まず、炭の種類は①生産地②炭化方法③炭化の進行度④原材料⑤用途などによって分類されます。
木炭には伝統と現場の誇りがあり、購買者も生産地を聞けばその品質を推定できます。したがって生産地表示は重要です。有名な所は岩手・栃木・和歌山・秋田などがあり、この他、茶の湯炭として有名な池田炭(大阪府池田市東北地域産のクヌギ黒炭)、佐倉炭(千葉県佐倉市付近で製炭していたが、その後、茨城県鉾田町、栃木県芳賀郡に移ったクヌギ黒炭)なども生産地が起源です。
■炭化法による区分■
大きく分けると次の３つになります｡
1. 築窯法…白炭・黒炭
2. 工業的方法…平炉法・ブロックがま法・乾留法・スクリュー炉法・流動炉法
3. 簡易法…穴やき法・伏せやき法・移動式鉄板がま法・ドラム缶法・薪ストーブ法
日本伝統の炭は築窯法の方法で生産します｡
■炭化の進行度による区分■
空気を制限して木材を加熱していくと、300℃より少し手前で発熱分解を起こし木炭に変わっていきます｡木炭を炭化の進行度によって大きく分けると、次の３つになります。
1．低温炭化木炭…400～500℃で炭化したもので、乾留炭・平炉炭などです。
2． 中温炭化木炭…600～700℃で炭化されたもので、黒炭(※楢木炭)などです。
3． 高温炭化木炭…1000℃前後で炭化したもので、白炭(※備長炭)などです｡
木炭の収率は-図Ⅰ-のように400℃で34％(３分の１)、600℃で27％(４分の１強)、1000℃で25％(４分の１)になります｡ 容積重(みかけの比重)は急速に減少し、400～500℃を底として増大します(図Ⅰ)。 これは重量減少よりも木炭の収縮のほうが大きいからです。したがって、白炭の方が黒炭よりも容積重が大きいわけです。 炭素含有率は木材では50％ですが、400℃で72％になり、600℃で89％になり、1000℃で95％、1100℃で96％になります(図Ⅰ)。 日本で最高に炭化の進んだ木炭は96％ですので、このあたりで一致します。
木炭のエネルギー的用途の基本になるカロリーを調べてみると、木炭は5000カロリーですが、400℃で6700カロリーとなり、600℃で最高の8010カロリーとなり、1100℃では少し減って7640カロリーになります(図Ⅱ)。 黒炭段階の木炭が最高の値を示すことは、実用上も有益なことです。 白炭段階の木炭のカロリーが減少するのは、炭素が増大する以上に水素が減少したためです。しかし、堅くしまった白炭は燃焼温度がやや低く、火持ちが良くなるため、うなぎや肉などを焦がさず、料理用として好まれる利点をつくりだします｡
工業用木炭は鉄・珪素・チタンなど製造時の還元用、二硫化炭素の炭素源として用いられますが、その反応性(木炭を950℃に加熱し、二酸化炭素は還元されて一酸化炭素になります。その還元性を反応性といい、百分比で示します。)をみる試験法としてリン酸・重クロム酸カリ混液による湿式酸化法があります。これによると400～600℃を底として炭化温度の上昇とともに反応性が増大します(図Ⅱ)。黒炭でも炭化の進んだものと白炭が工業用木炭として好まれる理由がわかります｡
一方、木炭の水蒸気吸着は、500～600℃炭化木炭を底として、炭化の進行とともに増大します(図Ⅲ)。 水蒸気吸着のみで考えると白炭段階の木炭が優れますが、ヨウ素吸着・水蒸気吸着の両面で考えた場合、800℃前後で焼成された木炭(※楢木炭等)が優れていることが-図Ⅲ-からもわかります｡
