فرآیند چوب - معرفی انواع چوب و تبدیل به زغال
1396/02/07 | 02:32 | 5277

فرآیند چوب - معرفی انواع چوب و تبدیل به زغال

در دنیای سرسبز درختان انواع مختلفی از چوب ها وجود دارد که هر یک دارای خواص و ویژگی های خاص خود بوده و در این بین برخی برای تولید زغال مفید می باشند.

فرایند چوبانواع چوبچوب سختچوب نرمچوب مناسب آتشچوب و ذغالتاثیر رطوبت در چوبتوليد ذغال چوب بريكت

فرآیند چوب - معرفی انواع چوب و تبدیل به زغال

انواع چوب

چوب سخت

عموماً چوبهاي سخت به خوبي و به آرامي ميسوزند و ذغالهاي بادوامي را به جا ميگذارند. درختهاي آنها پهن برگ هستند. برگ اکثر آنها در پاييز مي ريزد. چوبهاي سخت لزوماً هميشه محکمتر و مقاومتر از چوبهاي نرم نيستند.

چوب نرم

آتش توليد شده آنها داراي حرارت زيادي است ولي عمر کوتاه دارد. اين درختها برگهاي سوزني دارند. اکثراً هميشه سبز هستند (در پاييز برگهايشان نمي ريزد)، البته غير از انواع کاج اروپايي، سرو و سياه کاج با ميوه هاي مخروطي شکل.

چوب مناسب آتش

بايد از موارد زير اطلاع حاصل کنيد:

  • حرارت توليدي انواع مختلفي از چوبها هر چوب سبز و تازه چگونه ميسوزد؟

  • ذغال کداميک بادوام بوده و چه چوبي سريعاً به خاکستر تبديل ميشود؟

  • آتش گرفتن چه چوبي با جرقه همراه است؟ اين امر ميتواند باعث سوراخ شدن کيسه خواب، لباسها و چادر شده و يا منجر به آتش سوزي در جنگل شود.

  • درجه سختي انواع چوب در ايجاد برش درجه سهولت و سرعت در آتش گرفتن.

خشکاندن چوب

از قطعه قطعه کردن يک درخت سبز و زنده چوب سبز بدست مي آيد. يعني هنوز شيره گياهي در سلولهاي آنها وجود دارد. و وقتي که اين چوبها خشک ميشوند به آنها کنده گفته ميشود که اين نوع چوب معمولاً آتش بهتري ايجاد ميکند. زمان خشک شدن چوب هر درخت به سن درخت هنگام قطع شدن (درختان پيرتر شيره کمتري دارند)، فصل بريده شدن و آب و هواي منطقه رشد درخت بستگي دارد. مدت زمان متوسط براي خشکاندن چوب درختان سيب، بلوط و گردوي آمريکايي تقريباً يک سال و (زير تابش نور خورشيد تنها چند ماه) ميباشد.

چوب سبز: اين چوبها هنوز خشک نشده اند. همه چوبها خاصيت خشک شدن را ندارند پس نميتوان از آنها به عنوان سوخت استفاده کرد. از چوبهاي سبز ميتوان به عنوان بازتابنده و يا محافظ ظروف استفاده کرد.

چوب خشک: انقباض سبب ميشود اين چوبها از مرکز دچار ترک خوردگي شوند ولي اين مسئله به اين معني نيست که الزاماً راحت تر تکه تکه ميشوند. خاصيت تکه تکه شدن هر چوب به مشخصات آن برمي گردد.

چرا چوب مي‌سوزد؟ ... تغييرات شيميايي

براي اينکه مقادير مختلف چوب بسوزد به ميزان کافي اکسيژن و حرارت کافي نياز هست. درصورت فقدان يکي از اين عوامل چوب آتش نخواهد گرفت. ميزان اکسيژن مورد نياز و دماي مورد نياز بنا به نوع چوب متغير است. تغيير و تحولات شيميايي در داخل چوب، در غياب اکسيژن و با درجه حرارت بالا اتفاق مي افتد که درنتيجه چوب شکسته شده، گازهايي آزاد ميشوند که باعث آتش گرفتن بيشتر چوب ميشود. هرچه درجه حرارت بيشتر باشد ميزان گازهاي توليدي بيشتر است.

چوبهايي که به آتش اضافه ميشوند، قبل از آتش گرفتن به دماي 282 سانتي‌گراد مي‌رسند. درعين حال تحولات دروني شيميايي گازهاي ذکر شده را آزاد کرده و درنتيجه چوبها آتش ميگيرند. گازها براي سوختن اکسيژن کافي و درجه حرارت 537 درجه سانتي‌گراد. يک جرقه براي شعله ور شدن اين گازها کافيست.

ذغال سنگ

ذغال سنگ انباشته اي از باقيمانده گياهان است که هزاران سال در باتلاقها و لجنزارها روي هم جمع شده اند. کمبود اکسيژن مانع تجزيه کامل باقيمانده گياهان ميشود. ذغال سنگ را ميتوان با تراشيدن، مانند قالبهاي برفي، از زمين جدا نمود. در طول زمان استخراج (برداشت ذغال سنگ) به سرعت خشک شده و قابل استفاده ميشود. در مناطق مختلف دردسترس است. از آن براي ساختن آتش، به خصوص در زمانهاي گذشته، استفاده ميکردند.

انتخاب صحيح چوب

مشخصات درختان مختلف جهت درست کردن آتش

  1. چوبهاي نرم وقتي که خوب خشک شوند به عنوان سوخت براي پخت و پز استفاده ميشوند. به راحتي مي شکنند و خراش برميدارند و زود آتش ميگيرند. چوبهايي که کنار نهرها و رودها ميرويند از اين دسته هستند. پس از چوبهاي شناوري که از آب ميگيريم ميتوان به عنوان سوخت استفاده کرد. 

  2. چوبهاي نرم کاج سفيد، به سرعت آتش گرفته و سريع خاموش ميشوند.

  3. کاجها به خاطر چوب سختي که دارند به عنوان سوخت مورد استفاده قرار ميگيرند درصورت خشک بودن مناسب اند.

  4. انواع کاج ميلاد يک سوخت ضعيف است و از آن به عنوان آتش گير استفاده ميشود، شعله اوليه آن براي درست کردن آتش مناسب است.

  5. انواع کاج سياه وقتي که خشک هستند بسيار زود آتش ميگيرند، ولي موقعي که خيس هستند به سختي آتش ميگيرند.

  6. انواع کاج زرد خوب ميسوزند چون شيره داخلي آنها به جاي اينکه مايع باشد حالت صمغي دارد.

  7. بلوط قرمز براي سوخت بايد از تکه هاي کوچک آن استفاده کرد.

مشخصات درختان مختلف جهت درست کردن آتش

  1. چوب سخت گردوي آمريکايي آتش با حرارت بالا و ماندگاري زياد، بهترين چوب (چه سبز و چه خشک)، که ذغال سنگ سخت با گرماي بالا شاه بلوط، درخت آهن، به جا ميگذارد.

  2. ذغال اخته، سيب جنگلي ميسوزد و خاکستري سفيد رنگ از بلوط سياه خود به جاي ميگذارد.

  3. شاه بلوط خشک و آتشي با حرارت بالا دارند، جرقه هاي سپيدار زرد زيادي ايجاد ميکنند، از خود ذغال به نميگذارند مانند بالا آتش با حرارت زياد، جرقه زياد، بدون ذغال افراي شکري زود آتش ميگيرند، شعله خوب ذغال خوب دارد.

  4. اقاقيا، شاه توت جهت انبار کردن مناسب است، به راحتي بريده ميشود و وقتي که سبز است به راحتي مي‌شکند، شاخه هاي نازک آن به خوبي ميشکند و به آرامي ميسوزد.

  5. زبان گنجشک به راحتي بريده ميشود، براي حمل نسبت به سايز چوبهاي سخت سبکتر است، خشک آن
    به خوبي آتش ميگيرد شعله آن آبي و با دوام است.

  6. خيار و شاه بلوط هندي خشک آن سوخت خوبي است و نمي شکند.

  7. سپيدار شمالي خشک آن حرارت بالايي دارد و تقريباً دود نميکند، بادوام است. لوازم پخت و پز را سياه نميکند پس مناسب اين کار است.

  8. توسکا به آساني آتش ميگيرد ولي دوام ندارد.

  9. نارون سفيد و قرمز آتش آنها بسيار ضعيف است.

روش چيدن چوبها براي داشتن آتش ايده آل

اگر چوبها به هم نزديک باشند: در اين حالت آتش دچار کمبود هوا ميشود و درجه حرارت افت کرده و خاموش ميشود. دميدن هوا و حد فاصل بين چوبها به بقاي آتش کمک ميکند. اگر چوبها را روي صفحه فلزي مشبکي قرار دهيم عبور هوا از زير اين شبکه باعث شعله ور شدن دوباره چوبها ميشود.

فاصله مناسب: تعادل مناسب بين هوا و حرارت باعث ميشود آتش خوبي داشته باشيم. هر چه چوبها بهتر بسوزند، فضاي بين آنها بيشتر ميشود و بايد کم کم چوبها را به هم نزديکتر کنيم و در مواقعي هم تعداد چوبها را بيشتر کنيم تا آتش خاموش نشود.

تکه تکه کردن چوب: چوبهاي تکه تکه شده براي افروختن آتش بسيار مناسب هستند زيرا به راحتي آتش گرفته و به راحتي مي سوزند.

فاصله زياد: در اين حالت گرماي آتش از بين ميرود، چون درجه حرارت براي يک آتش خوب مناسب نيست و آتش به تدريج خاموش ميشود.

ذغال يا چوب؟

مزاياي چوب: راحت تر ميسوزد، به راحتي حمل ميشود. تميزتر است و بوي حاصل از آتش آن بسيار مطبوع است.

مزاياي ذغال: نسبت به حرارت و گرمايي که ميدهد جاي کمتري را ميگيرد و حجم مشخصي از آن به مدت زيادي ميسوزد. حرارت آن خيلي هدر نمي رود، لذا توصيه ميشود براي ايجاد حرارتي ملايم و يکنواخت از ذغال استفاده شود.

ذغال چوب

ذغال چوب حرارت بالايي دارد. دود نميکند و کمترين وزن را به عنوان سوخت داراست. چوبي که در مجاورت هواي مناسب بسوزد کاملاً آتش ميگيرد و اگر هوا محدود شود، دود نميکند. در اين مواقع آتش به اصطلاح خفه شده و چوب به ذغال تبديل ميشود. براي درست کردن ذغال، چوبها را به صورت متراکم و درون گودالي قرار دهيد سپس روي آن را با خاک بپوشانيد و از چند جاي مختلف آنها را آتش بزنيد و با محدود کردن هوا سعي کنيد آتش ملايم شود. در دماي 500 فارنهايت (260 سانتي گراد) فرايندهاي شيميايي باعث ميشود که درجه حرارت چوبهاي درحال سوختن افزايش يابد که اين امر مصرف هواي اطراف چوبها را بالا برده و کم کم آنها را به کربن تبديل ميکند. اين روند شايد روزها طول بکشد، که البته به سوخت مصرفي براي سوزاندن چوبها بستگي دارد. پس از اتمام فرآيند ذغالها را در همان گودال سرپوشيده نگهداري ميکنيم چون در مجاورت هوا امکان دارد دوباره شعله ور شوند و به خاکستر تبديل شوند. کيفيت اين نوع ذغال بستگي به نوع چوب مصرفي اوليه دارد.

حمل چوبهاي نيم سوز

درصورت نبودن کبريت ميتوان براي روشن کردن آتش از چوبهاي نيم سوز استفاده کرد. محفظه هايي که براي اين کار ميتوان استفاده کرد: قوطي حلبي، شاخ حيوانات، محفظه هاي ساخته شده از پوست درختان و يا جعبه اي از چوب سخت درختان. براي اين کار محفظه را با خاک نرم پوشانده و روي آن را با خاک برگ بپوشانيد. هر از چند گاهي چوبهاي نيم سوز را بررسي کنيد و درصورت نياز آنها را بدهيد تا از شدت افروختگي آنها کاسته نشود. اگر به خوبي از آنها نگهداري کنيد شايد بتوانيد تا چندين روز چوبها را با خود حمل کنيد.

خاک برگهاي روي چوبها مانع رسيدن هوا به چوبها ميشود از جهتي مقداري هوا بايد به اين نيم‌سوزها برسد و اگر نه به زودي خاموش ميشوند.

چوب هاي پوسيده

انرژي ذخيره شده در چوبهاي پوسيده کاهش مي يابد. چوبهاي پوسيده خشک به سرعت آتش گرفته و مي سوزند ولي حرارت آنها محدود است. از تراشه هاي روي چوبهاي پوسيده ميتوان به عنوان آتش گيرانه استفاده نمود. فرآيند پوسيدن توسط قارچ، با کمک اکسيژن هوا، رطوبت و دماي 60 تا 90 درجه فارنهايت صورت ميگيرد. چوبهاي کاربردي در منازل به دليل خشک بودن نمي‌پوسند.

چوب و ذغال

تعريف چوب:

تعريف چوب بسته به اينكه اين ماده را در چه قسمتي بخواهيم مورد استفاده قرار دهيم فرق مي كند و به طور كلي مي توان سه تعريف براي آن به كار برد.

  • تعريف گياه شناسي: چوب عبارت است از مجموعه اي از بافت هاي ثانويه لينين شده گياهان آوندي كه در بين مغز و لايه زاينده (كامبيوم) ساقه و ريشه و شاخه ها قرار مي گيرد.

  • تعريف تجاري: چوب عبارت است از قسمت هاي داخلي ساقه، ريشه و شاخه درختان و درختچه ها كه قابل تبديل براي استفاده در مصارف گوناگون مي باشد و مي توان با كار كردن بر روي آن به ارزش و مرغوبيت آن افزود.

  • تعريف صنعتي: چوب عبارت است از ماده اي جامد و متخلخل فيبري شكل، كه داراي ساختمان سازمان يافته اي است و از هر طرف نايكسان و ناهمگن مي باشد.

مواد استخراجي كه تا 5% وزن خشك چوب را تشكيل ميدهند عبارتند از:

  • مواد معدني مانند كربنات كلسيم، اسيدهاي آلي

  • هيدروكربورهاي چرب و معطر

  • ترپن ها، صمغ ها و كائوچو

  • كينون ها و مواد رنگي

  • آلكالوئيدها(سم ها)

  • هيدرات كربن مانند نشاسته و قندها و...

در مجموع عناصر عمده تشكيل دهنده چوب عبارتند از:

- 50% كربن - 43% اكسيژن- 1.6% هيدروژن - 0.2% خاكستر- 0.04% ازت

استحكام در چوب به دو عامل بستگي دارد:

  1. ميزان فيبر موجود در واحد ساختماني چوب

  2. ضخامت جداره چوب ها

بنابراين اگر در چوبي ميزان فيبر بيشتر باشد آن چوب سنگين و سخت تر است كه بر اين اساس مي توان گفت سبكترين چوب، چوبي است به نام باندا يا بالسا با جرم حجمي 19./. و سنگين ترين چوب چوبي هست با نام كليستانتانوس با وزن مخصوص 1.2 كه در آب غرق مي شود.

بر اين اساس مي توان درختان را به سه قسمت تقسيم كرد:

  1. درختان سبك؛ مانند: صنوبر، نم دار، بيد، تبريزي، كرك

  2. درختان متوسط؛ مانند: راش، افرا، گردو

  3. درختان سنگين؛ مانند: بلوط، چندل، سخدار و انجيلي

تأثير رطوبت در چوب:

سه نوع رطوبت داريم:

  1. آب بنيادي: كه در ساختار مولكولي چوب است.

  2. آب آغشتگي: صفر درصد تا 30% است، از مهم ترين رطوبت ها در چوب.

  3. آب آزاد: 30% تا حداكثر 200% مي باشد يعني هر چوب كاملا خشك تا 2 برابر وزن خودش آب جذب مي كند. بنابر اين چوب به عنوان ماده اي متخلخل و اسفنجي با محيط خود در تبادل رطوبتي است. (اگر رطوبت بيشتري داشته باشد پس مي دهد و اگر از محيط خشك تر باشد رطوبت را جذب مي كند)

توليد ذغال از ضايعات چوب :

يكي ازمعضلات بشر امروز مشكل انرژي است . هرچند بشر امروز به دنبال سوختهاي نو و جديد مي باشد ولي نيم نگاهي هم به منابع موجود دارد . روزانه درختان زيادي در جهان به دلايل مختلفي مثل كاغذ سازي و يا ساخت مصنوعات چوبي و .... قطع ميشوند كه شاخه و برگهاي آنها بي استفاده رها مي شود. كه ميتوان با استفاده بهينه از آن و با توجه به اينكه مقدار گرمايي كه ذغال چوب توليد مي كند از خود چوب بيشتر مي باشد لذا ازآن براي تامين انرژي براي پخت و پز و... مي توان استفاده نمود.

از سوزاندن اندام گياه يا حيوان، ذغال به دست مي آيد. ذغال ماده اي اسفنج مانند و سياه است . علت آن كه از داغ كردن يا سوزاندن چوب يا استخوان حيوان، ذغال پديد مي آيد؛ اين است كه آن ها بر اثر حرارت، آب و گازهاي نهفته در خود را از دست مي دهند، و فقط جسم جامدي از خود بر جاي مي گذارند.

براي تهيه ذغال چوب دو روش اصلي در دنيا وجود دارد:

  1. مقداري چوب و هيزم را روي هم انباشته، در هواي آزاد آتش مي زنند. اين شيوه قرنهاست كه در جنگل هاي شمال اروپا از آن پيروي مي شود. ولي اشكالش اين است كه گازهاي متصاعد شده از چوب در هوا پراكنده شده و به هدر مي رود.

  2. چوب ها را جمع آوري كرده با نقاله هايي به كوره هاي مخصوصي مي برند. همين كه آتش بر افروخته شد، دريچه تنور را مي بندد و آن گاه چوب ها در فضايي بسته، به تدريج تبديل به ذغال مي شوند.

* ذغالي كه از ضايعات چوب به دست مي ايد براي مصارفي چون منقل كباب پزي و قليان و همچنين در بخاري هاي ذغالي و ... استفاده دارد.

در حال حاضر در ايران و ساير كشورها از دو روش جهت توليد ذغال از ضايعات چوب استفاده مي شود.

  • روش سنتي: چوب را در داخل كوره اي در بسته قرار مي دهند و سپس آتش مي زنند و پس از تبديل شدن چوب ها به ذغال ، ذغالها جمع آوري شده و مصرف مي شوند.

  • ب-در روش مكانيزه , روند توليد به اين صورت مي باشد كه ,ابتدا خرده چوب ها توسط دستگاه خرد كن به قطعات كوچك تبديل مي شوند سپس با تسمه نقاله به داخل كوره هاي پخت انتقال مي يابند پس از تبديل شدن به ذغال، انها را آسياب كرده و وارد حوضچه هاي شستشو مي كنند. پس از شستشو، انها را آسياب كرده و خشك مي كنند. پس از خشك شدن با صمغ گياهي(صمغ عربي) مخلوط شده و قالب گيري مي شوند و سپس توسط پرس , فشرده مي شوند .بعد از انجام مرحله پرس قطعات توسط دستگاه برش به اندازه ها, و اشكال دلخواه برش مي خورند.

نمودار فرايند توليد ذغال چوب بريكت به روش مكانيزه:

نقاط قوت و ضعف تكنولوژي هاي مرسوم در فرآيند توليد (به صورت اجمالي) :

  • مزاياي توليد ذغال چوب به روش مكانيزه نسبت به سنتي اين مي باشد كه در روش مكانيزه در صد ضايعات كاهش پيدا ميكند.

  • با توجه به اينكه ذغال توليدي آسياب مي شود، در نتيجه چوبهاي نيمه سوخته و يا ذغال هاي بي كيفيت قبل از اينكه به سمت آسياب برده شوند در قسمت بازرسي كيفي شناسايي شده و برداشته مي شوند.

  • همچنين در روش قديمي سنتي، صمغ چوب در ذغال توليدي از ذغال جداسازي نمي شود در نتيجه در كيفيت ذغال چوب تاثير گذار بوده ليكن در روش توليد ذغال قالبي، صمغ درختان قبل از اتمام پروسه توليد ذغال تصفيه مي شود و يا با شستشو صمغ چوب را از ذغال چوب جدا مي كنند