Это было и приготовление еды, и промышленное производство. Благодаря углю стало возможно изготавливать сталь. С углем связано множество интересных фактов, а его роль в нашей жизни колоссальна.
Образование угля в недрах земли – очень долгий процесс. Здесь много общего с нефтью. Уголь образуется из погибших растений, которые по тем или иным причинам оказывались под землей. Здесь без кислорода они не гнили, и их остатки не теряли содержавшийся в них углерод – основу угля. Далее в течение миллионов лет под воздействием самых разных факторов эти остатки превращались в торф, а из него в уголь. А дальнейший процесс приводит к образованию графита.
Прежде, чем углубляться в интересные факты о технология добычи и интересных ситуаций, связанных с углем, поговорим об углях, необходимых для приготовления пищи:
Вообще основное отличие японской кухни от европейской – доминирование морепродуктов. Их используют повсеместно. И даже для шашлыков, которые японцы называют «тэмпора». Правда, при этом они не очень часто используют уголь для их приготовления. Считается, что он способен впитывать запахи и затем отдавать их готовящемуся блюду. Углю в основном предпочитают открытый огонь. А в дополнение часто используют имбирь, который также устраняет запахи.
Шахты, в которых добывают уголь, являются довольно опасным местом. В них выделяются различные газы. Особо опасен метан. Он вытесняет часть кислорода и делает воздух взрывоопасным. Раньше, когда индикаторов метана не существовало, использовали канареек. Их брали с собой в шахту, и если птицам становилось плохо, это означало, что в шахте скопился метан.
В Северной Африке во франкоговорящих странах любят использовать сухой кустарники и прочие мелкие растения. Здесь пустыня, и крупных деревьев нет. Угли делают, например, из саксаула. Они получаются горячими и обладающими специфическим ароматом.
Среди других опасностей выделяются пожары в шахтах. Как в случаях с горящим торфом, они могут длить достаточно долго. Рекордным получился пожар на месторождении Люхуангоу в Китае. На его устранение ушло целых 130 лет, и окончательно его потушили только в 2004 году. Было уничтожено около 260 млн. тонн угля.
С углем и его месторождениями связано множество забавных ситуаций. В нем часто находили сокровища. Так в 1891 году повезло некой госпоже Калп, нашедшей в большом куске угля старинную золотую цепочку. Уголь хранит множество древних артефактов. Шахтеры не раз находили останки древних сооружений. Как, например, в американском городке Хаммондвилле, где в 1869 году нашли останки стены с иероглифами.
Уголь продолжает играть большую роль в жизни людей и даже целых городов. Интересно проследить судьбу японского города Хасима, находящегося на одноименном острове, который был некогда богат углем. Начиная с 30-х годов века прошлого, этот город долгое время считался самым густонаселенным в мире. Остров обладал береговой линией всего в 1 км, но его население составляло более 5 тыс. человек. Но к середине 70-х уголь здесь закончился. Люди начали покидать это место. Город стал абсолютно заброшенным. Сейчас там даже проводят экстремальные экскурсии.
Уголь может иметь не только привычную твердую форму. Сегодня имеются технологии, превращающие его в жидкое топливо, очень похожее на нефть.
В промышленности уголь используют не только в качестве топлива. Он является сырьем для производства различных материалов. Например, из каменного угля делают искусственный графит. А еще из угля добывают содержащиеся в нем полезные материалы: свинец, серу, галлий, цинк и другие.
Всем людям спокон веков известен богатый потенциал древесного угля. С древесным углем очень много связано легенд, историй. Примерно 6000 лет назад древесный уголь был основным топливом для переплавления меди. Он пользовался огромным спросом во всем мире. Древесный уголь стал очень популярным благодаря огромным лесам Америки. Такие известные люди как Генри Форд, Стаффорд Орин внесли огромный вклад в методы производства древесного угля. Уникальные свойства древесного угля позволяют использовать его в кулинарии. Достаточно широкое применение подобного назначения древесный уголь нашел в Японии.
Какой на самом деле древесный уголь? - спросите Вы. Некоторые считают его “противным материалом”. Древесный уголь был давно известен всеми своими полезными свойствами и качествами. Что Вы знаете интересного о древесном угле?
Древесный уголь - одно из самых пригодных в применении топлив. Он практически не образует дыма и открытого пламени, если правильно производить разжигание. Древесный уголь вырабатывает только тепло. Древесный уголь является изоляционным материалом при строительстве, также древесный уголь очень гигроскопичен и хорошо поглощает запахи. Древесный уголь в частности хорошо применяется в приготовлении пищи на гриле, мангале. В кулинарии чаще всего используют брикеты - соединенные с другими материалами и сформированные в однородные элементы. Достаточно часто их применяют в кулинарии американских стран. Согласно “Ассоциации отраслей производства барбекю”, в 1997 году американцы купили 883 748 тонн брикетов из древесного угля.
В основе производства древесного угля лежит горение богатого углеродом материала, такого как лес, в низко-кислородной атмосфере. Этот процесс выводит влагу и непостоянные газы, которые присутствуют в древесине. Полученный обугленный материал не только горит дольше и устойчивей чем древесина, а также весит намного меньше.
Древесный уголь был известен с доисторических времен. Примерно 5300 лет назад несчастный путешественник погиб в Тирольце, в Альпах. Недавно, когда его тело было найдено в леднике, ученые увидели, что он нес маленькую коробочку, содержащую куски обугленной древесины, обернутые в листья клена. У человека не было никаких инструментов для разжигания огня, таких как кремень и др., поэтому возможно он нес тлеющий древесный уголь.
Примерно 6000 лет назад древесный уголь был основным топливом для переплавки меди. После изобретения доменной печи приблизительно в 1400 году нашей эры, древесный уголь использовался экстенсивно по всей Европе для плавки металлов. К 18 веку лесные хозяйства истощились. Пришлось перейти на альтернативное топливо - кокс.
Обширные леса в восточной части Северной Америки сделали древесный уголь широкоприменяемым, особенно в кузнечном деле. К концу 19 века он также использовался на западе США для того, чтобы извлекать серебро из руды, а также как топливо для паровоза и для обогрева жилых и коммерческих помещений.
Приблизительно в 1920 году, когда Генри Форд (владелец завода по производству автомобилей) предложил прессовать древесный уголь в брикеты, его начали использовать не только как индустриальное топливо, но и в кулинарии. Генри Форд начал выгодно использовать опилки и пиломатериалы из древесного угля, произведенные на его автомобильной фабрике, а еще стал поощрять использование собственных автомобилей для выезда на пикники. Грили-барбекю и древесный уголь «Форд» продавались в автомобильных представительствах компании, некоторые из них отводили половину площади под продажу кулинарных товаров.
Согласно фактам истории, древесный уголь изготавливали, складывая лес в форме конуса и покрывая его грязью, торфом и пеплом, оставляя только сверху отверстие для отвода воздуха. Лес распределяли таким образом, чтобы он горел медленно, а отверстия для воздуха распределяли, учитывая, что получившийся продукт охлаждается медленно. Современные ямы по производству древесного угля представляли собой сооружения из камня, кирпича или печь, которая вмещает 25 - 75 шнуров леса (1 шнур = 4 фута x 4 фута x 8 футов). Огромное количество леса могло гореть в течение 3 - 4 недель и остывать 7 - 10 дней. Это метод производства древесного угля, при котором выделяется существенное количество дыма. Фактически, изменение в цвете дыма сигнализирует о переходах к различным стадиям процесса. Первоначально, его беловатый оттенок указывает на наличие пара, поскольку водяные пары выделяются из древесины. При выделении других компонентов древесины (например, смолы), дым становится желтоватым. Наконец, дым становится синеватый, указывая на то, что обугливание произошло полностью. Это подходящее время для того, чтобы погасить огонь и остудить печь.
Альтернативный метод производства древесного угля был развит в начале 1900 годов Стаффордом Орином. Именно он помог Генри Форду развить свой бизнес по производству брикетов. Заводы, основанные на данном методе, пропускают лес через ряд очагов или духовок. Это - непрерывный процесс. Он заключается в том, что, один конец бревна находится в печи, а другой конец обугливается. По традиционному процессу в печи жгут лес, а затем группируют по группам. Фактически, никакого видимого дыма не выбрасывается в атмосферу, потому что можно эффективно управлять способами выброса газа.
За последние несколько десятилетий древесный уголь и методы его производства немного изменились. Самым существенным новшеством за последние годы было развитие легко утилизированные брикетов. Уникальность состоит в том, что брикеты из древесного угля готовятся в течение 10 минут.
Уникальные факты о древесном угле
- В Китае во время раскопок была найдена мумия. Как установили это 53-летняя женщина, которая умерла от порока сердца. Этой мумии 2100 лет, но выглядела она как 4-дневный труп. В ее животе было более чем 170 семян дыни. Над этими семенами был проведен эксперимент, который показал, что все они проросли. Эти факты были скоро объяснены тем, что землекопы нашли у основания могилы 5 тонн древесного угля. Кажется, что все некогда живые существа сохранялись на 2 000 лет благодаря миллиардам отрицательных ионов сделанных из древесного угля!
- Огромное количество компаний Японии применяют древесный уголь в строительстве фундаментов, фабрик, офисов, домов. Статистика показывает, что люди, которые работают и живут в зданиях, построенных с добавлением древесного угля, меньше устают. Использование древесного угля в строительстве зданий приводит к меньшему разрушению и увеличению срока работы машин.
- Японцы часто используют древесный уголь в кулинарии: добавляют в масло для жарки, поэтому оно не отдает горечью и может использоваться несколько дней, пока древесный уголь сохраняется в масле.
- Как показали исследования, добавление порошка из древесного угля в пищу положительно сказывается на здоровье человека. 1 грамм в день считается достаточным. Часто порошок из древесного угля добавляют в гречневую муку, из которой делают лапшу. Эффект от такого добавления - увеличение полезных бактерий и уменьшение вредных бактерий в кишечнике. Таким образом, сводится к минимуму тенденция человеческого организма к потере полезных бактерий до самой старости. Многие эксперты по здоровью полагают, что развитие таких болезней, как рак и преждевременное старение, зависят от развития микрофлоры в кишечнике. Чем больше полезных бактерий присутствует в теле, тем более эффективным становится иммунитет, делая тело менее склонным к болезни.
Публикация материалов Pelleta.Com.Ua разрешается только при условии ссылки на Pelleta.Com.Ua. Для новостных и интернет-изданий обязательной является прямая, открытая для поисковых систем, гиперссылка в первом абзаце на цитируемую статью или новость.
Человек использует уголь в качестве топлива с древнейших времен. С момента изобретения его использовали для самых разных целей. Это было и приготовление еды, и промышленное производство. Благодаря углю стало возможно изготавливать сталь. С углем связано множество интересных фактов, а его роль в нашей жизни колоссальна.
Образование угля в недрах земли – очень долгий процесс. Здесь много общего с нефтью. Уголь образуется из погибших растений, которые по тем или иным причинам оказывались под землей. Здесь без кислорода они не гнили, и их остатки не теряли содержавшийся в них углерод – основу угля. Далее в течение миллионов лет под воздействием самых разных факторов эти остатки превращались в торф, а из него в уголь. А дальнейший процесс приводит к образованию графита.
Прежде, чем углубляться в интересные факты о технология добычи и интересных ситуаций, связанных с углем, поговорим об углях, необходимых для приготовления пищи:
Вообще основное отличие японской кухни от европейской – доминирование морепродуктов. Их используют повсеместно. И даже для шашлыков, которые японцы называют «тэмпора». Правда, при этом они не очень часто используют уголь для их приготовления. Считается, что он способен впитывать запахи и затем отдавать их готовящемуся блюду. Углю в основном предпочитают открытый огонь. А в дополнение часто используют имбирь, который также устраняет запахи.
В Северной Африке во франкоговорящих странах любят использовать сухой кустарники и прочие мелкие растения. Здесь пустыня, и крупных деревьев нет. Угли делают, например, из саксаула. Они получаются горячими и обладающими специфическим ароматом.
У нас же в России привычнее использовать уголь для шашлыка в брикетах. Лично от себя могу посоветовать компанию "Добрый уголь", которая специализирутеся на производстве угля для кальяна и барбекю наивысшего качества.
Шахты, в которых добывают уголь, являются довольно опасным местом. В них выделяются различные газы. Особо опасен метан. Он вытесняет часть кислорода и делает воздух взрывоопасным. Раньше, когда индикаторов метана не существовало, использовали канареек. Их брали с собой в шахту, и если птицам становилось плохо, это означало, что в шахте скопился метан.
Среди других опасностей выделяются пожары в шахтах. Как в случаях с горящим торфом, они могут длить достаточно долго. Рекордным получился пожар на месторождении Люхуангоу в Китае. На его устранение ушло целых 130 лет, и окончательно его потушили только в 2004 году. Было уничтожено около 260 млн. тонн угля.
С углем и его месторождениями связано множество забавных ситуаций. В нем часто находили сокровища. Так в 1891 году повезло некой госпоже Калп, нашедшей в большом куске угля старинную золотую цепочку. Уголь хранит множество древних артефактов. Шахтеры не раз находили останки древних сооружений. Как, например, в американском городке Хаммондвилле, где в 1869 году нашли останки стены с иероглифами.
Уголь продолжает играть большую роль в жизни людей и даже целых городов. Интересно проследить судьбу японского города Хасима, находящегося на одноименном острове, который был некогда богат углем. Начиная с 30-х годов века прошлого, этот город долгое время считался самым густонаселенным в мире. Остров обладал береговой линией всего в 1 км, но его население составляло более 5 тыс. человек. Но к середине 70-х уголь здесь закончился. Люди начали покидать это место. Город стал абсолютно заброшенным. Сейчас там даже проводят экстремальные экскурсии.
Каменный уголь - осадочная порода, которая образуется в земном пласте. Уголь - превосходное топливо. Считается, что это самый древний вид топлива, который использовали наши далекие предки.
Как образуется каменный уголь
Для образования угля необходимо огромное количество растительной массы. И лучше, если растения накапливаются в одном месте и не успевают разлагаться полностью. Идеальное место для этого - болота. Вода в них бедна кислородом, что препятствует жизнедеятельности бактерий.
В болотах накапливается растительная масса. Не успевая полностью сгнить, она спрессовывается следующими отложениями почвы. Так получается торф - исходный материал для угля. Следующие пласты почвы как бы запечатывают торф в земле. В результате он полностью лишается доступа кислорода и воды и превращается в угольный пласт. Процесс этот длительный. Так, большая часть современных запасов каменного угля образовались в эпоху палеозоя, т. е. более 300 млн. лет назад.
Характеристики и виды каменного угля
(Бурый уголь )
Химический состав угля зависит от его возраста.
Самый молодой вид - бурый уголь. Он залегает на глубине порядка 1 км. Воды в нем еще много - около 43%. Содержит большое количество летучих веществ. Хорошо воспламеняется и горит, но тепла дает мало.
Каменный уголь - этакий "середнячок" в этой классификации. Залегает он на глубинах до 3 км. Так как давление верхних пластов больше, то и содержание воды в каменном угле меньше - около 12%, летучих веществ - до 32%, зато углерода содержится от 75% до 95%. Он также легко воспламеняется, но горит лучше. А за счет малого количества влаги дает больше тепла.
Антрацит - более древняя порода. Залегает на глубинах порядка 5 км. В нем больше углерода и практически нет влаги. Антрацит - твердое топливо, плохо воспламеняется, зато удельная теплота сгорания самая высокая - до 7400 ккал/кг.
(Уголь антрацит )
Впрочем, антрацит - это не конечная стадия преобразования органического вещества. Попадая в более жесткие условия, уголь трансформируется в шунтит. При более высоких температурах получается графит. А испытывая сверхвысокое давление, уголь превращается в алмаз. Все эти вещества - от растения до алмаза - состоят из углерода, только молекулярная структура разная.
Помимо основных "ингредиентов" в состав угля часто входят различные "породы". Это примеси, которые не сгорают, а образуют шлак. Содержится в угле и сера, причем ее содержание обуславливается местом образования угля. При сгорании она взаимодействует с кислородом и образует серную кислоту. Чем меньше примеси в составе угля, тем выше ценится его сорт.
Месторождение каменного угля
Место залегания каменного угля называют угольным бассейном. В мире известно свыше 3,6 тысяч угольных бассейнов. Их площадь занимает около 15% территории земной суши. Самый большой процент залежей мирового запаса угля в США - 23%.На втором месте - Россия, 13%. Замыкает тройку стран-лидеров Китай - 11%. Самые крупные залежи угля в мире находятся в США. Это Аппалачский каменноугольный бассейн, чьи запасы превышают отметку в 1600 млрд. тонн.
В России самый большой угольной бассейн - Кузнецкий, что в Кемеровской области. Запасы Кузбасса составляют 640 млрд. тонн.
Перспективна разработка месторождений в Якутии (Эльгинское) и в Тыве (Элегестское).
Добыча каменного угля
В зависимости от глубины залегания угля применяют либо закрытый способ добычи, либо открытый.
Закрытый, или подземный метод добычи. Для этого метода строят шахтные стволы и штольни. Шахтные стволы строят, если глубина залегания угля 45 метров и выше. От нее ведут горизонтальный тоннель - штольню.
Существуют 2 системы закрытой добычи: камерно-столбовая и добыча длинными очистными забоями. Первая система менее экономична. Ее используют лишь в тех случаях, когда обнаруженные пласты мощные. Вторая система гораздо безопаснее и практичнее. Она позволяет извлекать до 80% породы и равномерно доставлять уголь на поверхность.
Открытый метод применяют, когда уголь залегает неглубоко. Для начала проводят анализ твердости почвы, выясняют степень выветриваемости почвы и слоистость покрывающего слоя. Если грунт над пластами угля мягкий, достаточно использования бульдозеров и скреперов. Если верхний пласт толстый, то пригоняют экскаваторы и драглайны. Пролегающий над углем мощный слой твердой породы взрывают.
Применение каменного угля
Область использования каменного угля просто огромна.
Из угля добывают серу, ванадий, германий, цинк, свинец.
Сам уголь - превосходное топливо.
Используется в металлургии для выплавки железа, при производстве чугуна, стали.
Полученную после сжигания угля золу используют в производстве строительных материалов.
Из угля после его специальной обработки получают бензол и ксилол, которые используют в производстве лаков, красок, растворителей, линолеума.
Путем сжижения угля получают первоклассное жидкое топливо.
Уголь - сырье для получения графита. А также нафталина и еще ряда ароматических соединений.
В результате химической обработки каменного угля на сегодняшний день получают свыше 400 видов промышленных продуктов.
Активированный (активный) уголь - пористое вещество, которое получают из различных углеродосодержащих материалов органического происхождения: древесный уголь (марки активированного угля БАУ-А, ОУ-А, ДАК и др.), каменноугольный кокс (марки активированного угля АГ-3, АГ-5, АР и др.), нефтяной кокс, кокосовый уголь и др. Содержит огромное количество пор и поэтому обладает очень большой удельной поверхностью на единицу массы, вследствие чего обладает высокой адсорбцией. 1 грамм активированного угля в зависимости от технологии изготовления имеет поверхность от 500 до 1500 м?. Применяют в медицине и промышленности для очистки, разделения и извлечения различных веществ.
Активированный Уголь
Как работает уголь:
Активированный Уголь
Есть два основных механизма, которыми активизированный углерод удаляет загрязнители из воды: адсорбция и каталитическое сокращение (процесс, заставляющий притягиваться отрицательно заряженные ионы загрязнителя к положительно заряженному активированному углероду). Органические соединения удаляются адсорбцией, а остаточные дезинфицирующие средства, такие как хлор, и хлорамины удаляются каталитическим сокращением.
Производство:
Хороший активированный уголь получается из ореховой скорлупы (кокосовой, из косточек некоторых плодовых культур.) Прежде активированный уголь делали из костей крупного рогатого скота (костный уголь). Сущность процесса активации состоит во вскрытии пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии. Это делается либо термохимически (предварительно материал пропитывают раствором хлорида цинка, карбоната калия или некоторыми другими соединениями и нагревают без доступа воздуха), либо путём обработки перегретым паром или углекислым газом или их смесью при температуре 800-850 градусов. В последнем случае технически сложно получить парогазовый агент, имеющий такую температуру. Широко распространён приём подачи в аппарат для активации одновременно с насыщенным паром ограниченного количества воздуха. Часть угля сгорает и в реакционном пространстве достигается необходимая температура. Выход активного угля в этом варианте процесса заметно снижается. Значение удельной поверхности пор у лучших марок активных углей может достигать 1800-2200 м2; на 1 г угля. Различают макро-, мезо- и микро- поры. В зависимости от размеров молекул, которые нужно удержать на поверхности угля, должен изготавливаться уголь с разными соотношениями размеров пор.
Применение:
1)В противогазах
Классический пример использования активированного угля связан с использованием его в противогазе. Разработанный Н. Д. Зелинским противогаз спас множество жизней солдат в первой мировой войне. К 1916 году он был принят на вооружение почти во всех европейских армиях;
2)При производстве сахара
Первоначально для очистки сахарного сиропа от красящих веществ при сахароварении использовался костный активированный уголь. Однако этот сахар нельзя было употреблять в пост, как имеющий животное происхождение. Сахарозаводчики начали выпускать «постный сахар», который либо не очищался и имел вид цветных помадок, либо чистился через древесный уголь;
3)Другие области применения
Активированный уголь применяется в медицине, химической, как носитель катализаторов, а во многих реакциях сам действует в качестве катализатора, фармацевтической и пищевой промышленности. Фильтры, содержащие активированный уголь, используются во многих современных моделях устройств для очистки питьевой воды.
