בניית מתקן ביתי משתי חביות להכנת פחם עץ = ביוצ'אר

מה נשאר בחבית הקטנה?
מידע כללי-
  • זמן השלמה: יום
  • רמת קושי: סביר
  • עלות: 200 ש"ח
  • ידע נדרש: אין
חומרים+
  • ארובת פח 8''
  • ברגים קודחים
  • חבית ברזל 200 ליטר
  • חבית ברזל 80 ליטר
  • פרלייט
  • צמר סלעים
  • שמכה קרמית
כלי עבודה+
  • משחזת זווית
  • פטיש
  • רתכת

המאמר נכתב בעזרתם האדיבה של אסף צ'רטקוף ונדב זיו, ואחרי שלא נמצא מדריך בעבריתהמדריך מסביר איך לבנות מתקן ביתי פשוט יחסית שמשמש להפיכת עץ גולמי לביוצ'אר.

המתקן והתוצר שלו נאמנים לעקרונות המיחזור, השימוש החוזר והתרומה לסביבההסברים מפורטים על הצדדים התיאורטיים, מה זה ביוצ'אר, מדוע ואיך משתמשים בזה, תוכלו לקרוא במאמרים רבים, לדוגמא מה שכתבו אסף צ'רטקוף כאן, ונדב זיו כאן.

ביוצ'אר הוא למעשה פחם עץ טהור, דומה לפחם למנגל, שיכול לשמש לטיוב הקרקעפחם כזה נוצר מחימום עץ לטמפרטורה גבוהה בסביבה נטולת חמצן, תהליך הנקרא פירוליזההכנת פחם עץ היא אמנות עתיקה. הבעיה העיקרית שמלווה את התהליך המסורתי היא כמות העשן האדירה שנוצרת כשהבעירה לא מלאה. העשן מהווה מטרד רציני והוא עשיר ב-CO2, CO, גזים וחומצות שונות, ולכן מזיק לסביבה ואף עלול להיות מסוכן.

הרעיון שעומד בבסיס המתקן הוא של שריפת עץ בבעירה איכותית (בחלק מהתהליך הבעירה כמעט מושלמת) דבר שמקטין מאוד פליטת עשן וגזים. למעשה חלק גדול מהעשן והגזים שנוצרים בתהליך נשרפים והופכים לאנרגיה. כתוצאה מבעירה כזו איכותית נוצר חום גבוה מאוד שמשמש לתהליך הפירוליזה של עץ אחרבעתיד אולי נמצא דרך לנצל את החום שנוצר ונפלט לעוד שימושים, אבל עוד חזון למועד.

את הרעיון העתקתי משני סרטונים וכולי הערכה לממציא האלמוני:

כמובן שמטרתנו לשמור על הסביבה ולכן נשתמש בשאריות עצים וגזם שסובבים אותנו בכמויות, בלי לכרות עצים במיוחד למטרה זו. כמו כן נשתמש בחביות ישנות ולא מנוצלותיש לקחת בחשבון שבהפעלה הראשונית, הצבע של החביות יישרף ויגרום לעשן וריח לא נעים למספר דקות.

אם המטרה היא לייצר פחם למנגל יש להקפיד להשתמש רק בעצי מאכל (הדרים, זית, תות…) בחבית הפנימית. אם המטרה היא לייצר ביוצ'אר לטיוב הקרקע, כל סוג עץ יתאיםיש להשתמש רק בעצים יבשים מאוד ובחתיכות שלא יעלו על קוטר של 5 ס"מ כדי להקל על התהליך.

מילה של זהירות:

את המתקן יש להפעיל רק בסביבה פתוחה ובטוחה לגמרי, הרחק מילדים והרחק מכל דבר דליק.
בזמן ההפעלה יש להבה גלויה וחום גבוה מאוד, עד כ-600 מעלות צלזיוס, למשך כמה שעות ולכן נדרשת זהירות רבה. הארובה גם היא מגיעה לטמפרטורות גבוהות מאוד, אל תתפתו להתקרב אליה עד התקררות מלאה.

מדידת חום החבית ללא בידוד

מדידת חום החבית ללא בידוד

 

תיאור המתקן

הרעיון הוא שימוש בשתי חביות, החיצונית תכיל עץ שיישרף בשריפה יעילה וכמעט נטולת עשן והפנימית תכיל עץ שיעבור פירוליזה מהחום שנוצר בחבית החיצונית. החבית החיצונית בנויה עם חורי אוורור וארובה, מבנה שגורם לתהליך השריפה להיות יעיל ונקי מאוד ברובו הגדול.

המתקן הסופי

המתקן הסופי

מהר למעלה

קצת על החומרים

  • חבית גדולה עם מכסה מתפרק
  • ארובה (לדוגמא מקמין ישן) בקוטר של כ-20 ס"מ ובאורך של 1-2 מטר
  • חבית יותר קטנה ללא מכסה
  • רצוי מאוד ליצור שכבת בידוד לחבית הגדולה. אפשר להשתמש בשמיכה קרמית או להשתמש בחבית גדולה נוספת שתעטוף את החבית הראשונה וביניהן נמלא חומר בידוד תרמי. שכבת הבידוד שאני בניתי הפחיתה את טמפרטורת פני השטח של החבית החיצונית מ-600 מעלות לכ-270. לא רע אבל ניתן לשיפור.
    קל למצוא חביות מתכת ישנות שזרוקות בכל מקום. חשוב שהחביות תהינה ריקות ונקיות וללא חומרים מזיקים או דליקים.
מהר למעלה

הכנת החבית הקטנה

כל מה שצריך לעשות לחבית הקטנה הוא לפותחה מצד אחד. אם יש לה מכסה גדול שניתן להסיר, אז פשוט הסירו אותו. חביות שיועדו לנוזלים הן בעלות פתחים קטנים להברגה של פקקים. במקרה כזה חתכו את הצד עם הפתחים. צריך להשאר גליל שסגור בצד אחד מהצדדים השטוחים.

מהר למעלה

הכנת הארובה

  • במרכז המכסה המתפרק של החבית הגדולה, בצידו העליון, מסמנים את קוטר הארובה.
  • חותכים עם דיסק חריצים ממרכז המכסה ועד הסימון של הקוטר (כמו פיצה שחתוכה למשולשים).
  • כל משולש יש לדפוק כלפי מעלה עם פטיש ל-90 מעלות.
  • את הארובה נחבר עם ברגים קודחים למשולשים הבולטים, ככה שנקבל את הארובה מחוזקת למכסה.
חותכים עם דיסק חריצים ממרכז המכסה ועד הסימון של הקוטר

חותכים עם דיסק חריצים ממרכז המכסה ועד הסימון של הקוטר

את הארובה נחבר עם ברגים קודחים למשולשים הבולטים

את הארובה נחבר עם ברגים קודחים למשולשים הבולטים

מהר למעלה

פתחי אוורור עליונים

  • בחבית הגדולה יש לפתוח בעזרת הדיסק פתחי אוורור קרוב לחלק העליון ולחלק התחתון.
  • הפתחים העליונים צריכים להיות יותר גדולים מאשר התחתונים, דבר שיגרום לזרימת אויר יותר יעילה.
  • הפתחים העליונים יהיו בצורת מלבן שוכב ברוחב 10 ס"מ ובגובה 4 ס"מ. כל פתח יהיה במרחק של כ-5 ס"מ מהבא אחריו.
פתחי אוורור עליונים

פתחי אוורור עליונים

מהר למעלה

פתחי אוורור תחתונים

למטה נעשה פתחים יותר קטנים (אפשר עם הדיסק או עם מקדח כוס בקוטר 4 ס"מ). כל פתח יהיה במרחק של כ-8 ס"מ מהשני.

פתחי אוורור תחתונים

פתחי אוורור תחתונים

מהר למעלה

בידוד תרמי למתקן

בידוד תרמי לחבית הגדולה ניתן לעשות בשתי דרכים:

  • יותר פשוט וקצת יותר יקר: שמיכה קרמית שתעטוף את החבית. שמיכות כאלו עמידות בחום של 1400 מעלות. ניתן לקנות בחנויות של תנורי קרמיקה בעלות של כ-70 שקלים למטר, צריך בערך 2 מטר רבוע. את השמיכה יש לקבע על החבית עם רשת לולים.
  • הרבה יותר עבודה ויותר זול: חבית גדולה נוספת שעוטפת את החבית הגדולה (ומרותכת אליה) וביניהן שכבת בידוד, לדוגמא פרלייט (סלע געשי שעובר התפחה ועמיד לחום גבוה). אני השתמשתי ב-30 ליטר בעלות של 57 שקלים. ניתן גם להשתמש בורמיקוליט. נקודה נוספת – אמנם "חום עולה" למעלה, אך כדאי להניח בידוד גם בתחתית החבית החיצונית כדי למנוע זליגת חום מלמטה.
חבית הבידוד

חבית הבידוד

פרלייט בין שתי החביות

פרלייט בין שתי החביות

סגירת חבית הבידוד על ידי כיפוף הפח וריתוך

סגירת חבית הבידוד על ידי כיפוף הפח וריתוך

מהר למעלה

לפני הפעלה: מילוי החבית הקטנה

את החבית הקטנה נמלא בעץ שיהפוך לביוצ'אר. חשוב לא לדחוס יותר מידי, כדי לא להקשות על התהליך.

את החבית הקטנה נמלא בעץ שיהפוך לביוצ'אר

את החבית הקטנה נמלא בעץ שיהפוך לביוצ'אר

מהר למעלה

לפני הפעלה: הכנסת החבית הקטנה לתוך הגדולה

נהפוך את החבית הקטנה עם הפתח כלפי מטה ונכניס אותה לתוך החבית הגדולה. רצוי לעשות זאת כששתי החביות שוכבות כדי שהעץ לא יברח.

נהפוך את החבית הקטנה עם הפתח כלפי מטה ונכניס אותה לתוך החבית הגדולה. רצוי לעשות זאת כששתי החביות שוכבות כדי שהעץ לא יברח.

מכניסים את החבית הקטנה המלאה לגדולה - בשכיבה

מכניסים את החבית הקטנה המלאה לגדולה – בשכיבה

מהר למעלה

מילוי בחומר בערה

את הרווח בין החביות נמלא בשאריות עץ שונות ונמלא עץ בכל החלל שנותר בחבית הגדולה עד למעלה, עם קצת עלים להדלקה הראשונית.

את הרווח בין החביות נמלא בשאריות עץ שונות

את הרווח בין החביות נמלא בשאריות עץ שונות

את הרווח בין החביות נמלא בשאריות עץ שונות ונמלא עץ בכל החלל שנותר בחבית הגדולה עד למעלה, עם קצת עלים להדלקה הראשונית.

את הרווח בין החביות נמלא בשאריות עץ שונות ונמלא עץ בכל החלל שנותר בחבית הגדולה עד למעלה, עם קצת עלים להדלקה הראשונית.

את הרווח בין החביות נמלא בשאריות עץ שונות ונמלא עץ בכל החלל שנותר בחבית הגדולה עד למעלה, עם קצת עלים להדלקה הראשונית.

מהר למעלה

הגבהה

את המתקן כדאי להגביה קצת מעל הקרקע. ההגבהה עוזרת לזרימת האוויר לתוך פתחי האוורור ומונעת חסימות מגורמים שונים על הקרקע. בנוסף החבית מתחממת מאוד ובהרמה מעל הקרקע אנחנו מונעים נזק למשטח שעליה היא עומדת. 

את המתקן כדאי להגביה קצת מעל הקרקע

את המתקן כדאי להגביה קצת מעל הקרקע

מהר למעלה

ההדלקה

יש להדליק את העץ שבחבית הגדולה ולאחר שהאש תפסה לסגור את החבית עם המכסה והארובה.

בגלל חריצי האוורור והארובה, המתקן יונק אויר שזורם כלפי מעלה ומלבה את האש.

נהוג להתייחס בתיאוריה לתהליך התחממות המתקן והבעירה כמורכב מ-3 שלבים. בשלב הראשון, עד להתחממות המתקן מעל 100 מעלות, יש בדרך כלל די הרבה עשן (בדומה להפעלת קמין עצים).

אם בנינו נכון את המתקן וחורי האוורור גדולים מספיק, תוך מספר דקות הבעירה בתוך החבית תגבר, העשן יעלם (כמעט) לגמרי ולהבה תפרוץ מראש הארובה. מניסיוני כמות העשן משתנה דרמטית בין הפעלה להפעלה. שלב העישון הראשוני יכול לקחת בפועל בין 10 דקות לשעה ואחריו כמות העשן יורדת כמעט לאפס. כנראה שיש מספר גורמים שמשפיעים על כמות העשן וקשה לשלוט בהם.

בגלל שהחבית הפנימית הפוכה ולא באה במגע עם חמצן נוצר בה תהליך הפירוליזה. הגזים שנוצרים בתוכה מצליחים לצאת ונשרפים גם הם ובסופו של דבר נקבל מהעץ הגולמי פחמן טהור.

בסיום הבעירה יש להמתין כמה שעות עד שגם החבית הפנימית תתקרר

לאחר שהאש תפסה לסגור את החבית עם המכסה והארובה

לאחר שהאש תפסה לסגור את החבית עם המכסה והארובה

המתקן ריק מחומר בעירה, החבית הקטנה עדיין הפוכה בפנים

המתקן ריק מחומר בעירה, החבית הקטנה עדיין הפוכה בפנים

מהר למעלה

והופ… ביוצ'אר!

הפכו את החבית הפנימית. העץ שהיה בה הצטמצם בנפחו (בכ-30%) והפך לביוצ'אר איכותי וטהור שתוכלו להשתמש בו לטיוב הקרקע.

מה נשאר בחבית הקטנה?

מה נשאר בחבית הקטנה?

מהר למעלה

פתרון בעיות – Troubleshooting

  • אם המתקן פולט עשן למשך זמן רב כנראה שתהליך סירקולצית האוויר לא טוב (בהנחה שהעץ באמת יבש) ואז יש להגדיל את חורי האוורור. מתקן טוב יונק אויר למעלה ולהבה פורצת מהארובה.
  • אם בסופו של התהליך לא כל העץ הפך לפחם בדקו את האפשרויות הבאות:
    • היה יותר מידי עץ בחבית הקטנה
    • היה פחות מידי עץ בחבית הגדולה
      במקרה כזה יש לחזור על התהליך עם אותו עץ עד שיהפוך לחלוטין לפחם.
המתקן הסופי

המתקן הסופי

נשארת עם המון שאלות? רוצה לפתוח דיון בנושא?
פורום "בידיים" מחכה לך!

מהר למעלה

אודותי

פורסם ב מדריכים ומתוייג תחת , , , , . שמור את הקישור הישיר.

תגובה אחת ל בניית מתקן ביתי משתי חביות להכנת פחם עץ = ביוצ'אר

  1. עידן:

    יש לשים לב שיש (בגדול) שלושה תוצרים של פירוליזה- גז דליק, נוזל דליק (שניתן לעבות) ופחם מוצק. היחס בינם (ואיכותם) תלויים בטווח הטמפ' אליה מגיעה המערכת.
    כמובן, שאם רוצים לאגור ולנצל את הגז והנוזל, יש לתכנן את המיכל הפנימי כך שינקז את הגזים החוצה ולא למיכל הגדול.

    למה הידע הזה חשוב?
    כי בסופו של דבר, רוב האנשים ירצו לקבל תוצר מוצק, ולכן חייבים לעבוד בטווח הטמפרטורות הנכון, מה שיוביל לשונות גדולה בכמות הסופית. אאל"ט, אפילו ברמת ה15-20% הבדל. (יש גרפים בנושא באינטרנט)

    עוד נקודה שיש להתייחס אליה, היא שהביוצ'אר,כתוסף מוטמן באדמה, עשוי דווקא לפגוע בפוריות האדמה בטווח הקצר (שנה-שנתיים), היות והוא סופח את חומרי ההזנה שקיימים באדמה.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

להעלות תמונה (למעלה)