کربن اکتیو (فعال) یا زغال فعال (activated carbon) یکی از مواد پرکاربرد در صنعت تصفیه آب و هوا است که بیشتر به دو صورت پودری و گرانول (دانه ای) تولید میشود و برای جدا سازی رنگ و بو و مزه و کلر آب در کارخانه جات صنایع غذایی و شیمیایی و نیز در تسویه آکواریوم و استخر و تصفیه آب خانگی و صنعتی و نیز برای پاکسازی پوست و دندان استفاده میشود
کربن فعال پودری
کربن اکتیو پودری یا پودر کربن فعال سایز کمتر از 1 میلی متر و قطر متوسط بین 0/15 – 0/25 میلی متر دارد. مزیت مهم کربن فعال پودری مقدار بالای سطح فعال در واحد حجم است، اما به دلیل اندازه ریز ذرات افت فشار بالایی را ایجاد می کند.
کربن فعال پودری به صورت ذرات کربن فعال باقی مانده بر روی غربال مش 50 (0/297 میلیمتر) تعریف می شوند. این گروه کربن از مواد ریزتر کربن خرد یا آسیاب شده که 95-100% آن از غربال ذکر شده عبور می کنند، ساخته شده اند. ASTM ذراتی که از غربال مش 80 (0/177 میلیمتر) عبورمی کنند را دراین گروه طبقه بندی می کند.
کربن فعال گرانول
کربن اکتیو گرانول در مقایسه با کربن اکتیو پودری سایز ذرات نسبتا بزرگتر و در نتیجه سطح خارجی کوچکتر دارند. به دلیل سرعت بالای نفوذ گازها و مایعات این نوع کربن برای جذب و بخار مناسب می باشد. کربن گرانول برای تصفیه آب، بوزدایی وجداسازی مواد موجود در جریانها و نیز در حوضچه های اختلاط سریع استفاده می شوند. کربن فعال گرانول در سایزهای 20×8، 40×20، 30×8 برای استفاده در فاز مایع و سایزهای 6×4، 8×4، 10×4 برای استفاده در فاز بخار ساخته میشوند.
کربن اکتیو گرانول سایز 40×20 از ذراتی تشکیل شده است که در محدوده مش 20 تا 40 هستند و از مش شماره 20 (0/84 میلیمتر) عبور می کنند اما بر روی غربال استاندارد آمریکایی شماره 40 (0/42 میلیمتر) باقی می مانند و عبور نمی کنند. محبوبترین نوع کربن فاز آبی، سایزهای 30×8 و 40×12 هستند که به دلیل ایجاد تعادل مناسب بین پارامترهای سایز، مساحت و افت فشار در این نوع کربن گرانول می باشد.
کربن فعال میله ای یا کبریتی و مدادی
کربن اکتیو میله ای یا کربن اکتیو مدادی به شکل استوانه ای است و قطری بین 0/8 تا 130 میلیمتر دارد. برای تهیه کربن فعال پودری را با یک پیوند دهنده به هم متصل کرده و درون یک بسته استوانه ای شکل قرار می دهند. کربن فعال اکسترودد یا کربن فعال استوانه ای ویژگی هایی شامل افت فشار کم، قدرت مکانیکی بالا و میزان غبار کم دارد و به طور عمده برای جذب در فاز گازی استفاده می شوند.
کاربرد کربن اکتیو در تصفیه گاز
بازیابی حلال ها در چاپ روتوگراوی ، صنایع بسته بندی و پوشش های سطحی ، صنایع غذایی و شیمیایی
تصفیه گاز طبیعی ، حذف H2S ، BTX
حذف مواد تولید کننده بو از هوای خروجی از هود آشپزخانه ها و فیلتر یخچال ها
کنترل انتشار برای مثال در پمپ بنزین ها
حذف آلاینده ها از سیستم تهویه خودرو ها
برای تصفیه ی گاز دودکش ها در کارخانجات زباله سوزی برای حذف فلزات سنگین و دیوکسین ها
تصفیه گاز اگزوز برای حدف ناخالصی ها و 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
در ماسک های گازی
در فیلتر سیگار
به عنوان محیط حامل در کاتالیست ها
کاربرد کربن اکتیو در رنگ بری
رنگ زدایی و خالص سازی از محصولات نهایی و واسطه ها در صنعت داروسازی
رنگ زدایی از محلول های حاوی شکر
رنگ زدایی و تصفیه محلول های که در تولید گلوکز و سایر محصولات نشاسته ای کاربرد دارند
رنگ زدایی از ادویه ها
تصفیه روغن های گیاهی و حیوانی
رنگ زدایی از گلیسیرین ، پارافین، وازلین، وکس، مواد شیمیایی با خلوص بسیار بالا، اسید های آلی، آنزیم ها
رنگ زدایی و بوزدایی از ژلاتین
تمیز کردن حمام های گالوانیزاسیون
کاربرد کربن اکتیو در مصارف بهداشتی
از این ترکیب در کرم های لایه بردار استفاده می شود و ماسک های آن را معمولا با نام ماسک سیاه و یا بلک ماسک در بازار به فروش می رسانند. منافذ پوستی در طول روز ممکن است به وسیله ی ذرات گرد و خاک پر شوند ، این ماده در کرم های لایه بردار ذرات آلودگی را از منافذ پوستی خارج می نماید و موجب تازگی و طراوت پوست و همچنین کوچکتر شدن منافذ پوستی می گردد.
زغال فعال می تواند در متعادل نمودن چربی پوست نقش به سزایی داشته باشد. این ماده روغن اضافی پوست را خارج می کند و سبب متعادل سازی آن می گردد. استفاده از این ماده تنها 1 الی دو بار در هفته توصیه می شود تا از خشکی بیش از اندازه ی پوست نیز جلوگیری به عمل آید.
شامپو های حاوی این ترکیب نیز به خوبی قدرت پاک کنندگی و از بین بردن گرد و غبار موجود بر روی مو را افزایش می دهند و سبب حجم دهی به موی سر می گردند
کاربرد کربن اکتیو در صنایع غذایی
کربن اکتیو به عنوان رنگ زدا از آب میوه ها و عصاره ی میوه ها مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر رنگزدایی این ماده می تواند در فیلتر های بستر ثابت ترکیبات آلی محلول را حذف نماید و سبب کنترل بو و مزه ی قند هایی مانند فروکتوز، لاکتوز و… شود
کاربرد کربن اکتیو در تصفیه آب
در مصارف تصفیه آب و پساب ، از دونوع پودری (به شکل سوسپانسیون) و گرانول (بستر ثابت، پرکولاسیون) با توجه به نوع کاربری آن استفاده می شود. در سالیان گذشته ، از این ماده برای حذف کلر و مواد ایجاد کننده بو و رنگ در آب استفاده می شد. اخیرا استفاده از این ماده برای تصفیه آب آشامیدنی ، آب های زیر زمینی و … استفاده می شود.
کربن اکتیو در تصفیه پساب بیولوژیکی برای حذف باکتری و مواد خطرناک نیز قابل استفاده است. هم جنین در واحد های تصفیه پساب و در مرحله سوم از این ماده برای بهبود کیفیت تصفیه و حذف موادی که نسبت به مواد مورد استفاده در تصفیه و روش های آن مقاوم هستند استفاده می شود.
فیلتر کربن اکتیو یا زغال فعال
از روش های مناسب جهت حذف طعم، بو و کلر باقیمانده در آب استفاده از کربن اکتیو می باشد. مهمترین خاصیت کربن اکتیو سطح جذب داخلی بالا، تخلخل و قابلیت جذب گازها و مایعات شیمیایی می باشد. کربن فعال دارای اندازه منافذ و اشکال مختلفی هستند که همین عامل سبب محدوده گسترده ای از کاربردش میشود. عامل مهمی که در طراحی این دستگاه تأثیرگذار است، زمان تماس آب با گرانول کربن اکتیو و غلظت کلر آزاد یا سایر آلوده کننده ها می باشد. شکل و جنس فیلتر کربنی همانند فیلتر شنی میباشد. نوع کربن، دما و PH آب از عوامل موثر بر بازدهی کربن اکتیو می باشد.
