กระบวนการเผาถ่าน

เมื่อเผาด้วยอุณหภูมิความร้อน

• 100 องศา น้ำกลายเป็นไอ เริ่มระเหิด คลายน้ำออกมา
• 400 องศา เริ่มเป็นถ่าน
• 500 องศา ถ่านจะวัด ค่าความต้านทานจะวัดได้ 40 เมกะ โอห์ม ( MΩ ) ขึ้นไป
• 700 องศา ถ่านจะวัด ค่าความต้านทานจะวัดได้ 10,000 โอห์ม ( Ω ) ขึ้นไป
• 801 องศา ขึ้นไป เกลือจะหลอมเหลว
• 850 องศา ขึ้นไป เกลือจะเดือด
• 900 องศา ถ่านจะวัด ค่าความต้านทานจะวัดได้สูงกว่า 100 โอห์ม ( Ω ) ขึ้นไป แต่ไม่ต่ำกว่า 100 โอห์ม
• 1,000 องศา ขึ้นไป ถ่านจะวัด ค่าความต้านทานจะวัดได้ต่ำกว่า 100 โอห์ม ( Ω ) ลงมา แต่ไม่เกิดฃนกว่า 100 โอห์ม
• การวัดการนำไฟฟ้าของถ่านหลังจากเผาเสร็จแล้ว ยิ่งต้านทานต่ำยิ่งดี เช่นความต้านทานต่ำกว่า 10 โอห์ม ( Ω ) ลงมา ยิ่งแปลว่าถ่านกลายเป็นคาร์บอนบริสุทธิ์มากยิ่งขึ้น
• ถ่านจากไม้ไผ่จะดีกว่าไม้อื่น

 

น้ำส้มควันไม้

เก็บที่อุณหภูมิเตาที่ 150-400 องศา จะมีกรดน้ำส้ม ไม่เกิน 10-20% ที่เหลือ 80-90% เป็นน้ำมีฮอโมนที่เป็นประโยชน์กับการเจริญเติบโตของพืช ในร่างกายเหม็นตรงไหนฉีดตรงนั้น แก้รังแค

 

ถ่านธรรมดา ( Charcoal )

ใช้อุณหภูมิเฉลี่ย 300 – 600 องศาเซลเซียส

 

ถ่านไบโอชาร์ ( Biochar )

ใช้อุณหภูมิเฉลี่ย 300 – 600 องศาเซลเซียส ใช้วัตถุอินทรีย์จากธรรมชาติเป็นตัวผลิต เช่น ไม้ไผ่ ใบไม้ ต้นไม้ กะลามะพร้าว ซังข้าวโพด แกลบดิบ เป็นต้น เป็นถ่านเกรดต่ำสุด ใช้สำหรับบำรุงดิน

 

การเผาถ่านแบบไบโอชาร์ ( Biochar ) จะเน้นที่การผลิตใช้พลังงานสะอาด ไม่ใช้สารเคมี ส่วนใหญ่มักใช้กับการเผาบำรุงดินเกษตรอินทรีย์ เพื่อปรับปรุงคุณภาพดิน เป็นการเผาถ่านทั่วไปที่อุณหภูมิ 400 องศาขึ้นไป แต่ไม่เกิน 700 องศา

 

ถ่านปิ้ง – ย่าง ที่ปลอดภัย ( Green Charcoal )

ควรใช้ความร้อนในการเผาไหม้ 700 องศาเซลเซียสขึ้นไป เพื่อให้น้ำมันดิน หรือสารทาร์ ( Tar ) ถูกเผาไหม้จนหมดเหลือแต่ถ่านบริสุทธิ์

 

การเผาถ่านแบบ Green Charcoal

อาศัยหลักการ Carbonization ซึ่งเป็นกระบวนการสลายตัวของชีวมวลด้วยความร้อนในสภาพอับอากาศ แบ่งออกได้เป็น 4 ขั้นตอน คือ

ขั้นตอนที่ 1 การไล่ความชื้น

เป็นการให้ความร้อนแก่ชีวมวลที่อุณหภูมิห้องปกติ จนถึง 180 องศาเซลเซียส ช่วงนี้ชีวมวลจะคายน้ำที่ดูดซับอยู่ในช่องว่างระหว่างเซลล์ ( Free Water ) และน้ำที่อยู่ในผนังเซลล์ เป็นการเตรียมไม้สำหรับทำถ่าน ( Bound Water ) ควันที่ออกมาจะมีสีขาวปนน้ำเงินอ่อน ซึ่งจะมีแต่ไอน้ำ ไม่มีกลิ่นฉุนไม่แสบตาและจมูก

 

ขั้นตอนที่ 2 การไล่สารระเหิด

เป็นการให้ความร้อนแก่ชีวมวลที่อุณหภูมิประมาณ 180 – 270 องศาเซลเซียส ช่วงนี้เฮมิเซลลูโลส ( Hemicelluloses ) จะสลายตัวออกมาจนหมดที่อุณหภูมิประมาณ 270 องศาเซลเซียส เตาเผาถ่านที่ดีจะรักษาอุณหภูมิระดับนี้ไว้นานและใกล้เคียงกันทั่วทุกจุดของเตา ควันที่ออกมาในช่วงนี้ จะเริ่มมีสีจางๆ เจือปนอยู่ด้วย และจะมีก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ( CO ) ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ( CO2 ) กรดน้ำส้ม ( Acetic acid ) และเมทานอล ( Methanon ) เจือปนออกมากับควันด้วย แต่มีปริมาณต่ำมาก นำไปใช้ประโยชน์ไม่ได้

 

ขั้นตอนที่ 3 การเปลี่ยนชีวมวลเป็นถ่าน

อุณหภูมิจะอยู่ประมาณ 270 – 400 องศาเซลเซียส ช่วงนี้ชีวมวลสลายตัวด้วยตัวเองจากปฏิกิริยาคายความร้อน ( Exothermic Reaction ) อันเกิดจากความร้อนที่สะสมไว้ เซลลูโลสจะเริ่มสลายตัวอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิประมาณ 275 องศาเซลเซียส ควันที่ออกมาจะมีสีขาวปนเหลือง มีกลิ่นฉุนจัด สามารถติดไฟได้ การดักเก็บน้ำส้มควันไม้ที่มีคุณภาพจะทำได้ในช่วงนี้ ลิกิน ( Lignin ) จะเริ่มสลายตัว ที่อุณหภูมิประมาณ 310 องศาเซลเซียส จนถึงอุณหภูมิประมาณ 400 องศาเซลเซียส หลังจากกระบวนการนี้ชีวมวลจะกลายเป็นถ่านทั้งหมดแล้ว

 

ขั้นตอนที่ 4 การทำให้ถ่านบริสุทธิ์

แม้ว่าชีวมวลจะกลายเป็นถ่านแล้วที่อุณหภูมิประมาณ 400 องศาเซลเซียส แต่ยังคงมีน้ำมันดิน หรือสารทาร์ ( Tar ) ในปริมาณที่สูง เมื่อนำไปใช้ปิ้งย่าง น้ำมันดินที่เผาไหม้ในเตาถ่านจะเกิดเป็นสารประกอบ เบนโซไพรีน ( Benzopyrene ) และไดเบนซานทราเซน ( Dibenzanthracene ) ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็ง จึงยังเป็นถ่านที่มีคุณภาพต่ำควรอบถ่านต่อไปอีกระยะหนึ่ง ที่อุณหภูมิในช่วง 700 – 1,000 องศาเซลเซียส เพื่อไล่น้ำมันดินให้หมดไป

 

วงการแพทย์ยอมรับว่า สารทาร์ ( Tar ) คือสารก่อมะเร็งตัวหนึ่ง ถ่านที่นำมาเป็นเชื้อเพลิงในการ หุงหาอาหาร หรือใช้ถ่าน ปิ้ง ย่าง อาหาร จึงควรใช้ถ่านที่ผ่านกรรมวิธีการ ผลิตที่ทำให้ไม้กลายเป็นถ่านสมบูรณ์ที่สุด ปริมาณถ่าน ( Fixed carbon ) ไม่ต่ำกว่า 85% มีสารระเหยปะปนออกมาในขณะติดไฟน้อยที่สุด

 

ถ่านกัมมันต์ ( Activated Carbon )  

ถ่านกัมมันต์ ใช้ความร้อนในกระบวนการเผาที่ 600 – 1,200 องศาเซลเซียส

หลังจากเผาถ่านเสร็จแล้วจะเป็นขั้นตอนการนำไปกระตุ้น อาจจะใช้ไอน้ำ หรือสารเคมีเป็นตัวกระตุ้น ( Activated ) เพื่อให้เกิดรูพรุนเป็นจำนวนมากที่พื้นผิวของถ่านอีกครั้งหลังจากเผาเสร็จ จึงเรียกว่าถ่านกัมมันต์ หรือ Activated Carbon

วิธีการสังเกตุ สีของเปลวไฟขณะเผาบอกอุณหภูมิความร้อนแต่ละระดับ

คลิกเพิ่มเพื่อน! แจ้งเตือนบทความใหม่ก่อนใคร ฟรี!!

ดูข้อมูลเพิ่มเติม

• ถ่านกัมมันต์ ( Activated Carbon ) คืออะไร?
• การเผาถ่านบำรุงดิน ( Biochar )
• ข้อมูลสำคัญที่ควรรู้ก่อนออกแบบโคก หนอง นา โมเดล