ทุกกรัมของตัวประสานคือกรัมที่ไม่ใช่คาร์บอน แต่ถ้าไม่มีมันเลย ถ่านอัดแท่งก็ขึ้นรูปไม่ได้ สมดุลจึงเป็นเรื่องของสัดส่วน ไม่ใช่มีหรือไม่มี
เวลาคนพูดว่าถ่านอัดแท่งมีสารเคมี มักไม่ได้เจาะจงว่าหมายถึงอะไร บทความนี้แยกให้ชัดว่าอะไรอยู่ในถ่านอัดแท่งบ้าง ทำหน้าที่อะไร และมีผลต่อคุณภาพอย่างไร
เหตุผลตรงไปตรงมา คือผงถ่านไม่เกาะตัวกันเอง ถ้าอัดผงถ่านล้วนโดยไม่มีอะไรยึด แท่งที่ได้จะแตกร่วนทันทีที่ยกขึ้น
งานวิจัยไทยที่ศึกษาถ่านอัดแท่งจากไม้ลำไยอธิบายหลักการเลือกสัดส่วนไว้ชัด คือต้องใช้ตัวประสานในปริมาณที่ไม่มากเกินไปจนกระทบค่าความร้อน แต่มากพอให้ผงถ่านเกาะกันเป็นก้อนและส่วนผสมไม่เหลวจนเกินไป3
ตัวประสานคือสิ่งที่ต้องมีให้น้อยที่สุดเท่าที่ยังทำให้แท่งไม่แตก
| ชนิด | สัดส่วนที่พบในงานวิจัย | ผลต่อคุณภาพ |
|---|---|---|
| แป้งมันสำปะหลัง | ราว 1 ต่อ 10 ต่อผงถ่าน1 | ใช้มากที่สุดในไทย หาง่ายและราคาถูก ให้ความแข็งแรงดี แต่ไม่ให้ความร้อนเท่าถ่าน |
| กากน้ำตาล | สูงได้ถึง 60–80% ในงานทดลอง | เผาไหม้ให้พลังงานได้เอง จึงมีกรณีที่การเพิ่มกากน้ำตาลทำให้ค่าความร้อนสูงขึ้นและเถ้าลดลง |
| ดินเหนียว | สัดส่วนต่ำ | ยึดเกาะได้ดีและราคาถูกที่สุด แต่เพิ่มเถ้าโดยตรง เพราะดินไม่ไหม้ |
| มูลสัตว์ | ราว 30% ในงานทดลอง | ทำให้สารระเหยสูงมากและเถ้าสูง จึงไม่เหมาะกับการประกอบอาหาร |
ข้อนี้ขัดกับสัญชาตญาณ และเป็นเหตุผลที่ต้องระวังการสรุปว่าตัวประสานทำให้แย่ลงเสมอ
งานวิจัยที่ศึกษาถ่านอัดแท่งจากผักตบชวาผสมกากน้ำตาล พบว่าเมื่อเพิ่มตัวประสาน สารระเหยที่เผาไหม้ได้และคาร์บอนคงตัวเพิ่มขึ้น ขณะที่เถ้าลดลง โดยอัตราส่วนถ่านต่อกากน้ำตาล 30 ต่อ 70 ให้ค่าความร้อนสูงสุดที่ 16.6 เมกะจูลต่อกิโลกรัม และให้ความแข็งแรงอัดสูงสุดด้วย
เหตุผลคือกากน้ำตาลเป็นสารอินทรีย์ที่เผาไหม้ให้พลังงานได้ ต่างจากดินเหนียวที่ไม่ไหม้เลย ในกรณีนี้วัตถุดิบตั้งต้นคือผักตบชวาซึ่งมีเถ้าสูงอยู่แล้ว การเพิ่มกากน้ำตาลจึงเป็นการเจือจางเถ้าลง
ผลของตัวประสานขึ้นกับว่าเทียบกับอะไร ถ้าวัตถุดิบตั้งต้นเป็นถ่านคุณภาพดี การเติมตัวประสานจะเจือจางคุณภาพลง แต่ถ้าวัตถุดิบตั้งต้นมีเถ้าสูง การเติมตัวประสานที่เผาไหม้ได้อาจทำให้ดีขึ้น นี่คือเหตุผลที่ผลการวิจัยดูขัดกันเอง ทั้งที่ไม่ได้ขัดกันจริง
งานวิจัยที่ศึกษาถ่านอัดแท่งจากผงถ่านผสมขี้เลื่อยพบแนวโน้มที่ชัดเจน5
ในทำนองเดียวกัน งานวิจัยไทยที่ผสมกะลามะพร้าวกับกะลาปาล์มพบว่าการเพิ่มผงถ่านกะลาปาล์มทำให้ค่าความร้อนเพิ่มขึ้น1 ซึ่งยืนยันว่าสิ่งที่กำหนดคุณภาพมากที่สุดคือวัตถุดิบ ไม่ใช่ตัวประสาน
นอกจากตัวประสานแล้ว ยังมีสารที่เติมเข้าไปเพื่อเปลี่ยนพฤติกรรมของถ่าน ซึ่งเป็นคนละเรื่องกับการยึดเกาะ
สารกลุ่มนี้ต่างจากตัวประสานตรงที่ไม่ได้จำเป็นต่อการขึ้นรูป แต่เติมเข้าไปเพื่อผลทางการตลาดหรือความสะดวก และแลกมาด้วยเถ้าที่เพิ่มขึ้นหรือกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์
ตัวเลขในบทความนี้มาจากงานวิจัยที่วิเคราะห์ตัวอย่างเฉพาะกลุ่มในเงื่อนไขของแต่ละการศึกษา ถ่านอัดแท่งและถ่านไม้ก้อนในตลาดมีคุณภาพแตกต่างกันมากตามผู้ผลิตและวัตถุดิบ จึงไม่ควรใช้ตัวเลขเหล่านี้ตัดสินสินค้าชิ้นใดชิ้นหนึ่งโดยไม่มีผลวิเคราะห์ของสินค้านั้นเอง
ถ่านไม้ก้อนล้วน ไม่มีตัวประสานให้ต้องเจือจางค่าความร้อน
คาร์บอนคงตัว เถ้า และอัตราส่วนเชื้อเพลิง
CO, VOC และฝุ่นละอองจากถ่านสองแบบ