کربن اکتیو

پیش گفتاری بر  چگونگی ساخت کربن اکتیو و کاربرد آن !

کربن فعال ماده­ای کریستالی و غیر­گرافیتی است که به­ دلیل داشتن حفرات درونی زیاد، به عنوان جاذب در صنایع مختلفی نظیر نفت و گاز، تصفیه­ی آب و پساب­های صنعتی، صنایع دارویی، آرایشی-بهداشتی، غذایی و… به کار می­رود.

کربن فعال از مواد اولیه با درصد کربن نسبتاً بالا به روش فیزیکی یا شیمیایی تهیه می­شود؛ برخی از موادی که برای تهیه­ی کربن فعال استفاده می­شوند عبارتند از: چوب، زغال، زغال­سنگ، ضایعات گیاهی مانند پوست نارگیل، پوسته­های سخت (بادام، پسته و گردو)، ضایعات نیشکر، ضایعات چغندرقند،… و هسته­ی میوه­ها نظیر: هلو، گیلاس، زیتون، زردآلو و….بنابراین می­توان از مواد اولیه­ی ارزان­قیمت و نسبتاً ضایعاتی جاذبی با قابلیت جذب طیف وسیعی از آلاینده­ها و به قیمت نسبتاً مناسب تولید نمود.

کربن اکتیو از پیرولیز و کربنیزاسیون مواد گیاهی حاوی کربن تولید می­شود و تحت عملیات فعال­سازی قرار می گیرد تا سطح ویژه­ی کربن فعال (سطح به ازای واحد جرم جاذب) افزایش یابد. محصولات  ناشی از مرحله­ی کربنیزاسیون دارای ظرفیت جذب بسیار پایینی هستند؛ این امر ناشی از کربنیزاسیون در دمای پایین و وجود ماده­ی قیری باقیمانده در منافذ بین بلور­ها و سطوح است. بعضی از محصولات کربونیزه شده را می­توان با خارج کردن مواد قیری توسط حرارت  دادن در بخار یا تحت گاز، خالص سازی به وسیله­ی حلال و نیز واکنش های شیمیایی فعال­سازی کرد. در شکل 1: فعال سازی کربن های اکتیو را مشاهده میکنید.

عمل فعال­سازی باعث بزرگ شدن قطر حفراتی شده که در حین کربونیزاسیون ایجاد شده­اند، ولی در حین فعال­سازی حفره­های بسیار ریزی ایجاد خواهند شد که در نهایت باعث ایجاد ساختار حفره­ای با مساحت سطح داخلی بالا به ازای واحد جرم جاذب خواهد شد. شکل و اندازه­ی منافذ تولیدی وابسته به نوع ماده­ی اولیه­ی مورد استفاده و نیز نوع فرآوری متفاوت خواهد بود.

شکل 1: فعال سازی کربن های اکتیو

از چه موادی برای تولید و ساخت کرین اکتیو استفاده می‌شود؟

در دنیا معمولا کشورهایی که دارای منابع ویژه ای مواد اولیه سلولزی نظیر پوست نارگیل، چوب بامبو، هسته های میوه و نیز گریدهای خاصی از زغال سنگ برای تولید کربن اکتیو هستند به عنوان تولیدکننده های بزرگ این محصول تلقی می شوند؛ مثا کشورهای تایلند، مالزی، فیلیپین و… به دلیل تولید حجم بالای مواد سلولزی و کشورهای چین و آمریکا به دلیل در اختیار داشتن منابع عظیمی از زغال سنگ، تولیدکننده های عمده این کالا محسوب می شوند.

برندهای مختلفی نظیر ژاکوبی سوئد، نوریت آمریکا، کالگون آمریکا حجم بسیاار بالایی از توید این ماده را به خود اختصاص داده اند، اما در ایران به دلیل نبود منابع مناسب در دسترس، اصولاً کالاهای تولید داخل با بیس اولیه پوست گردو و پسته و هسته های میوه مشخصات نهایی مناسبی برای کاربرد در صنایع ویزه ندارند و نزدیک به 90 درصد کربن اکتیو مصرفی در ایران از طریق واردات تامین می شود؛ بیشترین واردات این کالا از کشور چین و یا کمپانی های مستقر در چین تحت نظر شرکت های اروپایی و امریکایی نظیر ژاکوبی و نوریت انجام می گیرد.

این محصول در قالب چه اشکالی تولید می‌شود ؟

این محصول در اشکال مختلف گرانولی^[1]، پودری^[2]، اکسترود (قالب­گیری شده)^[3]، فیبری^[4] و… تهیه می شوند که هر کدام از این اشکال در صنایع مختلفی مورد بررسی قرار می گیرند؛ اصولاً صنایع تصفیه آب و پساب و نیز صنایع تصفیه گاز به دلیل نیاز به سطح بالای جذب در کربن اکتیو از فرم گرانولی این ماده  و با ابعاد حفرات میکرو بیشتر استفاده می کنند در حالی که صنایع غذایی به دلیل نیاز به سطح جذب رنگ بالاتر از فرم پودری این ماده و با ابعاد حفره ماکرو بهره می برند. در شکل 2: انواع مختلف کربن اکتیو را مشاهده میکنید.

صنایع خاصی نیز و جود دارند که به دلایل شرایط ویژه افت فشار در سیستم از فرم میله ای(اکسترود شده) این محصول استفاده می کنند؛ نمونه بارز این کاربرد جذب روغن و بو از هوای ابزار دقیق صنایع و نیز جداسازی اکسیژن/نیتروژن در سیستم های جداسازی این گازهای پایه است. این ماده همچنین به عنوان یک پایه کاتالیست ویژه در بسیاری از کاتالیست های صنایع نفت، گاز و پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرد.

شکل 2: انواع مختلف کربن اکتیو

کربن اکتیو در چه مواردی در صنعت کاربرد دارد؟

رنگ­زدایی، بوزدایی، طعم­زدایی، جداسازی مواد آلی نامطلوب از آب­های آشامیدنی

• جذب کلر و مواد آلی از آب ورودی به سیستم اسمز معکوس
• پایه کاتالیست صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
• تولید ماسک های تنفسی و گاز ویژه
• رنگبری و خالص سازی در صنایع غذایی (تولید انواع نشاسته و گلوکز، تولید انواع کنسانتره میوه، انواع نوشیدنی های الکلی و غیرالکلی و انواع روغن های خوراکی و…)
• رنگبری و خالص سازی در تولید انواع اسید چرب و گلیسیرین آرایشی، بهداشتی و خوراکی
• بوگیری و جذب روغن از هوای فشرده صنایع و خالص سازی سایر گازهای صنعتی
• مصرف ویژه کربن اکتیو در صنایع دارویی برای تولید محصولات آهسته رهش و خالص سازی محصولات نهایی دارویی و نیز تولید خمیردندان زغالی.
• بلع مستقیم این ماده به جذب سم و یا مواد خطرناک وارد شده به بدن کمک شایانی می کنند.
• مصرف مستقیم در تولید انواع محصولات زغالی خوراکی نظیر بستنی زغالی

شرکت اندیشه مهرآرای سپاهان در کنار تولید محصولات منعقدکننده آب، به جهت تکمیل سبد کالایی مشتریان آب علاوه بر تولید پلی آلومینیم کلرید جامد و فریک کلرید امکان واردات مستقیم و تامین گریدهای مختلف این ماده را فراهم کرده است؛ علاوه بر این که کارشناسان بخش فنی شرکت به شما در انتخاب گرید مناسب کربن اکتیو مصرفی یاری خواهند کرد، طراحی کامل سیستمی برج های کربن اکتیو برای صنایع آب و پساب و خالص سازی گاز از توانایی های ویژه این شرکت در یاری رسانی به صنایع خواهد بود. در شکل 3: کاربرد کربنهای اکتیو می بینید.

شکل 3: کاربرد کربنهای اکتیو

شرایط نگه داری کربن اکتیو به چه صورت انجام می‌شود؟

این ماده به دلیل خاصیت بسیار بالای جذب رطوبت و آلودگی با بسته بندی های ویژه لمینیت این لاین و کیسه های لمینت شده به صورت کیسه های 25 کیلویی و جامبوبگ 500 و 1000 کیلویی وابسته به نیاز صنایع عرضه می گردند.

نکات ایمنی در زمان نگهداری این ماده چیست؟

کربن اکتیو به فرم گرانولی شدیدا اشتعال پذیر است و به فرم پودری نیز برای چشم، پوست و دستگاه تنفسی به شدت تحریک کننده است. بارگذاری کربن اکتیو پودری برای اپراتورهای خط تولید با شرایط ویژه (ماسک های تمام صورت) انجام پذیرد.