Древесный уголь: как сделать своими руками в домашних условиях

Пришла весна, а вместе с ней и пора шашлыков. Но что нужно для приготовления вкусного блюда на свежем воздухе?! Конечно продукты! Но нельзя обойтись и без топлива для костра, ведь ароматный запах дымка – это 50 % успеха. Можно взять фруктовые дрова или любые другие, оставшиеся с прошлого сезона. Но лучше всего использовать древесный уголь. У него и расход небольшой, и жар стабильный. Сейчас продается огромное количество подобного сырья, но мы ведь с вами экономные хозяева?! Поэтому я решил написать о том, как сделать древесный уголь своими руками в домашних условиях.

Подготовка материала

Уголь не от каждой деревяшки можно использовать для приготовления пищи. Это фруктовые деревья (груша, яблоня вишня), лиственные деревья (ольха, дуб, клён) и распространённая берёза. Совсем не подходят хвойные породы. Такое сырьё содержит смолы (это испортит вкус мяса).

Строительные обрезки для изготовления угля для мангалов не используются: пропитки и клеи при сгорании оставят канцерогенные вещества в угле.

Берёза – не самый лучший вариант, но дерево распространённое. Уголь получается чуть жарче чем надо. Хотя, зная такую особенность, можно приноровиться и делать классный шашлык.

Второе требование – сухие дрова. Для пиролиза влага вредна. В промышленном производстве сырьё сушат в специальных печах газами до 150 °С, а при выжиге «для себя» нужно или дать дровам просохнуть или взять сушину.

Гнилое дерево на уголь не пережигается.

Кора ухудшает качество угля и по возможности её нужно удалить с дров.

Сфера применения

Древесный уголь используется в промышленности в следующих целях:

• для применения в составе фильтров;
• для плавки кристаллического кремния;
• для использования в металлургии (насыщение стали углеродом, получение чистых сплавов);
• для производства стекла, некоторых видов пластмасс, красок;
• для изготовления натурального красителя для пищевой промышленности;
• для изготовления активированного угля;
• для использования в сельском хозяйстве;
• для применения в качестве удобного бытового топлива для печей, каминов, мангалов.

При сжигании в печах и каминах данный вид топлива сгорает практически без языков пламени, обеспечивая ровный и интенсивный жар. Наиболее высоко ценится продукт марки А, который изготавливается из твердых пород древесины.

Важно! Если древесный уголь используется в помещении (для отопления или приготовления пищи), то разжигать его рекомендуется без применения химических средств для растопки. Это позволит избежать появления неприятного запаха и падания в пищу вредных веществ. Розжиг углей в таком случае ведется с использованием бумаги и сухих лучинок.

Выжег древесного угля

Суть процесса в том, чтобы древесина сгорела не до конца.

При нагреве сырья с ограничением доступа кислорода остаётся углеродный каркас, повторяющий древесину. Такой процесс называется пиролизом. Рабочей температурой пиролиза древесины будет 350 °С. Целлюлоза при пиролизе подвергается термической деструкции, результатом которой становится образование угля и пиролизных газов.

Большое количество пор способствует быстрому горению древесного угля.

Массовая доля углерода в древесном угле составляет 50%.

Выжигайте уголь вдали от построек и лесопосадок. Соблюдайте правила пожарной безопасности.

Приготовить уголь для мангала можно несколькими способами.

Свойства

Полезные свойства этого топлива определяются несколькими показателями. Прежде всего, они определяются температурой горения древесного угля. Так прессованное топливо активно используется при плавке чугуна и стали. Достигая высокой температуры горения во время плавления (свыше 1350 градусов), химический состав древесного угля выступает катализатором реакции в металле. В доменном производстве при выплавке чугуна сегодня доля использования топлива невелика, всего 7-8%, но при этом чугун получается самого высокого качества. Это достигается за счет свойств древесного угля – в нем не содержатся вещества, которые при нагреве образуют летучие газы, а при сгорании примеси веществ ухудшающие характеристики и структуру металла. Высокая плотность и удельный вес древесного угля, используемого в металлургии, позволяют сохранить однородность процесса плавки без применения дополнительных технологий.

Среди полезных свойств древесного угля выступает его высокая температура горения и длительное выделение тепла высокой температуры. Особенно ярко это демонстрируется при приготовлении блюд в мангале. После разжигания, топливо быстро достигает высокой температуры и поддерживает горение на протяжении нескольких часов.

Важным показателем для топлива выступает и такой показатель, как зольность. Согласно ГОСТ, высший класс древесного угля при сгорании имеет зольность от 2,5 до 3 %. Для бытовых нужд, обычно используется класс Б он подходит как для отопления так и для приготовления пищи. В отличие от высшего класса с более высокой температурой горения, использование углей класса Б, таит в себе меньше опасности, прежде всего из-за более низкой температуры горения – она примерно на 300 градусов ниже. Такая разница между температурой горения двух видов древесного угля связывается со структурой, размерами головней и типом приготовления топлива. Более высокая температура получается при сгорании углей из более плотных слоев древесины. К тому же хранение материала класса А, предусматривает возрастание до 20% наличия воды в объеме всей массы.

Важным показателем для древесного угля выступает однородность массы, так, в общей массе сорта А, фракции 25 и 12 мм должно быть не более 12% суммарно, в то же время головней в составе объема быть вообще не должно. При кустарном производстве древесного угля своими руками свойства определяются по цвету, размерам головней и количеству пыли. Считается, что чем крупнее фракция и насыщеннее его цвет, тем качество его выше. Во многом такой метод оправданный, поскольку косвенно указывает на химический состав топлива, и наличие в нем большого количества углерода. Более глубокий лабораторный химический анализ может показать наличие или отсутствие в его составе серы, фосфора, солей тяжелых металлов и отдельные соединения на основе смол. При лабораторном анализе проверяется и зольность материала. Для топлива высшего качества зольность составляет 2,5-3%, для среднего качества определяется 3,5-4%.

Плотность зависит от марки и типа древесины, из которого он сделан. Вес стандартного объема топлива в 1 куб. метр составляет:

• Из еловой древесины – 100-120 кг;
• Соснового – 130-140 кг;
• Березового – 175-185 кг;
• Букового – 187-195;
• Дубового – 200-215.

Сам по себе материал очень пористый, если брать отношение объема пор к общему объему вещества, то для березового угля она составит 72%, для елового 80%. Из-за этого удельная плотность древесного угля в зависимости от материала происхождения может быть:

• Елового – 0,26 гр/см3;
• Соснового – 0,29 гр/см3;
• Березового – 0,38 гр/см3;

Именно высокая пористость материала и требует при розжиге в мангале и барбекю особой осторожности. Прежде всего перед розжигом нужно обработать угли спиртосодержащей жидкостью, и дать немного времени для того, чтобы она впиталась и проникла как можно глубже в поры.

Еще один показатель топлива – теплоемкость зависит от температуры и влажности материала. Для сухого (с влажностью 7-15%) топлива средняя теплоемкость составляет 0,18 ккал/кг, для абсолютно сухого с влажностью 2-4% теплоемкость составляет 0,2 ккал/кг.

Теплотворная способность, то есть способность выделения тепла составляет при температуре 380-500 градусов около 7500-8170 ккал/кг.

Применение

Сегодня применение древесного угля в быту в основном сводится к трем основным сферам. Прежде всего, нужен уголь для мангала или барбекю, длительный период горения, отсутствие вредных составляющих дыма и равномерный жар позволяют использовать его как топливо.

Вторым важным моментом его использования является очистка воды и воздуха. Зачем нужен древесный уголь в фильтре кухонной вытяжки – все очень просто, он является отличным сорбентом, впитывающим в себя все продукты сгорания, пыль и копоть. Такие фильтры,устанавливаются в вытяжках циркуляционного типа.

Не менее интересное использование его в качестве фильтра для воды, он эффективен на стадии тонкой очистки, когда речь идет о химических реагентах и биологических загрязнителях.

Третий вид использования – это отопление и топливо для домашних мастерских. Высоко ценится топливо у тех, кто занимается гончарным и кузнечным ремеслом. Это просто незаменимый вид топлива для горна и печи для обжига.

Правда, при покупке, нужно обращать внимание на срок годности – чем дольше хранится материал, тем больше впитывает влаги и тем меньше его теплоотдача, при горении он может не выдавать нужной температуры.

В костре

Один из простейших способов, как сделать угли для мангала в домашних условиях. Потребуется только старое ведро с крышкой, или какая другая негорючая ёмкость.

1. Разожгите костёр. Не используя средств для розжига.
2. Дайте прогореть.
3. Крупные почти прогоревшие до углей головни кочергой или щипцами отправляйте в ведро и зарывайте крышкой. Под конец соберите угли и тоже добавьте в ведро.
4. Воздуха для горения будет недостаточно и тление прекратится. Пары часов обычно достаточно.

С опытом количество непрогоревших дров в вашем угле будет меньше.

В яме

Этот способ старый, можно сказать исторический.

1. Прежде всего, понадобится яма. Объём ямы определяет количество требуемого угля. Чтобы было удобно работать, дно не должно быть меньше окружности диаметром 0,8-1,0 метров. Ещё что следует учесть: делать яму в низине – плохая идея: она заполнится водой.
2. Итак, яма выкопана, стенки и дно утрамбованы.
3. Разожгите костёр в яме. И заполните яму на треть дровами. Дрова должны быть среднего размера.
4. Когда дрова почти прогорят, заполните угольную яму дровами до самых краёв.
5. Проследите чтобы все дрова занялись. И накройте яму листом железа, а щели присыпьте землёй.
6. Через пару дней можно снимать крышку и доставать уголь.

Будьте осторожны на краю ямы: уголь, сделанный своими руками, не стоит риска свалиться в яму с костром.

Выбор сырья

Оптимально подбирать для выжигания деревья твердых пород. Иногда советуют подбирать строго деревья одной породы. В таком случае удастся получить горение при одной температуре, и в результате получается однородный продукт хорошего качества. Однако в процессе работы часто случается так, что в производстве используется сырье разных пород. Это не проблема просто при заполнении вертикальной печи сначала делается закладка из твердых пород, а потом из мягкой древесины.

Сушка древесины

Сушка проводится в камере обжига при температуре 140-160 градусов. Применение более высокой температуры приводит к растрескиванию головней и как результат получение углей мелкой фракции. Сушка проводится в атмосфере дымовых газов и по окончании ее должна получиться древесина с влажностью 4-5%.

Пиролиз

Вторым этапом изготовления древесного угля выступает пиролиз. Этот этап состоит из сухой перегонки, когда для удаления всей оставшейся влаги температура поднимается до 150-300 градусов. По достижении 300-301 градусов начинается процесс экзотермического пиролиза. Древесина начинает изменять цвет, внутренняя температура растет, и в течение некоторого времени она превышает температуру в камере. В этот момент не требуется подача дополнительно тепла, поскольку начинается процесс испарения летучих веществ. По достижении 400 градусов древесина меняет окончательно цвет и становится черной. Очищенная при пиролизе древесина содержит 65-70% углерода.

Прокалка

По истечении некоторого времени, когда реакция начинает сходить на нет, температура начинает падать и возрастает риск самовоспламенения. Для того чтобы не допустить этого при промышленном производстве применяется прокалка – поддержание нужной температуры путем внешнего нагрева. Для этого извне емкость с древесиной дополнительно нагревают, вследствие этого доля нелетучего углерода повышается до 85-90%. Также путем регулирования внешнего нагрева осуществляется снижение температуры до отметки, когда самовозгорание уже невозможно, после этого начинается процесс остывания.

В бочке

Делая древесный уголь в домашних условиях хочется снизить риск. И этот способ как раз из таких.

Вам не потребуется яма. Вы замените её 200 литровой бочкой.

Есть два способа: с разницей снаружи или внутри бочки разводить костёр.

В любом случае поставьте бочку на 4-6 кирпичей, так чтобы она не касалась земли.

Первый способ: костёр внутри бочки.

Чтобы в бочке горели дрова в самом низу нужно пробить несколько отверстий. Некоторые советуют закрепить штуцер для шланга и нагнетать воздух на первом этапе (например, бытовым пылесосом), но это на ваше усмотрение.

1. Начать нужно с костра в бочке.
2. Когда костёр разгорится заполните бочку на треть дровами и дайте прогореть.
3. Заполните бочку дровами полностью. Когда все дрова займутся, закройте крышкой. Искусственный наддув, если он был, следует отключить.
4. Когда бочка остынет можно доставать уголь.

Второй способ: костёр вокруг бочки.

1. Бочку сразу набейте дровами и закройте крышкой.
2. Под бочкой разведите огонь и поддерживайте пока пиролиз не закончится. Если есть термометр, то интенсивность огня должна обеспечивать температуру 350 °С внутри. Без термометра придётся ориентироваться на глаз.
3. Следите за дымом из бочки. Сизый прозрачный дым говорит об окончании процесса. Потушите огонь и дайте бочке остыть 2 часа.

Если всё сделано правильно, то выжег дров в 200 литровой бочке займёт около 12 часов.

Когда открываете крышку берегите лицо: газы и угольная пыль могут воспламениться.

Самостоятельное изготовление

В магазинах продаются пакеты с готовым углём, но стоят они не дёшево. Самостоятельно можно изготовить достаточно большой объём топлива, минимизировав расходы.

Лучше всего подойдёт древесина твёрдых пород (получится уголь марки А):

• Берёза – даёт сильный жар и быструю теплоотдачу.
• Дуб – равномерный жар и долгий процесс горения.
• А также – бук, граб, вяз.

Хвойные породы + древесина из первого списка (марка Б):

• сосна;
• пихта;
• ель и др…

Марка В – мягкие породы:

• тополь;
• осина;
• ольха;
• ива;
• липа и т. д…

Рассмотрим два «кустарных» способа производства.

При постройке собственного дома мы сами можем планировать расположение помещений, но есть и некоторые нормы, которые должны выполняться согласно санитарным и строительным требованиям. Требования к котельной в частном доме должны выполняться неукоснительно, ведь от этого зависит безопасность жильцов. Какие нормы предполагает СНИП для котельной, читайте в статье.

Пошаговую инструкцию по изготовлению печи с теплообменником вы найдете тут.

В бочке

Требования к ёмкости:

• Размеры бочки будут зависеть от имеющегося количества сырья.
• Стенки обязательно должны быть толстыми.
• Бочку из-под нефтепродуктов нужно предварительно выжечь.
• Ёмкости из-под химикатов использовать не желательно.
• Должна быть крышка из негорючих материалов, плотно подходящая к бочке.

Последовательность работ:

1. В крышке делаются несколько небольших отверстий для выхода газов, но так, чтобы их можно было закрыть.
2. На листе металла из нескольких кирпичей складывается мини-печка.
3. Бочка водружается на кирпичи.
4. Она до верха наполняется древесным сырьём и накрывается крышкой.
5. Под ёмкостью, в кирпичах разводится костёр.
6. Когда бочка хорошо разогреется, из дров начнёт выходить газ.
7. Процесс пережигания идёт всё время, пока выходит газ и немного после этого – в целом около 2-3 часов.
8. Теперь костёр тушится, а отверстия в крышке закрываются.
9. На сутки-двое бочка оставляется в покое.

Метод удобен, обходится дёшево, но контролировать процесс сложно. На первых порах можно пережечь или не дожечь уголь. Следующий способ «в яме», более открыт, а значит, риск ошибок меньше.

В печи

Обычная домашняя печь может помочь вам сделать уголь для шашлыка.

1. Растопите печь, загрузите дрова.
2. Дождитесь, когда поленья разгорятся и превратятся в красные головёшки.
3. Переложите головни в керамическую или металлическую ёмкость с крышкой подходящего размера.
4. Закройте крышкой и вынесете из дома.
5. Когда остынет, можно проверять качество угля.

От тлеющих в закрытой ёмкости углей исходит угарный газ.

Маркировка продукции

При промышленном производстве нужно учитывать некоторые моменты. Перед фасовкой материал должен быть охлажден и расфасован (в зависимости от требований заказчика). В упаковочном листе или на самом пакете должна быть указана следующая информация:

• производитель;
• указано наименование продукта;
• информация о происхождении топлива;
• указан номер сертификата;
• вес нетто;
• должна быть информация о 4 классе пожарной опасности;
• указаны правила хранения и указания по применению.

Правила безопасности

В соответствии с техникой безопасности минимальный объем угля, который может быть подвержен самовозгоранию – 100 дециметров кубических. При работе с объемами, которые выше обозначенного необходимы меры по исключению самовозгорания сырья.

Недопустимо строго ограничить сырье от взаимодействия с окисляющими веществами. Также важно предотвратить накопление пыли из угля.

При производстве древесного угля необходимо придерживаться правил охраны труда Р О-00-97.

При перемещении готового сырья используют бочки из стали, мешки из бумаги, полипропилена. Хранят уголь на закрытых складских помещениях, особых емкостях, назначение которых – защитить сырье от попадания осадков. Перевозку осуществляют в упаковках, или просто насыпью в закрытых вагонах или грузовиках.