انواع کربن فعال پودری
کربن فعال پودری، یکی از انواع کربن فعال است که به شکل پودر قابل شناسایی است. این نوع کربن فعال، به دلیل ساختار پوروس بالا و سطح فعال بزرگ، در بسیاری از صنایع و فرآیندها به عنوان یک جاذب قوی و موثر استفاده می‌شود.
انواع کربن فعال پودری بر اساس عوامل و ویژگی های مختلفی دسته بندی می شود. در زیر به معرفی انواع دسته بندی انواع کربن فعال پودری می پردازیم:
- انواع کربن فعال پودری بر اساس تخلخل
- انواع کربن فعال پودری بر اساس مش یا اندازه
- انواع کربن فعال پودری بر اساس سایز
- انواع کربن فعال پودری بر اساس نوع کاربرد
- انواع کربن فعال پودری بر اساس روش تولید
- انواع کربن فعال پودری بر اساس ماده اولیه
جهت خرید کربن فعال و استعلام قیمت انواع کربن فعال پودری با کارشناسان آژمان مهر کیان تماس بگیرید.
کربن فعال پودری (PAC) چیست
کربن اکتیو پودری PAC یا (Powdered Activated Carbon) یک جاذب شیمیایی و نوعی کربن متخلخل با اندازه یا مش کوچک است که، از کربن آلی تهیه می‌شود. کربن فعال پودری، با نام های دیگری مانند پودر کربن فعال یا کربن اکتیو پودری شناخته می‌شود.
PAC به دلیل ساختار پوروس خود دارای منافذ بسیار ریز در حدود کمتر از 0.12 الی ۰.۱۵mm می باشد. از جمله ویژگی‌های مهم کربن فعال پودری می‌توان به سرعت جذب بالا، قدرت جذب برای مواد آلی و غیرآلی، قابلیت بازیابی و استفاده مجدد، تأثیر کم بر pH آب و قابلیت استفاده در محیط‌های آبی و گازی اشاره کرد.
با توجه به ویژگی‌های جذبی تکنولوژی PAC، این ماده به عنوان یکی از روش‌های پرکاربرد جهت حذف مواد آلی، رنگ، بو، مواد شیمیایی و آلاینده‌های دیگر در صنایع مختلف به کار می‌رود.
جهت آشنایی با محصولات شرکت آژمان مهر کیان کلیک کنید.
انواع کربن فعال پودری بر اساس تخلخل
کربن فعال پودری (Powdered Activated Carbon)، بر اساس میزان تخلخل، به انواع مختلفی تقسیم می‌شود. این انواع بر اساس ابعاد و توزیع حفره های موجود در ساختار کربن فعال پودری تعریف می‌شوند.
تخلخل به ساختار داخلی ذرات کربن پودری اشاره دارد که شامل فضاهای خالی یا منافذی است که مواد و آلاینده‌ها در آن جذب می‌شوند.
بر اساس تخلخل، کربن فعال پودری به سه دسته اصلی تقسیم می‌شود:
- انواع کربن فعال پودری با تخلخل میکروپوروس (Micro-porosity): در این نوع، ساختار کربن فعال پودری دارای حفرات با قطر کوچکتر از 2 نانومتر است. این نوع تخلخل به اندازه کوچک منافذ در ذرات کربن اشاره دارد.
این حفره ها بسیار کوچک هستند و برای جذب مولکول‌های کوچک و گازها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع کربن فعال پودری بیشتر در کاربردهایی مانند تصفیه آب، تصفیه هوا، جذب مواد آلی و تصفیه فرایندهای صنعتی استفاده می‌شود.
- انواع کربن فعال پودری با تخلخل مزوپوروس (Meso-porosity): در این نوع، ساختار کربن فعال پودری دارای حفرات با قطر بین 2 نانومتر تا 50 نانومتر است. این نوع تخلخل به اندازه متوسط منافذ در ذرات کربن اشاره دارد.
این حفره ها اندازه ای متوسط دارند و برای جذب مولکول‌ها و ترکیبات آلی متوسط اندازه مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع کربن فعال پودری معمولاً در تصفیه آب، حذف رنگ و بو، جذب مواد آلی و تصفیه فرایندهای صنعتی استفاده می‌شود.
- انواع کربن فعال پودری با تخلخل ماکروپوروس (Macro-porosity): در این نوع، ساختار کربن فعال پودری دارای حفرات با قطر بزرگتر از 50 نانومتر است. این نوع تخلخل به اندازه بزرگ منافذ در ذرات کربن اشاره دارد.
این حفره ها بزرگتر هستند و برای جذب مولکول‌ها و ذرات بزرگتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع کربن فعال پودری بیشتر در کاربردهایی مانند تصفیه گازها، جذب مواد آلی بزرگ و تصفیه فرایندهای صنعتی استفاده می‌شود.
ترکیب میزان تخلخل‌های میکرو پروس و میزوپروس به‌علاوه ماکروپروس، باعث کارایی و بالا رفتن بهره وری کربن پودری می شود. از انواع کربن فعال پودری براساس تخلخل، به علت داشتن سطح مخصوص بالا و اندازه مناسب به صورت جداگانه و یا ترکیبی در صنایع مختلف مانند تصفیه آب و فاضلاب، تصفیه هوا، صنایع فرآوری غذا، صنایع داروسازی و غیره استفاده می‌شود.
انواع کربن فعال پودری بر اساس مش یا اندازه پودر کربن
اندازه مش کربن فعال پودری به تعداد ذرات موجود در هر اینچ مربع اشاره دارد. هرچه عدد مش بزرگتر باشد، نازکتر و سوراخ‌تر خواهد بود و هرچه عدد مش کوچکتر باشد، ضخامت و تخلخل بیشتری دارد.
مش‌های مختلف با اندازه‌های مختلف تعریف می‌شوند و هرکدام از آن ها برای کاربرد خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در زیر توضیحاتی درباره انواع کربن فعال پودری بر اساس مش آمده است و به مقایسه انواع مش کربن پودری با اندازه و کاربردهای مختلف می پردازیم.
پودر کربن فعال مش 80
کربن فعال پودری با مش 80 به معنای داشتن، ۸۰ ذره یا سیم کربن پودری در هر اینچ مربع است. این نوع کربن فعال پودری دارای ذراتی با اندازه کوچک و متوسط است. این نوع کربن فعال پودری با تخلخل و قدرت جذب مناسب، قادر به جذب مواد آلی، مواد رنگزا، بو و آلاینده‌های دیگر است.
همچنین، به دلیل اندازه مش متوسط، دارای سطح مخاطب بزرگتری نسبت به کربن فعال پودری با مش‌های بزرگتر است که می‌تواند به افزایش کارایی جذب و تصفیه منابع مورد استفاده کمک کند.
زغال فعال پودری مش ۱۵۰
در کربن فعال پودری با مش 150، تعداد ۱۵۰ ذره کربن پودری در هر اینچ مربع وجود دارد.. این نوع کربن فعال پودری دارای ذراتی با اندازه کوچکتر است و برای کاربردهایی که نیاز به سطح بیشتری دارند، مناسب می باشد.
اندازه این مش به عنوان مش متوسط محسوب می‌شود و اندازه های متوسط تا بزرگتر کاربرد دارد و مورد استفاده قرار میگیرد. کربن فعال پودری با مش 150 معمولاً در کاربردهایی مانند تصفیه آب، تصفیه هوا، تصفیه گازها، جذب مواد آلی و رنگزاها استفاده می‌شود.
کربن فعال پودری مش ۲۰۰
در این مش، تعداد ۲۰۰ ذرات کربن پودری در هر اینچ مربع قرار دارد. این اندازه مش از مش‌های کمی‌تر خرد است و برای کاربردهایی که نیاز به جذب آلاینده‌ها و مواد آلی بزرگتر استفاده می‌شود. مثلاً در کاربردهای صنعتی، تصفیه آب و فاضلاب، تصفیه هوا و موارد دیگر.
کربن اکتیو پودری مش ۳۰۰
در این مش، تعداد ۳۰۰ ذرات کربن پودری در هر اینچ مربع قرار دارد. این اندازه مش جز مش‌های بسیار خرد است و برای کاربردهای خیلی دقیق و حساس مورد استفاده قرار میگیرد. مثلاً در تحقیقات علمی و آزمایشگاهی.
کربن فعال پودری با مش 325
مش 325 به معنای داشتن 325 ذره در هر اینچ است. این نوع کربن فعال پودری دارای ذرات بسیار ریزی است و برای کاربردهایی مانند جذب مواد آلی، تصفیه آب و تصفیه هوا استفاده می‌شود.
کربن فعال پودری مش ۴۰۰
کربن فعال پودری با مش 400، تعداد ۴۰۰ ذره کربن پودری در هر اینچ مربع قرار دارد.. این نوع کربن فعال پودری دارای ذرات بسیار ریزی است و برای کاربردهایی که نیاز به سطح بسیار بالا و تخلخل کمتری دارند، برای کاربردهایی که نیاز به جذب آلاینده‌های بسیار ریز استفاده می‌شود.
مش مورد استفاده در کربن فعال پودری می‌تواند بر اساس نیاز و کاربرد مختلف، متغیر باشد. انتخاب اندازه مش مناسب برای کربن فعال پودری به ویژگی‌های جذبی مورد نیاز در کاربرد مورد نظر، اندازه ذرات آلاینده‌ها، و نیازهای خاص مرتبط با صنعت یا کاربرد خاصی که از کربن فعال استفاده می‌شود، بستگی دارد.
انواع سایز کربن فعال پودری
|
مش کربن اکتیو پودری (Mesh) |
اینچ (Inche) | میکرون (Micron) |
میلیمتر (mm) |
|
مش ۸۰ |
۰.۰۰۷۰ | ۱۷۷ | ۰.۱۷۷ |
| مش ۱۵۰ | ۰.۰۰۴۰۹ | ۱۰۴ |
۰.۱۰۴ |
|
مش ۲۰۰ |
۰.۰۰۲۹ | ۷۴ | ۰.۰۷۴ |
| مش ۳۰۰ | ۰.۰۰۱۸ | ۴۶ |
۰.۰۴۶ |
|
مش ۳۲۵ |
۰.۰۰۱۷ | ۴۴ | ۰.۰۴۴ |
| مش ۴۰۰ | ۰.۰۰۱۵ | ۳۷ |
۰.۰۳۷ |
انواع کربن فعال پودری بر اساس نوع کاربرد
کربن فعال پودری براساس نوع کاربرد به دو مدل خوراکی و صنعتی تقسیم بندی می‌شود. کربن فعال پودری خوراکی و کربن پودری صنعتی، دو نوع از انواع کربن فعال هستند که به صورت پودری تولید می‌شوند و هر کدام از آن ها دارای ویژگی‌ها و کاربردهای مختلفی دارد.
کربن فعال پودری خوراکی (E-PAC)
کربن فعال پودری خوراکی یا کربن فعال پودری غذایی، یک نوع کربن فعال است که به طور اختصاصی برای استفاده در صنایع غذایی و مکمل‌های غذایی تولید و به عنوان ماده غذایی استفاده می‌شود. این نوع کربن فعال پودری دارای خواص و استانداردهای مخصوصی است که برای استفاده در مواد غذایی مناسب است.
کربن فعال پودری خوراکی معمولاً از منابع طبیعی مانند پوست سبزیجات، پوست میوه‌ها و چوب تولید می‌شود.. یکی از کاربرد های اصلی کربن پودری خوراکی جذب و حذف آلودگی‌های محیطی در صنایع غذایی، و تصفیه در محصولات غذایی است.
این نوع کربن فعال، در تولید مکمل‌های غذایی، آنتی‌اکسیدان‌ها، افزودنی‌های غذایی و جذب آلاینده‌های مضر در مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. کربن فعال پودری خوراکی معمولاً به عنوان یک عامل جذب به کار می‌رود.
کربن فعال پودری صنعتی (I-PAC)
کربن فعال پودری صنعتی یک نوع کربن فعال است که به طور گسترده در صنایع مختلف مانند شیمی، نفت و گاز، فولاد، الکترونیک، داروسازی و غیره استفاده می‌شود. این نوع کربن فعال پودری دارای خواص و خصوصیات منحصر به فردی است که مناسب برای کاربردهای صنعتی است.
کربن فعال پودری صنعتی به صورت پودری با ذرات بسیار ریز تولید می‌شود. این ذرات دارای سطح بالا و تخلخل مناسبی هستند که باعث افزایش قابلیت جذب و جذب آلاینده‌ها در فرایندهای صنعتی می‌شوند. کاربردهای کربن پودری صنعتی شامل تصفیه آب و فاضلاب، تصفیه هوا، تصفیه گاز، صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی، صنایع فرایندی، تولید انرژی، کنترل بوی بد، تولید کلر، تصفیه داروها و محصولات شیمیایی و دیگر کاربردهای صنعتی مشابه است.
کاربردهای کربن فعال پودری صنعتی عبارتند از:
- تصفیه گازها: کربن فعال پودری در صنایع نفت و گاز برای حذف آلاینده‌های گازی مانند هیدروکربن‌ها، گازهای سمی و آلاینده‌های دیگر استفاده می‌شود.
- تصفیه آب: کربن فعال پودری صنعتی در تصفیه آب به منظور حذف مواد آلی، رنگزاها، بو و آلاینده‌های دیگر استفاده می‌شود.
- صنایع شیمیایی: کربن فعال پودری صنعتی در صنایع شیمیایی برای تصفیه و جداسازی مواد آلی، رنگزاها، روغن‌ها و آلاینده‌های دیگر استفاده می‌شود.
- فرایندهای جذب و جداسازی: کربن فعال پودری صنعتی در فرایندهای جذب و جداسازی مانند جذب گازهای خاص، جداسازی مواد محلول و جذب آلاینده‌های محیطی استفاده می‌شود.
- الکترونیک و باتری: کربن فعال پودری صنعتی در صنایع الکترونیکی و تولید باتری برای استفاده در الکترودها، کاتالیزورها و جذب مواد شیمیایی استفاده می‌شود.
انواع کربن فعال پودری بر اساس روش تولید
انواع کربن فعال پودری می‌تواند با استفاده از روش‌های مختلفی تولید شود. برخی از انواع کربن فعال پودری بر اساس روش تولید عبارتند از:
- تولید کربن فعال پودری به روش فیزیکی یا اکتیواسیون فیزیکی: در این روش، کربن فعال از مواد طبیعی مانند زغال سنگ، پوست میوه‌ها، پوست برنج و از طریق فرآیندهای فیزیکی مانند آسیاب کردن و خرد کردن مواد اولیه تولید می‌شود.
در این روش، کربن فعال که معمولاً چوب، پوسته‌های میوه‌ها یا سبزیجات است، تحت شرایط حرارتی بالا و فشار اکتیواسیون قرار میگیرد و این فرآیند باعث شکستن ساختار مواد اولیه و ایجاد سطح بالا و تخلخل در کربن فعال پودری می‌شوند.
کربن فعال پودری که به این روش تولید می شود، معمولا با تخلخل‌های میکرو پروس و میزوپروس است.
جهت مطالعه بیشتر: کربن فعال میله ای
- تولید کربن فعال پودری به روش شیمیایی یا اکتیواسیون شیمیایی: در این روش، کربن فعال از مواد اولیه و مواد آلی مانند پوسته‌های میوه‌ها، چوب یا ذرات زغال سنگ، پلیمرها، نئوپان، کربن سیاه و… تولید می‌شود. این مواد آلی با مواد شیمیایی فعال‌سازی مخصوص مانند اسید‌ها یا قلیا ها ترکیب و تحت شرایط شیمیایی خاص اکتیواسیون و سپس با فعال‌سازی و شستشو، کربن فعال پودری تولید می‌شود.
تولید کربن فعال پودری به این روش، باعث تولید کربن فعال با تخلخل‌های میکروپروس، میزوپروس و ماکروپروس و خواص خاص می‌شود.
- تولید کربن فعال پودری به روش حرارتی یا اکتیواسیون فیزیکی و شیمیایی ترکیبی: تولید کربن فعال پودری با استفاده از روش اکتیواسیون فیزیکی و شیمیایی ترکیبی، یعنی ترکیب عناصر این دو روش، یک روش پرکاربرد و موثر است. در این روش، از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی به طور همزمان استفاده می‌شود تا کربن فعال با خواص مطلوب تولید شود.
این روش باعث تولید کربن فعال پودری با تخلخل‌ها و خواص متنوعی می‌شود. مراحل اصلی تولید کربن فعال پودری به روش اکتیواسیون فیزیکی و شیمیایی ترکیبی عبارتند از:
- آماده سازی مواد اولیه: در این مرحله، مواد اولیه مانند چوب، پوسته‌های میوه‌ها یا ذرات زغال سنگ با استفاده از روش‌های فیزیکی مثل آسیاب کردن یا خرد کردن شکسته می‌شوند تا به اندازه‌های مناسب برسند.
- کربن سازی: مواد اولیه آسیاب شده، در دماهای بالا (معمولاً بین 600-900 درجه سانتیگراد) در حضور یک گاز فعال مثل بخار آب یا دی اکسید کربن تحت عمل قرار می‌گیرند. در این فرآیند، کربن فعال پودری تشکیل می‌شود و ساختار مواد اولیه تجزیه می‌شود.
- فعال‌سازی شیمیایی: پس از کربن سازی، کربن فعال تولید شده با استفاده از مواد شیمیایی مانند اسید‌ها (مثل اسید فسفریک) یا قلیای‌ها (مثل هیدروکسید پتاسیم) ترکیب می‌شود. این فعال‌سازی شیمیایی باعث افزایش خواص جذبی و تخلخل کربن فعال می‌شود.
- فعال‌سازی فیزیکی: پس از فعال‌سازی شیمیایی، از روش‌های فیزیکی مانند تیمار با گازهای فعال‌سازی (مثل آمونیاک) یا اعمال فشار و حرارت برای بهبود ویژگی‌های ساختاری و سطحی کربن فعال استفاده می‌شود.
- شستشو و خشک کردن: پس از انجام مراحل فعال‌سازی، کربن فعال به طور کامل شستشو می‌شود تا مواد شیمیایی اضافی حذف شوند. سپس کربن فعال را خشک می‌کنند تا به شکل پودری نهایی برسد.
با استفاده از روش اکتیواسیون فیزیکی و شیمیایی ترکیبی، کربن فعال پودری با خواص بالا شامل سطح بزرگ و تخلخل مناسب تولید می‌شود. این نوع کربن فعال می‌تواند به عنوان جاذب در فرآیندهای جذب گاز، تصفیه آب، تصفیه صنعتی و دیگر کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.
انواع کربن فعال پودری بر اساس ماده اولیه
انواع کربن فعال پودری می‌تواند از انواع مختلف مواد اولیه تولید شود. کربن فعال پودری بر اساس ماده اولیه ای که دارد کاربرد های خاصی دارد. برخی از انواع کربن فعال پودری بر اساس ماده اولیه عبارتند از:
- کربن فعال پودری بر پایه زغال سنگ (لیگنیت، قیر و آنتراسیت)
- زغال اکتیو پودری مبتنی بر نارگیل
- کربن فعال پودری پوسته‌های میوه
- زغال پودری بر پایه چوب
- کربن اکتیو پودری بر پایه ضایعات گیاهی
مزایای کربن فعال پودری
مزایای انواع کربن فعال پودری ممکن است به ویژگی‌های خاص هر نوع کربن فعال و شرایط کاربرد مربوطه بستگی داشته باشد. بنابراین، قبل از استفاده از کربن فعال پودری، مطالعه و بررسی دقیق خواص و مشخصات آن بر اساس نیازها و موارد موردنیاز توصیه می‌شود.
کربن فعال پودری دارای بسیاری از مزایا و کاربردها است. در زیر به برخی از مزایا اصلی کربن فعال پودری اشاره می‌کنیم:
- قدرت جذب بالا: کربن فعال پودری دارای ساختار پوششی بسیار بزرگ است که باعث افزایش مساحت سطحی آن می‌شود.
- تخلخل و پوروسیته: ساختار پوروس کربن فعال پودری به آن اجازه می‌دهد تا بیشترین مقدار مواد را جذب کند. این تخلخل و پوروسیته باعث افزایش ظرفیت جذب و نگهداری مواد را در خود دارد.
- کاربردهای صنعتی: کربن فعال پودری در صنایعی مانند صنعت نفت و گاز، صنعت شیمیایی، صنعت داروسازی، صنعت غذا و نوشیدنی، صنایع الکترونیکی و غیره استفاده می‌شود.
- بازیافت و استفاده مجدد: کربن فعال پودری قابلیت بازیافت و استفاده مجدد دارد.
- ایمنی و سازگاری: کربن فعال پودری ایمنی بالایی دارد و با بیشتر محیط‌ها و مواده‌ها سازگار است.
