चारकोल एक शुद्ध कार्बन अपशिष्ट है जो पौधों की सामग्री से पानी निकालने की प्रक्रिया से उत्पन्न होता है ।
तैयार करने की विधि को विनाशकारी आसवन (हवा से अलग करके जलाना) कहा जाता है, इस विधि को अरबों के बीच मर्दुमाह कहा जाता है।
चारकोल और चारकोल में पादप ऊतकों की उपस्थिति यह दर्शाती है कि वे पादप मूल के हैं। लकड़ी को गर्म करके मनुष्य द्वारा चारकोल बनाया जाता है, और इसका काला रंग कार्बन की उपस्थिति के कारण होता है। तथ्य यह है कि लकड़ी का कोयला लकड़ी की तुलना में हल्का होता है, क्योंकि लकड़ी जब लकड़ी का कोयला में परिवर्तित हो जाती है तो पानी की मात्रा खो देती है और इसमें छिद्रों का प्रतिशत भी कम हो जाता है। बढ़ती है। लकड़ी जलाने पर निकलने वाले घने धुएं के लिए लकड़ी में मौजूद पानी भी जिम्मेदार होता है। तथ्य यह है कि कोयला चारकोल से भारी होता है, यह उन खनिज घटकों के कारण होता है जो चारकोल में पाए जाते हैं और चारकोल में नहीं पाए जाते हैं ।
लकड़ी का कोयला कैसे बनाये
लकड़ी का कोयला अशुद्ध कार्बन का दूसरा रूप है। लकड़ी को ढेर में इकट्ठा किया जाता है, गंदगी से ढक दिया जाता है और लगभग दस दिनों तक गर्म किया जाता है। हवा की थोड़ी मात्रा के प्रवेश के कारण लकड़ी के एक छोटे हिस्से को जलाकर तापन किया जाता है। यह जलता हुआ भाग शेष लकड़ी को गर्म करने और उसे कोयले में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा प्रदान करता है । लकड़ी को चारकोल में बदलने के लिए , कार्बनिक लकड़ी के यौगिकों (सेलूलोज़) में मौजूद ऑक्सीजन और हाइड्रोजन से छुटकारा पाना आवश्यक है। यह एक रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से किया जाता है जिसमें सेलूलोज़ से ऑक्सीजन और हाइड्रोजन को हटा दिया जाता है और यह एक नए कार्बनिक यौगिक में बदल जाता है जिसमें ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की थोड़ी मात्रा होती है, इसलिए इसमें कार्बन का प्रतिशत बढ़ जाता है।
लकड़ी को कार्बोनाइज्ड कैसे किया जाता है?
लकड़ी को ढेर में इकट्ठा किया जाता है, मिट्टी से ढक दिया जाता है और लगभग दस दिनों तक गर्म किया जाता है। हवा की थोड़ी मात्रा के प्रवेश के कारण लकड़ी के एक छोटे हिस्से को जलाकर तापन किया जाता है। यह जलता हुआ भाग शेष लकड़ी को गर्म करने और उसे कोयले में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा प्रदान करता है ।
लकड़ी को चारकोल में बदलने के लिए , कार्बनिक लकड़ी के यौगिकों ( सेलूलोज़ ) में मौजूद ऑक्सीजन और हाइड्रोजन से छुटकारा पाना आवश्यक है। यह एक रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से किया जाता है जिसमें सेलूलोज़ से ऑक्सीजन और हाइड्रोजन को हटा दिया जाता है और यह एक नए कार्बनिक यौगिक में बदल जाता है जिसमें ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की थोड़ी मात्रा होती है, इसलिए इसमें कार्बन का प्रतिशत बढ़ जाता है।
कोयला निर्माण के चरण
लकड़ी को भट्ठे में गर्म किया जाता है जहां यह लकड़ी का कोयला बनने के रास्ते में विशिष्ट चरणों से गुजरती है । कोयला निर्माण का अध्ययन प्रयोगशाला स्थितियों के तहत किया गया, जिसे रूपांतरण प्रक्रिया के अगले चरण के रूप में मान्यता दी गई।
20 से 110 डिग्री सेल्सियस तक
लकड़ी सूखने के लिए गर्मी को अवशोषित करती है और पानी (भाप) निकलने पर अपनी नमी छोड़ देती है। लकड़ी के सख्त होने तक तापमान 100 डिग्री सेल्सियस पर रखा जाता है।
110-270°C पर
पानी अंततः हटा दिया जाता है और लकड़ी विघटित होने लगती है, जिससे कुछ कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, एसिटिक एसिड और मेथनॉल का उत्पादन होता है।
270-290°C पर
यह वह बिंदु है जहां लकड़ी विघटित होना शुरू हो जाती है और अपने आप ढहना जारी रहती है। लकड़ी इस तापमान से नीचे ठंडी नहीं होती है। कुछ टार के साथ मिश्रित गैसें और वाष्प ऊपर उठती रहती हैं।
290-400°C पर
जैसे-जैसे लकड़ी की संरचना ढहती रहती है, निकलने वाले धुएं से दहनशील गैसें कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन और मीथेन के साथ कार्बन डाइऑक्साइड और संघनित वाष्प पानी, एसिटिक एसिड, मेथनॉल, एसीटोन, आदि और टार बनता है जो तापमान बढ़ने के साथ बढ़ना शुरू हो जाता है।
400-500°C पर
400 डिग्री सेल्सियस पर लकड़ी का चारकोल में परिवर्तन व्यावहारिक रूप से पूरा हो जाता है। इस तापमान पर कोयले में अभी भी काफी मात्रा में टार होता है, शायद इसके वजन का 30% संरचना में फंसा होता है। इसलिए कोयले का कार्बन प्रतिशत लगभग 75% तय किया गया है जो अच्छी गुणवत्ता वाले वाणिज्यिक कोयले के लिए सामान्य है। टार से पूरी तरह छुटकारा पाने के लिए, उचित अवधि के लिए कोयले का तापमान लगभग 500 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाएँ ।
अच्छे चारकोल की विशिष्टताएँ
ऐसे कई कारक हैं जो किसी भी उत्पादन विधि द्वारा उत्पादित कोयले की गुणवत्ता निर्धारित करते हैं , और ये कारक हैं: -
- प्रयुक्त लकड़ी की गुणवत्ता: लकड़ी का प्रकार उसकी गुणवत्ता के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। प्राचीन काल से, मिस्र के किसान इस जानकारी को जानते हैं। उदाहरण के लिए, मिस्र और अरब देशों में, वे खट्टे फलों की लकड़ी से बने कोयले को प्राथमिकता देते हैं। पेड़, जैसे संतरे, अमरूद और आम के पेड़, जो अच्छे कोयले का उत्पादन करने के लिए सबसे अच्छे प्रकार हैं। यह लकड़ी के मुख्य घटक सेलूलोज़ के घटकों और अलग-अलग अनुपात के कारण होता है। मिट्टी के घटकों का अवशोषण।
- कार्बन प्रतिशत: उत्पादित कोयले की गुणवत्ता में तापमान का बहुत महत्व है। तापमान जितना अधिक 400 डिग्री सेल्सियस से अधिक होगा, उत्पादित कोयले की गुणवत्ता उतनी ही कम होगी, क्योंकि कार्बन, जो अच्छे कोयले का मुख्य घटक है, कम हो जाता है।
- कोयले में नमी की मात्रा: यह भी कोयले की गुणवत्ता का एक कारक है। नमी की मात्रा जितनी अधिक होगी, उसकी गुणवत्ता उतनी ही कम होगी।
- उत्पादित राख की मात्रा और उसका रंग: यह उपयोग की गई लकड़ी के मुख्य घटक और सेलूलोज़ में प्रवेश करने वाले लवण और घटकों की मात्रा से भी निर्धारित होता है।
- कोयले का आकार: यह कोयले के निर्माण, उसके रख-रखाव और एक स्थान से दूसरे स्थान तक परिवहन के परिणामस्वरूप होता है। इसके परिणामस्वरूप कोयले का एक उचित प्रतिशत टूट जाता है जो उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। उचित आकार भी महत्वपूर्ण है।
चारकोल का उपयोग
चारकोल का उपयोग ऊर्जा प्राप्त करने के लिए सीधे जलाने में किया जाता है। यह आमतौर पर कुछ घरेलू उद्देश्यों के लिए उपयोग तक सीमित है, जैसे हीटिंग, खाना बनाना, या बारबेक्यू करना। मेक्सिको, पेरू, स्पेन, पैराग्वे और अन्य लैटिन देशों में, चारकोल का उपयोग सदियों से ब्रेसेरो हीटर के लिए ईंधन के रूप में किया जाता रहा है । जहां तक उन देशों की बात है जहां जंगल की लकड़ी की बहुतायत है, इसे चारकोल में परिवर्तित किया जा सकता है और फिर बिजली पैदा करने जैसी कुछ बड़ी परियोजनाओं में उपयोग किया जा सकता है। जिस प्रकार लकड़ी के कोयले की एक मात्रा का दहन समय लकड़ी की समान मात्रा के दहन के समय से अधिक होता है, उसी प्रकार लकड़ी के कोयले का कैलोरी मान लकड़ी की तुलना में अधिक होता है।
लकड़ी के कोयले का एक रूप जिसे सक्रिय कार्बन कहा जाता है, का उपयोग जहरीले धुएं को हटाने के लिए फिल्टर और गैस मास्क में किया जाता है। इसकी सतह पर अनगिनत छोटे-छोटे छेद हैं जो धुएं को रोकने के लिए आदर्श हैं और लकड़ी का कोयला बनाने की प्रक्रिया के अंत में लकड़ी के कोयले को ऑक्सीजन के साथ कुछ समय के लिए जलने की अनुमति देकर बनाया जाता है । चारकोल का उपयोग अक्सर बारबेक्यू ईंधन के रूप में किया जाता है और इसे ड्राइंग सामग्री के रूप में उपयोग करने के लिए छड़ियों का आकार दिया जा सकता है। चूंकि सक्रिय चारकोल में उच्च सोखने की क्षमता होती है, यानी, यह सामग्री को अपनी सतह पर आकर्षित करता है, इस प्रकार यह हवा से जहरीली गैसों और अप्रिय गंध को हटा सकता है। इसलिए, इस चारकोल का उपयोग अंतरिक्ष वाहनों और रसोई स्टोव मास्क में वेंटिलेशन सिस्टम में किया जाता है। इसका उपयोग तरल पदार्थों को शुद्ध करने में भी किया जाता है। जैसे एक्वैरियम में पानी। सिंक के गंदे पानी को उसकी गंदगी हटाने के लिए सक्रिय चारकोल के ऊपर प्रवाहित किया जाता है, फिर वह शुद्ध होकर सिंक में वापस आ जाता है। यदि इसमें अप्रिय गंध है तो इसे रेफ्रिजरेटर में रखा जा सकता है, जिससे इसमें मौजूद अप्रिय गंध से छुटकारा मिल जाएगा। रेफ़्रिजरेटर।
अच्छे चारकोल की विशिष्टताएँ
ऐसे कई कारक हैं जो किसी भी उत्पादन विधि द्वारा उत्पादित कोयले की गुणवत्ता निर्धारित करते हैं, और ये कारक हैं: -
1- प्रयुक्त लकड़ी की गुणवत्ता
लकड़ी का प्रकार उसकी गुणवत्ता के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। प्राचीन काल से, मिस्र के किसान इस जानकारी से परिचित हैं। उदाहरण के लिए, मिस्र और अरब देशों में, वे संतरे, अमरूद जैसे खट्टे पेड़ों की लकड़ी से बने कोयले को प्राथमिकता देते हैं। आम, और जैतून के पेड़, जो अच्छा कोयला पैदा करने के लिए सबसे अच्छे प्रकार हैं । यह लकड़ी के मुख्य घटक सेलूलोज़ के घटकों और मिट्टी के घटकों के अवशोषण की अलग-अलग दरों के कारण है।
2- कार्बन प्रतिशत
उत्पादित कोयले की गुणवत्ता में तापमान का बहुत महत्व है , और जितना अधिक तापमान 400 डिग्री सेल्सियस से अधिक होगा, उत्पादित कोयले की गुणवत्ता उतनी ही कम होगी , क्योंकि कार्बन, जो अच्छे कोयले का मुख्य घटक है , कम हो जाता है ।
3- कोयले में नमी का प्रतिशत
यह कोयले की गुणवत्ता का भी एक कारक है , क्योंकि नमी की मात्रा जितनी अधिक होगी , उसकी गुणवत्ता उतनी ही कम होगी।
4- उत्पन्न राख की मात्रा और उसका रंग
यह प्रयुक्त लकड़ी के मुख्य घटक और सेलूलोज़ में प्रवेश करने वाले लवण और घटकों की मात्रा से भी निर्धारित होता है।
5- कोयले का आकार
कोयले के निर्माण, रख-रखाव और एक स्थान से दूसरे स्थान तक परिवहन के परिणामस्वरूप कोयले का एक महत्वपूर्ण प्रतिशत टूट जाता है जो उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। उचित आकार भी महत्वपूर्ण है।
कोयला उद्योग से उत्पन्न स्वास्थ्य प्रभाव
मानव स्वास्थ्य को मुख्य नुकसान जलने की प्रक्रिया से निकलने वाली गैसों के अंतःश्वसन से होता है। ये गैसें कई श्वसन संबंधी बीमारियों का कारण बनती हैं जो सांस के जरिए ली जाने वाली गैस के प्रकार पर निर्भर करती हैं। यह ज्ञात है कि सल्फर ऑक्साइड ब्रोंची (एम्फिसीमा) में सूजन प्रतिक्रियाओं का कारण बनता है। जबकि हाइड्रोकार्बन गैसें, जैसे कि कार के निकास और जनरेटर से निकलने वाली गैसें, कैंसर की बीमारियों को जन्म देती हैं। जहाँ तक कार्बन मोनोऑक्साइड की बात है, इसमें ऑक्सीजन की तुलना में 200 गुना अधिक हीमोग्लोबिन के साथ संयोजन करने की क्षमता होती है, और इस प्रकार यह गंभीर विषाक्तता, सिरदर्द, चक्कर आना, मतली और श्वसन विफलता का कारण बनता है। यदि गैस की सांद्रता बढ़ जाती है और शरीर इसके संपर्क में रहता है, तो इससे पुराने लक्षण पैदा होते हैं, जैसे खराब याददाश्त, काम में उत्पादकता की कमी, नींद और व्यवहार संबंधी विकार और उच्च कोलेस्ट्रॉल स्तर। जहां तक कार्बन डाइऑक्साइड गैस का सवाल है, वायुमंडल में कम सांद्रता में इसकी उपस्थिति से तेजी से सांस लेना, सिरदर्द, मानसिक भ्रम और शिथिल पक्षाघात हो सकता है। हालाँकि, यदि इसकी सांद्रता 5% से अधिक हो जाती है, तो इससे चेतना का नुकसान होता है और मृत्यु हो जाती है। सल्फर ऑक्साइड से स्वास्थ्य को भी नुकसान होता है, क्योंकि यह गैस जब श्लेष्मा झिल्ली की नम सतहों के संपर्क में आती है तो सल्फ्यूरिक एसिड में बदल जाती है, जिसके परिणामस्वरूप क्रोनिक संक्रमण और श्वसन प्रणाली के रोग होते हैं। नाइट्रोजन ऑक्साइड भी फेफड़ों में एल्वियोली को परेशान करते हैं, जबकि उनमें धूल जमा होने से फाइब्रोसिस और मृत्यु हो सकती है। उपरोक्त से यह स्पष्ट है कि कोयला उद्योग की समस्या सार्वजनिक स्वास्थ्य और पर्यावरण पर इसके नकारात्मक प्रभाव हैं, क्योंकि यह कई गैसों जैसे कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड और कुछ अन्य अपशिष्टों का उत्सर्जन करता है जो कृषि और जल संपदा को प्रभावित करते हैं। . यदि कोयला उत्पादन क्षेत्र आवासीय क्षेत्रों के करीब हैं तो यह अधिक खतरनाक है, क्योंकि ये गैसें और धुएं न केवल उत्पादन श्रमिकों को बल्कि पूरे क्षेत्र के निवासियों को भी प्रभावित करते हैं।