کربن فعال 

کربن فعال چیست؟ کاربرد کربن فعال چیست؟

کربن فعال یا کربن اکتیو نوعی زغال سنگ است که با عملیات فعال سازی دمای بالا در شرایط بی هوازی تولید می شود. مواد سوختی تحت شرایط فوق تصفیه می شوند تا تعداد فضای خالی در مواد افزایش یابد. افزایش تعداد منافذ روی مواد برای بهینه‌سازی مدیریت ناخالصی‌های کوچک در طول جذب ناخالصی‌ها روی سطح ماده است.

کربن فعال به طور گسترده ای برای مدت طولانی در تولید پزشکی، زیست محیطی، مواد غذایی و غیره استفاده می شود. استفاده از کربن فعال راندمان پردازش را چندین برابر بیشتر از استفاده از زغال چوب، آنتراسیت یا زغال سنگ های مشابه در طول فرآوری به ارمغان می آورد.

امروزه محصولات با استفاده از فناوری کربن فعال به طور گسترده در بازار از محصولات آرایشی و بهداشتی، خمیر دندان سفید کننده تا ماسک های ضد سم استفاده می شود.

کاربرد عالی کربن فعال

- در زمینه پزشکی: در تولید داروهای نفخ معده، درد معده، بیماری های روده، سم زدایی ... استفاده می شود اما برای جلوگیری از عوارض باید طبق دستور پزشک از آن استفاده کنید.

- در زمینه صنعت: فرآوری فلزات غیرآهنی، پالایش فلزات، به ویژه تصفیه محلول آبکاری، متالورژی، صنایع معدنی، طلا و نقره، فلزات گرانبها. همه راندمان پردازش بالا را به ارمغان می آورند

- کربن فعال در تصفیه گازهای خروجی و بو زدایی استفاده می شود: استفاده از کربن فعال پودر شده برای بو زدایی در آشپزخانه، تصفیه فاضلاب، آب آشامیدنی تصفیه شده و از بین بردن باکتری ها در تهویه مطبوع.

- کربن فعال در تصفیه آب استفاده می شود: حذف مواد آلی، بو زدایی، جمع کردن مواد شیمیایی سمی در منابع آب. کاربرد در تصفیه فاضلاب و تصفیه آب خالص. کربن فعال به طور گسترده در مخازن فیلتر درشت، تصفیه آب، فیلترهای آب و ... استفاده می شود.

کربن اکتیو کاربردهای دیگری نیز دارد مانند:

1.     زغال فعال موجود در پاک کننده ها و ماسک های صورت برای ضد عفونی کردن، جذب سرب و دفع سموم از منافذ. گرد و غبار و سبوم را از سطح پوست پاک کنید.

2.     زغال فعال موجود در خمیر دندان به جذب پلاک و باکتری کمک می کند و دندان ها را سفیدتر و قوی تر می کند.

3.     کربن فعال را در ماسک های پزشکی و ماسک های ضد سم اضافه کنید.

تاثیر کربن فعال در زمینه تصفیه آب

در زمینه تصفیه آب، کربن اکتیو نقش بسیار مهمی دارد. کربن اکتیو می تواند ناخالصی ها را در اندازه های کوچک در حدود 0.05 - 0.1 میکرومتر حذف کند، رنگ، بو، ناخالصی های آلی موجود در آب را حذف کند. یکی از ویژگی های مهم کربن اکتیو ایمن بودن آن برای کاربر است که پیش نیاز انتخاب تجهیزات تصفیه است. شکل و اندازه کربن فعال متنوع است، به راحتی فشرده می شود، به سختی تحت فشار بالا شکسته می شود، بنابراین استفاده از آن به عنوان هسته فیلتر در دستگاه های تصفیه آب امروزی آسان است.

انواع کربن فعال معمولاً در 3 نوع زیر یافت می شود

- پودر کربن فعال PAC: بو زدایی، آسیاب کردن، حذف چربی های محلول در آب. این نوع کربن فعال دوام ندارد. شستشوی آسان، ناپایدار و مشخصه، فقط برای پشتیبانی از سیستم های تصفیه آب برای مصارف صنعتی استفاده می شود.

- کربن فعال گرانولی: ماندگاری بالاتری نسبت به کربن فعال پودری دارد. با این حال، اگر جریان دارای سرعت زیادی باشد، این نوع کربن فعال هنوز واقعا برتر نیست. راندمان فیلتراسیون تا حد زیادی به جریان بستگی دارد. از این نوع کربن فعال در دستگاه های تصفیه آب استفاده می شود.

- بلوک کربن فعال: این ساختار پایدارترین زغال سنگ است. تمام ناخالصی های موجود در آب هنگام عبور از این زغال سنگ حفظ خواهد شد. این نوع زغال سنگ همچنین دارای عمر بسیار طولانی، عملکرد فیلتراسیون پایدار است، بنابراین به طور گسترده در سیستم های تصفیه آب خالص و خانگی استفاده می شود.

مکانیسم اثر کربن فعال در هسته فیلتر آب

مکانیسم تصفیه آب کربن فعال بر اساس 2 حالت فیلتراسیون اساسی فرآیند پویا عمل می کند:

- فیلتراسیون فیزیکی و مکانیکی: ساختار توخالی کوچک به کربن فعال کمک می کند تا ذرات و ناخالصی های موجود در عبور آب را حذف کند.

- فیلتر توسط مکانیسم جذب یون سطحی: جذبی که توسط جاذبه الکترواستاتیک سطحی صورت می گیرد جذب شیمیایی نامیده می شود. مواد سمی، ناخالصی های محلول بر روی سطح مولکولی کربن فعال باقی می ماند. اینها شامل کلر، بنزن و مواد شیمیایی صنعتی محلول در آب است.

با این حال، کربن فعال نمی تواند فلزات سنگین مانند As، نمک های سرب، جیوه، میکروارگانیسم ها و ناخالصی های محلول در آب را حذف کند.

عوامل موثر بر راندمان فیلتراسیون کربن فعال

در واقع، راندمان فیلتراسیون زغال سنگ به دو عامل اصلی زیر بستگی دارد:

·        کیفیت آب ورودی: استفاده از منبع آب بسیار آلوده باعث کاهش عمر مواد و همچنین ساختار مواد می شود. تجمع کثیفی باعث کاهش راندمان فیلتراسیون می شود.

·        زمان تماس: هر چه زمان تماس آب و مواد بیشتر باشد، راندمان تصفیه بالاتر است. شما می توانید با طراحی آب با جریان آهسته یا با افزایش مقدار زغال سنگ موجود در سیستم تصفیه، زمان تماس را افزایش دهید.

علاوه بر این، بسیاری از عوامل دیگر نیز بر کیفیت و کارایی کربن فعال تأثیر می‌گذارند.

·        انواع دستگاه های تصفیه آب با استفاده از کربن فعال

·        فیلتر کربن فعال در دستگاه های تصفیه آب RO

·        هسته GAC

·        این یک عنصر فیلتر مهم در سه فیلتر درشت دستگاه های تصفیه آب RO است

·        ساختار: پوسته پلاستیکی، در داخل پوسته نارگیل دانه ای کربن فعال است.

·        عملکرد: از مکانیسم جذب برای حذف کلر باقیمانده، KLN، آفت کش ها، رنگ، بو استفاده کنید. به منظور حذف ناخالصی های بزرگتر از منافذ فیلتر زغال سنگ.

·        طول عمر: از 6 تا 9 ماه.

مزایا و معایب فیلتر کربن فعال

پس از یادگیری عملکرد کربن فعال، به راحتی می توانیم برخی از مزایای این ماده را به شرح زیر نتیجه گیری کنیم:

·        قادر به حذف مواد شیمیایی مضر مانند کلر، گوگرد و غیره است.

·        جذب و حذف فلزات سنگین مضر برای بدن انسان.

·        بوی ماهی را فیلتر می کند و آب را شفاف تر می کند.

·        به افزایش عمر دستگاه تصفیه آب کمک می کند زیرا کربن فعال ناخالصی های مضر برای غشای RO را حفظ می کند.

·        هزینه کم، تولید آسان.

تصفیه آب با کربن اکتیو دارای معایبی است

·        مولکول های نمک محلول در آب را حذف نمی کند.

·        باکتری ها و ویروس ها را از بین نمی برد.

·        نمی تواند ناخالصی ها را با اندازه میکروسکوپی حذف کند، بنابراین فقط در مرحله فیلتراسیون درشت استفاده می شود.

برخی دیگر از کاربردهای کربن فعال

علاوه بر تصفیه آب، کربن فعال در صنایع دیگری نیز کاربرد دارد:

در صنعت، کربن فعال به عنوان پرکننده در تولید لاستیک (کاربرد لاستیک، زیره کفش و ...) استفاده می شود.

در پزشکی، از کربن فعال برای کنترل سموم، غلبه بر مشکلات نفخ، سوء هاضمه و ... استفاده می شود.

در کشاورزی، علاوه بر کاربرد تصفیه آب برای گیاهان و فاضلاب خانگی، از کربن فعال برای اصلاح خاک نیز استفاده می شود.

زغال فعال همچنین یک عنصر مهم در مواد شیمیایی و آرایشی مانند خمیر دندان، ژل لایه بردار، ماسک های مراقبت از پوست و غیره است.

در تجهیزات تصفیه هوا، غشای کربن فعال بخش مهمی برای فیلتر گرد و غبار و از بین بردن بو است.

در زندگی مدرن، کربن فعال به طور مداوم در حال ایجاد است و در بسیاری از محصولات و فناوری ها اعمال می شود. بنابراین، برای اینکه بفهمند کربن فعال چه می کند، مشتریان باید همیشه اطلاعاتی در مورد این ماده به روز کنند و بیاموزند.

معیارهای توجه به کربن فعال

هنگام انتخاب مواد فیلتر کربن فعال، مشتریان باید به معیارهای زیر توجه کنند:

·        ید: این شاخصی است که سطح منافذ را نشان می دهد. به طور معمول، زغال چوب فعال دارای شاخص ید در حدود 500 تا 1400 میلی گرم در گرم است. هرچه این ناحیه بالاتر باشد، منافذ بیشتری در مولکول کربن فعال وجود دارد و باعث می شود که بهتر بتواند آب را جذب کند.

·        سختی: این شاخص به نوع کربن فعال بستگی دارد: کربن فعال در قرص ها و لوله ها به دلیل فشردگی سختی بالایی خواهد داشت. سختی ذغال نشان دهنده مقاومت در برابر سایش و شستشو است. بنابراین انتخاب نوع مناسب کربن فعال برای نیازهای شما بسیار مهم است.

·        حجم منافذ: این شاخص نشان دهنده فاصله بین حفره های موجود در مولکول کربن فعال است. هر چه حجم بزرگتر باشد، چگالی منافذ کمتر می شود (ید کم) که فیلتر پذیری زغال سنگ را بدتر می کند.

·        اندازه ذرات: مانند شاخص سختی، اندازه ذرات کربن فعال به نوع زغال سنگ بستگی دارد. هرچه اندازه ذرات کوچکتر باشد (شکل پودری)، ظرفیت فیلتر کربن فعال بیشتر است.