Houtskool branden

Waarom dit telt

Houtskool is de eenvoudigste brandstof die je zelf kunt maken en die heet genoeg wordt om staal te smeden en aluminium te smelten. Gewoon hout komt daar moeilijk wordt getoetst. Houtskool brandt bovendien bijna zonder rook, weegt hooguit een kwart van het hout waar hij van komt en bederft niet zolang hij droog blijft. Maar het maken ervan is een vuur dat uren tot dagen smeult, het kost meer dan de helft van de energie in het hout, en het gas dat eraf komt is rijk aan koolmonoxide. Daarom leer je het klein, buiten, in een natte periode, en met respect.

Eerst doen

1. Bepaal waarvoor je houtskool nodig hebt en hoeveel: een smeedmiddag vraagt grofweg 5 tot 10 kilo wordt getoetst, een aluminiumsmelt 5 tot 10 kilo (10.11 Metaal sorteren en aluminium gieten). Voor koken is hout bijna altijd zuiniger.
2. Kies het seizoen en de plek: buiten, op kale grond, ver van bos, hooi en huizen, benedenwinds van waar mensen wonen; nooit bij droogte of natuurbrandrisico (01.12 Vuur maken en beheren).
3. Droog het hout maanden van tevoren, gekloofd en onder een dak (VK.C09 Brandhout stapelen en drogen). Nat hout kost opbrengst: de FAO ziet die dan zakken naar 1 op 6 of slechter.
4. Begin met de retort van twee blikken of het vat, nooit meteen met een meiler.
5. Zet minstens 100 liter water en een schep klaar voordat je aansteekt, en blijf erbij tot alles koud is.
6. Open een retort of meiler pas als hij helemaal koud is, en houd water bij de hand: houtskool kan bij het openen vanzelf weer gaan branden.

Wat je nodig hebt

• Hout: droog, dicht hardhout, gekloofd tot stukken van hooguit 5 cm dik voor een vat en tot 20 cm voor een meiler (FAO). Eik, beuk, es, haagbeuk en fruithout wordt getoetst. Geen rot hout, geen geverfd of geïmpregneerd hout, geen spaanplaat.
• Voor de kleine retort: een schoon blik van 1 tot 5 liter met goed sluitend deksel (koekblik, geen verfblik) en een grotere ton of vuurkorf eromheen; een spijker om gaatjes te maken.
• Voor de vatretort: een stalen vat van 200 liter met afneembaar deksel en spanring, en een kleiner vat of een groot blik van 30 tot 60 liter dat erin past; een stuk kachelpijp van 10 tot 15 cm doorsnede als schoorsteen wordt getoetst. Kijk eerst wat er in het vat zat (11.01 Veilig werken met stoffen). Gebruik nooit een vat waar brandstof, oplosmiddel of chemicaliën in zaten: restdamp kan ontploffen en de rook is giftig wordt getoetst. Gebruik ook geen verzinkt vat (09.12 Smeden: de basis).
• Voor de meiler: stro, gras of bladeren, en zandige leem of zand (geen vette klei), een schep, een hark, een lange stok, een ladder bij een grote meiler.
• Gereedschap: bijl en zaag (05.15 Bijl, zaag en brandhout, VK.C06 Veilig hakken en kloven), werkhandschoenen, veiligheidsbril, een schep, twee emmers, een hark, een zeef of een kistje met gaas om stof van stukken te scheiden.
• Veiligheid: 100 liter water, een natte jutezak, een brandgang rond de plek (VK.C04 Een brandgang maken), en iemand die de hele brandtijd bij de meiler blijft.

Werkwijze

Het principe

Hout dat je verhit, gaat door drie fasen (FAO, Simple technologies for charcoal making). Tot ongeveer 100 graden kookt het water eruit; dat kost veel warmte en dus hout. Tussen 100 en ongeveer 280 graden warmt het droge hout op, nog steeds op kosten van het vuur. Boven ongeveer 280 tot 300 graden begint het hout uit zichzelf uiteen te vallen en warmte af te geven: er komen brandbaar gas, teer, azijnzuur en waterdamp af, en wat achterblijft is koolstof. Zonder hulp van buiten loopt de temperatuur dan op tot rond 400 graden; voor goede houtskool wil je 500 graden door de hele lading. Daarna moet alles afkoelen zonder lucht, anders brandt de houtskool door tot as. Het verschil tussen een vuur en een meiler is dus alleen de lucht. In een vuur brandt het gas én de kool. In een meiler laat je net genoeg lucht toe om een deel van het hout te verbranden, en die warmte verkoolt de rest. In een retort verhit je het hout in een gesloten blik van buitenaf; het gas ontsnapt door gaatjes en brandt in het buitenvuur mee. De retort geeft schonere rook en minder verlies wordt getoetst, maar vraagt een stalen vat; de meiler vraagt alleen aarde. De opbrengst is bescheiden. De FAO rekent in de praktijk met 4 tot 6 ton luchtdroog hout per ton houtskool: bij goed werk een kwart van het gewicht, meestal een vijfde of minder, en bij nat hout een zesde of slechter. Van de stookwaarde blijft nog minder over: 1 ton houtskool staat gelijk aan 1,65 ton droog hout, dus je hebt meer dan de helft van de energie verstookt om de rest handzaam te maken. Dat is de prijs voor een brandstof die 30 tot 35 megajoule per kilo bevat, bijna zonder rook brandt en heet genoeg wordt voor staal. Gebruik houtskool daarom voor wat hout niet kan, en kook op hout (04.13 Koken op vuur en in de hooikist).

De retort van twee blikken

De kleinste manier, goed om het principe te leren en genoeg voor tondel, tekenkool en een handvol smidskool. Dit is praktijkkennis, geen FAO-recept wordt getoetst.

1. Vul een blik met deksel helemaal met droge stokjes van vinger- tot duimdikte, allemaal even lang, rechtop. Hoe voller, hoe beter: lucht in het blik wordt as.
2. Sla met een spijker twee tot vier gaatjes van 2 tot 3 mm in het deksel. Daar komt het gas uit.
3. Zet het blik midden in een goed brandend houtvuur in een vuurkorf, een ton of een vuurkuil, met kolen eromheen en erbovenop (01.12).
4. Na enkele minuten komt er witte damp uit de gaatjes (water), daarna gelige rook (teer en gas). Die rook vat vlam aan het vuur en brandt als een kleine fakkel: het blik stookt nu zichzelf.
5. Als de vlammetjes uit de gaatjes doven en er geen rook meer komt, is het hout verkoold. Dat duurt een half uur tot twee uur, afhankelijk van de grootte wordt getoetst.
6. Haal het blik met een tang uit het vuur, zet het op zand en dek de gaatjes af met wat zand of een plat steentje. Laat het helemaal koud worden, liefst een nacht. Open je het warm, dan vat de houtskool vlam.
7. Goede houtskool is zwart tot in de kern, licht en klinkt bij tikken als glas wordt getoetst. Bruine kernen zijn onverkoold: volgende keer langer of dunner hout.

Het vat: een retort voor enkele kilo's

Dezelfde gedachte, groter. Deze methode met twee vaten komt uit de biochar-praktijk; de FAO beschrijft alleen het enkele olievat, zonder binnenvat.

1. Zet het kleine vat (de retort) in het grote vat. Vul de retort voor ongeveer 80 procent met droog hout van gelijke dikte, hooguit 5 cm dik en korter dan het vat, dicht gestapeld. Te vol en het gas kan er niet uit; wisselende diktes geven half verkoold hout.
2. Sluit de retort met zijn deksel en zorg voor enkele gaten van 5 tot 10 mm onderin de retort, zodat het gas onder in het buitenvuur komt en daar verbrandt wordt getoetst. Zet de retort op een paar stenen zodat er vuur onder kan.
3. Vul de ruimte tussen beide vaten met droog brandhout en aanmaakhout, tot boven de retort.
4. Boor vooraf onderin het buitenvat een rij luchtgaten van 2 tot 3 cm wordt getoetst. Steek het buitenvuur bovenin aan, want van boven naar beneden brandt het schoner wordt getoetst, en zet daarna het deksel met de schoorsteenpijp op het buitenvat.
5. Het eerste uur rookt het dik en wit. Zodra de retort heet is, komt het houtgas eruit en verandert de rook in een vrijwel schone, soms zichtbaar brandende uitlaat wordt getoetst. Voeg brandhout bij zolang het gas nog niet zelf brandt.
6. Klaar is het als er uit de retort geen gas meer komt en de schoorsteen alleen nog ijle, blauwe rook geeft wordt getoetst. Reken op twee tot vier uur stoken wordt getoetst; de FAO noemt voor een enkel vat zonder binnenvat twee tot drie uur verkolen en drie uur afkoelen.
7. Sluit alle luchtgaten met zand en laat het geheel een nacht afkoelen. Open pas als het vat koud aanvoelt.
8. Opbrengst: de FAO noemt voor een olievat van 45 gallon (ongeveer 200 liter) zonder binnenvat tot 30 kilo houtskool per keer en tot 23 procent van het droge hout. Een retort van 60 liter geeft grofweg 5 tot 10 kilo wordt getoetst. Dunne vaten branden snel door (FAO): reken daarop.

De aarden meiler in hoofdlijnen

De meiler is voor wie geen vat heeft en veel houtskool wil. Hij vraagt dagen toezicht en gaat vaak mis. Dit is de werkwijze van de FAO voor een dorpsmeiler van 4 meter doorsnede en 1 tot 1,5 meter hoog; oefen eerst met een exemplaar van 1,5 meter wordt getoetst.

1. Maak een vlakke, vastgestampte plek van 6 meter doorsnede met goede afwatering, ver van bos en huizen. Een meilerplek kun je jaren opnieuw gebruiken.
2. Leg een rooster van armdikke stokken als vloer, in een kruispatroon, zodat het gas onder de lading door kan.
3. Sla een paal van 2 meter in het midden. Zet de langste stukken hout (tot 2 meter) rechtop tegen de paal, de kortere naar buiten, en stop alle gaten dicht met klein hout. Hoe dichter de stapel, hoe minder lucht, hoe meer houtskool.
4. Trek de paal eruit; het gat is de schoorsteen.
5. Dek de stapel af met een laag stro, gras of bladeren, en daarop 10 tot 20 cm zand of zandige leem (FAO). Vette klei scheurt bij het drogen. Houtskoolstof uit vorige ladingen mag door de aarde.
6. Maak zes tot tien luchtgaten onderaan rondom en een rookgat van ongeveer 20 cm bovenin. Laat de bekleding een dag drogen.
7. Steek aan door een schep gloeiende kolen en wat aanmaakhout in het gat bovenin te laten vallen. Dikke witte rook betekent dat het vuur heeft gepakt.
8. Nu begint het waken, dag en nacht, twee tot zes dagen afhankelijk van de grootte wordt getoetst. Voel met de hand aan de wand waar het heet en waar het koud is, en open of sluit luchtgaten zodat het vuur gelijkmatig rondgaat. Dicht elke scheur en elk gat meteen met zand: waar lucht naar binnen komt, brandt houtskool tot as. Er mag nooit rode gloed door de bekleding te zien zijn (FAO).
9. De rook wordt in de loop van dagen van wit naar blauw en dan bijna doorzichtig. Als de rook afneemt en blauw wordt, is het verkolen klaar: sluit dan alle gaten met stenen en zand.
10. Laat de meiler afkoelen zonder lucht: twee tot drie dagen voor een kleine, tien dagen bij de grote Zweedse meilers van 100 tot 250 m³. Open hem van opzij, beetje bij beetje, met water naast je; opgloeiende plekken blus je met een scheut water. De FAO rekent voor goed werk 1 ton houtskool uit 4 ton hout, maar noemt 6 ton gebruikelijker. De meiler zakt tijdens het branden in; dat hoort. Het vocht dat uit de meiler loopt is zuur en vervuilt de grond: niet bij een waterbron.

Opslaan en gebruiken

• Laat verse houtskool minstens een dag buiten op steen liggen voordat je hem opbergt; verse kool kan zichzelf verhitten en ontbranden wordt getoetst. Dek hem af tegen regen.
• Bewaar droog en onder een dak, in zakken, blikken of een metalen ton, niet in huis en niet bij de houtstapel (05.14 Brand voorkomen en blussen). Vochtige houtskool verkruimelt en brandt slecht; de FAO stelt grenzen van 5 tot 15 procent vocht.
• Zeef het stof eraf. Stukken van walnoot- tot vuistgrootte zijn voor de smidse (09.12 Smeden: de basis, BR.09 Smidse uit een remtrommel) en de smeltoven (10.11, BR.15 Aluminium smeltoven). Het stof gaat door de bekleding van de volgende meiler (FAO), of in de compost wordt getoetst.
• Koken op houtskool doe je buiten, in een kooktoestel met rooster, nooit in huis, garage, tent of schuur, ook niet met een raam open (04.02 Veilig koken, 04.13). Voor dagelijks koken is een houtvuur met hooikist zuiniger (BR.07 Hooikist uit een koelkast).
• De as van houtskool is bruikbaar voor loog, als het hout schoon was (11.03 Loog uit houtas).

Houtskool en water: eerlijk

Overal staan bouwtekeningen van flessen met zand en houtskool als waterfilter. Zelfgebrande houtskool is geen actieve kool: vóór activering heeft hij 2 tot 5 vierkante meter oppervlak per gram, actieve kool tot meer dan 3.000 (Wikipedia). Geen van beide ontsmet water wordt getoetst. De CDC schrijft voor noodsituaties voor om troebel water eerst door een doek of koffiefilter te laten lopen of te laten bezinken, en daarna te koken of te ontsmetten; een filter zonder ontsmetting haalt geen virussen weg, en de meeste filters ook geen bacteriën. Voor troebel water volg je 02.05 Bezinken en voorfilteren; dat hoofdstuk zegt ook dat een zelfgemaakte fles met zand en houtskool geen gevalideerd filter is. Drinkbaar maken doe je met 02.01 Water drinkbaar maken. Wat houtskool wel kan: een beetje smaak en geur uit water halen dat daarna toch gekookt wordt wordt getoetst. Niet meer dan dat.

Zo weet je dat het werkt

• De houtskool is zwart tot in de kern, licht en breekt met een glasachtige klank; bruine kernen zijn onverkoold hout.
• Uit een retort komt aan het eind geen gas meer, en de schoorsteen geeft alleen ijle blauwe rook.
• Een meiler geeft dagen gelijkmatig rook zonder dat ergens gloed door de wand komt, en zakt gelijkmatig in.
• De opbrengst ligt tussen een vijfde en een kwart van het drooggewicht van het hout; minder wijst op nat hout of te veel lucht.
• Geopend na volledig afkoelen gloeit er niets meer op, en in de smidse wordt het staal binnen een paar minuten oranje.

Zo weet je dat het misgaat

• Veel as, weinig kool: te veel lucht. Dicht de gaten beter, stapel dichter, sluit eerder af.
• Bruine, zware stukken: te kort, te nat of te dik hout. Droger en dunner hout, langer stoken.
• Een meiler brandt op één plek door en gloeit zichtbaar: lucht lekt daar. Gat meteen dichten met zand; lukt dat niet, dan is dat deel verloren. Nooit op een brandende meiler klimmen.
• De rook van een meiler slaat naar beneden en hangt bij het huis: wind gedraaid. Mensen weg uit de rook, en volgende keer verder weg bouwen.
• Hoofdpijn, misselijkheid, duizeligheid bij wie bij de retort of de meiler zat: koolmonoxide. Weg uit de rook, frisse lucht; wordt iemand suf of bewusteloos: 07.16 Acute noodgevallen, VK.B07 Stabiele zijligging, VK.B06 Reanimatie als hij niet normaal ademt.
• Houtskool in de opslag wordt warm of ruikt branderig: zelfontbranding. Naar buiten, uitspreiden op steen, nat maken.
• Vlammen slaan uit de luchtgaten van het vat of de meiler, of vonken waaien weg: te veel lucht of te veel wind. Gaten dicht, en bij harde wind helemaal niet beginnen.

Als je iets mist

Achtergrond

Hout bestaat uit cellulose, hemicellulose en lignine wordt getoetst. Bij verhitting zonder genoeg zuurstof breken die moleculen af tot gassen en dampen die wegtrekken, en een skelet van bijna zuivere koolstof dat achterblijft: houtskool. Hoe heter je verkoolt, hoe meer vluchtige stoffen eruit gaan en hoe hoger het aandeel vaste koolstof. De FAO geeft de cijfers voor droog hout: bij 300 graden houd je 42 procent over met 68 procent vaste koolstof en veel teer, bij 500 graden 33 procent met 86 procent koolstof, bij 700 graden 30 procent met 92 procent. De praktijk haalt die 33 procent vrijwel nooit, omdat een deel van het hout opgestookt wordt om de rest te verhitten en te drogen; vandaar de 4 tot 6 ton hout per ton kool. Dichte, ligninerijke soorten geven meer en hardere houtskool. Houtskool brandt heet omdat er geen water en geen teer meer te verdampen valt en koolstof met lucht direct gloeit; met een blaasbalg erbij komt het boven de 1.200 graden die een smid nodig heeft wordt getoetst. Het gevaar zit in hetzelfde principe: koolstof die met te weinig zuurstof brandt, maakt koolmonoxide in plaats van kooldioxide. Bewijs: de fasen en temperaturen van het verkolen A (FAO). Opbrengst van een vijfde tot een kwart B (FAO-praktijkcijfers, grote spreiding). Meilerbouw en rookkleur als signaal B (FAO, eeuwen praktijk, geen gecontroleerde proeven). Koolmonoxide uit verkolen en brandende houtskool A (vastgelegde vergiftigingen). Zelfontbranding van verse houtskool C (praktijk en FAO-opmerking over opgloeien bij het openen). De blikretort C: wijdverbreide praktijk, tijden en gatmaten zijn van ons. Houtskool als waterfilter D: geen bewijs voor veiligheid, wel bewijs dat het niet ontsmet.

Volgende niveau

Op niveau II maak je per seizoen een voorraad van 50 tot 100 kilo in het vat en houd je per lading bij: houtsoort, droogtijd, gewicht erin, gewicht eruit. Op niveau III bouw je een vaste meilerplek met een windscherm en een waterton, of een gemetselde oven van baksteen zoals de Braziliaanse bijenkorfoven die de FAO beschrijft, met een gelijkmatiger opbrengst wordt getoetst. Koppel de houtskool aan de smidse (09.12, BR.09) en de smeltoven (10.11, BR.15), en beheer een hakhoutbos zodat het hout elk jaar terugkomt (05.15). Wie de teer opvangt die uit de retort druipt, heeft een houtbeschermer wordt getoetst, maar dat is een eigen vak met eigen gevaren (11.01).

Controlelijst

• Ik verkool alleen buiten, bij windstil weer, in een natte periode, en nooit bij natuurbrandrisico.
• Ik heb 100 liter water, een schep en een brandgang klaar en blijf erbij tot alles koud is.
• Ik blijf uit de rook en zet retort of meiler benedenwinds van huizen.
• Ik gebruik droog, gekloofd hardhout van gelijke dikte.
• Ik weet dat ik uit 4 tot 6 kilo hout ongeveer 1 kilo houtskool haal.
• Ik open een retort of meiler pas als hij koud is, met water naast me.
• Ik bewaar houtskool droog, buiten het huis, en kook er nooit binnen op.
• Ik weet dat zelfgebrande houtskool geen waterfilter is en dat water altijd gekookt of ontsmet moet worden.

Verantwoording

• FAO Forestry Paper 41, Simple technologies for charcoal making (1983, herdruk 1987), hoofdstuk 4: Carbonisation processes: drogen tot 100 °C, opwarmen tot ongeveer 280 °C op kosten van het vuur, daarboven warmteafgevend, piek rond 400 °C zonder hulp, doel 500 °C; opbrengst 42 procent bij 300 °C, 33 procent bij 500 °C, 30 procent bij 700 °C met de bijbehorende vaste koolstof; hout zo droog mogelijk en gekloofd tot onder 20 cm; het gas is rijk aan koolmonoxide en giftig, ook bij het openen van hete houtskool; rook en teer schaden de longen op termijn; teer en zuur prikken op de huid.
• FAO Forestry Paper 41, hoofdstuk 1: Logistics of charcoal production: pyrolyse begint rond 300 °C en gaat dan vanzelf door; ongeveer 5 kilo ovendroog hout per kilo houtskool, 7 tot 11 m³ hout per ton; 1 ton houtskool staat gelijk aan 1,65 ton droog hout; afkoelen zonder lucht.
• FAO Forestry Paper 41, hoofdstuk 6: Making charcoal in earth mounds: plek van 6 meter, meiler van 4 meter doorsnede en 1 tot 1,5 meter hoog, rooster van stokken, middenpaal van 2 meter, stro en 10 tot 20 cm zand of zandige leem, zes tot tien luchtgaten en een rookgat van 20 cm, aansteken via het gat bovenin, dikke witte rook, geen rode gloed door de wand, klaar als de rook afneemt en blauw wordt, afkoelen twee tot drie dagen bij kleine meilers, 100 liter water bij het openen, 1 ton houtskool uit 4 ton luchtdroog hout bij goed werk en 6 ton gebruikelijker, zuur condensaat.
• FAO Forestry Paper 41, hoofdstuk 5: Earth pits for charcoal making: water bij het openen tegen opnieuw ontbranden, levensgevaar voor wie op een brandende kuil stapt.
• FAO Forestry Paper 41, hoofdstuk 8: Metal kilns: olievat van 45 gallon als oven, twee tot drie uur verkolen en drie uur afkoelen, tot 30 kilo per vat, tot 23 procent op droge basis, hout korter dan 30 cm en dunner dan 5 cm, vaten branden snel door, houtskool na het openen meteen uitnemen met water of zand bij de hand.
• FAO Forestry Paper 41, hoofdstuk 10: Using charcoal efficiently: stookwaarde 30 tot 35,6 megajoule per kilo, opslag onder dak, vocht 5 tot 15 procent, houtskool brandt met weinig rook maar is zeer giftig en vraagt ventilatie.
• FAO Forestry Paper 41, hoofdstuk 2: Growing the wood raw material: dicht, langzaam gegroeid, ligninerijk hout geeft de beste opbrengst; bij nat hout zakt de opbrengst naar 1 op 6 of slechter.
• Biochar Today: An honest explanation and evaluation of the double barrel burner retort: binnenvat voor 80 procent vullen, gaatjes onderin, buitenvat met luchtgaten, aansteken van boven, dikke rook in het begin, weinig verdraagzaamheid voor vochtig hout, gelijke dikte nodig. Geen opbrengstcijfers.
• US Consumer Product Safety Commission: Burning charcoal causes 83 deaths from carbon monoxide (1985): 83 doden in zeven jaar door houtskool in huis, tent, camper of auto; een raam of ventilator maakt het niet veilig.
• Brandweer: Koolmonoxide: CO zie en ruik je niet, klachten lijken op griep, naar buiten en 112.
• Brandweer: Natuurbrandrisico: in fase 2 hoogstwaarschijnlijk niet meer stoken, ook niet met een ontheffing.
• CDC: How to Make Water Safe in an Emergency: troebel water eerst door doek of koffiefilter of laten bezinken, daarna koken of ontsmetten; de meeste filters halen geen virussen en bacteriën weg; na filteren ontsmetten.
• Activated carbon (Wikipedia): meer dan 3.000 vierkante meter per gram tegen 2 tot 5 vóór activering, activering met stoom of chemicaliën. Niet onderbouwd en daarom gemarkeerd: de hoeveelheid houtskool per smeedmiddag, de houtsoorten als beste keus, de hele blikretort (maten, tijden, klank), de maten, duur en opbrengst van de retort met twee vaten, de verboden op verfblikken en brandstofvaten als veiligheidsredenering, drukopbouw in een gesloten vat, de brandtijd van een kleine meiler, de zelfverhitting van verse houtskool, de smaakverbetering van water, de wasmachinetrommel als vuurkorf, naaldhoutskool in de smidse en de temperatuur van een houtskoolvuur met blaasbalg. Geen van de werkwijzen is voor NULPUNT beproefd. Getoetst door: nog niet.