Odun kömürü

Odun kömürü (veya halk arasındaki yaygın adıyla mangal kömürü), odunun veya diğer hayvansal ve bitkisel materyallerin, su ve uçucu bileşenlerini uzaklaştırmak amacıyla oksijensiz (veya çok az oksijenli) bir ortamda güçlü bir şekilde ısıtılmasıyla elde edilen hafif, siyah bir karbon kalıntısıdır.^[1]

Geleneksel olarak "kömür yakma" adı verilen bir piroliz işlemiyle, genellikle bir toprak yığını veya ocak (torluk) içinde, ısının odunun bir kısmının yakılmasıyla sağlandığı yöntemlerle üretilir.^[1] Günümüzde ise odun kömürü, modern endüstriyel tesislerde "retort" adı verilen kapalı kaplarda daha yüksek verimle üretilebilmektedir.^[2]

Odun kömürü, tarih boyunca metalurjide demir ve çelik üretiminde yakıt olarak, demircilikte, kimyasal indirgeyici ajan olarak, barut yapımında ve günümüzde yaygın olarak pişirme yakıtı (mangal) olarak kullanılmaktadır.^[3]

Tarihçe

Odun kömürü üretimi, odun kaynaklarının bol olduğu bölgelerde antik çağlara kadar uzanmaktadır. Tarihsel olarak üretim, odun kütüklerinin konik bir yığın (torluk) haline getirilmesi, alt kısımdan hava girişine izin verilmesi ve yığının kademeli olarak yakılmasıyla gerçekleştirilirdi.^[4]

Bu hassas işlemi yöneten meslek grubu "kömürcüler" (İngilizce: colliers) olarak bilinirdi. Kömürcüler genellikle ormanlarda, yığınlarını (ocaklarını) beklemek için inşa ettikleri küçük kulübelerde izole bir yaşam sürerlerdi.^[5] Orta Avrupa gibi bölgelerde odun kömürü üretimi, tarihsel süreçte büyük çaplı ormansızlaşmanın ana nedenlerinden biri olmuştur.^[6]

Üretim Yöntemleri

Odun kömürü üretimi temel olarak odunun kısmen yakılması (geleneksel) veya dışarıdan ısıtılması (modern) prensibine dayanır.

Geleneksel Yöntem (Torluk)

Odunlar bir baca etrafında dizilir ve üzeri çim, toprak veya ıslak kil ile kaplanır. Yanma, bacadan başlatılır ve hava girişi kontrol edilerek odunun tamamen kül olması engellenir. Bu yöntemin verimliliği düşüktür; hacimce yaklaşık %50, ağırlıkça %25 verim elde edilir.^[5] Ayrıca, yanmamış metan gibi zararlı gazların atmosfere salınmasına neden olur.

Modern Yöntem (Retort)

Modern yöntemlerde, dökme demir veya çelikten yapılmış kapalı kaplar (retort) kullanılır. Bu sistemde, karbonizasyon sırasında açığa çıkan gazlar toplanarak işlemin ısısını sağlamak için tekrar yakılabilir. Bu yöntemle üretim verimliliği %35-40 oranlarına kadar çıkabilir ve çevreye daha az zarar verilir.^[7]

Karbonizasyon sıcaklığı ürünün kalitesini belirler:

300 °C: Kahverengi, yumuşak ve kolay alev alan bir kömür elde edilir.
700 °C ve üzeri: Sert, kırılgan ve tutuşması daha zor olan yüksek kaliteli siyah kömür elde edilir.^[5]

Türleri

Japonya'da yaygın olan, talaştan üretilmiş "Ogatan" briket kömürü.

Ticari olarak satılan odun kömürleri üretim şekli ve hammaddesine göre sınıflandırılır:

Parça Odun Kömürü (Lump Charcoal): Doğrudan sert ağaçlardan (meşe, gürgen vb.) üretilen geleneksel kömürdür. Briketlere göre daha az kül bırakır ve daha doğal kabul edilir.
Briket Kömür (Briquette): Talaş ve odun atıklarının bir bağlayıcı (genellikle nişasta) ile sıkıştırılmasıyla elde edilir. Yanmayı kolaylaştırmak veya rengi ayarlamak için içine kömür tozu, kireçtaşı, boraks veya sodyum nitrat gibi katkı maddeleri eklenebilir.
Ekstrüde Kömür: Karbonize edilmiş odunun veya ham talaşın, bağlayıcı kullanılmadan yüksek basınç altında kütükler halinde sıkıştırılmasıyla üretilir.
Japon Kömürleri:
- Binchōtan (Beyaz Kömür): Meşe odunundan (ubame oak) üretilen, metalik bir ses çıkaran, çok sert ve uzun süre yanan yüksek kaliteli bir kömürdür.^[8]
- Ogatan: Talaştan yapılan briket kömürüdür.

Kullanım Alanları

Metalurji

Odun kömürü, Sanayi Devrimi öncesinde demir eritme ocaklarında birincil yakıt olarak kullanılmıştır. Fosil kömürüne (kok kömürü) kıyasla kükürt içeriğinin çok düşük olması, onu kaliteli çelik üretimi için vazgeçilmez kılmıştır.^[9] Günümüzde Brezilya gibi bazı ülkelerde hala çelik üretiminde indirgeyici ajan olarak kullanılmaktadır.

Pişirme ve Isınma

Dünyada ve Türkiye'de odun kömürünün en yaygın kullanım alanı mangal ve barbeküdür. Dumansız bir yakıt olarak kabul edilir, ancak kapalı alanlarda yakıldığında ölümcül karbonmonoksit zehirlenmelerine yol açabilir. Haiti gibi bazı ülkelerde, nüfusun büyük çoğunluğu (%75) yemek pişirmek için birincil yakıt olarak odun kömürü kullanır.^[10]

Aktif Karbon ve Tıp

Odun kömürü, yüksek sıcaklıklarda buhar veya kimyasallarla işlenerek ("aktive edilerek") iç yüzey alanı ve gözenekliliği muazzam ölçüde artırılabilir; bu ürüne Aktif karbon denir.^[11] Aktif karbon, yüksek adsorpsiyon (yüzeye tutunma) kapasitesi sayesinde su ve hava filtreleme sistemlerinde, gaz maskelerinde ve tıpta zehirlenme vakalarında toksinlerin mideden emilmesini engellemek amacıyla yaygın olarak kullanılır.^[12]

Piroteknik ve Sanat

Barut (kara barut) üretiminde kükürt ve güherçile ile birlikte ana bileşenlerden biridir. Söğüt ve asma ağacından yapılan kömürler, barut yapımında en çok tercih edilen türlerdir.^[13] Sanatta ise "füzen" veya "kömür kalem" olarak bilinir ve eskiz çalışmalarında kullanılır.^[14]

Çevresel Etkiler

Odun kömürü üretimi, özellikle tropikal bölgelerde yasa dışı ve denetimsiz yapıldığında ciddi orman tahribatına yol açmaktadır. Brezilya'da pik demir üretimi için yapılan yasa dışı kömür üretimi Amazon ormanlarını tehdit etmektedir.^[15] Benzer şekilde Kongo Demokratik Cumhuriyeti'nde Virunga Milli Parkı'ndaki dağ gorillerinin yaşam alanları, yasa dışı kömür ticareti nedeniyle tehlike altındadır.^[16]

Avrupa'da satılan mangal kömürlerinin önemli bir kısmının, menşei belirsiz tropikal ağaçlardan üretildiği tespit edilmiştir.^[17] Ancak Namibya gibi bazı ülkelerde, istilacı çalı türlerinden (bush encroachment) sürdürülebilir kömür üretimi teşvik edilmektedir.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

^ ^a ^b Kammen, Daniel M.; Lew, Debra (2005). Review of Technologies for the Production and Use of Charcoal. University of California, Energy and Resources Group & Goldman School of Public Policy. s. 6.
^ "Carbonisation processes". FAO.
^ Cheng, Zhilong (2016). "Characteristics of charcoal combustion and its effects on iron-ore sintering performance". Applied Energy. 161.
^ "Geoarch: Experimental Charcoal".
^ ^a ^b ^c Chisholm, Hugh, (Ed.) (1911). "Charcoal". Encyclopædia Britannica. 5 (11. bas.). Cambridge University Press. s. 856.
^ Ray, G.F. (1979). "Energy economics — a random walk in history". Energy Economics.
^ "Kilning vs. Retorting".
^ "Charcoal types in Japan". Sumibi. Eksik ya da boş |url= (yardım)
^ Akanuma, Hideo (2008). "The significance of Early Bronze Age iron objects".
^ Lea, John. "Charcoal Is Not the Cause of Haiti's Deforestation". Eksik ya da boş |url= (yardım)
^ "Treating flatulence". NHS UK.
^ Dawson, Andrew (1997). "Activated charcoal: a spoonful of sugar". Australian Prescriber. 20: 14-16.
^ Kosanke, Pyrotechnic Spark Generation
^ "Charcoal: powdered, compressed, willow and vine". Muse Art and Design. Eksik ya da boş |url= (yardım)
^ "Driving Destruction in the Amazon". Greenpeace. Eksik ya da boş |url= (yardım)
^ "Virunga National Park". Gorilla.cd. Eksik ya da boş |url= (yardım)
^ "Market Analysis Barbecue Charcoal". WWF. Eksik ya da boş |url= (yardım)

[Kammen-1] Kammen, Daniel M.; Lew, Debra (2005). Review of Technologies for the Production and Use of Charcoal. University of California, Energy and Resources Group & Goldman School of Public Policy. s. 6.

[2] "Carbonisation processes". FAO.

[3] Cheng, Zhilong (2016). "Characteristics of charcoal combustion and its effects on iron-ore sintering performance". Applied Energy. 161.

[4] "Geoarch: Experimental Charcoal".

[EB1911-5] Chisholm, Hugh, (Ed.) (1911). "Charcoal". Encyclopædia Britannica. 5 (11. bas.). Cambridge University Press. s. 856.

[6] Ray, G.F. (1979). "Energy economics — a random walk in history". Energy Economics.

[7] "Kilning vs. Retorting".

[8] "Charcoal types in Japan". Sumibi. Eksik ya da boş |url= (yardım)

[9] Akanuma, Hideo (2008). "The significance of Early Bronze Age iron objects".

[10] Lea, John. "Charcoal Is Not the Cause of Haiti's Deforestation". Eksik ya da boş |url= (yardım)

[11] "Treating flatulence". NHS UK.

[12] Dawson, Andrew (1997). "Activated charcoal: a spoonful of sugar". Australian Prescriber. 20: 14-16.

[stars-13] Kosanke, Pyrotechnic Spark Generation

[14] "Charcoal: powdered, compressed, willow and vine". Muse Art and Design. Eksik ya da boş |url= (yardım)

[15] "Driving Destruction in the Amazon". Greenpeace. Eksik ya da boş |url= (yardım)

[16] "Virunga National Park". Gorilla.cd. Eksik ya da boş |url= (yardım)

[17] "Market Analysis Barbecue Charcoal". WWF. Eksik ya da boş |url= (yardım)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]