Активния въглен е навлязал доста широко в нашето ежедневие, дори повече отколкото си представяме. Използва се за обработка на голям брой продукти, които се използват всекидневно – премахване на нежелано оцветяване, вкус, мирис от питейната ни вода; храна; напитки; прави захарта от кафява бяла; контрол на въздушните замърсители /в противогази/; употреба дори в химическата и фармацефтичната промишленост. Под „активен въглен” трябва да се разбира, че това са група въглеродни материали, имащи специфичното свойство да привличат и задържат някои субстанции на повърхността на въглена. Този процес е по-известен като „абсорбация” и е пример за „химическа филтрация”, където определени разтворими вещества се премахват от водата.
Суровините, използвани най-широко за производство на активен въглен са торф, каменни въглища, лигнит, дърво и черупки от ядки. Като цяло нито един от тези сурови продукти не е чист въглерод, макар че донякъде антрацитните въглища се доближават, но съдържат ненужните водород и кислород. За премахване на тези излишни вещества, суровината се загрява в обезвъздушена среда, за да остане чист въглерод. По този начин новополучения въглен се активира при обработка с горещ газ, този процес води до отваряне на микроскопични пукнатини през частиците. Цената на активния въглен пряко зависи от суровината от която е получен, също и от начина по който е активиран. Съществуват различни видове активен въглен, но само някои могат да се използват в дадена ситуация.
Как работи активния въглен?
Парче активен въглен най-вече съдържа въздух. То е набраздено от безброй микроскопични пори през които циркулира водата. Когато заедно с водата мине и някоя органична молекула /замърсител/ през тези пори, тя се залепва към въглерода под силата на привличането. Такъв метод е известен като процес на физична абсорбация. Съществуват и други видове абсорбация, които активния въглен извършва.
Кой е най-добрият вид активен въглен?
Ефективноста на активния въглен зависи от редица фактори – обща повърхност, разпределение на порите, порозен обем, големина на частиците.
– Повърхност: Би трябвало активен въглен с по-голяма обща повърхност да задържа повече замърсители. Важното в случая е, че почти цялата ефективна повърхност на активния въглен е по дължината на порите, а не по външните стени, чиято повърхност е незначителна част от общата и именно затова има значително по-малък абсорбиращ капацитет.
Дървеният въглен служи основно за механична филтрация, макар да има известна степен на абсорбация. С по-добри показатели в скалата за обща повърхност са активните въглени направени от животински кости, черупки от ядки и др. повърхностно активирани въглени. Името подсказва, че имаме активна повърхност с неактивно въглеродно или фосфатно ядро. Най-отгоре в скалата за повърхност са залегнали тотално активираните въглени които са порести по целия си обем и общата им повърхност може да достигне до 1000 кв.м. на грам. Разбира се голямата повърхност не винаги е най-доброто нещо, това означава че порите може да са прекалено малки и някои по-едри частици на замърсители няма да бъдат абсорбирани ефективно.
– Размер на порите: Самия размер на порите в активния въглен са обособени като микропори, транзпори и макропори, които съответстват на малки, средни и големи. Действието на микропорите е ограничено до абсорбация на дребни молекули, средните абсорбират повечето от молекулите, а макропорите извършват механична филтрация, подобрявайки чистотата на водата.
– Порозен обем: Сбора от сравнително голям процент на средни и макропори и голяма обща повърхност означава, че активния въглен има голям обем на порозност, т.е. доста празно пространство за абсорбация. Активни въглени, които имат голям порозен обем тежат значително по-малко от други подобни.
– Размер на частиците: Когато са по-малки частиците, тогава и пътя който изминава водата до вътрешната повърхност е по-кратък, но има и някои плюсове при използването на по-малък активен въглен. Той работи по-бързо, като така се постига по-висока ефективност в модерните филтри за вода, където потока на водата е бърз и не е удобно за ползване на активен въглен. Удължава се живота на въглена, защото е по-малко вероятно да се запуши отвън, докато вътрешността остане неизползвана напълно.
