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1. 개요

숯은 나무를 탄화시켜 만든 검은색 고체 연료로, 인류가 불을 사용하기 시작한 이래 다양한 용도로 사용되어 왔다. 숯은 철기 문화 발전과 함께 제철 작업의 필수 연료로 사용되었으며, 연료, 야금, 정화, 미술 등 다양한 분야에서 활용된다. 숯은 숯 굽는 사람에 의해 생산되었으며, 생산 방식은 시대에 따라 변화해 왔다. 숯은 일반 숯, 활성탄, 덩어리 숯, 일본 숯 등으로 구분되며, 브리켓 형태로도 생산된다. 숯은 다양한 용도로 사용되지만, 대량 생산은 산림 벌채를 유발하는 등 환경 문제를 야기하기도 한다. 한국에서도 숯은 연료로 사용되었으며, 숯의 농업적 이용과 관련된 문화가 존재한다.

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2. 역사

숯은 인류가 불을 사용하기 시작한 이래로 오랫동안 사용되어 온 에너지원이다. 철기 문화의 발전과 함께 숯 생산 방식은 큰 변화를 맞이했다. 1200°C 이상의 고온이 필요한 제철 작업에는 장작보다 화력이 센 숯이 필수적이었다. 한국에서는 석탄보다 숯이 제철 작업의 주요 연료로 사용되었다.

숯의 대량 생산은 특히 중앙유럽에서 산림 벌채의 주요 원인이었다.[4] 잉글랜드에서는 많은 숲이 나무 갉아 베기 방식으로 관리되었으나, 화석 연료 대체재, 주로 석탄갈탄으로의 전환의 주요 요인이 되었다. 핀란드스칸디나비아에서는 목타르 생산의 부산물로 숯을 여겼다. 최고의 타르는 소나무에서 나왔으므로, 타르 열분해를 위해 소나무 숲이 베어졌다. 남은 숯은 용광로에서 제련을 위한 야금 코크스의 대체재로 널리 사용되었다. 타르 생산은 급격한 지역 산림 벌채로 이어졌다. 19세기 말 타르 생산의 종말은 해당 지역의 빠른 재조림으로 이어졌다.

목탄에는, 화탄(니코즈미 = 소나무, 밤 등 부드러운 나무를 원료로, 복탄법으로 만드는 부드러운 목탄), 황탄(아라즈미 = 떡갈나무, 졸참나무, 떡갈나무 등 단단한 나무를 원료로, 복탄법이나 탄 가마 구이로 만드는 단단한 목탄), 볶은 탄(이리즈미 = 화탄·황탄을 두 번 구운 목탄)의 세 종류가 있다. 화탄은 주로 제철이나 야금에, 황탄이나 볶은 탄은 난방·취사 외에도 방부·방습 및 음료수 여과에도 이용되었다.

'''복탄법'''은 목재를 쌓아 불을 지핀 후 흙을 덮어 훈증하는 방법이다.

고고학 연구의 성과에 의해, 일본 열도에서는 신석기 시대 무렵부터 목탄이 사용되었다고 추정된다.

헤이안 시대에는 산림부를 중심으로 탄 구이가 널리 행해져 상품화되었고(본조무제시, 오하라메도 참조) 장원 등의 연공으로도 징수되었다.

볶은 탄은 헤이안 시대에 등장한 비교적 새로운 탄으로, 불이 잘 붙지 않지만 오래 연소하는 것이 특징이었다(한방 의학에서 생약을 숯이 될 때까지 볶은 것을 볶은 탄이라고도 한다).

황탄은 가마 밖 소화법(탄 굽기의 마지막 단계에서 가마 입구를 크게 열어 공기를 넣고 고온으로 한 후 밖으로 꺼내 재를 뿌려 끄는)에 의한 백탄이 주류였지만, 오래 가지만 경질이고 불이 잘 붙지 않는 것이 특징이었다.

무로마치 시대 후기부터 에도 시대에 걸쳐, 가마 안 소화법(가마가 식은 후 밖으로 꺼내는)에 의한, 연질이고 불이 잘 붙는 흑탄이 생겨났다. 다만, 백탄·흑탄의 구별이 확립된 것은 근대 이후라고 한다[43]

중일 전쟁이 확대 국면으로 접어들자, 목탄의 생산과 유통이 정체되어 시민 생활에 지장을 초래하게 되었다.

1939년부터는 농림성, 문부성, 대일본 청년단에 의해 목탄 증산 보국 운동이 행해져, 청년단과 학생들이 제탄 현장에 가는 근로 동원이 이루어지게 되었다[44]。 같은 해 12월 29일부터는 목탄 배급 통제 규칙이 제정되어, 목탄에도 공정 가격이 설정되어, 배급제의 물품 중 하나가 되었다.

1940년 3월에는 목탄 수급 조절 특별 회계법 (쇼와 15년 3월 30일 법률 제73호)이 공포되었다. 목탄은 국가 관리하에 들어가, 오키나와현을 제외한 각 도도부현에 목탄 사무소가 설치되었다. 목탄 사무소에서는 목탄의 매입·매각·보관에 관한 사항을 관장하고, 목탄 수급 조절에 관한 사무를 분장했다[45]。 제2차 세계 대전 중·후의 배급 체제하에서는, 생산자 가격은 전국 통일로 되었지만, 소비자 가격은 8대 소비지(도쿄도, 가나가와현, 사이타마현, 아이치현, 교토부, 오사카부, 효고현, 후쿠오카현)에서, 일반 소비지보다 수 % 할증된 가격이 되었다[46]。 목탄의 유통 통제는, 전후 1950년 3월까지 계속되었다[47]

일본의 목탄 생산량은, 1950년에 연간 약 200만 톤을 기록했지만, 그 후 에너지 이용의 변화에 의해, 1970년에는 약 28만 톤, 1980년에는 약 7만 톤으로 급격히 감소했다[48]。 당시의 상황으로는, "탄 굽기가 끝나는 날이 올 것이라고는 생각할 수 없었다." "눈 깜짝할 사이에 일어난 일. 얼마나 탄을 구워도 따라가지 못했던 시대가 거짓말처럼 느껴졌다." 라는 증언이 남아있다[49]

2. 1. 숯 굽는 사람

숯 생산은 섬세한 기술을 요하는 작업으로, 전문 숯 굽는 사람(콜리어)에게 맡겨졌다. 이들은 나무 재료 일부를 연소시켜 발생하는 열로 탄화 과정을 진행했다. 숯 굽는 사람들은 종종 나무 더미를 관리하기 위해 작은 오두막에서 혼자 생활했다. 일례로, 독일 하르츠 산맥의 숯 굽는 사람들은 '쾨테(Köte)'라 불리는 원뿔형 오두막에서 거주했으며, 이는 오늘날에도 남아있다.

2. 2. 생산 방식의 변화

나무가 풍부한 지역에서 목탄 생산은 고대부터 시작되었다. 일반적으로 나무 토막을 원뿔형으로 쌓고, 공기가 통하는 구멍과 굴뚝 역할을 하는 중앙 통로를 만들었다. 더미 전체를 잔디나 축축한 점토로 덮고, 굴뚝 바닥에서 점화하여 불이 바깥쪽과 위쪽으로 번지게 했다.[2]

영국의 전통적인 숯 생산 방식은 숯 더미 또는 클램프를 사용했다.[1] 굴뚝에 기대어 나무 통나무를 원형으로 쌓고 흙과 짚으로 덮어 공기를 차단했다. 굴뚝에 불타는 연료를 넣어 불을 붙이고, 5일 동안 천천히 태워 숯을 만들었다. 연소 중 흙 덮개가 찢어지면 흙을 덮고, 완료되면 굴뚝을 막아 공기를 차단했다.

일반적인 조건에서 나무는 부피 기준 60%, 무게 기준 25%의 숯을 생성한다.[2] 소규모 생산 방식은 효율이 낮고 다량의 유해 물질을 배출하는 반면,[3] 대규모 방식은 17세기경 90%의 높은 수율을 달성했다. 핀란드와 스칸디나비아에서는 목타르 생산의 부산물로 숯을 얻었으며, 이는 제련용 코크스를 대체했다. 타르 생산은 산림 벌채를 야기했고, 19세기 말 타르 생산 중단은 재조림으로 이어졌다.

숯 브리켓은 1897년 엘스워스 B. A. 즈와이어가 발명 및 특허를 획득했고,[5] 즈와이어 연료 회사에서 생산되었다. 헨리 포드는 자동차 제조 과정에서 나오는 목재 및 톱밥 부산물을 활용하여 숯 브리켓 생산을 대중화했다. 포드 숯은 이후 킹스포드 숯이 되었다.

3. 생산 방법

숯은 나무를 탄화시켜 만든다. 탄화 온도와 과정에 따라 숯의 특성이 달라진다.[2][6] 현대적인 방법은 탄화 과정에서 방출되는 가스를 연소시켜 열을 회수하는 반사로 기술을 사용하며, 반사로의 수율은 가마의 수율보다 훨씬 높아 35%-40%에 이를 수 있다.[7]

현미경으로 본 숯. 다른 색상은 다른 릴리프에 해당한다. 숯으로 구우면 나무 세포의 탄화된 골격만 남는다.


J. 퍼시에 따르면 나무는 220°C에서 갈색으로 변하고, 280°C에서 시간이 지나면 진한 갈색-검정색으로 변하며, 310°C에서 쉽게 가루로 만들 수 있다. 300°C에서 만든 숯은 갈색, 부드럽고 부서지기 쉽고, 380°C에서 쉽게 발화한다. 더 높은 온도에서 만들어진 숯은 단단하고 부서지기 쉽고, 약 700°C까지 가열해야 발화한다.[2][6]

목탄은 나무의 건류로 얻어지며, 이때 액체 생성물인 목초액과 목탄 타르, 기체 생성물인 목탄 가스, 잔류 생성물인 목탄이 생성된다.[8] 생산된 숯의 특성은 탄화된 재료와 탄화 온도에 따라 달라진다. 숯은 구조와 특성을 결정하는 재 및 기타 불순물뿐만 아니라 다양한 양의 수소와 산소를 포함한다.

4. 종류

숯은 원료와 제조 방법에 따라 다양한 종류로 나뉜다.


  • '''일반 숯'''은 탄소, 회분으로 구성되어 있으며, 이탄, 석탄, 나무, 코코넛 껍질, 석유 등으로 만들어진다. 숯에는 많은 구멍들이 있어 외부 물질을 빨아들이거나 내뱉는 특징을 이용해 제습, 탈취, 공기 정화용으로 사용된다. 숯은 검탄, 백탄, 활성탄으로 구분되는데, 검탄과 백탄은 나무를 재료로 하며, 활성탄은 건축 폐자재, 나무껍질, 플라스틱 등의 탄소 화합물을 재료로 한다. 백탄은 탄소 함량이 96% 이상으로 전도체이며, 검탄은 탄소 함량이 84% 정도로 부도체이다. 활성탄도 부도체이다.


숯은 인류가 불을 사용하기 시작한 이래 제철, 항습, 취사, 필기 도구 등 다양한 용도로 사용되어 왔다. 현대에도 숯은 다양한 용도로 활용되며 점차 그 방식이 늘어나고 있다. 숯은 나무만 있으면 쉽게 만들 수 있으며, 제작 방법도 간단하다.

철기 문화의 발전은 숯 생산 방식의 근본적인 변화를 가져왔다. 철은 청동과 달리 1200 °C 이상의 고온에서 녹기 때문에 일반 장작으로는 철광석에서 철을 분리할 수 없다. 따라서 화력이 센 숯과 석탄 등을 사용해야 했지만, 한반도에서 생산되는 석탄은 연료로 적당하지 않아 주로 숯이 제철 작업의 연료로 사용되었다.

탄화시키는 소재 및 탄화 온도소성 시간 등의 방법에 따라 생성되는 목탄의 성상은 다양해지며, 가격과 용도가 달라진다. 예를 들어 흑탄만 하더라도 가마의 구조, 온도, 가마를 닫는 시간 등에 따라 품질이 크게 변화한다. 또한 탄화가 불충분한 경우, 연기나 수분이 발생하고 폭발하기 쉬운 숯이 된다.

일본에서는 참나무, 너도밤나무, 가시나무, 굴참나무 등의 목재를 탄화시킨 것이 주로 사용되어 왔지만, 최근에는 대나무를 탄화시킨 대나무 숯도 주목받고 있다. 또한 수입 숯에는 맹그로브 숯 등도 존재한다.

오가탄은 비교적 저렴하고 다루기 쉬우며, 비장탄과 같은 특성이 있어 숯불구이 음식점에서 많이 사용되고 있지만, 일반인에게는 잘 알려져 있지 않으며, 형태의 인상 때문에 연탄으로 오해받는 경우도 있지만, 일본에는 오가탄과 같은 형태의 연탄은 없다. 오가탄을 포함한 성형 목탄은 중국에서 '기제탄(机制炭)'이라고 불리며, 일본의 제휴 회사나 기술 지도를 통해 현지의 대규모 공장에서 제조되고 있다.

  • '''활성탄'''은 일반 숯을 비활성 가스(일반적으로 아르곤 또는 질소) 존재 하에 약 900℃로 가열하여 만든다. 이 과정을 통해 숯 표면의 불순물이 제거되고, 숯 내부에 많은 "기공"이 형성되어 흡착 능력이 크게 증가한다. 활성탄은 주로 의료용으로 제조된다.

  • '''덩어리 숯'''은 활엽수 재료로 직접 만든 전통적인 숯이다. 일반적으로 숯보다 재가 덜 생성된다.[2] 숯은 인류가 불을 사용하기 시작한 이래 제철, 항습, 취사, 필기 도구 등 다양한 용도로 널리 사용되어 왔다. 철은 청동과 달리 1200 °C 이상의 고온에서 녹기 때문에 일반 장작으로는 철광석에서 철을 분리할 수 없어, 화력이 센 숯이 필요했다.

''빈초탄''(Binchōtan), ''우바메 참나무''(ubame oak)로 만든 일본 최고급 숯


톱밥으로 만든 숯 탄화물 ''오가탄(Ogatan)''


일본 숯은 목초액을 제거했기 때문에 연소 시 냄새나 연기가 거의 나지 않으며, 백탄(''빈초탄'')은 단단하며 두드릴 때 금속성 소리가 난다.[2]

  • '''일본 숯'''은 숯을 만들 때 목초액을 제거했기 때문에 연소 시 냄새나 연기가 거의 나지 않는다. 일본의 전통 숯은 세 가지 유형으로 분류된다.[2]
  • *백탄(''빈초탄'')은 단단하며 두드릴 때 금속성 소리가 난다.
  • *黒炭일본어
  • *오가탄은 경화된 톱밥으로 만든 비교적 새로운 유형이다.


구멍이 없는 타입의 오가탄


착화제가 도포되어 쉽게 불이 붙는 성형 숯


일본에서는 참나무, 너도밤나무, 가시나무, 굴참나무 등의 목재를 탄화시킨 것이 주로 사용되어 왔지만, 최근에는 대나무를 탄화시킨 대나무 숯도 주목받고 있다. 또한 수입 숯에는 맹그로브 숯 등도 존재한다.

오가탄은 비교적 저렴하고 다루기 쉬우며, 비장탄과 같은 특성이 있어 숯불구이 음식점에서 많이 사용되고 있지만, 일반인에게는 잘 알려져 있지 않으며, 형태의 인상 때문에 연탄으로 오해받는 경우도 있지만, 일본에는 오가탄과 같은 형태의 연탄은 없다. 오가탄을 포함한 성형 목탄은 중국에서 '기제탄(机制炭)'이라고 불리며, 일본의 제휴 회사나 기술 지도를 통해 현지의 대규모 공장에서 제조되고 있다.

일본 숯은 400℃ 부근의 온도에서 탄화를 진행한 후, 정련 공정으로 미세한 "네라시"가 들어가는 것이 특징이다. 백탄은 공기를 넣어 미탄화 성분을 태워 없애는 네라시를 하고, 흑탄은 밀폐된 가마 안에서 시간을 들여 탄화를 올리는 네라시를 한다.

※네라시 = 탄화의 마지막에 숯 가마의 온도를 높여 숯 속의 가스분을 빼고, 동시에 굽는 것.

  • *백탄…참나무 계통의 단단한 목재가 사용된다. 두드리면 철금과 같은 금속음이 나는 것이 특징. 숯 가마의 불 입구에서 연료가 되는 장작을 태워 가마 전체의 온도를 올린 후, 불 입구를 닫아 가마 내부를 400℃ 부근에서 5일 정도 숙성시킨다. 이 동안, 거의 산소가 공급되지 않아도 참나무의 가연 성분이 가스로 서서히 나오면서 가마 안의 온도가 유지된다. 가마의 연기에서는 초산을 포함한 강한 자극취가 나는데, 그 냄새와 색깔이 공정을 판단하는 요소 중 하나이기도 하다. 그 후, 숯 가마의 불 입구를 서서히 열어 미탄화 성분을 태워 날려 버리고, 숯의 온도를 1000℃ - 1200℃까지 상승시킨 후, 숯을 몇 시간 동안 가마 밖으로 긁어내고, 수시로 신속하게 "소시" (흙과 재를 섞어 물을 적신 것)를 뿌려 1일 동안 식힌다. 이렇게 하여 단단하게 구워지고, 탄소 순도가 높고, 재로 인해 희끄무레한 외관을 갖게 된다. 이러한 일련의 작업에는, 전통적인 수작업 기술의 경우 약 2주가 소요된다. 이러한 작업 공정을 통해 연소 냄새가 매우 적고, 장시간 안정적인 화력이 지속되는 백탄이 완성된다. 백탄은 그 특성상 음식점 등 업무용으로 수요가 높으며, 흰 살 생선 등 소재 본래의 향이 중시되는 요리에도 적합하다.
  • **비장탄…기이국(紀伊国) 타나베의 상인 비중야 조자에몬(備中屋長左衛門, 비장)이 판매한 것이 이름의 유래이다.
  • *흑탄…떡갈나무 계통의 목재가 많이 사용된다. 400℃ 부근에서 숙성시킨 후, 숯 가마의 연도를 닫고, 서서히 700℃ 부근까지 온도 상승시키고, 다음 불 입구와 연기 배출구도 닫아 숯 가마 전체를 밀폐하고, 산소 부족 상태에서 시간을 들여 진화, 자연 냉각을 하여 완성한다. 백탄보다 탄소 이외의 성분이 많이 남아 있어 화력과 훈제 같은 방향이 뚜렷하며, 비교적 불이 붙기 쉽고 연소 시간도 1~2시간 이내 정도이므로, 바베큐 (파티) 등 육류 요리에 적합하다.
  • *성형 숯
  • **오가탄…오가 톱밥을 가열 압축하여 제조된 성형 땔감 "오가라이트"를 탄화시킨 것. 형태와 성질이 제품마다 균일하며, 백탄과 비슷한 특성을 가지면서 비교적 저렴하고, 폭발 위험도 적어, 요식업에서 많이 사용된다. 밀폐된 숯 가마를 1200℃ 가까이 올려 숙성시킨 후, 마무리의 마지막에, 한꺼번에 공기를 넣어 (또는 가마 밖으로 꺼내어) 미탄화 성분을 태워 날려 버리고, 급냉시켜 구워 굳힌다 (네라스). 제조법으로서는 백탄에 가깝고, 성질도 백탄과 비슷하다. 오가탄의 대부분은, 비용 문제로 일본 기업의 중국이나 동남아시아 현지 법인 등에서 제조되고 있으며, 이러한 대규모 생산 공장에서는 일련의 작업을 자동화하고 있는 경우도 많다.
  • **대나무 숯
  • **활성탄

  • '''백탄'''은 탄소 함량이 96% 이상으로 전도체이다. 단단하며 두드릴 때 금속성 소리가 난다. 비장탄은 백탄의 일종으로, 기이국/紀伊国일본어(지금의 와카야마현미에현 남부) 타나베의 상인이 판매한 것에서 유래했다.

  • '''흑탄'''은 백탄보다 연질이며 불이 잘 붙는다.

  • '''오가탄'''은 톱밥을 압축하여 만든 성형 숯이다. 백탄과 비슷한 특성을 가지면서 가격이 저렴하다.

  • '''브리켓'''

숯 브리켓의 미국식 형태는 1897년 펜실베이니아의 엘스워스 B. A. 즈와이어에 의해 처음 발명 및 특허를 받았고[5], 즈와이어 연료 회사(Zwoyer Fuel Company)에서 생산되었다. 이 공정은 헨리 포드에 의해 더욱 대중화되었는데, 그는 자동차 제조에서 나온 목재 및 톱밥 부산물을 원료로 사용했다. 포드 숯은 이후 킹스포드 숯(Kingsford Company)이 되었다.

베개 모양 브리켓은 일반적으로 톱밥 및 기타 목재 부산물로 만들어진 숯을 전분 바인더 및 기타 첨가제와 함께 압축하여 만든다.[5] 브리켓에는 갈탄(열원), 광물 탄소(열원), 붕사, 질산나트륨(점화 보조제), 석회석(재 백색화제), 생 톱밥(점화 보조제) 및 기타 첨가제가 포함될 수 있다.

톱밥 브리켓 숯은 바인더나 첨가제 없이 톱밥을 압축하여 만든다. 중앙에 둥근 구멍이 있고 육각형 교차점을 가지고 있으며, 냄새, 연기, 적은 재, 높은 열을 생성하고 오랜 연소 시간(4시간 초과)이 있어 주로 바비큐에 사용된다. 이러한 특징으로 대만, 한국, 그리스 및 중동에서 선호하는 숯이다.

4. 1. 일반 숯

일반 숯은 탄소, 회분으로 구성되어 있으며, 이탄, 석탄, 나무, 코코넛 껍질, 석유 등으로 만들어진다. 숯에는 많은 구멍들이 있어 외부 물질을 빨아들이거나 내뱉는 특징을 이용해 제습, 탈취, 공기 정화용으로 사용된다. 숯은 검탄, 백탄, 활성탄으로 구분되는데, 검탄과 백탄은 나무를 재료로 하며, 활성탄은 건축 폐자재, 나무껍질, 플라스틱 등의 탄소 화합물을 재료로 한다. 백탄은 탄소 함량이 96% 이상으로 전도체이며, 검탄은 탄소 함량이 84% 정도로 부도체이다. 활성탄도 부도체이다.

숯은 인류가 불을 사용하기 시작한 이래 제철, 항습, 취사, 필기 도구 등 다양한 용도로 사용되어 왔다. 현대에도 숯은 다양한 용도로 활용되며 점차 그 방식이 늘어나고 있다. 숯은 나무만 있으면 쉽게 만들 수 있으며, 제작 방법도 간단하다.

철기 문화의 발전은 숯 생산 방식의 근본적인 변화를 가져왔다. 철은 청동과 달리 1200 °C 이상의 고온에서 녹기 때문에 일반 장작으로는 철광석에서 철을 분리할 수 없다. 따라서 화력이 센 숯과 석탄 등을 사용해야 했지만, 한반도에서 생산되는 석탄은 연료로 적당하지 않아 주로 숯이 제철 작업의 연료로 사용되었다.

탄화시키는 소재 및 탄화 온도소성 시간 등의 방법에 따라 생성되는 목탄의 성상은 다양해지며, 가격과 용도가 달라진다. 예를 들어 흑탄만 하더라도 가마의 구조, 온도, 가마를 닫는 시간 등에 따라 품질이 크게 변화한다. 또한 탄화가 불충분한 경우, 연기나 수분이 발생하고 폭발하기 쉬운 숯이 된다.

일본에서는 참나무, 너도밤나무, 가시나무, 굴참나무 등의 목재를 탄화시킨 것이 주로 사용되어 왔지만, 최근에는 대나무를 탄화시킨 대나무 숯도 주목받고 있다. 또한 수입 숯에는 맹그로브 숯 등도 존재한다.

오가탄은 비교적 저렴하고 다루기 쉬우며, 비장탄과 같은 특성이 있어 숯불구이 음식점에서 많이 사용되고 있지만, 일반인에게는 잘 알려져 있지 않으며, 형태의 인상 때문에 연탄으로 오해받는 경우도 있지만, 일본에는 오가탄과 같은 형태의 연탄은 없다. 오가탄을 포함한 성형 목탄은 중국에서 '기제탄(机制炭)'이라고 불리며, 일본의 제휴 회사나 기술 지도를 통해 현지의 대규모 공장에서 제조되고 있다.

4. 2. 활성탄

활성탄은 일반 숯을 비활성 가스(일반적으로 아르곤 또는 질소) 존재 하에 약 900℃로 가열하여 만든다. 이 과정을 통해 숯 표면의 불순물이 제거되고, 숯 내부에 많은 "기공"이 형성되어 흡착 능력이 크게 증가한다. 활성탄은 주로 의료용으로 제조된다.

4. 3. 덩어리 숯

덩어리 숯은 활엽수 재료로 직접 만든 전통적인 숯이다. 일반적으로 숯보다 재가 덜 생성된다.[2] 숯은 인류가 불을 사용하기 시작한 이래 제철, 항습, 취사, 필기 도구 등 다양한 용도로 널리 사용되어 왔다. 철은 청동과 달리 1200 °C 이상의 고온에서 녹기 때문에 일반 장작으로는 철광석에서 철을 분리할 수 없어, 화력이 센 숯이 필요했다.

일본 숯은 목초액을 제거했기 때문에 연소 시 냄새나 연기가 거의 나지 않으며, 백탄(''빈초탄'')은 단단하며 두드릴 때 금속성 소리가 난다.[2]

4. 4. 일본 숯

일본 숯은 숯을 만들 때 목초액을 제거했기 때문에 연소 시 냄새나 연기가 거의 나지 않는다. 일본의 전통 숯은 세 가지 유형으로 분류된다.[2]

  • 백탄(''빈초탄'')은 단단하며 두드릴 때 금속성 소리가 난다.
  • 黒炭일본어
  • 오가탄은 경화된 톱밥으로 만든 비교적 새로운 유형이다.


일본에서는 참나무, 너도밤나무, 가시나무, 굴참나무 등의 목재를 탄화시킨 것이 주로 사용되어 왔지만, 최근에는 대나무를 탄화시킨 대나무 숯도 주목받고 있다. 또한 수입 숯에는 맹그로브 숯 등도 존재한다.

오가탄은 비교적 저렴하고 다루기 쉬우며, 비장탄과 같은 특성이 있어 숯불구이 음식점에서 많이 사용되고 있지만, 일반인에게는 잘 알려져 있지 않으며, 형태의 인상 때문에 연탄으로 오해받는 경우도 있지만, 일본에는 오가탄과 같은 형태의 연탄은 없다. 오가탄을 포함한 성형 목탄은 중국에서 '기제탄(机制炭)'이라고 불리며, 일본의 제휴 회사나 기술 지도를 통해 현지의 대규모 공장에서 제조되고 있다.

일본 숯은 400℃ 부근의 온도에서 탄화를 진행한 후, 정련 공정으로 미세한 "네라시"가 들어가는 것이 특징이다. 백탄은 공기를 넣어 미탄화 성분을 태워 없애는 네라시를 하고, 흑탄은 밀폐된 가마 안에서 시간을 들여 탄화를 올리는 네라시를 한다.

※네라시 = 탄화의 마지막에 숯 가마의 온도를 높여 숯 속의 가스분을 빼고, 동시에 굽는 것.

  • 백탄…참나무 계통의 단단한 목재가 사용된다. 두드리면 철금과 같은 금속음이 나는 것이 특징. 숯 가마의 불 입구에서 연료가 되는 장작을 태워 가마 전체의 온도를 올린 후, 불 입구를 닫아 가마 내부를 400℃ 부근에서 5일 정도 숙성시킨다. 이 동안, 거의 산소가 공급되지 않아도 참나무의 가연 성분이 가스로 서서히 나오면서 가마 안의 온도가 유지된다. 가마의 연기에서는 초산을 포함한 강한 자극취가 나는데, 그 냄새와 색깔이 공정을 판단하는 요소 중 하나이기도 하다. 그 후, 숯 가마의 불 입구를 서서히 열어 미탄화 성분을 태워 날려 버리고, 숯의 온도를 1000℃ - 1200℃까지 상승시킨 후, 숯을 몇 시간 동안 가마 밖으로 긁어내고, 수시로 신속하게 "소시" (흙과 재를 섞어 물을 적신 것)를 뿌려 1일 동안 식힌다. 이렇게 하여 단단하게 구워지고, 탄소 순도가 높고, 재로 인해 희끄무레한 외관을 갖게 된다. 이러한 일련의 작업에는, 전통적인 수작업 기술의 경우 약 2주가 소요된다. 이러한 작업 공정을 통해 연소 냄새가 매우 적고, 장시간 안정적인 화력이 지속되는 백탄이 완성된다. 백탄은 그 특성상 음식점 등 업무용으로 수요가 높으며, 흰 살 생선 등 소재 본래의 향이 중시되는 요리에도 적합하다.
  • *비장탄…기이국(紀伊国) 타나베의 상인 비중야 조자에몬(備中屋長左衛門, 비장)이 판매한 것이 이름의 유래이다.
  • 흑탄…떡갈나무 계통의 목재가 많이 사용된다. 400℃ 부근에서 숙성시킨 후, 숯 가마의 연도를 닫고, 서서히 700℃ 부근까지 온도 상승시키고, 다음 불 입구와 연기 배출구도 닫아 숯 가마 전체를 밀폐하고, 산소 부족 상태에서 시간을 들여 진화, 자연 냉각을 하여 완성한다. 백탄보다 탄소 이외의 성분이 많이 남아 있어 화력과 훈제 같은 방향이 뚜렷하며, 비교적 불이 붙기 쉽고 연소 시간도 1~2시간 이내 정도이므로, 바베큐 (파티) 등 육류 요리에 적합하다.
  • 성형 숯
  • *오가탄…오가 톱밥을 가열 압축하여 제조된 성형 땔감 "오가라이트"를 탄화시킨 것. 형태와 성질이 제품마다 균일하며, 백탄과 비슷한 특성을 가지면서 비교적 저렴하고, 폭발 위험도 적어, 요식업에서 많이 사용된다. 밀폐된 숯 가마를 1200℃ 가까이 올려 숙성시킨 후, 마무리의 마지막에, 한꺼번에 공기를 넣어 (또는 가마 밖으로 꺼내어) 미탄화 성분을 태워 날려 버리고, 급냉시켜 구워 굳힌다 (네라스). 제조법으로서는 백탄에 가깝고, 성질도 백탄과 비슷하다. 오가탄의 대부분은, 비용 문제로 일본 기업의 중국이나 동남아시아 현지 법인 등에서 제조되고 있으며, 이러한 대규모 생산 공장에서는 일련의 작업을 자동화하고 있는 경우도 많다.
  • 대나무 숯
  • 활성탄

4. 4. 1. 백탄

백탄은 탄소 함량이 96% 이상으로 전도체이다. 단단하며 두드릴 때 금속성 소리가 난다. 비장탄은 백탄의 일종으로, 기이국/紀伊国일본어(지금의 와카야마현미에현 남부) 타나베의 상인이 판매한 것에서 유래했다.

4. 4. 2. 흑탄

흑탄은 백탄보다 연질이며 불이 잘 붙는다.

4. 4. 3. 오가탄

오가탄은 톱밥을 압축하여 만든 성형 숯이다. 백탄과 비슷한 특성을 가지면서 가격이 저렴하다.

4. 5. 브리켓

숯 브리켓의 미국식 형태는 1897년 펜실베이니아의 엘스워스 B. A. 즈와이어에 의해 처음 발명 및 특허를 받았고[5], 즈와이어 연료 회사(Zwoyer Fuel Company)에서 생산되었다. 이 공정은 헨리 포드에 의해 더욱 대중화되었는데, 그는 자동차 제조에서 나온 목재 및 톱밥 부산물을 원료로 사용했다. 포드 숯은 이후 킹스포드 숯(Kingsford Company)이 되었다.

베개 모양 브리켓은 일반적으로 톱밥 및 기타 목재 부산물로 만들어진 숯을 전분 바인더 및 기타 첨가제와 함께 압축하여 만든다.[5] 브리켓에는 갈탄(열원), 광물 탄소(열원), 붕사, 질산나트륨(점화 보조제), 석회석(재 백색화제), 생 톱밥(점화 보조제) 및 기타 첨가제가 포함될 수 있다.

톱밥 브리켓 숯은 바인더나 첨가제 없이 톱밥을 압축하여 만든다. 중앙에 둥근 구멍이 있고 육각형 교차점을 가지고 있으며, 냄새, 연기, 적은 재, 높은 열을 생성하고 오랜 연소 시간(4시간 초과)이 있어 주로 바비큐에 사용된다. 이러한 특징으로 대만, 한국, 그리스 및 중동에서 선호하는 숯이다.

5. 용도

숯은 연료, 공기 정화, 필터, 장식, 원예, 제습, 물 정화, 음식 조리 등 다양한 용도로 사용된다.[13][14][19][20][21][22][23][24][25][26][27] 숯은 야금 연료, 환원제, 합성 가스 생산, 화약 제조, 화장품, 탄소 공급원, 정화 및 여과, 미술, 원예, 동물 사육, 의약품 등 다양한 분야에서 활용된다.

숯 굽기


망고브 숯 연소 영상

  • '''연료:''' 숯은 대장간 풀무의 전통적인 연료이며, 강렬한 열이 필요한 기타 용도로 사용된다. 탕중밍은 숯으로 구동되는 자동차를 개발했으며, 제2차 세계 대전 중 점령된 프랑스에서는 ''가조젠''이라고 불렸다. 아이티에서 태우는 연료의 약 75%는 숯이다.[12] 한국에서는, 전후 석유나 도시 가스 등이 보급되기 전까지 산업 분야나 도심의 일반 가정에서도 흔히 사용되는 연료였다. 다타라 제철 등 고래의 제철은 목탄에 의한 것이었지만, 서양식 제철법의 유입으로 일부를 제외하고는 석탄으로 대체되었다.
  • '''야금 연료 및 환원제''': 특정 종류의 숯은 가열된 금속 산화물을 해당 금속으로 환원시키는 데 사용된다.
  • * ZnO + C → Zn + CO
  • * Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
  • '''합성 가스 생산''': 숯은 다양한 합성 가스를 생산하는 데 사용될 수 있다.
  • '''화약 제조''': 숯은 흑색 화약 생산에 사용되며, 흑색 화약은 불꽃놀이 제조에 널리 사용된다.
  • '''화장품''': 숯은 여러 화장품에도 사용된다.
  • '''탄소 공급원''': 숯은 화학 반응에서 탄소 공급원으로 사용될 수 있다.
  • '''정화 및 여과''': 높은 표면적 때문에 숯은 필터, 촉매 또는 흡착제로 사용할 수 있다.
  • '''미술''': 숯은 드로잉, 회화의 대략적인 스케치를 만드는 데 사용된다.
  • '''원예''': 숯은 사료와 혼합되거나, 깔짚에 첨가되거나, 분뇨 처리에 사용된다.
  • '''동물 사육''': 가금류는 숯을 사용함으로써 이점을 얻는다.
  • '''의약품''': 과거에는 숯 과자 형태의 숯이 위장 문제로 섭취되었다. 현재는 소화 효과를 위해 정제, 캡슐 또는 분말 형태로 섭취할 수 있다. 숯은 사카린과 함께 연구에 사용되어 점액 섬모 수송 시간을 측정했다. 숯은 치약 제형에 포함되어 왔지만, 안전성과 효과를 판단할 증거는 없다. 아프리카의 붉은 콜로부스 원숭이는 자기 치료를 위해 숯을 먹는 것으로 관찰되었다.


목탄 자동차 1937년형 뷰익 (2010년 11월 27일 촬영)


목탄(데생용)


챠콜 펜슬


숯 더미

5. 1. 연료

숯은 1100°C 이상의 온도에서 연소된다.[9] 숯은 다공성이기 때문에 공기 흐름에 민감하며, 화구로의 공기 흐름을 조절하여 발생되는 열을 조절할 수 있다. 이러한 이유로 숯은 대장장이들에게 널리 사용된다. 숯은 적어도 기원전 2000년 이후부터 철과 강철 생산에 사용되었으며, 카만-칼레회위크의 초기 히타이트 유적층에서 유물이 발견되었다.[10]

16세기 잉글랜드는 철 생산으로 인해 나무가 고갈되는 것을 막기 위해 법률을 통과시켜야 했다. 19세기에 숯은 비용 문제로 인해 강철 생산에서 코크스로 대체되었다.

과거 산업 혁명 이전에는 숯이 가끔 연료로 사용되었다. 숯은 무연탄으로 간주된다. 20세기에는 청정 공기 법안에 따라 유럽의 많은 지역에서 무연 연료(주로 코크스 또는 숯) 사용이 의무화되었다. 21세기에는 숯이 요리 및/또는 난방을 위해 생물 자원을 태우는 사람들의 건강을 개선하는 방법으로 옹호되어 왔다.

숯을 담아 요리에 사용하기 위해 바비큐 그릴을 사용할 수 있다. 작은 일본식 숯 그릴은 ''시치린''으로 알려져 있다. 화로는 숯 또는 기타 고체 연료를 태우는 데 사용되는 용기이다. 숯을 태우는 것은 장작불을 피우는 것보다 어렵기 때문에 숯 점화액을 사용할 수 있다. 굴뚝 점화기 또는 전기 숯 점화기는 숯을 점화하는 데 도움이 되는 도구이다.

아이티에서 태우는 연료의 약 75%는 숯이다.[12] 한국에서는, 전후 석유나 도시 가스 등이 보급되기 전까지 산업 분야나 도심의 일반 가정에서도 흔히 사용되는 연료였다. 자동차 연료로 사용된 시기도 있었다(목탄 자동차). 다타라 제철 등 고래의 제철은 목탄에 의한 것이었지만, 서양식 제철법의 유입으로 일부를 제외하고는 석탄으로 대체되었다. 현재는 캠핑이나 바베큐 등의 레저용, 또는 꼬치구이나 장어구이, 고기 구이 등에서 "숯불구이"를 고집하는 음식점 등 업소용으로 사용되는 경우가 많다.

5. 2. 제철 및 야금

숯은 1,100°C 이상의 온도에서 연소된다.[9] 반면, 철의 녹는점은 약 1,200~1,550°C이다. 숯은 다공성이기 때문에 공기 흐름에 민감하며, 화구로의 공기 흐름을 조절하여 발생되는 열을 조절할 수 있다. 이러한 이유로 숯은 여전히 대장장이들에게 널리 사용된다. 숯은 적어도 기원전 2000년 이후부터 철과 강철 생산에 사용되었으며, 카만-칼레회위크의 초기 히타이트 유적층에서 유물이 발견되었다.[10] 숯은 강철 생산에 필요한 탄소를 제공한다.[10] 숯탄은 강제 공기 송풍기 단조로 약 1,260°C까지 연소될 수 있다.[11]

16세기에 잉글랜드는 철 생산으로 인해 나라의 나무가 완전히 고갈되는 것을 막기 위해 법률을 통과시켜야 했다. 19세기에 숯은 비용 문제로 인해 강철 생산에서 코크스로 대체되었는데, 코크스는 일반적으로 선철에 황을 첨가하고 때로는 다른 유해한 오염 물질을 첨가하기 때문이다. 석탄이 없는 스웨덴, 우랄 산맥, 시베리아와 같은 숲이 우거진 야금 지역은 20세기 초에 숯에서 전환했다.

5. 3. 정화 및 여과

숯은 흡착력이 뛰어나 불순물, 냄새, 독소 등을 제거하는 데 사용된다.[15] 특히 활성탄은 이러한 능력이 뛰어나 방독면, 공기 청정기 등에 사용된다.[15] 활성탄은 의학적으로 독을 제거하고,[15] 소화관의 과도한 가스(고창)로 인한 불편함을 줄이는 데 사용된다.[16]

활성탄


욕실의 제습 및 공기 정화를 위한 숯


동물성 숯 또는 골탄은 뼈를 건류하여 얻은 탄소질 잔류물이다.[2] 탄소는 약 10%만 포함하고, 나머지는 인산 칼슘 및 마그네슘 (80%)과 뼈에 원래 존재했던 기타 무기 물질이다. 나무 숯은 용액에서 일부 색소와 오염 물질을 효과적으로 제거하지만, 골탄은 다공성이 증가하고 표면적이 넓어 흡착 필터로 일반적으로 더 효과적이다.

5. 4. 미술

숯은 드로잉, 회화의 대략적인 스케치를 만드는 데 사용되며, 파르사주를 만드는 데 사용될 수 있는 매체 중 하나이다.[17] 일반적으로 고착액을 사용하여 보존해야 한다.

예술가들은 일반적으로 숯을 다음 네 가지 형태로 사용한다.

  • '''포도 숯'''은 포도 덩굴을 태워 만든다.
  • '''버들 숯'''은 버들 가지를 태워 만든다.
  • '''가루 숯'''은 드로잉 표면의 넓은 부분을 "톤"하거나 덮는 데 자주 사용된다. 톤 처리된 영역 위에 드로잉을 하면 더욱 어두워지지만, 예술가는 톤 처리된 영역 내에서 밝게 하거나(또는 완전히 지울 수) 밝은 톤을 만들 수 있다.
  • '''압축 숯'''은 숯 가루에 고무 결합제를 섞어 막대 모양으로 압축한 것이다. 결합제의 양에 따라 막대의 경도가 결정된다.[17] 압축 숯은 숯 연필에 사용된다.


미술 분야에서 연필 굵기의 나뭇가지를 숯으로 만든 것을 데생, 목탄화, 유화 등의 밑그림에 사용한다. 목탄 가루와 점토를 섞어 심을 만든 차콜 펜슬(연필형)도 있으며, 이것 또한 목탄 데생 등에 사용한다.

일본에는 화탄이라고 불리는 꽃이나 열매를 그대로 숯으로 만들어 형태를 즐기는 인테리어가 500년 이상 전부터 존재한다. 또한, 숯에 이끼 등을 조합한 것이 최근 "숯 아트"로 판매되고 있다.

칠기나 금속 공예 등에서는 옛날부터 연마에 사용되었다. 연탄에는 박탄, 스루가탄, 밀랍색 탄 등의 종류가 있다.

5. 5. 농업 및 원예

숯은 토양 개량제로 사용될 수 있다. 농업 용도에서는 훈탄 또는 바이오 숯( 바이오차/biochar영어)이라고도 불린다. 숯은 토양의 투수성을 개선하는 효과가 있으며, 연구에 따라 보수성이나 보비성(양이온 치환 용량)을 부여할 수 있다고 여겨진다.[53][54][55]

일본에서의 숯의 농업 이용은 1697년 (겐로쿠 10년) 미야자키 야스사다의 『농업전서』에 기록된 "화분(야키고에)"에서 거슬러 올라간다.[56] 메이지 33년에는 코야나기 카츠고로가 "훈탄 비료" (훈탄에 분뇨를 섞은 비료)를 발명하여 "훈탄"이라는 호칭을 널리 퍼뜨렸다.[57] 현대에는 지력 증진법에 근거한 정령 지정 토양 개량 자재로 목탄이 지정되어,[58] 토양의 투수성 개선을 주된 효과로 내세우고 있다.[59]

브라질 원주민의 집락 유적에서 보이는 테라 프레타는 바이오매스 유래의 숯을 포함하고 있으며, 일반적인 열대 토양보다 토양 비옥도가 높은 것이 2000년대에 주목받아 바이오 숯이라고 불리며 그 이용·연구가 활발해졌다.[61][62] 아마존 지역의 테라 프레타 연구를 통해 콜럼버스 이전 시대 원주민들이 비생산적인 토양을 탄소가 풍부한 토양으로 개선하기 위해 바이오차를 광범위하게 사용했음이 발견되었다.[18]

6. 환경 문제

숯 생산은 중앙유럽 등지에서 산림 벌채의 주요 원인이었다.[4] 특히 잉글랜드에서는 산업용 화석 연료 대체재로 석탄갈탄으로의 전환의 주요 요인이 되기도 하였다. 숯을 제련 연료로 사용하는 것은 남아메리카에서 다시 증가하면서 심각한 환경, 사회, 의학적 문제를 야기하고 있다.[28][29] 하위 산업 수준의 숯 생산은 삼림 벌채의 원인 중 하나이며, 브라질의 경우 숯 생산은 선철 제조를 위한 대규모 불법 산업이다.[30][31][32]

가나 Bamboi의 포장된 숯


콩고 민주 공화국의 비룽가 국립공원과 같은 지역에서는 대규모 산림 파괴가 기록되었으며, 이는 산악 고릴라의 생존에 대한 주요 위협으로 간주된다.[33] 잠비아에서도 유사한 위협이 발견된다.[34] 말라위에서는 불법 숯 거래에 92,800명의 노동자가 고용되어 있으며, 국가 인구의 90%가 난방 및 취사 연료로 사용하고 있다.[35]

국제 환경 개발 연구소(IIED)의 수석 연구원 던컨 맥퀸과 같은 일부 전문가들은 불법 숯 생산이 삼림 벌채를 유발하지만, 재식재 및 지속 가능한 산림 사용을 요구하는 규제된 숯 산업은 "그들의 국민에게 깨끗하고 효율적인 에너지를 제공하고, 에너지 산업에 강력한 경쟁 우위를 제공할 것"이라고 주장한다.[35]

최근 유럽으로 수입되는 숯에 대한 평가에 따르면 많은 숯 제품이 열대 나무로 생산되며, 종종 원산지가 밝혀지지 않는다. 세계 자연 기금은 독일에서 판매되는 바비큐 숯 분석에서 대부분의 제품에 열대 나무가 포함되어 있음을 발견했다. 나미비아에서 수입되는 바비큐 숯은 일반적으로 목본 식물 침입으로 인한 잉여 바이오매스로 생산된다.[36][37][38] 소말리아의 숯 밀매는 상당한 지역 안보적 의미를 갖는 경제적 및 환경적 문제이다.[39]

일반적인 조건에서 나무는 부피 기준으로 약 60%, 무게 기준으로 25%의 숯을 생성한다.[2] 소규모 생산 방식은 부피 기준으로 약 50%의 낮은 수율을 보이는 반면, 대규모 방식은 17세기경에 약 90%의 더 높은 수율을 가능하게 했다. 이 생산 방식의 큰 단점은 인체 건강과 환경에 해로운 막대한 양의 배출물(미연소 메탄 배출)이다.[3] 나무 재료의 불완전 연소로 인해 전통적인 방식의 효율은 낮다.

7. 한국의 숯 문화

참조

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[62] 간행물 バイオ炭は地球と人類を救えるか ネイチャー・ジャパン 2015-01-15



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