規(guī)格可定做四氯化碳30-65未碳化物1水分5灰分5點(diǎn)至500-1500
褐煤活性炭制備
褐煤活性炭是以褐煤前驅(qū)體,通過(guò)不同方法制得的一種新型活性炭,其具有成型性好,耐酸、堿,電導(dǎo)性與化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn),褐煤活性炭不僅比表面積大,孔經(jīng)適中,分布均勻、吸附速度快,而且具有多種形態(tài)?;钚蕴祭w維在催化、吸附方面表現(xiàn)出特的性能特征,加之本身所具有的孔幼構(gòu)、孔分布、微孔表面積以及表面化學(xué)等特征,使之具有的開發(fā)價(jià)值,
褐煤活性炭是由不規(guī)則的結(jié)構(gòu)與碳基組成的體系,由于其特性,與被吸附物的接觸面積大且均勻,吸附材料可以得到充分利用,褐煤活性炭吸附,且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細(xì)的表態(tài),孔隙直接開口在纖維表面,縮短了吸附質(zhì)到達(dá)吸附位的擴(kuò)散路徑,且該材料本身的外表面積較內(nèi)表面積高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。納米活性碳纖維具有微孔形結(jié)構(gòu),孔徑分布窄,特殊的細(xì)孔呈單分散分布,由不同尺寸的微細(xì)孔隙組成其結(jié)構(gòu),中孔、小孔擴(kuò)散呈現(xiàn)出多分散型分布,在各細(xì)孔結(jié)構(gòu)中的差別較大,其主要原因是由于原料的不同。在褐煤活性炭中無(wú)大孔,只有少量的過(guò)渡孔,微孔分布在纖維表面,因此吸附速率較快,褐煤活性炭的空間起大孔作用,可以對(duì)氣相與液相物質(zhì)進(jìn)行較好的吸附作用,褐煤活性炭外比表面積大,吸脫速度快,為粒徑活性炭10~100倍。細(xì)孔的平均孔徑和細(xì)孔容積隨著比表面積增大而增加,吸附容量也隨之增大。

褐煤活性炭酸堿藥劑再生
褐煤活性炭的吸附主要包括可逆吸附(又稱物理吸附)和不可逆吸附(又稱化學(xué)吸附)?;瘜W(xué)吸附是指吸附質(zhì)分子與活性炭表面的官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成圾為穩(wěn)定的化學(xué)鍵,因此吸附質(zhì)與活性炭結(jié)合牢固,不易脫除,使用酸堿再生的目的就是降低吸附質(zhì)與活性炭的親和力,增加吸附質(zhì)的溶解度從而達(dá)到良好的再生效果。酸堿再生法相較于熱再生法有許多優(yōu)點(diǎn):①可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。無(wú)需卸載、運(yùn)輸、再包裝的操作;②由于不經(jīng)過(guò)熱解步驟,炭損失幾乎沒有:@可回收有價(jià)值的吸附質(zhì);④用適當(dāng)回收方法可將化學(xué)再生劑加以重復(fù)使用,酸堿再生法有針對(duì)性地選用酸、堿浸洗活性炭(同時(shí)輔以加溫,攪拌)。使之與吸附質(zhì)反應(yīng)生成可溶性鹽類,從炭表面脫附達(dá)到使炭再生的目的,就再生機(jī)理而言,一方面酸堿改變了溶液pH值,可增大活性炭中被脫除物的溶煉度,從而使吸附的物質(zhì)從炭中脫出;另一方面,酸堿可直接與吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成易溶于水的鹽類。該法特別適用于吸附量受pH值影響很大的場(chǎng)合,再生處理后用水將活性炭洗凈即可重新投入吸附應(yīng)用。此法可直接在活性炭吸附裝置中進(jìn)行再生,設(shè)備和運(yùn)行管理均較方便,而且再生,炭損失小。但由于活性炭的物理吸附和化學(xué)吸附同時(shí)存在,隨著再生次數(shù)增加,再生炭的吸附率仍會(huì)漸次降低。
褐煤活性炭的再生系統(tǒng)
水處理用褐煤活性炭經(jīng)過(guò)干燥、炭化(熱解)與活化這三個(gè)步驟使吸附質(zhì)轉(zhuǎn)化為固定碳后被除去,從而實(shí)現(xiàn)再生的目的。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),整個(gè)再生過(guò)程一般需要約30min,其中前15min為干燥時(shí)間,在這段時(shí)間內(nèi)炭中的水分或者一部分低沸點(diǎn)有機(jī)物將被脫除;之后5min是吸附質(zhì)的炭化(即高溫?zé)峤?階段,另有一部分揮發(fā)性吸附質(zhì)在這段時(shí)間內(nèi)亦將逸出;在后10min內(nèi)被吸附物質(zhì)產(chǎn)生的固定碳與活化氣體反應(yīng),使活性炭的孔徑重新開放,從而使吸附性能得到恢復(fù)。
典型水處理廠褐煤活性炭的熱再生過(guò)程是從接觸器把呈漿狀的失效炭輸送到脫水排水箱,經(jīng)120℃干燥脫水后將其轉(zhuǎn)移至一個(gè)有空氣的氣壓控制的。
褐煤活性炭再生條件
干燥和炭化階段也在一定程度上影響了再生效果,特別是炭化階段若開溫速度過(guò)快則對(duì)活性炭的活化階段有非常不利的影響,回轉(zhuǎn)再生裝置所得的再生活性炭的性質(zhì)狀態(tài)的變化。

褐煤活性炭在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用
一、維生素
1.維生素 A
利用褐煤活性炭能吸附胡蘿卜素的性質(zhì),可將維生素A從胡蘿卜素中分離出來(lái),也可利用活性炭將維生素A和維生素D分離,將從魚肝油制得的濃縮物那解在庚鎬里,并通過(guò)活性炭吸附柱過(guò)濾,然后,以新鮮庚烷洗提吸附物,則椎生素D被洗脫,其次為維生素A。
2. 維生素B(硫胺素)
維生素B:對(duì)維持人體正常的糖代謝具有重要的作用,也是抗神經(jīng)炎的因素,將酵母用水抽提,加入中性乙酸鉛使一些雜質(zhì)沉淀,過(guò)濾后濾液用氫氧化鋇處理使膠質(zhì)沉淀出來(lái),過(guò)量的氫氧化鋇用硫酸除去,溶液中的其他雜質(zhì)用硫酸汞除去,并將活性炭加入濾液吸附硫胺素,后用0.1mol/L鹽酸的50%乙醇溶液來(lái)洗滌硫胺素,近年來(lái)也合成了結(jié)構(gòu)和維生素Bi相似的呋喃硫胺,又稱“新B┐"。
3.維生素 B3
維生素Ba,也稱為煙酸或維生素PP,是人體必需的13種維生素之一對(duì)于維持神經(jīng)系統(tǒng)健康和腦機(jī)能的正常運(yùn)作有著重要的作用。褐煤活性炭對(duì)維生素 B:有著較強(qiáng)的吸附能力,吸附量可達(dá)100mg/g;同時(shí)也具備良好的緩釋性能,在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)藥物緩釋平穩(wěn),從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效的治療目的。
4.維生素 C
維生素C,即抗壞血酸,易被氧化成為去氫抗壞血酸,是一種強(qiáng)還原劑工業(yè)上由山梨醇為原料制造,但粗品要經(jīng)褐煤活性炭脫色后再結(jié)晶。維生素C液的脫色是一個(gè)很重要的程序,說(shuō)它重要是因?yàn)榫S生素C太容易被氧化轉(zhuǎn)成去氫抗壞血酸,降低成品的品質(zhì)。而這一轉(zhuǎn)化程度又往往與炭的類型關(guān)系切,所以對(duì)炭的選擇就顯得特別關(guān)鍵,因活性炭本身是促使轉(zhuǎn)化的催化劑,如含氮元素的炭具有很強(qiáng)的氧化能力,而只有含氧官能團(tuán)的炭才具有還原性另外,脫色時(shí)介質(zhì)的氛圍也很關(guān)鍵,在溶液中脫色時(shí)充氮或使用硫化鈉、硫硫酸鈉浸漬活性炭也可減弱抗壞血酸的氧化。也有將活性炭制成濕炭使用,活性炭浸水后可以將炭孔隙中的空氣排走,但好還是選擇一種稱為“抗氧活性炭”的制品。除了炭的性能外,炭中含有的雜質(zhì)也很關(guān)鍵,特別是含鐵很低,好是100mg/kg以下。近年在開發(fā)使用顆?;钚蕴垦b填吸附塔進(jìn)行續(xù)脫色。
5.維生素D
維生素D,為類固醇類衍生物,有五種化合物,存在于部分天然食物中具有抗佝僂病的作用。利用褐煤活性炭將維生素D從自溶酵母中
6.維生素 E
維生素E,是一種脂溶性維生素,溶于脂肪和乙醇等有機(jī)溶劑中,能夠改善血液循環(huán)、促進(jìn)性激素分泌。維生素E存在于芝麻油中,在用褐煤活性炭對(duì)芝麻油進(jìn)行脫色處理的時(shí)候,會(huì)吸附部分維生素E。采用活性炭處理芝麻油時(shí),維生素E的損失小,損失量約為5%。
7.維生素 G
維生素G,又叫核黃素,是體內(nèi)黃酶類輔基的組成部分,缺乏時(shí)會(huì)影響機(jī)體生物氧化和新陳代謝。應(yīng)用吸附劑從乳清中制備維生素G的濃縮物。乳清中的維生素,先在低溫下用白土吸附,然后用熱水洗滌出來(lái),洗滌液中的維生素用活性炭吸附聚集,然后用乙醇-苯混合液解吸,之后蒸去乙醇和苯而得到維生素G。
8.維生素 H
維生素H,是水溶性的維生素,是脂肪和蛋白質(zhì)正常代謝不可缺少的物質(zhì),維持人體生長(zhǎng)、發(fā)育和健康,利用活性炭從米糠中獲得增濃60~90倍的維生素 H(后來(lái)證明其為維生素B6和維生素B5的混合物)。這個(gè)過(guò)程之所以獲得成功,是依賴于預(yù)先的幾個(gè)步驟。經(jīng)酸化的米糠提取液用白土來(lái)吸附維生素 B,濾液經(jīng)中和后加以蒸干,進(jìn)而用無(wú)水乙醇來(lái)萃取此固體干物質(zhì),萃取物利用水稀釋后使用活性炭來(lái)吸附其中的維生素H。后再用正丁醇或其他適當(dāng)?shù)娜軇⒒钚蕴可系木S生素H洗滌出來(lái)。
二、抗生素
1.青霉素
青霉素是抗生素的一種,具有抗菌殺菌的作用。早期提取青霉素的方法主要是采用活性炭吸附,然后使用有機(jī)溶劑洗提。
將青霉素菌種接種在滅菌的適當(dāng)肉汁培養(yǎng)基內(nèi),在無(wú)菌條件下經(jīng)70~80h的發(fā)酵,當(dāng)發(fā)酵完成后將肉汁過(guò)濾,此肉汁中含青霉素百萬(wàn)分之三十左右,冷卻到可操作的低溫度,以防止青霉素被破壞。然后加入足量的活性炭來(lái)吸附青霉素。此混合料攪拌10min后過(guò)濾,炭濾餅用適當(dāng)?shù)娜軇┫礈烨嗝顾?。洗滌時(shí),應(yīng)先將炭濾餅從濾機(jī)上取下,然后與溶劑混合攪拌20min過(guò)濾,這樣效果好些。可用真空蒸餾法將丙酮分離,所得之青霉素濃縮液冷卻至0℃并酸化至pH=2,再溶于某些有機(jī)溶劑中,例如乙酸乙酯、醇、醚、戊酸乙酯、環(huán)己烷、三氯甲烷等。將含有青霉素的有機(jī)溶劑與稀碳酸氫鈉溶液混合,形成的青霉素鈉鹽溶于水相,經(jīng)與有機(jī)溶劑分離后,在冷凍和高真空下去水?;钚蕴恳灿糜谇嗝顾厣a(chǎn)中的過(guò)濾環(huán)節(jié)。
鏈霉素
1943年,美國(guó)科學(xué)家塞爾曼·A·瓦克斯曼從銷等菌中提取獲得了銷霉菌,該菌是一種從灰鏈霉菌培養(yǎng)液中提取的抗生素,屬于氨易帶資操性化會(huì)物,易溶于水,不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑,活性炭在銷霉需的生產(chǎn)過(guò)程中主要配到脫色的作用。純凈的淡灰鏈絲菌接種在無(wú)蕖培養(yǎng)基上,保持無(wú)需條件下與空氣在25~30℃下接觸發(fā)酵數(shù)天,將此培養(yǎng)肉汁過(guò)濾,濾液調(diào)節(jié)傳度至pH0=7。然后加入活性炭,褐煤活性炭的添加量影響脫色過(guò)程,應(yīng)該嚴(yán)格控制,添加量不夠吸附不完全,但添加量大多則降低洗滌產(chǎn)量,過(guò)濾將炭與溶液分離。用乙醇洗滌炭餅,以除去吸留于炭上的雜質(zhì),然后用已經(jīng)酸化過(guò)的甲酶將鏈霉素從觀上洗滌下來(lái)(在酸性環(huán)境活性炭無(wú)法吸附鏈霉素),將此洗滌液中和后嚴(yán)格控制條件,采用真空蒸發(fā)得到純度為25%~30%的粗品。后利用活性炭在pH-2時(shí)不吸附鏈霉素而可吸附雜質(zhì)的特性來(lái)精制,再利用活性炭在pH=7時(shí)可吸附鏈霉素的特性,將它分離出來(lái),炭上的鏈霉素用酸度調(diào)節(jié)到pH=2.5的新丙酮洗滌出來(lái),經(jīng)濃縮析出純品,
三、去致熱原
凡不經(jīng)人和動(dòng)物腸胃吸收的藥物,而采用靜脈灌注或皮下注射的藥物。其水溶液消毒滅菌顯然是極重要的。藥液中雖然不存在微生物,但仍不能用作注射液,這是由于在消毒時(shí)溶液中的細(xì)菌形成了某種副產(chǎn)物,某些細(xì)菌還產(chǎn)生耐熱性的物質(zhì),這些物質(zhì)總稱為熱原(pyrogen),當(dāng)注射液(針劑或大輸液)中含有熱原時(shí),注射到動(dòng)物體內(nèi)在15min~8h內(nèi)即發(fā)生一系列生理反應(yīng),其特征是發(fā)熱、發(fā)抖又伴隨著體溫降低,還可能發(fā)生惡心、嘔吐、頭痛和蛋白尿等。
普通蒸餾水中可能存在大量的致熱原,如采用蒸餾法去除致熱原,則需要特殊設(shè)計(jì)的蒸餾裝置。但只要在水中加入很少的粉狀活性炭(如0.1%)接觸數(shù)分鐘就可除去致熱原。要濾去活性炭要有的濾器,既要固態(tài)物完全濾去又要有滅菌要求,
當(dāng)加入右旋糖等藥物于經(jīng)過(guò)制備的水中時(shí),還能導(dǎo)入致熱原,因此不能采用蒸餾法凈化而應(yīng)用活性炭吸附。然而有些藥物會(huì)被活性炭吸附而使有效成分降低,因此要考慮這一因素而適當(dāng)加大投藥量,以抵消被吸附的藥物量,很奇怪,顆粒活性炭是無(wú)效的,只有粉狀活性炭才適用。

褐煤活性炭添加量
添加量是影響褐煤活性炭液相吸附性能的一個(gè)重要因素。增大活性炭的添加量。有助于增加吸附活性位。提高吸附效果,但是也會(huì)增加吸附過(guò)程中的吸附阻力。因此,要確定合理的添加量,大限度地發(fā)揮活性炭的吸附性能,達(dá)到理想的吸附效果。
佳添加量可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究確定,但實(shí)踐證明,生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際使用量通常比實(shí)驗(yàn)室獲得的添加量要少,原因尚不明確,需要進(jìn)一步研究。因此,對(duì)于褐煤活性炭添加量的確定,通常是根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。由于每次使用的工況不一樣,且每批活性炭的性能也不同,這就需要構(gòu)建一個(gè)
實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)踐使用之間的比例關(guān)系,同時(shí)輔以操作者的成熟經(jīng)驗(yàn)。一般來(lái)說(shuō),在添加炭樣5~10min 后進(jìn)行取樣觀察,判斷是否正確。時(shí)間
脫色或精制所需的時(shí)間,受許多因素影響,如炭的粒度、炭的用量、液體溫度和黏度等,一般需要10~60min。炭越細(xì)或用炭量越多則時(shí)間越短,當(dāng)液體黏度大或用炭量很少時(shí)則時(shí)間就長(zhǎng)些。對(duì)給定的色素和給定的活性炭種類,在同一條件下,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),單位質(zhì)量的活性炭對(duì)色素的吸附變化并不大。表5-1為三種色素在溶液的平衡濃度為0.1mmol/L時(shí),在25℃時(shí),活性炭對(duì)色素的吸附量隨時(shí)間變化的情況。

褐煤活性炭在酒類生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用
褐煤活性炭處理酒的功能,主要是去除雜色(指白酒)、不良雜質(zhì)和促使陳化(酯化)。木炭或骨炭用于酒處理在歐洲已有很久的歷史,現(xiàn)今均已被褐煤活性炭所取代。在應(yīng)用過(guò)程中,褐煤活性炭要先制成稀漿狀,緩慢地加入和混合,避免大量的空氣進(jìn)入。褐煤活性炭的加入量根據(jù)不同的酒類都應(yīng)有嚴(yán)格的控制,否則會(huì)使番中天然的香味消失,失去了某些酒的特色。某種酒應(yīng)該加入多少活性炭要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定,并應(yīng)嚴(yán)格選擇炭種。
制造啤酒時(shí),在加入酒花前,用活性炭處理尚未發(fā)酵的浸汁,可以降低其中蛋白質(zhì)的含量,并能改良其保持泡沫的性質(zhì)以及熟啤酒的香味。如用活性提處理帶苦味的浸汁則更有效。發(fā)酵后用活性炭處理,可改善啤酒特有的香味和發(fā)泡起沫的性質(zhì),也可加速啤酒的陳化。
隨著技術(shù)的發(fā)展,在酒類處理中,已經(jīng)形成了活性炭品種,如酒精處理活性炭、濃香型曲酒處理活性炭、清香型酒類處理活性炭、渣酒處理活性炭等?;钚蕴科贩N的開發(fā)和應(yīng)用不僅豐富了活性炭產(chǎn)品線,也有助于提高其應(yīng)用性能。

褐煤活性炭在食品工業(yè)中的應(yīng)用
蔗糖
我國(guó)是世界第四大產(chǎn)糖國(guó),每年的食糖總產(chǎn)量約為1300t。澄清工藝是制糖生產(chǎn)的環(huán)節(jié),也是關(guān)鍵環(huán)節(jié),對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量和糖分回收具有重要作用。吸附脫色是一種重要的澄清工藝。在活性炭未出現(xiàn)時(shí),主要是用骨炭來(lái)處理。骨炭是由牛骨干燥破碎后,于600~850℃下隔絕空氣干餾制得,收率為65%左右。由于骨炭的灰分含量大,含碳量低,脫色效果比較差。之后逐漸被褐煤活性炭所取代。
從20世紀(jì)初成功制造褐煤活性炭開始,首入應(yīng)用領(lǐng)域的是蔗糖脫色精制,蔗液的精制有許多步驟。以石灰來(lái)澄清,再濃縮結(jié)晶出初步精制的糖,稱粗糖,純度約96%。經(jīng)洗滌的結(jié)晶再溶解在水中,成為50%~60%的糖液,再下一個(gè)步驟就是澄清,主要是加入石灰使糖液成微堿性,再用磷酸中和,生成的磷酸鈣可吸附雜質(zhì),用過(guò)濾法除去,然后用活性炭脫色。
我 國(guó)蔗糖盛產(chǎn)于華南地區(qū),其生產(chǎn)方法很少采用由紅糖加工精制成白糖,所以沒有大量使用骨炭或褐煤活性炭。糖廠都采用二氧化硫漂白,將色素還原,這就有可能在以后同空氣接觸的過(guò)程中,顏色會(huì)泛黃,但大部分的有色膠體都能被所形成的亞硫酸鈣吸附除去。不過(guò)當(dāng)糖色重時(shí),以活性炭脫色還是很必要的,并還有脫臭作用。而二氧化硫漂白,既不環(huán)保又對(duì)人體有危害,應(yīng)加以改進(jìn)。
利用活性炭脫色時(shí),糖液的pH值至關(guān)重要。偏酸性時(shí)易引起糖的轉(zhuǎn)化,但脫色效果好,因此控制pH=7為佳。糖液稀有利脫色。