۳ دی ۱۳۸۸

آنزيم (Enzyme ):

*آنزيم به عنوان "يك پروتيين با خواص كاتاليزوري ناشي از قدرت فعاليت ويژه آن" تعريف مي گردد.
*آنزيمها به عنوان كاتاليست واقعي، در انتهاي واكنش بدون تغيير باقي ميمانند. و اين بدان معني نيست كه آنزيمها خنثي و بي اثرند و در طي واكنش تغيير نميكنند. بلكه به معني اين است كه هر گونه تغيير حالت فيزيكي يا شيميايي در آنزيم، برگشت پذير ميباشد. در واقع اغلب واكنش هاي آنزيمي" كمپلكس هاي حد واسط برگشت پذير" را در بر ميگيرد. بنا بر اين يك آنزيم در طي واكنش مصرف نميشود بلكه بارها و بارها ميتواند مورد استفاده قرار گيرد.
*قابل توجه است كه تمام اكرومولكولهاي بيولويكي كه قادر به انجام واكنش هاي كاتاليتيكي باشند الزاماً پروتيين نيستند.
*آنزیم مانند یک کاتالیزگر غیر آلی میزان واکنش را با پایین آوردن انرژی فعال سازی واکنش لازم برای انجام واکنش تسریع می‌کند و برخلاف آن انرژی فعال سازی را با جایرگزین کردن یک سد انرژی فعال سازی بزرگ با یک سد انرژی سازی کوچک پایین می‌آورد.
کاتالیزورها در واکنشها بدون تغییر می‌مانند، ولی آنزیمها مانند سایر پروتیین ها تحت شرایط مختلف پایدار نمی‌مانند. این مواد در اثر حرارت بالا و اسیدها و قلیاها تغییر می‌کنند. کاتالیزورها تاثیری در تعادل واکنش برگشت پذیر ندارند، بلکه فقط سرعت واکنش را زدیاد می‌کنند تا به تعادل برسند. آنزیم‌ها با کاهش انرژی فعال سازی (activation) سرعت واکنش شیمیایی را افزایش می‌دهند.
آنزیمها مولکولهای پروتئینی هستند که دارای یک یا چند محل نفوذ سطحی (جایگاههای فعال) هستند که سوبسترا یعنی ماده‌ای که آنزیم بر آن اثر می‌کند، به این نواحی متصل می‌شود. تحت تاثیر آنزیمها ، سوبسترا تغییر می‌کند و به یک یا تعدادی محصول تبدیل می‌شود.

ساختار آنزیمها :
آنزیمها ماهیتی پروتئینی داشته و ساختار بعضی از آنها ساده یعنی از یک زنجیره پلی پپتیدی ساخته شده و بعضی ديگر الیگومر هستند. ساختار برخي از آنزیمها منحصرا از واحدهای اسید آمینه تشکیل یافته است. اما برخی دیگر برای فعالیت خود نیاز به ترکیبات غیر پروتئینی دارند که به نام گروه پروستتیک معروف است و این گروه می‌تواند یک فلز یا یک کوآنزیم باشد و با آنزیم اتصال محکمی را برقرار می‌کنند. بخش پروتئینی آنزیم (بدون گروه پروستتیک) آپوآنزیم نام دارد و مجموع آنزیم فعال از نظر کاتالیزوری و کوفاکتور مربوطه هولوآنزیم نام دارد.

طرز کار آنزیمها :
از ویژگیهای مهم آنزیمها این است که پس از انجام هر واکنش و در پایان آن سالم و دست نخورده باقی می‌مانند و می‌توانند واکنش بعدی را کاتالیز کنند. در یک واکنش ساده ابتدا آنزیم (E) با ماده اولیه یا سوبسترا (S) ترکیب می‌شود و کمپلکس آنزیم– سوبسترا را می‌دهد در مرحله بعدی با انجام واکنش، فراورده یا محصول (P) ایجاد می‌شود و آنزیم رها می‌گردد.
P+E←→ES←→S+E
هر آنزیم بر سوبسترای ویژه خود اثر کرده و فرآورده ویژه‌ای را تولید می‌کند. به این منظور هر آنزیم ساختار سه بعدی ویژه خود را دارا است که آن را برای انجام فعالیت کاتالیزی مناسب می‌سازد و بخشی از آنزیم که با سوبسترا بند و بست می‌یابد، جایگاه فعال نام دارد و در مورد اتصال آنزیم به سوبسترا الگوهایی ارائه شده‌اند که مدل کوشلند که الگوی القایی نام دارد و حالت دست در دستکش را دارد، نشان می‌دهد. بطوری که محل اتصال حالت انعطاف پذیری دارد.

عمل متقابل آنزیم و سوبسترا: هر چند می‌توان آنزیم و سوبسترا را همانند قفل و کلید تصور کرد، اما این بدان معنی نیست که جایگاه فعال آنزیم ساختمانی سفت و غیر قابل انعطاف است. در بعضی از آنزیمها ، جایگاه فعال فقط بعد از اینکه ماده زمینه به آن متصل شد، دقیقا مکمل سوبسترا می‌شود. این پدیده تناسب القایی نام دارد.

عمل اختصاصی آنزیمها: برخلاف کاتالیزورهای غیر آلی، فعالیت آنزیم اختصاصی است، یعنی هر آنزیم می‌تواند بر سوبسترای مشخصي اثر کند. در عین حال در اختصاصي عمل كردن، درجات مختلفی وجود دارد. علت اختصاصی بودن آنزیمها را باید در ساختار فضایی آنها جستجو کرد. بعضی از آنزیمها نه تنها توانايي آن را دارنده كه بر روی یک سوبسترای معین اثر کنند، بلکه قادرند بر روی تمام موادی که دارای یک عامل شیمیایی مشخصي هستند، نيز موثر باشند. در این صورت کلیدی را که قبلاً مثال زدیم می‌توان به شاه کلیدی تشبیه کرد که قادر است تمام قفل درهای یک راهرو را باز کند.

پروآنزیم یا زیموژن : برخی از آنزیمها ، ابتدا به صورت پروآنزیم یا زیموژن یا آنزیم غیر فعال در سلول ساخته می‌شوند و برای شرکت در واکنش و پدیدار شدن خاصیت کاتالیزوری آنها، باید بوسیله ماده دیگر به صورت فعال درآیند.

عوامل بازدارنده : بعضی از ترکیبات قادرند با آنزیم– سوبسترا ترکیب شده و فعالیت سوبسترا را در ایجاد فرآورده اختصاصی تحت تاثیر قرار دهند و در صورتیکه این ترکیبات موجب تشکیل نشدن فراورده شوند، به نام بازدارنده‌های آنزیمی نامیده می‌شوند. اين بازدارنده ها سه نوع ميباشند كه عبارتند از :
1-بازدارنده‌های رقابتی.
2-بازدارنده‌های نارقابتی.
3-بازدارنده‌های بی‌رقابتی.

آنزیمهای آلوستریک و ایزوزیمها : آنزیمهای آلوستریک آنزیمهایی هستند که علاوه بر جایگاه ویژه اتصال سوبسترا ، جایگاهی برای اتصال مولکولهایی دارند که میزان واکنش آنزیم ها را افزایش یا کاهش می‌دهند. بازدارندگی آلوستریکی نوعی بازدارندگی غیر رقابتی است. برخی از آنزیمها می‌توانند به چند شکل وجود داشته باشند که عمل آنها در یک موجود ، بر حسب مراحل مختلف زندگی و در بافتهای مختلف متفاوت است.
مثلا آنزیم لاکتات دهیدروژناز یا LDH در دو نوع فعال زیستی مختلف وجود دارد که به بافت قلب اختصاص دارد و با H نمایش داده می‌شود و نوع دیگر مختص بافت ماهیچه‌ای است و با M نشان داده می‌شود. این نوع آنزیمها را ایزوزیم می‌نامند که در دو شکل ساختاری وجود دارند.

عدد تبديل آنزيم (Turnover Number ):
عدد تبديل آنزيم، تعداد سوبسترايي را كه در حضور آنزيم كاملاً اشباع در واحد زمان به فراورده تبديل ميشود را گويند.
اين عدد ميتواند فوق العاده بالا باشد و در مورد اغلب آنزيمها در حدود 10000 در ثانيه است. به عنوان مثال براي كربنيك انيدراز (Carbonic Anhydrase)، اين عدد تبديل حدود 60000S-1 است. يعني با حضور مقدار كمي از آنزيم، تبديل بيولوژيكي مقادير زيادي از سوبسترا را ميتوان كاتاليز نمود. بنابر اين با توجه به گران بودن قيمت آنزيم، هرچه عدد تبديل آنزيم بالا باشد به صرفه و اقتصادي ميشود. زيرا مقدار مصرف كمتر ميشود.


طبقه بندی آنزیمها(Enzymes Classification ):
آنزیمها را از نظر فعالیت کاتالیزی به شش گروه اصلی ميتوان تقسیم بندي كرد كه عبارتند از:

1-اکسید و ردوکتازها: كه واکنشهای اکسید و احیا (اکسایش – کاهش) را کاتالیز می‌کند. (از مهمترين آنها ميتوان دهیدروژناز را نام برد).

-OOC-CH2-COO- -----> -OOC-CHCH-COO- + 2H+
در این واکنش ، ترکیب -OOC-CH2-COO- سوکسینات می‌باشد و ترکیب -OOC-CHCH-COO- فومارات است.

2-ترانسفرازها : كه انتقال عوامل ویژه‌ای مانند آمین ، فسفات و غیره را از مولکولی به مولکول دیگر به عهده دارند و مانند آمینو ترانسفرازها که در انتقال گروه آمین فعال هستند.3-هیدرولازها : كه واکنشهای آبکافتی را کاتالیز می‌کنند. مانند پپتیدازها که موجب شکسته شدن پیوند پپتیدی می‌شوند.
R-CO-NH-R +H2O -----> R-COO- + NH3 + -R

4-لیازها : اين دسته موجب برداشت گروه ویژه‌ای از مولکول می‌شوند. مانند دکربوکسیلازها که برداشت دی اکسید کربن را برعهده دارند.
5-ایزومرازها: كه واکنشهای تشکیل ایزومری را کاتالیز می‌کنند. مانند راسرماز که از L-آلانین ترکیب ایزومریD- آلانین را می‌سازد.
L-ALa -----> D-ALa
6-لیگازها : آنزیمهایی هستند که باعث اتصال دو مولکول به یکدیگر و ایجاد پیوند کووالانسی بین آنها می‌شوند. مانند استیل کوآنزیم A سنتتاز که موجب سنتز استیل کوآنزیم A می‌گردد.
Acetate + CoA-SH+ATP <------> Acetyle -SCoA+AMP + PPi

بنا بر اين با توجه به مطالب فوق الذكر، آنزيمها را ميتوان بر حسب نوع واكنشي كه عموماً آنها را كاتاليز ميكنند طبقه بندي نمود. در جدول زير كه در سال 1979 بوسيله ديكسون و وب ارائه شده است آمده است:

*آنزيمهايي كه در صنايع غذايي اهميت دارند در چندين دسته از اين طبقه بندي يافت ميشوند. ولي هيدرولازها بيشترين آنزيمهاي مربوط به غذا را تشكيل ميدهند.

نامگذاري آنزيمها (Enzymes Nomenclature ):
*سه نوع نامگذاري وجود دارد:
الف-قديمي:
ب-سيستماتيك:
ج-نامگذاري بين المللي با عدد كميسيون آنزيم ( Enzyme Commission Number( EC:

تعريف:
الف-نامگذاري قديمي: اغلب منشاء تاريخي داشته كه ميتواند بيانگر نقش آنزيمها باشد و يا نباشد. مانند پاپايين بيانگر منشاء اين آنزيم است كه گياه پاپايا است.
ب-نامگذاري سيستماتيك: كه قداري طولاني و سنگين است. مانند: پلي گالاكتورونيد گلايكانوهيدرولاز به جاي پلي گالاكتوروناز يا EC 3.2.1.15
ج-نامگذاري بين المللي با عدد كميسيون آنزيم ( Enzyme Commission Number ( EC:
اين سيستم نامگذاري در سال 1971 بصورت بين المللي توافق شد و توسط اتحاديه بين المللي بيوشيمي در سال 1978 ارائه گرديد. كه طي آن براي هر آنزيم شخص، يك شماره كميسيون (EC ) تعيين ميشود كه از چهار رقم تشكيل شده است. به عنوان مثال براي آنزيم گالاكتوروناز شمارهEC 3.2.1.15 اختصاص داده ميشود و براي آلفا آميلاز شمارهEC 3.2.1.1 اختصاص داده ميشود.
درتقسیم بندی جدید آنزیمها را بر حسب واکنشهای شیمیایی که رهبری می‌کنند، به 6 گروه تقسم بندی می‌کنند: اکسیدو ردوکتازها - ترانسفرازها - هیدرولازها - لیازها - ایزومرآزها و لیگازها.(مطابق جدول فوق الذكر).
رقم اول، نشان دهنده اين است كه آنزيم به كدام يك از شش گروه در جدول فوق الذكر تعلق دارد. در مثال فوق (گالاكتوروناز) ، آنزيم از نوع هيدرولاز ميباشد.
رقم دوم، زير گروه را نشان ميدهد. به عنوان مثال، براي اكسيدوردوكتازها، اين عدد نوع گروه دهنده اي را كه متحمل اكسيداسيون ميشود و براي ترانسفرازها ماهيت گروه انتقال يافته و براي هيدرولازها ، نوع پيوند هيدروليز شده را نشان ميدهد. در مورد مثال فوق (براي گالاكتوروناز)، نوع پيوند هيدروليز شده را نشان ميدهد كه در اينجا آنزيم بر روي تركيب گليكوزيل عمل ميكند.
رقم سوم، زير گروه بعدي آنزيم را نشان ميدهد. به عنوان مثال، براي اكسيدوردوكتازها نوع دريافت كننده و براي هيدرولازها، نوع پيوند هيدروليز شده را با دقت بيشتري تعيين ميكند.
براي پلي گالاكتوروناز در مثال فوق:
-عدد 1 نشان ميدهد كه پيوندي كه مورد حمله آنزيم قرار ميگيرد از نوع O–گليكوزيل است.
-عدد 2 نشان ميدهد كه پيوندي كه مورد حمله آنزيم قرار ميگيرد از نوع N–گليكوزيل است.
-عدد 3 نشان ميدهد كه پيوندي كه مورد حمله آنزيم قرار ميگيرد از نوع S–گليكوزيل است.

رقم چهارم، شماره سريال آنزيم را در زير رده اي كه در آن جا گرفته است نشان ميدهد.

نكته: رسوب الكلي عصاره مالت حاوي يك ماده ناپايدار در برابر حرارت است كه ميتواند نشاسته را به قند تبديل كند. اين عامل در سال 1833 بوسيلهPuyen & Persy ، دياستاز ناميده شد كه امروزه به عنوان آلفا آميلاز مالت شناخته ميشود و داراي عدد كميسيون آنزيم EC 3.2.1.1 ميباشد.

۱ دی ۱۳۸۸

اسيد اسكوربيك يا ويتامين C به عنوان بهبود دهنده نان و آرد:

Ascorbic Acid به عنوان يك بهبود دهنده در آرد عمل كرده و به نسبت 20ppmتا 200ppmدر آرد بكار ميرود و كيفيت آرد را بهبود ميبخشد. اسيد اسكوربيك C6H6O6 با بهبود دهنده هاي ديگر آرد فرق دارد زيرا يك عامل احيا كننده بوده و خود سريعاً بوسيله هوا اسيد شده و به دي هيدروكسي اسيد اسكوربيك تبديل ميشود.
كاربرد اصلي آن در كوتاه كردن فرايند توليد نانهاي ويژه است. و در آيين نامه نان و آرد در سال 1984 تنها افزودني (بهبود دهنده) اكسيداتيو مجاز با (E-Number 300 (E-300 بوده كه مصرف آن بي ضرر و حتي سودمند است كه ميتوان در ساخت نان بكار برد ولي نمي بايست به آرد كامل توسط آسيابان اضافه شود.

فيلم هاي بسته بندي (Packaging Films):

فيلم هاي بسته بندي (Packaging Films):استفاده از فيلم ها جهت بسته بندي مزيت هاي زيادي دارد.
*اگر شفاف باشند، مواد داخل آنها كاملاً قابل رويت هستند.
*از نظر قيمت نسبتاً ارزان ميباشند.
*و سرعت بسته بندي در آنها بالا ميباشد.
فيلم هاي مورد استفاده در بسته بندي ها، ممكن است يك لايه يا چند لايه باشند. تمام اين فيلم ها بجز سلولوز بازيابي شده، از مواد پليمري ترموپلاستيك بوده كه انواع رايج آنها عبارتند از:

1-پلي اتيلن با دانسيته كم( LDPE ( Low Density Poly Ethylene
2-پلي اتيلن با دانسيته كم خطي(LLDPE (Low Linear Density Poly Ethylene
3-پلي اتيلن با دانسيته زياد (HDPE (High Density Poly Ethylene
4-پلي پروپيلن (PP (Poly Propylene
5-پلي وينيل كلرايد (PVC (Poly Vinyl Chloride
6-پلي وينيليدين كلرايد (PVDC (Poly Vinylidene Chloride
7-پلي اتيلن ترفتالات يا پلي استر(PET (Poly Ethylene Terphethalate
8-اتيلن وينيل استات كوپليمر (EVA (Ethyl Vinyl Acetate
9-سلولوز: Cellulose
10-فيلم هاي پوشش دار شده با فلز ( Metallized Film):
11-ساشه ها (Sachets ) :

خواص هر يك از فيلم ها:
1- LDPE: ماده نرم، داراي خواص دوخت پذيري (Sealing)، داراي نفوذپذيري كم در مقابل بخار آب، كاملاً نفوذ پذير در مقابل روغن هاي معدني و اكسيژن، نامناسب براي محصولاتي كه در آنها احتمال اكسيداسيون وجود دارد.
2- LLDPE: يكي از انواع مهم فيلم هاي كشسان بوده كه براي پيچيدن پالت ها (عمل Wrapping ) و غيره بكار ميرود.
3- HDPE: محكمتر ازLDPE، داراي خاصيت محصور كنندگي بهترو شكنندگي بيشتراست، از LDPE گرانتر است.
4- PP: از نظر خواص شبيه به پلي اتيلن ولي محكم تر و شفافتر از هر دوي LDPE و HDPEاست، بسيار مناسب براي ساخت فيلم، در دماها و شرايط مختلف مرتجع و قابل برگشت است، خاصيت دوخت پذيري (Sealing ) خوبي دارد.
5- PVC: داراي شفافيت و درخشندگي خوب، فقط با وجود پلاستيسايزر ( Plasticizer) انعطاف پذير ميشود، در حالت تكسو شده (Oriented ) براي فيلم هاي كششي مورد استفاده قرار ميگيرد.
6- PVDC: فيلمي كشسان براي پيچيدن ماكيان،گوشت و پنير و غيره ميباشد، داراي نفوذ پذيري كم نسبت به بخار آب و گازها، آن را با نام ساران نيز ميشناسند.
7- PET: نوعي پلي استر، داراي مقاومت كششي بالا، بسيار شفاف، در سطح وسيع براي توليد بطري استفاده ميشود، به عنوان ماده اي كه از آن فيلم تهيه گردد و دوخت پذير باشد خاصيت دوخت پذيري خوبي ندارد (none sealing ) و فقط هنگاميكه با پلي اتيلن پوشش داده شود جهت فيلم استفاده ميشود.
8- EVA: كوپليمر، ماده اي است كه بدون افزودن Plasticizerانعطاف پذير ميباشد، محصور كنندگي بهتر نسبت به LDPE دارد، مقاومت فشاري زيادي دارد، از آن ميتوان به عنوان پيچش هاي كششي استفاده كرد.
9-سلولوز: از مغز چوب تهيه يشود، يكي از اولين فيلم هاي كاغذي است كه به نام سلوفان بسيار معروف است، شفافيت بسيار خوبي دارد، كار كردن با آن مانند فيلم هاي ترموپلاستيك آسان نيست، اين ماده كاملاً خشك و شكننده است.
10-فيلم هاي پوشش داده شده با فلز: براي محصولات مختلف استفاده ميشود، عمر نگهداري محصول را بالا ميبرد، چاپ روي سطح آن بسيار خوب انجام ميشود، اين فيلم ها يا از PP هستند يا از PET ، فلز معمولاً آلومينيوم بوده كه در يك اتاقك در فشار كم و اعمال بخار گرم شده و فيلم به داخل ااقك هدايت شده و فلز بصورت لايه اي بسيار نازك روي آن مينشيند.
عيب آن اين است كه، بررسي فلز بكار رفته در اين نوع بسته بندي بسيار مشكل است.
11-شاسه : امروز براي انواع مواد غذايي بكار ميرود، فيلم ها و يا كاغذ هاي پوشش دار به شكل لوله در آمده و درزهاي آن بصورت عمودي يا افقي توسط حرارت به هم چسبانده ميشود. ابتدا لوله ساخته شده و بعد از پر شدن محصول در آن بوسيله انجام عمل پرس بوسيله فكها در اطراف درزها چسبانده و عمل بريدن انجام ميشود.

۲۲ آذر ۱۳۸۸

چوب و ذغال (Wood and Charcoal ):

تعريف چوب:
تعريف چوب بسته به اينكه اين ماده را در چه قسمتي بخواهيم مورد استفاده قرار دهيم فرق مي كند و به طور كلي مي توان سه تعريف براي آن به كار برد.
Wood Definition:
Definitions of wood depends on the section that we want to use and are varied from one item to another item. Totally we can 3 describes for Wood as follow:

1- تعريف گياه شناسي: چوب عبارت است از مجموعه اي از بافت هاي ثانويه لينين شده گياهان آوندي كه در بين مغز و لايه زاينده (كامبيوم) ساقه و ريشه و شاخه ها قرار مي گيرد.
1-Definition based on Palnt science :

2- تعريف تجاري: چوب عبارت است از قسمت هاي داخلي ساقه، ريشه و شاخه درختان و درختچه ها كه قابل تبديل براي استفاده در مصارف گوناگون مي باشد و مي توان با كار كردن بر روي آن به ارزش و مرغوبيت آن افزود.
2-Definition Based on Commercial:

3- تعريف صنعتي: چوب عبارت است از ماده اي جامد و متخلخل فيبري شكل، كه داراي ساختمان سازمان يافته اي است و از هر طرف نايكسان و ناهمگن مي باشد.
3-Definition based on Industrial:


مواد استخراجي كه تا 5% وزن خشك چوب را تشكيل ميدهند عبارتند از:
*مواد معدني مانند كربنات كلسيم، اسيدهاي آلي
*هيدروكربورهاي چرب و معطر
*ترپن ها، صمغ ها و كائوچو
*كينون ها و مواد رنگي
*آلكالوئيدها(سم ها)
*هيدرات كربن مانند نشاسته و قندها و...

در مجموع عناصر عمده تشكيل دهنده چوب عبارتند از:
- 50% كربن - 43% اكسيژن- 1.6% هيدروژن - 0.2% خاكستر- 0.04% ازت


استحكام در چوب به دو عامل بستگي دارد:
1- ميزان فيبر موجود در واحد ساختماني چوب2- ضخامت جداره چوب ها

بنابراين اگر در چوبي ميزان فيبر بيشتر باشد آن چوب سنگين و سخت تر است كه بر اين اساس مي توان گفت سبكترين چوب، چوبي است به نام باندا يا بالسا با جرم حجمي 19./. و سنگين ترين چوب چوبي هست با نام كليستانتانوس با وزن مخصوص 1.2 كه در آب غرق مي شود.

بر اين اساس مي توان درختان را به سه قسمت تقسيم كرد:
1- درختان سبك؛ مانند: صنوبر، نم دار، بيد، تبريزي، كرك.2- درختان متوسط؛ مانند: راش، افرا، گردو.3- درختان سنگين؛ مانند: بلوط، چندل، سخدار و انجيلي.

تأثير رطوبت در چوب:
Moisture effect on the wood:

سه نوع رطوبت داريم:
1- آب بنيادي:
كه در ساختار مولكولي چوب است.
2- آب آغشتگي: صفر درصد تا 30% است، از مهم ترين رطوبت ها در چوب.
3- آب آزاد: 30% تا حداكثر 200% مي باشد يعني هر چوب كاملا خشك تا 2 برابر وزن خودش آب جذب مي كند. بنابر اين چوب به عنوان ماده اي متخلخل و اسفنجي با محيط خود در تبادل رطوبتي است. (اگر رطوبت بيشتري داشته باشد پس مي دهد و اگر از محيط خشك تر باشد رطوبت را جذب مي كند)

توليد ذغال از ضايعات چوب :
Charcoal making from Wood wastes:

يكي ازمعضلات بشر امروز مشكل انرژي است . هرچند بشر امروز به دنبال سوختهاي نو و جديد مي باشد ولي نيم نگاهي هم به منابع موجود دارد . روزانه درختان زيادي در جهان به دلايل مختلفي مثل كاغذ سازي و يا ساخت مصنوعات چوبي و .... قطع ميشوند كه شاخه و برگهاي آنها بي استفاده رها مي شود. كه ميتوان با استفاده بهينه از آن و با توجه به اينكه مقدار گرمايي كه ذغال چوب توليد مي كند از خود چوب بيشتر مي باشد لذا ازآن براي تامين انرژي براي پخت و پز و... مي توان استفاده نمود.
از سوزاندن اندام گياه يا حيوان، ذغال به دست مي آيد. ذغال ماده اي اسفنج مانند و سياه است . علت آن كه از داغ كردن يا سوزاندن چوب يا استخوان حيوان، ذغال پديد مي آيد؛ اين است كه آن ها بر اثر حرارت، آب و گازهاي نهفته در خود را از دست مي دهند، و فقط جسم جامدي از خود بر جاي مي گذارند.

براي تهيه ذغال چوب دو روش اصلي در دنيا وجود دارد:
1-مقداري چوب و هيزم را روي هم انباشته، در هواي آزاد آتش مي زنند. اين شيوه قرنهاست كه در جنگل هاي شمال اروپا از آن پيروي مي شود. ولي اشكالش اين است كه گازهاي متصاعد شده از چوب در هوا پراكنده شده و به هدر مي رود.
2-چوب ها را جمع آوري كرده با نقاله هايي به كوره هاي مخصوصي مي برند. همين كه آتش بر افروخته شد، دريچه تنور را مي بندد و آن گاه چوب ها در فضايي بسته، به تدريج تبديل به ذغال مي شوند.

*ذغالي كه از ضايعات چوب به دست مي ايد براي مصارفي چون منقل كباب پزي و قليان و همچنين در بخاري هاي ذغالي و ... استفاده دارد.

*در حال حاضر در ايران و ساير كشورها از دو روش جهت توليد ذغال از ضايعات چوب استفاده مي شود.
الف-روش سنتي
ب-روش مكانيزه

الف-در روش سنتي، چوب را در داخل كوره اي در بسته قرار مي دهند و سپس آتش مي زنند و پس از تبديل شدن چوب ها به ذغال ، ذغالها جمع آوري شده و مصرف مي شوند.
ب-در روش مكانيزه , روند توليد به اين صورت مي باشد كه ,ابتدا خرده چوب ها توسط دستگاه خرد كن به قطعات كوچك تبديل مي شوند سپس با تسمه نقاله به داخل كوره هاي پخت انتقال مي يابند پس از تبديل شدن به ذغال، انها را آسياب كرده و وارد حوضچه هاي شستشو مي كنند. پس از شستشو، انها را آسياب كرده و خشك مي كنند. پس از خشك شدن با صمغ گياهي(صمغ عربي) مخلوط شده و قالب گيري مي شوند و سپس توسط پرس , فشرده مي شوند .بعد از انجام مرحله پرس قطعات توسط دستگاه برش به اندازه ها, و اشكال دلخواه برش مي خورند.
نمودار فرايند توليد ذغال چوب بريكت به روش مكانيزه:
*نقاط قوت و ضعف تكنولوژي هاي مرسوم در فرآيند توليد (به صورت اجمالي) :
1-مزاياي توليد ذغال چوب به روش مكانيزه نسبت به سنتي اين مي باشد كه در روش مكانيزه در صد ضايعات كاهش پيدا ميكند.
2-با توجه به اينكه ذغال توليدي آسياب مي شود، در نتيجه چوبهاي نيمه سوخته و يا ذغال هاي بي كيفيت قبل از اينكه به سمت آسياب برده شوند در قسمت بازرسي كيفي شناسايي شده و برداشته مي شوند.
3- همچنين در روش قديمي سنتي، صمغ چوب در ذغال توليدي از ذغال جداسازي نمي شود در نتيجه در كيفيت ذغال چوب تاثير گذار بوده ليكن در روش توليد ذغال قالبي، صمغ درختان قبل از اتمام پروسه توليد ذغال تصفيه مي شود و يا با شستشو صمغ چوب را از ذغال چوب جدا مي كنند.

مطالب ديگر:
توليد ذغال شامل تخريب گرمايي چوب بوده، و ميتواند در بشكه ها، كوره ها، و قرع هاي رو باز انجام شود.
توليد ذغال درPit ها وKiln هاي رو باز با كنترل كمتر و مقدار زياد هواي كمكي انجام ميشود كه سوزاندن نيز از طريق آتش زدن مقداري از خود چوب انجام ميشود.
درRetort ها، charcoal در غياب هوا توليد ميشود، و گرماي ورودي را از منابع ديگر مي بايست تامين نمود.
فرايند توليد سنتي در درPit ها وKiln هاي رو باز، به شكلي كه بصورت محلي انجام ميشود، كارا نميباشد. و بازدهي وزني آن كه 10 تا 15 درصد است غير معمول مي باشد، كه طي آن به ازاي هر 7 تا 10 كيلوگرم چوب يك كيلوگرم ذغال توليد ميشود. كه آن بستگي به تحمل چوب مورد استفاده براي توليد ذغال نيز دارد. گازهاي گلخانه اي متصاعد شده از آن كه به اتمسفر وارد ميشوند مي بايست در سطح قابل قبول جهاني باشند.براساس اعلام سازمان صلح سبز، استفاده از محصولات سوختي ذغال‌سنگ و زغا‌ل‌چوب سالانه بيش از 360 ميليارد يورو به سلامت انسان‌ها و محيط زيست آسيب مي‌رساند و در صورتي كه صدمات ناشي از آن بر تغييرات جوي را نيز مورد بررسي قرار دهيم، ميزان اين صدمات بيش از ميزان برآورد شده خواهد بود.

ذغال‌چوب حرارت بالايي دارد، دود نمي‌كند و كمترين وزن را به عنوان سوخت‌ دارد. اگر چوب در مجاورت هواي مناسب بسوزد، به طور كامل آتش مي‌گيرد و در صورتي كه هواي اطراف آن محدود شود، دود نخواهد كرد. در اين مواقع آتش به اصطلاح خفه شده و چوب به ذغال تبديل مي‌شود.اگر براي توليد زغال‌چوب فشرده از خاك اره يا ديگر ضايعات كشاورزي استفاده شود، از تخريب جنگل‌ها جلوگيري خواهد شد. علاوه بر اين، از دود حاصل از اين فرآيند براي توليد سركه چوب استفاده مي‌شود كه در زمينه‌هاي مختلف كاربرد دارد.

براي تهيه ذغال‌چوب يا ذغال نباتي معمولي از چوب درختاني مانند تبريزي و شاه بلوط كه در آنها صمغ يا رزين كمتري وجود داشته باشد، استفاده مي‌كنند.

براي تهيه ذغال‌چوب فشرده از خاك اره، ابتدا خاك اره و ديگر پسماندهاي چوبي كارخانجات دانه‌بندي شده، سپس وارد دستگاه فشرده‌سازي هيدروليك مي‌شوند. به دليل فشار بسيار زياد اعمال‌‌شده در اين فرآيند، ذرات خاك اره و پودر چوب بدون نياز به هيچ نوع ماده افزودني و عامل چسباننده، بخوبي به همديگر مي‌چسبند و به اين ترتيب خاك اره پس از فشرده شدن به شكل استوانه يا چهارگوش‌ يا مستطيلي به قطعات كوچكتر و مجزايي تقسيم مي‌شود. خاك اره فشرده شده از قابليت استفاده در شومينه‌هاي هيزمي با طول عمري 3 برابر هيزم‌هاي معمولي برخوردار است. در مرحله بعدي، خاك‌‌اره فشرده شده و شكل گرفته در كوره‌‌هاي كنترل شده و بدون وجود هوا به ذغال‌چوب تبديل مي‌شود. دود حاصل از تبديل خاك اره به ذغال‌چوب به سركه چوب تبديل مي‌شود. گازهاي متصاعد شده از راه منفذي كه به كوره متصل است، وارد محفظه ديگري مي‌شوند تا در آنجا به مواد ديگري مانند الكل چوب، اسيد استيك و استون تبديل شوند.از آنجا كه در اين روش براي توليد زغال‌چوب از ماده اوليه ارزان‌قيمت و بدون نياز به مواد افزودني ديگر و ماده چسباننده استفاده مي‌شود، هزينه توليد اين نوع زغال‌چوب در مقايسه با نوع بيكت كه در آن از صمغ عربي استفاده ميشود ، بسيار كمتر خواهد بود؛ بعلاوه اين نوع ذغال نوعي ذغال‌چوب با شكل خاص و يكسان و همچنين مدت زمان حرارت‌دهي آن تا 3 برابر زغال‌هاي معمولي است و از استحكام بيشتري نيز برخوردار است. با توجه به اين كه فرآيند توليد ذغال اگر در كوره‌هاي الكتريكي انجام ‌شود، ذغال‌چوب توليدي نيز بدون بو و بدون گاز خواهد بود كه در صورت حمايت از اجراي اين طرح، قابليت توليد انبوه‌ سالانه بيش از 60 هزار تن و صادرات به كشورهاي ديگر را نيز خواهد داشت.

نكته : درTwin retort ها بازدهي وزني به 33% (5/2 كيلو ذغال به ازاي 5/7 كيلو گرم چوب) رسيده است.
*چوب ورودي ميتواند هر دو نوع چوب سخت و نرم باشد، باقيمانده هاي خاك اره و چوبهاي مشابه ناشي از فرايندهاي صنعتي بسيار مناسب ميباشند. كاهش سايز قطعات تا حدود 10 تا 30 سانت لازم ميباشد.
*چوب تازه بريده شده مرطوبي كه حاوي 50% رطوبت بر پايه مرطوب است را نميتوان بطور مستقيم مورد استفاده قرار داد، زيرا اين نوع چوب مدت كربونيزاسيون را افزايش داده و مقدار بسيار زيادي حرارت نياز دارد. با اين حال ، با Off-gas هاي خروجي از اگزوز واحد كربونيزاسيون، چوب را ميتوان قبل از ورود به واحد كربونيزاسيون خشك نمود.
ظروف حاوي چوبهاي تازه در پلاتفرم واحد پيش خشك كن قرار ميگيرند، و تا سطح رطوبت قابل قبولي (حدود 20 درصد يا كمتر بر پايه مرطوب) خشك ميشوند. اين نوع سيستمها هم اكنون در كشور هلند و استوني در حال استفاده ميباشد.


اگر از نظر مراحل تكاملي بخواهيم توليد ذغال را بررسي نماييم، بصورت زير ميباشد:
1-حفر گودال در زمين ، چيدن چوبها، پوشاندن با خاك بصورت اتاقك مانند، احداث مسير جريان هوا، و عبور دود، سوزاندن مقداري از خود چوب، توليد ذغال بعد از چند ساعت.
2-احداث اتاقكهاي آجري، نصب محل هاي عبور هوا، نصب اگزوز عبور دود ، آتش و حرارت، توليد ذغال
3-استفاده از ظروف يا تجهيزات فلزي، مانند پيت ها، كوره هاي ايستاده، كوره هاي افقي


---------------------روش افقي، روشي جديد ميباشد.

نكته: لازم به ذكر است از كندانس كردن دود و بخارات پلنت توليد ذغال ، ميتواند به تركيبي زرد مايل به قهوه ي رسيد كه به آن سركه چوب (Wood Vinegar) مي گويند. كه اين نوع سرکه كه از تقطير بخارات چوب در هنگام تهيه ذغال بدست مي آيد، براي ضد عفوني کردن گياهان و افزايش رشد برگهاي گياهان به کار برده مي شود.

سركه چوب و فرآورده‌هاي جانبي از اين فرآيند :

سركه چوب، مايع حنايي رنگي است كه از 200‌‌نوع ماده بيولوژيكي تشكيل شده است و بوي مطبوعي دارد. PH اين ماده حدود 3 است و در اين حالت ميزان موادآلي اين ماده به 8 درصد مي‌رسد كه علاوه بر اين، از قدرت تراوش بالايي برخوردار است
سركه چوب بدون سم بوده و بي‌ضرر است و فاقد هر نوع باقيمانده خواهد بود. كشور ژاپن يكي از بزرگ‌ترين مصرف‌كننده ‌هاي سركه چوب در سطح جهان است كه علاوه بر توليد داخلي، بخشي از نياز خود را نيز از واردات اين ماده‌ توليد مي‌كند. به علاوه اين ماده قابليت جداسازي 200 ماده شيميايي مختلف را دارد و در كشاورزي و باغباني براي افزايش سرعت رشد سبزي‌ها و رشد مجدد آنها مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

سركه چوب قدرت جذب موادغذايي از خاك توسط گياهان و همچنين توانايي سيستم دفاعي گياهان را از افزايش مي‌دهد. از آنجايي كه اين ماده از تخريب چوب به دست مي‌آيد هم موادغذايي مورد نياز گياه را دارد و خاك را غني مي‌كند، بنابراين استفاده از آن نه‌تنها كيفيت خاك را افزايش مي‌دهد و آفت‌هاي خاك را از ميان مي‌برد، بلكه سبب رشد بهتر ريشه، ساقه، جوانه‌ها، برگ‌ها و همچنين ميوه‌ها خواهد شد.سركه چوب به عنوان نوعي تقويت‌كننده، قوي‌تر شدن گياهان، سبزتر شدن و بزرگ‌تر شدن برگ‌ها و ساقه‌ها را نيز تضمين خواهد كرد. نتايج به دست آمده از تحقيقات انجام شده در زمينه‌ كاربرد اين ماده نشان داده است كه سركه چوب قدرت مقاومت گياه در برابر كم آبي را افزايش مي‌دهد و مانع حمله حشرات آفت به گياه خواهد شد.

براي تهيه سركه چوب در فرآيند توليد ذغال‌چوب از خاك اره از گاز خارج شده از اين فرآيند استفاده مي‌كنند. طبق آخرين تكنولوژي، خاك اره فشرده وارد كوره الكتريكي مي‌شود. اين كوره با اتمسفر كنترل شده و بدون هوا كار مي‌كند.ابتدا دماي كوره به حدود 100 درجه سانتي‌گراد مي‌رسد تا خاك اره شكل داده شده يا خاك اره فشرده شده خشك شود. با بالا رفتن دما، ورود گاز خارج شده از خاك اره، از بخش فوقاني كوره به سيستم متراكم‌كننده وارد و به اين ترتيب سركه چوب به صورت مايع از آن خارج خواهد شد.از سركه چوب به دست آمده با نسبت 2 تا 5 در هزار براي تقويت و ضدعفوني مزارع سبزي‌ها و صيفي‌جات و درختان ميوه به صورت اسپري استفاده مي‌شود. در اين فرآيند، در نتيجه تجزيه حرارتي چوب مواد موجود در آن به صورت بخار خارج وارد سركه چوب مي‌شود كه مي‌تواند مواد مفيد مورد نياز رشد گياه را تامين كند.


ذغال چوب سياه و ذغال چوب سفيد:
(Black Charcoal and White Charcoal):
روشهاي مختلفي براي ساخت ذغال چوب وجود دارد.
معمولاً ما از جهت رنگ , دو نوع ذغال چوب داريم، ذغال سياه (black charcoal ) و ذغال سفيد (white charcoal ).
اين ذغالها با روش هاي مختلف سوزاندن توليد ميشوند. اگر چه اساس تولید آنها, روش مشابهي دارد، ولی تفاوت كيفيت این ذغال ها كلاً به چگونگي خاموش كردن آتش بستگي دارد.
مشكل عمده تولید کنندگان سنتی ذغال چوب, آن است كه ذغال آنها كيفيت پاييني دارد.
-ذغال سفيد مانند چدن سخت است .
-اگربه ذغال سفيد ضربه بزنيم، ما صداي ضربه اي مانند فلز را خواهيم شنيد.
-تكنولوژي ساخت ذغال سفيد در مقايسه با تكنولوژي ساخت ذغال سياه معمولي پیچیده تر ميباشد، و به نظر ميرسد اسرار ساخت آن بطور ناگهاني از چين سرچشمه گرفته است.
-تكنولوژي تولید سنتی اش اكثراً در ژاپن و برخي از قسمتهاي چين و كره بكار ميرود.

-ذغال هاي سفيد هم اكنون به منظورهاي صنعتي مانند اجزاي الكترونيكي تا كاربرهاي دارويي در جهان علم استفاده ميشود.
-توجه شود كه هنگاميكه ما ذغال سياه (Black charcoal) را در دستمان نگه ميداريم، دستمان را سياه ميكند، ولي ذغال سفيد دستمان را سياه نميكند . زيرا آن مانند چدن سخت است.

روش كار در ساخت ذغال معمولي يا سياه:
(Ordinary or Black Charcoal):
معمولاً براي توليد ذغال سياه، چوب در دماي بين 400 تا 700 درجه سانتيگراد كربونيزه ميشود (قسمتي از آن با مقدار كمي از هوا ميسوزد.)، سپس كوره (kiln ) پوشانده ميشود تا عمليات سوختن متوقف شود و حرارت به آهستگي كم و از آن خارج شود. در اين موقع ميتوان سطح ذغال را مشاهده كرد كه سياه ميباشد. ذغال سياه، نرم است و در بيروني ترين لايه چوب باقي ميماند. همچنين آتش گيري آن راحت بوده و با حرارت كافي ميسوزد بطوريكه از آن بعنوان سوخت براي موارد مختلف استفاده ميشده و میشود.
ذغال چوب توليد شده در جهان پيرامون ما اكثراً از نوع ذغال سياه نرم ميباشند. كه اين نوع ذغال, نوع استاندارد شده و متداولی از ذغال چوب در سرتاسر جهان ميباشد.ذغال استاندارد مناسب بوده و قابليت اشتعال زيادي دارد. عده ديگري از مردم آنرا ذغال چوب بي دقت "careless charcoal" يا خانگي"domestic charcoal" مينامند.

روش كار توليد ذغال چوب سفيد (White Charcoal ):
ذغال چوب سفيد با كربونيزه كردن چوب در يك دماي پايين بطور معتدل ايجاد ميشود، و سپس نزديك به انتهاي فرايند، دماي كوره تا حدود 1000 درجه سانتيگراد افزايش ميابد تا چوب به حرارت سرخ برسد. در هنگام توليد ذغال چوب سفيد، اپراتور بايد كاملاً مهارت داشته باشد تا ذغال ها را كه در عمق خودشان قرمز هستند از كوره با مهارت خارج نموده و سريعاً آن را با پوشش پودر خفه نمايد.
پودر ، مخلوطي از شن، خاك و خاكستر است. كه اين كار رنگ سفيدي به سطح ذغال خواهد دارد. كه نام ذغال سفيد از اين حالت مشتق ميشود. بعد از افزايش سريع دما، عمل خنك كردن سريع صورت ميگيرد و سطح سوخته در لايه خارجي چوب خروجي با سطح صاف و سخت وجود دارد به نام ذغال سخت يا "hard charcoal" شناخته ميشود. همچنانكه بوسيله تست مشخصات استاندارد ذغال بوسيله وزارت كشاورزي ژاپن تست شده است، ذغال سفيد ممكن است زمان بيشتري براي روشن شدن (آتشگيري) نياز داشته باشد، ولي هدايت حرارتي آن خيلي بهتر از ذغال سياه معمولي يا ordinary black charcoal ميباشد. شعله ايجاد شده با ذغال سفيد ، به عنوان سوخت، دوام بيشتري دارد.

فوايد ذغال سفيد"Benefits of White Charcoal":
*ذغال سفيد داراي فوايد متعددي ميباشد كه تعدادي از آنها عبارتند از.
الف-ما ميتوانيم آن را در ظرف آب قرار داده تا آب را فيلتر كرده و مواد معدني طبيعي را وارد آب كند. همچنين به جذب مواد شيميايي در آب لوله كشي كمك خواهد كرد.
ب-ذغال سفيد قابليت گرم كردن بدن و كمك به توسعه گردش خون در بدن ، پوست، و مو را در هنگام حمام كردن با افزايش به آب حمام دارد.
ج-به كاهش فشار خون و كلسترول بدن كمك ميكند.
د- ذغال چوب سفيد، يونهاي منفي را تامين ميكند و محتواي رطوبت را در هوا تخليص و بالانس ميكند.
ه- اخيراً، تحقيقات نشان داده است، كه امواج الكترومغناطيس ناشی از دستگاههاي الكتريكي مانند مانيتورهاي كامپيوتر و تلفن هاي موبايل تاثيرات زيان باري بر بدن انسان دارند. ذغالي كه در دماي بالا سوخته است به نظر ميرسد كه ساختاري ويژه دارد كه در جذب امواج الكترومغناطيسي مناسب ميباشد. ذغال چوب بايد در حدود 1000 درجه سانتيگراد فرايند شود تا اين قابليت جذب را داشته باشد.

*يك بار ديگر لازم است به خاطر داشته باشيم كه ذغال سياه و سفيد ممكن است ذغال مشابهي به نظر برسند، اما تفاوت آنها بستگي دارد به اينكه هر كدام در فرايند تهيه اشان چگونه خاموش ميشوند. همچنين آنها در خواص شيميايي و فيزيكي زيادي مانند كربن، اكسيژن، هيدروژن، خاكستر، سختي، و ارزش حرارتي و قابليت اشتعال با هم تفاوت دارند.
خط تولید ذغال چوب و سیستم تولید سرکه چوب که در شمال کشور برای اولین بار با طرح جدید بهینه سازی شده طرح اروپایی و آسیایی ساخته شده است فقط کوره آن همراه با تجهیزات سرکه گیری بصورت زیر می باشد. کسانی که تمایل به ساخت دارند و یا تمایل به خرید دارند میتوانند با شماره زیر تماس حاصل فرمایند:
09125875498 کوشا
و یا با آدرس hkousha@gmail.com مکاتبه نمایند.