Làm than củi từ gỗ cứng — Nhiệt phân trong lò hố đất

Nhiệt phân là sự phân hủy nhiệt của vật liệu hữu cơ trong điều kiện không có oxy. Khi gỗ được nung nóng trên 280°C mà không có không khí, các hợp chất dễ bay hơi (nước, hắc ín, axit axetic, metanol) bay hơi, để lại gần như carbon nguyên chất — than củi. Than củi vẫn giữ được cấu trúc tế bào của gỗ nhưng chỉ nặng bằng 20-25% so với ban đầu.

Gỗ cứng là loại tốt nhất để làm than củi: sồi, dẻ gai, phong, bạch dương, hickory. Chúng tạo ra than củi đặc, cháy lâu. Gỗ mềm (thông, vân sam) tạo ra than củi nhẹ hơn, cháy nhanh và dễ vỡ vụn hơn. Gỗ nên được phơi khô tự nhiên (để khô trong không khí từ 6 tháng trở lên) — gỗ tươi lãng phí năng lượng để làm bay hơi nước.

Chẻ khúc gỗ thành các mảnh có đường kính tương tự (8-12 cm) và chiều dài (50-70 cm). Các mảnh đồng đều sẽ carbon hóa với tốc độ như nhau. Những mảnh quá dày sẽ có lõi gỗ chưa được carbon hóa. Những mảnh quá mỏng sẽ biến thành tro. Nếu có thể, hãy bóc vỏ — vỏ tạo ra nhiều khói và tro thừa.

Đào một hố sâu 1 mét, rộng 1,5 mét và dài 2 mét. Đất nên là đất sét hoặc đất thịt pha — đất cát để quá nhiều không khí lọt vào. Hãy để đất đã đào thành một đống bên cạnh hố — bạn sẽ dùng nó để bịt lò nung. Chọn vị trí cách xa cây cối (rễ cây có thể bắt lửa dưới lòng đất).

Đặt một lớp củi mồi xuống đáy hố. Xếp gỗ đã chẻ thật chặt trong hố — đứng thẳng hoặc nghiêng một góc 45°. Xếp các khúc gỗ sát nhau nhất có thể để giảm thiểu khe hở không khí. Xếp càng chặt thì càng ít gỗ bị cháy thành tro và càng nhiều gỗ chuyển thành than củi. Đổ đầy đến khoảng 30 cm trên mặt đất (gỗ sẽ lún xuống).

Đốt mồi và củi nhỏ ở phía trên cùng của chồng củi. Để lửa cháy tự do trong 30-60 phút cho đến khi hình thành một lớp than hồng đều khắp bề mặt. Lửa sẽ cháy dần xuống phía dưới chồng củi. Cách đốt từ trên xuống này đảm bảo khí dễ bay hơi từ các thanh củi phía dưới đi qua vùng nhiệt phía trên và bốc cháy.

Khi phần trên đã cháy tốt, hãy đặt các cành cây xanh tươi hoặc rơm ướt lên trên hố như một lớp ngăn cách. Điều này ngăn lớp đất phủ rơi xuống lửa và làm nó bị ngạt. Vật liệu xanh sẽ cháy sém tại chỗ và trở thành một phần của lớp phong kín.

Xúc đất đã đào phủ lên các cành cây xanh để tạo thành một lớp dày 10-15 cm. Lớp phủ này cắt đứt phần lớn nguồn cung cấp không khí, ngăn chặn quá trình đốt cháy và để quá trình nhiệt phân diễn ra. Chừa lại 2-3 lỗ thông hơi nhỏ (đường kính 5 cm) xung quanh các mép để kiểm soát luồng không khí.

Quan sát khói từ các lỗ thông khí. Màu sắc cho biết giai đoạn: khói trắng dày = nước đang bay hơi (4-6 giờ đầu), khói vàng/nâu = hắc ín và chất bay hơi đang được đẩy ra (6-18 giờ), khói xanh mỏng/trong suốt = quá trình than hóa gần hoàn tất (18-36 giờ). Đây là chỉ báo quan trọng nhất.

Nếu khói thoát ra nhiều từ một phía, hãy đóng lỗ thông gió đó và mở một lỗ ở phía đối diện để chuyển hướng nhiệt. Nếu ngọn lửa xuyên qua lớp đất phủ, hãy thêm đất ngay lập tức — ngọn lửa có nghĩa là không khí đang lọt vào và đốt cháy than của bạn thành tro. Mục tiêu là quá trình carbon hóa diễn ra chậm và đều.

Khi khói trở nên loãng và gần như không màu (sau 24-48 giờ tùy loại gỗ và kích thước hố), hãy bịt kín ALL lỗ thông khí bằng đất. Nén chặt. Việc này ngăn mọi luồng khí và để than nguội mà không cháy thêm. Không mở hố sớm — lượng oxy ùa vào sẽ làm than bốc cháy.

Hố đã đậy kín phải nguội hoàn toàn trước khi mở — ít nhất 24 giờ, tốt nhất là 48 giờ. Kiểm tra bằng cách đặt tay lên đất: nếu còn cảm thấy hơi ấm, hãy đợi lâu hơn. Mở hố còn nóng sẽ đưa oxy vào, làm than bốc cháy và đốt toàn bộ sản lượng thành tro.

Cẩn thận dùng xẻng loại bỏ lớp đất phủ. Than củi phải có màu đen, nhẹ, và phát ra tiếng vang khi gõ các mảnh vào nhau (tiếng 'keng' kim loại). Không được NOT có màu nâu (chưa cháy hết) hoặc màu xám trắng (cháy quá thành tro). Dự kiến năng suất khoảng 20-25% theo khối lượng: 100 kg gỗ sẽ tạo ra 20-25 kg than củi.

Phân tách thành ba loại: mảnh lớn (từ 8 cm trở lên, dùng cho rèn và nấu chảy kim loại), mảnh vừa (3-8 cm, dùng đa năng), và than vụn/bụi (dùng để cải tạo đất, lọc nước, hoặc tái sử dụng làm lớp than nền cho bếp nhiên liệu). Loại bỏ mọi khúc gỗ cháy dở — chúng vẫn còn chứa chất bay hơi và sẽ bốc khói khi đốt.

Bảo quản than củi ở nơi khô ráo, có mái che, trong các bao thoáng khí (bao vải bố hoặc giấy). Than củi có tính hút ẩm — nó hấp thụ hơi ẩm từ không khí, làm giảm hiệu suất cháy. Đặt than cách mặt đất trên pallet. Than củi được bảo quản tốt có thể dùng được vô thời hạn — các nhà khảo cổ đã tìm thấy than củi còn sử dụng được có tuổi hàng nghìn năm.