Добре дошли в DAZ.online

Ние използваме бисквитки, за да развиваме непрекъснато DAZ.online и да го адаптираме все по-добре към вашите нужди. DAZ.online се финансира чрез реклама и за това също са определени бисквитки. Следователно използването на сайта е възможно само със съгласието за използването на бисквитки. Подробности за използването на бисквитките можете да намерите в нашата политика за поверителност.

Ние използваме бисквитки, за да подобрим вашето изживяване и да предоставим персонализирано съдържание. Ние се финансираме от реклама, която също се нуждае от бисквитки. Следователно, за да използвате DAZ.online, трябва да се съгласите с използването на бисквитки.

"Жалко! Но DAZ.online не може без бисквитки изцяло, включително защото се финансираме от приходи от реклама. Следователно понастоящем не можете да използвате DAZ.online без това съгласие.

Съжаляваме, но нямате достъп до DAZ.online, без да се съгласите с използването на бисквитки.

DAZ.online
DAZ/AZ
DAZ 39/2019
Малка, здрава, черна

токсикология

Активен въглен в действие - не само срещу отравяне

В световен мащаб има търсене на около два милиона тона активен въглен годишно. Възходящ тренд. Вносът на активен въглен в Германия също се увеличава от години. През 2008 г. в Германия са докарани около 45 000 тона активен въглен, а през 2017 г. вече са над 70 000 тона [1].

Производство: конвенционално и регенеративно

Суровините за извличане на активен въглен са предимно материали на растителна основа като дърво, торф, кора от дървета, плодни ядки или черупки от ядки. В този случай се говори и за биоугол. Животинският въглен се отнася до продукти, които се произвеждат чрез активиране на животинска кръв или животински кости.

Минерални материали като твърди въглища или лигнитни въглища или нефтохимични продукти като пластмаси също се използват за производство на активен въглен. Тези материали първо се карбонизират чрез химически или термични процеси. Това обикновено се прави или чрез обработка с дехидратиращи агенти като цинков хлорид, разтвор на натриев хидроксид или фосфорна киселина при температури от 500 до 900 ° C, или чрез сухо нагряване на съдържащия въглерод изходен материал в атмосфера без кислород до около 800 ° C [2]. Първоначално се създават само много малки пори. След това се създава активната порова система чрез премахване на летливи компоненти. По време на процеса продуктите от разлагането на катран, които запушват фините пори, се изхвърлят и въглеродната структура се излага допълнително. Чрез действието на горещи водни пари от 900 до 1000 ° C, на вътрешните повърхности се извършва окислително активиране, което премахва въглерода от стените на порите, превръщайки го във въглероден окис, при което се създават допълнителни пори и повърхността се увеличава многократно. Размерът на порите може да бъде съобразен чрез промяна на параметрите на процеса (температура, време и други).

Тъй като конвенционалното производство на активен въглен е изключително енергиен и ресурсоемък процес [3], от известно време се правят опити да се намерят алтернативни източници за добив. Изследователският проект RE-DIRECT [4], финансиран от Европейския съюз и в който също участват Германия, Белгия, Франция, Ирландия и Уелс, има за цел да разработи процеси за производство на активен въглен от остатъчна регионална биомаса. Първата пилотна инсталация в света е в експлоатация на мястото на пречиствателната станция в Синцхайм от 2019 г. [5]. От около 1000 тона остатъци от изхвърлянето на зелени отпадъци в инсталацията за карбонизация трябва да се произведат от 200 до 300 тона активен въглен, които след това да се използват във веригата за пречистване на водата. С приблизително количество от около 34 милиона тона неизползвана биомаса, която възниква само в Северозападна Европа, има огромен потенциал за алтернативни суровини на материали като дърва или въглища, които всъщност са твърде ценни.

Свойства и начин на действие

Високата адсорбционна способност на активен въглен се основава на неговата силно пореста структура (вж. Фиг. 1). Порите са отворени пори, което означава, че са свързани помежду си като гъба. Вътрешната повърхност е до 2000 m 2 на грам. Това означава, че два грама активен въглен са приблизително с размерите на футболно игрище. В зависимост от размера и разпределението на порите, те се разделят на:

Субмикропори (50 nm).

Докато макро и мезопорите позволяват на газовете и течностите да проникнат предимно във вътрешността на активирания въглен, повечето вещества се адсорбират главно на повърхността на микропорите. Процесът на адсорбция се случва физически или химически. Когато дадено вещество е физически прикрепено, то се прикрепя поради молекулярни повърхностни сили (сили на Ван дер Ваалс). В случай на химически отлагания, адсорбираното вещество и активният въглен влизат в химическа реакция на повърхността, която обикновено води до по-силна връзка. Аналитичен метод за количествено определяне на адсорбционната способност на активен въглен е да се определи йодното число. Това се определя като масата на йод в милиграми, която е адсорбирана от един грам активен въглен във воден разтвор, когато остатъчната концентрация на йод във филтрата е 0,02 mol/l [7]. Този параметър се използва и за измерване на консумацията на активен въглен. Други параметри, които често могат да бъдат намерени в информационните листове за активен въглен, са физични свойства като плътност, специфична повърхност или размер на зърната.

Фиг. 1: Страхотна вътрешна повърхност характеризира активен въглен, тук въглища от растителен произход.

Техническо приложение

Поради огромната си адсорбционна способност, активираният въглен може да се използва по множество начини за премахване на нежеланите вещества от цвета, вкуса и миризмата от газове, пари и течности. Активният въглен се използва главно под формата на гранули, като прах или в гранулирана форма. Тъй като адсорбцията е обратим процес, замърсителите могат да бъдат отстранени отново от активния въглен. Този процес е известен още като десорбция и позволява активираният въглен да бъде реактивиран и регенериран.

Една четвърт от активния въглен, произведен в световен мащаб, се използва само за пречистване на вода и отпадъчни води. Това важи особено за широкомащабно промишлено пречистване на питейна вода и пречистване на отпадъчни води, но също и в малък мащаб z. Б. в акваристиката. Повечето дихателни маски са пълни с активен въглен. Филтрите за отработен въздух от промишлени системи, в битови климатични системи или в автомобили са също толкова част от приложенията, колкото и адсорбцията на оцветители или други замърсители в хранителната индустрия (например при производството на бира или спиртни напитки). В химическото технологично инженерство активният въглен се използва като електроден материал и като носител за катализатори, особено за каталитично хидрогениране. За да свърже неприятни миризми, активен въглен се използва в стелките за обувки, както и при грижи за инконтиненция и стомия.

Използвайте за отравяне

Ефектът от активен въглен в случай на отравяне, разбира се, също се основава на адсорбционното свързване на токсините и произтичащото от това предотвратяване или намаляване на стомашно-чревната абсорбция и по този начин евентуално и прекъсване на ентерохепаталната циркулация. Тъй като свързването с повърхността на микропорите, описано по-горе, се основава на физико-химични процеси, адсорбируемостта на отровните нокси зависи основно от техните физико-химични свойства като молекулен размер, разтворимост, степен на йонизация или дисоциация, както и стойността на рН и нивото на пълнене на стомаха.

Дозировка и приложение

Адсорбцията на разтворени частици на границата на активния въглен е обратим процес, който следва закона за действието на масата. Следователно увеличаването на дозата на активен въглен намалява свободната част на отровата, докато абсорбцията на свободната отрова в стомашно-чревния тракт измества равновесието и допълнително отровата се десорбира от активния въглен. Поради тази причина дозата на активен въглен трябва да бъде в диапазона от няколко десетки грама, за да се осигури достатъчен свързващ капацитет (вж. Табл. 1). Поради тази причина прилагането на въглен, пълна с единична доза от 250 mg, може да е достатъчно за остра диария, но в случай на отравяне, активен въглен трябва да се разбърква като прах или гранули в много течност - за предпочитане вода. Други течности могат да се използват при деца и ако пациентът не може да преглъща, може да се прилага и през стомашна сонда.