Активированный уголь (Carbonis activati) известен с очень древних времен. Упоминания о нем встречаются даже в древнеиндийских писаниях, где рекомендуется пропускать воду через уголь для ее очищения. Полезные качества угля были известны и древним грекам, которые очищали им не только воду, но также пиво и вино.
В Древнем Египту в XV веке до н. э. древесный уголь уже использовался в медицинских целях. В Европе адсорбирующие свойства угля были замечены только в XVIII веке. Тогда было научно установлено, что древесный уголь может поглощать газы и обесцвечивать жидкости. В следующем веке древесный уголь начали использовать во Франции для обесцвечивания сахарных сиропов.
Однако массовое промышленное производство активированного угля началось только в начале XX века. Первая партия порошкообразного угля была выпущена в 1909 году. В России активированный уголь применялся для фильтрования воды из боржомских минеральных источников.
Во время Первой мировой войны в армии ввели в эксплуатацию противогазы, в которых использовался активированный уголь, изготовленный из скорлупы кокосового ореха.
В наши дни из скорлупы кокосового ореха изготавливают активированный уголь с высокой адсорбирующей способностью. Активированный уголь представляет собой черный порошок без запаха и вкуса, не растворимый в обычных растворителях. В настоящее время существует много видов активированного угля, которые широко применяются в различных сферах жизни, в том числе и в медицине.
Препарат получают из древесины методом сухой перегонки. Для этой цели используются деревья различных пород: бук, береза, сосна, липа, дуб, ель, осина, ольха, тополь.
В соответствии с перечисленным порядком адсорбирующая способность изготовленного из данных пород деревьев угля уменьшается.
Активированный уголь можно изготовить самим. Для этого используются стволы деревьев не старше 50 лет. Древесину нужно очистить от коры, сучков и сердцевины. Приготовленные таким образом поленья сжигаются на костре до тех пор, пока не исчезнет огонь. В костре на месте древесины окажутся раскаленные угли. Обычно на таких углях выпекают картошку или готовят шашлыки.
Теперь надо выбрать из костра угли большего размера, стряхнуть с них пыль и золу и поместить в заранее приготовленную посуду, после чего плотно закрыть. Когда угли в посуде остынут, их можно вынуть и, снова очистив от угольной пыли, истолочь в ступке до не слишком мелких гранул. Затем получившуюся крупу необходимо просеять. Активированный уголь готов к употреблению.
Деревья, используемые для получения активированного угля:
Чтобы получить активированный уголь лучшего качества, нужно, достав угли из костра, поместить их в дуршлаг. После этого раскаленные угли обрабатываться паром, для чего надо подержать дуршлаг над посудой с кипящей водой. Опускать угли в воду нельзя. Когда уголь окончательно остынет, нужно истолочь его и положить на хранение.
Хранить его следует в закрытом сосуде, помещенном в сухое место, отдельно от веществ, выделяющих газы или пары. На воздухе или в месте с повышенной влажностью адсорбирующие свойства активированного угля значительно снижаются.
Изготовленный таким образом уголь можно использовать для фильтрации воды или спиртных напитков.
Благодаря своей высокой адсорбирующей способности и большой поверхностной активности активированный уголь широко применяется при лечении заболеваний. Его используют при острых отравлениях алкалоидами или солями тяжелых металлов, пищевых интоксикациях, диспепсии, метеоризме, повышенной кислотности и гиперсекреции желудочного сока, а также при инфекциях и заболеваниях ЖКТ (желудочно-кишечного тракта), сопровождающихся процессами гниения и брожения.
Практическое издание «Лечение активированным углем»
Активированный (активный) уголь – пористое вещество, которое получают из различных углеродосодержащих материалов органического происхождения.
1 грамм активированного угля в зависимости от технологии изготовления имеет поверхность от 500 до 1500 м² [площадь поверхности обычного угля 50 м²].
Сущность процесса активации состоит во вскрытии пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии.
Определяющее влияние на структуру пор оказывают исходные материалы для их получения. Активированные угли на основе скорлупы кокосов характеризуются большей долей микропор (до 2 нм), на основе каменного угля – большей долей мезопор (2-50 нм). Большая доля макропор характерна для активированных углей на основе древесины (более 50 нм).
Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры – для адсорбции более крупных органических молекул.
*Угли необходимо обработать перегретым паром 600 до 850 градусов. Конструкция должна состоять из двух колб, в одну из которых закладывается сырье (березовые дрова без коры мелко нарубленные, чем меньше тем лучше) в другую заливается вода. Колбу с сырьем максимально герметично закрыть и положить в костер. Жечь до того момента пока все сырье не превратится в угли. Далее взять вторую колбу и соединить с первой (с углями) колбой посредством металлического змеевика. Во вторую колбу налить воды. Под колбой с водой и змеевиком разжечь костер. В колбе с водой вода закипит и пар по змеевику, который расколется в костре, поступает в колбу с еще не остывшими углями, тем самым еще нагреваясь. На подучение 1 части угля, нужно ~5 частей березового сырья.
*Раздобыть емкость размером с баночку кофе с герметичной металлической крышкой. Взять несколько березовых веточек, засыпать в кофейную банку и положить в костер. После того как костер перегорит, нужно подождать чтобы уголь остыл. Высыпать на марлю получившийся уголь, связать мешочком и держать над водяным паром в течении 5-10 минут для активации угля, в результате такой обработки он приобретает пористую структуру, а все поры очищаются от всяких жидких и не очень жидких веществ. Хранить получившийся уголь необходимо в герметичной посуде, иначе он потеряет свои свойства.
При помощи этой методики, возможно получить активированный уголь, конечно для идеального активированного угля нужна температура перегретого водяного пара от 300 до 600 градусов. Но для фильтрации воды будет вполне достаточно.
*Для изготовления активированного угля используются деревья различных пород: бук, береза, сосна, липа, дуб, ель, осина, ольха, тополь. В соответствии с перечисленным порядком адсорбирующая способность изготовленного из данных пород деревьев угля. Стволы деревьев не должны быть старше 50 лет.
Древесину нужно очистить от коры, cyчков и сердцевины. Приготовленные таким образом поленья сжигаются на костре до тех пор, пока не исчезнет огонь. В костре на месте древесины окажутся раскаленные угли.
Достав угли из костра, поместить их в дуршлаг. После этого раскаленные угли обрабатываться паром, для чего надо подержать дуршлаг над посудой с кипящей водой. Опускать угли в воду нельзя. Когда уголь окончательно остынет, нужно истолочь его и положить на хранение. Хранить его следует в закрытом сосуде, помещенном в сухое место, отдельно от веществ, выделяющих газы или пары. На воздухе или в месте с повышенной влажностью адсорбирующие свойства активированного угля значительно снижаются.
*Небольшие палочки березы, кладём на сковородку, засыпаем небольшим слоем песка и держим на огне два часа. Можно на костре в банке проделать эту же процедуру.
Активированный уголь, который иногда называют карболеном, используют для очистки грязной воды или загрязненного воздуха. В экстренных ситуациях активированный уголь применяют для выведения опасных токсинов и ядов из организма. Прежде чем приготовить активированный уголь, необходимо сделать древесный уголь в домашних условиях путем сжигания древесины или волокнистого материала растительного происхождения. После этого можно добавлять активирующие химические вещества, такие как хлорид кальция или лимонный сок, чтобы завершить процесс.
Шаги
Часть 1
Как готовить древесный уголь- При работе с огнем соблюдайте меры предосторожности и всегда держите огнетушитель под рукой.
-
Насыпьте небольшие щепки древесины твердой породы в металлический котелок. Если у вас нет подходящей древесины, можно заменить ее любым плотным волокнистым материалом растительного происхождения, таким как скорлупа кокосового ореха. Сложите древесину или растительный материал в металлический котел и накройте его крышкой.
Нагревайте котелок на открытом огне 3–5 часов, чтобы получить древесный уголь. Поставьте накрытый крышкой котелок на огонь. В процессе приготовления вы увидите дым и газ, которые выходят через отверстия в крышке. Вместе с дымом удаляются все ненужные вещества, а в котелке остается только чистый уголь.
Остывший уголь промойте водой. Уголь в котелке некоторое время остается горячим. Дайте ему остыть в течение некоторого времени. Когда уголь станет прохладным на ощупь, переложите его в чистый контейнер и прополощите в прохладной воде, чтобы избавиться от пепла и другого мусора. Затем слейте всю воду.
Раздробите уголь. Переложите промытый уголь в ступку и пестиком перемелите до состояния мелкого порошка. Также можно положить его в прочный целлофановый пакет и измельчить в порошок с помощью деревянного молоточка для отбивных или большого молотка.
Подождите, пока угольный порошок полностью высохнет. Если вы применили метод с целлофановым пакетом, пересыпьте порошок в чистую миску. В противном случае оставьте его в ступке. Примерно через сутки порошок полностью высохнет.
Смешайте раствор с хлоридом кальция с древесным порошком. Пересыпьте сухой древесный порошок в миску из стекла или нержавеющей стали. Добавьте раствор с хлоридом кальция (лимонный сок или отбеливатель) в порошок небольшими порциями, постоянно помешивая ложкой.
Накройте миску и подождите 24 часа. Накройте миску и дайте смеси настояться. После этого слейте всю жидкость из миски по мере возможности. На данном этапе уголь будет все еще влажным, но не мокрым.
Активация угля займет еще 3 часа. Переложите уголь обратно в металлический котелок (вычищенный) и поставьте на огонь. Огонь должен быть достаточно интенсивным, чтобы вода, необходимая для активации угля, закипела. Через 3 часа кипения при той же температуре активированный уголь будет готов.
В безопасном месте разожгите небольшой костер . Проще всего получить древесный уголь, если развести огонь на улице, но также можно делать это в домашнем камине (если он у вас есть). Огонь должен быть достаточно интенсивным, чтобы сжечь всю древесину.
Часть 3
Как использовать активированный угольОчистите воздух в своем доме. Заверните небольшое количество активированного угля в кусок простыни и положите в нужное место. Если у вас нет простыни, возьмите плотную дышащую ткань, такую как хлопок.
Соорудите фильтр для воды из угля с помощью носка. В магазине фильтры для воды обычно стоят довольно дорого, но можно соорудить собственный фильтр и получить тот же результат с помощью более дешевого способа. Возьмите чистый носок, который не пахнет стиральным порошком или отбеливателем, положите в него активированный уголь. Теперь можно очистить воду, процеживая ее через носок.
Приготовьте глиняную маску для лица с активированным углем. Возьмите маленькую миску и насыпьте в нее 30 миллиграмм бентонитовой глины, 2,5 миллиграмма активированного угля, 15 миллиграмм куркумы, 30 миллилитров яблочного уксуса и 5 миллилитров меда. Затем начинайте понемногу добавлять воду в смесь, пока не получится однородная паста.
Избавьтесь от вздутия живота и газов с помощью активированного угля. Добавьте 500 миллиграмм активированного угля в виде порошка в 350 миллилитров воды. Пейте эту смесь перед употреблением продуктов, которые вызывают вздутие, или для борьбы с симптомами в том случае, когда вы чувствуете избыточное скопление газов в кишечнике.
> как сделать активированный уголь
Что такое активированный уголь?
Первым делом надо разобраться, что же это такое активированный уголь?
Активированный уголь это пористое вещество, абсорбент, получаемое из различных углеродосодержащих материалов органического происхождения, то-есть древесного угля, скорлупы грецких, лесных, кокосовых орехов, каменноугольного кокса, нефтяного кокса Нас интересует конечно же самый простой, доступный и чистый продукт. Поэтому далее речь пойдет только об активированном угле, который можно получить из древесины.
Для чего используется активированный уголь?
Активированный уголь применяется в медицине и производстве. В медицине используется при различных кишечных расстройствах, помогает справится со многими видами отравлений или по крайней мере существенно снизить вредное воздействие токсинов на организм (в том числе алкоголя, химических и радиоактивных).
В производстве активированный уголь используется в очистных системах. Большая часть всех воздушных фильтров для противогазов, защитных масок изготавливаются с использованием активированного угля. Промышленные и домашние фильтры для очистки воды тоже делают с активированным углем.
Активированный уголь в домашних условиях
Сделать самому активированный уголь довольно просто, но для внутреннего употребления, это конечно не лучшая затея, так как уголь можно купить в каждой аптеке. Но вот чтобы сделать уголь например для фильтрования воды или в отсутствии промышленных образцов, смастерить самому фильтр для противогаза эти знания могут пригодиться. Тем более, что цены на уголь в аптеке не маленькие и сделать большой фильтр для воды из "аптечного" угля будет дорого.
Не важно что вы используете (банки, бочки, кастрюли, сковороды, газовую горелку или костер), принцип изготовления активированного угля в домашних или походных условиях одинаковый. Состоит из трех этапов: первый это изготовление угля, второй его "активация" и в конце сушка.
Итак, приступаем к изготовлению активированного угля.
Первый этап:
Берем емкость, например широкую жестяную банку. Банка должна чем-то плотно закрываться. Желательно, чтобы банка была плоской, то-есть чтобы ее ширина (диаметр) был больше ее высоты. В дне банки нужно проделать несколько небольших отверстий 1-2 мм. Далее кладем в банку небольшие сухие,деревянные чурки, плотно закрываем крышкой и ставим на огонь Деревянные чурки лучше делать из древесины не содержащей большого количества смолы, хорошо подойдет для этого береза, а вот ель и сосна будет давать много дыма и есть большая вероятность воспламенения смолы внутри банки, тогда процесс изготовления активированного угля будет загублен.
Данный этап можно назвать сухой перегонкой древесины. При этом все горючие газы (при условии плотно закрытой крышки) будут выходить в проделанные в дне банки отверстия и тут же сгорать в огне. Таким образом будет практически отсутствовать дым и запах, а значит такой способ можно в прямом смысле использовать для изготовления активированного угля в домашних условиях. А вот если вместо отверстий в дне использовать отсутствие крышки или перегонять древесину в кастрюле или сковороде, будет много дыма, так можно делать уголь только на открытом воздухе. Используя способ "без крышки" чурки лучше присыпать сухим песком, чтобы перегон проходил равномерно и древесина не воспламенялась.
Далее, когда выделение газов и пара прекратиться, следует снять банку с огня и дать остыть. Открываем крышку и видим там черный уголь, но это еще не активированный уголь.
Переходим ко второму этапу.
Вынимаем уголь из банки и засыпаем в кастрюлю или другую банку и полностью заливаем водой. Ставим на огонь и кипятим 20-30 минут. Это и есть процесс активации, кипящая вода промывает поры древесного угля вымывая все минеральные вещества.
Третий завершающий этап.
Выкладываем еще сырой, но уже активированный уголь опять в банку с отверстиями в дне и ставим на огонь. Просушиваем таким образом угли, теперь вместо горючего газа из пор выходит чистый водяной пар. После того, как вся влага испариться и угли остынут, всё действие можно считать завершенным. Активированный уголь готов! На вес по ощущениям такие угли практически невесомы, потому что все поры свободны.
Хранить активированный уголь нужно в стеклянной банке, закрытой крышкой или в пластиковой герметично закрытой таре, таким образом, активность угля будет сохраняться несколько лет. А вот при доступе кислорода свойства угля теряются за несколько месяцев.
Активный или активированный уголь – это пористый адсорбент, который производится из органических материалов содержащих уголь. Технология производства активированного угля длительный процесс, состоящий из нескольких этапов. Адсорбент активированный (активный) уголь является веществом с очень пористым составом. Его получают из разнообразных органических материалов, в которых имеется уголь. Зачастую осуществляется производство активированного угля из древесного угля, из торфа (торфяного кокса), каменноугольного кокса, грецкого ореха, кокосовой скорлупы, косточек маслин, абрикос и многих других растений.
Классификация
Активный адсорбент подразделяется:
- по типу материала, из которого выполнено производство активированного угля: древесина, кокосовая скорлупа, каменный уголь и так далее;
- по назначению: осветляющие, газовые, угли-носители катализаторов с качествами химических сорбентов;
- по методике активации: паровой и термохимический способ;
- по форме выпуска: гранулированный (дробленый) активированный уголь, порошковый, формованный активный уголь, экструдированный уголь (гранулы в виде цилиндров) и ткань, которая пропитана углем.
Активированные угли классифицируют по трем категориям пор: микропоры (от 0,6 до 0,7 нанометров), мезопоры (1,5-100-200 нанометров), макропоры (>100-200 нанометров). Первая и вторая разновидность пор считаются основными составляющими поверхности активных углей. По этой причине они играют немаловажную роль в адсорбционных качествах угля. Микропоры отлично справляются с адсорбцией маленьких органических молекул, а мезопоры – более крупных молекул.
Удельная площадь поверхности активированного угля зависит от габаритов пор. Адсорбент, у которого более тонкие поры хорошо впитывает, имея даже невысокую концентрацию и небольшие парциальные давления пара. Активное вещество с широкими порами характеризуется капиллярной конденсацией.
Размеры удельной впитывающей поверхности активированного угля и широкие поры позволяют весьма результативно применять адсорбент для эффективного очищения газов и жидкостей от разнообразных видов примесей. Количество примесей, которые «съедает» уголь может меняться от мельчайших молекул до молекул масел, нефтепродуктов, жиров, органических соединений с хлором.
Оборудование для производства активированного угля представлено в широком ассортименте. Для получения адсорбента применяются специальные печи разных типов и конструкций. Чаще всего завод по производству активированного угля использует шахтные, вертикальные и горизонтальные роторные печи, многополочные печки и реакторы с кипящим слоем.
Этапы технологического процесса
Получение угля из материалов органического происхождения разделено на несколько этапов. Итак, технология производства активированного угля включает в себя следующие последовательные мероприятия:
- Карбонизация. Данный процесс представляет собой обжиг (термическую обработку) сырья в безвоздушныхинертных условиях с использование высокой температуры. После карбонизации получается – карбонизат, это уголь, имеющий очень незначительные адсорбционные качества по причине маленькой внутренней площади и мелких габаритов. Карбонизат подлежит дроблению и активации, чтобы в результате добиться особенной структуры вещества и значительного увеличения адсорбции.
- Пара слов о предварительном дроблении. Полученный после карбонизации активированный уголь нужно измельчить. Его начальные размеры составляют 30-150 миллиметров, а результативная активация адсорбента затрудняется из-за таких больших фракций. Поэтому карбонизат тщательно измельчается до размеров фракций в 4-10 миллиметров.
- Линия по производству активированного угля включает в себя процесс активации, которая осуществляется с применением двух основных методик:
- Химическая активация для изготовления активированного угля подразумевает обработку вещества солями, выделяющими активирующий газ при воздействии высокой температуры. Активатором могут быть нитраты, сульфаты, карбонаты, серная, фосфорная или азотная кислота. Производство активированного угля с помощью этого способа проводят при температурном режиме 200 – 650°С;
- Парогазовая активация осуществляется исключительно в условиях строгого контроля, при температуре от 800 до 1000°С. В роли окислителей на момент парогазовой активации угля выступают водяной пар и диоксид углерода. Взаимодействие пара с углеродом ускоряется посредством оксидов и карбонатов щелочных металлов. Учитывая этот факт, их в малых дозах периодически добавляют к исходному материалу. В качестве катализатора также используют соединения меди. Получение активного угля из карбонизата с помощью парогазовой методики дает возможность получить мощный адсорбент с площадью поверхности максимум 1500 м 2 на один грамм угля. Правда, не вся площадь может использоваться для поглощения, потому что большие молекулы адсорбируемого вещества не попадут в маленькие поры.
Использование активного угля
Применение в производстве активированного угля набирает обороты с каждым днем. Адсорбционные способности угля позволяют быстро и эффективно очищать сточные воды и отходящие газы. К тому же, он является главным адсорбирующим веществом радиоактивных газов и вод на атомных электрических станциях.
Также активированный уголь нашел применение в таких сферах, как:
- Адсорбция технологической и питьевой воды;
- Использование в химической промышленности;
- Рекуперация (возврат части сырья или энергии для вторичного употребления в той же технологической процедуре) растворителей;
- Использование активного угля в медицинских целях. Очистка крови и организма в целом от бактерий, токсических веществ;
- Для добычи золота;
- В качестве косметического препарата для осветления кожи на лице;
- Пищевая добавка при интоксикации;
- Для похудения и диеты (не рекомендуется специалистами).
Если необходимо купить активированный уголь для фильтрации производства России, то можно обратиться за этим в специализированные магазины или совершить покупку через интернет.
