در این مقاله می خواهیم همه چیز را راجع به کربن اکتیو یا کربن فعال بگوییم پس در ادامه همراه ما باشید. اولین سوالی که در ذهن افراد پیش می اید اینکه کربن اکتیو چیست؟
کربن فعال چیست؟
کربن فعال یک ماده شیمیایی است که به عنوان یک نوع کربن پس از انجام فرآیندهای خاص تصفیه و فعالسازی به وجود می‌آید. این ماده دارای ساختاری پوروس (دارای حفرات و کانال‌های میکروسکوپی) و سطح زیادی است که به وسیله این ویژگی‌ها از توان جذب و انتقال مواد مختلف به خصوص گازها و مواد محلول به خوبی بهره می‌برد.
کربن فعال به عنوان یک ماده جاذب و جاذب دوگانه شناخته می‌شود؛ یعنی می‌تواند مواد مذاب یا محلول را جذب و تجمیع کند. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که کربن فعال در مصارف متعددی مورد استفاده قرار گیرد. برخی از کاربردهای رایج کربن فعال شامل تصفیه آب و هوا، پالایش گازها، تصفیه فاضلاب، تصفیه مواد شیمیایی و مواد محلول در صنایع مختلف، جذب مواد مضر و نفوذی از مواد غذایی و مشروبات، تصفیه مواد دارویی و بسیاری دیگر از مصارف می‌باشد.
کربن فعال به دلیل ویژگی‌های جذبی و تصفیه‌ای خاص خود، در حل مسائل مرتبط با تصفیه و تصفیه مواد مختلف به خوبی کمک میکند و در بسیاری از صنایع و محیط‌های مختلف به عنوان یک ماده مؤثر و مفید شناخته می‌شود.
انواع کربن فعال
کربن فعال از انواع مختلفی بسته به مصرف و نیازهای مختلف صنایع و فرآیندهای مختلف تولید می‌شود. برخی از انواع کربن فعال عبارتند از:
- کربن اکتیو پودری: این نوع کربن فعال ذرات با اندازه کمتر از 1 میلی‌متر دارد. مزیت اصلی آن، داشتن سطح فعال بیشتر در یک واحد حجم است. اما به دلیل اندازه ریز ذرات، فشار ایجادی در این نوع کربن بالا است.
- کربن اکتیو گرانولی: در این نوع کربن فعال، ذرات نسبتاً بزرگتری دارند و به دلیل سرعت بالای نفوذ گازها و مایعات، برای جذب و بخار مناسب‌تر هستند. کربن گرانول برای تصفیه آب، بوزدایی و جداسازی مواد در جریان‌ها و حوضچه‌ها کاربرد دارد.
- کربن اکتیو میله‌ای یا کبریتی و مدادی: این نوع کربن فعال به شکل استوانه‌ای است و قطر آن می‌تواند بین 0.8 تا 130 میلی‌متر باشد. این نوع کربن فعال برای جذب در فاز گازی ویژگی‌هایی مانند افت فشار کم، قدرت مکانیکی بالا و میزان غبار کم دارد.
- کربن اکتیو چوب: این نوع کربن فعال از چوب به دست می‌آید و به صورت خاص در الیاف و پارچه‌ها استفاده می‌شود.
هر یک از این انواع کربن فعال ویژگی‌ها و کاربردهای مختلفی دارند و بسته به نیازهای مختلف، ممکن است یک نوع بهتر از دیگری مناسب باشد.
برای اطلاع از شرایط راه اندازی خط تولید کربن فعال کلیک کنید.
مواد لازم برای تولید کربن اکتیو
ترکیب مواد اولیه برای تولید کربن فعال می‌تواند در نتیجه نهایی تأثیر مهمی داشته باشد. سلولز و لیگنین دو ماده اولیه مهم در تولید کربن فعال هستند. سلولز به عنوان یک پلیمر طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به عنوان منبع کربن مورد نیاز در فرآیند تولید عمل میکند. به طور کلی، مواد اولیه با مقادیر بیشتر سلولز و مقادیر کمتر لیگنین برای تولید کربن فعال بهتر مناسب هستند.
لیگنین یک ماده آلی کششی در گیاهان است و معمولاً با سلولز در سلولهای گیاهی یافت می‌شود. لیگنین می‌تواند سبب تشکیل ساختار‌های سخت و چسبنده در کربن فعال شود و مقاومت و استحکام آن را افزایش دهد. از این رو، مقدار لیگنین در ماده اولیه باید کنترل شود تا کربن فعال تولید شده خصوصیات مناسبی داشته باشد.
علاوه بر سلولز و لیگنین، میزان رطوبت و مواد آلی دیگر موجود در ماده اولیه نیز می‌تواند تأثیراتی بر خواص کربن فعال داشته باشد. انتخاب مواد اولیه و شرایط تولید به تناسب نیازها و استفاده‌های نهایی از کربن فعال مهم است تا محصول نهایی دارای خواص مطلوب باشد.
ساخت کربن فعال
هدف از فعال سازی کربن ایجاد ساختار متخلخل و کربنی است که سطح زیاد با جذب بالا داراست. فنون گوناگونی در ساخت کربن فعال در صنایع مختلف وجود دارد. این روش ها به ۳ اصل بستگی دارند.
موارد مختلفی که در تولید کربن فعال خوراکی تأثیر دارند و خصوصیات مهمی که در تولید و کیفیت کربن فعال دخیل هستند
- درصد خاکستر ماده اولیه: مقدار خاکستر موجود در ماده اولیه بر روی کربن فعال تولیدی و ظرفیت جذب آن تأثیر می‌گذارد. کمتر بودن مقدار خاکستر ماده اولیه منجر به تولید کربن فعال با خاکستر کمتر می‌شود، که این ویژگی در مصارف غذایی و دارویی اهمیت دارد.
- دانسیته توده‌ای مواد اولیه: دانسیته توده‌ای ماده اولیه تأثیر مهمی در مقاومت مکانیکی کربن فعال تولیدی دارد و جلوگیری از خرد شدن ذرات کربن در زمان استفاده میکند. مواد اولیه با دانسیته توده‌ای کمتر برای تولید کربن‌های پودری مناسب‌تر هستند.
- نوع مواد اولیه: نوع مواد اولیه مانند مقدار سلولز و لیگنین در آن تأثیر داشته و می‌تواند ترکیب و خواص کربن فعال تولیدی را تغییر دهد.
- مرحله کربونیزاسیون: محصولات مرحله کربونیزه شده دارای ظرفیت جذب پایینی هستند و این ویژگی ممکن است ناشی از کربونیزاسیون در دمای پایین و وجود ماده قیری باقی‌مانده در منافذ باشد.
- فعالسازی: عملیت فعالسازی می‌تواند اندازه منافذ ایجاد شده در کربن فعال و ساختار آنها را تغییر دهد. این عملیت باعث بزرگ شدن قطر حفره‌هایی می‌شود که در حین کربونیزاسیون ایجاد شده‌اند.
- شکل منافذ: در برخی از انواع کربن فعال تولیدشده، شکل منافذ ممکن است به توجه به نوع مواد خام مصرفی متفاوت باشد.
برای خرید کربن اکتیو پودری و خرید کربن اکتیو گرانولی کلیک کنید.
روش های تولید کربن فعال
- فعال سازی فیزیکی.
- روش فعال سازی شیمیایی.
روش فعالسازی کربن اکتیو
در این روش نخست ماده خام در محیطی بدون هوا کربونیزه می شود. بدین ترتیب پایه کربنی اولیه تشکیل می گردد. در شرایط خلأ ترکیبات سلولزی و پلیمری ماده خام به زغال تبدیل شده و مواد خامی مانند زغال سنگ هم ترکیبات فرار خود را از دست خواهند داد. در ادامه پایه کربنی به دست آمده در معرض عامل فعالسازی گازی در دمای بالا قرار می گیرد. عوامل فعال ساز می تواند بخارآب، کربن دی اکسید، اکسیژن یا مخلوطی از آن ها باشند. عامل فعال ساز قادر است در دمای بالا با بخشی از کربن موجود در ماده واکنش داده و آن را به شکل عوامل گازی مونوکسید کربن یا کربن دی اکسید خارج سازد. بدین ترتیب عامل فعال ساز پس از حذف بخشی از کربن ساختمانی، درنهایت به ساخت کربن فعال در صنایع با تخلخل مناسب منجر خواهد شد.
برای خرید فیلتر تصفیه آب کربنی کلیک کنید.
مقدار و اندازه تخلخل کربن اکتیو به عوامل متعددی وابسته است. نوع ماده خام، شرایط کربونیزاسیون آن، ماهیت عامل فعال ساز، دما و زمان فعال سازی از عوامل موثر بر تخلخل و کیفیت کربن اکتیو تولید شده هستند. زغال فعال های تولید شده با این روش معمولاً دارای منافذ ریزی بوده و برای جذب مواد آلاینده از مایعات و گازها استفاده می شوند.
همانطور که ذکر شد کربن اکتیو در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد و نقش بسیار حیاتی را در بالا بردن کیفیت محصولات تولیدی ایفا میکند.
شرکت ابر زغال به عنوان تولید کننده و عرضه کننده کربن اکتیو یا کربن فعال محصولی با کیفیت بالا را عرضه می نماید برای دریافت مشاوره و اطلاعات لازم میتوانید با متخصصان ما در ارتباط باشید.