
あなたが素晴らしい火事を起こしているとしましょう、そしてあなたが見るものが熱い「輝く残り火」のコレクションであるところまでそれは燃え尽きました。火はまだ多くの熱を発生していますが、煙はまったく発生していません。暖炉の丸太から始めるか、木炭から始めることによって、この時点に到達した可能性があります。この火に木片、あるいは一枚の紙を投げると、新しい燃料が熱くなると大量の煙が発生することに気付くでしょう。その後、突然(多くの場合小さなポップで)炎になり、煙が消えます。
あなたが暖炉や薪ストーブを持っている場合、またはあなたがたくさんのキャンプファイヤーの周りにいた場合、この小さなシーンはあなたに非常によく知られています。それはあなたに煙について多くを教えてくれます-何が起こっているのか見てみましょう。
あなたがどんな木片にも見つける4つのものがあります:
- 水-切りたての木材には大量の水が含まれています(重量の半分以上が水である場合もあります)。味付けされた木材(1、2年放置された木材)または窯で乾燥された木材は、水分をはるかに少なくしますが、それでもいくらか含まれています。
- 揮発性有機化合物-樹木が生きていたとき、その細胞には樹液と多種多様な揮発性炭化水素が含まれていました。食品のしくみを読んだ方は、セルロース(木材の主成分)が炭水化物であり、ブドウ糖でできていることをご存知でしょう。化合物は、加熱すると蒸発すると「揮発性」になります。これらの化合物はすべて可燃性です(ガソリンとアルコールは結局のところ炭化水素であり、木材の揮発性炭化水素は同じように燃焼します)。
- 炭素
- 灰-灰は、カルシウム、カリウム、マグネシウムなど、木の細胞内の不燃性ミネラルです。
新鮮な木片や紙を熱い火にかけると、目に見える煙は、木から蒸発する揮発性炭化水素です。それらは約300°F(149°C)の温度で気化し始めます。温度が十分に高くなると、これらの化合物は炎上します。燃焼が始まると、炭化水素は燃焼時に二酸化炭素と水(どちらも見えない)に変わるため、煙は出ません。
これは、木炭の火(または残り火に燃え尽きた火)からの煙が見られない理由を説明しています。木炭は、酸素がない状態で木材を高温に加熱することによって作られます。つまり、木材を取り出して、鋼または粘土の密封された箱に入れ、約1,000°F(538 C)に加熱します。このプロセスは、すべての揮発性有機化合物を追い出し、炭素とミネラル(灰)を残します。木炭に火をつけると、燃えているのは純粋な炭素です。それは酸素と結合して二酸化炭素を生成し、火の終わりに残っているのは灰、つまり鉱物です。
石炭からのコークスも同じです。コークスは、有機物を追い出すために酸素がない状態で加熱された石炭です。このプロセスで生成される煙は、実際には非常に価値があります。コールタール、石炭ガス、アルコール、ホルムアルデヒド、アンモニアなどが含まれています。そして、これらの化合物はすべて、煙から蒸留して使用することができます。「木質アルコール」と呼ばれるメタノール(アルコールの一種)について聞いたことがあるかもしれません。かつては木の煙から蒸留して製造されていました。