مختلف طرق كربنة وتفحيم الخشب لإنتاج الفحم النباتي

أساليب كربنة الخشب

طرق كربنة الخشب لإنتاج الفحم النباتي

كربنة الخشب هي عملية تحويل الخشب أو المخلفات النباتية إلى فحم نباتي عن طريق الحرق في بيئة محدودة الأكسجين لاستعماله في المجالات الصناعية والغذائية والصحة والتجميل والاغذية. هناك عدة طرق تقليدية وحديثة لكربنة الخشب، وتختلف حسب الموارد المتاحة والاستخدام المطلوب. إليك أبرز الطرق:

 

1. طريقة الحفرة التقليدية لكربنة الخشب 

- الوصف: تُستخدم هذه الطريقة في المناطق الريفية القليلة السكان لتأثيرها البيئي السلبي وتُعد من أقدم الطرق.

- خطوات الانجاز:

  1. حفر حفرة في الأرض بعمق حوالي 1-2 متر.

  2. ترتيب الأخشاب بشكل متراص داخل الحفرة.

  3. إشعال النار من الأعلى مع تغطية الحفرة جزئيًا بالتراب أو الأوراق لتقليل الأكسجين.

  4. ترك الأخشاب تحترق ببطء لعدة أيام (3-7 أيام حسب الحجم).

  5. إزالة الغطاء بعد التأكد من اكتمال الكربنة وتبريد الفحم.

- المميزات الطريقة:

  - منخفضة التكلفة وسهلة التنفيذ.

  - لا تتطلب معدات متطورة.

- عيوبها:

  - غير فعالة من حيث كمية الفحم الناتج.

  - تنتج دخانًا كثيفًا قد يضر بالبيئة.

 

2. طريقة الكومة الأرضية (المكمورة) لانتاج الفحم النباتي

- الوصف: تُشبه طريقة الحفرة لكنها تتم فوق سطح الأرض وهل نفس تأثير  طريقة الحفرة.

- الخطوات:

  1. تكديس الأخشاب على شكل كومة مخروطية.

  2. تغطية الكومة بالتراب أو الرماد مع ترك فتحات صغيرة للتهوية.

  3. إشعال النار من الأسفل أو الأعلى.

  4. مراقبة العملية لضبط التهوية حتى تكتمل الكربنة (تستغرق أيامًا).

  5. تبريد الفحم وجمعه.

- المميزات:

  - مناسبة لإنتاج كميات متوسطة.

  - سهلة التطبيق في المناطق الزراعية.

- العيوب:

  - تحتاج إلى مراقبة مستمرة.

  - قد تتسبب في تلوث الهواء إذا لم تُدار جيدًا.

3. طريقة الأفران المعدنية (الأسطوانات) لكربنة الخشب

- الوصف: تُستخدم أفران معدنية محمولة أو ثابتة محكمة الإغلاق لضمان كربنة أكثر كفاءة.

- الخطوات المعتمدة:

  1. ملء الأسطوانة بالأخشاب المُجففة.

  2. إغلاق الأسطوانة مع ترك فتحات للتهوية أو أنابيب لتصريف الغازات.

  3. إشعال النار من الأسفل أو عبر مدخل مخصص.

  4. التحكم في تدفق الأكسجين لضمان الكربنة البطيئة.

  5. تبريد الفحم بعد انتهاء العملية (عادة خلال 24-48 ساعة).

- ميزاتها:

  - إنتاج فحم بجودة عالية.

  - تقليل الدخان والانبعاثات مقارنة بالطرق التقليدية.

- العيوب:

  - تكلفة الأفران المعدنية قد تكون مرتفعة.

  - تحتاج إلى خبرة لتشغيلها بكفاءة.

الافران الحديثة للتفحيم

 

4. طريقة الأفران الصناعية (أفران التقطير) لانتاج الفحم النباتي

- الوصف: تُستخدم في الإنتاج التجاري الكبير، وهي أفران متقدمة مصممة لتحقيق أقصى كفاءة واستفادة من المخرجات الثانوية وأقل تأثير بيئي ممكن.

- خطوات العمل:

  1. إدخال الأخشاب إلى غرفة الكربنة.

  2. تسخين الأخشاب باستخدام حرارة خارجية أو غازات متولدة من العملية.

  3. جمع المنتجات الثانوية مثل القطران والخل الخشبي.

  4. تبريد الفحم الناتج وتعبئته.

- المميزات:

  - كفاءة عالية وإنتاج كبير.

  - استغلال المنتجات الثانوية (مثل الغازات والزيوت).

  - تحكم دقيق في جودة الفحم.

- العيوب:

  - تكلفة إنشاء وصيانة عالية.

  - تتطلب بنية تحتية وطاقة كبيرة.

 

5. طريقة الكربنة الحديثة (البيوشار) للكربنة

- الوصف: تُركز هذه الطريقة على إنتاج الفحم الحيوي (البيوشار) الذي هو عبارة عن كربنة فحم النشارة أو بقايا الزراعات باستخدام تقنيات متقدمة هدفها دعم الزراعة المستدامة.

- الخطوات:

  1. استخدام مفاعلات حيوية (Pyrolysis Reactors) تعمل بدرجات حرارة مختلفة (300-700 مئوية).

  2. إدخال المواد النباتية المجففة (مثل قشور الذرة أو قش الأرز).

  3. التحكم في درجة الحرارة وتدفق الأكسجين لإنتاج فحم بمواصفات محددة.

  4. جمع الفحم وتبريده للاستخدام في الزراعة أو الصناعة.

- المميزات:

  - صديقة للبيئة وتدعم الاستدامة.

  - تنتج فحمًا عالي الجودة لتحسين التربة.

  - تقليل الانبعاثات الكربونية.

- العيوب:

  - تتطلب تقنيات متقدمة وتكاليف أولية مرتفعة.

 

👀 نصائح لكربنة الخشب بكفاءة

- اختيار الخشب المناسب: استخدم أخشابًا صلبة مثل البلوط أو الزان للحصول على فحم عالي الجودة.

- التجفيف المسبق: تأكد من أن الخشب جاف لتقليل الدخان وزيادة الكفاءة.

- السلامة: اتخذ احتياطات السلامة عند التعامل مع النار والحرارة.

- التهوية: تحكم في كمية الأكسجين لتجنب الاحتراق الكامل.

- إعادة تدوير المنتجات الثانوية: مثل الغازات أو القطران في الأفران الحديثة.

 

🙋 مقارنة سريعة بين طرق كربنة الخشب لانتاج الفحم النباتي:

 

الطريقة	الكفاءة	التكلفة	الجودة	التأثير البيئي
الحفرة التقليدية	منخفضة	منخفضة	متوسطة	مرتفع
الكومة الأرضية	متوسطة	منخفضة	متوسطة	متوسط
الأفران المعدنية	عالية	متوسطة	عالية	منخفض
الأفران الصناعية	مرتفعة	مرتفعة	عالية	منخفضة جدا
البيوشار الحديثة	مرتفعة	مرتفعة	ممتازة	صديق للبيئة

========================= ---------------------