كيفية صناعة القطران واستخداماته

القطران هو مادة سائلة لزجة يتم استخراجها من العديد من المواد العضوية عبر عمليات التقطير. يعتبر القطران من المواد التي تُستخدم في العديد من الصناعات نظرًا لخواصه المميزة، مثل مقاومته للرطوبة ومتانته، وهو يستعمل في الكثير من التطبيقات مثل صناعة الطرق والمباني، بالإضافة إلى استخدامه في الطب التقليدي.

تعريف القطران

القطران هو سائل أسود اللون يتميز بلزوجته العالية وله رائحة نفاذة ومزعجة. يتم تحضيره بشكل أساسي من الخشب أو الفحم النباتي أو النفط الخام، وتتم عملية استخراجه عن طريق التقطير، حيث يتم تسخين المواد العضوية في درجة حرارة عالية لكي تتحلل وتنفصل مكوناتها المختلفة، ومن ثم يتم جمع القطران كأحد المنتجات الجانبية لتلك العملية.

أنواع القطران

هناك عدة أنواع من القطران، يعتمد كل نوع على المادة الخام التي يتم الحصول عليه منها وطريقة التحضير. من أبرز هذه الأنواع:

1. القطران الناتج عن الخشب: يتم استخراجه من تقطير الأخشاب، وتحديدًا الأشجار الصنوبرية، وهو يعد من أقدم أنواع القطران المعروفة. يُستخدم في صناعة الحطب والدهانات وبعض الأدوية.

2. القطران المعدني (نفط القطران): يتم الحصول عليه من تكرير النفط الخام، ويتميز بتركيب كيميائي مختلف مقارنة بالقطران الخشبي. يتم استخدامه في صناعة الأسفلت ومقاومة التآكل في الطرقات.

3. القطران الحيواني: يمكن استخراجه من بعض المواد الحيوانية مثل الجلود والشحوم، ولكن استخدامه أصبح نادرًا جدًا مقارنة بالأنواع الأخرى.

طريقة صناعة القطران

تصنيع القطران يتم من خلال عملية تعرف بالتقطير، وهي عملية حرارية تهدف إلى فصل المكونات السائلة عن المواد الصلبة الموجودة في المادة الخام. تتم العملية عادة في أفران خاصة تسمى “أفران التقطير” أو “المفاعلات الحرارية”، حيث تتم مراحل التقطير كالتالي:

1. تحضير المادة الخام: تُقطَّع المادة الخام (سواء كانت خشبًا أو فحمًا أو موادًا أخرى) إلى قطع صغيرة لتسهيل عملية التقطير. يمكن أن يتم تحضير المادة الخام بشكل يدوي أو باستخدام آلات متخصصة.

2. التقطير: توضع المواد الخام داخل جهاز التقطير ويتم تسخينها حتى تصل درجة حرارتها إلى مستويات عالية تتراوح عادة بين 300 إلى 500 درجة مئوية. في هذه المرحلة، تبدأ المواد العضوية في التحلل، مما يؤدي إلى تحرر غازات ومركبات سائلة.

3. التهوية والتكثيف: عند تسخين المواد، تبدأ الغازات في الصعود، بينما المركبات السائلة تتكثف وتتجمع. يتم جمع القطران الناتج عن عملية التكثيف في حاويات خاصة. قد تحتوي هذه الحاويات على فلاتر خاصة لتنقية السائل المتجمع من الشوائب.

4. التخزين والتعبئة: بعد جمع القطران، يتم تخزينه في خزانات محكمة الإغلاق للحفاظ على جودته. في بعض الحالات، قد يتم معالجته بشكل إضافي عبر عمليات كيميائية لتحسين خصائصه.

الاستخدامات التقليدية للقطران

منذ العصور القديمة، كان للقطران العديد من الاستخدامات الهامة في مختلف الحضارات، إذ كان يُستخدم في بناء السفن والطائرات وحتى في تطبيقات الطب الشعبي. أشهر استخدامات القطران التقليدية تشمل:

1. الطب الشعبي: كان القطران يُستخدم في العديد من العلاجات الشعبية بسبب خصائصه المضادة للبكتيريا والفطريات. كان يُستخدم كمادة مرطبة لعلاج جروح الجلد والحروق. كما كان يستخدم في معالجة بعض الأمراض الجلدية مثل الصدفية.

2. صناعة السفن: منذ العصور القديمة، كان القطران يستخدم لتغطية السفن الخشبية بهدف مقاومة الماء والعوامل الجوية، ويعمل كحاجز يمنع تسرب المياه إلى داخل السفينة، وبالتالي يحافظ على سلامتها.

3. صناعة الطرق: في العصر الحديث، يعتبر القطران أحد المكونات الرئيسية في صناعة الأسفلت الذي يُستخدم في تعبيد الطرق. يُضيف القطران إلى خليط الأسفلت ليجعل الطريق أكثر متانة ومرونة، ويُحسن من مقاومته للتآكل.

4. صناعة العطور والمستحضرات: يعتبر القطران من المكونات الرئيسية في العديد من العطور ومستحضرات التجميل، حيث يُستخدم كمادة مثبتة أو لإعطاء رائحة مميزة.

القطران في العصر الحديث

على الرغم من أن استخدامات القطران في الطب التقليدي والصناعة قد تقلصت بشكل كبير مع مرور الوقت، إلا أن القطران لا يزال يلعب دورًا كبيرًا في عدة صناعات حديثة:

1. الأسفلت ومواد البناء: يعد القطران أحد المكونات الأساسية في صناعة الأسفلت الذي يُستخدم في بناء الطرق. يضاف القطران إلى خليط الأسفلت لزيادة مرونته وجعل الطرق أكثر قدرة على التحمل في مواجهة التغيرات المناخية.

2. الزيوت والشحوم الصناعية: يدخل القطران في صناعة بعض أنواع الزيوت والشحوم التي تُستخدم في آلات التصنيع والمعدات الثقيلة.

3. صناعة الدهانات: يستخدم القطران في صناعة الدهانات الواقية التي تُستخدم في طلاء الأسطح المعدنية والخشبية لحمايتها من التآكل والعوامل الجوية. يمتاز القطران بقدرته على التصاق قوي بالأسطح وحمايتها من الماء.

التأثيرات البيئية للقطران

القطران هو مادة كثيفة ولزجة تحتوي على مكونات كيميائية قد تكون ضارة بالبيئة إذا تم التخلص منها بشكل غير صحيح. على سبيل المثال، يُعتبر القطران الملوث بالبقايا الكيميائية من المواد التي تلوث التربة والمياه. لذا، فإن معالجته وإعادة تدويره أصبحت من الأمور الضرورية في العديد من الدول لضمان عدم تلويث البيئة.

القطران والاحتياطات الصحية

بالرغم من أن القطران كان يُستخدم في الطب الشعبي لعلاج بعض الأمراض الجلدية، إلا أن الدراسات الحديثة قد أظهرت أن التعرض المستمر له قد يسبب بعض الأضرار الصحية. القطران يحتوي على مواد قد تكون مسرطنة عند التعرض المستمر لها، مثل البنزين والفينولات. وبالتالي، يُنصح بعدم التعرض المباشر للقطران لفترات طويلة إلا تحت إشراف طبي أو في بيئات آمنة.

الخلاصة

القطران هو مادة ذات خصائص فريدة تجعلها مناسبة للعديد من التطبيقات الصناعية والطبية. على الرغم من أن استخداماته قد تقلصت في بعض المجالات التقليدية، إلا أنه لا يزال يشكل جزءًا أساسيًا في العديد من الصناعات الحديثة مثل البناء والنقل. إن عملية تصنيع القطران تتطلب مهارة ودقة في التقطير، كما أن استخدامه يتطلب أخذ الاحتياطات اللازمة للحد من تأثيراته السلبية على البيئة والصحة.