Węgiel organiczny. (1)

Węgiel organiczny. (1)

Dziś wieczorową porą zapraszam Was do ogniska. Tego, które pamiętacie z biwaku, obozu, pikniku. Patrzcie uważnie w swoje wyobrażenie i czytajcie, bo warto.

WSTĘP.

W dotychczasowych rozważaniach na moich stronach śledziliście procesy powstawania skamieniałości, które odbywały się w izolacji od środowiska. Przebiegały w warunkach naturalnych w spokojności swojej przez miesiące, lata aż po miliony lat. Ich głównym bohaterem był węgiel organiczny i jego związki.

Definicji węgla organicznego w materiałach nie znalazłem ale aż nadto używane słowo zastępcze – substancje smoliste, spróbuję go określić, opisać na własne potrzeby i do wiadomości Czytelników.

Głównym czynnikiem odróżniającym węgiel organiczny od pozostałych izotopów węgla jest węgiel 14C, jak pisałem Praprzyczyna Wszelkiego Życia na Ziemi. I choć jego zawartość jest w organizmach jest znikoma, to przez każdy organizm żywy jest pozyskiwany i gromadzony aż do jego śmierci. Po śmierci organizmu następuje rozkład promieniotwórczy węgla 14C, połowiczny wykorzystywany przy datowaniu, ustalaniu daty śmierci osobnika.

A skąd jest pozyskiwany; przy oddychaniu z powietrza a w pożywieniu z innych organizmów i tylko z nich.

W materiałach na temat metabolizmu, procesu przyswajania, budowy tkanek i obrotu pierwiastkami (wymianą ze środowiskiem) uczestniczy tylko 9 – słownie, dziewięć pierwiastków.

Za Wikipedią:

„Na około 99% masy przeciętnego ssaka składa się dziewięciu pierwiastków: węgiel, wodór, tlen, azot, siarka, wapń, chlor, sód i potas. Związki organiczne (białka, lipidy i węglowodany) skupiają większość węgla i azotu, podczas gdy największa część tlenu i wodoru zawarta jest w wodzie. Wapń, chlor, sód i potas oraz pozostałe pierwiastki występujące w organizmach żywych są z kolei głównymi komponentami nieorganicznych związków chemicznych, z których cześć występuje w dużej ilości, natomiast inne potrzebne są w ilościach śladowych.”

A przecież Tablica Mendelejewa jest taka duża.

Okazuje się, że organizmy żywe Świata Zwierząt nie pożywiają się czym popadnie byle do pełna. Ogólna zasada żywienia dotyczy innych osobników, innych organizmów i jest to cała paleta przepisów żywieniowych sprowadzających się przy tym do ciągłego uzupełniania zapasów węgla 14C w organizmach.

Z kolei organizmy Świata Roślinnego pobierają pokarm z gleby w postaci pierwiastków i związków nieorganicznych rozpuszczonych w wodzie. Żywią się chemią ale są przez nie (przez te organizmy) przetwarzane w związki organiczne.

Pozyskują przy tym dwutlenek węgla zarówno rozpuszczony w wodzie jak i z powietrza w procesie fotosyntezy. Pozyskują z niego węgiel do budowy organizmu oddając tlen do atmosfery. TO BARDZO WAŻNE, bo decyduje o przetrwaniu obecnych form Życia na Ziemi.

A pozyskany przy tym węgiel 14C decyduje o ich przydatności w diecie człowieka i innych organizmów żywych.

EUREKA!

Nawet my jako ludzie gatunku Homo sapiens, w wyższości swojej a niewątpliwej, jesteśmy uzależnieni od węgla 14C jak od narkotyku. Bez niego ani rusz!

Jesteśmy tak skonstruowani, że poszczególne fazy naszego metabolizmu polegają na pozyskiwaniu i przetwarzaniu pokarmów w fazie aktywnej organizmu (to w dzień!).

Na przyswajaniu pożywienia i budowie z niego tkanek i narządów, i do regeneracji czyli odbudowie tychże w fazie biernej (to w nocy!). Ta faza bierna to całkowite wyłączenie aktywności organizmu, w skrócie sen. Jak najbardziej, ładujemy akumulatory.

I cały Układ Planetarny nam w tym sprzyja.

Bo węgiel 14C do odbudowy i regeneracji naszych komórek potrzebuje czasu, właśnie tyle w warunkach normalnych, przy sprzyjającym stanie zdrowia z poduszką lub kamieniem pod głową. Różne organizmy, różne mają do tego wygody.

Na tych stronach dochodziłem procesu wyodrębniania czystego węgla organicznego podczas procesu powstawania skamieniałości, procesu SHS. Miało się okazać, że cząsteczki węgla organicznego występują w tych procesach zarówno w postaci ciała stałego, jak i w postaci płynnej. Zaznaczam – w warunkach izolacji i warunkach bardzo naturalnych!

Ale potrzebuje do tego czasu;

• miesięcy i lat na etapie dojrzewania,
• dziesiątków tysięcy lat na etapie skamienienia.

Wypreparowany przez minimum 0,5 mln lat w czystej postaci i w stanie stałym (w kamieniu) w warunkach naturalnych pozostaje obojętny chemicznie. Przez ten czas zajmował się tylko sobą (?). ŻYŁ na swój sposób.

Węgiel organiczny, spalanie cz.1.

Ale na dzisiejszym wykładzie zajmiemy się momentem, kiedy węgiel organiczny zachowuje się jak dziki zwierz nieobliczalny i niebezpieczny dla otoczenia.

Zjawisko spalania węgla przebiega gwałtownie i tylko naiwnym wydaje się, że nad nim panują.

Użytkowników ognia obowiązują warunki bezpieczeństwa, procedury, których należy przestrzegać a ognia doglądać.

Dlaczego? Dlatego, że wypadki poparzeń i pożary ciągle się zdarzają.

Choć to zjawisko nie dotyczy już samego procesu SHS, procesu powstawania skamieniałości, to bezwzględnie z niego wynika i kończy się skałą ilastą (w proszku). Bo proces w całym swoim przebiegu zajmuje się wyodrębnieniem płynnego węgla z tkanek organicznych na powierzchnię i dopiero wtedy może ulec utlenieniu albo spaleniu. Tempo tego spalanie będzie odpowiednie do dostarczonej energii i dostępu tlenu ale i dopływu (wypływu!) ciekłego węgla organicznego na powierzchnię.

I nie piszę tu o przypadkach szczególnych, np. wybuchu jądrowym, po którym to z materii organicznej pozostaje tylko cień na ścianie i kupka popiołu czyli skały ilastej w proszku (proces SHS w ułamku sekundy!). Piszę tu o warunkach normalnych ale nie naturalnych, z którymi mamy do czynienia na co dzień, bez wspomagania rozpałkami, paliwami i odczynnikami i.t.p.

 

fot. 1-3.  Fragment niedopalonej kłody w widokach ogólnych. Leżał na podwórzu od sierpnia obojętny na wszystko i rzucał mi się na oczy. To błyszczały w Słońcu powierzchnie zewnętrzne przetopionego i zastygłego węgla organicznego. I jasne fragmenty drewna nie tkniętego wysoką temperaturą. To prowokowało do tego, żeby to sobie wytłumaczyć. To żądało wyjaśnienia, co to jest i w jaki sposób?

Piszę o warunkach takich samych, jak warunki, z którymi miał do czynienia Homo erectus podczas przetwarzania żywności, zarówno produktów roślinnych jak i zwierzęcych. Tak jak my rozpalał ognisko; zbierał chrust – suche patyki, suche liście i drzazgi. Rozpalał to za pomocą iskier krzesanych z kamieni, dokładał suchego drewna i kiedy wszystko ognisko stało w ogniu mógł przystąpić do przetwarzania, sporządzania jadła na gorąco. W czasie spalania materii drzewnej w ognisku ubywało, musiał je cały czas karmić, dorzucać drewna, żeby nie zgasło (nie zdechło!).

Bo przez naszego praprzodka ogień, to był postrzegany jak żywe stworzenie.

My robimy to samo z użyciem różnorodnych urządzeń, nawet innych paliw np. prądu elektrycznego lub gazu – dostarczamy energii do szybkiego ale nie za szybkiego przetworzenia produktu. Nie możemy dopuścić do tego, żeby uwolniony w procesie węgiel organiczny wydostał się na powierzchnię. Bo węgiel na powierzchni przetworu zaczyna się palić i będzie się spalał stosownie do dostarczanej energii, dalszego wzrostu temperatury i dostępu tlenu z powietrza.

Bo węgiel organiczny w tkankach tak ma.

W podwyższonej temperaturze wychodzi na powierzchnię porcji i na powierzchni zachodzi proces jego spalania. W środku porcji nie ma do tego odpowiednich warunków, brak tlenu. A co ciekawe, ze środka wypływa na powierzchnię jako ciecz, płynny węgiel.

Zachowuje się jak żywe stworzenie, pod wpływem wzrostu temperatury węgiel uwolniony ze swoich związków wydostaje się na powierzchnię, do tlenu.

Bo tak mu każą nieliczne atomy węgla 14C w objętości przetwarzanej porcji. I to one sterują zachowaniami węgla organicznego zarówno w procesie SHS, jak i przy gwałtownym spalaniu – to kolejna anomalia, na które zwracałem Wam uwagę.

Warunki procesu spalania zmieniają się gwałtownie, wzrastają, kiedy zapala się wypływający węgiel. Przebiegają w temperaturze kilkuset stopni a ze środka porcji napływa wciąż płynny węgiel i spala się na powierzchni. W kontakcie z powietrzem spala się z tlenem – sam staje się paliwem podnoszącym temperaturę dalszego spalania.

Brak jest dostępnych warunków do obserwacji i złapania go w stanie ciekłym. Złapać go w płynie się nie da choć już wiadomo, że płynem jest.

Na szczęście dane mi było pokazać Wam, jak płynny węgiel organiczny powstaje w zwolnionym tempie. Jak powstają mikro krople, rosa, jak powstają z nich kałuże i zbiorniki płynnego węgla organicznego i jak płyn krąży w środku porcji dojrzewającego mięsa, aby w końcu wypłynąć na powierzchnię dojrzewającej porcji albo skrystalizować w środku a po drodze. W efekcie końcowym cała porcja nasycona jest wypreparowanym węglem, to „nielidyt”. Te obrazy zachowały się w skamieniałościach a odbywały się w warunkach naturalnych, w izolacji od otoczenia. A żeby było ciekawiej, odbywały się przy minimalnych różnicach temperatury w granicach kilku lub kilkunastu stopni C.

O tym już wiecie z wykładu;

"Ciecz węglowa";

https://homo-erectus-cywilizacja.blogspot.com/p/ciecz-weglowa.html

Najprostszym i naturalnym paliwem, źródłem węgla organicznego jest drewno.

Czyli związki organiczne, związki węgla o podwyższonej zawartości węgla w tkankach. Te tkanki to celuloza a zawartość węgla w drewnie dochodzi do 45-50 %.

Spalanie drewna następuje powoli, bo w ognisku lub palenisku kawałki drewna powoli nagrzewają się do temperatury zdolnej do wypłynięcia płynnego węgla organicznego na powierzchnię. Temperatura wnika w drewno powoli ale z jej wzrostem drewno nie wybucha ogniem, bo w środku nie ma dostępu do tlenu.

Drewno w ognisku pali się płomieniem na tyle, na ile ma dostęp do temperatury i dostęp do tlenu.

Ale też na tyle, ile węgla wypłynie, dotrze do powierzchni palonego drewna.

fot. 4.  Zbliżenie fragmentu powierzchni, w zaznaczonych obszarach;

a - pomarszczone powierzchnia, zniszczona tym, co dzieje się pod spodem pod wpływem temperatury,

b - w oderwanym fragmencie powierzchni widok zastygłego, płynnego węgla.

 fot. 5.  Zbliżenie fragmentu fot. 4a - obraz nabrzmiałej powierzchni tkanki drzewnej. Pod spodem zgromadzony jest zastygły przetopiony węgiel. Ja też się tego nie spodziewałem!

W tej początkowej fazie spalania spala się na powierzchni, na naszych oczach, pod wpływem wzrostu temperatury, zwijają się lub pękają wierzchnie warstwy łyka, pękają i odrywają się całe drzazgi. Podczas przemiany fazowej ciekły węgiel rozsadza powłoki struktury drewna. Jego objętość jest o kilka procent większa niż w fazie stałej, to reguła przy zmianie faz.

I my tę fazę widzimy - rozsadzanie kolejnej warstwy i pofałdowanie na powierzchni, iskry – drobne lub grubsze rozpalone fragmenty drewna i płonące drzazgi odrywające się od szczap, słyszymy to w postaci trzasków i huków.

 

fot 6-7.  Widok i zbliżenie postępu i wzrostu temperatury od środka kłody. 

Temperatura na powierzchni wzrastała, w środku panował widoczny (wtedy!) żar, to palił się i żarzył płynny węgiel, rdzeń kłody przepalił się. Fragment oderwał się i odpadł od kłody. 

Jasno brązowe fragmenty na zdjęciach to resztki kory wyprażonej w wysokiej temperaturze.  Pod nią obraz drewna, do którego nie dotarła wysoka temperatura, nie tknięte ogniem, bo węgiel nie wypłynął, nie wydostał się jeszcze na powierzchnię. 

Temperatura wzrasta i przenika kolejne warstwy drewna, rozpuszcza zgromadzony tam węgiel organiczny do spalenia lub zamiany w gaz. Bo ze wzrostem temperatury następuje gotowanie płynnego węgla i jego (węgla) gwałtowne parowanie.

To też jest widoczne i słyszalne, ze szczapy, spomiędzy warstw drewna wydobywają się z sykiem smugi płomieni, to płonie gaz węglowy. A nie żadne tam substancje lotne, te ulatują i spalają się na początku procesu spalania w granicach temperatury 300 st.C.

Tyle i tylko tyle widzę siedząc przy ognisku.

Znacznie lepszym paliwem jest węgiel drzewny.

To drewno powstałe w ognisku albo w mielerzu.

To proces, który w ognisku lub w palenisku powstaje samoistnie (po raz pierwszy użyłem tego słowa!) lub w mielerzu, w procesie kontrolowanym i celowym.

Uczeni używają słowa „samoistnie”, gdy nie potrafią czegoś wytłumaczyć. Ja używam go, kiedy rozpoznam proces.

Powstaje samoistnie w ognisku jako proces niezamierzony, w głębi i na spodzie ogniska, przy zmniejszonym dopływie tlenu.

Na spodzie ogniska, w wysokiej temperaturze ok. 600 st. C, w warunkach niemal beztlenowych, węgiel pozostały w środku (w tkankach) drewna zaczyna się żarzyć, wydzielać przy tym promieniowanie podczerwone – znaczy świecić. To znaczy, że zaczyna się spalanie węgla w całej objętości porcji drewna, w wysokiej temperaturze i w każdym kawałku a przy minimalnym dostępie tlenu.

W mielerzu trwa to miesiącami i pod kontrolą smolarzy, odbywa się powolne prażenie surowego drewna w podwyższonej temperaturze ale niższej i kontrolowanej, z ograniczonym dopływem tlenu. Powoduje to pozbawienie drewna wody i substancji lotnych oraz zanieczyszczeń z tkanki drewna. Pozostaje szkielet tkanki, struktura drewna wynikająca z jego (drewna) budowy warstwowej wypełniona najpierw płynnym a po wygaszeniu zastygłym węglem organicznym.

Ta struktura jest nasycona czystym płynnym węglem wypreparowanym na miejscu w samych komórkach drewna i zastygłym po schłodzeniu, otwarciu mielerza. Ale pozbawiona jest tych wszystkich pierwiastków wchodzących w skład związków organicznych.

Dlatego węgiel drzewny, w użyciu do spalania, jako paliwo pozostawia po sobie niewiele popiołu a spaliny nie są zanieczyszczone szkodliwymi gazami. Jest przy tym wydajniejszy od drewna i ma wyższą temperaturę spalania.

fot. 8.  Obraz kompletnej destrukcji - rdzeń kłody po przepaleniu a w nim zastygły płynny węgiel. Temperatura sięgała 600 st. C - węgiel gotował się i parował gwałtownie. Tkanka drewna żarzyła się i topiła podnosząc temperaturę. Rdzeń kłody tego nie wytrzymał, oderwał się. Ale obraz przetopionego węgla zachował się po ostygnięciu.

Zauważcie, że szczapy, klocki drewna, węgiel kamienny i inne paliwa stałe a organiczne nie zapalają się od zapałki. Trzeba je wstępnie ogrzać do odpowiedniej temperatury (drewno ok. 270 st.C). Wtedy zajmą się płomieniem na powierzchni a z czasem zaczną się palić w całej objętości czyli żarzyć. To zapala się i spala płynny węgiel organiczny wypreparowany w komórkach drewna.

Przypomnę, że ze wzrostem temperatury następuje wzrost częstotliwości drgań atomów i cząsteczek każdego materiału. Część dostarczonej energii, jej nadmiar uwalnia się w postaci promieniowania podczerwonego, to tylko i aż, inna postać energii.

W tym roku było kolejne gorące lato i brak opadów, to i zagrożenie pożarami olbrzymie.

Toteż w ogrodzie, na wyschniętej ściółce znalazłem osmaloną szczapę drewna.

To „prezent” od kogoś życzliwego i piąty przypadek podpalenia, którego się doliczyłem w czasie mojego tu zamieszkiwania. Przyglądałem się szczapie, była nadpalona a w miejscu spalenia odpadła od całości, od dalszego ciągu. To była końcówka dużej belki wystająca poza ognisko.

Ale zastanowił mnie brak śladów ognia na fragmencie powierzchni zewnętrznej. Znaczy, że w tym miejscu;

• brak było dostępu powietrza? - powietrze było, bo wystawała z ogniska!
• temperatura była za mała, bo poza ogniskiem,
• że węgiel nie wypłynął na powierzchnię w tym fragmencie i to akurat widać!,
• że to czarne na powierzchni, to niespalony węgiel w najczystszej postaci.

Przecież węgiel spala się na dwutlenek węgla i ulata do atmosfery.

To by było tyle ile wypatrzyłem w tym kawałku niespalonej szczapy.

Przepraszam, że tłumaczę sprawy najprostsze ale o tym też nie wiedzieliście.

Musiałem zaryzykować opisując to, co wszyscy widzieli od czasu Homo erectusa ale nikt nawet nie przypuszczał w jaki sposób.

Zrobiłem pożytek z tego, co odkrywałem w kamieniach.

To taka moja refleksja w Dzień Zmarłych – tak pisałem ten tekst ponad miesiąc.

Wielokrotnie na stronach poruszałem temat kremacji zwłok.

Z powyższego wynika, że trzeba doprowadzić nie tylko do wystąpienia węgla organicznego na powierzchnię – „spalić na węgiel” - ale trzeba doprowadzić do spalenia węgla organicznego w środku w tkankach, w całej masie zwłok. Aby uwolnić ze środka płynny węgiel, doprowadzić do tego, aby zwłoki same stały się paliwem. Dotyczy to spalania wszelkiej materii organicznej, nie tylko drewna.

foto autor                                       prof. s. Roman Wysocki

01.11.2019 Bystrzyca k.Wlenia

Prawa autorskie zastrzeżone.