углежжение — старшейшая практика в ходе которой древесина закладывается в пространство с ограниченным кол-вом кислорода, поджигается и оставляется на пару дней.
- Пиролиз — сложная технологическая процедура разложения древесного сырья на отдельные составляющие. В процессе термической деструкции помимо угля образуются жидкие остатки и газ, которые используют как сырье для группы продуктов (уксус, смолы и т.д.).
Производство древесного угля разными методами имеет большие отличия, в силу которых существуют стандарты по допускаемому для обработки сырью. Для пиролиза доступны твердые и мягкие породы деревьев, которые разделены на первую и вторую группы. Углежжению дополнительно доступна третья группа сырья (хвойные деревья, из которых изготавливают красный уголь).
Маркировка готовой продукции
Помимо видов угля по цвету, готовому ресурсу присваивают одну из маркировок согласно качеству:
- Категория А — продукт пиролизного процесса твердых пород с предельной массовой долей углерода порядка 90%. Количество минеральных веществ в таком продукте не превышает 2.5%. Это наиболее качественная марка.
- Категория Б — уголь, полученный при пиролизе мягкой и твердой древесины. Содержание углерода в итоговом продукте — 88%.
- Категория В — углежжение всех групп сырья приводит к появлению угольной смеси. Углерода в ней не больше 77%, а минеральных веществ до 4%. Для данной категории нормирование других параметров не предусматривается.
Самостоятельное изготовление
Не смотря на то, что продукты углежжения имеют наихудшую категорию, потребители готовы покупать его для своих нужд. Многие предприниматели в производстве данного ресурса используют неподходящие древесные отходы и не выдерживают технологию карбонизации. Соответственно, если брать качественное сырье и грамотно пережигать его, на выходе получится качественный, а значит востребованный продукт. Конкуренции в таком случае можно не бояться.
Сделать древесный уголь своими руками можно методом карбонизации (оборудование пиролиза требует денежных трат, да и сам процесс намного сложнее). Ни в коем случае нельзя использовать кору с деревьев, это портит качество угля и приводит к задымлению. Изготавливать древесный продукт методом карбонизации можно для своих нужд, либо на продажу. В зависимости от требуемых объемов выбирают конкретный способ углежжения.
В яме
На открытом пространстве вдалеке от строений выкапывается яма. Её размеры зависят от желаемого объема полученного продукта, на 2 мешка угля необходим метр глубины и 80 см ширины. Дно ямы качественно трамбуют, при необходимости используются специальные приспособления. В готовом углублении разжигается костер из мелких сучьев, после чего подкидывают более крупные дрова.
Новые партии добавляются после прогорания старых, которые уменьшаются в объеме. Углубление полностью загружается за 3-4 часа, после прогорания всей массы, яма накрывается землей и утрамбовывается. Углубление остывает 1-2 дня. По их истечению готовая продукция изымается и фасуется.
В бочке
Так же как сделать древесный уголь в яме можно, предварительно вырыв углубление, для карбонизации можно взять и бочку с прочными стенками. В ней должны оставаться химические вещества или нефтепродукты. Если объем ёмкости велик, дно бочки устилается огнеупорным кирпичом, а сверху разводится костер.
Над костром располагают решетку (необязательно), на которую и загружаются партии сырья. Когда верхний слой дров поглотит пламя, вся конструкция накрывается металлом таким образом, чтобы осталась небольшая щель. Если дым стал приобретать серый оттенок, щель необходимо прикрыть. Следующим шагом будет остывание готового сырья и его изымание из бочки.
Вместо костра внутри бочки можно расположить огонь под ней, жар необходимо сделать такой силы, чтобы он смог поджечь дрова в бочке. При этом в ёмкости внизу просверливаются малые отверстия для небольшого количества кислорода.
В печке
Изготовление продукта карбонизации в печке допускается, если нужна небольшая партия продукта. В печь закладываются дрова, затем нужно дождаться, пока жар не раскалит их до красного цвета, и вынуть дрова щипцами в огнеупорную ёмкость. Ёмкость нужно немедленно прикрыть крышкой и дать остыть сырью.
Можно полностью заложить печь дровами, дождаться возгорания и перекрыть доступ кислорода к дровам минут на 10-15. Некоторые умельцы изготавливают кустарные печи специально для карбонизации дерева.
Применение
Уголь марки А годен для активирования, что позволяет получить распространенный сорбент (активированный уголь). Обычный древесный продукт карбонизации используется в угольных фильтрах. Марки А и Б применяются в органическом синтезе. Металлургическая, химическая и электротехническая промышленности, также используют древесный уголь как сильный восстановитель.
