摘要:本文介紹了燜燒法制藥用活性炭和糖用活性炭的生產(chǎn)工藝,并對照了兩種炭在生產(chǎn)中的控制條件,說明了燜燒法也能生產(chǎn)出多品種,多性能的活性炭。
燜燒法制活性炭,是較原始的生產(chǎn)方法,其缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)環(huán)境差,但產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、便于控制、投資少,適用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)小廠生產(chǎn),通過多年來的生產(chǎn)實(shí)踐,證明采用燜燒爐也能制造出多品種、多性能且質(zhì)量優(yōu)良的活性炭(經(jīng)有關(guān)單位長期使用反應(yīng)良好)。關(guān)鍵問題是如何控制生產(chǎn)工藝,現(xiàn)就糖用活性炭和藥用活性炭生產(chǎn)工藝為例進(jìn)行比較而闡明我粗淺的看法。
(一)兩種炭的工藝流程
1、藥用活性炭的生產(chǎn)工藝流程:
2、糖用活性炭的生產(chǎn)工藝流程:
由以上工藝流程可以看出,藥用活性炭的酸煮放在活化前面的工序,而糖用活性炭的酸處理放在活化后進(jìn)行。其原因是:藥用活性炭希望有大比表面積的微孔結(jié)構(gòu),所以先把有利于形成粗孔的無機(jī)鹽通過酸煮處理掉,使它在活化時(shí)減少過渡孔增加孔,而糖用活性炭則相反,它要借助于無機(jī)鹽的導(dǎo)熱能力,局部過熱形成大量的粗孔結(jié)構(gòu),從而有利于吸附糖中帶色的大分子量焦糖和膠體物質(zhì),使糖類得到脫色精制。
(二)炭材的選擇
炭材的選擇在決定活性炭的性質(zhì)方面起著重要作用,選擇得適當(dāng),能減少原料消耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量。藥用活性炭宜選用微孔較多、結(jié)構(gòu)緊密的雜木硬質(zhì)炭,此種炭灰分含量低,一般在5%以下;糖用活性炭則選擇結(jié)構(gòu)疏松的軟質(zhì)木炭,該炭無機(jī)鹽較多,為8%左右,活化時(shí)易形成粗孔。
(三)粒度的控制
藥用活性炭控制粒度稍細(xì),一般過100目篩為宜。在此粒度下容易深度活化,夾心現(xiàn)象少,可以縮短活化時(shí)間,脫色效果好,例如:拿一罐經(jīng)活化后的產(chǎn)品,經(jīng)篩分后測各粒度對亞甲基藍(lán)的脫色力數(shù)值如表1。
表1
顆粒度(目) | 不過40 | 40-60 | 60-80 | 80-100 | 100-120 | 過120目篩 |
脫色力(0.15%亞甲基藍(lán)ml/0.1g樣品) | 2.8 | 4.8 | 7.0 | 8.9 | 14.3 | 15.5 |
糖用活性炭的粒度控制在80-100目為宜,太粗活化不透,太細(xì)大多數(shù)孔成半孔狀,不利于對焦糖的吸附。
(四)活化度
嚴(yán)格控制活化度是提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵問題,活化時(shí),需要根據(jù)不同品種,選擇適當(dāng)?shù)臏囟取屎突罨瘯r(shí)間,溫度太低,活化速度慢,時(shí)間拉得長,活化不完全;溫度太高,易使木炭表面焦化,活化不透,燒失率大,灰分重,質(zhì)量反而差,如表2所列數(shù)據(jù)控制活化工藝為好。
表2
品種 | 溫度(℃) | 時(shí)間(h) | 燒失率(%) |
藥用炭 | 850-900 | 60-72 | 55 |
糖用炭 | 800-850 | 72-84 | 60 |
由上表可以看出,藥用炭需高溫、快速活化。而糖用炭適合低溫、慢速活化,本工藝制糖用炭時(shí)木炭燒失率60%,經(jīng)濟(jì)上不合算,當(dāng)進(jìn)一步提高原料利用率,但不論生產(chǎn)哪種炭,都需要嚴(yán)格控制活化爐的空氣進(jìn)入量,空氣進(jìn)入量太大,活化成下列反應(yīng):
2C+O2→2CO↑
C+O2→CO2↑
使碳充分轉(zhuǎn)化為CO和CO2氣體而排入大氣、燒失率增加,得率低,空氣進(jìn)入量太小,煙道負(fù)壓小,煙道氣不能進(jìn)入爐內(nèi),溫度上不去,燒失率太低,活化不透,質(zhì)量也就差。
不管生產(chǎn)哪一種炭,在進(jìn)活化爐時(shí)都要含有一定量的水分,含水率一般在40-45%為宜,其原因可能是帶有一定量水分的炭裝入高溫爐時(shí),內(nèi)含水分遇熱急劇膨脹揮發(fā)面闖出一條通道,給煙道氣開了一條方便之門。
(五)結(jié)語
用燜燒法生產(chǎn)多品種、多性能的活性炭、只要改變工藝流程、選好原料,控制粒度,掌握好活化溫度、時(shí)間和空氣進(jìn)入量、便能達(dá)到預(yù)期目的。