竹炭是將竹材置于炭窯中,在高溫下產(chǎn)生熱分解后得到的固體產(chǎn)物。
燒竹炭于燒木炭有許多相類似的地方,但是炭窯的式樣和燒炭的過程有著明顯的不同。一般分為竹炭干燥、竹材預(yù)炭化、竹材炭化、竹炭鍛燒和冷卻五個(gè)階段。
一、竹材干燥。利用燃料燃燒產(chǎn)生的熾熱煙氣進(jìn)行熏煙干燥,一般需一周左右時(shí)間。這時(shí),炭窯內(nèi)的溫度一般小于150℃,主要是去掉竹材中的水分,使竹材的形狀尺寸不容易改變。如果竹材的干燥與燒炭的過程分開進(jìn)行,需要另建竹材熏煙干燥窯。
二、竹材預(yù)炭化。這時(shí)炭窯內(nèi)的溫度150℃~270℃,竹材的受熱分解比較明顯,開始產(chǎn)生醋酸和焦油。
三、竹材炭化。這時(shí)炭窯內(nèi)的溫度270℃~360℃,竹材發(fā)生非常快的熱分解,產(chǎn)生大量的分解產(chǎn)物,是醋酸、焦油等天然高分子產(chǎn)物的主要階段。在這一階段內(nèi),由于竹材非常快的熱分解,放出大量的熱量。
四、竹炭鍛燒。這時(shí)炭窯內(nèi)的溫度360℃以上。在這一階段,隨著高溫的持續(xù)進(jìn)行,殘留在竹炭中的能揮發(fā)的物質(zhì)得到的排除,但產(chǎn)生的氣體冷凝液——竹醋液已經(jīng)很少。
竹炭煅燒時(shí)的最高溫度,要根據(jù)竹炭的用途來確定。一般來講,調(diào)濕用的竹炭,煅燒溫度600℃以上;水的凈化用炭、煮飯用炭、沐浴用炭,煅燒溫度700℃以上;電磁屏蔽和抗輻射用炭,煅燒溫度800℃~1000℃,甚至更高。
五、冷卻階段。將經(jīng)過煅燒的竹炭,在竹炭窯不漏氣的情況下,從最高的煅燒溫度逐步冷卻到50℃左右,然后就可以出炭。
燒制竹炭的竹炭窯,從目前來看有四種類型。
第一種是目前使用最多的內(nèi)熱瓢型土窯。這種炭窯可放5000~6000公斤毛竹?沙鲋裉700~900公斤。另外可收集400公斤左右的竹醋液。每窯的燒炭周期約為22天。這種窯高度高,尺寸大,窯內(nèi)上下溫度差別大,竹炭質(zhì)量均勻性比較差。第二代瓢型土窯的投產(chǎn)使這種情況得到了顯著的改善。這種炭窯投資小,每座大約為6000元。
第二種是內(nèi)熱臥式窯。這種炭窯可放1000多公斤的毛竹,出炭率約為20%;燒炭周期約8天,溫度約為800℃。由于窯的高度低,上下溫差小,竹炭的質(zhì)量比較均勻穩(wěn)定。
第三是外熱立式窯。這種窯有里外直立的金屬圓筒,燃燒產(chǎn)生的煙氣在內(nèi)外圓筒間的夾層內(nèi)流動(dòng),用以加熱放在內(nèi)圓筒里的竹材。燒炭的溫度不超過800℃,而且內(nèi)容有限,投資比較大,但是燒炭的周期短,出炭率高。
第四種是連續(xù)型立式窯。這種炭窯窯體高大,結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比以上三種復(fù)雜,需要比較大的投資。但是可以從窯頂連續(xù)加料,窯的底部連續(xù)出炭;燒炭周期短,只需2-3晝夜,因而產(chǎn)量大,適用于竹屑來燒炭。
竹醋液是用竹材燒炭的過程中,收集竹材在高溫分解中產(chǎn)生的氣體,并將這種氣體在常溫下冷卻得到的液體物質(zhì)。
竹醋液含有近300種天然高分子有機(jī)化合物,有有機(jī)酸類、醇類、酮類、醛類、酚類、酯類及微量的堿性成分等。竹醋液的收集應(yīng)當(dāng)在炭窯的煙囪口溫度為80℃~150℃之間進(jìn)行。為了得到純凈的竹醋液,在竹材燒炭的過程中,不適合使用也不應(yīng)當(dāng)使用木燃料。
從竹炭窯上收集的竹醋液是原液,可以通過沉淀、過濾、蒸餾的方法進(jìn)行精制,得到的品質(zhì)符合下列要求的純凈竹醋液。
密度:1.010~1.050kg/L
可溶焦油含量:<3%
灼熱殘?jiān)浚海?span lang="EN-US" style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; word-wrap: break-word; line-height: 25px; ">2%
色澤與透明度:淡黃色或明亮的茶色或茶褐色,清澈透明。
PH值:3.0~3.1
氣味:有竹醋液特有的煙熏氣味。
竹醋液的保存應(yīng)避免太陽光的直接照射,而且不適合保存在金屬容器內(nèi)。
竹炭、竹醋液的生產(chǎn)開創(chuàng)了竹材高效利用的新領(lǐng)域,投資小,工藝簡單,產(chǎn)品用途廣,經(jīng)濟(jì)效益好,有著廣闊的開發(fā)前景,將成為一個(gè)以竹炭、竹醋液生產(chǎn)為基礎(chǔ)的新型產(chǎn)業(yè)。