کربن فعال یا کرین اکتیو و کارب…
کربن فعال یا کرین اکتیو و کاربردهای آن
کربن فعال یا کرین اکتیو و کاربردهای آن – فیلتر کربن فعال به عنوان فیلتر آب عمل می کند تا برای مصرف مناسب باشد. کربن فعال ماده ای است که می تواند انواع مختلفی از آلاینده ها را جذب کند. بنابراین، آب فیلتر شده با کربن فعال شفاف تر خواهد بود زیرا آلاینده ها وارد منافذ کربن شده و در آنها به دام می افتند.کربن فعال به گونه‌ای فرآوری شده است که آن را بسیار متخلخل کرده و سطح وسیعی برای جذب یا واکنش‌های شیمیایی داشته باشد.
فهرست مطالب
کربن اکتیو یا کربن فعال
کربن فعال (Activated Carbon) به دلیل داشتن سطح زیاد و قابلیت جذب بالا، در کاربردهای مختلفی استفاده می‌شود.این خواص کربن فعال باعث شده که در بسیاری از صنایع کاربرد گسترده‌ای داشته باشد. برخی از مهم‌ترین کاربردهای کربن فعال عبارتند از:
- تصفیه آب:
کربن فعال برای حذف آلودگی‌ها، مواد آلی، کلر و مواد شیمیایی از آب آشامیدنی و فاضلاب استفاده می‌شود. - تصفیه هوا:
در فیلترهای هوا، کربن فعال برای جذب گازهای آلوده، بوها و ترکیبات آلی فرار (VOC) استفاده می‌شود. - پزشکی:
کربن فعال برای درمان مسمومیت‌های حاد و جذب مواد سمی در معده استفاده می‌شود. همچنین در ماسک‌های جراحی و تنفسی برای فیلتر کردن آلاینده‌ها به کار می‌رود. - صنایع غذایی:
در تولید مواد غذایی و نوشیدنی‌ها برای حذف ناخالصی‌ها و بهبود کیفیت محصولات مانند حذف رنگ‌ها و بوها استفاده می‌شود. - صنایع شیمیایی و داروسازی:
کربن فعال در فرایندهای مختلف تولید شیمیایی برای تصفیه مواد اولیه، جدا کردن محصولات یا بازیابی کاتالیزورها به کار می‌رود. - صنایع نفت و گاز:
در پالایشگاه‌های نفت و گاز برای حذف ترکیبات گوگردی و آلاینده‌های دیگر از محصولات نفتی استفاده می‌شود. - زیبایی و مراقبت از پوست:
در محصولات آرایشی و بهداشتی، کربن فعال برای جذب چربی‌ها و آلودگی‌های پوست به کار می‌رود.
کربن فعال چرا (فعال)
وجود کلمه فعال در این کلمه به این موضوع اشاره دارد که این کربن با اکسیژن تصفیه شده و باعث باز شدن منافذ روی سطح آن شده و در نتیجه واکنش پذیرتر و قادر به جذب آلاینده ها می شود.علاوه بر این، کربن فعال نیز اغلب در محصولات زیبایی استفاده می شود، زیرا برای جذب چربی اضافی و کثیفی از پوست مورد استفاده قرار می گیرد. و همین خاصیت اکثیژنه و فعال بودن در سیستم های تصفیه های آب و حتی هوا موثر است.
فیلترهای کربن فعال چگونه کار می کنند
کربن فعال روش نسبتاً مؤثری با جذب آلاینده ها دارد. هنگامی که موادی مانند آلاینده ها از کربن فعال عبور می کنند، آلاینده ها به داخل منافذ کربن جذب می شوند. در نتیجه، آب شفاف‌تر می‌شود، زیرا ماده‌ای که محتوای بدی دارد توسط کربن فعال جذب شده است. کربن فعال علاوه بر تصفیه آب، می تواند بوهای آب را نیز از بین ببرد.
کربن فعال می تواند از مواد زیر حاصل شود
بسیاری از مواد طبیعی وجود دارند که می توانند به عنوان مواد تشکیل دهنده برای تولید کربن فعال استفاده شوند. حتی در حال حاضر آخرین فناوری وجود دارد که راهی برای تولید کربن فعال با استفاده از مواد شیمیایی خاص پیدا می کند. و حتی استفاده از تکنولوژی نانو هم در تولید این ماده ارزشمند بکارگرفته شده است.
- حیوان
- گیاه
- پوسته نارگیل
- پوست فندق
- پوست کف دست
- زغال سنگ
- استخوان و بیشتر.
عملکرد فیلتر کربن فعال
عملکرد کربن فعال به عنوان فیلتر آب را می توان با جزئیات بیشتری توضیح داد. اگر چاهی با آب بدبو دارید، می توان با استفاده از کربن فعال بر آن غلبه کرد. کربن فعال نیز توسط چندین محصول فیلتر آب برای کاربردی تر کردن آن استفاده شده است.فرآیند تصفیه آب با استفاده از کربن فعال نیز قابل انجام است. منافذ بزرگ روی کربن می توانند رسوبات یا رسوبات موجود در آب را جذب کنند. کربن فعال همچنین می تواند محتوای کلر را جذب کند تا آب تولید شده برای مصرف مناسب باشد. آب تولید شده از فرآیند فیلتر کربن فعال نیز طعم تازه‌تری دارد.
معایب کربن فعال
با این حال، کربن فعال معایبی نیز دارد زیرا قادر به جذب چندین ماده مانند مواد معدنی، نمک ها و ترکیبات آلی نیست. بنابراین، کربن فعال برای افزایش جذب باید با سایر فناوری ها همکاری کند.
نقش کربن فعال
کربن فعال نیز اغلب در زمینه های بهداشتی و زیبایی استفاده می شود. از دهه 1800 برای درمان مسمومیت غذایی استفاده می شود. نقش کربن فعال جذب سموم در دستگاه است و همچنین در فرآیند سم زدایی در حذف محتوای مضر بدن عمل می کند.اگر می دانید که در زمان های قبلی، کربن فعال حتی قرن ها در طب آیورودا استفاده می شده است. و همراه با زمان، نوآوری های مختلفی پیدا شده است و باعث شده است که کربن فعال به ویژه در دنیای زیبایی شروع به توسعه کند.
کربن اکتیو از چه موادی ساخته می شود
کربن اکتیو (Activated Carbon) از مواد غنی از کربن ساخته می‌شود که از طریق فرایند فعال‌سازی به یک ساختار متخلخل و با سطح بزرگ تبدیل می‌شوند.این فرایندها باعث می‌شوند که کربن اکتیو دارای خواص جذبی بسیار بالا و قابلیت کاربرد در صنایع مختلف باشد. برخی از مواد اولیه‌ای که برای تولید کربن اکتیو استفاده می‌شوند عبارتند از:
- چوب:
یکی از رایج‌ترین مواد اولیه برای تولید کربن اکتیو است. چوب به دلیل دسترسی گسترده و داشتن ساختار سلولزی مناسب برای تبدیل به کربن اکتیو استفاده می‌شود. - زغال‌سنگ:
زغال‌سنگ به خصوص انواع زغال سنگ نارس (زغال‌سنگ نیمه‌کربنی) و زغال‌سنگ قیری برای تولید کربن اکتیو با خواص خاص استفاده می‌شوند. - پوسته نارگیل:
پوسته نارگیل یک ماده محبوب برای تولید کربن اکتیو با کیفیت بالا است، زیرا دارای ساختار فیبری و سختی بالاست که منجر به تولید کربنی با سطح زیاد و استحکام بالاتر می‌شود. - هسته میوه‌ها و دانه‌ها:
موادی مانند هسته زیتون، بادام، گردو و دانه‌های خرما نیز به عنوان مواد اولیه برای تولید کربن اکتیو مورد استفاده قرار می‌گیرند. - پیت (Peat):
نوعی ماده آلی است که در شرایط مناسب از تجزیه مواد گیاهی به وجود می‌آید و برای تولید کربن اکتیو مورد استفاده قرار می‌گیرد. - مواد نفتی:
برخی از محصولات جانبی نفتی مانند قیر و دیگر مشتقات کربنی نیز برای تولید کربن اکتیو استفاده می‌شوند.
کربنیزاسیون فرایند تولید کربن اکتیو شامل مراحل زیر است:
- کربنیزاسیون: مواد اولیه تحت حرارت بالا و در شرایط بی‌اکسیژنی (یا با اکسیژن بسیار کم) قرار می‌گیرند تا به کربن تبدیل شوند.
- فعال‌سازی: کربن تولید شده در مرحله قبل با استفاده از بخار یا مواد شیمیایی خاص تحت حرارت بالا قرار می‌گیرد تا ساختار متخلخل و سطح زیاد ایجاد شود.
کربن فعال در فیلتراسیون
کربن فعال در فرآیند فیلتراسیون به دلیل توانایی بالای خود در جذب آلاینده‌ها و ناخالصی‌های مختلف، کاربرد گسترده‌ای دارد. به طور کلی، کربن فعال به دلیل توانایی بالا در جذب مواد و ایجاد محیط فیلتراسیون تمیز و خالص، یک انتخاب ایده‌آل برای بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی است. برخی از مهم‌ترین کاربردهای کربن فعال در فیلتراسیون شامل موارد زیر است:
1. تصفیه آب
کربن فعال به‌طور گسترده در سیستم‌های تصفیه آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده قادر است:
- کلر و کلرامین را از آب حذف کند که به بهبود طعم و بوی آب منجر می‌شود.
- ترکیبات آلی فرار (VOCs) و مواد شیمیایی موجود در آب مانند بنزن و تری‌هالومتان‌ها را جذب کند.
- فلزات سنگین مانند سرب و جیوه را به مقدار محدود از آب حذف کند.
- آلاینده‌های دارویی و برخی از ترکیبات آلی مضر را جذب کند.
2. فیلتراسیون هوا
در فیلترهای هوا نیز از کربن فعال برای جذب گازهای آلوده، دود، بوهای نامطبوع و ترکیبات شیمیایی استفاده می‌شود. کاربردهای آن در تصفیه هوا شامل:
- فیلتر کردن ترکیبات آلی فرار (VOCs) در محیط‌های صنعتی و مسکونی.
- حذف بوها و آلاینده‌های گازی در دستگاه‌های تصفیه هوا خانگی و صنعتی.
- استفاده در ماسک‌های تنفسی و تجهیزات محافظتی برای حذف آلاینده‌های سمی در محیط‌های صنعتی و خطرناک.
3. تصفیه گازهای صنعتی
در صنایع مختلف، کربن فعال برای حذف مواد شیمیایی سمی و آلاینده‌های گازی به‌کار می‌رود. به‌طور خاص:
- جذب بخارات آلی از گازهای خروجی صنایع شیمیایی و پتروشیمی.
- کنترل بو و گازهای مضر در کارخانه‌های تولید مواد غذایی، پلاستیک و سایر صنایع.
4. فیلتراسیون در صنایع غذایی و نوشیدنی
کربن فعال در تصفیه آب و مواد اولیه در صنایع غذایی به کار می‌رود. برخی از کاربردها عبارتند از:
- حذف رنگ‌ها و بوهای نامطلوب از نوشیدنی‌ها مانند آبمیوه، روغن‌ها و شکر.
- استفاده در فرآیندهای تصفیه برای بهبود شفافیت و کیفیت محصول نهایی.
5. تصفیه فاضلاب و آب‌های صنعتی
کربن فعال در فیلتراسیون آب‌های آلوده صنعتی و فاضلاب‌ها به‌کار می‌رود تا مواد سمی و آلاینده‌های شیمیایی را حذف کند. این مواد شامل:
- ترکیبات آلی و رنگ‌ها از فاضلاب‌های صنعتی.
- آلاینده‌های شیمیایی پیچیده مانند ترکیبات نفتی و دارویی.
6. حذف داروها و سموم از بدن
در کاربردهای پزشکی، از کربن فعال برای جذب داروهای اضافه یا مواد سمی در موارد مسمومیت استفاده می‌شود. این نوع فیلتراسیون به بدن کمک می‌کند تا مواد مضر جذب نشوند.
تولید کربن فعال
تولید کربن فعال یک فرآیند چند مرحله‌ای است که طی آن مواد اولیه حاوی کربن (مانند چوب، زغال‌سنگ، پوسته نارگیل و غیره) به کربن فعال با ویژگی‌های جذبی بالا تبدیل می‌شوند.این مراحل برای تولید کربن فعال با کارایی و کیفیت بالا بسیار مهم است. به دلیل اینکه کربن فعال در تصفیه هوا، آب و بسیاری از فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود، کیفیت و ویژگی‌های آن باید دقیقاً مطابق با استانداردهای مورد نیاز باشد. این فرآیند شامل مراحل زیر است:
1. انتخاب و آماده‌سازی ماده اولیه
ماده اولیه که حاوی درصد بالایی از کربن است، به عنوان ماده خام برای تولید کربن فعال انتخاب می‌شود. این مواد می‌تواند شامل:
- چوب
- زغال‌سنگ
- پوسته نارگیل
- هسته میوه‌ها (مانند خرما و زیتون)
- مواد نفتی
ماده اولیه باید آماده‌سازی شود که شامل خشک کردن، خرد کردن و تبدیل آن به اندازه‌های مناسب برای فرآیند بعدی است.
2. کربنیزاسیون (Carbonization)
در این مرحله، ماده اولیه در دمای بالا و در شرایط بدون اکسیژن یا با اکسیژن محدود حرارت داده می‌شود تا مواد آلی فرار از بین بروند و ساختار کربنی باقی بماند. این فرایند معمولاً در دمای 400 تا 700 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. نتیجه این مرحله کربن خام است که هنوز سطح جذب بالایی ندارد.
3. فعال‌سازی (Activation)
مرحله اصلی در تولید کربن فعال، فعال‌سازی است. در این مرحله، ساختار متخلخل در کربن ایجاد می‌شود و سطح جذب آن به شدت افزایش می‌یابد. این مرحله به دو روش کلی انجام می‌شود:
الف. فعال‌سازی فیزیکی (Physical Activation):
- بخار آب: در این روش، کربن خام با استفاده از بخار آب تحت دمای بالا (800 تا 1100 درجه سانتی‌گراد) فعال می‌شود. بخار آب با واکنش به سطح کربن، باعث ایجاد حفرات و منافذ می‌شود.
- گازهای اکسیدکننده: در برخی موارد از گازهایی مانند دی‌اکسید کربن (CO₂) برای فعال‌سازی استفاده می‌شود که باعث ایجاد ساختار متخلخل می‌شود.
ب. فعال‌سازی شیمیایی (Chemical Activation):
- در این روش، ماده اولیه با مواد شیمیایی مانند کلرید روی (ZnCl₂)، اسید فسفریک (H₃PO₄) یا هیدروکسید پتاسیم (KOH) قبل از مرحله حرارت‌دهی آغشته می‌شود. سپس در دمای پایین‌تر (400 تا 700 درجه سانتی‌گراد) حرارت داده می‌شود. این مواد شیمیایی باعث می‌شوند که ساختار متخلخل در دمای پایین‌تر ایجاد شود و سطح فعال بهبود یابد.
- پس از فرآیند فعال‌سازی، کربن شسته شده و مواد شیمیایی باقیمانده از سطح آن حذف می‌شوند.
4. خنک‌سازی و شستشو
بعد از مرحله فعال‌سازی، کربن فعال باید خنک شود. در این مرحله، در صورت استفاده از فعال‌سازی شیمیایی، کربن شسته شده و هرگونه باقیمانده مواد شیمیایی حذف می‌شود. این شستشو معمولاً با آب صورت می‌گیرد و تا زمانی ادامه می‌یابد که pH محصول به حالت طبیعی برگردد.
5. خشک کردن و بسته‌بندی
پس از شستشو، کربن فعال خشک می‌شود تا رطوبت اضافی از بین برود. سپس در اندازه‌های مختلف بسته‌بندی و برای مصارف صنعتی، پزشکی، یا خانگی آماده عرضه می‌شود.
6. کنترل کیفیت
در نهایت، کربن فعال تولید شده برای کیفیت مورد آزمایش قرار می‌گیرد. این آزمایشات شامل بررسی:
- سطح جذب (سطح تماس مؤثر)
- اندازه و توزیع منافذ
- فعالیت جذب گازها یا مواد شیمیایی خاص
کربن فعال بیشتر برای چه مواردی استفاده می شود؟
کربن فعال در طیف گسترده ای از کاربردها برای مصارف صنعتی و مسکونی استفاده می شود که شامل تصفیه آب آشامیدنی، تصفیه آب زیرزمینی و شهری، انتشار گازهای نیروگاهی و دفن زباله و بازیافت فلزات گرانبها می شود. راه حل های تصفیه هوا شامل حذف VOC و کنترل بو است.
عیب اصلی کربن فعال چیست؟
یکی از معایب این است که با حذف کلر از بالاترین لایه محیط، AC یک محیط مرطوب ایده آل برای رشد و تکثیر باکتری ها فراهم می کند. باکتری ها می توانند در کاربردهای پزشکی یا زمانی که از کربن به عنوان پیش تصفیه برای معکوس کردن اسمز استفاده می کنند، مشکلاتی ایجاد کنند.
کدام کربن فعال بهتر است؟
با توجه به اینکه کربن فعال نارگیل برای محصولات آب آشامیدنی مناسب است. کربن فعال زغال سنگ در پروژه های آب آشامیدنی استفاده می شود. جدای از آن، کاربردهای صنعتی کمی مانند تصفیه پساب و تصفیه فاضلاب وجود دارد.
قیمت کربن فعال
قیمت کربن فعال بسته به نوع، منبع تولید و کشور متغیر است. به‌طور کلی، در سال 2024 قیمت کربن فعال به حدود 4800 دلار برای هر تن در بازار جهانی رسیده است. این قیمت بر اساس تقاضا در صنایعی مانند تصفیه آب، فیلتراسیون هوا و تولیدات پزشکی تغییر می‌کند و عوامل مختلفی همچون هزینه مواد اولیه و فرآیند تولید نیز بر قیمت آن تأثیر می‌گذارند.در ایران، قیمت‌ها به دلیل نوسانات ارز و هزینه‌های حمل‌ونقل ممکن است متفاوت باشد اما بین 9000 تا 35000 تومان در هر کیلو تخمین زده می شود.
نقطه استفاده از کربن فعال چیست؟
تصفیه آب با استفاده از فیلترهای کربنی: یک فیلتر نقطه استفاده (POU) در لوله تامین آب درست قبل از شیر آب نصب می شود که در آن مردم آب دریافت می کنند. یک مثال واحد زیر سینک است. آب از فیلتر کربن عبور می کند و به یک شیر آب جداگانه در کنار شیر آب اصلی می رود.
لینکهای مربتط:
- تاریخچه کاربرد فیلتر شنی در تصفیه آب
- سیلیس استخر
- فیلترهای شنی تصفیه آب
- فروش آنتراسیت تصفیه آب
- کاربرد آنتراسیت
لطفا جهت استعلام قیمت انواع سیلیس کاشی و سرامیک تماس بگیرید: ۰۹۱۲۷۳۳۶۱۵۸
معدن سیلیس همدان | سیلیس تصفیه آب | سیلیس صادراتی
