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竹子加工技术之竹炭和竹醋液的生产


竹炭是将竹材置于炭窑中,在高温下产生热分解后得到的固体产物。

烧竹炭于烧木炭有许多相类似的地方,但是炭窑的式样和烧炭的过程有着明显的不同。一般分为竹炭干燥、竹材预炭化、竹材炭化、竹炭煅烧和冷却五个阶段。

一、竹材干燥。利用燃料燃烧产生的炽热烟气进行熏烟干燥,一般需一周左右时间。这时,炭窑内的温度一般小于150℃,主要是去掉竹材中的水分,使竹材的形状尺寸不容易改变。如果竹材的干燥与烧炭的过程分开进行,需要另建竹材熏烟干燥窑。

二、竹材预炭化。这时炭窑内的温度150℃~270℃,竹材的受热分解比较明显,开始产生醋酸和焦油。

三、竹材炭化。这时炭窑内的温度270℃~360℃,竹材发生非常快的热分解,产生大量的分解产物,是醋酸、焦油等天然高分子产物的主要阶段。在这一阶段内,由于竹材非常快的热分解,放出大量的热量。

四、竹炭锻烧。这时炭窑内的温度360℃以上。在这一阶段,随着高温的持续进行,残留在竹炭中的能挥发的物质得到的排除,但产生的气体冷凝液——竹醋液已经很少。

竹炭煅烧时的最高温度,要根据竹炭的用途来确定。一般来讲,调湿用的竹炭,煅烧温度600℃以上;水的净化用炭、煮饭用炭、沐浴用炭,煅烧温度700℃以上;电磁屏蔽和抗辐射用炭,煅烧温度800℃~1000℃,甚至更高。

五、冷却阶段。将经过煅烧的竹炭,在竹炭窑不漏气的情况下,从最高的煅烧温度逐步冷却到50℃左右,然后就可以出炭。

烧制竹炭的竹炭窑,从目前来看有四种类型。

第一种是目前使用最多的内热瓢型土窑。这种炭窑可放5000~6000公斤毛竹。可出竹炭700~900公斤。另外可收集400公斤左右的竹醋液。每窑的烧炭周期约为22天。这种窑高度高,尺寸大,窑内上下温度差别大,竹炭质量均匀性比较差。第二代瓢型土窑的投产使这种情况得到了显著的改善。这种炭窑投资小,每座大约为6000元。

第二种是内热卧式窑。这种炭窑可放1000多公斤的毛竹,出炭率约为20%;烧炭周期约8天,温度约为800℃。由于窑的高度低,上下温差小,竹炭的质量比较均匀稳定。

第三是外热立式窑。这种窑有里外直立的金属圆筒,燃烧产生的烟气在内外圆筒间的夹层内流动,用以加热放在内圆筒里的竹材。烧炭的温度不超过800℃,而且内容有限,投资比较大,但是烧炭的周期短,出炭率高。

第四种是连续型立式窑。这种炭窑窑体高大,结构远比以上三种复杂,需要比较大的投资。但是可以从窑顶连续加料,窑的底部连续出炭;烧炭周期短,只需2-3昼夜,因而产量大,适用于竹屑来烧炭。

竹醋液是用竹材烧炭的过程中,收集竹材在高温分解中产生的气体,并将这种气体在常温下冷却得到的液体物质。

竹醋液含有近300种天然高分子有机化合物,有有机酸类、醇类、酮类、醛类、酚类、酯类及微量的碱性成分等。竹醋液的收集应当在炭窑的烟囱口温度为80℃~150℃之间进行。为了得到纯净的竹醋液,在竹材烧炭的过程中,不适合使用也不应当使用木燃料。

从竹炭窑上收集的竹醋液是原液,可以通过沉淀、过滤、蒸馏的方法进行精制,得到的品质符合下列要求的纯净竹醋液。

密度:1.010~1.050kg/L

可溶焦油含量:<3%

灼热残渣含量:<2%

色泽与透明度:淡黄色或明亮的茶色或茶褐色,清澈透明。

PH值:3.0~3.1

气味:有竹醋液特有的烟熏气味。

竹醋液的保存应避免太阳光的直接照射,而且不适合保存在金属容器内。

竹炭、竹醋液的生产开创了竹材高效利用的新领域,投资小,工艺简单,产品用途广,经济效益好,有着广阔的开发前景,将成为一个以竹炭、竹醋液生产为基础的新型产业。


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