炭の基本(炭焼きの学習)この文章は現在校正を終えていませんので内容の確度はもう少しお待ちください。群馬県木炭協会や親と子の炭焼き教室用の保護者用文書の校正前の原文です。この文章はあまりプリンター等への出力をしないように、ただ見るだけにして下さい。原文は完成しましたが転記と修正をしていません。単位の修正数値の調整と写真データーの挿入と文章の確認を行っています。(種子)などから出来ています。木や竹の幹の中には水を運ぶ道管や葉から栄養を運ぶ師管があります。種子の中には大切な木の遺伝子が入っています。葉の中には細胞があり緑の色の元の葉緑体や各種の物質が詰まっています。葉の色が緑色に見えるのは、太陽の光には全ての色があり、葉はその中の赤色を吸収し緑色を反射させているのです。これらの木や竹を調べてみると多くの成分から成り立っていることが分かります。葉の中の葉緑体は、葉の裏の気孔から、空気中の二酸化炭素を取り込み、根から吸い上げた土の中の成分と水を使って酸素と栄養分(炭素化合物)を作り出します。この栄養分が木を育み(はぐくみ)、生き物は酸素と果実などを木(植物)から貰っていますし、根などは土の流出を防ぎ雨水をためる働きをします。腐葉土として木の栄養となって根から吸収されて戻ってゆきます。このときに一部の分解ガスの代表であるメタンガスは地球温暖化を助長する働きとなります。大きく育った木は人間の為に色々な物に加工されます。植物は水と光と金属類などの助けを借りて、二酸化炭素を吸収して光合成により必要な成分を作り出し木々を大きくしてゆきます。新芽が出たころはアルカリ金属のカリウムが大量に必要になり、その後はリンが大量に必要になってきます。工芸品など各種の所で利用されています。炭材としての利用も多く見られます。木や竹から炭を作るには、伐採(ばっさい)された木や竹を燃やさないで高熱を加えることによって、木に含まれる成分を蒸発させたり、熱分解させたり、また成分を酸化還元反応をすることにより、色々な成分を木や竹から追い出すことにより炭が出来ます。セルロースやヘミセルロース類(200°C前後)やリグニン(400°C前後)などが高熱により熱化学反応をして木の中から出て行きます。この追い出された物質は木や竹の外へ煙として出ていってしまい、残った物質が炭となるわけです。この残った成分の中で一番多く残っているのが炭素です。そのほかにも熱に強い成分も含まれています。この成分を一般的には、ミネラルと呼ばれています。物になり水に溶けるとアルカリ水溶液になり、酸性土壌に撒くと中和します。要するに、炭とは木や竹に熱を加えて、炭素以外の成分を追い出した、残り物の残りかす(粕)が炭ということになります。煙の中の成分をステンレス(SUS304)の煙突に通して外側を冷却しますと煙の中の成分が液体になって回収されます。木の場合には木酢液、竹の場合には竹酢液と呼ばれます。この成分の主なものは3%〜5%の濃度の酢酸やぎさん(蟻酸)など300種類以上の成分が多く含まれている為にpHを測って見ると濃いものでpH2.2程度から薄いものでpH3.8位の酸性を示します。二酸化炭素と熱に変わり植物が吸収した金属成分は酸化物に変わります。このときの熱量は炭1gで29.4kj(7kcal/g)1)と言われています。炭の熱パワーはもの凄いのです。この炭が燃える時に酸素の供給量が少ないと、危険な一酸化炭素が出来ます。人間が一酸化炭素を含んだ空気を吸うと、血液のヘモグロビンと結合して、体に必要な酸素が付かなくなり、酸素を身体の中に運べなくなり、細胞が酸欠の状態となり、人間は危険な状態になってしまいます。炭が完全に燃えてしまいますと、一般には灰と呼ばれる物質が残ります。この灰を水に溶かしてpHをはかってみると、一般的にアルカリ性を示します。食品への利用として、私達の身の回りにある、せっけん(石鹸)作りやラーメンに使うカンスイやこんにゃく(蒟蒻)作りなど食品を美味しく食べられるように使われます。こんにゃく(蒟蒻)の製造は中の成分(マンナン)がアルカリによって固まる性質を利用したものです。現在ではアルカリ性の石灰などを使って固めています。ラーメンの麺を作るときに使われるカンスイは小麦粉のたんぱく質の成分を変化させてラーメンの麺がよく伸びるようにした化学物質です。原料は中国のモンゴルの砂漠地域に生えている草を乾燥させて燃やし、その残った灰に水を加えたものが最高のカンスイと言われています。現在市販しているものはJAS(日本農林規格)により化学的に作っています。日本人はゴビ砂漠と呼ぶ方がいますがこれは間違った使い方です。中国に行きますと必ず次のように言われます。ゴビは大小の石ころの原野で砂漠は文字通り砂の原野です。石けんは昔の人が肉を火で焼いた時に、その油が灰の中に落ちたのが石けんの大元となっています。アラブのお金持ちの方は灰を使った石けんを使っています。草木灰から作る石けんは3年以上の時間がかかります。濁(にごり)酒に灰を入れますと、濁りが沈殿し奇麗な澄んだ酒に変わります、これから清酒という名前が付けられました。耐熱材料として使われます。電気ヒーターの一部にも灰を固めたものか使われています。酸化マグネシュウムが一番多く使われています。酸化マグネシュウムは熱伝導性と不導体の性質を持っています。保温材として使う材料も出来ています。これらはセラミックブランケットと呼ばれ1500°C以上の高温に耐える物も有ります。用途は窯業の断熱材や駐車場の鉄部の焼損防止として使用義務が規定されています。4.炭は大きく分けて2つに分けられます。炭には800°C以下の低温度で焼いた炭と、800°C以上で焼いた2種類の炭に分類することが出来ます。低温度で焼いた炭を黒炭(くろずみ)と呼びます。成は低温度で焼くために、匂いを嗅(か)いでみると少し匂いが有ります。炭を燃すと懐かしい炭独特の香りが出てきます。低温の為に柔らかな炭となり燃えやすい炭となります。黒炭は作るのが簡単な為に日本では大量に作られています。次に800度以上の高温度で焼いた炭を白炭(しろずみ)と呼びます。着して白く見えたことから白炭と呼ばれています。高温度で焼くためにミネラル分はガラス質になっていますが炭は炭素本来の化学的性質が多く現れて来ます、また炭は硬くなっています。この中で白炭の代表的なものがうばめ樫の白炭です。中屋長左衛門が高温の窯を作り出し、その窯でうばめ樫等の硬質の木を焼いた事により、この姥目樫等の白炭を備長炭(びんちょうたん)と呼んでいます。馬目樫はもともと樫の木の葉の形が馬の目に良く似た形からつけられたそうです。別な解釈もあるそうですので皆さんも研究してください。今まではドラム缶の炭焼き窯では白炭を作ることが出来ませんでしたが、3年前に私が白炭の焼ける簡易窯を開発して、岩崎式高速炭焼き窯と上毛新聞の記者が新聞に書きましたのが始めです。私が付けたのでは有りません。この窯で1000°C以上の温度にして竹の白炭を皆さんで作ってみましょう。焼肉料理やうなぎの蒲焼や焼き鳥などの熱源として、一番多く白炭(備長炭)が使われています。この備長炭に代表される固い炭(白炭)は遠赤外線が多く発生するので、その働きで肉の内部から温める性質を持っていますが値段が高いのが難点です。一般的に使われている黒炭は値段も安い為に同じように使われますが、白炭より遠赤外線の量が少ないのと火持ちは弱くなっています。炭火で焼いた肉や魚はガスで焼くより中心部から焼けていますので、とても美味しいものが出来ます。皆さんも、たまには庭で炭火を使った料理を楽しんでください。私の場合はピッツァの窯も竹の白炭火をたまに使っています。燃えている炭に強制的に空気を入れますと高温度になり鉄を溶かすまでの温度になります。この性質を利用したのがたたら製鉄です。炭と砂鉄を交互に重ね、空気を下から強制的に吹き込んで炭を燃やし1250度以上の高温にして鉄を溶かしたり、また酸化鉄から酸素を取り除いて鉄を作ります。たたら(蹈鞴)は足踏みフイゴ(鞴)のことで映画「もののけ姫」の中で女性の方達が足でふいごを押して空気を溶鉱炉に入れていたのを覚えていると思います。部屋分の飾り炭を送るのも良い方法と思います。(シックハウス病といい新建材などから発生する化学物質がアレルギーの原因となり、たまにはアレルギーで死亡することも有ります。)特に新築した家に小さな子供さんがいる家庭には最高の贈り物になります。現在では炭の粉を透き込んだ壁紙や天井材なども有ります。水も増えて、水道水には殺菌の為に塩素を入れますので、独特の塩素臭がしますし、かび臭さや藻の匂いが入ることも有ります。日本の水は一般的には安全で人体には影響は無いといわれていますが、信用できず、あまり気持ちのよいものでは有りません。そのような匂いや味を直すために水道水に炭を入れますと水道水に含まれる塩素やかび臭さ、藻の匂いを吸着してくれます。炭が持っている大切なミネラル分が溶け出て、美味しい水に変わります。出きるなら水道水を2分間程度沸騰させますと、トリハロメタンは蒸発しますし、塩素も大部分取れますので、その後炭を入れ、冷却しますと、夏はミネラルウォーターより美味しくなり、家計も助かると思います。水割りにも最適ですしミネラルも取れます。お茶やコーヒー、紅茶などに使う水にも、炭を入れて使いますと、美味しいお茶やコーヒー、紅茶が楽しめます。ご飯を炊くときに、炭を入れますと、嫌なにおいを吸着し、美味しいご飯となりますが、新米ではほとんど効果が見られませんので、古米となる夏ごろから入れてみてください。これらは、是非試してほしいものです。ひよこが生まれたときにも、炭の粉末を食べさせて、体内に残っている老廃物を吸着させ、元気な鶏(にわとり)に成長させます。これは人間にも当てはまります。食中毒にかかったときに薬で効かないときに炭の粉末を飲んで毒素の吸着を助ける働きに使われています。炭の粉末を入れた、パンやうどん(饂飩)やせんべいなども有ります。味は特に変わりませんかが口の中は炭で黒くなります。海岸近くや湿気の多い地域では、炭の吸湿性を利用して、床下に厚さ10cmほどの厚みで炭を敷き入れます。これにより湿気を吸着し、湿度の低いときには炭から水分が発散し、その結果家を長くもたせることも出来ます。炭はアルカリ性のために虫もなかなか寄り付きません。この性質を利用し、米びつの中に炭を入れることにより、虫の発生を押さえることが出来ます。5-4.ミネラル分と研磨材の利用方法と白炭の赤外線の放射その他の生活面では、炭の粉末を入れた化粧石けんが有り、炭の研磨剤の効果により皮膚の表面の角質層が取れます。ミネラル分で洗うこにより心の気持ちが良くなります。白炭などは外部からエネルギーを貰うとそのエネルギーを変化させそして遠赤外線を出す性質があります。外部からの近赤外線や電磁気力などを遠赤外線に変える性質があるそうです。これを使った竹炭の枕があり、首や肩こりにも効くそうです。炭も電池の材料として使うことも出来ます。竹の白炭の電池を作って発光ダイオードを点灯することも来ます。炭も金属の仲間ですので、別な金属の間にイオンになりやすさ、なりにくさによって、電気が起こりますが、発生する電圧はイオン化傾向の差によって変わってきます。実際のマンガン乾電池の中心には炭素電極があり、外側は亜鉛の筒で出来ています。その間には二酸化マンガンなどの電解物質が入っており、二つの金属間を電子が移動し化学反応することにより、懐中電灯やラジオやCD、MDを動かすことが出来ます。この中心の電極も炭素そのものです。アメリカの有名な発明家エジソンさんは日本の京都の竹を使って、エジソン電球を完成させました。竹をフィラメントの型にして、高温度で炭にしました。ガラス容器に入れて、容器の中の空気を抜いて真空にしてから電気を流して、フィラメントを点灯しました。真空でなくても、酸素が無ければ電球は点きます。皆さんの家庭にある一般の電球の内部には窒素ガスが入っています。車の電球には、よう素などのハロゲン化の希ガスが入っている物もあります。このごろの高級車は放電式の電球を使っているのも有ります。物が繁殖するのに都合の良い部屋となっています。良剤としての働きもありますし、炭のアルカリ性は酸性土壌の中和剤として、利用されています。土壌中に不足しているミネラルの補給にも役立ちます。石灰でも中和が出来ますが、その場合には土壌の表面が硬くなってしまい、地面に水の浸透が悪くなります。炭の吸着力にも限度があります。最初は水酸化カリウムによりアルカリ性を示します。大量に入れた場合にはアルカリが強すぎることがあるので注意を要します。水などに入れた場合は、1週間を目安として取り出し、もち焼きの網の上で焼いて使ってください。このときは水分が蒸発し、かつ煙が出なくなったら火傷をしないように火バサミなどを使って酸素が入らないような鉄のお茶の缶などに入れて冷却をしてから使うと一ヶ月むほど繰り返し使うことができます。一ヶ月たったら、新しいものに、取り替えてください。取り替えた炭は粉にして花壇に撒いてください、そうすると花が喜びます。出きるなら卵や貝を焼いてそのカルシュームを加えるのをお忘れなく。炭の吸着力が弱くなったらガスコンロの上に餅ち焼き網を敷いて、その上に炭を置きガスで真っ赤にして吸着した物質等を熱で取り去ってください。天火などに干しても化学的に吸着した物質は炭から離れることが出来ません。さんも言っておりました。話では低温炭は塩素の吸着力は高いが高温度で焼くことにより重金属の吸着力強くなる。2002年11月サンレイク草木にて大森博士の実験の結果は700°Cの炭より高温度の炭のほうがアルカリ性が強い。今年の8月の世界土壌学会(仙台)の発表論文を手に入れて見て下さい。pH本校登田先生の実験では全ての炭はP型半導体特性を持つことが解った。本校平成15年度研究紀要に発表されています。