1:13 م المكتبة الزراعية الشاملة

 

كتاب : دراسة جدوى أولية لمشروع مصنع إنتاج الفحم المضغوط و تحقيق أرباح معتبرة

تم تصنيع الفحم النباتي منذ عصور ما قبل التاريخ. منذ حوالي 5300 عام ، لقي مسافر سيئ الحظ حتفه في جبال الألب التيرولية. في الآونة الأخيرة ، عندما تم انتشال جثته من نهر جليدي ، وجد العلماء أنه كان يحمل صندوقًا صغيرًا يحتوي على قطع من الخشب المتفحم ملفوفة بأوراق القيقب. لم يكن لدى الرجل أدوات لإشعال النار مثل الصوان ، لذلك يبدو أنه ربما حمل الفحم المشتعل بدلاً من ذلك. منذ ما يصل إلى 6000 عام ، كان الفحم هو الوقود المفضل لصهر النحاس. بعد اختراع الفرن العالي حوالي 1400 م ، تم استخدام الفحم على نطاق واسع في جميع أنحاء أوروبا لصهر الحديد. بحلول القرن الثامن عشر ، أدى استنفاد الغابات إلى تفضيل فحم الكوك (نوع من الفحم يعتمد على الفحم) كوقود بديل.

جعلت الغابات الوفيرة في شرق الولايات المتحدة الفحم وقودًا شائعًا ، خاصة للحدادة. كما تم استخدامه في غرب الولايات المتحدة خلال أواخر القرن التاسع عشر لاستخراج الفضة من الخام ، وتزويد السكك الحديدية بالوقود ، والتدفئة السكنية والتجارية. حدث انتقال الفحم من التدفئة والوقود الصناعي إلى مادة طهي ترفيهية حوالي عام 1920 عندما اخترع هنري فورد فحم حجري. لم ينجح فورد فقط في الاستفادة المربحة من نشارة الخشب والخشب المتولد في مصنع السيارات الخاص به ، ولكن عمله الجانبي شجع أيضًا على الاستخدام الترفيهي للسيارات في نزهات النزهة. تم بيع مشاوي الشواء و Ford Charcoal في وكلاء السيارات التابعين للشركة ، والتي خصص بعضها نصف مساحتها لأعمال لوازم الطهي.

تاريخياً ، كان الفحم يُنتَج عن طريق تكديس الخشب في كومة مخروطية الشكل وتغطيتها بالأوساخ أو العشب أو الرماد ، تاركاً فتحات سحب الهواء حول قاع الكومة ومنفذ مدخنة في الأعلى. اشتعلت النيران في الحطب وتركت تحترق ببطء ؛ ثم تم تغطية فتحات الهواء بحيث تبرد الكومة ببطء. في الأزمنة الحديثة ، تم استبدال حفرة الفحم ذات الاستخدام الواحد بحجر أو قرميد أو فرن خرساني يحتوي على 25-75 حبال من الخشب (1 سلك = 4 قدم × 4 قدم × 8 قدم). قد تحترق دفعة كبيرة لمدة ثلاثة إلى أربعة أسابيع وتستغرق من سبعة إلى عشرة أيام حتى تبرد. تولد طريقة إنتاج الفحم هذه كمية كبيرة من الدخان. في الواقع ، تنتقل التغييرات في لون إشارة الدخان إلى مراحل مختلفة من العملية. في البداية ، يشير لونها الأبيض إلى وجود بخار ، حيث يتم إخراج أبخرة الماء من الخشب. كمكونات خشبية أخرى مثل

تحترق الراتنجات والسكريات ، يصبح الدخان مصفرًا. أخيرًا ، يتغير الدخان إلى اللون الأزرق الناعم ، مما يشير إلى اكتمال التفحم ؛ هذا هو الوقت المناسب لإخماد النار وترك محتويات الفرن تبرد. تم تطوير طريقة بديلة لإنتاج الفحم في أوائل القرن العشرين من قبل أورين ستافورد ، الذي ساعد هنري فورد بعد ذلك في إنشاء أعماله الخاصة بالفحم الحجري. تسمى طريقة المعوجة ، وهي تتضمن تمرير الخشب عبر سلسلة من المواقد أو الأفران. إنها عملية مستمرة يدخل فيها الخشب باستمرار إلى أحد طرفي الفرن وتترك المادة المتفحمة من الطرف الآخر ؛ وعلى النقيض من ذلك ، فإن عملية الأفران التقليدية تحرق الأخشاب على دفعات منفصلة. عمليًا لا ينبعث أي دخان مرئي من معوجة ، لأنه يمكن معالجة المستوى الثابت للإخراج بفعالية باستخدام أجهزة التحكم في الانبعاثات مثل الحارق اللاحق.

مواد خام

قوالب الفحم النباتي مصنوعة من مكونين أساسيين (يشكلان حوالي 90٪ من المنتج النهائي) والعديد من المكونات الثانوية. أحد المكونات الأساسية ، المعروف باسم الفحم ، هو في الأساس الفحم التقليدي ، كما هو موضح أعلاه. إنه مسؤول عن قدرة فحم حجري على الإضاءة بسهولة وإنتاج النكهة المرغوبة لدخان الخشب. أكثر المواد الخام المرغوبة لهذا المكون هي الأخشاب الصلبة مثل خشب الزان والبتولا والقيقب الصلب والجوز والبلوط. تستخدم بعض الشركات المصنعة أيضًا الأخشاب اللينة مثل الصنوبر أو مواد عضوية أخرى مثل نوى الفاكهة وقشور الجوز. المكون الأساسي الآخر ، الذي يستخدم لإنتاج نار عالية الحرارة وطويلة الأمد ، هو الفحم. يمكن استخدام أنواع مختلفة من الفحم ، تتراوح من الليغنيت شبه القاري إلى أنثراسايت. تشتمل المكونات الثانوية على عامل ربط (عادة نشا مصنوع من الذرة أو الميلو أو القمح) ، ومسرع (مثل النترات) ، وعامل تبييض الرماد (مثل الجير) لإعلام عامل الشواء في الفناء الخلفي عندما تكون قوالب الفحم جاهزة طهي الطعام.

تفحيم الخشب

1 (عملية مجمعة) يستغرق الأمر يومًا أو يومين لتحميل فرن خرساني بحجم نموذجي بحوالي 50 حبلاً من الخشب. عندما يبدأ الحريق ، تكون منافذ دخول الهواء وفتحات العادم مفتوحة بالكامل لسحب ما يكفي من الأكسجين لإشعال حريق ساخن. خلال فترة الاحتراق التي تدوم أسبوعًا ، يتم ضبط المنافذ والفتحات للحفاظ على درجة حرارة بين حوالي 840-950 درجة فهرنهايت (450-510 درجة مئوية). في نهاية فترة الحرق المرغوبة ، يتم إغلاق منافذ سحب الهواء ؛ يتم إغلاق فتحات العادم بعد ساعة أو ساعتين ، بعد توقف التدخين ، لتجنب تراكم الضغط داخل الفرن. بعد فترة تبريد مدتها أسبوعين ، يتم إفراغ الفرن ، ويتم طحن الخشب المكربن (الفحم).

2 (عملية مستمرة) حجم الخشب (مكسور إلى قطع ذات أبعاد مناسبة) في مطحنة المطرقة. حجم الجسيمات حوالي 0.1 بوصة (3 مم) أمر شائع ، على الرغم من أن الحجم الدقيق يعتمد على نوع الخشب المستخدم (على سبيل المثال ، اللحاء ، نشارة الخشب الجافة ، الخشب الرطب). يمر الخشب بعد ذلك عبر مجفف أسطواني كبير يقلل من محتواه الرطوبي بحوالي النصف (إلى حوالي 25٪). بعد ذلك ، يتم إدخاله في الجزء العلوي من الفرن متعدد المواقد (المعوجة).

خارجيًا ، تبدو المعوجة وكأنها صومعة فولاذية ، بارتفاع 40-50 قدمًا (12.2-15.2 مترًا) وقطرها 20-30 قدمًا (6.1-9.14 مترًا). في الداخل ، يحتوي على كومة من المواقد (ثلاثة إلى ستة ، حسب الطاقة الإنتاجية المطلوبة). الغرفة العلوية هي الموقد الأقل درجة حرارة ، بترتيب 525 درجة فهرنهايت (275 درجة مئوية) ، بينما تحترق الغرفة السفلية عند حوالي 1200 درجة فهرنهايت (650 درجة مئوية). الحرارة الخارجية ، من المواقد التي تعمل بالزيت أو الغاز ، مطلوبة فقط في مرحلتي البداية والنهاية للفرن ؛ في المستويات المتوسطة ، تحترق غازات الخشب المتطورة وتوفر حرارة كافية للحفاظ على مستويات درجة الحرارة المطلوبة.

داخل كل غرفة ، يتم تحريك الخشب بواسطة أذرع الرعاع الممتدة من عمود مركزي يمر عموديًا عبر المعوجة بأكملها. تضمن عملية التحريك البطيء هذه (1-2 دورة في الدقيقة) احتراقًا موحدًا وتحريك المواد عبر المعوجة. على مستويات بديلة ، تدفع أذرع الرعاع الخشب المحترق إما باتجاه حفرة حول العمود المركزي أو باتجاه الفتحات حول الحافة الخارجية للأرضية بحيث يمكن أن تسقط المادة إلى المستوى الأدنى التالي. عندما يخرج الفحم المشتعل من الحجرة النهائية ، يتم إخماده برذاذ الماء البارد. يمكن بعد ذلك استخدامه على الفور ، أو يمكن تخزينه في صومعة حتى يتم الاحتياج إليه. يمكن أن ينتج معوجة نموذجية ما يقرب من 5500 رطل (2.5 طن متري) من الفحم في الساعة.

تفحيم الفحم

3 يمكن أيضًا تفحيم درجات الفحم المنخفضة لاستخدامها في الفحم. يتم تجفيف الفحم المسحوق أولاً ثم تسخينه إلى حوالي 1100 درجة فهرنهايت (590 درجة مئوية) للتخلص من المكونات المتطايرة. بعد تبريده بالهواء ، يتم تخزينه لحين الحاجة إليه.

قولبة

4 يتم تغذية الفحم والمكونات الثانوية مثل مادة رابطة النشا بنسب مناسبة في خلاط مجداف ، حيث يتم مزجها جيدًا. في هذه المرحلة ، تحتوي المادة على حوالي 35٪ من المحتوى الرطوبي ، مما يمنحها قوامًا يشبه إلى حد ما التربة السطحية الرطبة.

5 يتم إسقاط المادة الممزوجة في مكبس يتكون من بكرتين متعارضتين تحتويان على مسافات بادئة بحجم فحم حجري. بسبب محتوى الرطوبة ، وعامل الربط ، ودرجة الحرارة (حوالي 105 درجة فهرنهايت أو 40 درجة مئوية) ، والضغط من البكرات ، فإن القوالب تحافظ على شكلها عندما تسقط من قاع المكبس.

6 تسقط القوالب على ناقل يحملها عبر مجفف أحادي المسار يسخنها إلى حوالي 275 درجة فهرنهايت (135 درجة مئوية) لمدة ثلاث إلى أربع ساعات ، مما يقلل محتواها من الرطوبة إلى حوالي 5٪. يمكن إنتاج القوالب بمعدل 2200 - 20000 رطل (1-9 طن متري) في الساعة. يتم تعبئة القوالب في أكياس على الفور أو تخزينها في صوامع انتظارًا لعملية التعبئة المجدولة التالية.

تكييس

7 في حالة إنتاج قوالب "خفيفة الوزن" ، يتم رش مذيب هيدروكربوني ورش على قوالب قبل التعبئة. 8 قوالب فحم حجري معبأة في مجموعة متنوعة من أحجام الأكياس ، تتراوح من 4-24 رطلاً. يتم تصنيع بعض العبوات الصغيرة الملائمة بحيث يمكن للمستهلك ببساطة إشعال النار في الكيس بأكمله دون إزالة القوالب أولاً...

-----------------

تنزيل الكتاب

----------------------

مشاركة