یکی از مواد بسیار پرکاربرد در صنایع مختلف، کربن اکتیو است که دارای شبکه‌ای میکروسکوپی و متخلخل و جذب سطحی می‌باشد. ویژگی‌های منحصر به فرد این ماده، باعث شده که به منظور حذف آلاینده‌ها در محیط‌های صنعتی و غیر صنعتی، به وفور مورد استفاده قرار گیرد.
روش ساخت کربن اکتیو بدین صورت است که در کوره‌های مخصوص، مواد پایه کربنی را تحت فشار و اتمسفر بالا قرار داده و از طریق فرایند واپاشی حرارتی و اصلاح ساختار فیزیکی، آن‌ها را به کربن اکتیو تبدیل می‌کنند.
در ادامه، به طور مفصل درباره روش ساخت کربن اکتیو و ویژگی‌های این ماده مهم صحبت خواهیم کرد. با ما همراه باشید.
انواع کربن اکتیو
کربن فعال یا همان چیزی که بیشتر با نام کربن اکتیو شناخته می‌شود، دارای انواع مختلفی است که هر کدام از این انواع، دارای ویژگی‌ها و رنج قیمتی متفاوتی هستند. علت وجود چنین تفاوت‌هایی، روش ساخت و مواد اولیه‌ای است که در ساخت کربن اکتیو مصرف می‌شوند. به عنوان مثال، اکثر افرادی که کربن اکتیو را به صورت خانگی تولید می‌کنند، از زغال معمولی برای ساخت آن استفاده می‌کنند.
به طور کلی، ماده‌ای که در ساخت کربن اکتیو استفاده می‌شود، تاثیر بسزایی در خواص فیزیکی و درصد فعال بودن آن دارد. در نتیجه، همواره بهتر است به دنبال محصولی باشید که از بهترین متریال‌های موجود ساخته شده است.
از انواع مختلف کربن اکتیو، معمولا برای ساخت فیلتر‌های هوا و فیتر‌های آب آشامیدنی استفاده می‌شود. برای ساخت چنین موادی، مواد پایه کربنی مانند زغال را در حرارت بالا (۶۰۰ الی ۹۰۰ درجه سانتیگراد) و در یک محیط خلا قرار داده و سپس آن‌ها را در معرض مواد شیمیایی نظیر نیتروژن و آرگون قرار می‌دهند. در مرحله بعد، حرارت را بین ۹۰۰ الی ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد افزایش می‌دهند و سپس مواد را در معرض بخار آب و اکسیژن قرار می‌دهند تا روی سطح کربن فعال، منافذ ریز ایجاد شود.
مواد اولیه ساخت ذغال فعال
برخی از مواد اولیه‌ای که در ساخت ذغال فعال استفاده می‌شوند عبارتند از:
- زغال سنگ؛
- کک نفتی؛
- قیر؛
- قطران زغال سنگ؛
- برخی از ضایعات گیاهی؛
- برخی از ضایعات کشاورزی (نظیر پوست میوه‌های سخت، هسته میوه‌ها و…).
به طور معمول، چنانچه قرار باشد کربن اکتیو برای صنایع سایشی استفاده شود، آن را با مواد اولیه‌ای نظیر پوست نارگیل می‌سازند. برای ساخت کربن فعال مخصوص صنایع غیر سایشی، از مواد اولیه‌ای نظیر پوست آجیل یا هسته میوه‌ها (هلو، زردآلو و…) استفاده می‌شود.
هر چه ید مواد اولیه بیشتر باشد، قدرت جذب و مساحت سطحی کربن اکتیو افزایش می‌یابد.
ساخت کربن فعال با استفاده از زغال قیری
یک مورد از روش ساخت کربن اکتیو بدین صورت است که آن را با استفاده زغال قیری می‌سازند. میزان تخلخل در این کربن اکتیو بسیار متنوع است و می‌توان از آن برای مصارفی نظیر کلر زدایی آب آشامیدنی، جدا کردن آلاینده‌های آلی به منظور نظافت بهتر و همچنین جدا کردن ذرات بزرگ در آب استفاده نمود.
از طرف دیگر، به دلیل سهولت ساخت کربن اکتیو با استفاده از زغال قیری، معمولا در کارگاه‌ها از این ماده در فرآیند تولید زغال فعال استفاده می‌شود.
دلایل ساخت کربن فعال
همانطور که در بخش‌های قبل عنوان کردیم، بر روی سطح کربن اکتیو، منافذ ریز زیادی وجود دارد که این منافذ، می‌توانند با قدرت جذب فوق العاده خود، آلاینده‌ها را به راحتی جذب کرده و در بسیاری از صنایع مفید واقع شوند. از کربن اکتیو به طور گسترده‌ای برای بهبود کیفیت و مزه آب و همچنین حذف کلر و سختی‌های آن، استفاده می‌شود.
می‌توان از کربن اکتیو در صنایع زیر استفاده نمود:
- صنایع مرتبط به پتروشیمی (نفت و گاز)؛
- نظامی و امنیتی؛
- پزشکی؛
- ساخت فیلتر‌های تصفیه آب؛
- ساخت فیلتر‌های تصفیه هوا؛
- خودرو سازی؛
- و…
نحوه ساخت کربن فعال
کربن فعال را هم می‌توان به صورت جزئی در خانه و هم در کارگاه به صورت انبوه تولید نمود. برای اینکار، به تجهیزات و مواد اولیه خاصی نیاز خواهید داشت.
در مرحله اول، برای تامین سوخت ظرف/کوره، به ماده‌ای مشتعل شونده نیاز دارید. می‌توانید از چوب یا الیاف گیاهی استفاده نمایید. دقت کنید که بهتر است جریان اکسیژن را در محیط محدود کنید تا نتیجه کار بهتر شود.
قابلمه را روی اجاق قرار داده و آتش زیرش را روشن نمایید. قابلمه‌ای که انتخاب می‌کنید باید درب کاملا چفت شونده داشته باشد؛ اما وجود سوراخ‌های کوچک بر روی آن اشکالی ندارد. دمای شعله باید به قدری زیاد باشد که مواد اولیه درون ظرف به مرحله سوختن برسند. در حین فرآیند ساخت، دود‌ها و گاز‌های اضافی از منافذ خارج شده و پس از چندین ساعت، کربن اکتیو شما آماده خواهد بود.
پس از سرد شدن قابلمه و مواد درون آن، می‌توانید زغال اکتیو را بشویید تا مواد اضافی نظیر خاکستر و دوده از آن خارج شوند. پس از خشک شدن کامل، زغال را پودر کنید و به مواد شیمیایی مخصوص (در ادامه شرح خواهیم داد) آغشته نمایید.
از هر کدام از روش ساخت کربن اکتیو (چه خانگی و چه کارگاهی) که استفاده می‌کنید، بهتر است با پوشیدن کلاه و لباس‌های مخصوص و محافظ، امنیت کار را بالا ببرید.
مواد مورد نیاز در ساخت کربن فعال
پس از آنکه زغال به شکل پودری درآمد، به موادی نظیر آب لیمو، کلرید کلسیم و یا سفید کننده، نیاز دارید. آب لیمو و سفید کننده راحت تر از کلرید کلسیم در دسترس هستند. در صورتی که می‌خواهید کلرید کلسیم را خودتان تهیه نمایید، می‌توانید با رعایت تمام موارد ایمنی و انجام دستورالعمل‌های لازم، آن را با استفاده از منابع طبیعی شیمیایی (هیدروکلریک، پودر کربنات کلسیم و اسید کلریدریک) ساخته و آن را مصرف نمایید.
زغال پودر شده را با آب (حجم آب باید ۷۵ درصد از حجم کل زغال باشد) ترکیب کرده و سپس کلرید اسید ( یا آب لیمو) را در ظرف زغال بریزید و اجازه دهید ۲۴ ساعت درون ظرف بماند. سپس، مواد را به خوبی بشویید تا ترکیبات شیمیایی آن خارج شوند. آب زغال را به خوبی خارج کنید تا فقط کمی رطوبت جزئی در آن باقی بماند.
در مرحله بعد، زغال را درون قابلمه برگردانید و اجازه دهید ۳ ساعت دیگر با حرارت بالا بپزد تا آب آن کاملا خارج شود.
فواید ساخت کربن فعال خوراکی یا میله ای
کربن اکتیو خوراکی یا میله‌ای، در صنایع پزشکی کاربرد زیادی دارد. واژه “خوراکی” به این معنی نیست که در هر زمان می‌توانید آن را استفاده کنید. کربن اکتیو خوراکی یا میله‌ای برای درمان مسمومیت ناشی از استعمال فلزات سنگین مانند جیوه و آمونیاک؛ تنها و تنها با تجویز و نظر پزشک مصرف می‌شود.
این ماده می‌تواند مواد سنگین در بدن را جذب کرده و با موفقیت از بدن خارج کند.
ساخت کربن فعال برای گلاب گیری
شاید برایتان جالب باشد که بدانید از کربن اکتیو در فرایند عرق گیری یا گلاب گیری نیز استفاده می‌شود!
کربن اکتیو خوراکی برای حذف آلاینده‌ها و مواد سنگین، در فیلتر‌های دستگاه‌های گلاب گیری و تقطیر استفاده می‌شود. در زمان‌های قدیم، این ماده به صورت خانگی ساخته و مصرف می‌شود اما با پیشرفت صنایع و تکنولوژی، زغال فعال خوراکی در کارگاه‌ها به صورت عمده تولید می‌شود و می‌توانید به راحتی آن را از فروشگاههای معتبر تهیه نمایید.
مهم ترین دلیل ساخت کربن فعال
شاید براتون سوال پیش بیاید که چرا این ماده انقدر مورد توجه صنایع است و به چه دلیل از شکل تهیه خانگی و جزئی، به تهیه کارگاهی و به صورت انبوه رسیده است؟ در این قسمت، برخی از مهم ترین دلایل اهمیت و لزوم ساخت کربن اکتیو را عنوان می‌کنیم:
- سالم بودن آب آشامیدنی یکی از موارد مهمی است که برای جلوگیری از بیماری و حفظ سلامت بدن ضروری است. بدین منظور، به طور گسترده‌ای از ذغال فعال در فیلتر‌های کارخانه‌های تصفیه آب، فیلتر تصفیه آب خانگی، فیلتر آکواریوم‌ها و… استفاده می‌شود.
- در برخی از داروها، از کربن اکتیو به منظور حذف آلودگی‌های بدن استفاده می‌شود.
- می توان در فرآیند بازیافت عناصر گرانبها، از کربن اکتیو برای حذف ناخالصی استفاده نمود.
- در صنایع تولید آبمیوه، از کربن اکتیو برای حذف آلودگی‌ها استفاده می‌شود.
- در انواع سیستم‌های تصفیه و خوش بو کننده هوا، از کربن اکتیو برای حذف آلودگی و ذرات معلق در هوا استفاده می‌شود.
برای حذف رنگ‌های اضافی در فرآیند تولید قند و شکر، از کربن اکتیو استفاده می‌شود.
خطرات کربن فعال
با اینکه کربن اکتیو ماده‌ای بی خطر شناخته می‌شود، اما برخی از افراد، نسبت به این ماده حساسیت داشته و می‌توانند با خطرات سلامتی جدی‌ای درگیر شوند. برخی از عوارض جانبی ناخواسته که در صورت تماس یا بلع این ماده ایجاد می‌شوند عبارتند از:
- حالت تهوع؛
- استفراغ؛
- یبوست؛
- مدفوع سیاه.
همچنین، برخی از افرادی که دچار بیماری‌های ژنتیکی هستند، با تماس با کربن اکتیو، دچار بدتر شدن علائم پوستی، عصبی و همچنین علائم گوارشی می‌شوند.
برخی از عوارض جانبی نادر گزارش شده عبارتند از:
- انسداد روده؛
- کمبود شدید آب بدن؛
- نارسایی کلیه‌ها.
با اینکه تماس این ماده با زخم باز خطرناک نیست، اما بهتر است به محض ایجاد تماس ذغال فعال با زخم باز، موضع را با آب و صابون شستشو داده و آن را خشک نمایید. در صورت بروز هرگونه مشکلی، بهتر است در اولین فرصت، به اورژانس مراجعه کرده و برای درمان اقدام کنید.
قیمت ذغال فعال به چه مواردی بستگی دارد؟
انواع مختلف کربن اکتیو، دارای قیمت‌های مختلفی هستند. اینکه ماده اولیه از چه چیزی باشد و همچنین روش ساخت کربن اکتیو به چه صورت باشد، بر روی قیمت آن تاثیر می‌گذارد. علاوه بر این، کربن اکتیو به ۳ صورت پودری، میله‌ای و گرانولی تولید و عرضه می‌شود. هر کدام از این انواع نیز دارای رنج قیمت متفاوتی هستند.
فروشگاههای مختلفی که در زمینه عرضه انواع مواد شیمیایی پرکاربرد در صنایع فعالیت می‌کنند، هر کدام معمولا از رنج قیمت و تخفیفات مجزایی برای فروش محصولاتشان استفاده می‌نمایند. شرکت فدک کیمیا با سال‌ها تجربه در زمینه تهیه و عرضه محصولات اولیه صنایع، مفتخر است که توانسته حجم عظیمی از نیاز‌های بازار کشور را تامین نماید.