Dari dahulu kala, orang telah mengalami pembakaran kayu. Dan sejak itu, kayu telah digunakan sebagai jenis bahan bakar utama, yang digunakan untuk memanaskan berbagai ruangan dan memasak makanan. Terlepas dari berbagai zat yang mudah terbakar, kayu tetap menjadi bahan bakar umum di abad ke-21 karena biayanya yang rendah, ketersediaan dan kemudahan penanganannya. Agar efektif dan aman digunakan pada kompor dan perapian, perlu diketahui beberapa informasi tentang karakteristik fisik dan kimianya.
Faktor yang mempengaruhi suhu pembakaran
Suhu pembakaran maksimum kayu tergantung pada spesiesnya dan dapat dicapai dalam kondisi berikut:
- konten kelembaban - tidak lebih dari 20%;
- ruang tertutup yang digunakan untuk pembakaran;
- ketersediaan oksigen dalam jumlah yang dibutuhkan.
Dimungkinkan juga untuk membakar kayu bakar segar dengan kadar air 40 hingga 60%, sedangkan:
- kayu bakar mentah hanya menyala di kompor yang dipanaskan dengan baik;
- pembuangan panasakan berkurang 20–40%;
- akan ada peningkatan konsumsi kayu bakar, kira-kira dua kali lipat;
- jelaga akan mengendap di dinding kompor dan cerobong asap.
Efisiensi pembakaran akan berkurang secara signifikan karena kebutuhan akan peningkatan suhu, yang menyebabkan penguapan air dan pembakaran tar dari kayu lunak. Dalam kondisi ideal, beech dan abu memiliki suhu pembakaran tertinggi, dan poplar memiliki suhu terendah. Beech, larch, oak, dan hornbeam adalah spesies kayu yang berharga dan tidak digunakan sebagai bahan bakar. Dalam kondisi rumah tangga, pohon birch dan konifer digunakan untuk membakar kayu di tungku, mengingat mereka memberikan suhu tertinggi selama pembakaran.
Kayu mana yang lebih panas?
Seperti yang telah disebutkan, kayu adalah salah satu bahan bakar yang paling banyak digunakan untuk memanaskan rumah di luar kota. Mempertimbangkan bahwa semua kayu bakar terbakar pada suhu yang berbeda, Anda harus memilih yang lebih baik. Kondisi utama untuk membakar kayu adalah adanya oksigen, dan ini sangat tergantung pada desain kompor. Selain itu, setiap kayu memiliki komposisi kimia dan kepadatannya sendiri. Semakin padat pohon, semakin banyak perpindahan panas darinya. Yang sangat penting untuk perpindahan panas kayu yang lebih besar selama pembakaran? selain kepadatan dan keberadaan oksigen, ia memiliki kadar air kayu bakar.
Kayu kering terbakar lebih baik dan menghasilkan lebih banyak panas daripada kayu lembab. Oleh karena itu, setelah dipotong, mereka dimasukkan ke dalam tumpukan kayu dan dikeringkan di bawah kanopi selama setahun. Setiap orang yang pernah memanaskan tungku dengan kayu telah memperhatikan bahwa beberapa di antaranya terbakar.cerah, melepaskan banyak panas, sementara yang lain membara dan memanaskan kompor sedikit. Semuanya, ternyata, tergantung pada keluaran panas kayu bakar. Menurut indikator ini, spesies yang paling cocok untuk dibakar di tungku adalah birch, pinus, dan aspen.
Apa yang dilepaskan saat pohon terbakar?
Saat kayu dibakar, asap yang dihasilkan terdiri dari partikel padat (jelaga) dan gas hasil pembakaran. Mereka termasuk zat yang ditemukan dalam kayu. Produk yang dilepaskan saat kayu dibakar terdiri dari nitrogen, karbon dioksida, uap air, sulfur dioksida, dan karbon monoksida, yang dapat terbakar lebih lanjut.
Diperkirakan setiap kilogram kayu mengeluarkan sekitar 800 g produk gas dan 200 g batu bara selama pembakaran. Komposisi produk pembakaran kayu juga tergantung pada kondisi di mana proses ini terjadi. Bisa jadi:
- Incomplete - terjadi ketika akses ke oksigen tidak mencukupi. Sebagai hasil dari pembakaran, dilepaskan zat yang dapat terbakar kembali. Ini termasuk: jelaga, karbon monoksida dan berbagai hidrokarbon.
- Penuh - terjadi dengan akses oksigen yang cukup. Sebagai hasil dari pembakaran, produk terbentuk - karbon dioksida dan sulfur dioksida, uap air - yang tidak lagi dapat terbakar.
Deskripsi proses pembakaran
Ada beberapa tahapan dalam proses pembakaran kayu:
- Pemanasan - berlangsung pada suhu setidaknya 150 derajat Celcius dan dengan adanya sumber api eksternal.
- Pengapian - suhu yang dibutuhkan adalah dari 450 hingga 620 derajat Celcius dalamtergantung pada kelembaban dan kepadatan kayu, serta bentuk dan jumlah kayu bakar.
- Pembakaran - terdiri dari dua fase: menyala dan membara. Untuk beberapa waktu, kedua jenis berjalan secara bersamaan. Setelah pembentukan gas berhenti, hanya batubara yang terbakar (membakar).
- Fading - Terjadi saat oksigen terputus atau saat bahan bakar habis.
Kayu yang rapat lebih lambat terbakar daripada kayu yang kurang rapat karena konduktivitas termalnya yang lebih tinggi. Saat membakar kayu bakar basah, banyak panas dihabiskan untuk penguapan uap air, sehingga mereka terbakar lebih lambat daripada kayu bakar kering. Apakah pembakaran kayu merupakan fenomena fisik atau kimia? Pertanyaan ini sangat penting secara praktis, dan kondisi perpindahan panas maksimum dan durasi pembakaran akan tergantung pada interpretasi yang benar. Di satu sisi, ini adalah fenomena kimia: ketika kayu dibakar, reaksi kimia terjadi dan zat baru terbentuk - oksida, panas dan cahaya dilepaskan. Di sisi lain, ini bersifat fisik: selama proses, peningkatan energi kinetik molekul terjadi. Akibatnya, ternyata proses pembakaran kayu merupakan fenomena fisik dan kimia yang kompleks. Mengenalnya akan membantu Anda memilih spesies kayu yang tepat untuk menyediakan sumber panas jangka panjang dan berkelanjutan bagi diri Anda sendiri.
Fitur asap yang muncul saat membakar api
Saat membuang kayu bakar ke dalam api, ada peningkatan emisi asap dan karbon monoksida - karbon monoksida. Apalagi asapnya muncul dalam berbagai warna:
- Putih adalah aerosol, terdiri dari tetesan kecil air dan uap tar, keluarkayu dingin. Asapnya memiliki bau jelaga yang khas. Saat batang kayu memanas, kayu itu menguap, terbakar, dan menghilang.
- Abu-abu - berasal dari merah-panas, tetapi tidak membakar kayu dan api. Ini terbentuk pada suhu tinggi dari minyak mendidih dan resin dan mengembun menjadi kabut. Partikelnya jauh lebih kecil daripada asap putih, dan lebih ringan dan lebih kering darinya.
- Hitam - tar yang dibakar, disebut jelaga. Ini terbentuk selama dekomposisi hidrokarbon dalam nyala api dengan oksidasi yang tidak mencukupi.
Asap dari api tetap ada di dalam tubuh untuk waktu yang lama dan mengandung banyak zat berbahaya. Ini harus diingat oleh semua orang yang suka duduk di dekat api.
Sifat kayu
Jenis pohon yang berbeda memiliki sifat fisik sebagai berikut:
- Warna - dipengaruhi oleh iklim dan spesies kayu.
- Bersinar - tergantung pada bagaimana sinar berbentuk hati dikembangkan.
- Tekstur - terkait dengan struktur kayu.
- Kelembaban - rasio kelembaban yang dihilangkan dengan massa kayu dalam keadaan kering.
- Penyusutan dan pembengkakan - yang pertama diperoleh sebagai hasil dari penguapan kelembaban higroskopis, pembengkakan - penyerapan air dan peningkatan volume.
- Kepadatan - hampir sama untuk semua jenis pohon.
- Konduktivitas termal - kemampuan untuk menghantarkan panas melalui ketebalan permukaan, tergantung pada kerapatannya.
- Konduktivitas suara - ditandai dengan kecepatan rambat suara, tergantung pada lokasi serat.
- Konduktivitas listrik - ketahanan terhadap lintasanarus listrik. Hal ini dipengaruhi oleh jenis, suhu, kelembaban, arah serat.
Sebelum menggunakan bahan baku kayu untuk keperluan tertentu, terlebih dahulu mengenal sifat-sifat kayu, baru kemudian berproduksi.
Kelebihan dan kekurangan kayu
Kayu memiliki keunggulan sebagai berikut:
- kemampuan mesin yang sangat baik;
- kuku tipis;
- diwarnai dengan baik, dipoles, dipernis;
- memiliki kemampuan menyerap suara;
- tahan asam;
- kemampuan membungkuk yang tinggi.
Kekurangan kayu antara lain:
- perubahan bentuk dan ukuran karena penyusutan dan pembengkakan;
- resistensi pemisahan rendah;
- busuk;
- kerusakan oleh serangga;
- api ketika aturan keselamatan tidak diikuti.
Penggunaan kayu di berbagai sektor ekonomi
Kayu banyak digunakan dalam industri berikut:
- kayu lapis - veneer, kayu lapis;
- pertukangan kayu - papan kayu, korek api, pertukangan, furnitur;
- logging - bahan baku yang digunakan dalam industri kimia kayu, barang konsumsi, kayu bakar dari segala jenis;
- sawmill - berbagai kayu;
- bahan kimia kayu – tar, arang, asam asetat;
- pulp dan kertas - kertas, karton, pulp;
- hidrolisis – ragi pakan ternak, alkoholetil.
Kesimpulan
Kayu adalah salah satu bahan yang paling banyak digunakan di dunia. Ini telah digunakan selama berabad-abad dalam konstruksi, pembuatan furnitur dan untuk memanaskan tempat tinggal. Struktur kayu digunakan di setiap keluarga. Kayu semakin banyak digunakan di berbagai industri. Keunggulan utama bahan ini adalah ramah lingkungan, kekuatan tinggi, pengolahan mudah, kemampuan memanfaatkan limbah untuk bahan bakar dan keperluan lainnya.
