کربن فعال یا زغال اکتیو چیست و چه انواع و کاربردی دارد ؟

کربن فعال یا زغال اکتیو چیست و چه انواع و کاربردی دارد ؟

کربن فعال شده که زغال فعال شده هم نامیده می شود نوعی کربن است که جهت داشتن تخلخل های کوچک و کم حجمی که مساحت سطح آن را جهت جذب سطحی یا واکنش های شیمیایی افزایش می دهند ساخته شده است . لغت فعال شده گاهی با لغت فعال جایگزین می شود .

 

کربن فعال یک ماده ی حاوی کربن ، جاذب و با تخلخل بالا است که فرم پیچیده ای دارد و عموماً از اتم های کربن ساخته شده است . شبکه ی حفره ها در کربن فعال کانال هایی می باشند که داخل فرمی سخت از لایه های نامنظم اتم های کربن تولید شده اند ، با پیوند های شیمیایی به یکدیگر وصل شده اند ، به صورت ناموازی روی سطح هم قرار گرفته اند و برآمدگی ها ، شکاف ها و ترک ها با تخلخل بالا بین لایه های کربن ساخته اند .
اقسام کربن فعال و زغال اکتیو از پوست نارگیل ، زغال سنگ نارس ، چوب نرم و سخت ، زغال قهوه ای ، زغال بیتومینه ، هسته ی زیتون و مواد مخصوص کربن دار دیگر ساخته می گردند . فعال کردن شیمیایی و فعال کردن با بخار دمای بالا شیوه هایی می باشند که برای ساختن کربن فعال از این مواد خام استفاده می گردند .

شبکه ی حفره ی درونی در شبکه ای کربن فعال با مکانیزمی مثل جذب سطحی امکان حذف ناخالصی ها از مواد گازی و مایع را فراهم می آورد . وجود این شبکه ی حفره جهت کارکرد انواع کربن فعال و زغال اکتیو ضروری است .


اقسام متنوع کربن فعال

کربن فعال عموماً در سه شکل موجود می باشد : پودر ، گرانولی و اکسترود شده و هر کدام از این حالت ها در اندازه های مختلفی وجود دارند . بر اساس مصرف و نیاز ، سایز مشخصی از کربن فعال مصرف می شود برای مشاهدۀ روش ساخت کربن فعال خانگی این مطلب را ببینید

 


کربن فعال گرانول

کربن فعال گرانولی از ذراتی با حالت بی نظم ساخته شده است که پس از آسیاب شدن و الک شدن حالت گرفته اند . این محصولات در بازه ی سایز 0.2 میلی متر تا 5 میلی متر موجود هستند . مزیت آن ها سختی و مقاومت بیشتر به نسبت کربن فعال پودری است . حمل آن ها نیز تمیز و بدون دردسر می باشد و می توانند حجم زیادی از گاز ها و یا مواد مایع را با کیفیتی ثابت تصفیه کنند و بارها فعال سازی شده و مورد استفاده قرار بگیرند . کربن های فعال گرانولی هم به منظور مواد گازی و هم جهت مواد مایع و در سیستم های ثابت و متحرک مصرف می شوند .
در کاربرد های فاز مایع ، کربن فعال گرانولی در ستون ها و برج هایی که ماده مایع از بین آن ها عبور می کند فشرده می شود . کربن فعال گرانولی به منظور تصفیه یا تولید یک ماده به طور پی در پی در حجم بالا مصرف می شود . درکاربرد های فاز گازی ، برتری کربن فعال گرانولی داشتن جریان کافی با افت فشار قابل قبول در بستر کربن است .
افزون بر این ، کربن فعال گرانولی تقریباً همواره می تواند بازیابی شده و دوباره مورد استفاده قرار بگیرد . فاصله ی زمانی میان فعال سازی مجدد متفاوت است منتها به طور متوسط زمانی نزدیک 18 ماه است . حدود 5 تا 15 درصد ماده در طول فعال سازی دوباره از بین می رود .


کربن فعال پودری

کربن فعال پودری معمولاً اندازه ی ذره ای بین 5 تا 150 آنگستروم دارد . با این حال ، گرید های بزرگ تر یا کوچک تر نیز وجود دارند . برتری کربن فعال پودری هزینه ی کم تولید و انعطاف پذیری در کاربرد است . دوز کربن فعال پودری می تواند با تغییر شرایط فرآیند به آسانی افزایش یا کاهش پیدا کند . کربن های فعال پودری عموماً جهت جذب فاز مایع مورد استفاده قرار می گیرند . این ماده به مایعی که باید تصفیه شود اضافه شده ، با آن مخلوط می شود و پس از جذب با فرآیند های ته نشینی و فیلراسیون از بین می رود . کربن فعال پودری عموما در فرآیند دسته ای استفاده می گردد به دلیل اینکه میزان آن می تواند به راحتی تغییر کرده و پودر به سادگی قابل حذف شدن است . کیک مرطوب پودر به دلیل مشکلات مربوط به بازیافت کربن قابلیت بازیابی ندارد ، منتها سوزانده می گردد و یا در مراکز دفع زباله قرار می گیرد .


کربن اکسترود

کربن های اکسترود شده قرص های استوانه ای شکلی می باشند که اندازه ای از حدود 1 میلی متر تا 5 میلی متر دارند . فرآیند اکستروژن به همراه ماده ی خامی که استفاده می گردد محصولی مقاوم و مناسب به منظور مصارف های سنگین فراهم می کنند . فرم قرص اکسترود شده باعث افت فشار سیستم کمی می گردد که در مصارف های فاز گاز اهمیت بسیاری دارد . مصارف های کربن فعال اکسترود شده شامل بازیابی حلال ، تصفیه گاز و کنترل گازهای خروجی از ماشین هاست . فعالیت در حجم زیاد ، افت فشار کم و مقاومت بالای کربن فعال اکسترود شده به آن این توانایی را می دهد تا در تمام عمر وسیله ی نقلیه قابل استفاده باشد .


انواع کاربرد های کربن فعال در صنایع مختلف

 


استفاده کربن اکتیو در تصفیه گاز

ماسک N95 کربن دار ( مطابق دستورالعمل استفاده از ماسک n95 وجود یک لایه ی کربن فعال روی ماسک باعث می شود بوی آلودگی و گازهای مضر هوا به درون ماسک نفوذ نکند )

در انواع دستگاه ها و تجهیزات آزمایشگاهی مربوط به تصفیه گازها
تصفیه گاز طبیعی
حذف H2S و BTX
حذف عوامل تولید کننده بوی نامطبوع از هود آشپزخانه و فیلتر یخچال
کنترل پخش در محیط های مختلف مثل پمپ بنزین ها
بازیابی حلّال ها در چاپ روتوگراوی
صنایع بسته بندی و پوشش های سطحی
صنایع غذایی و شیمیایی
حذف آلاینده ها از سیستم تهویه خودروها
تصفیه گاز دودکش ها در کارخانه جات زباله سوزی به منظور حذف و یا کاهش فلزات سنگین و دیوکسین ها
تصفیه گاز اگزوز به منظور حذف ناخالصی های آلاینده های آلی
تصفیه گاز فرآیندی؛ مثل CO2
جداسازی روغن از هوای فشرده در واحدهای صنعتی
جداسازی آلاینده ها از هواسازها و سیستم های تهویه
قابل استفاده در ماسک های گازی و فیلترهای سیگار
به عنوان محیط حامل در کاتالیست ها


کاربرد کربن اکتیو در رنگ بری

  • رنگ زدایی و خالص سازی محصولات پایانی و واسطه ها در صنعت داروسازی ؛
    • رنگ زدایی از محلول های دارای شکر ؛
    • رنگ زدایی و تصفیه محلول هایی که بیشترین کاربرد آن ها در تولید گلوکز و دیگر محصولات نشاسته ای می باشد ؛
    • تصفیه روغن های گیاهی و حیوانی
    • رنگ زدایی از گلیسیرین ، پارافین ، وازلین ، وکس ، مواد شیمیایی با خلوص بسیار بالا ، اسیدهای آلی ، آنزیم ها
    • رنگ زدایی و بو زدایی از ژلاتین
    • تمیز کردن حمام های گالوانیزاسیون


مصارف کربن اکتیو در مصارف بهداشتی

استفاده از این ترکیب در ساخت کرم های لایه بردار ، استفاده فراوان داشته و این ماسک ها با اسم تجاری «ماسک سیاه» یا «Black Mask» به بازار عرضه و به فروش می رسند . سطح پوست انسان در طول روز به دلیل نزدیکی با آلودگی های محیطی ، با ذرات معلق در هوا از قبیل گرد و خاک ، دود ، مواد آرایشی و بهداشتی و … پوشانده شده و منافذ آن گرفته می شود . کرم های لایه بردار حاوی کربن اکتیو ، موجب تمیز شدن سطح پوست از این ذرات شده و استفاده پی در پی از آن باعث تازگی ، طراوت و کوچک تر شدن منافذ پوستی خواهد شد .کربن فعال در متعادل نمودن چربی پوست ، نقش بسزایی دارد . این ماده ، چربی پوست را تنظیم نموده و فقط با دو مرتبه استفاده در هفته ، خشکی پوست نیز برطرف خواهد شد .
شامپوهای دارای این ترکیب با دارا بودن قدرت پاک کنندگی بالا ، هرگونه آلودگی ، چربی و گرد و غبار را از موها برطرف نموده و موجب افزایش حجم موی سر می شوند.


منبع :

http://tajhizyar.com/