زغال به عنوان یکی از محصولات بسیار کاربردی در تأمین انرژی و تولید حرارت در جهان شناخته می‌شود. از آنجایی که تولید زغال معمولی نیازمند استفاده از چوب درختان بوده و می‌تواند باعث ضرر و خسارت به محیط زیست شود، در سال‌های اخیر و با پیشرفت علوم و تکنولوژی‌های مختلف و با تولید زغال فشرده، حجم قابل توجهی از زغال مورد نیاز مردم تولید می‌شود. زغال فشرده از مواد اولیه متفاوتی تشکیل می‌شود و در مقایسه با زغال معمولی می‌تواند ویژگی‌ها، خواص، مزایا و معایب و کاربردهای متفاوتی نیز داشته باشد و هیچگونه آسیبی به محیط زیست نیز وارد نمیکند. ترک خوردگی زغال فشرده یکی از مهم‌ترین مشکلات و ایرادات این محصول است که در اثر عوامل مختلف ایجاد می‌شود. در ادامه این مطلب به بررسی علت ترک خوردگی زغال فشرده و راهکارهای رفع آن پرداخته می‌شود.
زغال فشرده چیست؟
زغال فشرده که با نام‌های دیگری همچون دیگر زغال پرسی یا زغال قالبی هم شناخته می‌شود نوعی زغال است که توسط دستگاه اکسترودر تولید شده و برخلاف زغال‌های معمولی که از چوب درختان تولید می‌شوند، از پودر پوست گردو، پوست انواع محصولات خشکباری، خاک اره و … ساخته می‌شود. در اصل برای تولید این زغال ابتدا مواد اولیه در کوره‌ها سوزانده شده تا کربن ایجاد شود، سپس در دستگاه مخلوط کن با آب و نشاسته گیاهی مخلوط شده و به حالت خمیر در آمده و وارد دستگاه اکسترودر می‌شود. در نهایت اکسترود، مواد را به شکل زغال فشرده بریکت وارد دستگاه نقاله کرده و در نهایت در ابعاد و اندازه‌های مختلف برش داده شده و خشک می‌شوند.
چرا زغال نباید ترک داشته باشد؟
زغال فشرده مانند زغال سنگ می‌تواند استفاده‌های متعددی داشته باشد اما زمانی که دارای ترک باشد، کیفیت و راندمان مورد انتظار را نخواهد داشت. در حقیقت زمانی که زغال فشرده داری ترک باشد از یک بافت شل یا سفت برخوردار خواهد بود و دچار پوکی می‌شود و این باعث می‌شود که در زمان سوختن، حرارت و آتش باکیفیتی تولید نکند.
علت ترک خوردگی زغال فشرده
همان‌طور که گفته شد زغال فشرده در چند مرحله اصلی و از پوست محصولات خشکباری تولید می‌شوند و گاهی ممکن است عوامل مختلفی باعث ایجاد ترک در زغال فشرده شوند. به صورت کلی پارامترهای متعددی می‌توانند منجر به ایجاد ترک در این نوع زغال شوند که رایج‌ترین آن‌ها به شرح زیر خواهند بود:
1. تنظیم نبودن رطوبت مواد اولیه
زمانی که مواد اولیه سوزانده شده با آب و نشاسته گیاهی مخلوط می‌شود یک ترکیب خمیری شکل ایجاد می‌شود که به عنوان خوراک اصلی وارد دستگاه اکسترودر خواهد شد. زمانی که میزان رطوبت این خمیر بالا باشد، مواد اولیه مانند گِل به دور دستگاه ماردون جمع شده و در پشت خورشیدی ما گیر خواهد افتاد و این باعث می‌شود که وارد سلیندر نشود و در نهایت قدرت بالای اکسترودر آن را به شکل شلیک یا پرتاب به جلو هل بدهد و این فرایند منجر به ایجاد ترک شود. همچنین اگر میزان رطوبت خمیر کم باشد، مواد اولیه از چسبندگی کمی برخوردار بوده و صمغ درون آن خشک می‌شود و این در نهایت منجر به ترک خوردگی و پوک شدن زغال می‌شود.
- برای رفع این مشکل می‌توان تنظیمات المنت‌های دستگاه اکسترودر را به گونه‌ای تنظیم کرد که میزان رطوبت موجود در خمیر زغال فشرده در حد استاندارد حفظ شود.
- همچنین در صورت استفاده از خاک اره در تولید زغال فشرده حتماً باید قبل از مخلوط کردن آن با مواد اولیه دیگر از خشک بودن کامل آن اطمینان داشت تا میزان آب مورد استفاده به درستی محاسبه شده و میزان رطوبت خمیر افزایش یا کاهش پیدا نکند.
2. دانه بندی نامناسب مواد اولیه و کمبود خاک اره
استفاده از خاک زغال (خاک اره) در تولید زغال فشرده به ایجاد اصطکاک مواد دور ماردون کمک زیادی می‌کند و می‌تواند باعث افزایش تراکم بریکت شود. همچنین خاک اره می‌تواند ترک‌های ریز بریکت را پر کند از ترک خوردن آن جلوگیری کند و زمانی که مقدار خاک اره کمتر از حد مجاز باشد می‌تواند باعث ایجاد ترک در زغال فشرده شود. همچنین درشت بودن یا ریز بودن بیش از حد مواد اولیه می‌تواند منجر به پوک شدن یا فشردگی بیش از حد مواد اولیه زغال شود و همین امر می‌تواند منجر به ایجاد ترک در سطح زغال شود.
- برای رفع این مشکل نیز حتماً باید حجم و مقدار خاک اره مورد استفاده در تولید خمیر زغال با استفاده از نسبت‌های استاندارد محاسبه شود.
- همچنین لازم است که قبل از سوزاندن مواد اولیه زغال، آن‌ها را با استفاده از دستگاه‌های پودر کن مخصوص به ابعاد و اندازه‌های یک دست تبدیل کرد تا از دانه بندی استانداردی برخوردار باشند و باعث پوکی یا فشردگی خمیر نشوند.
- همچنین برای آنکه مواد اولیه دانه بندی مناسب و استانداردتری داشته باشند می‌توان آن‌ها را الک کرد و مواد درشت را تفکیک و مجدداً آسیاب نمود.
h3>3. ایراد در ماردون اکسترودر
ماردون به عنوان یکی از قطعات اصلی و مهم‌ترین قطعات مکانیکی دستگاه‌های اکسترودر در خط تولید زغال شناخته می‌شود و معیوب بودن آن می‌تواند علت ترک خوردگی زغال فشرده باشد. در حقیقت زمانی که ماردون تنظیم نباشد می‌تواند منجر به پس زدن مواد از درون قیف، شلیک مواد، تغذیه نامناسب قالب و … شود.
- برای رفع این مشکل حتماً باید تنظیمات ماردون دستگاه توسط افراد متخصص و ماهر انجام شود، هرگونه آسیب و خرابی در ماردون باید بلافاصله برطرف شود. در اصل حتی اگر ماردونهای دستگاه 1 میلی‌متر جابجایی داشته باشند باعث ناقص شدن محصول و ایراداتی مانند ترک در آن می‌شوند.
4. نقص فنی سیلندر اکسترودر
نقص فنی سیلندر نیز می‌تواند به عنوان علت ترک خوردن زغال فشرده اهمیت ویژه‌ای داشته باشد. در حقیقت سیلندر دستگاه‌های اکسترودر از یک طول عمر خاص برخوردارند و بعد از مدتی راندمان، عملکرد و کیفیت آن‌ها دچار افت می‌شود و مشکلاتی همچون عدم توزیع دما در سراسر بدنه ایجاد می‌کند و همین امر می‌تواند منجر به بروز مشکلات و ایرادات مختلف در زغال فشرده شود که یکی از رایج‌ترین آن‌ها ترک خوردگی است. در اصل زمانی که سیلندر به خوبی عمل نکند عملیات انتقال، حرارت دهی، تراکم و … با مشکل مواجه شده و زغال از یک سطح یکدست و صاف برخوردار نخواهد بود.
- برای رفع این مشکل حتماً باید از سیلندرهایی استفاده شود که از مواد اولیه باکیفیت تولید شده باشند. همچنین سیلندرهایی که عمر مفید آن‌ها به پایان رسیده باشد حتماً باید با سیلندرهای جدید جایگزین شوند.
5. عدم رعایت فرمولاسیون مواد اولیه
همان‌طور که گفته شد برای تولید زغال فشرده از موادی همچون خاک اره، پوسته برنج، پوسته دانه، پوسته نارگیل، بامبو، پوست گردو، پوست بادام، پوست پسته، پوست فندق، آب، نشاسته‌های گیاهی و … استفاده می‌شود. هر کدام از این مواد می‌توانند مقاومت و واکنش‌های متفاوتی در برابر حرارت، فشار و … داشته باشند و لازم است که از یک فرمولاسیون ویژه برای مخلوط کردن آن‌ها استفاده شود. در صورتی که تناسب مواد اولیه رعایت نشود ممکن است مشکلاتی همچون ترک خوردگی در سطح زغال فشرده مشاهده شود.
- برای رفع این مشکل حتماً باید فرمولاسیون و توزین مواد اولیه توسط افراد خبره و تجهیزات پیشرفته انجام شود. این کار باعث می‌شود حتی میزان رطوبت مواد نیز کنترل شده و مشکلاتی مانند ترک خوردگی در سطح زغال مشاهده نشود.
6. استفاده از افزودنی‌های غیراستاندارد برای بهبود کیفیت
شرکت‌ها و برندهای مختلف تولید کننده زغال فشرده به منظور افزایش کیفیت محصولات خود از انواع مختلفی از مواد افزودنی استفاده می‌کنند که رایج‌ترین آن‌ها شامل خاک زغال (برای افزایش استحکام)، نیترات سدیم (افزایش اشتعال‌پذیری) و اوره (کاهش دود اولیه) هستند. استفاده از این مواد در صورت کیفیت پایین می‌تواند منجر به ایجاد مشکلات متعددی همچون ترک خوردگی شود. همچنین زمانی که تناسب این مواد رعایت نشود می‌تواند باعث بروز مشکلات متعددی شود.
- برای برطرف کردن این علت ترک خوردگی زغال فشرده حتماً باید این مواد اولیه از برندها و شرکت‌های معتبر خریداری شود. همچنین حجم و مقدار استفاده از این افزودنی‌ها باید بر اساس استانداردها باشد. بهترین حالت ممکن برای تولید زغال فشرده در حالت انبوه استفاده از 5 درصد خاک زغال، 3 درصد نیترات سدیم و 2 درصد اوره در کنار مواد اولیه اصلی است.
علاوه بر موارد گفته شده، خشک کردن غیر اصولی زغال نیز می‌تواند به عنوان علت ترک خوردگی زغال فشرده شناخته شود. در حقیقت زغال‌های تولید شده توسط اکسترودرها باید بعد از برش دادن در یک شرایط دمایی خاص خشک شوند تا از سطحی صاف و یکدست برخوردار باشند. خشک کردن فوری زغال و یا خشک کردن در کوره‌هایی با دماهای نامناسب می‌تواند منجر به بروز مشکلات ظاهری از جمله ترک خوردگی زغال شود. شرایط خشک کردن زغال‌های تولید شده باید کاملاً استاندارد و در دماهای مناسب صورت بگیرد تا زغال نهایی از کیفیت مطلوبی برخوردار باشند.
جمع‌بندی نهایی
زغال فشرده یکی از انواع زغال‌های است که از پوست محصولات خشکباری و ضایعات کشاورزی و توسط دستگاه‌های اکسترودر تولید می‌شود. مشکلاتی همچون تنظیم نبودن رطوبت مواد اولیه، دانه بندی نامناسب مواد اولیه و کمبود خاک اره، ایراد در ماردون اکسترودر، نقص فنی سیلندر اکسترودر، عدم رعایت فرمولاسیون مواد اولیه، استفاده از افزودنی‌های غیراستاندارد برای بهبود کیفیت و همچنین خشک کردن غیر اصولی هرکدام می‌توانند به عنوان علت ترک خوردگی زغال فشرده شناخته شوند که البته هر کدام راهکارهای مناسبی دارند.