木头明明可以直接当柴烧,为什么古人要把木头加工成木炭售卖呢?

怪罗科普 2025-03-13 18:08:26

我盲猜下,阅读这篇文章的读者都背过《卖炭翁》!这是唐代诗人白居易创作的一首诗,讲述了一个烧木炭卖钱的老人在谋生过程中的艰辛和遭遇。

这首诗的开篇第一句就是:卖炭翁,伐薪烧炭南山中。

有趣的问题就来了,木头本身就可以当柴火烧,为什么古代“卖碳翁”要把树木砍伐了,然后再烧成木炭售卖呢?直接把木头劈成柴卖不是应该更好吗?

这个问题可以有很简单的回答,就是作为燃料,木炭比木柴要优秀很多,古代城市里的居民本身就要买燃料生火做饭,所以有钱人更愿意选择效果更好的木炭。

但是,如果我们想要了解,为什么木炭比木材更优秀,那么这个问题就没那么简单了,必须要了解木头自身所包含的化学物质才行!

一根木头都包含了什么物质?

首先,一根木头永远不可能完全干燥,它会包含一些水分,这些水分或在细胞之内,或在细胞之间。

一根刚砍伐的湿木或青木,其含水量甚至能高达40%到50%,自然晒干的木头含水量能够下降到6%,但是一旦环境湿度提升,它就会吸收水分。

其次,就是有机质。组成木头的植物细胞其有机质基本都集中在细胞壁,而且它们的细胞壁非常独特,是它们能够发展成参天大树的关键。

植物细胞壁主要由纤维素,半纤维素,木质素,以及其它一些糖类共同组成的粗纤维构成。

△ 植物细胞壁的成分

其中,纤维素占了绝大部分——它能占到木材干重的40%-50%,另外半纤维素和木质素两者总和也差不多能占到的40%-50%。

可以说,任何一根干木头基本就是由纤维素,半纤维素,木质素组成,其它化学物质含量都较少。

我看到有博主形容植物“三素”的关系,它们就像钢筋混凝土一样塑造植物,并且强力支撑起植物。

纤维素具有高强度和稳定性,它就像钢筋混凝土中的沙子、碎石等骨料一样;半纤维素能够保持水分和支持纤维素结构,它充当了水泥成分;木质素具有高硬度和抗压性,所以它充当了钢筋。

除了细胞壁包含的有机质之外,还有细胞内部的细胞质和细胞核所包含的物质,主要包含植物蛋白、果糖、果胶、核酸等等有机质,以及钾盐等矿物质,不过含量都不算高。

直接燃烧木头会发生什么?

古人燃烧木材仅仅只是为了获取热量,但实际上木材包含的许多物质都不会直接产生热量,甚至是吸收热量,阻碍燃烧。

首先就是水分,水分并不会热解释放能量,相反它会吸收热量,所以燃烧最先就是要克服水分,让其蒸发掉才行。

其次是纤维素和半纤维素,两者是糖类分子聚合产生的,是所谓的碳水化合物,这意味着它们不仅含有能热解释放热量的聚合碳,也包含了吸收热量的聚合水。

简单地说,木材含量最多的部分——纤维素和半纤维素,它们直接燃烧的话,热量释放会被大打折扣。

接下去是木质素,直接燃烧它,不仅无法获得太多热量,甚至还会带来一些让人难以忍受的“副产品”。

木质素是芳香聚合物,受热之后会产生各种芳香酯类、萜烯和醚类物质,这些物质有一些是可以参与燃烧并释放热量的,但它们通常加热过程中会变成气态挥发。

木材燃烧过程中出现的烟雾,以及各种独特的气味,基本都是来自木质素燃烧时释放的各种物质。

这些物质有一些会随着烟囱排出去,有一些则会黏在铁锅的底部,形成黑黑厚厚的锅灰。

锅灰的形成会阻挡热量传递,所以以前烧柴做饭的人每隔一阵子就要铲一次锅灰,但是铲锅灰可是技术活,以前的人必须小心翼翼,因为一口铁锅对一家人太重要了。

剩下的是细胞质和细胞核包含的物质,这里很多其实都是不可燃的,比如矿物质,燃烧结束后剩下的白色灰烬,主要就是各种矿物质。

加工成木炭的优点有哪些?

您可能已经发现了,木材中那些阻碍燃烧的物质,包括聚合水、脂类等等各种非碳部分,其实都可以通过加热让其预先裂解出来并挥发掉。

如果加热过程中没有氧气参与的话,那么等所有的其它物质都挥发掉后,就会留下主要由纯碳组成木炭——这才是一根木材真正可用作燃料的部分。

点燃木炭时,由于没有任何阻碍其燃烧和吸收其热量的物质,所以木材变成木炭后,会让其变得更具燃烧效率。

就热值而言,木炭为33.5X10^6J/KG,而木柴只有12.6×10^6J/kg,燃烧木炭的温度可以远高于木材,古代炼铁的时候只能用木炭作为燃料。

© European Union

最重要的是,燃烧木炭只会得到二氧化碳一种挥发性的气体,它没有气味,也不会黏在锅上。

古代的城市居民,他们没法自行获取足够的柴火,只能通过购买,由于木炭的各种优势,大家会更愿意选择它。

但由于加工的成本,以及加工后的严重“缩水”,木炭的价格会比较高,通常也只有相对富有的家庭才会选择。

最后

要把木材加工成木炭,其实很简单,只要将其放入相对密封厚器具中加热就可以了,这样氧气会在较短的时间被消耗,之后碳就不会再被消耗了。

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评论列表

涛哥

涛哥

35
2025-03-15 04:26

灶台做饭烧水用木材火力猛速度快,取暖用木炭无烟持久火力温和。

我是谁 回复 03-15 14:32
灶台做饭用木炭不是不能做到火力猛,而是火力猛的话太费木炭了,经济上不划算。

梦魇之痕 回复 03-15 22:15
是火苗猛吧,实际温度还是木炭更高

昶旭贸易

昶旭贸易

14
2025-03-15 03:48

好的科普文章[点赞][点赞][点赞]

书同文车同轨

书同文车同轨

6
2025-03-15 11:32

有烟,无烟的区别!!

用户44xxx31

用户44xxx31

5
2025-03-15 12:52

直接烧木头不怕被烟熏死?[得瑟]

用户10xxx19

用户10xxx19

3
2025-03-13 21:26

[点赞]

金木水火土

金木水火土

3
2025-03-15 19:46

木炭无烟且体积小、火力持久,是用来取暖的

勇者无敌

勇者无敌

2
2025-03-15 15:19

啰嗦了半天也没说清楚 木头🪵是在厨房里用的 有烟 木炭是在房间里取暖用的 没烟

金木水火土

金木水火土

2
2025-03-15 19:47

木炭无烟、体积小且火力持久,是用来取暖的

金木水火土

金木水火土

2
2025-03-15 19:49

木炭无烟、体积小且燃烧时间长,是用来取暖的

金木水火土

金木水火土

2
2025-03-15 19:44

木炭火力持久且无烟,是用来取暖的

梦魇之痕

梦魇之痕

2
2025-03-15 22:13

一、古代取火没那么容易,木炭更容易点燃。二、木炭储存方便,不会长菌类、腐烂,湿了水晾一晾就好。三、木炭烧起来烟小,品质好的能做到无烟熏香

好运来

好运来

1
2025-03-15 14:24

一本正经胡说八道

星光

星光

1
2025-03-15 15:51

木炭你以为是真的主要做饭用的?说白了还是用途问题

金木水火土

金木水火土

1
2025-03-15 19:45

木炭无烟且火力持久,是用来取暖的

怪罗科普

怪罗科普

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