کربن اکتیو (کربن فعال)

کربن اکتیو یا کربن فعال (activated carbon) که به آن زغال اکتیو هم گفته میشود به گروهی از مواد با پایه کربنی گفته میشود که دارای سطح متخلخل بوده و به دلیل قدرت جذب بالا در صنعت تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرد. این مواد کربنی به شیوه های مختلف شیمیایی و فیزیکی تولید شده و با توجه به اندازه و نوع آنها در بخش های مختلفی از تصفیه خانه ها کاربرد دارند. گروه صنعتی هفت؛ ارائه دهنده مواد شیمیایی تصفیه آب و فاضلاب در ادامه به معرفی کربن اکتیو پرداخته و ویژگی های هر یک از انواع کربن فعال پودری و گرانولی و قیمت و نحوه خرید آنها را شرح خواهد داد.

کربن اکتیو یا کربن فعال چیست؟

در اثر سوختن پوست درختان نارگیل و گردو و غیره زغال تولید میشود که منبع کربن می باشد. این مواد کربنی و زغالی در صورت تماس با بخار آب و همچنین مواد شیمیایی در شرایط محیطی و دمایی ویژه به کربن فعال تبدیل میشوند. منظور از فعال بودن کربن در این مواد، افزایش قابلیت جذب در آنها می باشد که باعث میشود یون ها با بار منفی جذب بار مثبت کربن شوند. علاوه برین، کربن فعال دارای سطح متخلخل می باشند که اندازه منافذ آنها متنوع بوده و به همین دلیل در فیلتر کربنی و سایر تجهیزات در تصفیه آب می توان از آنها برای ممانعت از عبور ذرات کلوئیدی و معلق در آب جلوگیری نمود.

مقاله پیشنهادی: روشهای احیای کربن فعال

انواع کربن اکتیو

مواد با پایه کربن فعال را می توان بر اساس اندازه و شکل ظاهری آنها در گروه های مختلفی تقسیم بندی نمود و بر همین اساس نیز کاربرد این مواد با هم متفاوت خواهد بود. از جمله انواع کربن اکتیو که به شیوه های شیمیایی و فیزیکی از چوب درختان تولید میشود می توان به گزینه های زیر اشاره نمود:

کربن فعال پودری (PAC)

کوچکترین اندازه ذرات را مواد کربن فعال که به شکل پودر می باشند دارا هستند. این گروه از مواد دارای ذرات با اندازه های حدود 0.18 میلیمتر بوده و قدرت جذب آنها بالا می باشد. با توجه به قدرت جذب بسیار بالا آلاینده ها با بار منفی، کربن فعال پودری PAC در فیلتر کربنی استفاده میشود.

کربن فعال گرانولی (GAC)

گروه بعدی از کربن فعال ها دارای اندازه و ابعاد بزرگی بوده و بیشتر شبیه به بلاک مورد استفاده قرار میگیرند. در یک مقایسه کلی، قدرت جذب کربن اکتیوهای گرانولی یا دانه ای کمتر از پودری بوده و بیشتر برای ممانعت از عبور آلاینده ها در تصفیه خانه مورد استفاده قرار میگیرند.

کربن اکتیو میله ای یا اکسترود (EAC)

در اثر اتصال کربن فعال های پودری این مواد به شکل استوانه ای و میله ای تبدیل شده و با نام کربن اکتیو میله ای یا اکسترود مورد استفاده قرار میگیرند. این گروه از مواد کربنی بیشتر برای جذب در فاز گازی تصفیه مورد استفاده قرار میگیرند.

علاوه بر سه نوع فوق، کربن فعال زغال چوب ACC نیز در برخی از صنایع مورد استفاده قرار میگیرد. این کربن اکتیوها ساختار شبیه الیاف دارد و برای تصفیه آب مورد استفاده قرار نمیگیرد.

کربن فعال میکروتخلخل و مزوتخلخل و ماکرو تخلخل

کربن فعال ها از نظر ساختار و سطح کلی دارای تنوع زیادی بوده و منافذ روی آنها با هم فرق دارد. بر اساس نوع تخلخل و منافذ روی سطح می توان آنها را در سه گروه میکروتخلخل (Micropores)، ماکروتخلخل (Macropores)، مزوتخلخل (Mesopores) تقسیم بندی کرد. به دلیل تفاوت هایی که در نوع منافذ و اندازه آنها وجود دارد، کاربردهای هر گروه متفاوت است. به عنوان مثال، کربن فعال های میکروتخلخل که بیشتر برای حذف طعم و بو مورد استفاده قرار میگیرد، دارای منافذ یک نانومتری است. نوع مزو تخلخل دارای منافذ یک تا 25 نانومتری بوده و ماکر تخلخل قطر منافذش 25 نانومتر است. کربن فعال های ماکرو تخلخل برای جذب گاز و مایعات بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند.

کربن فعال از چه چیزی تهیه میشود؟

کربن فعال های مورد استفاده در صنایع مختلف از نظر مواد اولیه با هم تفاوت دارند و از این نظر می توان آنها را به گروه های مختلف ساخته شده با مواد سلولزی، مواد پلیمری و مواد کربنی تقسیم بندی کرد. از پرکاربردترین مواد اولیه در تولید کربن اکتیو می توان به چوب و پوست میوه و استخوان اشاره نمود. نوع خاصی از این کربن فعال ها با مواد خام کربنی تولید شده و زغال سنگ بیتومینه از پرکاربردترین آنها می باشد. نوع دیگری از کربن فعال ها با مواد پلیمری ساخته میشوند. مواد پلاستیکی بازیافتی از نمونه مواد پلیمری هستند که برای ساخت کربن اکتیو می توان از آنها استفاده نمود.

نحوه تولید کربن اکتیو

روند تولید و تهیه کربن فعال به شیوه های مختلف شیمیایی و فیزیکی انجام می شود و در نهایت خروجی این دو شیوه از نظر ویژگی ها و کاربرد با هم متفاوت خواهد شد. روش های تولید این مواد به صورت زیر می باشد:

تولید کربن فعال با مواد شیمیایی

همان طور که از نام این شیوه مشخص است، برای تولید مواد کربنی از مواد اسیدی یا قلیایی از قبیل اسید سولفوریک، کربنات پتاسیم و سدیم استفاده میشود. از مهم ترین ویژگی های مواد کربنی تولید شده به این شیوه می توان به ایجاد مواد کربن فعال با منافذ درشت اشاره نمود که بیشتر برای ممانعت از عبور ذرات معلق در آب و فاضلاب کاربرد دارند. چوب درختان نارگیل و گردو و غیره در صورت مخلوط شدن با اسید سولفوریک و سایر مواد شیمیایی به خمیر تبدیل می گردند و در نهایت در محیطی با دمای 500 تا 800 درجه سانتی گراد حرارت داده خواهند شد.

تولید کربن اکتیو با حرارت و بخار

زغال تولید شده از چوب درختان و غیره اگر در محیط بسته با دمای 800 تا 1100 درجه سانتی گراد حرارت دهی گردد، کربن موجود در آنها فعال می گردد. حرارت دهی و تماس با بخار آب در دمای بالا منجر به ایجاد منافذ با اندازه های ریز و درشت بر روی مواد زغالی شده که قدرت جذب بالایی دارند.

روش فعال سازی کربن اکتیو

پس از انتخاب مواد اولیه مورد نیاز برای تولید زغال بلک که می تواند مواد سلولزی و کربنی و پلیمری باشد، با روش های مختلف فیزیکی و شیمیایی فرآیند فعال سازی انجام می شود. با توجه به اینکه متریال مورد استفاده برای تولید کربن اکتیوها چه چیزی می باشد، روند فعال سازی و فیزیکی یا شیمیایی بودن آن با هم تفاوت دارد. به عنوان مثال، فعال سازی کربن فعال های تولید شده با چوب درختان تنها با روش های شیمیایی فعال شده و روندهای فیزیکی برای آنها کاربرد ندارد.
بر همین اساس می توان مراحل فعال سازی کربن فعال را به صورت زیر بیان کرد:

• انتخاب ماده اولیه مناسب؛ مواد سلولزی، پلیمری و مواد خام کربنی
• انتخاب روش مناسب برای فعال سازی با توجه به جنس ماده اولیه

فعال سازی فیزیکی کربن اکتیو

فعال سازی فیزیکی کربن فعال به کمک تقطیر و حرارت دهی انجام شده و دو کوره مجزا برای تولید و فعال سازی در نظر گرفته میشود. روند فعال سازی در این روش به این صورت است که ابتدا ماده اولیه با تقطیر به زغال تبدیل شده و در مرحله بعد، به دلیل حرارت بالا سطح آن متخلخل خواهد شد.

فعال سازی شیمیایی کربن فعال

در این روش تولید و فعال سازی کربن در یک کوره به کمک مواد شیمیایی از قبیل کربنات پتاسیم و پتاسیم و کلرید انجام میشود.

کاربرد کربن اکتیو در تصفیه آب و فاضلاب

همان طور که اشاره شد، با توجه به نحوه تولید کربن فعال و شکل ظاهری و اندازه منافذ موجود بر روی آنها، ویژگی های متفاوتی دارند و بر همین اساس نیز در بخش های مختلفی از تصفیه فاضلاب یا آب استفاده میشوند. مواد کربن اکتیو که متخلخل بوده و دارای منافذ کوچکی هستند، قدرت جذب بالایی داشته و در فیلترهای کربنی برای جذب یون با بارهای منفی میشوند.

کربن اکتیو گرانولی که دارای اندازه های بزرگ تری هستند، بیشتر در تصفیه خانه های بزرگ کاربرد دارند. این گروه از مواد کربنی به عنوان بستر در تصفیه خانه های فاضلاب و آب استفاده میشود و مانع از عبور ذرات با اندازه های بزرگ خواهند شد. در نتیجه بسیاری از مواد و آلاینده هایی که منجر به تغییر رنگ و بو میشوند را جذب نموده و کیفیت خروجی تصفیه خانه افزایش پیدا خواهد کرد.

کاربرد کربن اکتیو در کشاورزی

قدرت بالا در تبادل یون و عدم تولید مواد جانبی مضر در این مواد منجر به افزایش کاربرد کربن اکتیو در کشاورزی شده است. از این نوع کربن در حذف ناخالصی ها در آفت کش ها استفاده شده و کیفیت آنها را تا حد زیادی افزایش می دهد. از دیگر موارد کاربرد این مواد در صنایع کشاورزی می توان به محافظت از بذر اشاره نمود. پس از بذرپاشی لایه ای از کربن اکتیو روی آنها قرار گرفته و باعث میشود در برابر تماس با آفت کش ها محافظت شوند. در روند تولید آفت کش ها نیز از کربن فعال به عنوان کاتالیزور استفاده شده و سرعت را افزایش می دهد.
در برخی از مزارع کشاورزی از کربن فعال برای آزاد سازی مواد مغذی و مورد نیاز محصولات استفاده میشود. مواد مورد نیاز روی سطح کربن فعال قرار گرفته و به مرور آزادسازی آنها انجام شده و تاثیر زیادی در کیفیت محصولات کشاورزی و رشد گیاهان و باروری آنها خواهد داشت.

کاربرد کربن اکتیو در صنایع داروسازی

در صنایع داروسازی نیز کربن فعال کاربرد گسترده ای دارد و در مرحله تولید و تصفیه میانی و نهایی از آنها استفاده میشود. با توجه به اینکه کربن فعال قدرت بالایی در جذب مواد سمی دارد، به همین دلیل با ورود آن به سیستم گوارشی حیوانات عفونت ها و مواد مضر از بین میروند. همچنین لازم به ذکر است که این مواد تصفیه آب مورد نیاز در مرحله تولید و افزایش کیفیت رنگ و درجه خلوص داروهای آنتی بیوتیک و سایر قرص و داروها استفاده میشوند.
کاهش بو و طعم زننده مواد دارویی و شربت و قرص ها، تصفیه پساب دارسازی از دیگر موارد کاربرد کربن فعال در صنایع داروسازی به شمار می رود.

کاربرد کربن اکتیو در صنایع شیمیایی

در صنایع شیمیایی وجود گازهای خطرناک و مضر که در مراحل مختلف تولید ایجاد میشوند به شدت سلامتی انسان و سیستم تنفسی را تحت شعاع قرار می دهند. یکی از مهم ترین موارد کاربرد کربن اکتیو در صنایع شیمیایی، تولید ماسک های تنفسی می باشد. علاوه براین، در تولید فیلتر هوافشرده و همچنین حذف کربوهیدرات ها نیز در روند تولید مواد شیمیایی مختلف کربن فعال نقش مهمی ایفا می کند.

کاربرد کربن اکتیو در صنایع آرایشی و بهداشتی

با توجه به قدرت بسیار زیاد کربن فعال در جذب آلاینده ها، از این مواد در تولید کرم های بهداشتی و آرایشی استفاده میشود. کرم های آرایشی حاوی کربن فعال مواد آلاینده و تجمع یافته در منافذ پوست را جذب نموده و منجر به پاکسازی خواهد شد. علاوه براین، این مواد قدرت بالایی در سفید کردن دندان داشته و به همین دلیل در تولید خمیر دندان نیز کاربرد دارند.

کاربرد کربن اکتیو در پتروشیمی

در روند تولید مواد پتروشیمی گازها و ترکیبان مضر بوجود می آیند که می توانند به محصول نهایی آسیب های جدی وارد کنند. کربن اکتیو به دلیل قدرت جذب و واکنش پذیری بالا در این صنایع استفاده شده و این ترکیبات را حذف می کند. علاوه براین، گازهای مورد نیاز برای سایر گام ها در روند تولید محصولات پتروشیمی ابتدا روی کربن اکتیو ذخیره سازی شده و سپس در زمان و مرحله مناسب و مورد نیاز آزادسازی آنها صورت میگیرد.

کاربرد کربن اکتیو در تصفیه هوا

از اصلی ترین موارد کاربرد کربن اکتیوهای میله ای یا استوانه ای، تصفیه هوا و حذف آلاینده های موجود در آن می باشد. به دلیل قدرت زیاد این مواد در جذب یون ها با بار منفی و برقراری پیوند قطبی با آنها، از این مواد در دستگاه های تصفیه هوا خانگی و صنعتی استفاده میشود.

کاربرد کربن اکتیو در صنایع غذایی

کربن فعال در صنایع غذایی به منظور بهبود رنگ آبمیوه و نوشیدنی ها و غیره کاربرد دارد. علاوه براین، این مواد قدرت بالایی در حذف عطر و طعم بد مواد غذایی داشته و روند تصفیه را با قیمت ارزان پیش میبرند. این مواد در تولید آبمیوه، ماء الشعیر، روغن و قند و شکر مورد استفاده قرار میگیرند.

قیمت کربن اکتیو

در تعیین قیمت کربن اکتیو موارد متعددی نقش دارند که از مهم ترین آنها می توان به نوع و اندازه این مواد اشاره نمود. نحوه تولید، اندازه منافذ موجود روی سطح آنها و همچنین شکل ظاهری این مواد همگی منجر به افزایش یا کاهش قیمت خواهد شد. همچنین لازم به ذکر است که برند تولید کننده مواد کربن اکتیو بر قیمت آنها اثرگذار هستند. با توجه به اینکه اغالب برندهای تولید کننده این مواد خارجی می باشند، لذا نوسانات ارز نیز بر قیمت اثرگذار است. برای استعلام قیمت می توانید با کارشناسان فروش گروه صنعتی هفت در ارتباط باشید.

فروش کربن فعال (کربن اکتیو) کیلویی و عمده

کربن فعال های تولید شده توسط برندهای مختلف داخلی و خارجی دارای تفاوت هایی در مشخصات بوده و بر همین اساس نیز کاربردهای متفاوتی دارند. گروه صنعتی هفت در فرآیند فروش کربن فعال (کربن اکتیو) مشاوره رایگان ارائه داده و محصول متناسب با نوع کاربرد مورد نظر مشتری معرفی می کند. لازم به ذکر است، این مجموعه به صورت کیلویی و عمده کربن اکتیو را برای فروش ارائه داده و به سراسر ایران ارسال می کند.

خرید کربن فعال یا کربن اکتیو

با توجه به کاربرد گسترده مواد کربن فعال، گروه صنعتی هفت که از بزرگترین فعالان در حوزه تجهیزات و مواد شیمیایی مورد نیاز در صنعت تصفیه آب و فاضلاب می باشد، امکان خرید این مواد را فراهم نموده است. مواد کربن اکتیو ارائه شده توسط این مجموعه متعلق به برندهای مختلفی بوده و از نظر قیمت نیز با هم متفاوت می باشند. برای اطلاع از نوع و اندازه و روش تولید مواد کربن فعال ارائه شده توسط این گروه می توانید با کارشناسان گروه صنعتی هفت تماس بگیرید.

برندهای کربن اکتیو

کربن فعال جاکوبی سوئد

برای خرید کربن اکتیو خارجی، یکی از معتبرترین برندها که محصولاتی بسیار باکیفیتی ارائه می دهد، جاکوبی سوئد می باشد. کربن اکتیو جاکوبی سوئد در حالت کلی نسبت به سایر برندها قیمت گران تری دارد و در مقابل درجه خلوص و کیفیت آن نیز در سطح بالایی قرار گرفته است. محصولات این برند در انواع مختلف گرانولی و میله ای و پودری در اندازه های مختلف ارائه می گردد. از پرکاربردترین زغال فعال جاکوبی سوئد دانه ای و میله ای می توان به موادی با مش های 40* 12 و 16* 8 و 20 *8 و 50 * 20 اشاره نمود. لازم به ذکر است، نوع پودری این مواد دارای مش 200 می باشند و در تصفیه آب کاربرد بسیار زیادی دارند. این مواد به صورت عمده و جزئی توسط گروه صنعتی ارائه و به سراسر ایران ارسال می گردد.

کربن اکتیو جاکوبی چینی

از دیگر محصولات پرکاربرد و پرفروش می توان به کربن فعال جاکوبی چینی اشاره نمود. این مواد از نظر کیفیت در سطح ایده آلی قرار داشته و برای جذب کلر و رنگرزی و همچنین صنایع غذایی مورد استفاده قرار میگیرند. در حالت کلی این محصولات قیمت ارزان تری نسبت به نوع سوئدی داشته و به صورت عمده و جزئی با قیمت مناسب در گروه صنعتی هفت ارائه می گردند.