Faszén készítése pirotechnikai célra
A faszén egy érdekes egyveleg, nem tisztán kémiai elem, nem csak C. Sok vegyület található benne, ami az adott növényre jellemző. Égetéskor ezek a vegyületek nem semmisülnek meg maradéktalanul. Nagy szerepük van a keletkezett szén égésekor lezajló kémiai reakciókban. Van hogy katalizálják az égést, van hogy lassítják. A keletkezett égéstermékek mennyisége és minősége is sokban függ a faszénben lévő vegyületektől.
A növények földrajzi helyzete is számít. A területen lévő talajból a növény foszfort, káliumot, és más a fejlődéséhez fontos tápanyagokat vesz fel. Ezek természetesen beépülnek a szerkezetébe, és a szenesítéskor nagyrészt benne is maradnak. De ennél komplexebb elemek is benne maradnak, illó olajok, kátrány származékok. Persze ez függ a szenesítés hőmérsékletétől és időtartamától, valamint, hogy mennyi oxigén jutott be a szenesítendő anyaghoz.
Jó puskaporhoz jó szén kell. Jó faszénhez jó alapanyag. Ez a legfontosabb dolog. Nem minden növényből készült szén alkalmas a feladatra. És csak részben a bennük található elemek miatt. A növény eredeti szerkezete szintén fontos. A grillezéshez szánt szén égése lassú kell legyen, ezekhez köztudottan kemény fa szükséges. A keményfa szerkezete sűrű, a benne található rostok kevésbé üregesek. A keményfából készült szén szerkezete kevésbé pórusos, így kisebb a reakció felület!
A puhafából készült szén egészen más, lényegesen könnyebb, a sűrűsége sokkal alacsonyabb, ami annak köszönhető, hogy az eredeti növény rostjai jóval több vizet és nagyobb üregeket tartalmaztak. A puhafából készült szén felülete porózusabb, tagoltabb. Mikroszkopikus szinten apró üregeket tartalmaz. A reakciófelület sokkal nagyobb. A puhafából készült szén gyorsabban leparázslik, forróbban ég, Ez pont egy olyan tulajdonság, ami a lőporkészítésnek kedvező.
A fűzfából készült szénben tisztán kivehetőek a növény egykori vízszállító csatornái, míg a bükkfából készült szén tömör kőnek tűnik. Mind a puha mind a keményfa szene tartalmaz, szemmel nem látható mikroszkopikus pórusokat, melyek jelentősen növelik a szén reakciófelületét, de a puhafára ez sokkal inkább jellemző.
Puhafa, de milyen? Az hogy ipari méretekben milyen fát használnak lőporkészítéshez, azt inkább gazdasági okok határozzák meg, bár törekszenek a lehető legjobb minőségre. Tipikusan jellemző, hogy ha egyszer elkezdenek egy fa fajtát használni, akkor a továbbiakban ragaszkodnak hozzá, mert a faszén váltásakor, az elkészült lőpor más tulajdonságokkal fog rendelkezni. Nagy mennyiségeknél fontos a megfelelő, folyamatos utánpótlás. Ezért olyan fafajtát választanak ami nagy mennyiségben rendelkezésre áll.
Az amatőr pirotechnika egészen más világ. Itt kicsiben kell gondolkodni, és ez lehetőséget ad a jobb választásra. Aki magának készíti a lőport az szánhat rá elég időt és energiát, hogy a lehető legjobb minőségű alapanyagokat használja. A végeredményben bekövetkezett változások kevésbé érintik negatívan mint egy nagy gyártót. Amatőr és ipari felhasználók is egyetértenek abban, hogy néhány fafajta a lentebbi listából különösen alkalmas lőpor készítéshez.
Kutyabenge. (Régebben puskaporfának is hívták) Hazánkban sokat használták lőporkészítéshez a belőle készült szenet. Nagyon tiszta, kevés szilárd égésterméket hagyó égése van. Nem a leggyorsabban ég, de tisztán. Elsősorban kézifegyverekhez szánt puskaport készítettek a szenéből. Kutyabengéről ITT olvashattok többet. Szereti a lápos réteket, de gyakran előfordul utak mellett is. Kicsit emlékeztet a kökényre is. De szürke színű ágai miatt könnyen felismerhető.
Fűzfa. Mivel nem olyan ritka mint a Kutyabenge, ez is igen népszerű alapanyagnak számít. A belőle készült szenet, szinte minden típusú lőporhoz lehet használni. Gyorsabban ég mint a Kutyabenge szenéből készült lőpor, de kissé mocskosabban. A fűzfában alacsony a csersav koncentráció, kevés benne az égést lassító vegyület. Rost szerkezete nagy felület ű szenet eredményez. A mezőgazdasági terültet közelében élő fából nyert szén, kissé mocskosabban fog égni, mint más fajtársaikból készült szén, mert a rengeteg vízzel felszívja a műtrágyákban lévő nagy mennyiségű káliumot. Gyorsan növő fafajta, szereti a nedves mocsaras területeket, akárcsak a kutyabenge. A fűzfákról ITT olvashattok bővebben.
Mogyoró. Az előbbi kettőnél ritkább növény, nagy mennyiségben nem áll rendelkezésre, de amatőr körökben ez nem hátrány. Majdnem olyan jó a szene mint a fűzfáé, de kicsit lassabban fog égni. Pirotechnika szempontjából ez nem hátrány. A mogyoróról ITT olvashattok bővebben.
A fentebbi növényekből nagyon jó minőségű szén készíthető. A fűzfa szene gyakorlatilag minden lőportípushoz jó, akár nagy szikrák kellenek akár gyors égés, a fűzfa szene helyt fog állni a kívánalmaknak.
Kenderszén. Vannak olyan pirotechnikai keverékek, amik extra követelményeket igényelnek a szén terén. Ilyen pl: a KP vagy a H3 nevű bontótöltetnek használatos keverék. Ezek nagyon gyors égésű keverékek, pirotechnikai termékek felrobbantásához és a bennük lévő csillagok tekintélyes felgyorsításához használják. Olyankor, mikor a hagyományos lőporból, csak kevés férne az adott termékbe. Mivel szén üzemanyagúak, nagyon stabilak és megbízhatóak, csakhogy a szén a fémporokkal ellentétben nem olyan jó redukálószer.
A kenderszén mellett meg kell még említenem a Lampblack nevű szén fajtát is, ami gyakorlatilag gázkorom. Gyakran használják csillagokban, kenderszén pótlására/helyett. Ez azonban nem azt jelenti, hogy lőporba is jó volna! Égése nagyon tiszta, fehér fényű lángja nem hagy szikrákat, mint a szerves anyagokból készült szén. Szemcsemérete rendkívül kicsi, olyannyira hogy fizikai eljárással rendkívül nehéz lenne valamit ennyire finomra őrölni. Szemcsemérete miatt elég reaktívnak számít, de mégsem pótolhatja a kenderszenet, ha lőporgyártásról van szó! A belőle készült lőpor elég gyors égésű, de horrorisztikus ára bárkit jobb alternatíva használatára ösztönözne. Kilója 6-7eFt körül mozog. Csillagokban minimális 2-4% ig szokás használni, katalizátornak, vagy a láng mag meghosszabbítására. (a magnéziumhoz hasonlóan)
Kollégáim tapasztalataiból kiindulva, a következő két szénfajta is különösen alkalmas a kenderszén kiváltására:
Balsa fa. Egy rendkívül könnyű fa fajta, modellezése valamint hangtechnikában használják előszeretettel. Sajnos igen drága, és nehéz hozzájutni tekintélyesebb mennyiségben.
Tapló gomba. Made in Hungary... Persze hol máshol születhetne hasonló felfedezés mint nálunk!? Bár nem terem minden bokor/fa tövében, de azért lehet találni belőle bőven. A szerkezete, és a bennük lévő anyagok annyira alkalmassá teszik a feladatra, hogy minimális megmunkálás után első osztályú lőpor készíthető belőle. Hátránya, hogy rengeteg gomba kell egy kevéske szén elkészítéséhez.
A szenesítés otthon. A szénégetés hagyományosan boksában történik. Ez úgy néz ki, hogy egy nagy rakás fát helyeznek egymásra a lehető legszorosabban. Ezután a farakást gondosan lefedik agyagos földdel. Hagynak a kupacon pár szellőzőt amíg a tüzet meg nem gyújtják odabent. A tűz beizzítása után elfedik a szellőzőket, majd hetekre izzani hagyják a kupacot. Mivel a boksában nem volt elég oxigén a fa teljes elégéséhez, a legnagyobb része faszénként marad vissza. Ezt az eljárást kevésbé sikeresen lehet használni lőporhoz készült faszén gyártására. A fa mégiscsak ég, és pont azok a reaktív jól égő vegyületek és szén fajta fog elégni, amire nekünk szükségünk volna. Ráadásul ez az eljárás csak nagyban működik igazán jól.
Amatőr körökben más eljárás használata célszerű. Mivel kis mennyiségekről van szó, elég egy nagyobb méretű fém festékes vödör a művelethez. Ez tölti majd be a boksa szerepét. Vagyis ez a fém ház zárja el a fát az oxigéntől, így az nem éghet majd el. A hőforrást ezúttal nem a szenesítendő fa fogja szolgálni, hisz azt nem szeretnénk elégetni. A lezárt festékes vödrön egy gázelvezető nyílás szükségeltetik. Ez 10l-es vödör esetében 2 szöggel lyukasztott nyílást takar, tehát kis lyukakról van szó. Itt fog távozni a fából származó vízgőz és fagáz. Ez a gáz a faszén és a víz reakciójából keletkezik. Éghető, régen világításra, és a második világháborúban üzemanyagként is használták. A szenesítendő fa, a lehető legkevesebb vizet tartalmazzon! Így csökken a szén gázosodása, több értékes katalizátor marad meg!
A hőforrás igazából bármi lehet, de egyenletesen vegye körbe a szenesítő tartályt. (lehetőség szerint) Az egyenletes melegítés azért előnyösebb, mert nincsenek forróbb pontok, ahol a tároló egyes részein akár vörösen is izzhat a faszén. A hőfok a tartály belsejében a külső hőforrásnak köszönhetően könnyen szabályozható. Az ideális tartomány 350-450 esetleg 500C fokig terjed. Az alacsonyabb hőmérsékletű szenesítés előnyösebb! Ez fogja eredményezni az úgynevezett vörös szenet, amikor még némi fa anyag is megmaradhat a szén között. Jellegzetes színe van a szénnek, könnyen felismerhető. Ez a szén fajta a legreaktívabb, a lőporhoz leginkább használható fajta.
A szenesítés folyamata: Vegyünk egy általunk választott fa fajtát, mondjuk fűzfát. Lehetőség szerint válasszunk, 5-10cm átmérőjű ágakat a fából. A kora tavaszi idők a legalkalmasabbak, mikor a fa csersav szintje alacsony. A fát tisztítsuk meg a kérgétől, vágjuk hasábokká, majd a lehető legszorosabban helyezzük el a fém festékes vödörben. Törekedjünk rá, hogy ne maradjon sok légrés a hasábok között, a bent lévő levegő káros a szenesítés szempontjából. Zárjuk rá a fedelet, amin csak egy kis lyuk van. Ha túl kicsire sikerül a lyuk, a fejlődő gázok lelőhetik a fedelet, ami a szenesítés végét jelenti...
A lezárt dobozt tegyük tűzre, a legjobb ha parázzsal temetjük körbe a festékes vödröt. A vödörből rövid időn belül füst fog kiáramlani, ami később meg is fog gyulladni. A szenesítés addig tart, amíg éghető gázok távoznak a lyukon keresztül. A gázok kiáramlásának intenzitása változik, ha egyenletesen van a tároló körül parázs, kezdetben erősödik a kiáramlás, majd fokozatosan abba marad. A szenesítést azelőtt kell befejezni, hogy teljesen megszűnne. Ez hozzávetőleg egy 10l festékes vödör mellet 3-4 órát vesz igénybe. A vödröt hagyjuk kihűlni, és csak akkor nyissuk ki, mikor a belseje sem meleg, mert könnyen újragyullad a szén! A szénégetéshez mindenképp célszerű egy égetőkemencét készíteni! Nyílt tűzön ugyanis rengeteg fát kell elégetni egy kevés szén elkészítéséhez. Ha egy megfelelő kemencébe tesszük a festékes vödröt, a hő nem távozik mellőle olyan gyorsan, és 1-2kg fával kb ugyanennyi szén égethető ki! A Kandalló jó alternatíva lehet, bár előfordulhat hogy túl forró, ezért a huzatszabályzót állítsátok minimális értékre. Előny hogy ha télen csináljuk, legalább a házat is fűtjük vele.
