¿Cómo se produce el carbono activado para fines de filtración?

¡Hola! Como proveedor de productos de filtración de carbono activados, a menudo me preguntan sobre cómo se produce el carbono activado para fines de filtración. Entonces, pensé que te lo desglosaría en esta publicación de blog.

Comenzando con las materias primas

Lo primero es lo primero, tenemos que hablar sobre las materias primas. El carbono activado se puede hacer a partir de una variedad de fuentes. Algunos de los más comunes incluyen madera, carbón, conchas de coco y turba. Cada fuente tiene sus propias propiedades únicas, lo que puede afectar las características finales del carbono activado.

La madera es una opción popular porque está fácilmente disponible y relativamente fácil de procesar. Tiende a producir carbón activado con una superficie alta y buenas propiedades de adsorción. El carbón, por otro lado, es conocido por su alto contenido de carbono. Se pueden usar diferentes tipos de carbón, como bituminoso y antracita, y pueden provocar carbono activado con diferentes estructuras de poros.

Las cáscaras de coco son otra gran opción. Son un recurso renovable, y el carbono activado hecho de ellos generalmente tiene una dureza muy alta y una gran cantidad de microporos. Esto lo hace ideal para aplicaciones donde se requiere una alta capacidad de adsorción y una durabilidad a largo plazo. La turba también se usa en algunos casos, especialmente cuando se necesita una distribución de tamaño de poro específica.

El proceso de carbonización

Una vez que hayamos seleccionado la materia prima, el siguiente paso es la carbonización. Esta es una etapa crucial donde la materia prima se calienta en un entorno limitado de oxígeno. La falta de oxígeno evita que el material se queme por completo y, en cambio, hace que se descomponga en una sustancia rica en carbono.

La temperatura de carbonización puede variar según la materia prima. Por ejemplo, cuando se usa madera, la temperatura puede variar de 400 ° C a 600 ° C. A esta temperatura, los componentes volátiles en la madera, como el agua, el alquitrán y otros compuestos orgánicos, se eliminan. El resultado es un material carbonizado que contiene principalmente carbono.

Si estamos usando carbón, el proceso de carbonización es un poco más complejo. Por lo general, implica temperaturas más altas, a menudo alrededor de 800 ° C a 1000 ° C. Esto se debe a que el carbón tiene una estructura más compleja, y se necesitan temperaturas más altas para descomponer las moléculas orgánicas complejas y expulsar las sustancias no deseadas.

Activación: creación de la estructura porosa

Después de la carbonización, el material carbonizado sufre activación. La activación es lo que le da al carbono activado sus propiedades de filtración únicas. Hay dos métodos principales de activación: activación física y activación química.

Activación física

La activación física implica calentar el material carbonizado en presencia de un gas oxidante, como vapor o dióxido de carbono. El gas reacciona con los átomos de carbono en la superficie del carbón, creando una red de poros. Este proceso generalmente tiene lugar a altas temperaturas, generalmente entre 800 ° C y 1000 ° C.

La activación de vapor es uno de los métodos de activación física más comunes. Cuando se pasa el vapor sobre el carbón a altas temperaturas, reacciona con el carbono para formar monóxido de carbono e hidrógeno. Esta reacción graba los átomos de carbono en la superficie, creando pequeños poros. El tamaño y la distribución de estos poros se pueden controlar ajustando la temperatura de activación, el tiempo y la velocidad de flujo del vapor.

La activación de dióxido de carbono es similar, pero generalmente da como resultado una distribución de tamaño de poro diferente. El dióxido de carbono es un agente oxidante más débil que el vapor, por lo que el proceso de activación es más lento y tiende a crear poros más grandes.

Activación química

La activación química, por otro lado, utiliza productos químicos para crear la estructura porosa. Los productos químicos comunes utilizados en este proceso incluyen ácido fosfórico, hidróxido de potasio y cloruro de zinc.

La materia prima se impregna primero con el químico. Luego, se calienta en una atmósfera inerte. El químico reacciona con el carbono, descomponiéndolo y creando poros. La activación química se puede llevar a cabo a temperaturas más bajas en comparación con la activación física, generalmente alrededor de 400 ° C a 600 ° C.

Una de las ventajas de la activación química es que puede producir carbón activado con un área superficial muy alta y una distribución de tamaño de poro controlado bien. Sin embargo, también requiere un manejo cuidadoso de los productos químicos, ya que pueden ser peligrosos.

Post - tratamiento y control de calidad

Después de la activación, el carbono activado pasa por una serie de pasos posteriores al tratamiento. Estos pasos están diseñados para eliminar las impurezas restantes y para garantizar que el carbono activado cumpla con los estándares de calidad requeridos.

Un paso de tratamiento común es lavar. El carbono activado se lava con agua para eliminar cualquier químico residual o ceniza. Esto es especialmente importante para las aplicaciones donde la pureza es crítica, como en la industria de alimentos y bebidas.

El carbono activado también se selecciona para garantizar que tenga el tamaño de partícula correcto. Diferentes aplicaciones requieren diferentes tamaños de partículas. Por ejemplo, en los sistemas de filtración de agua, se puede usar un tamaño de partícula más grande para evitar la obstrucción, mientras que en la filtración de gas, se puede preferir un tamaño de partícula más pequeño para una mejor adsorción.

El control de calidad es un proceso continuo durante toda la producción. Probamos el carbono activado para varias propiedades, como el área de superficie, el volumen de poros, la capacidad de adsorción y la dureza. Esto garantiza que nuestros productos cumplan con los requisitos específicos de nuestros clientes.

Aplicaciones de carbono activado en filtración

El carbono activado tiene una amplia gama de aplicaciones en filtración. En el tratamiento del agua, se usa para eliminar contaminantes orgánicos, como pesticidas, solventes y cloro. También puede eliminar los olores y colores del agua, lo que lo hace adecuado para beber y uso industrial.

En la filtración de aire, el carbono activado se usa para adsorbir compuestos orgánicos volátiles (VOC), olores y gases dañinos. Se encuentra comúnmente en purificadores de aire, sistemas de ventilación y filtros de escape industrial.

En la industria de alimentos y bebidas, el carbono activado juega un papel crucial. Por ejemplo, se usa enDecoloración de bebidasPara eliminar los colores y sabores no deseados de las bebidas como el vino, la cerveza y los jugos de frutas.

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Por qué elegir nuestros productos de filtración de carbono activados

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Referencias

• "Carbono activado: tecnología y aplicaciones de adsorción" de S. Suzuki
• "Materiales de carbono para tecnologías avanzadas" editado por la Sra. Dresselhaus y G. Dresselhaus