Carbón activado o carbón para abreviar (Carbo medicinalis, carbón vegetal medicinal) es un carbón vegetal de grano fino y gran superficie interna, que se utiliza como adsorbente en química, medicina, tratamiento de aguas y aguas residuales, ventilación y aire acondicionado, entre otras cosas. Se utiliza en forma granulada o prensada en forma de tabletas (compactos de carbón).
Propiedades
El carbón activado consiste principalmente en carbón (generalmente> 90%) con una estructura altamente porosa. Los poros están interconectados como una esponja. La superficie interior está entre 300 y 2000 m²/g de carbón. El área de la superficie interna de 2 gramos de carbón activado corresponde aproximadamente al área de un campo de fútbol. La densidad del carbón activado varía de 200 a 600 kg/m³. La distribución del tamaño de poro de los microporos (<1nm), mesoporos (1-25nm) y macroporos (>25nm) determina las propiedades de adsorción.
Para un cubo con una longitud de arista de 1 cm, la superficie interior supera a la superficie exterior por un factor de más de 10 000.
Extracción
El carbón activado está hecho de sustancias vegetales, animales, minerales o petroquímicas. Los materiales de partida son z. B. madera, turba, cáscaras de nuez, lignito o hulla o plásticos. En consecuencia, también se conoce como biocarbón. Como carbón animal, latín carbo animalis , se refiere al carbón activado hecho de sangre animal (carbón de sangre) o hueso (carbón de hueso).
Generalmente se produce por tratamiento con agentes deshidratantes (cloruro de zinc, ácido fosfórico) a 500-900 °C o por destilación seca. El carbón activado bruto obtenido de esta manera se activa luego por oxidación a 700-1000 °C con vapor o dióxido de carbono, y en algunos casos también con aire.
Para algunos propósitos, el carbón activado es tratado (impregnado) con otros químicos para mejorar el efecto de separación. El carbón de filtro para filtros de respiración en máscaras de gas está cubierto con sales metálicas, lo que mejora el efecto de separación de muchas toxinas químicas.
Áreas de aplicación
El carbón activado se utiliza principalmente como adsorbente para eliminar el color, el sabor y el olor no deseados de gases, vapores y líquidos. Una de las principales ventajas del carbón activado es su capacidad para reactivarse térmicamente. El carbón activado se utiliza principalmente en forma de gránulos, polvo o gránulos. Los tejidos de carbón activado también están disponibles en el mercado.
Por ejemplo, el carbón activado elimina:
- Cloro, ozono y otras sustancias que alteran el sabor y el olor, así como bacterias del agua, edulcorantes, glicerina y líquidos químicos
- sustancias colorantes e impurezas de corrientes líquidas en la industria química o alimentaria
- Toxinas transportadas por el aire (filtros en máscaras NBC y sistemas de ventilación en tanques y refugios)
- Hexafluoruro de uranio del aire en tecnología nuclear
- Vapores de gasolina del aire de escape de los sistemas de tanques
- Hidrocarburos clorados del aire y los gases de escape, p. B. en la tintorería
- una proporción de alquitrán del humo del cigarrillo en los filtros de cigarrillos
- saborizantes no deseados de vodka y otros licores
- Olor a sudor en los zapatos (debido a las plantillas que contienen carbón activado)
- Aromatizantes en el cultivo de cannabis (neutralización de olores)
- Subproductos de la fermentación, como aceites de fusel y ésteres de cerveza
- Contaminantes en filtros de acuarios y estanques
El carbón activado se utiliza en el tratamiento de aguas residuales para eliminar del agua los componentes adsorbibles disueltos de las aguas residuales. Este paso del proceso generalmente solo se usa cuando los métodos más baratos, como los procesos biológicos, la precipitación y la floculación, no conducen al resultado deseado. Este método también se puede utilizar para limpiar caudales parciales en la industria, con el objetivo de recuperar los residuos.
Otra aplicación importante del carbón activado es en los filtros de aire de cabina para la industria automotriz. Esta clase de filtro se ha utilizado en sistemas de aire acondicionado desde mediados de la década de 1990. Los llamados filtros combinados (esta es una clase específica de filtro de aire de la cabina) contienen una capa de carbón activado que filtra los gases nocivos del aire y, por lo tanto, protege a los pasajeros de estos contaminantes. Más de 5000 toneladas de carbón activado se procesan anualmente en todo el mundo para esta aplicación.
El tratamiento de agua también utiliza la adsorción en carbón activado para purificar el agua sin tratar.
Gracias a su alta capacidad de adsorción, el carbón activado también se puede utilizar en bombas de sorción para crear vacíos.
El carbón activado solo tiene una capacidad de carga limitada. La regeneración suele tener lugar calentando a varios cientos de grados centígrados. Por un lado, parte de la carga se evapora (por ejemplo, disolventes orgánicos), pero otra parte también puede coquizarse, en cuyo caso el carbón activado debe reactivarse con vapor como durante la producción.
El carbón activado también se encuentra en bolsas térmicas.
Solicitud Médica
En medicina, el carbón activado se usa principalmente para eliminar toxinas del tracto gastrointestinal. En enfermedades diarreicas inofensivas, p. B. Gripe gastrointestinal (gastroenteritis), se suelen utilizar compretas de carbón vegetal En las emergencias por intoxicación se utiliza carbón activado en mayor cantidad para eliminar del organismo las toxinas ingeridas por vía oral que se encuentran en el tubo digestivo o están sujetas a la circulación enterohepática. La dosis en tales casos es de 0,5 a 1 g de carbón vegetal por kilogramo de peso corporal para un ser humano adulto.
Colorante alimentario
El carbón activado se utiliza en la industria alimentaria como colorante E 153. E 153 se utiliza en concentrados de jugos de frutas, jaleas, mermeladas, confitería y en recubrimientos de cera negra para queso.
Pruebas individuales
- ↑ Römpp Léxico Química
Referencias
- Hartmut von Kienle &Erich Baeder:Carbón activado y su aplicación industrial , Stuttgart, Ferdinand Enke Verlag, 1980, ISBN 3-432-90881-4
- Roop Chand Bansal, Jean-Baptiste Donnet, Fritz Stoeckli:Carbón activo . Nueva York, Marcel Dekker, 1988, ISBN 0-8247-7842-1
- John W. Patrick (ed.):Porosidad en carbonos . Londres, Edward Arnold, 1995, ISBN 0-340-544732
- CD Roempp Chemie Lexikon, Stuttgart, Georg Thieme Verlag
- Dra. médico Thomas Schneider, Dra. médico Benno Wolcke, Roman Böhmer:Pocket Atlas Emergency &Rescue Medicine - Compendio para el médico de urgencias . 3.ª edición, Springer Medizin Verlag Heidelberg, 2000, 2004, 2006, ISBN 3-540-29565-8
