زغال چیست + آموزش درست کردن زغال

زغال یکی از موادی است که ماده اصلی تشکیل دهنده آن کربن است. زغال انواع مختلفی دارد که هر کدام از انواع زغال از طریق روش های مختلفی تهیه می شود. برای آشنایی با روش درست کردن زغال این بخش گهر را بخوانید. در ادامه مطالبی در مورد زغال و آموزش تهیه زغال و انواع زغال و مواد زغال می خوانید.

زغال چیست + آموزش درست کردن زغال

درست کردن زغال

معرفی عنصر کربن

کربن عنصری شیمیایی در جدول تناوبی است با نشان C و عدد اتمی ۶٫ کربن عنصری غیر فلزی و فراوان، چهار ظرفیتی و دارای سه آلوتروپ می باشد. کربن (واژه لاتین   carboبه معنی زغال چوب) در دوران پیشاتاریخ کشف شد و برای مردم باستان که آن را از سوختن مواد آلی در اکسیژن ضعیف تولید می کردند آشنا بود (تولید زغال چوب ). مدت طولانی است که الماس به عنوان ماده ای زیبا و کمیاب به حساب می آید. فولرن آخرین آلوتروپ شناخته شده کربن در دهه ۸۰ به عنوان محصولات جانبی آزمایشات پرتو مولکولی کشف شد.

زغال چیست؟

از سوختن اندام گیاه یا حیوان، زغال به دست می آید. زغال ماده ای اسفنج مانند و سیاه است و تقریباً می توان آن را کربن خالص دانست.

علتِ آن که از داغ کردن یا سوزاندن چوب یا استخوان حیوان، زغال پدید می آید؛   این است که آن ها بر اثر حرارت، آب و گازهای نهفته در خود را از دست می دهند، و فقط جسم جامدی از خود بر جای می نهند.

کاربرد های زغال چوب

زغال چوب کاربردهای فراوانی در زندگی روزمره ی ما دارد که از جمله آن می توان به ایجاد شعله برای پخت غذا و استفاده در شومینه و غیره اشاره کرد. همچنین برای ساخت ماسک ضدگاز کاربرد دارد. از گرافیت به شکل پودر و سفت شده به عنوان زغال چوب در آثار هنری به کار گرفته می شود. داروهای زغال چوب در پزشکی که به صورت  قرص یا پودر وجود دارند، برای جذب سم از دستگاه گوارشی مورد استفاده اند. این ها نمونه ای از کاربردهای زغال چوب در زندگی روز مره ما می باشد.

روش های تهیه زغال چوب

برای تهیه زغال چوب دو  راه  وجود دارد

زغال سنتی: مقداری چوب و هیزم را روی هم انباشته، در هوای آزاد آتش می زنند. این شیوه قرن هاست که در جنگل های شمال اروپا از آن پیروی می شود. ولی اشکالش این است که گازهای متصـاعد از چوب در هوا پراکنده می شود و به هدر می رود.

زغال صنعتی: چوب ها را جمع آوری کرده با نقاله هایی به کوره های مخصوصی می برند. همین که آتش بر افروخته شد، دریچه تنور را می بندد و آن گاه چوب ها در فضایی بسته، به تدریج مبدل به زغال می شوند.

برای استفاده از گازهای متصاعد نیز جایی آماده کرده اند که از راه منفذی که به کوره متصل است، به آن جا رهسپار می گردند. در آن جا این گازها به صورت مواد مفیدی مانند الکل، چوب، اسید استیک و استون در می آیند.

زغال زنده

یکی از جدیدترین موارد استعمال زغال همان است که در جریان جنگ جهانی اول کشف گردید. دانشمندان دریافتند که اگر زغال را در معرض حرارت شدید قرار بدهند، حالتی پیدا می کند که نیروی جذب گازش، افزون می گردد. زغالی که بدین گونه به عمل می آمد به درد ساختن ماسک ضد گاز می خورد.

امروزه ما چنین زغالی را زغال زنده می نامیم. اکنون طرز تهیه زغال زنده به گونه دیگری صورت می گیرد. این که می آیند و بخار بسیار گرمی را از میان زغال عبور می دهند تا بدین وسیله سوراخ های اسفنجی آن بیشتر شود. آنگاه اگر گازهای سمی از میان چنین زغالی بگذرند، به وسیله عمل جذب سطحی از بین می روند. به گفته دیگر، مولکول های گازهای سمی بر سطح زغال زنده، می نشیند.

یکی از خواص بسیار مهم «زغال زنده» آن است که گازهای سمی را به مقدار فراوان جذب می کند، ولی اکسیژن هوا را به مقدار اندک. از این رو، کسی که ماسک ضد گاز به صورت زده به راحتی اکسیژن را تنفس می کند ولی در ضمن از شر گازهای سمی نیز آسوده است.

روش های نوین تهیه زغال

تولید زغال ‌حرارتی از ضایعات کشاورزی

در کشور ما سالانه بیش از ۵۰ هزار تن زغال‌چوب مورد استفاده قرار می‌گیرد که با در نظر گرفتن میزان زغا‌ل‌چوب صادراتی به کشورهای عربی حوزه خلیج‌فارس، این رقم به ۱۰۰ هزار تن در سال افزایش خواهد یافت.در حالی که برای تولید زغا‌ل ‌چوب مورد نیاز کشور به روش سنتی سالانه بیش از ۳۰۰ هزار تن از چوب تنه و شاخه‌های درختان قطع و جمع‌آوری می‌شود که نه‌تنها سبب تخریب و از بین رفتن جنگل‌ها و منابع سبز کشور خواهد شد بلکه انتشار دود حاصل از فرآیند تبدیل چوب به زغال‌چوب نیز صدمات جبران‌ناپذیری را در افزایش آلودگی‌های زیست ‌محیطی به همراه خواهد داشت.در حالی‌که دود حاصل از این فرآیند دارای مواد بسیار ارزشمندی از نظر صنعتی و اقتصادی است که می‌تواند در زمینه‌های مختلفی مورد استفاده قرار گیرد؛ اما اگر بتوانیم در تولید زغا‌ل‌چوب روش‌های جدید را جایگزین روش‌های سنتی کنیم می‌توانیم علاوه بر افزایش کیفیت محصول نهایی، معایب و پیامدهای نامطلوب ناشی از این فرآیند را نیز به حداقل برسانیم. همچنین استفاده از ضایعات کشاورزی به جای استفاده از شاخه‌های درختان جنگلی نیز می‌تواند نقش مهمی در گسترش و توسعه فناوری‌های سبز داشته باشد بدون این‌که نابودی جنگل‌ها را به همراه داشته باشد.

دخالت انسان در محیط زیست پیامدهای نامطلوبی به همراه داشته است که آثار و نتایج آن را می‌توان به صورت تبدیل محیط‌های طبیعی به زمین‌های سنگلاخی و جایگزینی گیاهان مرغوب با گیاهان مهاجم و علف‌های هرز مشاهده کرد. بدون تردید آلودگی‌های زیست‌محیطی مهم‌ترین عامل ایجاد‌کننده بحران‌های زیست‌محیطی در سال‌های اخیر هستند.

اگرچه انقلاب صنعتی نقش بسیار مهمی در افزایش و بهبود سطح رفاه زندگی انسان‌ها داشته است، اما با وقوع انقلاب صنعتی بتدریج محیط زیست به زباله‌دانی بزرگ مبدل شده که مدفن انواع مختلفی از آلودگی‌ها و مواد زائد صنعتی بوده است. علی‌رغم اقدامات گسترده‌ای که برای انتقال مواد آلاینده به مناطق دورتر به منظور به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی ناشی از آنها انجام شده است باید پذیرفت که این راهکار چندان اصولی و تاثیرگذار نخواهد بود و باید بتدریج راهکارهایی را با عنوان فناوری‌های سبز جایگزین راهکارهای سنتی کنیم تا بتوانیم میزان آلودگی‌ها را به حداقل برسانیم.

در کشورهای در حال توسعه، سالانه جنگل‌های بسیار زیادی به منظور استفاده از چوب‌های جنگلی در زمینه‌های مختلف و از جمله تولید زغا‌ل‌چوب مورد نیاز مردم آن کشور از بین می‌روند؛ در حالی که این کشورها سهم بسیار زیادی در افزایش انتشار دی‌اکسیدکربن دارند و به این ترتیب از متهمان اصلی آلودگی هوا و افزایش سطح گازهای گلخانه‌ای در محیط محسوب می‌شوند.

همان‌طور که می‌دانید درختان و به طور کلی گیاهان، دی‌اکسید کربن محیط را جذب می‌کنند و آلودگی هوا را کاهش می‌دهند.

هرچه تعداد درختان کمتر باشد به همان نسبت جذب دی‌اکسید کربن کاهش و آلودگی هوا افزایش خواهد یافت. در آفریقا هر سال بیش از ۳۰۰ میلیون تن هیزم و زغا‌ل‌چوب سوزانده می‌شود که به از بین رفتن ۲۰۰ میلیون هکتار از جنگل‌های منطقه منجر خواهد شد.

جنگل‌زدایی یکی از اقداماتی است که نه‌تنها سبب افزایش میزان انتشار دی‌اکسید کربن در محیط خواهد شد بلکه سبب فرسایش خاک و همچنین کاهش تعداد حیوانات بومی این جنگل‌ها و تغییرات آب و هوایی می‌شود.

با توجه به این‌که امروزه بیشترین جنگل‌زدایی در کشورهای در حال توسعه اتفاق می‌افتد باید اقداماتی به منظور حمایت از این کشورها از طرف کشورهای پیشرفته انجام شود تا آنها نیز بتوانند به کمک فناوری‌های جدید و براساس شیوه‌های پایدار در توسعه کشاورزی، مدیریت جنگل‌ها را در کشور خود عهده‌دار شوند.

استفاده از زغا‌ل‌چوب برای مصارف داخلی در بسیاری از نقاط دنیا همچنان اهمیت دارد و این در حالی است که ذرات دود حاصل از سوخت زغا‌ل‌چوب به میزان زیادی بر سلامت مردمی که در معرض انتشار آن هستند تاثیر می‌گذارد.

جالب است بدانید براساس اعلام سازمان صلح سبز، استفاده از محصولات سوختی زغال‌سنگ و زغا‌ل‌چوب سالانه بیش از ۳۶۰ میلیارد یورو به سلامت انسان‌ها و محیط زیست آسیب می‌رساند و در صورتی که صدمات ناشی از آن بر تغییرات جوی را نیز مورد بررسی قرار دهیم، میزان این صدمات بیش از میزان برآورد شده خواهد بود.

موضوع جایگزین کردن سوخت‌های فسیلی مانند گاز، نفت و زغال‌ با سوخت‌های سبز که از گیاهان و فرآورده‌ها و محصولات گیاهی تهیه می‌شوند، از ۲ دیدگاه مختلف قابل بررسی است.

اگرچه این طرح به بهانه و هدف کاهش تولید گاز‌های گلخانه‌ای در محیط مطرح شده است، اما نابودی جنگل‌ها را افزایش می‌دهد که این موضوع نیز به خودی خود پیامدهایی را به همراه خواهد داشت که خطر آن کمتر از انتشار گازهای گلخانه‌ای نخواهد بود.

در این طرح تحقیقاتی که با همکاری محققان مرکز رشد اردبیل انجام شده است از ضایعات کشاورزی همچون خاک اره برای تولید زغال‌چوب استفاده شده که هم از دود حاصل از آن برای تولید فرآورده‌های با ارزش استفاده می‌شود و هم تخریب جنگل‌ها را نیز به همراه نخواهد داشت.

سوخت سبزی از نوع زغالی

به گفته مهندس شهریار رحمانی، دانش آموخته کارشناسی ارشد متالوژی و مجری این طرح تحقیقاتی، زغال‌چوب از گذشته‌های دور مورد استفاده مردم بوده است و مردم باستان از سوختن مواد ‌آلی در مجاورت اکسیژن ضعیف زغال‌ چوب تولید می‌کردند. اگر چه چوب در مقایسه راحت‌تر می‌سوزد، حمل آن آسان‌تر است و همچنین بوی حاصل از سوختن آن بسیار مطبوع است، اما زغال‌چوب نسبت به حرارت و گرمایی که تولید می‌کند حجم کمتری دارد و حرارت آن خیلی هدر نمی‌رود و به همین علت برای ایجاد حرارتی ملایم و یکنواخت از زغال‌چوب استفاده می‌شود.

زغال‌چوب حرارت بالایی دارد، دود نمی‌کند و کمترین وزن را به عنوان سوخت‌ دارد. اگر چوب در مجاورت هوای مناسب بسوزد، به طور کامل آتش می‌گیرد و در صورتی که هوای اطراف آن محدود شود، دود نخواهد کرد. در این مواقع آتش به اصطلاح خفه شده و چوب به زغال تبدیل می‌شود.

اگر برای تولید زغال‌چوب فشرده از خاک اره یا دیگر ضایعات کشاورزی استفاده شود، از تخریب جنگل‌ها جلوگیری خواهد شد. علاوه بر این، از دود حاصل از این فرآیند برای تولید سرکه چوب استفاده می‌شود که در زمینه‌های مختلف کاربرد دارد.

زغال‌چوب تولیدی نیز نه‌تنها از استحکام بالایی برخوردار خواهد بود بلکه زمان حرارت‌دهی آن در مقایسه با زغال‌چوب معمولی افزایش خواهد یافت.

قطعات این زغال هم شکل و هم‌اندازه بوده و با وجود حفره‌ای در وسط قطعات زغال، هنگام استفاده از آن دیگر نیازی به باد زدن برای افزایش اکسیژن‌رسانی هنگام سوخت نخواهد بود؛ همچنین بسته‌بندی و نگهداری این نوع زغال‌چوب بسیار راحت‌تر خواهد بود.

برای تهیه زغال‌چوب فشرده از خاک اره، ابتدا خاک اره و دیگر پسماندهای چوبی کارخانجات دانه‌بندی شده، سپس وارد دستگاه فشرده‌سازی هیدرولیک می‌شوند. به دلیل فشار بسیار زیاد اعمال‌‌شده در این فرآیند، ذرات خاک اره و پودر چوب بدون نیاز به هیچ نوع ماده افزودنی و عامل چسباننده، بخوبی به همدیگر می‌چسبند و به این ترتیب خاک اره پس از فشرده شدن به شکل استوانه یا چهارگوش‌ یا مستطیلی به قطعات کوچکتر و مجزایی تقسیم می‌شود.

خاک اره فشرده شده از قابلیت استفاده در شومینه‌های هیزمی با طول عمری ۳ برابر هیزم‌های معمولی برخوردار است. در مرحله بعدی، خاک‌‌اره فشرده شده و شکل گرفته در کوره‌‌های کنترل شده و بدون وجود هوا به زغال‌چوب تبدیل می‌شود.

دود حاصل از تبدیل خاک اره به زغال‌چوب به سرکه چوب تبدیل می‌شود. از آنجا که در این روش برای تولید زغال‌چوب از ماده اولیه ارزان‌قیمت و بدون نیاز به مواد افزودنی دیگر و ماده چسباننده استفاده می‌شود، هزینه تولید این نوع زغال‌چوب در مقایسه بسیار کمتر خواهد بود؛ بعلاوه این نوع زغال نوعی زغال‌چوب با شکل خاص و یکسان و همچنین مدت زمان حرارت‌دهی آن تا ۳ برابر زغال‌های معمولی است و از استحکام بیشتری نیز برخوردار است.

با توجه به این که فرآیند تولید زغال در کوره‌های الکتریکی انجام می‌شود، زغال‌چوب تولیدی نیز بدون بو و بدون گاز خواهد بود که در صورت حمایت از اجرای این طرح، قابلیت تولید انبوه‌ سالانه بیش از ۶۰ هزار تن و صادرات به کشورهای دیگر را نیز خواهد داشت.

برای تهیه زغال‌چوب یا زغال نباتی معمولی از چوب درختانی مانند تبریزی و شاه بلوط که در آنها صمغ یا رزین کمتری وجود داشته باشد، استفاده می‌کنند. در این طرح باتوجه به این که به جای چوب از خاک اره استفاده شده است، از گازهای متصاعد شده نیز ترکیب دیگری به نام سرکه چوب‌ حاصل می‌شود که در زمینه‌های مختلفی کاربرد خواهد داشت.

سرکه چوب،فرآورده جانبی حاصل از فرآیند تولید زغال چوب

سرکه چوب، مایع حنایی رنگی است که از ۲۰۰‌‌نوع ماده بیولوژیکی تشکیل شده است و بوی مطبوعی دارد. PH این ماده حدود ۳ است و در این حالت میزان موادآلی این ماده به ۸ درصد می‌رسد که علاوه بر این، از قدرت تراوش بالایی برخوردار است.

سرکه چوب بدون سم بوده و بی‌ضرر است و فاقد هر نوع باقیمانده خواهد بود. کشور ژاپن یکی از بزرگ‌ترین مصرف‌کننده ‌های سرکه چوب در سطح جهان است که علاوه بر تولید داخلی، بخشی از نیاز خود را نیز از واردات این ماده‌ تولید می‌کند. به علاوه این ماده قابلیت جداسازی ۲۰۰ ماده شیمیایی مختلف را دارد و در کشاورزی و باغبانی برای افزایش سرعت رشد سبزی‌ها و رشد مجدد آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سرکه چوب قدرت جذب موادغذایی از خاک توسط گیاهان و همچنین توانایی سیستم دفاعی گیاهان را از افزایش می‌دهد. از آنجایی که این ماده از تخریب چوب به دست می‌آید هم موادغذایی مورد نیاز گیاه را دارد و خاک را غنی می‌کند، بنابراین استفاده از آن نه‌تنها کیفیت خاک را افزایش می‌دهد و آفت‌های خاک را از میان می‌برد، بلکه سبب رشد بهتر ریشه، ساقه، جوانه‌ها، برگ‌ها و همچنین میوه‌ها خواهد شد.

سرکه چوب به عنوان نوعی تقویت‌کننده، قوی‌تر شدن گیاهان، سبزتر شدن و بزرگ‌تر شدن برگ‌ها و ساقه‌ها را نیز تضمین خواهد کرد. نتایج به دست آمده از تحقیقات انجام شده در زمینه‌ کاربرد این ماده نشان داده است که سرکه چوب قدرت مقاومت گیاه در برابر کم آبی را افزایش می‌دهد و مانع حمله حشرات آفت به گیاه خواهد شد.

برای تهیه سرکه چوب در فرآیند تولید زغال‌چوب از خاک اره از گاز خارج شده از این فرآیند استفاده می‌کنند. همان طور که گفته شد خاک اره فشرده وارد کوره الکتریکی می‌شود. این کوره با اتمسفر کنترل شده و بدون هوا کار می‌کند.

ابتدا دمای کوره به حدود ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد تا خاک اره شکل داده شده یا خاک اره فشرده شده خشک شود. با بالا رفتن دما، ورود گاز خارج شده از خاک اره، از بخش فوقانی کوره به سیستم متراکم‌کننده وارد و به این ترتیب سرکه چوب به صورت مایع از آن خارج خواهد شد.

از سرکه چوب به دست آمده با نسبت ۲ تا ۵ در هزار برای تقویت و ضدعفونی مزارع سبزی‌ها و صیفی‌جات و درختان میوه به صورت اسپری استفاده می‌شود. در این فرآیند، در نتیجه تجزیه حرارتی چوب مواد موجود در آن به صورت بخار خارج وارد سرکه چوب می‌شود که می‌تواند مواد مفید مورد نیاز رشد گیاه را تامین کند.

ژل آتش زا زغال و چوب

ژل آتشزای زغال و چوب نوعی ماده سوختی آسان و در دسترس است که برای تولید آتش و گرما در اماکنی که دسترسی به نفت و الکل و دیگر مواد آتشزا وجود ندارد مورد استفاده قرار می گیرد. این محصول در آزمایشگاه های کنترل کیفیت کارخانه تحت نظارت دقیق کارشناسان مجرب مواد شیمیایی تولید می شود.

موارد استفاده ژل سوختی آتشزای  زغال

برای ایجاد شعله و نیز طبخ غذا در پیک نیک و سفرهای شهری

برای تسریع و تشدید شعله در شومینه، باربیکو، منقل و…

جایگزین بسیار مناسب الکل، گازوئیل، نفت، زغال و…

برای استفاده نیروهای مسلح و نیز پس از وقوع حوادث طبیعی

مشخصات

تولید شعله در رنگ های مختلف سبز،آبی، قرمز و…

شعله حاصل از سوخت با دمای حدود ۱۲۰ درجه سانتی گراد

بدون دود، بو و اثرات زیان بخش دیگر مواد سوختنی

در سه فرم قرص، ژل در قوطی فلزی برای پخت و پز و ژل در بطری برای روشن کردن زغال و شارژر

بسته بندی راحت و مطمئن و وزن و حجم کم برای حمل آسان

قیمت مناسب و دسترسی سریع از دیگر مشخصات ژل آتشزای زغال است

قابل بسته بندی ذر بشکه های بزرگ برای تسهیل حمل و صادرات با توجه به مشتری

این محصول در ایران تولید می شود و به کلیه کشورهای آسیای میانه، آفریقا، عراق و افغانستان صادر می شود.

تجزیه وتحلیل

دراین مقاله دیدیم طرح استفاده از ضایعات کشاورزی برای تولید زغال حرارتی دو دلیل عمده داشت.یکی به دلیل جلو گیری از تخریب جنگل ها و منابع سبز کشور و دیگری جلو گیری از انتشار دود حاصل از این فرآیند و آلودگی محیط زیست که در نتیجه آن سرکه چوب هم حاصل شد.

همچنین دیدیم که به دلیل نیاز به باد زدن در زغال چوب های معمولی حفره ای در وسط قطعات زغال ایجاد شد تا دیگر نیازی به باد زدن برای افزایش اکسیژن رسانی نباشد.

همچنین علت استفاده از ژل آتش زای زغال و چوب مشکلاتی از قبیل دود، بو و اثرات زیان بخش دیگر مواد سوختی بود که در کنار جلوگیری از این اثرات این ماده مزایای دیگری را هم به همراه دارد.

نتیجه گیری وپیشنهادات

در این مقاله به این نتیجه رسیدیم که برای حل مشکلات تولید و مصرف زغال چوب می توان کارهای زیر را انجام داد

استفاده از ضایعات کشاورزی برای تولید زغال چوب

تهیه محصول سرکه چوب برای جلوگیری از آلودگی زیست محیطی ناشی از دود حاصل از فر آیند تولید زغال چوب

ایجاد حفره در وسط قطعات زغال برای حل مشکل اکسیژن رسانی و باد زدن به زغال در حال سوختن

استفاده از ژل اتشزای زغال وچوب برای جلو گیری از مشکلاتی از قبیل دود واثرات زیان بخش دیگر مواد سوختنی