مقالات کشاورزی اندیشه سبز پارسی

" ذغال چوب 3" ؛

“ 3 Charcoal”

گردآوری و تدوین :

اسماعیل پورکاظم ؛ کارشناس ارشد زراعت ،

مدرّس مرکز آموزش کشاورزی گیلان

هزینه های عمومی تولید ذغال چوب :

میزان هزینه کوره های مختلف تولید ذغال چوب نسبتاً متفاوت هستند و حدوداً 60-25 دلار در تن تخمین زده می شوند. عمده ترین این مخارج عبارتند از :

1) بهای مواد خام (raw material)

2) هزینه های کارگری (labor costs)

3) سرمایه گذاری زیربنائی (original investment)

4) استهلاک (depreciation)

5) نگهداری سیستم (maintenance)

6) بیمه (insurance)

7) مالیات ها (taxes)

8) نظارت (supervision) (2).

کارشناسان مهمترین عامل کنترل هزینه های تولید ذغال چوب را فراهمی و دسترسی به مواد اوّلیه مورد نیاز سیستم ذغال سازی می دانند.

محاسبات نشان می دهند که حدوداً 5/2 "کورد" چوب با دانسیته متوسط برای تولید هر تن ذغال ضرورت دارد لذا بهای چوب ها بطور متوسط بیش از 50 درصد هزینه های تولید را تشکیل می دهد.

سودآوری مواد اولیه ای چون : تراشه ها (mill slabs) و زواید (edgings) چوب برای تهیّه ذغال نسبت به چوب های جنگلی حائز سودآوری بیشتری است و هزینه کمتری تا حدود 1/3 را می طلبد.

بررسی های اقتصادی بیانگر آن هستند که فعالیت های تولید ذغال چوب در واقع از سودآوری قابل توجهی برخوردار نمی باشند. با این حال اگر هزینه های انتقال ذغال تولیدی به بازارهای مصرف فزونی یابند آنگاه باعث افزایش هزینه های مصرفی و لاجرم بالا رفتن قیمت بازاری محصول خواهند شد، که در نهایت به کاهش مصرف ذغال چوب خواهد انجامید (2).

بطور کلی قیمت ذغال چوب در سطوح خُرده فروشی بویژه در حالت بسته بندی بسیار بالاتر از بهای عمده فروشی می باشد. امروزه تولید ذغال چوب قالبی به طول 3 اینچ و عرض ¾ اینچ در اکثر جوامع بسیار مطلوبیت دارد. همچنین بسته بندی ذغال های کلوخه ای درشت (burlap) در پاکت های کاغذی یا کرباسی و یا جعبه های مقوائی خواهان بسیاری یافته است.

این زمان ذغال های کلوخه ای را برای مصارف خانگی غالباً در پاکت های : 2 ، 4 ، 5 ، 10 یا 20 پوندی قرار می دهند درحالیکه بسته بندی تجاری و صنعتی آن در مقادیر 50 پوند انجام می گیرد.

هزینه بسته بندی هر تن ذغال چوب در حدود 15-10 دلار برآورد می شود. این قاعده در مورد ذغال چوب همانند سایر کالاها صدق می کند که بسته بندی مطلوب تر و جذاب تر می تواند بر میزان فروش و قیمت کالا بیفزاید.

بهای بازاری ذغال های تحویلی به کارخانجات تولید ذغال قالبی در حدود 50-35 دلار برای هر تن است(2).  

ذغال های کلوخه ای ریز (lump) را ابتدا می سایند سپس الک می کنند و متعاقباً پس از خشک کردن به شکل قالبی در می آورند. ذغال های قالبی تولیدی را با وسایل نقلیه مناسب به بازارهای مصرف حمل می کنند. همواره توصیه شده است که حداقل فاصله زمانی بین تولید و انتقال مراعات گردد (2).

مصارف تفریحی و تفننی (recreational) ذغال چوب عمدتاً فصلی هستند. اوج مصرف تفریحی ذغال چوب در ماه های گرم سال صورت می پذیرد. به همین دلیل است که اغلب تولید کنندگان ذغال به ذخیره سازی و انبار کردن آن در مواقع کاهش تقاضا مبادرت می ورزند.

ذغال چوب از قابلیت نگهداری به شکل توده ای بدون اینکه خساراتی را متحمل گردد، برخوردار می باشد ولیکن بهتر است نگهداری ذغال چوب تولیدی در انبارهای سرپوشیده و غیر از سطح خاک انجام پذیرد، تا از نزولات آسمانی و رطوبت زمین در امان بمانند (2).

بازاریابی ذغال چوب :

در صورتیکه عملیات ذغال سازی با موفقیّت پایان یابد، به واقع می توان محصول تولیدی را با بهاء و سود مناسب فروخت. بطور کلی هیچگونه الگوی معینی برای تولید و سودآوری ذغال چوب در جهان وجود ندارد لذا سودآوری آن معمولاً به عوامل زیر بستگی خواهد داشت :

1) هزینه های تولید (production costs)

2) تقاضای بازار (market demand)

3) فراهم سازی نهاده ها (return needed)

4) ملاحظات تولید و فروش (considered desirable) (2).

برای حفظ روند تولید ذغال چوب باید موارد زیر را رعایت نمود :

1) هزینه های معقولانه (reasonable costs)

2) ایجاد فرصت های سودآوری (improve opportunities)

3) هشیار به تحولات و نیازها (requires alert)

4) مدیریت بهینه تجارت (business management) (2).

با این وجود، شرایط تولید ذغال چوب و دسترسی به بازارهای مصرف از عوامل مهمّی هستند، که باعث سودآوری فعالیت و دوام آن می گردند.

یقیناً فقدان اطلاعات کافی در مورد بازاریابی محصول می تواند موجب تضعیف تولید کنندگان ذغال در ساماندهی روند تولید شود (2).

توزیع صنعتی و تفریحی ذغال چوب :    

تقریباً 1/3 تولیدات ذغال چوب داخلی ایالات متحده آمریکا از طریق کوره های کوچک حاصل می آیند زیرا ادوات تولید صنعتی ذغال چوب از ظرفیت های محدودی برخوردارند.

کارخانجات ذغال چوب بازیافتی دارای ظرفیت های بیشتری هستند و از موقعیت بالاتری بهره مندند. تولیدات اینگونه کارخانجات متقاضیان بیشتری دارند لذا از بهای بازاری با ثبات تری سود می برند.

به هر حال تمامی انواع ذغال های چوب دارای یک قیمت پایه (selling base) هستند، که توسط مظنه بازار تعیین می گردد.

قیمت های بازاری (market prices) برای ذغال های دارای مصارف تفریحی و تفننی از ثبات پایداری برخوردار نیستند و همواره از میزان مصرف و شرایط مناسب اقلیمی تبعیت می پذیرند.

میزان مصرف ذغال های چوب تعیین کننده تعداد فروشگاه های عرضه آنها نیز خواهند بود (2).

بسیاری از عمده فروشی های (wholesalers) ذغال چوب اقدام به خریداری مقادیر کلان و توده ای محصولات کوره ها می نمایند سپس کالای خریداری شده را به شکل های زیر عرضه می کنند :

1) بسته بندی و عرضه در فروشگاه های محلی (domestic markets) :

1-1) بهای بازارهای عمده فروشی ذغال چوب در حدود 75-55 دلار به ازای هر تن است.

2) فروش مجدد به کارخانجات تولید ذغال های قالبی (briquette plants) :

2-1) هر تن ذغال چوب قالبی به قیمتی در حدود 110-80 دلار به فروش می رسد (2).

 برخی تولیدکنندگان ذغال های چوب به سفارش بازرگانان به بسته بندی محصول تولیدی در محل استقرار کوره ها اقدام می کنند ولیکن ارزش چنین اقداماتی را بر بهای ذغال هایشان می افزایند (2).

ذغال هایی که پس از بسته بندی برای مقاصد خُرده فروشی در نظر گرفته می شوند، غالباً در مکان های زیر عرضه می گردند :

1) خواروبار فروشی ها (groceries)

2) ابزار فروشی ها (hardware stores)

3) فروشگاه های خود-یافت (auto-supply stores)

4) پمپ بنزین ها (gasoline stations)

5) فروشگاه های محله (department stores) (2).

بازار فروش ذغال های چوب عرصه رقابت فشرده ای است لذا تولیدکنندگان با اقدامات زیر سعی می کنند، تا گوی سبقت را از سایرین بربایند :

1) بسته بندی مناسب (well packaged)

2) کیفیت بالاتر (quality product)

3) سازماندهی خُرده فروش ها (organized retailers) (2).

تولید ذغال چوب های قالبی :

روند تولید ذغال چوب قالبی از ماحصل کوره های کوچک و بزرگ مداوماً توسعه می یابد. ابزارهایی که برای تهیّه ذغال چوب قالبی ضرورت دارند، بسیار اختصاصی هستند. هر واحد (unit) تولید ذغال چوب قالبی شامل بخش های زیر می باشد :

1) پودر کردن ذغال چوب های ریز

2) مخلوط کردن پودرهای ذغال خشک شده

3) مرطوب کردن پودرهای ذغال

4) قالب زدن پودرهای ذغال مرطوب شده

5) انتقال قالب های ذغال به انبار

6) خشک کردن قالب های ذغال (2).

ظرفیت واحدهای تولید ذغال چوب قالبی معمولاً در حدود 5/3-1 تن در هر ساعت است. دستگاه هایی که در واحدهای دارای ظرفیت های مختلف بکار می روند، کاملاً مشابه هستند و اختلافشان منحصراً در اندازه آنها می باشد (2).

دستگاه های لازم در واحدهای تولید ذغال قالبی عبارتند از :

1) دستگاه قالب زنی ذغال با تغذیه کننده پاروئی (briquette press & paddle feeder)

2) آسیاب چکشی (hammer mill)

3) تغذیه کننده ذغال با قیف قابل کنترل (charcoal feeder & surge hopper)

4) مخلوط کن پاروئی (paddle mixer)

5) گدازنده عمودی (vertical fluxer)

6) تغذیه کننده نشاسته یا پمپ (starch feeder or pump)

7) خشک کن قالب های ذغال (briquette drier)

8) دیگ بخار (boiler) به قدرت 30 اسب بخار برای ایجاد فشار 15 پوند بر هر اینچ مربع

9) نقاله ها (conveyors)

10) ساختمان (building) به عرض 60 فوت ، طول 120 فوت و ارتفاع 20 فوت (2).

تخمین زده می شود که میزان سرمایه گذاری برای واحدهای تولید ذغال قالبی با ظرفیت 1 تن در ساعت حدوداً 200-150 هزار دلار باشد ولیکن برای هر 1 تن افزایش ظرفیت فقط به 80 هزار دلار دیگر نیاز خواهد بود (2).

در هر شیفت کاری واحدهای تولید ذغال قالبی به 8 نفر کارگر به شرح زیر نیاز می باشد :

1) یک نفر سَر کارگر (foreman)

2) یک نفر اپراتور ماشین آلات (machine operator)

3) یک نفر مراقب شیفت شب (maintenance man)

4) یک نفر بسته بند (bagger)

5) سه نفر کارگر انبار (warehouse)

6) یک نفر برای امور متفرقه (miscellaneous) (2).

فرآیندهای ذغال کارخانه ای :

بطور کلی ذغال های چوبی که به صورت کلوخه های ریز (clump) و خاکریزه (fine) به کارخانه تولید ذغال قالبی می رسند، توسط نقاله های مارپیچی یا هلیسی (screw conveyors) به آسیاب چکشی (hammer mill) یا له کننده (crusher) می روند، تا به ذرات کوچکتر از 1/8 اینچ تبدیل گردند(2).

خاکه های ذغال چوب را به صورت مکانیکی یا پنوماتیک به مخلوط کن پاروئی که مستقیماً در زیر آن قرار دارد، منتقل می کنند. خاکه ها را به نسبت 5 درصد نشاسته ذرت یا سیب زمینی به عنوان ماده چسباننده (binder) و آب مخلوط می سازند. آنگاه مخلوط را برای روانسازی بیشتر به دستگاه "روانساز" (fluxer) هدایت می نمایند، تا برای تغذیه دستگاه پرس آماده گردد.

قالب های ذغال چوب پس از خروج از دستگاه پرس به حالت تر (wet) یا سبز (green) محسوب می شوند، که با نقاله تسمه ای (belt conveyor) به صورت یکنواخت و مداوم به بخش خشک کن فرستاده می شوند.

عمل خشک کردن ذغال های قالبی تازه و تر با دمای 275 درجه فارنهایت در حدود 4-3 ساعت به درازا می انجامد.

هزینه تهیّه هر تن ذغال قالبی تقریباً 25-20 دلار برآورد گردیده است (2).

توسعه تولید ذغال چوب قالبی :

کارخانجات تولید ذغال چوب قالبی برای دستیابی به صرفه اقتصادی باید 3-2 شیفت در شبانه روز فعالیت نمایند. آنها قادرند لااقل 10 تن در شبانه روز و یا 250 تن در ماه ذغال چوب قالبی تولید نمایند و برای این منظور به 600-550 "کورد" قطعات چوب سخت با اندازه های مختلف نیازمندند (2).

حمل و نقل ذغال چوب کارخانه ای :

پیشبینی های لازم برای انتقال ذغال چوب های تولیدی بویژه برای مسافات دور ضرورت دارند. باید در نظر داشت که حمل و نقل چنین کالاهایی ممکن است گاهاً با محدودیت هایی نیز مواجه باشد.

ذغال های چوب قبل از بسته بندی و آمادگی برای انبار کردن و یا حمل و نقل باید به خوبی سرد گردند، تا احتمال بروز آتشسوزی رفع شود.

اصولاً ذغال هایی که در انواع کوره ها حاصل شده اند، باید در مکان سرپوشیده ای خنک شوند. بنابراین پس از اینکه دریچه تخلیۀ کوره ذغال گشوده شد، ذغال ها را برای کمتر از 24 ساعت در معرض جریان هوا قرار می دهند سپس آنها را با وانت بارها یا واگن های باری به انبارهای مناسب انتقال می دهند. انتقال ذغال ها به کشتی های حمل بار باید حداقل 24 ساعت بعد صورت پذیرد.

از نمناک شدن ذغال های چوب در طی حمل و نقل باید جداً جلوگیری نمود (2).

باید دقت نمود که تمامی فعالیت های مشروحه زیر که برای تولید ذغال های کارخانه ای یا قالبی صورت می پذیرد، در شرایط ایمن و در معرض جریان هوا انجام گیرد سپس ذغال ها لااقل بعد از 5 ساعت بسته بندی و یا منتقل گردند. این فعالیت ها عبارتند از :

1) الک کردن (screening)

2) خُرد کردن (grounding)

3) له کردن (crushed)

4) پودر کردن (pulverized)

5) گرانوله کردن (granulated) (2).

مخاطرات فرآیند ذغال سازی :

در صورتیکه افروختن کوره ها به خوبی کنترل نشود، می تواند برای کارگران و محیط اطراف خسارتزا باشد. افراد غیر مسئول هیچگاه نباید اجازه یابند، تا در محوطه خطر کوره ها حاضر باشند، مگر اینکه بخوبی توجیه شوند و آموزش های اولیه را ببینند.

انتقال چوب ها، حمل دستی ذغال ها و برخی دیگر از امور مرتبط با فرآیند ذغال سازی می توانند باعث بروز صدماتی گردند لذا در نظر داشتن احتیاطات لازم ضرورت دارد.

کنترل حرارت کوره می تواند از میزان خسارتزائی فرآیند ذغال سازی بکاهد زیرا افزایش یا کاهش ناگهانی دما باعث افزایش یا کاهش جریان هوا می گردد و در نتیجه حفظ مطلوب فرآیند سوختن دشوار می گردد. برای جلوگیری از چنین مواردی بهتر است، از ابزار خاصی به نام "ترموکوپل" (thermocouple) بهره گرفت.

میله های فلزی که برای بهم زدن و یا تخلیه ذغال ها از درون کوره ها بکار می روند، غالباً به میزان زیادی گرم می شوند لذا کارگران باید دقت نمایند، که از دستکش های مناسب بهره گیرند.

در بسیاری از کوره ها از دودکش های متعددی استفاده می شود ولیکن پس از آغاز مرحله ذغال شدن باید برخی از آنها را با صفحات فلزی مسدود ساخت، تا بدین ترتیب بتوان ورود اکسیژن را کنترل نمود. به هر حال به سبب شدت حرارت و وزن سنگین درپوش ها باید مراقبت گردد تا از بروز صدمات و ضایعات جبران ناپذیر جلوگیری به عمل آید (2).

مکان یابی استقرار کوره های ذغال :

بواسطه اینکه از حضور آتش در تمامی مراحل تولید ذغال چوب استفاده می شود لذا کوره های ذغال را باید دور از ساختمان ها، بوته های گیاهان و سایر مواد اشتعالزا استقرار بخشید و یا اینکه در برچیدن مواد مذکور همّت گماشت.

بنابراین مکان استقرار کوره های ذغال باید از مناطق سکنی و تجمعات انسانی فاصله داشته باشد، تا دود حاصل از فرآیند ذغال سازی موجب آزار اشخاص نگردد بویژه اینکه دودها در برخی شرایط جوّی در سطح زمین باقی می مانند و انتشار می یابند.

اراضی مرتفع برای احداث کوره های ذغال سازی ارجحیت دارند زیرا جریان باد می تواند دودها را به لایه های فوقانی اتمسفر منتقل سازد.

دودهای فرآیند ذغال سازی را در صورت دسترسی به امکانات مدرن می توان توسط فیلترهایی تصفیه نمود و یا اینکه دودها را در دستگاه های احتراق (burner) سوزانید.

دسترسی به منابع آبی از ضروریات بهره برداری از کوره های ذغال می باشد. آب مورد نیاز را همچنین می توان از ذخیره سازی آب باران در مخازن فراهم ساخت و یا توسط تانکرها و لوله هایی از مناطق همجوار به مکان استقرار کوره ها انتقال داد. در اینگونه مواقع توصیه شده است، که یک شیلنگ مجهز به نازل (آبپاش) همواره آماده باشد. در چنین زمان هایی از پمپ های آب نیز می توان برای خاموش کردن آتشسوزی های احتمالی بهره گرفت.

محدودۀ عملیات ذغال سازی باید بخوبی محصور گردد و توسط تابلوهای هشدار دهنده مشخص شود.

کمک های اولیه ای نظیر : ماسک های ضد غبار باید در اختیار کارگران قرار گیرند (2).

ایمنی عملیات ذغال سازی :

در واقع به دلیل اینکه تولید ذغال چوب در کوره ها جزو عملیات ساده محسوب می شود، نباید ایمنی عملیات را از نظر دور داشت.

تبدیل چوب به ذغال دارای الگوهای مختلفی است، که عمدتاً بستگی به مقدار رطوبت چوب ها دارد.

یقیناً به مقادیر زیاد حرارت برای تبدیل چوب به ذغال نیاز می باشد لذا برای کاهش هزینه ایجاد اشتعال و گرما ضرورت دارد که چوب ها را در خارج از فصل ذغال سازی تدارک نمایند و آنها را برای خشک شدن تدریجی در معرض جریان هوا و تابش نور خورشید قرار دهند.

در صورتیکه چوب ها از رطوبت کمتری برخوردار باشند آنگاه می توان حرارت کوره ها را به تدریج افزایش داد زیرا بیشترین مقادیر حرارت برای تبدیل رطوبت چوب ها به بخار مصرف می گردد.

افزایش سریع حرارت در کوره ها به منظور تعجیل در خشک شدن چوب ها موجب خروج گازهای بیشتری می شود، که ممکن است کوره ها را به آتش بکشد و حتی منفجر سازد.

بررسی ها مؤید آن هستند که برای دستیابی به بالاترین میزان کارآیی تولید ذغال چوب با کمترین خطرپذیری باید رطوبت چوب های مصرفی در حدود 40-30 درصد باشد. در مواردی که رطوبت چوب ها بسیار بیشتر است و احتمال احتراق شدید منجر به جابجائی قوی هوا وجود دارد، بهتر است از کوره ها به شیوه "درب باز" (open-door method) استفاده شود. در چنین مواقعی نیز به دلیل احتمال تولید شعله های بلند بهتر است، کارگران با دقت بیشتری در اطراف کوره ها حضور یابند. در شیوۀ ذغال سازی کوره های "درب باز" باید کنترل گردد تا دمای ایجاد شده به ناگهان و شدیداً افزایش یا کاهش نیابد (2).

برای مشتعل ساختن چوب های داخل کوره ها معمولاً از مواد نفتی استفاده می شود ولیکن باید توجه داشت که مواد سریع الاشتعال زمانیکه بر روی چوب ها و یا کف کوره ها ریخته شوند، سریعاً تبخیر می گردند و گازهای حاصله در داخل کوره های مسدود تجمع می یابند و بر احتمال انفجار می افزایند. بنابراین هیچگاه نباید از بنزین (gasoline) و سایر مواد نفتی دارای نقطه اشتعال (flash-point) پائین بهره گرفت.

گاهاً شکاف هایی بر روی دیوارۀ کوره ها ایجاد می گردند، که آنها را می توان از طریق مشاهده فرار دودهای حاصله تشخیص داد. چنین شکاف هایی باید سریعاً ترمیم گردند. باید توجّه داشت که کمترین ورود و خروج ناخواستۀ هوا می تواند روند ذغال سازی را نامطلوب سازد (2).  

فندک هایی که برای مشتعل ساختن سوخت بکار می روند، نباید با تولید شعله و حرارت زیاد موجب انفجار ناگهانی سوخت مصرفی شوند و بدین ترتیب به ساختمان کوره آسیب برسانند (2).

گازهای داخل کوره های ذغال حتی پس از خنک شدن کوره ها بسیار سمّی و خطرناک هستند لذا نسبت به تهویه آنها باید سریعاً اقدام شود (2).

در مواقعی که از پاشش آب برای خنک کردن ذغال ها استفاده می شود و یا حمل و نقل ذغال ها به صورت دستی انجام می پذیرد، کارگران حتماً باید از ماسک استفاده کنند، تا مانع مخاطرات سلامتی آنان گردد (2).

انبارداری ذغال های چوب :

کاهش تقاضای بازار و یا وجود انبارهایی از ذغال چوب مازاد می توانند، باعث توقف موقتی فعالیت کوره ها گردند. دقت و مراقبت های لازم همواره باید در مورد انبارهای نگهداری ذغال های چوب به عمل آیند. گواینکه ذغال های خنک شده از پایداری و ایمنی لازم برخوردارند ولیکن در زمان جابجائی می توانند مخاطره آمیز باشند.

ذغال ها همچنین زمانیکه در مجاورت مواد مشتعل قرار گیرند، می توانند خطر آفرین باشند (2).

توصیه شده است که ذغال های چوب را قبل از انبار کردن به خوبی الک نمایند سپس ذغال های کلوخه ای و خُرده های آنها را به صورت مجزا و برای دوره های نسبتاً طولانی انبار کنند (2).

گاهاً "اشتعال خودبخودی" (self-ignition) در اثر افزایش دمای حاصل از فعالیت های شیمیایی در انبارهای ذغال چوب رُخ می دهد. این موضوع بویژه در زمان هایی به وقوع می پیوندد، که ذغال های داغ را به انبارها منتقل می سازند.

آتشسوزی ها همچنین می توانند در انبارهایی وقوع یابند، که ذغال ها را با پاشیدن آب سریعاً خنک نموده اند. توصیه شده است، که ذغال های تولیدی را قبل از انبار کردن به مدت 24 ساعت در معرض جریان هوا قرار دهند، تا به خوبی خنک گردند.

مکان های خنک کردن ذغال های چوب باید سرپوشیده باشند، تا از بارندگی ها مصون بمانند.

باید توجّه داشت که امکان اشتعال بسته های خُرده ذغال ها نسبت به پاکت های ذغال کلوخه ای بیشتر است(2).

عوامل مؤثر بر تولید و عملکرد ذغال چوب :

ارزش واقعی ذغال های چوب بر اساس معیارهای کمّی و کیفی آنها سنجیده می شود.

کمیّت ذغال های چوب را به صورت وزنی تعیین می کنند ولیکن بهای ذغال ها توسط عوامل دیگری نیز بیان می شوند نظیر :

الف) خصوصیات فیزیکی شامل :

الف-1) سختی (hardness)

الف-2) تُردی (brittleness)

الف-3) تراکم (density) (2).

ب) خصوصیات شیمیایی شامل :           

ب-1) مقدار کربن تثبیتی (amount of fixe carbon)

ب-2) خاکستر (ash)

ب-3) مواد تبخیر شونده (volatiles) (2).

اندازه گیری عملکرد ذغال های چوب :

مناسب ترین روش برای اندازه گیری عملکرد کوره های ذغال آن است، که وزن ذغال های چوب حاصله را بر وزن خشک چوب های مصرفی تقسیم نمایند و سپس آنرا در عدد 100 ضرب کنند، تا درصد چوب قابل تبدیل به ذغال حاصل آید (2).

درصد عملکرد ذغال های چوب عمدتاً بستگی به 4 عامل زیر دارد :

1) تراکم گونه های چوب (species density)

2) اندازه قطعات چوب (stick size)

3) فرُم چیدمان چوب ها (form)

4) رطوبت چوب ها (moisture content) (2).

مقدار رطوبت چوب ها باید حدواسط "چوب تر" (green wood) و "چوب خشک" (dry wood) یعنی در حدود 40-30 درصد باشد. ذغال های حاصله معمولاً دارای 4/2-3/2 درصد رطوبت هستند. البته ذغال هایی که با پاشیدن آب به مرحله خنک شدن می رسند، همواره دارای رطوبت بیشتری هستند و نمی توانند در محاسبات در نظر گرفته شوند (2).

برای اندازه گیری میزان رطوبت چوب ها از دستگاه "رطوبت سنج الکتریکی تجارتی" (CEMM) نیز بهره می گیرند. این دستگاه برای چوب هایی در محدودۀ رطوبتی 30-7 درصد به خوبی عمل می نماید.

در روشی دیگر به بریدن مقداری از چوب می پردازند آنگاه آنرا پس از وزن کردن توسط "آون" (oven) خشک می کنند و از فرمول زیر برای تعیین مقدار رطوبت یا M.C. (moisture content) بهره می برند:

100 × (وزن چوب خشک / وزن چوب خشک – وزن چوب تر) = M.C.

این عمل را می توان برای بخش های مختلف کلیه چوب هایی که در هر وهله استفاده می شوند، بکار گرفت سپس متوسط رطوبت موجود را محاسبه کرد (2).

مقدار رطوبت ذغال چوب :

مقدار رطوبت ذغال چوب را می توان همانند تعیین رطوبت چوب به طریق خشک کردن در "آون" انجام داد ولیکن حرارت خشک کردن نباید از 212 درجه فارنهایت (100 درجه سانتیگراد) فراتر رود.

برای این منظور ابتدا قطعه ای از ذغال چوب را که از کوره خارج نموده اند، وزن می کنند سپس آنرا در "آون" خشک می نمایند و پس از ثبت ارقام از طریق فرمول زیر محاسبه می نمایند (2):

100 × (مقدار رطوبت ذغال / وزن ذغال کوره ای) = درصد رطوبت ذغال

100 × (وزن چوب های خشک / وزن ذغال حاصله) = درصد تبدیل چوب به ذغال

کمیّت ذغال های چوب :

کمیّت چوب ها را همیشه از طریق وزن کردن به دست نمی آورند، بلکه ابتدا حجم آنها را بر اساس "کورد"  محاسبه می کنند سپس عدد حاصله را در وزن هر "کورد" ضرب می نمایند. دقت این روش به وضعیت گوناگونی چوب ها بستگی دارد (2).

میزان استاندارد "کورد" (cord) که در ایالات متحده آمریکا و کانادا پذیرفته شده است، حدوداً 8×4×4 فوت است. هر "کورد" مشتمل بر 128 فوت مربع (معادل 3/6 مترمکعب) از چوب ، پوست و زواید می باشد.

وزن هر "کورد" چوب به عوامل زیر بستگی دارد :

1) قطر ساقه ها (diameter)

2) شکل ساقه ها (form of the sticks)

3) تراکم  استقرار چوب ها (wood density)

4) گونه ها (species)

5) اندازه قطعات (size of sticks) (2).

عملکرد ذغال چوب از طریق وزن تخمینی تعداد "بوشل هایی" (bushels) که از هر "کورد" چوب به دست می آیند، حاصل می آید. بطور کلی هر "بوشل" ذغال چوب حاصل از هر "کورد" چوب های سخت و نرم به ترتیب : 20 و 18 پوند می باشند. هر "بوشل" معادل 35-32 لیتر محسوب می شود (2).

کیفیت ذغال های چوب :

مهمترین شاخصه های کیفی انواع ذغال چوب (کلوخه ای و قالبی) به شرح زیر می باشند :

1) رطوبت (moisture) در حدود 4-2 درصد

2) مواد تبخیر شونده (volatiles) در حدود 23-18 درصد

3) خاکستر (ash) در حدود 4-1 درصد

4) کربن تثبیتی (fixed carbon) در حدود 81-74 درصد (2).

ذغال هایی که نسبتاً دارای مواد تبخیر شوندۀ کمتر و مقادیر تثبیتی بیشتری هستند، معمولاً برای مصارف صنعتی مطلوب ترند. تولید اینگونه ذغال ها به دماهای بیشتر از معمول (950-850 درجه فارنهایت) نیازمندند. هر گاه میزان مواد تبخیر شونده ذغال های چوب بیش از 24 درصد باشد، در زمان سوختن به تولید دودهای بیشتری منجر می شوند، که مقبولیت آنرا برای مصارف تفریحی- تفننی (recreational) کاهش می دهد (2).

ویژگی های شیمیائی ذغال های چوب منحصراً از طریق دستگاه های آنالیز مشخص می شوند. برای تعیین مقادیر دقیق مواد تبخیر شوندۀ ذغال باید به انجام آزمایشات دقیق همّت گماشت ولیکن از طریق سوزاندن نمونه هایی از ذغال چوب و مشاهده میزان دود حاصله نیز تا حدودی می توان به موضوع پی برد(2).

انجام آزمایش سختی (rough-test) می تواند کیفیت ذغال تولیدی را نشان دهد. برای اینکار قطعه ای از آنرا بر روی سطح سفتی می اندازد، تا حلقه ای متالیک (metallic ring) ایجاد کند (2).

ذغال سازی سریع (rapid coaling) با درجه حرارت های زیاد معمولاً به شکل گیری ذغال های ترُد و شکننده ای منتهی می شود، که به سادگی به قطعات کوچک و ظریف شکسته می گردند (2).

گونه های مختلف چوب مصرفی در کوره ها دارای تأثیرات قابل توجهی بر کیفیت شیمیایی ذغال ها نیستند ولیکن خصوصیات فیزیکی ذغال ها از ساختار و تراکم چوب ها متأثر می گردند.

بعنوان مثال : چوب هایی که تراکم کمتری دارند، باعث تولید توده های (bulk) ذغال بزرگتری می گردند درحالیکه چوب های متراکم به تولید ذغال هایی می انجامند، که به سادگی خُرد (brittle) می شوند.

به هر حال باید توجه داشت که ذغال های کلوخه ای طی فرآیندهای مطلوب از چوب هایی با تراکم متوسط تا زیاد حاصل می گردند. آنها در اثر حمل و نقل به میزان کمتری می شکنند و خاکه های ذغال (dusts) کمتری تولید می کنند (2).

تأثیر شرایط عملیات بر عملکرد ذغال :

میزان عملکرد ذغال چوب از شیوۀ بارگذاری یا شارژ کوره (kiln charge) و همچنین شرایط ذغال سازی تأثیر می پذیرد.

کیفیت ذغال ها نیز با تغییر شرایط ذغال سازی دچار دگرگونی می شود (2).

تأثیر رطوبت چوب بر عملکرد ذغال :

میزان عملکرد ذغال چوب متأثر از مقدار رطوبت چوب مصرفی در روند کربونیزاسیون می باشد، بطوریکه :

الف) زمانیکه از چوب های تازه و خشک نشده برای پُر کردن کوره ها استفاده می شود، یقیناً از راندمان تولید ذغال کاسته می گردد.

ب ) بررسی ها نشان می دهند، که بکارگیری چوب های سخت با رطوبت 32 درصد به راندمان 30 درصدی تولید ذغال در کوره های 3 "کورد" می انجامد.

پ ) بررسی های دیگر با چوب های سخت دارای رطوبت 44 درصد به راندمان 27 درصدی منتهی گردیدند.

ت ) آزمایشات دیگری با چوب های سخت حائز رطوبت 47 درصد با راندمان ذغال سازی 25 درصدی خاتمه یافتند.

ث ) شش آزمایش دیگر که با چوب های گردوی آمریکائی یا "هیکوری" (hickory) و بلوط سفید (white oak) دارای رطوبت 36 درصد صورت پذیرفت، به راندمان تبدیل 33 درصدی دست یافت، یعنی بطور متوسط 910 پوند ذغال از هر "کورد" چوب حاصل گردید.

ج ) در آزمایش دهگانه ای که با چوب های دارای رطوبت 63 درصد صورت پذیرفت، به راندمان تولید ذغال 29 درصد دست یافتند، که بیانگر تولید 792 پوند ذغال چوب از هر "کورد" چوب بودند (2).

پژوهش ها همچنین مؤید آن بودند که تفاوت رطوبت چوب ها هیچگونه تأثیری بر کیفیت ذغال تولیدی نمی گذارد. این نتایج بیانگر آن هستند، که اگر از چوب های خشک یعنی قطع شدۀ پیشین (seasoned) و یا چوب های تر یعنی قطع شدۀ جدید (unseasoned) با درصد رطوبت های متفاوت برای ذغال سازی استفاده گردد، یقیناً تأثیرات مهمّی در عملیات مربوطه بوجود می آید و بیشترین تأثیر را بر کمیّت ذغال تولیدی خواهد داشت (2).

بطور کلی چوب های تر دارای راندمان ذغال سازی کمتری هستند ولیکن هزینه های حمل و نقل و انباشتن بیشتری را می طلبند. در الگوی ذغال سازی مبتنی بر رطوبت از 3 گروه چوب ها استفاده می گردد :

1) چوب های هوا-خشک (air-seasoned) با رطوبت 35-25 درصد که خواهان سیکل ذغال سازی کوتاه هستند.

2) چوب هایی با رطوبت 45-35 درصد که نیازمند سیکل ذغال سازی (coaling cycle) متوسط مدت می باشند.

3) چوب هایی با رطوبت بیش از 45 درصد که خواهان سیکل ذغال سازی طولانی خواهند بود (2).

چوب هایی با رطوبت کمتر از 20 درصد را می توان سریعاً به ذغال تبدیل کرد و از افزایش بیرویه حرارت جلوگیری نمود.

آزمایشاتی که در کوره هایی با حجم 3 و 7 "کورد" صورت پذیرفت، نشانداد که متوسط زمان ذغال سازی چوب های خشک در حدود 5-4 ساعت برای هر "کورد" است درحالیکه برای چوب های خشک نشده باید 5/8-5 ساعت برای هر "کورد" تلف نمود (2).

شارژ کوره ها با چوب های خشک نشده در قیاس با چوب های خشک نسبتاً دشوارتر است.

قطعات چوب نیمسوزی (brands) که در کف کوره ها در مواجهه با حرارت های پائین تر قرار می گیرند، معمولاً تا خاتمه فرآیند نیز به صورت یکنواخت و کامل (not charred) نمی سوزند.

بررسی ها نشاندادند که کوره های 7 "کورد" به 97 پوند نیمسوز در استفاده از چوب های بلوط خشک شده و 260 پوند نیمسوز در استفاده از چوب های بلوط خشک نشده به ازای هر کورد منجر می گردند.

در کوره های 3 کورد نیز 358 پوند نیمسوز از چوب های خشک شدۀ افرا و 481 پوند نیمسوز از چوب های خشک نشدۀ افرا برجا ماند.

البته این وزن ها شامل رطوبت های باقیمانده در چوب های نیمسوز نیز می باشند.

نسبت وزنی نیمسوزها به ذغال های تولیدی متأثر از حجم کوره ها و شیوه های ذغال سازی می باشند (2).

تأثیر گونه های چوب بر وزن شارژ کوره ها :

عملکرد ذغال چوب در کوره ها وابستگی مستقیمی به تراکم چوب های شارژ شده (wood charged) دارد. بعلاوه چوب های سنگین تر به عملکرد وزنی بیشتری منتهی می گردند. گونه های مختلف چوب از جمله بلوط و هیکوری دارای وزن خشک های متفاوتی به ازای هر فوت مکعب هستند (2).

"جدول7) وزن خشک گونه های مختلف چوب (2):"

"جدول8) رابطه وزن خشک چوب های مختلف با عملکرد ذغال (2):"

"ادامه این مطلب را می توانید در بخش چهارم مقاله مطالعه نمائید."