728 x 90

Karbon aktif: komposisi, sifat dan metode penerapan

Karbon aktif diberi namanya selama produksi dalam skala industri besar. Ini difasilitasi oleh sifat menyerap zat untuk menyerap molekul dan senyawa asing. Kokas atau arang digunakan (misalnya, batubara birch digunakan untuk membuat merek BAU-A), serta minyak bumi atau kokas batubara.

Komposisi dan jenis karbon aktif

Karbon aktif adalah obat universal yang banyak digunakan dalam industri obat-obatan, kimia, dan obat-obatan. Filter dengan kontennya digunakan di banyak perangkat untuk penjernihan air, karena bahkan klorin dihilangkan. Ini adalah zat berpori yang diekstraksi dari bahan yang mengandung karbon yang berasal dari organik.

Di zaman teknologi modern, bahan baku dipisahkan dari nyala api atau metode pemanasan khusus yang digunakan. Untuk mencapai aktivasi yang diperlukan, batubara ditempatkan di pot tanah liat tertutup. Proses perlakuan panas terjadi, yang terdiri dari tidak adanya kontak langsung dengan api.

Komposisi tidak termasuk arang dalam bentuk murni. Menurut metode baru, bahan yang disesuaikan digunakan:

  • Tempurung kelapa.
  • Tulang buah.
  • Arang
  • Gel silikon.
  • Elemen organik.

Bahan baku memiliki permukaan spesifik besar per satuan massa, oleh karena itu, memiliki kapasitas adsorpsi yang tinggi. Para ahli tahu bagaimana membuat karbon aktif bermanfaat dan berkualitas tinggi. Dengan bantuan perlakuan khusus, persentase besar microcracks diperoleh. Dapatkan konten lebih dari 100 pound per gram.

Bahan baku yang dimodifikasi diperoleh dari zat yang mengandung nitrogen, polimer dengan mengolah batubara dengan reagen. Zat ini bersentuhan dengan klor, brom, fluor. Komposisi tersebut menggambarkan rumus kimia karbon aktif.

Dalam bentuk jadi, terlihat seperti butiran 1 mm. Setelah proses, debu halus tetap, yang memiliki kapasitas penyerap. Langkah selanjutnya adalah briket dan penekanan, yang meningkatkan properti untuk digunakan. Zat dalam bentuk bubuk digunakan untuk menyaring dan memurnikan air. Bentuk batubara populer di industri farmasi dalam bentuk tablet. Banyak yang tidak tahu apa yang membuat tablet karbon aktif.

Bahan baku yang diproses pada suhu tinggi menjadi batubara berpori dengan banyak celah mikroskopis, yang mengisi kekosongan dengan bahan apa pun. Daya serap tinggi menentukan signifikansinya. Butiran kecil ditekan menjadi bentuk bulat.

Prinsip pil

Sifat utama batubara tidak hanya dalam pengumpulan zat beracun, tetapi juga dalam penyerapan elemen jejak yang bermanfaat dari tubuh. Bentuk pelepasan yang diketahui digunakan dalam keracunan makanan, keracunan, diare.

Komponen obat mengandung zat:

  • karbon aktif;
  • pati;
  • "Garam hitam".

Kehadiran yang terakhir adalah sumber tambahan nutrisi mikro. Tidak semua bentuk tablet dibuat dengan komposisi yang sama, sehingga perlu diklarifikasi dengan apoteker. Bahan aktif - karbon aktif. Fungsinya ditentukan oleh kemampuan untuk menggabungkan energi mentah, tanpa mengubah sifat kimianya.

Karena strukturnya, batubara menjadi tidak berbobot dan 1 gram zat mengandung 1 ribu atau lebih microcracks. Ini menyolder sifat aktif alkaloid, racun, barbiturat. Ini memiliki efek lemah pada asam, senyawa alkali, garam besi, sianida, metanol.

Kontraindikasi dan efek samping

Penggunaan jangka panjang (lebih dari 14 hari) dapat mengganggu penyerapan protein, lemak, nutrisi, kalsium, hormon, dan vitamin lainnya. Bentuk tablet tidak cocok untuk semua orang. Ini berlaku bagi mereka yang menderita penyakit kronis. Dalam anotasi, Anda dapat melihat catatan dengan hati-hati untuk anak-anak. Umur yang disarankan - mulai tiga tahun.

Ada kontraindikasi untuk penerimaan batubara:

  • Bisul perut.
  • Pendarahan gastrointestinal.
  • Penunjukan komponen anti-toksik secara simultan.

Ada efek samping: dispepsia, tinja abnormal, hipovitaminosis, berkurangnya penyerapan nutrisi, tromboemboli, perdarahan, hipotensi.

Sebelum digunakan, Anda harus berkonsultasi dengan dokter Anda, terutama jika ada penyakit.

Instruksi untuk digunakan

Di setiap rumah tersedia standar karbon aktif. Sejak kecil, orang tua dengan keracunan atau ketidaknyamanan di perut menawarkan pil hitam. Produk universal dan alami memiliki tindakan yang berbeda.

Penggunaan multilateral

Batubara digunakan dalam industri obat-obatan, kimia, farmasi dan makanan. Sorben ini dengan sempurna menghilangkan senyawa organik dan bau di akuarium. Ini digunakan untuk pemurnian alkohol, vodka, dalam produksi gula, di industri makanan lainnya. Penting untuk mengetahui cara dosis obat untuk hasil yang positif.

Untuk pemurnian batubara yang sesuai nabati, diperoleh dengan pirolisis kayu (dijual di tablet farmasi). Ada karakteristik negatif - kotoran dalam bentuk pati, yang akibatnya dapat mengganggu dan mengubah rasa minuman, memberikan kepahitan.

Enterosorben alami, sementara dikonsumsi dengan alkohol, akan mencegah senyawa alkohol dari ditarik ke dalam darah. 10 menit sebelum pesta dianjurkan untuk mengambil dosis sesuai dengan berat tubuh. Di pagi hari, pil mabuk akan membantu meringankan mabuk, menetralkan zat berbahaya.

Filter berbasis batu bara digunakan di banyak perangkat untuk memurnikan air minum. Contoh klasik di mana sifat-sifat batu bara digunakan dikaitkan dengan penggunaannya dalam sarana perlindungan pernapasan individu.

Bahan aktif memiliki efek enterosorbing, detoksifikasi, anti diare. Itu milik kelompok penawar racun, menyerap racun dan racun dari lambung dan usus sebelum penyerapan. Aktif sebagai sorben untuk hemoperfusi. Menunjukkan efek lemah pada asam, alkali, garam. Tidak mengiritasi selaput lendir, bertindak lembut.

  • Keracunan.
  • Dispepsia.
  • Proses fermentasi dan pembusukan di usus.
  • Mulas.
  • Diare, gastritis, perut kembung, keracunan makanan, disentri, salmonellosis.
  • Gagal ginjal.
  • Berbagai jenis hepatitis, sirosis.
  • Dermatitis atopik, alergi.
  • Asma bronkial.

Obat ini tidak beracun. Makanan massa di perut, membutuhkan penerimaan karbon aktif dalam dosis besar. Dalam beberapa kasus, tablet diminum selama beberapa hari. Mengurangi efektivitas obat yang bekerja pada selaput lendir saluran pencernaan. Dalam kasus keracunan sebelum dicuci, perut terlalu penuh dan setelah usus.

Dosis untuk orang dewasa dan anak-anak

Tablet mengandung 250 mg batubara dan tepung kentang. Obat ini diminum satu jam sebelum atau sesudah makan. Anda dapat menggunakan metode lain, mengencerkan tablet dalam 100 ml air. Dosis untuk orang dewasa mencapai 1-2 gram 3-4 kali sehari. Asupan harian maksimum 8 g.

Jika jumlah batubara tidak mencukupi, maka efek pemurnian dan penyerapan akan lebih lemah. Ini dapat diterapkan ke area tubuh yang terkena dampak dalam bentuk aplikasi lokal. Ini akan membantu mempercepat penyembuhan luka. Jumlah makanan yang tidak tercerna di perut menunda proses pembersihan. Perlu untuk meningkatkan dosis obat. Rata-rata, 10 kg berat akan membutuhkan 1 tablet.

Pada tahap akut, pengobatan dilakukan hingga 5 hari. Untuk alergi dan penyakit, kursus adalah dua minggu. Diangkat kembali selama periode waktu yang sama hanya dengan izin dokter. Ketika perut kembung dan dispepsia dosis 1−2 gram 3-4 kali sehari. Kursus pengobatan adalah satu minggu. Selama membusuk dan fermentasi, dosis untuk orang dewasa adalah 30 g per hari (tiga kali 10 g per dosis).

Ibu hamil dan menyusui dapat menggunakan arang aktif. Untuk menurunkan berat badan dalam 10 hari, gunakan 1 tablet per 10 kg berat badan tiga kali sehari sebelum makan.

Pada anak di bawah satu tahun, dysbacteriosis, disertai dengan distensi perut, sembelit, diare, dan kolik, adalah masalah yang sering terjadi. Setelah lahir, saluran pencernaan bayi steril. Setelah kontak dengan dunia luar, berbagai bakteri dijajah, termasuk yang patogen. Konsumsi kabut batubara secara teratur dapat menyebabkan kurangnya zat-zat yang diperlukan yang akan mempengaruhi perkembangan anak. Oleh karena itu, dokter anak meresepkan obat modern khusus yang memiliki efek hemat.

Penting untuk memberikan sorben pada situasi darurat, ketika perut bertambah volumenya, anak menjadi gelisah, dan tidak ada kesempatan untuk memberikan obat lain. Kadang-kadang saat menyusui dianjurkan untuk mengambil ibu arang untuk mengurangi kolik.

Tidak setiap anak dapat mengunyah atau menelan pil, sehingga batu bara dihancurkan dan diencerkan dengan air. Alih-alih standar, Anda bisa menggunakan batubara putih. Anak-anak di bawah 7 tahun dengan fermentasi dan endapan makanan yang membusuk harus diresepkan 5 gram tiga kali sehari. Mereka yang lebih tua - 7 gram. Perjalanan masuk hingga dua minggu. Industri farmasi modern telah membuat hidup lebih mudah bagi orang tua dan menciptakan karbon aktif cair.

Dalam kasus keracunan akut, lambung dicuci dengan suspensi 20% berair dan 30 g sorben ditentukan di dalam. Tiga hari berikutnya berikan anak 1 g per kilogram berat badan per hari. Jika seseorang minum pil yang dihancurkan, efeknya akan muncul dalam 20 menit. Secara umum - hingga satu jam. Batubara dicuci dengan segelas air.

Reaksi alergi dirawat di kompleks. Tahap pemulihan yang penting adalah membersihkan tubuh. Obat ini mengurangi terak, mengembalikan darah. Pilihan terbaik adalah setengah dari dosis harian yang diambil dengan perut kosong, dan bagian kedua - sebelum tidur. Untuk pencegahan alergi dibutuhkan 2-4 kali dalam setahun. Durasi 1,5 bulan.

Sorbent membersihkan usus dan membantu mengatasi sembelit. Cukup dengan mengambil 2−4 tablet. Untuk pembersihan tubuh yang kompleks, batu bara digunakan dua kali sehari. Satu pil dibutuhkan untuk berat 10 kg. Kursus berlangsung sebulan. Penting untuk mengikuti diet: minum air putih dan menghilangkan lemak. Makanan harus ringan. Tablet hitam dapat menghilangkan plak dari enamel gigi. Abrasif alami melarutkan deposit gelap.

Perawatan jerawat yang disebabkan oleh gangguan pencernaan secara efektif dilakukan dengan arang aktif. Tablet diminum dalam dosis standar tergantung pada berat badan. Dan juga memiliki efek menguntungkan pada kulit topeng. Berarti murah dan terjangkau meremajakan wajah, mengurangi lemak dan menghilangkan titik-titik hitam.

Perbandingan dengan analog

Di pasar farmasi ada kelompok barang dengan jenis aksi penyedotan yang sama. Obat lain memiliki kelebihan dibanding batu bara. Misalnya, Smekta adalah sorben spektrum luas. Diizinkan untuk digunakan oleh bayi, dan dalam instruksi untuk batubara tertulis bahwa tablet diresepkan sejak usia tiga tahun. "Smekta" tidak menghilangkan nutrisi dari tubuh. Polysorb, Enterosgel dan lainnya memiliki efek yang serupa.

Arang aktif - pil yang tersedia di setiap kotak P3K. Ini adalah obat non-resep unik untuk setiap kesempatan. Selain membersihkan, tindakan detoksifikasi, itu adalah pemutih yang baik untuk gigi. Penganut kosmetik alami membuat berdasarkan maskara. Obat ini mengadsorpsi tidak hanya zat berbahaya dan beracun dari tubuh, tetapi juga membawa unsur-unsur jejak yang bermanfaat, vitamin. Dengan penggunaan yang tidak terkontrol, Anda dapat membahayakan tubuh.

Karbon aktif

KARBON AKTIF, modifikasi karbon amorf berpori halus, yang khususnya diucapkan fenomena permukaan khas batubara (dan badan berpori lainnya), yaitu: a) adsorpsi, mis., Penyerapan atau kondensasi berbagai gas dan zat terlarut pada permukaan batubara, dan b a) aksi katalitik, mis., perubahan laju reaksi kimia tertentu dengan adanya karbon aktif. Dalam industri, karbon aktif dianggap sebagai batu bara yang diperoleh dengan metode khusus atau mengalami pemrosesan tambahan khusus (aktivasi), ketika aktivitasnya telah direduksi sampai tingkat yang memenuhi persyaratan aplikasi teknis. Pada saat yang sama, dimungkinkan, atas kehendak, untuk memperkuat satu atau sisi lain dari kegiatan dan memberikan karakter spesifik-sempit, tergantung pada tujuan industri batubara. Sifat aktif karbon aktif adalah semakin jelas, semakin besar permukaan batubara per unit beratnya (permukaan spesifik). Kapasitas adsorpsi, karakteristik semua benda pada umumnya, paling menonjol pada karbon aktif karena ukuran permukaan yang sangat besar. Adsorpsi terjadi pada antarmuka antara fase padat (batu bara) dan cairan atau gas. Karena kapasitas adsorpsi karbon aktif sehubungan dengan berbagai zat berbeda, ketika dimasukkan ke dalam larutan cair dan campuran gas, karbon aktif menunjukkan fenomena adsorpsi selektif, menyerap beberapa substansi ke tingkat yang lebih besar daripada yang lain. Oleh karena itu, karbon aktif dapat berfungsi untuk memisahkan (menangkap) campuran gas dari gas dan uap tertentu, yang merupakan produk bernilai teknis atau kotoran berbahaya, serta untuk mengekstraksi segala jenis kotoran terlarut dari cairan (perubahan warna, pelepasan tar, dll.). Yang disebut terakhir ch. arr. untuk larutan berair, tetapi sebagian juga berlaku untuk larutan tidak berair dan koloid. Efek katalisasi dari karbon aktif selalu positif: ia mempercepat aliran banyak reaksi kimia yang terjadi dalam fase gas atau cair.

Sejarah Sifat aktif batubara dan anggota individu dari kelompok karbon aktif telah dikenal sejak lama. Sebagai contoh, pada awal tahun 1820, arang tulang digunakan dalam industri gula untuk pemutihan. Pada 1785, ilmuwan Rusia, Lovits, menemukan khasiat arang untuk menghilangkan banyak zat pewarna dari larutan berair. Pada tahun 1814, Saussure menyelidiki adsorpsi uap dan gas oleh batubara granular dan membuka kemungkinan untuk memancarkan pengotor volatil dari campuran gas. Di awal tanggal 20 c. Properti batubara ini digunakan oleh pabrik-pabrik Jerman untuk mengekstraksi hidrokarbon aromatik dari gas bercahaya. Pada tahun 1915, Zelinsky mengusulkan karbon aktif kayu sebagai penyerap zat beracun dari udara dalam masker filter dan mengembangkan metode untuk mengaktifkan batubara jadi. Masker gas segera dengan karbon aktif diperkenalkan ke tentara semua negara. Setelah perang, penggunaan karbon aktif menutupi hampir semua cabang industri kimia.

Cara mendapatkan. Dua metode utama untuk memperoleh karbon aktif digunakan: 1) aktivasi batubara jadi dengan menggunakan perlakuan termal dan kimia khusus dan 2) produksi langsung karbon aktif dengan membakar zat yang mengandung karbon dalam kondisi tertentu. 1) Aktivasi diterapkan, ch. arr. untuk menerima batubara penyerap butiran dari batubara yang berasal dari sayuran atau mineral, paling sering - arang. Kondisi yang diperlukan untuk mengaktifkan batubara dengan baik adalah struktur dan porositasnya yang amorf; untuk ini, perlu bahwa bahan baku sudah memiliki struktur berpori (kayu), dan suhu pembakaran tidak lebih tinggi dari 600 ° C (pada suhu yang lebih tinggi, karbon dapat dilepaskan dalam keadaan kristal). Tugas mengaktifkan batubara adalah untuk mencapai porositas tertinggi dan kebersihan permukaan, dengan struktur kimia karbon tertentu. Hal ini dicapai dengan mengkalsinasi batubara pada suhu tinggi (800-1100 ° C) dengan perlakuan simultan dengan gas aktif secara kimiawi (uap air, CO2, NH3, SO2, udara). Seringkali aktivasi didahului oleh impregnasi batubara dengan larutan alkali, garam dan asam; dalam hal ini, aktivasi biasanya diikuti oleh pelindian karbon aktif dengan pelarut cair dan kalsinasi sekunder. Sudah biasa merendam bukan batubara itu sendiri, tetapi kayu asli sebelum hangus.

Bahan impregnasi yang digunakan untuk tujuan ini dibagi: a) menjadi asam - dehidrasi dan menurunkan suhu dekomposisi kayu (H2SO4, ZnCl2, MgCl2, Cacl2), b) alkali (NaOH, KOH, karbonat Na dan K) dan c) memberikan kerangka untuk pengendapan karbon aktif [NaCl, Na2Sio3, Na2SO4, CaSO4, Cah4(PO4)2, Sio2] Terkadang, akhirnya, kayu diekstraksi dengan pelarut untuk menghilangkan resin, getah dan minyak. 2) charring langsung diperoleh Ch. arr. karbon aktif serbuk atau gembur ("lunak") dari: a) materi tanaman - kayu, gambut, selulosa, lignin, b) produk kimia - alkali selulosa, gula, c) hewan - tulang, darah, rambut, kerokan kulit, d) mineral - minyak, minyak serpih. Aktivasi berlangsung bersamaan dengan penggerusan material. Ini juga terkait dengan struktur amorf dan perkembangan besar permukaan karbon yang dipancarkan; Untuk ini ditambahkan persyaratan bahwa karbon menjadi aktif selama pembentukannya. Suhu pembakaran rendah dan proses cepat mendukung ini. Pretreatment atau pencampuran bahan baku dengan mineral banyak dilakukan; bahan impregnasi sama seperti di atas. Karbon aktif yang dihasilkan terkadang dikenakan aktivasi tambahan (dengan metode 1).

Komposisi kimia dan struktur fisik. Dengan komposisi kimia, karbon aktif tidak mewakili karbon murni, tetapi mengandung 80-99%; sisanya dicatat oleh hidrogen, oksigen, nitrogen, zat abu dan zat impregnasi yang diperkenalkan selama persiapan karbon aktif. Porositas karbon aktif berkisar antara 15 hingga 79% volume, dalam beberapa kasus mencapai 97,5%. Pori-pori itu terdiri dari dua jenis: a) besar, terlihat melalui mikroskop, menempati hingga 18% dari volume dan memiliki (dalam karbon aktif kayu) berdiameter 10 −3 hingga 10 −4 cm; b) mikropori, atau "ultrapori," tidak terlihat melalui mikroskop dan memainkan peran utama dalam proses adsorpsi; diameternya dari data pengalaman dihitung dalam 9,2 ∙ 10 -7 —2,8 10 -7 cm (Lowry dan Hulet); Pertimbangan teoritis memungkinkan untuk mengakui keberadaan pori-pori yang lebih kecil, pada urutan 10 -8 cm dan bahkan lebih sedikit (O. Ruff). Permukaan aktif per 1 g karbon aktif adalah 200-1000 m 2 atau 160-430 m 2 (Lowry dan Hulet), 500 m 2 (Eucken), 460-747 m 2 (O. Ruff). Berat spesifik sebenarnya (materi batu bara) adalah d = 1,45-1,88, dalam beberapa kasus beratnya mencapai 2,10-2,38. Kepadatan nyata (batubara dengan pori-pori) adalah 0,05-2,30, biasanya 0,40-1,33. Berat 1 liter karbon aktif adalah 30–1000 g, biasanya 170–700 g.

Aktivitas Konsep aktivitas karbon aktif biasanya disebut sebagai efek adsorpsi mereka; untuk tindakan katalitik belum mengembangkan kriteria aktivitas yang tepat. Aktivitas batubara adsorpsi didefinisikan sebagai jumlah terbatas suatu zat yang diserap oleh mereka dari suatu larutan atau dari campuran gas; itu dinyatakan sebagai persentase per satuan berat karbon aktif. Sehubungan dengan zat terlarut (fenol, merkuri klorida, cat organik, dll.), Aktivitas batubara setelah aktivasi meningkat menjadi 50: 1, berkenaan dengan gas, menjadi 5: 1. Dalam studi tentang karbon anti-aktif, konsep aktivitas menjadi lebih kompleks. Ada yang dibedakan: 1) aktivitas total - jumlah maksimum gas yang diberikan diserap oleh satuan berat (atau volume) karbon aktif di atmosfer gas murni; 2) aktivitas statis - jumlah maksimum gas yang diserap dari atmosfer konsentrasi yang diberikan (pada konsentrasi 100%, aktivitas statis berubah menjadi penuh); 3) aktivitas dinamis (tergantung pada tingkat adsorpsi) - jumlah gas yang diserap oleh lapisan karbon aktif yang diberikan dari semburan campuran gas konsentrasi tertentu, pada kecepatan tertentu, hingga saat "terobosan" gas. Nilai terakhir sering dinyatakan dalam menit dan disebut "waktu tindakan perlindungan." Karbon aktif anti-gas yang baik harus memiliki aktivitas dinamis tinggi dan aktivitas statis tinggi per satuan volume. Faktor-faktor berikut mempengaruhi aktivitas karbon aktif: 1) Konstan, melekat pada karbon aktif jenis ini: a) luas permukaan spesifik (per satuan berat), b) volume kapiler per unit berat (porositas), c) bagian kapiler (pori-pori), d) ukuran butir, d) sifat kimia permukaan, e) keberadaan zat asing dalam karbon aktif 2) Variabel: a) sifat zat yang diserap, b) konsentrasi zat yang terakhir, c) keadaan agregasi medium (gas atau cairan), d) suhu, e) tekanan, e) kelembaban diaktifkan batubara dan g) tingkat kerusakannya (jumlah zat yang diserap sebelumnya). Aktivitas total karbon aktif sebanding dengan luas permukaan spesifik. Aktivitas per unit volume meningkat secara proporsional dengan kerapatan semula s. Laju adsorpsi sebanding dengan aktivitas total dan berbanding terbalik dengan kubus dari kepadatan nyata batubara dan akar kuadrat dari berat molekul M dari bahan yang diadsorpsi (kurang-lebih). Laju adsorpsi untuk berbagai karbon aktif dapat bervariasi dari 1 hingga 400.

Klasifikasi dan aplikasi. Karbon aktif digunakan dalam bentuk bubuk atau granular: serbuk - di mana laju difusi zat yang diserap sangat rendah (terutama, dalam media cair); butiran batubara - di mana tingkat difusi cukup (gas) dan di mana diperlukan untuk menyerap sejumlah besar zat. Dalam kasus yang terakhir, kondensasi kapiler dari uap zat cair dalam pori-pori karbon aktif memainkan peran penting. Menurut aplikasi industri, semua karbon aktif dibagi menjadi kelompok-kelompok berikut: 1) Batubara kondensasi - biasanya granular, keras; mereka diperoleh dengan mengaktifkan arang, arang, gula arang, batok kelapa, dll. mereka digunakan untuk menjebak hidrokarbon (benzena) dari gas bercahaya dan uap pelarut yang mudah menguap (alkohol, eter, bensin) dari udara; Zat yang diserap diregenerasi dari karbon aktif dengan pemanasan atau perawatan dengan uap super panas. 2) Batubara anti-gas - butiran, keras; diperoleh dengan mengaktifkan batubara yang terbuat dari berbagai spesies kayu, kulit kacang dan biji buah, antrasit, jelaga atau debu batu bara, dll. Mereka digunakan untuk memurnikan udara dari kotoran beracun gas - dalam masker gas militer dan industri, filter, peredam untuk tempat perlindungan gas, peralatan untuk penghilangan bau dan pemurnian udara di ruang kerja, dll. Ini berbeda dari batubara kondensasi oleh aktivitas dinamis yang lebih tinggi. 3) Batubara medis - bubuk, digunakan untuk beberapa penyakit usus. Aktivitas ditentukan oleh penyerapan metilen biru (cat organik) dari larutan berair. 4) Bleaching coal - bubuk atau butiran halus, lunak; diperoleh dari kayu, jerami, batubara coklat, gambut, ekstrak kayu, minuman keras selulosa, bard, tetes tebu, darah, kotoran hewan, minyak, minyak batu tulis, dll; dapat diperoleh dari batubara (1), (2) dan (5) dengan perlakuan dengan asam. Digunakan untuk memutihkan sirup gula, ekstrak tumbuhan, asam dan segala macam larutan, untuk mengklarifikasi anggur, minyak, dll. Aktivitas ini dibuat dalam larutan air. 5) Batubara, logam penyerap - bubuk, lunak. Diperoleh dengan membakar kayu atau gula di hadapan alkali. Digunakan untuk mengekstraksi logam mulia (emas, perak, platinum) dari larutan encer garamnya. Logam disimpan pada karbon aktif dalam keadaan bebas. 6) Katalis atau bara kontak - serbuk atau butiran. Biasanya identik dengan (4) atau (2). Digunakan sebagai katalis dalam beberapa proses kimia: dalam produksi fosgen dari CO dan Cl2, Sulfuryl Chloride dari SO2 dan Сl2, ketika hidrogen sulfida dioksidasi menjadi sulfur oleh oksigen udara, dll. Jika reaksi dilakukan dalam media gas, batubara granular lebih disukai, dan bubuk dalam media cair.

Ada beberapa teori aktivitas karbon aktif. Menurut Chaney, di setiap sudut ada dua modifikasi karbon - aktif dan tidak aktif. Menurut Debye dan Scherer, karbon aktif adalah grafit amorf, yang berada dalam kondisi fragmentasi terbaik. O. Ruff mengasumsikan keberadaan atom karbon aktif "tak jenuh" khusus aktif (yang ada satu untuk setiap 12 atom C biasa), yang merupakan pusat tarik-menarik bagi molekul-molekul zat yang diserap. Aktivasi, dari sudut pandang ini, terdiri dalam menghilangkan film tidak aktif yang menutupi atom aktif. Menurut Herbst, aktivitas karbon aktif disebabkan oleh adanya lapisan permukaan molekul karbon tak jenuh yang memiliki struktur seperti cincin (C3, Dengan4, Dengan5 dan C6). Menurut Mecklenburg, aktivitas batubara bukan properti dari suatu zat, tetapi strukturnya (porositas, struktur lapisan permukaan, dll).

Sumber: Martens. Ensiklopedia Teknis. Volume 1 - 1927

Bahan baku dan komposisi kimia dari karbon aktif

Karbon aktif adalah suatu zat (adsorben) dengan struktur berpori yang kuat. Komposisi kimia dari karbon aktif terdiri dari karbon, oksigen, hidrogen dan zat lainnya.

Karbon aktif adalah suatu zat (adsorben) dengan struktur berpori yang kuat. Dapatkan dari bahan yang berasal dari organik. Bahan-bahan tersebut adalah: kokas minyak bumi, arang, zaitun, kenari, kernel aprikot, dll. Dalam hal kualitas pembersihan, karbon aktif (karbon aktif) dianggap yang terbaik karena memiliki masa pakai paling lama. Karbolen (karbon aktif), terbuat dari tempurung kelapa, sangat kuat dan mudah dipulihkan.

Jika Anda melihat karbon aktif sebagai produk kimia, itu adalah bentuk karbon (salah satu dari beberapa) dengan struktur tidak sempurna yang hampir tidak mengandung pengotor. Karbon aktif dalam komposisi sangat mirip dengan grafit. Komposisi kimia dari karbon aktif terdiri dari karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, belerang dan zat lainnya. Selain berlian dan grafit, karbon aktif juga merupakan salah satu bentuk karbon, praktis bebas dari pengotor.

Menurut karakteristik struktural, karbon aktif termasuk dalam varietas karbon mikrokristalin. Kisi grafit tipikal rusak pada sudut yang diaktifkan - lapisannya digeser secara acak dan memiliki arah yang berbeda. Karbon aktif mengandung heteroatom dan karbon amorf. Komposisi ini menentukan struktur berpori dari karbon aktif, dan sifat adsorpsinya.

Karbon aktif

Bahan baku dan komposisi kimia

Struktur

Produksi

Klasifikasi

Fitur Utama

Area aplikasi

Regenerasi

Sejarah

Karbonut karbon aktif

Dokumentasi

Bahan baku dan komposisi kimia

Batubara aktif (atau aktif) (dari lat. Carbo activatus) adalah adsorben - suatu zat dengan struktur berpori yang sangat maju, yang diperoleh dari berbagai bahan mengandung karbon yang berasal dari organik, seperti arang, arang batu bara, kokas minyak bumi, tempurung kelapa, kenari, biji aprikot, zaitun dan tanaman buah lainnya. Kualitas terbaik dari pembersihan dan masa pakai dianggap karbon aktif (karbol), terbuat dari tempurung kelapa, dan karena kekuatannya yang tinggi, dapat diregenerasi berulang kali.

Dalam hal kimia, karbon aktif adalah bentuk karbon dengan struktur yang tidak sempurna, hampir tidak mengandung pengotor. Karbon aktif adalah 87-97% menurut beratnya yang terdiri dari karbon, dapat juga mengandung hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur dan zat-zat lainnya. Dalam komposisi kimianya, karbon aktif mirip dengan grafit, bahan yang digunakan, termasuk dalam pensil biasa. Karbon aktif, intan, grafit adalah semua bentuk karbon yang berbeda, praktis bebas dari pengotor. Menurut karakteristik strukturalnya, karbon aktif termasuk dalam kelompok varietas karbon mikrokristalin - ini adalah kristalit grafit yang terdiri dari bidang dengan panjang 2-3 nm, yang pada gilirannya dibentuk oleh cincin heksagonal. Namun, tipikal untuk orientasi grafit bidang-bidang individual kisi relatif terhadap satu sama lain dalam karbon aktif rusak - lapisan-lapisannya bergeser secara acak dan tidak sesuai dengan arah yang tegak lurus terhadap bidangnya. Selain kristalit grafit, karbon aktif mengandung dari satu hingga dua pertiga karbon amorf, dan heteroatom juga ada. Massa heterogen yang terdiri dari kristalit grafit dan karbon amorf, menentukan struktur berpori khusus karbon aktif, serta sifat adsorpsi dan fisiknya secara fisikomekanis. Kehadiran oksigen yang terikat secara kimiawi dalam struktur karbon aktif, yang membentuk senyawa kimia permukaan yang bersifat dasar atau asam, secara signifikan mempengaruhi sifat adsorpsi mereka. Kandungan abu karbon aktif bisa 1-15%, kadang-kadang malu menjadi 0,1-0,2%.

Struktur

Karbon aktif memiliki sejumlah besar pori-pori dan karenanya memiliki permukaan yang sangat besar, sehingga memiliki adsorpsi yang tinggi (1 g karbon aktif, tergantung pada teknologi pembuatannya, memiliki permukaan 500 hingga 1500 m 2). Ini adalah tingkat porositas tinggi yang membuat karbon aktif "diaktifkan." Peningkatan porositas karbon aktif terjadi selama perlakuan khusus - aktivasi, yang secara signifikan meningkatkan permukaan yang menyerap.

Dalam karbon aktif, makro, meso, dan mikro-pori dibedakan. Bergantung pada ukuran molekul yang perlu disimpan di permukaan batubara, batubara harus dibuat dengan rasio ukuran pori yang berbeda. Pori-pori pada sudut aktif diklasifikasikan menurut dimensi liniernya - X (setengah lebar - untuk model pori-pori seperti celah, jari-jari - untuk silinder atau bola):

Untuk adsorpsi dalam mikropori (volume spesifik 0,2-0,6 cm 3 / g dan 800-1000 m 2 / g), ukurannya sepadan dengan molekul yang teradsorpsi, mekanisme pengisian volume terutama merupakan karakteristik. Demikian pula, adsorpsi juga terjadi pada supermikropori (volume spesifik 0,15-0,2 cm 3 / g) - daerah antara mikropori dan mesopori. Di daerah ini, sifat-sifat mikropori berangsur-angsur merosot, sifat-sifat mesopori muncul. Mekanisme adsorpsi dalam mesopori terdiri dari pembentukan sekuensial lapisan adsorpsi (adsorpsi polimolekul), yang diselesaikan dengan mengisi pori-pori dengan mekanisme kondensasi kapiler. Dalam karbon aktif konvensional, volume spesifik mesopori adalah 0,02-0,10 cm 3 / g, luas permukaan spesifik adalah 20–70 m 2 / g; namun, untuk beberapa karbon aktif (misalnya, penerangan), indikator ini masing-masing dapat mencapai 0,7 cm 3 / g dan 200-450 m 2 / g. Makropori (masing-masing volume dan permukaan spesifik, 0,2-0,8 cm 3 / g dan 0,5-2,0 m 2 / g) berfungsi sebagai saluran transportasi yang mengarahkan molekul zat terserap ke ruang adsorpsi butiran karbon aktif. Mikro dan mesopori membentuk bagian terbesar dari permukaan karbon aktif, masing-masing, mereka memberikan kontribusi terbesar terhadap sifat adsorpsi mereka. Mikropori sangat cocok untuk adsorpsi molekul kecil, dan mesopori untuk adsorpsi molekul organik yang lebih besar. Pengaruh yang menentukan pada struktur pori-pori karbon aktif diberikan oleh bahan mentah dari mana mereka diperoleh. Karbon aktif yang didasarkan pada tempurung kelapa dicirikan oleh proporsi mikropori yang lebih besar, dan karbon aktif berdasarkan batubara keras - oleh proporsi mesopori yang lebih besar. Sebagian besar makropori adalah karakteristik karbon aktif berbasis kayu. Dalam sudut aktif, sebagai aturan, ada semua jenis pori-pori, dan kurva distribusi diferensial dalam ukurannya memiliki 2-3 maxima. Tergantung pada tingkat perkembangan supermikropori, karbon aktif dengan distribusi sempit (pori-pori ini praktis tidak ada) dan lebar (secara substansial dikembangkan) dibedakan.

Dalam pori-pori karbon aktif terdapat gaya tarik antarmolekul, yang mengarah pada munculnya gaya adsorpsi (gaya Van der Waltz), yang menurut sifatnya mirip dengan gaya gravitasi dengan satu-satunya perbedaan yang mereka lakukan pada level molekul daripada level astronomi. Gaya-gaya ini menyebabkan reaksi, mirip dengan reaksi presipitasi, di mana zat yang teradsorpsi dapat dihilangkan dari aliran air atau gas. Molekul dari polutan yang dihilangkan ditahan pada permukaan karbon aktif oleh gaya intermolekul Van der Waals. Karenanya, karbon aktif menghilangkan kontaminan dari bahan yang dimurnikan (sebaliknya, misalnya, berubah warna, ketika molekul pengotor berwarna tidak dihilangkan, tetapi secara kimia diubah menjadi molekul tidak berwarna). Reaksi kimia juga dapat terjadi antara zat yang diserap dan permukaan karbon aktif. Proses ini disebut adsorpsi kimia atau chemisorption, tetapi pada dasarnya proses adsorpsi fisik terjadi selama interaksi karbon aktif dan zat yang diserap. Chemisorption banyak digunakan dalam industri untuk pembersihan gas, degassing, pemisahan logam, serta dalam penelitian ilmiah. Adsorpsi fisik bersifat reversibel, yaitu zat yang teradsorpsi dapat dipisahkan dari permukaan dan dikembalikan ke kondisi semula dalam kondisi tertentu. Selama chemisorption, zat yang diadsorpsi terikat ke permukaan melalui ikatan kimia, mengubah sifat kimianya. Chemisorpsi tidak reversibel.

Beberapa zat kurang teradsorpsi pada permukaan karbon aktif konvensional. Zat seperti itu meliputi amonia, sulfur dioksida, uap merkuri, hidrogen sulfida, formaldehida, klorin, dan hidrogen sianida. Untuk menghilangkan zat-zat semacam itu secara efektif, karbon aktif yang diresapi dengan bahan kimia khusus digunakan. Karbon aktif impregnasi digunakan di area khusus pemurnian udara dan air, di respirator, untuk keperluan militer, di industri nuklir, dll.

Produksi

Untuk produksi karbon aktif menggunakan tungku dari berbagai jenis dan desain. Yang paling banyak digunakan: multi-rak, poros, rotary kiln horisontal dan vertikal, serta reaktor unggun terfluidisasi. Sifat utama karbon aktif dan, di atas semua itu, struktur berpori ditentukan oleh jenis bahan baku awal yang mengandung karbon dan metode pengolahannya. Pertama, bahan baku yang mengandung karbon dihancurkan hingga ukuran partikel 3-5 cm, kemudian mengalami karbonisasi (pirolisis) - dipanggang pada suhu tinggi di atmosfer lembam tanpa akses udara untuk menghilangkan zat volatil. Pada tahap karbonisasi, kerangka kerja karbon aktif masa depan terbentuk - porositas dan kekuatan primer.

Namun, karbon terkarbonisasi yang diperoleh (carbonizate) memiliki sifat adsorpsi yang buruk, karena ukuran pori-nya kecil dan luas permukaan internal sangat kecil. Oleh karena itu, carbonisate mengalami aktivasi untuk memperoleh struktur pori tertentu dan meningkatkan sifat adsorpsi. Esensi dari proses aktivasi terdiri dalam membuka pori-pori dalam bahan karbon dalam keadaan tertutup. Ini dilakukan baik secara termokimia: bahan tersebut pra-diresapi dengan larutan seng klorida ZnCl2, kalium karbonat K2DENGAN3 atau beberapa senyawa lain dan dipanaskan hingga 400-600 ° C tanpa akses udara, atau, paling umum, dengan perlakuan dengan uap super panas atau karbon dioksida CO2 atau campurannya pada suhu 700-900 ° C dalam kondisi yang sangat terkontrol. Aktivasi uap adalah oksidasi produk terkarbonisasi menjadi gas sesuai dengan reaksi - C + H2Tentang -> CO + H2; atau dengan uap air berlebih - C + 2H2Tentang -> CO2+2 jam2. Sudah diterima secara luas bahwa pasokan ke peralatan untuk aktivasi secara bersamaan dengan uap jenuh dari sejumlah udara yang terbatas. Sebagian dari batubara terbakar dan suhu yang dibutuhkan tercapai di ruang reaksi. Keluaran karbon aktif dalam varian proses ini sangat berkurang. Juga, karbon aktif diperoleh dengan dekomposisi termal dari polimer sintetik (misalnya, polivinilidena klorida).

Aktivasi dengan uap air memungkinkan menghasilkan batubara dengan luas permukaan internal hingga 1.500 m 2 per gram batubara. Berkat luas permukaan yang sangat besar ini, karbon aktif adalah adsorben yang sangat baik. Namun, tidak semua area ini dapat tersedia untuk adsorpsi, karena molekul besar zat yang terserap tidak dapat menembus ke dalam pori-pori berukuran kecil. Dalam proses aktivasi, porositas yang diperlukan dan luas permukaan spesifik berkembang, terjadi penurunan massa zat padat yang signifikan, yang disebut hangus.

Sebagai hasil dari aktivasi termokimia, karbon aktif berpori kasar terbentuk, yang digunakan untuk pemutihan. Sebagai hasil dari aktivasi uap, karbon aktif berpori halus digunakan, yang digunakan untuk pembersihan.

Selanjutnya, karbon aktif didinginkan dan mengalami pra-penyortiran dan penyaringan, di mana lumpur dihilangkan, kemudian, tergantung pada kebutuhan untuk mendapatkan parameter yang ditentukan, karbon aktif dikenakan pemrosesan tambahan: mencuci dengan asam, peresapan (peresapan dengan berbagai bahan kimia), penggilingan dan pengeringan. Setelah itu, karbon aktif dikemas dalam kemasan industri: tas atau tas besar.

Klasifikasi

Karbon aktif diklasifikasikan menurut jenis bahan baku dari mana bahan itu dibuat (batu bara, kayu, kelapa, dll.), Dengan metode aktivasi (termokimia dan uap), berdasarkan tujuan (gas, penyembuhan, klarifikasi dan pembawa karbon sorben kimia), serta bentuk rilisnya. Karbon aktif saat ini terutama tersedia dalam bentuk berikut:

  • karbon aktif bubuk
  • karbon aktif butiran (hancur, berbentuk partikel tidak teratur),
  • karbon aktif dibentuk,
  • karbon aktif ekstrusi (butiran silinder),
  • kain diresapi dengan karbon aktif.

Karbon aktif bubuk memiliki ukuran partikel kurang dari 0,1 mm (lebih dari 90% dari total komposisi). Batubara bubuk digunakan untuk pemurnian industri cairan, termasuk pengolahan air limbah rumah tangga dan industri. Setelah adsorpsi, arang bubuk harus dipisahkan dari cairan untuk dimurnikan dengan filtrasi.

Partikel karbon aktif granular mulai dari ukuran 0,1 hingga 5 mm (lebih dari 90% komposisi). Karbon aktif granular digunakan untuk pemurnian cairan, terutama untuk pemurnian air. Saat membersihkan cairan, karbon aktif ditempatkan di filter atau adsorber. Karbon aktif dengan partikel yang lebih besar (2-5 mm) digunakan untuk membersihkan udara dan gas lainnya.

Karbon aktif yang dibentuk adalah karbon aktif dalam bentuk berbagai bentuk geometris, tergantung pada aplikasinya (silinder, tablet, briket, dll.). Batubara dibentuk untuk membersihkan berbagai gas dan udara. Saat membersihkan gas, karbon aktif juga ditempatkan di filter atau penyerap.

Batubara yang diekstrusi diproduksi dengan partikel-partikel dalam bentuk silinder dengan diameter 0,8 hingga 5 mm, sebagai aturan, itu diimpregnasi (diresapi) dengan bahan kimia khusus dan digunakan dalam katalisis.

Kain diresapi dengan batubara datang dalam berbagai bentuk dan ukuran, paling sering digunakan untuk membersihkan gas dan udara, misalnya, di filter udara mobil.

Fitur Utama

Ukuran granulometrik (granulometri) - ukuran bagian utama dari butiran karbon aktif. Unit pengukuran: milimeter (mm), mesh USS (AS) dan mesh BSS (Bahasa Inggris). Tabel ringkasan konversi ukuran partikel USS mesh - milimeter (mm) diberikan dalam file yang sesuai.

Kepadatan massal adalah massa material yang mengisi volume satuan dengan beratnya sendiri. Satuan ukuran - gram per sentimeter kubik (g / cm 3).

Area permukaan - area permukaan benda padat yang terkait dengan massanya. Satuan pengukuran adalah meter persegi ke gram batu bara (m 2 / g).

Kekerasan (atau kekuatan) - semua produsen dan konsumen karbon aktif menggunakan metode yang sangat berbeda untuk menentukan kekuatan. Sebagian besar teknik didasarkan pada prinsip berikut: sampel karbon aktif mengalami tekanan mekanis, dan ukuran kekuatan adalah jumlah denda yang dihasilkan selama penghancuran batubara atau penggilingan dengan ukuran rata-rata. Untuk ukuran kekuatan ambil jumlah batubara tidak dihancurkan dalam persen (%).

Kelembaban adalah jumlah kelembaban yang terkandung dalam karbon aktif. Unit ukuran - persen (%).

Kandungan abu - jumlah abu (kadang-kadang dianggap hanya larut dalam air) dalam karbon aktif. Unit ukuran - persen (%).

PH ekstrak air adalah nilai pH larutan berair setelah merebus sampel karbon aktif di dalamnya.

Tindakan perlindungan - pengukuran waktu adsorpsi oleh batubara dari gas tertentu sebelum dimulainya transmisi konsentrasi gas minimum oleh lapisan karbon aktif. Tes ini digunakan untuk batubara yang digunakan untuk pemurnian udara. Paling sering, karbon aktif diuji untuk benzena atau karbon tetraklorida (alias karbon tetraklorida)4).

Adsorpsi CTC (adsorpsi pada karbon tetraklorida) - karbon tetraklorida dilewatkan melalui volume karbon aktif, saturasi terjadi pada berat konstan, kemudian jumlah uap yang teradsorpsi yang dikaitkan dengan berat batubara dalam persen (%) diperoleh.

Indeks yodium (adsorpsi yodium, angka yodium) adalah jumlah yodium dalam miligram, yang dapat menyerap 1 gram karbon aktif, dalam bentuk bubuk dari larutan encer yang encer. Unit pengukuran - mg / g.

Methylene Blue Adsorption adalah jumlah miligram metilen biru yang diserap oleh satu gram karbon aktif dari larutan berair. Unit pengukuran - mg / g.

Perubahan warna molase (jumlah mol atau indeks, berdasarkan molase) - jumlah karbon aktif dalam miligram yang diperlukan untuk klarifikasi 50% dari solusi molase standar.

Area aplikasi

Sumur karbon aktif menyerap bahan organik, molekul tinggi dengan struktur non-polar, misalnya: pelarut (hidrokarbon terklorinasi), pewarna, minyak, dll. Kemungkinan adsorpsi meningkat dengan menurunnya kelarutan dalam air, dengan lebih banyak struktur non-polar dan bertambahnya berat molekul. Karbon aktif dengan baik menyerap uap zat dengan titik didih yang relatif tinggi (misalnya, benzena C6H6), senyawa volatil yang lebih buruk (misalnya, amonia NH3). Pada tekanan uap relatif halhal/ hkita kurang dari 0,10-0,25 (halhal - tekanan kesetimbangan dari zat yang diadsorpsi, halkita - tekanan uap jenuh) karbon aktif sedikit menyerap uap air. Namun, ketika halhal/ hkita lebih dari 0,3-0,4 ada adsorpsi nyata, dan dalam kasus halhal/ hkita = 1 hampir semua mikropori diisi dengan uap air. Oleh karena itu, kehadiran mereka dapat mempersulit penyerapan zat target.

Karbon aktif banyak digunakan sebagai adsorben yang menyerap uap dari emisi gas (misalnya, saat membersihkan udara dari karbon disulfida CS2), perolehan kembali uap dari pelarut yang mudah menguap untuk tujuan pemulihan, untuk pemurnian larutan berair (misalnya, sirup gula dan minuman beralkohol), air minum dan limbah, dalam masker gas, dalam teknologi vakum, misalnya, untuk membuat pompa penyerapan, dalam kromatografi adsorpsi gas, untuk mengisi peredam bau dalam lemari es, pemurnian darah, penyerapan zat-zat berbahaya dari saluran pencernaan, dll. Karbon aktif juga dapat menjadi pembawa aditif katalitik dan katalis polimerisasi. Untuk membuat sifat katalitik karbon aktif, aditif khusus ditambahkan ke makro dan mesopori.

Dengan perkembangan produksi industri karbon aktif, penggunaan produk ini terus meningkat. Saat ini, karbon aktif digunakan dalam banyak proses pemurnian air, industri makanan, dalam proses teknologi kimia. Selain itu, limbah gas dan pengolahan air limbah terutama didasarkan pada adsorpsi oleh karbon aktif. Dan dengan perkembangan teknologi atom, karbon aktif adalah adsorben utama dari gas radioaktif dan air limbah di pembangkit listrik tenaga nuklir. Pada abad ke-20, penggunaan karbon aktif muncul dalam proses medis yang kompleks, misalnya, hemofiltrasi (pemurnian darah pada karbon aktif). Karbon aktif digunakan:

  • untuk pengolahan air (pemurnian air dari dioksin dan xenobiotik, karbonisasi);
  • dalam industri makanan dalam produksi minuman beralkohol, minuman beralkohol rendah dan bir, klarifikasi anggur, dalam produksi filter rokok, pemurnian karbon dioksida dalam produksi minuman berkarbonasi, pemurnian larutan pati, sirup gula, glukosa dan xylitol, klarifikasi dan penghilangan bau minyak dan lemak, dalam produksi lemon, susu dan asam lainnya;
  • dalam industri kimia, minyak dan gas dan pemrosesan untuk klarifikasi plasticizer, sebagai pembawa katalis, dalam produksi minyak mineral, reagen kimia dan cat dan pernis, dalam produksi karet, dalam produksi serat kimia, untuk pemurnian larutan amina, untuk pemulihan uap pelarut organik;
  • dalam kegiatan lingkungan lingkungan untuk pengolahan limbah industri, untuk menghilangkan tumpahan minyak dan produk minyak, untuk pembersihan gas buang di pabrik pembakaran, untuk pembersihan emisi gas-udara ventilasi udara;
  • dalam industri pertambangan dan metalurgi untuk pembuatan elektroda, untuk flotasi bijih mineral, untuk ekstraksi emas dari solusi dan bubur dalam industri pertambangan emas;
  • dalam industri bahan bakar dan energi untuk pemurnian kondensat uap dan air boiler;
  • dalam industri farmasi untuk pemurnian solusi dalam pembuatan produk medis, dalam produksi tablet batubara, antibiotik, pengganti darah, tablet Allohol;
  • dalam pengobatan untuk pemurnian hewan dan organisme manusia dari racun, bakteri, selama pemurnian darah;
  • dalam produksi alat pelindung diri (masker gas, respirator, dll.);
  • dalam industri nuklir;
  • untuk pemurnian air di kolam renang dan akuarium.

Air diklasifikasikan sebagai limbah, tanah dan air minum. Ciri khas dari klasifikasi ini adalah konsentrasi polutan, yang dapat berupa pelarut, pestisida dan / atau halogen-hidrokarbon, seperti hidrokarbon terklorinasi. Ada rentang konsentrasi berikut, tergantung pada kelarutan:

  • 10-350 g / l untuk air minum,
  • 10-1000 g / liter untuk air tanah,
  • 10-2000 g / l untuk air limbah.

Pengolahan air pada kolam tidak sesuai dengan klasifikasi ini, karena di sini kita berurusan dengan deklorinasi dan de-zonasi, dan tidak dengan penghapusan adsorpsi murni dari polutan. Deklorinasi dan deozonasi secara efektif digunakan dalam pengolahan air kolam renang menggunakan karbon aktif dari tempurung kelapa, yang menguntungkan karena permukaan adsorpsi yang besar dan karena itu memiliki efek deklorinasi yang sangat baik dengan kepadatan tinggi. Kepadatan tinggi memungkinkan aliran balik tanpa mencuci karbon aktif dari filter.

Karbon aktif granular digunakan dalam sistem adsorpsi stasioner tetap. Air yang terkontaminasi mengalir melalui lapisan karbon aktif yang konstan (kebanyakan dari atas ke bawah). Untuk operasi bebas dari sistem adsorpsi ini, air harus bebas dari partikel padat. Ini dapat dijamin dengan preprocessing yang sesuai (misalnya, dengan menggunakan saringan pasir). Partikel yang masuk ke filter tetap dapat dihilangkan oleh arus berlawanan dari sistem adsorpsi.

Banyak proses manufaktur mengeluarkan gas berbahaya. Zat beracun ini tidak boleh dilepaskan ke udara. Zat beracun paling umum di udara adalah pelarut yang diperlukan untuk produksi bahan yang digunakan sehari-hari. Untuk pemisahan pelarut (terutama hidrokarbon, seperti hidrokarbon terklorinasi), karbon aktif dapat berhasil digunakan karena ketahanan airnya.

Pembersihan udara dibagi menjadi pembersihan udara dari udara yang tercemar dan pemulihan pelarut sesuai dengan jumlah dan konsentrasi polutan di udara. Pada konsentrasi tinggi, lebih murah untuk memulihkan pelarut dari karbon aktif (misalnya, dengan uap). Tetapi jika zat beracun ada pada konsentrasi yang sangat rendah atau dalam campuran yang tidak dapat digunakan kembali, karbon aktif sekali pakai dicetak digunakan. Karbon aktif yang dibentuk digunakan dalam sistem adsorpsi tetap. Aliran udara yang terkontaminasi melalui lapisan batu bara yang konstan dalam satu arah (terutama dari bawah ke atas).

Salah satu aplikasi utama karbon aktif impregnasi adalah pemurnian gas dan udara. Udara yang terkontaminasi sebagai hasil dari banyak proses teknis mengandung zat beracun yang tidak dapat sepenuhnya dihilangkan dengan karbon aktif konvensional. Zat beracun ini, terutama zat polar anorganik atau tidak stabil, dapat menjadi sangat beracun bahkan pada konsentrasi rendah. Dalam hal ini, karbon aktif yang diimpregnasi digunakan. Kadang-kadang dengan berbagai reaksi kimia antara komponen polutan dan zat aktif dalam karbon aktif, polutan dapat sepenuhnya dihilangkan dari udara yang tercemar. Karbon aktif diresapi (diresapi) dengan perak (untuk memurnikan air minum), yodium (untuk memurnikan dari sulfur dioksida), sulfur (untuk memurnikan dari merkuri), alkali (untuk memurnikan dari asam dan gas gas - klor, sulfur dioksida, nitrogen dioksida dan d.), asam (untuk menghilangkan gas alkali dan amonia).

Regenerasi

Karena adsorpsi adalah proses reversibel dan tidak mengubah permukaan atau komposisi kimia dari karbon aktif, kontaminan dapat dihilangkan dari karbon aktif dengan desorpsi (pelepasan zat yang diserap). Kekuatan van der Waals, yang merupakan kekuatan pendorong utama dalam adsorpsi, melemah, sehingga polutan dapat dihilangkan dari permukaan batubara, tiga metode teknis digunakan:

  • Metode fluktuasi suhu: efek gaya van der Waals berkurang dengan meningkatnya suhu. Temperatur meningkat karena aliran panas nitrogen atau peningkatan tekanan uap pada suhu 110-160 ° C.
  • Metode fluktuasi tekanan: dengan penurunan tekanan parsial, efek gaya Van-Der-Waltz berkurang.
  • Ekstraksi - desorpsi dalam fase cair. Zat yang diserap dihapus secara kimia.

Semua metode ini tidak nyaman, karena zat yang teradsorpsi tidak dapat sepenuhnya dihapus dari permukaan batubara. Sejumlah besar polutan tetap ada di pori-pori karbon aktif. Saat menggunakan regenerasi uap, 1/3 dari semua zat yang teradsorpsi masih tetap dalam karbon aktif.

Di bawah regenerasi kimia, pahami pengobatan cairan sorben atau gas organik atau reagen anorganik pada suhu, sebagai aturan, tidak lebih tinggi dari 100 ° C. Kedua sorben karbon dan non-karbon diregenerasi secara kimia. Sebagai hasil dari perlakuan ini, sorbat dapat terdesorbsi tanpa perubahan, atau produk dari interaksinya dengan bahan regenerasi didesorbsi. Regenerasi kimia sering berlangsung langsung di peralatan adsorpsi. Kebanyakan metode regenerasi kimia secara khusus dikhususkan untuk jenis sorbate tertentu.

Regenerasi termal suhu rendah adalah perlakuan sorben dengan uap atau gas pada 100-400 ° C. Prosedur ini cukup sederhana dan dalam banyak kasus dilakukan langsung di adsorber. Uap air karena entalpi tinggi paling sering digunakan untuk regenerasi termal suhu rendah. Ini aman dan tersedia dalam produksi.

Regenerasi kimia dan regenerasi termal suhu rendah tidak memastikan pemulihan lengkap dari batubara adsorpsi. Proses regenerasi termal sangat kompleks, bertingkat, tidak hanya mempengaruhi sorbat, tetapi juga sorben itu sendiri. Regenerasi termal dekat dengan teknologi untuk menghasilkan karbon aktif. Selama karbonisasi berbagai jenis sorbat pada batubara, sebagian besar pengotor terurai pada 200-350 ° C, dan pada 400 ° C, sekitar setengah dari total adsorbat biasanya dihancurkan. CO, CO2, CH4 - Produk dekomposisi utama sorbat organik dilepaskan ketika dipanaskan hingga 350 - 600 ° C. Secara teori, biaya regenerasi tersebut adalah 50% dari biaya karbon aktif baru. Ini menunjukkan perlunya untuk melanjutkan pencarian dan pengembangan metode baru yang sangat efisien untuk regenerasi sorben.

Reaktivasi adalah regenerasi lengkap karbon aktif melalui uap pada suhu 600 ° C. Polutan dibakar pada suhu ini, tanpa membakar batubara. Hal ini dimungkinkan karena konsentrasi oksigen yang rendah dan adanya sejumlah uap yang signifikan. Uap air secara selektif bereaksi dengan bahan organik teradsorpsi yang menunjukkan reaktivitas tinggi dalam air pada suhu tinggi ini, dengan pembakaran sempurna terjadi. Namun, tidak mungkin untuk menghindari pembakaran batubara minimum. Kerugian ini harus dikompensasi dengan batubara baru. Setelah reaktivasi, sering terjadi bahwa karbon aktif menunjukkan permukaan internal yang lebih besar dan reaktivitas yang lebih tinggi daripada batubara asli. Fakta-fakta ini disebabkan oleh pembentukan pori-pori tambahan dan polutan kokas dalam karbon aktif. Struktur pori-pori juga berubah - mereka bertambah. Reaktivasi dilakukan dalam oven reaktivasi. Ada tiga jenis tungku: tungku berputar, poros, dan aliran gas variabel. Variabel tungku aliran gas memiliki keuntungan karena kerugian rendah karena pembakaran dan gesekan. Karbon aktif diisi ke dalam aliran udara dan, dalam hal ini, gas pembakaran dapat dibawa naik melalui perapian. Karbon aktif sebagian menjadi fluida karena aliran gas yang intens. Gas juga mengangkut produk pembakaran ketika diaktifkan kembali dari karbon aktif ke ruang afterburning. Udara ditambahkan ke afterburner, sehingga gas yang belum sepenuhnya dinyalakan sekarang dapat terbakar. Suhu naik sekitar 1.200 ° C. Setelah pembakaran, gas mengalir ke mesin cuci gas, di mana gas didinginkan hingga suhu antara 50-100 ° C sebagai hasil pendinginan dengan air dan udara. Dalam ruang ini, asam hidroklorat, yang dibentuk oleh klorohidrokarbon teradsorpsi dari karbon aktif yang dimurnikan, dinetralkan dengan natrium hidroksida. Karena suhu tinggi dan pendinginan yang cepat, tidak ada gas beracun (seperti dioksin dan furan) yang terbentuk.

Sejarah

Referensi historis paling awal mengenai penggunaan batu bara, mengacu pada India kuno, di mana tulisan-tulisan berbahasa Sanskerta mengatakan bahwa air minum harus terlebih dahulu dilewatkan melalui batu bara, disimpan dalam bejana tembaga dan terkena sinar matahari.

Sifat unik dan berguna dari batu bara juga dikenal di Mesir kuno, di mana arang digunakan untuk keperluan medis sedini 1500 SM. e.

Bangsa Romawi kuno juga menggunakan batu bara untuk memurnikan air minum, bir, dan anggur.

Pada akhir abad ke-18, para ilmuwan tahu bahwa Carbolen mampu menyerap berbagai gas, uap, dan zat terlarut. Dalam kehidupan sehari-hari, orang-orang mengamati: jika merebus air ke dalam panci, tempat mereka memasak makan malam sebelumnya, melempar beberapa bara, rasa dan aroma makanan menghilang. Seiring waktu, karbon aktif digunakan untuk memurnikan gula, untuk menjebak bensin dalam gas alam, saat mewarnai kain, menyamakan kulit.

Pada 1773, ahli kimia Jerman Karl Scheele melaporkan adsorpsi gas pada arang. Kemudian ditemukan bahwa arang juga dapat menghitamkan cairan.

Pada tahun 1785 apoteker St. Petersburg, Lovits T. Ye., Yang kemudian menjadi akademisi, pertama kali menarik perhatian pada kemampuan karbon aktif untuk memurnikan alkohol. Sebagai hasil dari percobaan berulang-ulang, ia menemukan bahwa bahkan pengocokan sederhana anggur dengan bubuk batu bara memungkinkan untuk mendapatkan minuman yang jauh lebih bersih dan berkualitas lebih tinggi.

Pada 1794, arang pertama kali digunakan di pabrik gula Inggris.

Pada 1808, arang pertama kali digunakan di Prancis untuk meringankan sirup gula.

Pada tahun 1811, ketika memadukan krim sepatu hitam, kemampuan pemutihan arang tulang ditemukan.

Pada tahun 1830, seorang apoteker, yang melakukan percobaan pada dirinya sendiri, mengambil satu gram strychnine di dalam dan selamat, karena ia secara bersamaan menelan 15 gram karbon aktif, yang menyerap racun kuat ini.

Pada tahun 1915, masker gas batubara penyaringan pertama di dunia ditemukan di Rusia oleh ilmuwan Rusia Nikolai Dmitrievich Zelinsky. Pada 1916 ia diadopsi oleh pasukan Entente. Bahan sorben utama di dalamnya adalah karbon aktif.

Produksi industri karbon aktif dimulai pada awal abad ke-20. Pada tahun 1909, batch pertama karbon aktif bubuk dirilis di Eropa.

Selama Perang Dunia Pertama, arang tempurung kelapa aktif pertama kali digunakan sebagai adsorben dalam masker gas.

Saat ini, karbon aktif adalah salah satu bahan filter terbaik.

Karbonut karbon aktif

Perusahaan "Sistem Kimia" menawarkan berbagai karbon aktif Carbonut, terbukti dengan baik dalam berbagai proses teknologi dan industri:

  • Carbonut WT untuk pemurnian cairan dan air (tanah, limbah dan minuman, serta untuk pengolahan air),
  • Carbonut VP untuk membersihkan berbagai gas dan udara
  • Carbonut GC untuk ekstraksi emas dan logam lainnya dari solusi dan bubur di industri pertambangan-dan-motel,
  • Carbonut CF untuk filter rokok.

Karbon aktif karbonut diproduksi secara eksklusif dari tempurung kelapa, karena karbon aktif kelapa memiliki kualitas pembersihan terbaik dan kapasitas penyerapan tertinggi (karena adanya jumlah pori yang lebih besar dan, akibatnya, area permukaan yang lebih besar), masa pakai lebih lama (karena kekerasan tinggi dan kemungkinan regenerasi ganda), kurangnya desorpsi zat yang terserap dan kadar abu yang rendah.

Batubara aktif Carbonut telah diproduksi sejak 1995 di India dengan peralatan otomatis dan berteknologi tinggi. Produksi memiliki lokasi yang penting secara strategis, pertama, dekat dengan sumber bahan baku - kelapa, dan kedua, dekat dengan pelabuhan. Kelapa tumbuh sepanjang tahun, menyediakan sumber bahan baku berkualitas tanpa gangguan dalam jumlah besar, dengan biaya pengiriman minimal. Kedekatan pelabuhan laut, juga menghindari biaya tambahan logistik. Semua tahap siklus teknologi dalam produksi karbon aktif Carbonut dikontrol secara ketat: ini mencakup pemilihan bahan baku input yang cermat, kontrol parameter dasar setelah setiap tahap produksi menengah, dan kontrol kualitas produk akhir, jadi sesuai dengan standar yang ditetapkan. Karbon aktif Carbonut diekspor hampir di seluruh dunia dan karena kombinasi harga dan kualitas yang sangat baik sangat diminati.

Dokumentasi

Untuk melihat dokumentasi, Anda memerlukan program "Adobe Reader". Jika Anda tidak menginstal Adobe Reader di komputer Anda, kunjungi situs web Adobe www.adobe.com, unduh dan instal versi terbaru dari program ini (program ini gratis). Proses instalasi sederhana dan hanya membutuhkan beberapa menit, program ini akan berguna bagi Anda di masa depan.

Jika Anda ingin membeli Karbon aktif di Moskwa, wilayah Moskwa, Mytischi, St. Petersburg - hubungi manajer perusahaan. Juga dikirim ke wilayah lain di Federasi Rusia.