In dit artikel geven we, zonder al te wetenschappelijk te zijn, een verklaring voor dit fenomeen.
Samenvatting:
we staan stil bij de eigenschappen van de verschillende gasmengsels bij staande branders.
Vermijdt het gebruik van butaan in koude omstandigheden (onder de 5°C). Het risico is groot dat je brander niet meer functioneert zonder maatregelen
Zoek naar oplossingen om de temperatuur van je gasbus zo hoog mogelijk te houden (ook tijdens het koken) om te vermijden dat butaan en iso-butaan bij temperaturen diep onder nul niet beschikbaar zijn tijdens het koken. In het artikel worden enkele suggesties gedaan.
Onderneem je geregeld wintertochten waar de temperatuur diep kan wegzakken, dan heeft het gebruik van gasbranders die met vloeibaar gas werken enkele voordelen.
Gasmengsels en hun eigenschappen:
De gasbussen die we als kampeerders kopen bevatten gas in vloeibare vorm. Meestal is het een mix van verschillende gassen: butaan (of n-butaan), isobutaan en propaan. Elk met zijn specifieke eigenschappen.
In dit artikel focussen we ons op staande branders. Branders waar de branderkop op de gasbus wordt geplaatst en werken via het gas dat opstijgt uit de vloeistof door verdamping. Branders die volgens de omgekeerde blik methode werken, dus een aanvoer van vloeibaar gas hebben die pas bij de branderkop overgaat in gas. Ze zijn in hun voordeel bij koude temperaturen en komen op het einde van dit artikel ter sprake.
Vergelijkbaar met je gasbus kan je je een ketel water voorstellen. Het water in de ketel verdampt langzaam. Er komt meer en meer waterdamp vrij bij het verhogen van de temperatuur tot het water bij 100°C (op zeeniveau) volop kookt en waterdamp produceert. Dit is vergelijkbaar met wat in je gasbus gebeurt. Pas wanneer de druk in de tank groter is dan de omgevingsdruk zal er gas naar buiten kunnen stromen. In de praktijk moet de temperatuur best boven dit kookpunt liggen om voldoende gasdruk te geven. Hoger op de berg (met een lagere atmosferische druk) gaat water al bij een lagere temperatuur aan de kook. Hetzelfde fenomeen is ook waarneembaar bij je gasmengsel.
Butaan heeft op zeeniveau een kookpunt van -0,5°C
Iso-butaan heeft een kookpunt van -12°C. bij een atmosferische druk van 1 bar.
Propaan heeft een kookpunt van -42°C.
Propaan is ideaal zou je denken, maar in de praktijk worden gasbussen op zuivere propaan amper aangeboden voor je gasbrander. Door de hogere druk die wordt opgebouwd bij “normale” temperaturen moet de behuizing veel steviger (en dus zwaarder) zijn om de druk te weerstaan. Een Coleman propaantank met 465 gr aan propaan weegt leeg meer dan het gas dat hij verpakt.
bron foto:https://backpackinglight.com/effect_of_cold_on_gas_canisters/
Alles is nog eens samengevat in bovenstaande grafieken. In de linker kolom is duidelijk te zien dat de druk in een propaantank hoog oploopt bij oplopende temperaturen en je een veel steviger tank nodig zou hebben dan de standaard blikken. Een compromis voor kampeerders is dat er met een mix van gasmengsels wordt gewerkt om het kookpunt van het gas te verlagen en het qua druk veilig te houden. De rechter grafiek geeft het gedrag van de verschillende gassen weer bij temperaturen onder het vriespunt. Hou er rekening mee dat je minstens 1 bar (en meer) nodig hebt wil er überhaupt gas uit je tank komen. Tenzij je hoog op een berg zit waar de luchtdruk lager is. Dan verschuift het kookpunt verder naar beneden.
Er zijn enkele fenomenen op te merken bij dergelijke gasmengsels:
Bijvoorbeeld: In een nieuwe bus die 30% propaan en 70% n-butaan bevat, is het aandeel propaan en n-butaan in het vloeibare mengsel 30%/70%. De verhouding van de gassen in de ruimte boven de vloeistof is echter anders: Het aandeel propaan is daar 65-70% (afhankelijk van de temperatuur).
Dat wil zeggen, er is veel meer propaan in de gasfase dan in de vloeibare fase zit. Aangezien het deze gasfase is die in de brander wordt gebruikt, kun je zien dat het propaan snel op zal raken. Tegen de tijd dat de bus nog maar voor een kwart vol is, is er praktisch geen propaan meer over. Met alleen n-butaan over (of isobutaan, hoewel het effect minder uitgesproken is) wordt de druk in de bus sterk verminderd tot mogelijk het punt waarop er geen gas meer uit de bus komt omdat het gas niet meer aan zijn kookpunt geraakt.
bron foto: The Effect of Cold on Gas Canisters - Backpacking Light
In figuur 2 zie je, afgezet tegen drie temperaturen, het theoretisch effect op een volle gasbus. Bij 0°C krijg je de tank nog leeg maar bij lagere temperaturen onder nul zal je zien dat eenmaal de propaan is opgebrand, afhankelijk van de temperatuur de andere mengsels het moeilijk krijgen om te verdampen en dus ongebruikt in de tank achter blijven.
Verdampingskoeling
Een ander punt van aandacht is het fenomeen van verdampingskoeling. Bij verdamping wordt er warmte onttrokken aan de omgeving. Een pot heet water zal door verdamping van het water geleidelijk afkoelen. Je krijgt het koud wanneer je natte kleren draagt omdat bij het drogen warmte wordt onttrokken aan je lichaam en je begint te rillen.
Hetzelfde doet zich voor bij je gastank. Door de verdamping van het gas zal warmte onttrokken worden aan het vloeibare gas zodat zijn temperatuur nog verder gaat dalen dan in aanvang. Is je temperatuur marge te krap om het gas aan de kook te krijgen, kom je mogelijk bij lang koken stilaan in de problemen. Langdurig sneeuw smelten om drinkwater te produceren is zo een situatie. Hoe minder gas in je tank hoe sneller en sterker zal dit fenomeen zich zal voltrekken waardoor ook de iso-butaan in de problemen kan komen tenzij je de tank terug op zou warmen.
Gebruik makend van primus wintergas geeft in aanvang een marginaal verschil tov primus power gas en dat tegen een hogere prijs. De gasmengsels zijn immers gelijk.
Vloeibaar gas branders:
Deze branders werken volgens een ander principe. Je werkt hier met een omgekeerd blik. De brander krijgt vloeibaar gas aangeboden en pas in de leiding naar de branderkop wordt de brandstof voorverwarmd en omgezet in gas.
Hier zal bij de aanvoer de verhouding van de gasmengsels niet veranderen en is er geen negatief effect van verdampingskoeling. De druk van het propaangas zal de vloeistof naar buiten drijven. Benzinebranders werken volgens hetzelfde principe; Via een pomp bouw je hier druk op in de brandstoftank om zo de brandstof naar buiten te drijven. Vloeibaar gas branders zijn dus uitermate geschikt om te werken in koude omstandigheden maar mits wat aandachtspunten kom je met een staande brander ook al een eind.
Aandachtspunten
Ga je in de winter kamperen met temperaturen richting vriespunt dan laat je brandstofmengsels die butaan bevatten best thuis.De blauwe campingaz bus is er zo een.
Bewaar je gasbus op een warmere plek (bv in je slaapzak) zodat de overblijvende brandstof een hogere starttemperatuur heeft. Het isoleren van je gasbus met foam kan helpen tegen afkoeling langs buiten maar door de verdampingskoeling gaat bij lang koken de temperatuur van het mengsel toch zakken.
Heel effectief is een extra pot die je vult met (lauw) water. In dat water zet je je brander. Zo lang het water niet gaat bevriezen doet ook het butaan nog mee in de verbranding. Je gasbus inpakken in de sneeuw kan werken wanneer de omgevingstemperatuur laag is.
Tal van knutselwerken te vinden op internet waar via een thermische shunt de warmte van de vlam via een koperen plaatje wordt gekoppeld met de gasbus om zo de gasbus of aanvoerleiding op temperatuur te houden
Je kan werken met een warmte pad onder de gasbus.
Door het windscherm wat strakker te zetten rondom je kookinstallatie kan je een deel van de stralingswarmte die de brander produceert richting gasbus sturen. Blijf in de buurt en controleer geregeld om oververhitting van de gasbus te vermijden.
Een heel stabiele oplossing is om gebruik te maken van een adapter zodat je de gasbus nog korter bij de vlam van de gasbrander kan plaatsen (of in een bakje met water plaatst). Blijf ook hier in de buurt om oververhitting van de gasbus te vermijden.
Al bij al blijft het behelpen wanneer je moet knutselen om je gasbus op temperatuur te houden en dat onder soms barre omstandigheden zodat,wanneer je toch regelmatig wintertochten onderneemt, je goed na moet denken wat voor jou de meest geschikte brander is. Het simpel houden is hier de sleutel.
Opmerkingen:
Heb je vragen, aanvullingen, correcties op dit artikel?
Mail via: info@hikingadvisor.be of stel je vraag via de facebookpagina