炭の山
木炭の山の断面

炭山または炭留めは、芝などで覆われた、木を丁寧に積み上げたものです。その中で火を焚いて木炭を作ります。炭山は炭焼き器によって管理されます。炭窯に似ていますが、炭窯は通常、石などの材料で作られた恒久的な構造物です。

歴史

古代から、木炭を作るのに木炭の山が使われてきました。木炭は天然の木材よりもはるかに軽いため、輸送が容易です。さらに、木炭はより多くの熱を発生します。そのため、木炭の生産は近世経済の重要な部分を占めていました。当時、木炭は鉄の製錬に必要な熱を発生できる唯一の燃料でした。18世紀後半には、製鉄所の炭焼き親方の職務は、木炭の供給を確保し、木炭焼き人とその助手を監督するだけでなく、木炭の伐採地 (コールホエ)、つまり木炭を生産するために使用される森林部分を頻繁に訪れることであったと記録されています。 [ 1 ]

1713年、無煙炭（石炭）から高炉に適したコークスを製造する方法が発明されました。それ以降、鉄生産量の増加にもかかわらず、高価な木炭の消費量は着実に減少しました。17世紀以降、ピッチ炉の使用が増加し、19世紀にはレトルト炉も導入されました。その結果、木炭の山は次第に減少しました。木炭の衰退は19世紀に始まり、無煙炭が木炭にほぼ取って代わり、後に都市ガスと電気も重要になりました。第二次世界大戦は木炭の需要を再び急増させました。当時、自動車も木材や木炭を動力源としていました。

今日では、木炭は特に経済的に重要な意味を持ちません。特に木炭製造時に発生する木質ガスの損失により、木材から得られる熱量は非常に低いからです。木炭燃焼は、伝統的な理由と、木炭の特定の用途にのみ利用されています。

手術

ビデオ、パート 1: 木炭の山の構築 (解説はドイツ語)
ビデオ、パート2：木炭の山の燃焼と片付け（解説はドイツ語）

木炭を作るには、水と木材の揮発性成分を蒸発させる必要があります。木炭の燃焼場所は、後で消火できるよう可能な限り水域の近くに設置されます。そこでは、主に1メートルほどの短い丸太を、中央の煙突（クアンデル）の周りに、ほぼ半球形または円錐形の山を作ります。丸太は、立てたり横にしたりして均等に積み上げられます。山の周囲には、灰と土でできた土塁（シュトゥッベウォール）が築かれることもあります。

その上に、乾燥したモミの枝、葉、干し草、藁、あるいは草、植物、苔などで気密性の高い屋根が作られる。最後に、中央の煙突を除いて、灰と木炭の破片（おそらく「カルム」または「ブルスク」、ドイツ語： Lösche、Stübbe、Stibbe、またはGestübe）と土を混ぜたもので気密に封じられる。次に、丸太と板でできた支柱が煙突の周囲に築かれる。そして、同じく封じられた煙突から点火される。

炭化が始まったことを示す確かな兆候は、いわゆる「ノッキング」と呼ばれる燃焼音である。高熱によって木材ガスが爆燃し、もし薪の覆いが強すぎると爆発につながる可能性がある。薪の上部と下部の表面に個別の穴が開けられており、それによって薪の中の火力が調節される。この覆いの下では、空気の出入りを注意深く調節しながら焼却が行われる。その際、可能な限り、薪全体を炭化温度まで加熱するのに絶対に必要な量以上の木材は燃えないようにする。薪は薪の中で燃えるのではなく、炭化しなければならない。小さな穴から空気が入り込むことで、火はつかない。しかし、それは大量の熱を発生し、水は蒸発し、タールは緑の屋根で凝結し、煙は黄白色で無臭になる。[ 2 ]薪の中でくすぶっている木材の熱によって、木材からすべての液体および揮発性有機化合物が煙として追い出される。

この段階での炭焼き職人の仕事は、木炭の山が消えたり、数日から数週間（木炭の山の大きさと天候による）空気が多すぎて燃え尽きたりしないようにすることです。そのために、通気孔を開けて塞ぎます。基本的に、熱した木から発生するガスと蒸気だけが燃えるようにします。煙とその色を観察することで、木炭焼き職人は空気が多すぎるか少なすぎるかを判断できます。出る煙の色は、炭化が完了したかどうかを示します。煙が白く濃い場合、木はまだ炭化していません。煙が薄く、ほぼ透明でわずかに青みがかっている場合、木は炭化しています。空気孔は、火を窯の下部にも引き込むために、ここでさらに下に移動します。通気孔が移動するたびに煙の色が変化し、窯は上から下まで炭化します。炭化が進むにつれて、窯はゆっくりと沈んでいきます。

炭化が完了すると、空気穴が詰まって火はすぐに消えます。[ 2 ]そして、炭の山はゆっくりと冷え始めます。密閉性を高めるために、炭の山に水をまき、木槌で固めることがよくあります。炭の山は、これで元の体積の約半分に縮んでいます。次に、蓋を開け、熊手、フォーク、シャベルで石炭を引き出し、広げて冷まします。残り火は水で消すか、灰で覆います。これが正しく行われないと、生成された炭は、高熱（発熱反応）で非常に短時間で燃えてしまいます。この過程で発生する熱は非常に大きいため、炭の山に近づくことは不可能です。ここで、石炭は少なくとも12時間冷却する必要があります。炭が小さすぎると、炭の山の中に残り、灰と混ざります。木質細胞の炭素骨格のみが残りますが、これはまだ木材の98％です。 100kgの広葉樹から約30kgの木炭が得られます。

木炭製造の過程では、木タール、木酢液、木精、木ガスなどの副産物が発生します。これらは炭化処理によって完全には利用されません。タール抽出と炭化処理を組み合わせる場合は、地面に小さな穴を掘るか、地面を粘土で覆い、タールを溝を通して炭化処理物から排出し、木酢液は鉄または銅で処理しました。パイプを貯留槽[ 3 ] [ 4 ]に導いたり、傾斜地に壁で支えられた杭を建てたりしました。

参考文献

  1. ^メズラー 1788、36ページ。
  2. ^ a b “ Der Kohlenmeiler ” (PDF) . 2016年5月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年10月5日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: bot: 元のURLステータス不明（リンク）(PDF; 1.25 MB)、750jahrewolfwil.ch、2016年8月14日閲覧。
  3. ^グスタフ・フェスター: Die Entwicklung der chemischen Technik. [化学工学の発展] M. Sändig (編)、ヴィースバーデン、1969 年、 ISBN 978-3-642-89671-2（再版）、188ページ。
  4. ^ Dieter Osteroth: Biomasse: Rückkehr zum ökologischen Gleichgewicht. [「バイオマス: 生態学的バランスへの回帰」] Springer、1992、 ISBN 978-3-642-77410-2、88ページ。

文学

  • カール・ハーゼル、エッケハルト・シュヴァルツ：Forstgeschichte。スタジアムとプラクシスのためのグランドリス。 2.、アクチュアリシエテ・オーフラージュ。ケッセル、レマーゲン、2002、ISBN 3-935638-26-4
  • リチャード・B・ヒルフ：『ヴァルト』。 Wald und Weidwerk in Geschichte und Gegenwart – Erster Teil [再版]。アウラ、ヴィーベルスハイム、2003、ISBN 3-494-01331-4
  • Hildebrandt, H.、Heuser-Hildebrandt, B. および Stumböck, M. (2001): Bestandsgeschichtliche und kulturlandschaftsgenetische Untersuchungen im Naturwaldreservat Stelzenbach、Forstamt Nassau、Revier Winden。 Mainzer Naturwissenschaftliches Archiv、Beiheft 25、83 S.、マインツ。
  • メズラー、ヨハン・ベンディクト (1788)。 「Staat- und Pflichtvorhaltung eines Kohlenmeisters bei einem Aisenwerk」[製鉄所の炭鉱長の国家および職業上の義務]。Forst und Jagdbliothek oder nüzliche Aufsäze、Bemerkungen und Verordnungen など、Forst-Jagd-Holz- und Floz-Wesen betreffend を実現します。シュトゥットガルト。総合林業雑誌の続編。パート1。
  • シーモア、ジョン（1984年）『忘れられた工芸』（アメリカ初版）ニューヨーク、ISBN 0394539567。
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