Cărbune activ

Cărbune activ sau scurt Cărbune (Carbo medicinalis, cărbune medicinal) este un cărbune cu cereale fine, cu o suprafață interioară mare, care este utilizat ca adsorbant în chimie, medicină, tratarea apei și apelor uzate, precum și tehnologia de ventilație și aer condiționat. Se utilizează sub formă granulată sau presată sub formă de tablete (carbon complet).

Alte cunoștințe de specialitate recomandate

Care este sensibilitatea scalei mele?

Ghid pentru tehnicile esențiale de măsurare în laborator

Care este modalitatea corectă de a verifica repetabilitatea pe scale?

Cuprins

caracteristici

Cărbunele activ constă în principal din carbon (majoritatea> 90%) cu o structură foarte poroasă. Porii sunt conectați între ei ca un burete. Suprafața interioară este cuprinsă între 300 și 2000 m²/g cărbune. Suprafața interioară a 2 grame de cărbune activ corespunde aproximativ zonei unui teren de fotbal. Densitatea cărbunelui activ este cuprinsă între 200 și 600 kg/m³. Distribuția mărimii porilor microporilor (25 nm) determină proprietățile de adsorbție.

Pentru un cub cu o lungime a muchiei de 1 cm, suprafața interioară depășește suprafața exterioară cu un factor mai mare de 10.000.

Extracţie

Cărbunele activ este fabricat din substanțe vegetale, animale, minerale sau petrochimice. Materiile prime utilizate sunt z. B. lemn, turbă, coji de nuci, cărbune maro sau bituminos sau materiale plastice. În consecință, este, de asemenea, cunoscut sub numele de biochar. Ca cărbune animal, lat. carbo animalis, se numește cărbune activ, care este fabricat din sânge animal (cărbune de sânge) sau din oase (cărbune osos).

În general, sunt produse prin tratament cu agenți de deshidratare (clorură de zinc, acid fosforic) la 500-900 ° C sau prin distilare uscată. Cărbunele activ brut obținut în acest mod este apoi activat oxidativ la 700-1000 ° C cu vapori de apă sau dioxid de carbon, uneori cu aer.

În anumite scopuri, cărbunele activ este tratat (impregnat) cu alte substanțe chimice pentru a îmbunătăți efectul de separare. Filtrul de carbon pentru filtrele de respirație din măștile de gaze este acoperit cu săruri metalice, ceea ce îmbunătățește efectul de separare pentru multe toxine chimice. [1]

Domenii de aplicare

Cărbunele activ este utilizat în principal ca adsorbant pentru a elimina culoarea, aroma și mirosul nedorit din gaze, vapori și lichide. Un mare avantaj al carbonilor activi este că pot fi reactivați termic. Cărbunele activ este utilizat în principal sub formă de granule, sub formă de pulbere sau sub formă de pelete. Țesăturile cu carbon activ sunt, de asemenea, disponibile pe piață.

De exemplu, cărbunele activ elimină:

Clor, ozon și alte substanțe care afectează gustul și mirosul, precum și bacteriile din apă, îndulcitori, glicerină și lichide chimice
Substanțe colorante și contaminanți din fluxurile de lichide din industria chimică sau alimentară
Toxine din aer (filtre în măști ABC și sisteme de ventilație în rezervoare și adăposturi)
Hexafluorură de uraniu din aer în ingineria nucleară
Vapori de benzină din aerul evacuat al sistemelor de rezervoare
Hidrocarburi clorurate din aerul evacuat și gazele evacuate z. B. în curățarea chimică
o proporție de gudron din fumul de țigară din filtrele de țigări
arome nedorite de la vodcă și alte spirite
Miros de transpirație în pantofi (datorită branțurilor care conțin cărbune activ)
Arome în cultivarea canabisului (neutralizarea mirosurilor)
Subproduse de fermentație, cum ar fi uleiuri fusel și esteri din bere
Poluanții din filtrele de acvariu și iaz

În tratarea apelor uzate, cărbunele activ este utilizat pentru a îndepărta constituenții apei uzate dizolvate adsorbabile din apă. Această etapă a procesului este de obicei utilizată numai atunci când metodele mai ieftine, cum ar fi procesele biologice, precipitațiile și flocularea, nu ating obiectivul. Această metodă poate fi utilizată și pentru curățarea fluxurilor parțiale din industrie, cu scopul recuperării reziduurilor.

O altă aplicație importantă pentru cărbunele activ este în filtrele de aer din cabină pentru industria auto. Această clasă de filtrare a fost utilizată în sistemele de aer condiționat de la mijlocul anilor 1990. Așa-numitele filtre combinate (aceasta este o clasă specifică de filtre de aer din cabină) conțin un strat de cărbune activ, care filtrează gazele nocive din aer și astfel protejează pasagerii de acești poluanți. Pentru această aplicație, peste 5000 de tone de cărbune activ sunt procesate în fiecare an la nivel mondial.

Tratarea apei folosește și adsorbția pe cărbune activ pentru a purifica apa brută.

Datorită capacității sale ridicate de adsorbție, cărbunele activ poate fi utilizat și în pompele de sorbție pentru a genera aspirații.

Carbonul activ are doar o capacitate de încărcare limitată. Regenerarea are loc de obicei prin încălzire la câteva sute de grade Celsius. Pe de o parte, o parte din sarcină (de exemplu, solvenți organici) se evaporă, dar o altă parte poate de asemenea să se cocsifice, caz în care cărbunele activ trebuie reactivat cu vapori de apă, ca în procesul de producție.

Cărbunele activ se găsește și în pungile de încălzire.

Aplicație medicală

În medicină, cărbunele activ este utilizat în principal pentru îndepărtarea toxinelor din tractul gastro-intestinal. În bolile diareice inofensive, de ex. B. gripa gastrointestinala (gastroenterita), se folosesc de obicei tablete de carbune. În caz de otrăvire, cărbunele activ este utilizat în cantități mari pentru a îndepărta otrăvurile ingerate oral care se află în tractul digestiv sau sunt supuse unui ciclu enterohepatic din organism. Dozarea în astfel de cazuri este de 0,5 până la 1 g de cărbune pe kilogram de greutate corporală la un om adult.

Colorant alimentar

Cărbunele activ este utilizat în industria alimentară ca agent de colorare E 153. E 153 este utilizat în concentratele de suc de fructe, jeleuri, gemuri, cofetărie și în acoperirile cu ceară neagră pentru brânză.