Древесный уголь
Древесный уголь – продукция, образующаяся в результате термической обработки древесины. Этот материал обладает высокой пористостью и содержит большое количество углерода. Он легко вступает в реакцию горения с выделением тепловой энергии, обладает высоким КПД и безопасностью для здоровья человека. Данная продукция является экологически чистым источником топлива и активно используется в быту или промышленности.
Что такое древесный уголь
Уголь древесный является микропористым углеродистым продуктом. Химический состав материала представлен следующими элементами:
- углерод: от 80 до 90%;
- кислород: от 5 до 15%;
- фосфор: от 0,01 до 0,03%;
- водород: от 4 до 5%;
- зола: от 1 до 3%;
- летучие вещества (азот, сера): от 7 до 20%.
Химическая формула показывает, что этот материал имеет схожую с каменным углем структуру. Но в нем присутствует небольшое число элементов, не участвующих в реакциях горения. Процентное содержание различных веществ может изменяться при наличии влаги.
Получение древесного угля осуществляется посредством термообработки древесины. В химии этот процесс называется пиролизом. В процессе повышения температуры древесины большая часть влаги испаряется. При горении уменьшается процентное содержание фосфора, углерода и кислорода. В промышленных условиях данный продукт получают при помощи специального технического оборудования, что позволяет сохранять химический состав вещества.
Виды и сорта древесного угля
Выделяют 3 основные разновидности древесного угля:
- Черный: в нем присутствует повышенное количество нелетучего углерода, воды и золы. Он отличается высокой плотностью и прочностью.Этот вид угля подразделяется на 2 сорта: первый и высший. Они различаются по физическим свойствам. Материал создается при термообработке древесины дуба, ясеня, клена, бука, березы, граба и вяза.
- Красный: отличается высоким процентным содержанием золы. Производится из хвойных деревьев: сосна, ель, кедр, лиственница или пихта. Он имеет 2 сорта: первый и второй.
- Белый: создается из твердой древесины дуба, ясеня, клена, бука, березы, граба и вяза. Он не подразделяется на дополнительные сорта, но обладает предельными параметрами качества, указанными в ГОСТ 7657-84.
Эта классификация активно применяется российскими производителями. Она определяет нюансы изготовления материала в соответствии с его физическими или химическими свойствами. Иностранные производители редко используют данные стандарты производства. Мировые лидеры по поставкам этого материала, располагающиеся на территории Латинской Америки в производстве применяют только эвкалипт, не указанный в мировых или государственных стандартах.
ГОСТ 7657-84 Уголь древесный. Технические условия
Свойства древесного угля
Химический состав древесного угля определяется температурой пиролиза. От этого процесса зависит массовая доля кислорода, водорода и летучих веществ. Во время термической обработки вещества происходит уплотнение его структуры. Снижается доля O2 и H2, что приводит к уменьшению электрического сопротивления и повышению плотности вещества.
Наличие макрорадикалов (парамагнитных центров) в составе угля обуславливает его высокие реакционные способности при взаимодействии с кислородом. Во время этого процесса происходит реакция горения. В результате выделяются низкомолекулярные продукты, включая H2O. Особенности протекания реакции влияют на удельный вес образованного древесного угля. Его среднее значение составляет 210 г – 1 л.
Данное полезное ископаемое обладает следующими физическими характеристиками:
- плотность вещества: до 380 кг/м 2 ;
- удельная теплоемкость: до 1,21 кДж/(кг×К);
- электрическое сопротивление: до 0,5×10 9 Ом×см;
- теплопроводность: 0,058 Вт/(м×К);
- удельная теплота сгорания: 3,4×10 7 Дж/кг.
Древесный уголь представляет собой пористый материал с высоким содержанием углерода. Благодаря наличию пор он обладает сорбционными свойствами. Материал может поглощать ядовитые газы, воду и водяные пары. Благодаря наличию сорбционных свойств, вещество способно фильтровать спирты, аминокислоты и иные жидкие элементы.
Благодаря низкой зольности (до 3%), при горении данного вещества практически не образуются продукты сгорания, содержащие в себе различные химические элементы. По этой причине этот материал является одним из самых экологически чистых видов топлива и активно используется для приготовления пищевых продуктов в мангале, печи и ретортах.
Температура горения древесного угля равняется 1200—1300 °С, что позволяет применять это сырье при ковке металла в кузницах. Он располагает высокой теплопроводностью, что обеспечено низкой влажностью вещества. На этот показатель влияет температура горения древесного угля. Во время производства древесного угля своими руками или на промышленном оборудовании материал обугливается при нагревании до температуры горения. После окончания производственных циклов он приобретает блеск и синий оттенок.
Согласно ГОСТ 7657-84, это полезное ископаемое относится к малоопасным веществам (класс опасности: 4). Пыль, образующаяся во время горения материала, может оказать раздражающее воздействие на организм и вызвать заболевания органов дыхания. При неправильных условиях хранения и эксплуатации может загрязнять окружающую среду. Вещество обладает способностью к самовозгоранию.
Применение
Чаще всего древесный уголь используется в качестве органического топлива. При сгорании он выделяет большое количество теплоты, требуемой для приготовления мясных изделий в мангале для барбекю. Топливо для мангала образует стабильное пламя и не выделяет вредные газы в атмосферу во время горения. Также это полезное ископаемое применяется в быту для розжига домашних каминов. Этот материал не выделяет запахов и не загрязняет помещение.
Некоторые жители городов не знают, зачем нужен древесный уголь, если присутствуют альтернативные источники тепла. Преимуществом данного материала является его экологичность. Он не оказывает негативное воздействие на экологию или организм человека.
Существуют следующие сферы применения древесного угля в промышленных масштабах:
- Черная и цветная металлургия: уголь используется в качестве восстановителя что обусловлено большим содержанием углерода. Этот материал является одним из самых главных компонентов шихты, использующихся при выплавке чугуна и иных сплавов железа.
- Производство алюминия, чистого кремния для полупроводниковых устройств, стекол, хрустальных изделий, красок, пластмассовых полимеров и электродов.
- Сельское хозяйство: производство натуральных удобрений для культурных растений и кормовых смесей для рогатого скота и птиц.
- Приборостроение и полиграфическое производство: изготовление антикоррозийных порошков и смазок. В этих сферах применяется сырье из мягкой древесины. Смазочные материалы из этого вещества изготавливается при помощи смешивания угля с остаточной золой. Полученная смесь обрабатывается раствором из марганцевого калия и серной кислотой.
- Производство дымного пороха: используется продукт из древесины ольхи. Он легко воспламеняется, благодаря высокому содержанию углерода. Процентное содержание угля в дымном порохе составляет от 12% до 20%.
- Изготовление электроугольных изделий: во время технологического процесса полезное ископаемое смешивается с каменноугольной смолой. Данные детали применяются в двигателях, электрокарах и электровакуумном оборудовании.
- Фармацевтика и пищевая промышленность: производство активированного угля, предназначенного для удаления растворенных органических веществ. Он используется в качестве адсорбента на очистных станциях для фильтрации природных вод.
Применение древесного угля ограничено сроком годности материала. Он может храниться в течение 5 – 12 лет. Срок годности продукта зависит от условий хранения. Рекомендуется содержать материал в закрытых емкостях, под навесом. Хранить продукт необходимо при температуре 200 °С.
Технология процесса производства
В древности люди для изготовления угольного топлива использовали технологию углежжения. Они располагали дрова в специальных ямах и засыпали их землей, оставляя отверстия небольшого размера. После индустриальной революции процедура углежжения древесного угля стала проводиться при помощи автоматизированного оборудования, способного контролировать реакции карбонизации веществ и нагревания материала до температуры горения.
В промышленных условиях данный материал производится в небольшом количестве. Перед тем, как производить древесный уголь, нужно правильно выбрать сырье, приобрести специализированное оборудование и определить технологию изготовления. В промышленности используют 3 основных метода производства древесного угля:
Полученная продукция фасуется в мешки, брикетируется и маркируется. В ГОСТ 7657-84 описано, как делают древесный уголь на производстве. В нем приведено описание схем технологического процесса и указана точная информация о количестве температуры, требуемой для нагревания сырья.
Древесный уголь можно производить в домашних условиях, образуя кустарное производство. Чаще всего в качестве места для изготовления этого сырья выбирается приусадебный участок. Перед тем, как делать древесный уголь, нужно обустроить помещение в соответствии с правилами безопасности, выбрать технологию изготовления и оценить перспективы развития бизнес-проекта.
Выбор сырья
Согласно ГОСТ 24260-80 “Сырье для пиролиза и углежжения”, при создании древесного угля требуется древесина твердолиственных деревьев. К этой группе относятся береза, ясень, бук, клен, вяз и дуб. Также при изготовлении применяют хвойные породы деревьев: ель, сосна пихта, лиственница и кедр. В наименьшей степени применяются мягколиственная древесина: груша, яблоня, слива и тополь.
Источник статьи: http://lesoteka.com/izdeliya/drevesnyj-ugol
Технические условия (ТУ) на уголь древесный
Введение
Настоящие технические условия (ТУ) распространяются на уголь древесный (далее по тексту – уголь, продукция, продукт), предназначенный в качестве топлива для приготовления различных блюд из мяса, птицы и рыбы в мангалах, грилях и барбекю . Уголь древесный представляет собой твердый пористый высокоуглеродистый, крупнокусковой продукт, который образуется при пиролизе древесины. Продукция реализуется через розничную и оптовую торговые сети.
Пример условного обозначения продукции при заказе и (или) в других документах:
« Уголь древесный . 1,3; 2 кг и т.д. ».
Настоящие технические условия разработаны в соответствии с ГОСТ 2.114.
Перечень ссылочной документации приведен в Приложении А.
1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1 Продукция должна соответствовать требованиям настоящих технических условий и изготавливаться по технологической документации (регламенту), утвержденным в установленном порядке.
2 Основные параметры и характеристики
2.1 По физико-химическим показателям продукция должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 1
Наименование показателя | Характеристика |
Кажущаяся плотность, г/см 3 , не менее | 0,37 |
Массовая доля золы, %, не более | 3 |
Массовая доля нелетучего углерода, %, не менее | 78 |
Массовая доля воды, %, не более | 6 |
Массовая доля угля с зернами в местах погрузки, %, не более . * | 5 |
Массовая доля головней, %, не более | Отсутствие |
Масса 1 дм 3 угля, не менее | 210 |
*При транспортировании допускается увеличение массовой доли угля нормируемых фракций (размером менее 12мм.) не более чем на 0,8% на каждые 100 км пути.
3 Требования к сырью и материалам
3.1 Сырье, приобретаемое для изготовления продукции, должно соответствовать требованиям действующих нормативных и технических документов и обеспечивать изготовление продукции, соответствующей настоящим техническим условиям.
3.2 Для производства угля используется древесина любых пород.
3.3 Номенклатура материалов, используемых при изготовлении продукции, должна соответствовать установленной в нормативной документации.
3.4 Санитарно-гигиенические показатели применяемых материалов должны находиться в пределах допустимых норм, установленных «Едиными санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим требованиям к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)» от 28 мая 2010 года № 299.
3.5 При производстве продукции применяются отходы от деловой древесины (макушки деревьев, пни).
3.6 Все материалы и компоненты, применяемые для изготовления и упаковывания продукции, должны пройти входной контроль в соответствии с действующими на предприятии правилами, исходя из указаний ГОСТ 24297
4 Комплектность
4.1 Комплект поставки определяется по согласованию производителя и заказчика.
5 Маркировка
5.1 Маркировка продукции с учетом требований ГОСТ 28670.
5.2 На каждом изделии должна быть нанесена маркировка, включающая в себя следующие данные:
— наименование предприятия-изготовителя (поставщика) и (или) его товарный знак;
— условное обозначение продукции по настоящим техническим условиям;
— номер настоящих технических условий;
— меры предосторожности при обращении с продуктом;
— предупредительный знак в соответствии с ГОСТ 19433.
5.3 Потребительская тара должна быть оформлена этикеткой в соответствии с эталоном-образцом, согласованным в установленном порядке.
Этикетки должны быть приклеены прочно, без перекосов и морщин.
5.4 Маркировка, выносимая в товаросопроводительную документацию, должна содержать следующие сведения:
— наименование предприятия-изготовителя (поставщика) и (или) его товарный знак;
— условное обозначение изделия по настоящим техническим условиям;
— назначение изделия (по необходимости);
— номер партии (условное наименование);
— дату изготовления (месяц, год);
— обозначение настоящих ТУ.
Допускается приведение другой информации, включая рекламного характера.
5.5 Маркировка должна быть четкой, легко читаемой.
5.6 Транспортная маркировка – по ГОСТ 14192.
6 Упаковка
6.1 Упаковка продукции по ГОСТ 28670.
6.2 Упаковочные материалы должны соответствовать требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 005/2011 «О безопасности упаковки» и иметь декларации о соответствии ТР.
6.3 Продукцию фасуют массой нетто 1,3кг, 2 кг, 2,5кг, 3кг, 5кг, 10кг в полипропиленовые мешки.
6.4 Допуски веса на упаковках имеют следующие характеристики:
на уголь 1,3кг — +/- 1 20 гр,
6.5 Допускается по согласованию с потребителем применять другие виды потребительской тары, обеспечивающие сохранность продукции при транспортировании и хранении.
6.6 Перед упаковыванием продукции потребительскую тару проверяют на чистоту.
6.7 Допускается по согласованию с потребителем применять возвратную потребительскую тару(паллеты).
6.8 При упаковывании в бумажные мешки открытый конец мешка должен быть зашит машинным способом или застеплирован. Полиэтиленовые мешки должны быть заварены.
2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
1 Древесный уголь – горючее, пористое твердое вещество. Минимальная температура самовоспламенения 340 о С. Нижний концентрационный предел воспламенения древесноугольной пыли 128 г/м 3 .
Свежеприготовленный уголь в объемах более 100 дм 3 при обычных условиях склонен к самовозгоранию.
2 До отправки уголь должен быть стабилизирован для предотвращения самовозгорания.
3 Древесный уголь должен предохраняться от контакта с сильными окислителями. Не допускается скопление угольной пыли.
4 При загорании древесный уголь следует тушить водой или пеной.
5 Древесный уголь относится к 4 классу опасности – малоопасное вещество. Предельно допустимая концентрация аэрозоля древесного угля в воздухе рабочей зоны – 6 мг/м 3 по ГОСТ 12.1.005.
6 При работе с древесным углем должны соблюдаться правила безопасности для предприятий лесохимической промышленности.
7 Продукция не содержат материалов, представляющих опасность для здоровья человека в условиях хранения, транспортирования, применения.
8 Общие требования безопасности к технологическим процессам – по ГОСТ 12.3.002, ГОСТ 12.3.025, ГОСТ 12.1.012 и ГОСТ 12.2.003.
9 Для поддержания концентраций загрязнений воздуха в рабочей зоне в пределах норм ПДК, помещения должны быть оборудованы естественной или механической общей и, при необходимости, местной приточно-вытяжной вентиляцией по ГОСТ 12.4.021 и СНиП 41-01-2003.
Определение ПДК вредных веществ – согласно ГОСТ 12.1.005/ГН 2.2.5.1313 и ГОСТ 12.1.016; организация контроля – по СП 1.1.1058.
10 Все работы должны проводиться в соответствии с требованиями пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004.
Помещения должны быть оснащены средствами пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.
11 Требования к электробезопасности на производстве — по ГОСТ Р 12.1.019.
Для предотвращения образования зарядов статического электричества все элементы производственного оборудования должны быть заземлены.
Контроль требований электробезопасности — по ГОСТ 12.1.018.
12 К работе на технологическом оборудовании допускаются лица, достигшие 18 лет и прошедшие предварительный инструктаж.
13 Выполнение требований безопасности должно обеспечиваться соблюдением соответствующих утвержденных инструкций и правил по технике безопасности при осуществлении работ и эксплуатации производственного оборудования.
Все работающие должны пройти обучение безопасности труда по ГОСТ 12.0.004.
14 Работающие должны быть снабжены средствами индивидуальной защиты по ГОСТ 12.4.011. Спецодежда и обувь должны соответствовать требованиям ГОСТ 28507, ГОСТ 5007, ГОСТ Р 12.4.213, ГОСТ 27575 и ГОСТ 27574.
15 На рабочих местах должны быть обеспечены допустимые параметры микроклимата по СанПиН 2.2.4.548:
температура воздуха, ºС | 17-23 (в холодный период года); |
18-27 (в теплый период года); | |
влажность воздуха | 45-75 % |
16 Эквивалентный уровень звука в производственных помещениях должен быть не более 80 дБА в соответствии с требованиями СН 2.2.4/2.1.8.562.
3.ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
1 Процессы изготовления продукции должны исключать загрязнение воздуха, почвы и водоемов вредными веществами, перерабатываемыми материалами и отходами производства выше норм, утвержденных в установленном порядке.
2 Основным видом возможного опасного воздействия на окружающую среду является загрязнение атмосферного воздуха, почвы и вод в результате:
— неорганизованного захоронения отходов;
— произвольной свалки их в не предназначенных для этой цели местах.
3 Продукция и материалы, используемые при ее изготовлении, не должны представлять опасности для жизни, здоровья людей и окружающей среды как в процессе эксплуатации, так и после её окончания.
4 Отходы в процессе производства не образуются.
4. ПРАВИЛА ПРИЁМКИ
1 Правила приемки и методы отбора проб продукции согласно ГОСТ 5445 со следующими уточнениями.
2 От угля, транспортируемого насыпью, отбирают точечный пробы в начале, середине и конце 0,5 м от поверхности.
3 Объем выборки угля, упакованного в мешки, — 10% от партии
5. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
1 Отбор проб проводится согласно ГОСТ 5445.
2 Определение кажущейся плотности по ГОСТ 7657
3 Определение массо вой дол и золы по ГОСТ 5445.
4 Определение массо вой дол и нелетучего углерода по ГОСТ 5445.
5 Определение массо вой дол и воды по ГОСТ 5445
6 Определение массо вой дол и угля с зернами в местах погрузки по ГОСТ 7657.
7 Определение массо вой дол и головней по ГОСТ 7657.
8 Определение массы 1 дм 3 угля, не менее по ГОСТ 7657.
9 Упаковка, маркировка и комплектность проверяются визуально.
6. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ
1Продукцию транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.
2Продукцию в упакованном виде хранят в крытых складских помещениях, на открытой площадке под навесом.
3Общие правила транспортирования и хранения по ГОСТ 28670.
7. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ
1 Изготовитель гарантирует соответствие продукции требованиям настоящих технических условий при соблюдении потребителем правил транспортирования и хранения.
Источник статьи: http://xn——6kcbaeeywflm3c1andac1au8v.xn--p1ai/tekhnicheskie-usloviya-tu-na-ugol-drevesnyj