{"id":87,"date":"2020-03-09T16:25:01","date_gmt":"2020-03-09T16:25:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.manantialwater.com.mx\/purificacion\/?page_id=87"},"modified":"2023-12-11T21:21:33","modified_gmt":"2023-12-11T21:21:33","slug":"carbon-activado","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.manantialwater.com.mx\/purificacion\/carbon-activado\/","title":{"rendered":"Carb\u00f3n activado"},"content":{"rendered":"<div class=\"entry\">\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">\u00bfQu\u00e9 es el carb\u00f3n activado?<\/h2>\n\n\n\n<p>El carb\u00f3n activado es un medio adsorbente carbonoso y altamente poroso que tiene una estructura compleja compuesta principalmente de \u00e1tomos de carbono.&nbsp;Las redes de poros en los carbonos activados son canales creados dentro de un esqueleto r\u00edgido de capas desordenadas de \u00e1tomos de carbono, unidos entre s\u00ed por enlaces qu\u00edmicos, apilados de manera desigual, creando una estructura altamente porosa de rincones, grietas, grietas y hendiduras entre las capas de carbono.<\/p>\n\n\n\n<p>Los carbonos activados se fabrican con c\u00e1scara de coco, turba, madera dura y blanda, carb\u00f3n de lignito, carb\u00f3n bituminoso, huesos de aceituna y diversos materiales especiales carbonosos.&nbsp;Los mecanismos de activaci\u00f3n qu\u00edmica o activaci\u00f3n por vapor a alta temperatura se utilizan en la producci\u00f3n de carbonos activados a partir de estas materias primas.<\/p>\n\n\n\n<p>La red de poros intr\u00ednseca en la estructura reticular de los carbonos activados permite la eliminaci\u00f3n de impurezas de los medios gaseosos y l\u00edquidos a trav\u00e9s de un mecanismo denominado adsorci\u00f3n.&nbsp;Esta es la clave para el rendimiento del carb\u00f3n activado.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"591\" height=\"417\" src=\"https:\/\/www.manantialwater.com.mx\/purificacion\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/carbon-activado.jpg\" alt=\"carb\u00f3n activado\" class=\"wp-image-88\" srcset=\"https:\/\/www.manantialwater.com.mx\/purificacion\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/carbon-activado.jpg 591w, https:\/\/www.manantialwater.com.mx\/purificacion\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/carbon-activado-300x212.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 591px) 100vw, 591px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Adsorci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n<p>La adsorci\u00f3n es la uni\u00f3n o adhesi\u00f3n de \u00e1tomos, iones y mol\u00e9culas (adsorbatos) de un medio gaseoso, l\u00edquido o en soluci\u00f3n sobre la superficie de un carb\u00f3n activado por adsorbente.&nbsp;La porosidad de los carbonos activados ofrece una vasta superficie sobre la cual puede tener lugar esta adsorci\u00f3n.&nbsp;La adsorci\u00f3n ocurre en poros un poco m\u00e1s grandes que las mol\u00e9culas que se est\u00e1n adsorbiendo, por lo que es muy importante hacer coincidir la mol\u00e9cula que est\u00e1 tratando de adsorber con el tama\u00f1o de poro del carb\u00f3n activado.&nbsp;Estas mol\u00e9culas son atrapadas dentro de la estructura de poros internos del carbono por las fuerzas de Van Der Waals u otros enlaces de atracci\u00f3n y se acumulan en una superficie s\u00f3lida.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Por lo general, 1 m3 de carb\u00f3n activado con 0.3m3 de poros internos puede adsorber 30m3 o m\u00e1s de un gas, incluso si est\u00e1 presente en bajas concentraciones en un veh\u00edculo.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Dos tipos de adsorci\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n<p><em><strong>Adsorci\u00f3n f\u00edsica<\/strong><\/em>: durante este proceso, los adsorbatos se mantienen en la superficie de las paredes de los poros por fuerzas d\u00e9biles de atracci\u00f3n conocidas como Fuerzas de Van Der Waals o fuerzas de dispersi\u00f3n de Londres.<\/p>\n\n\n\n<p><em><strong>Quimisorci\u00f3n<\/strong><\/em>: implica fuerzas de atracci\u00f3n relativamente fuertes, enlaces qu\u00edmicos reales entre adsorbatos y complejos qu\u00edmicos en la pared de los poros del carb\u00f3n activado.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Propiedades clave del carb\u00f3n activado<\/h3>\n\n\n\n<p><em><strong>\u00c1rea de superficie<\/strong><\/em>&nbsp;: en general, cuanto mayor es el \u00e1rea de superficie interna, mayor es la efectividad del carbono.&nbsp;La superficie del carb\u00f3n activado es impresionante, de 500 a 1500 m2 \/ go incluso m\u00e1s;&nbsp;una cucharada de carb\u00f3n activado iguala f\u00e1cilmente el \u00e1rea de superficie de un campo de f\u00fatbol.<\/p>\n\n\n\n<p>Es en el proceso de activaci\u00f3n que se crea esta vasta \u00e1rea de superficie.&nbsp;El proceso m\u00e1s com\u00fan es la activaci\u00f3n por vapor;&nbsp;a aproximadamente 1000 \u00b0 C, las mol\u00e9culas de vapor queman agujeros selectivamente en la materia prima carbonizada, creando as\u00ed una multitud de poros dentro de la matriz carbonosa.&nbsp;En la activaci\u00f3n qu\u00edmica, el \u00e1cido fosf\u00f3rico se usa para construir dicho sistema poroso a una temperatura m\u00e1s baja.<\/p>\n\n\n\n<p><em><strong>Volumen total de poros<\/strong><\/em>&nbsp;: se refiere a todos los espacios de poros dentro de una part\u00edcula de carb\u00f3n activado.&nbsp;Se expresa en mililitros por gramo (ml \/ g), volumen en relaci\u00f3n con el peso.&nbsp;En general, cuanto mayor es el volumen de poros, mayor es la efectividad.&nbsp;Sin embargo, si los tama\u00f1os de las mol\u00e9culas que se van a adsorber no coinciden con el tama\u00f1o de poro, no se utilizar\u00e1 parte del volumen de poro.&nbsp;El volumen total de poros (TPV) difiere seg\u00fan la fuente de materia prima y el tipo de m\u00e9todo de activaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p><em><strong>Radio de poro: el radio de poro<\/strong><\/em>&nbsp;medio (promedio), a menudo medido en angstroms, difiere seg\u00fan el tipo de carb\u00f3n activado.<br><br>Distribuci\u00f3n del volumen de poros: cada tipo de carbono tiene su propia distribuci\u00f3n \u00fanica de tama\u00f1os de poros.&nbsp;Se les conoce como microporos (peque\u00f1os), mesoporos (medianos) y macroporos (grandes).&nbsp;Los carbonos para adsorber muchos tipos de mol\u00e9culas de gas son microporosos.&nbsp;Los mejores carbonos para la decoloraci\u00f3n tienen una mayor distribuci\u00f3n de mesoporos.<\/p>\n\n\n\n<ul>\n<li>Microporos r &lt;1 nm<\/li>\n\n\n\n<li>Mesoporos r 1-25nm<\/li>\n\n\n\n<li>Macropores r&gt; 25<br><strong><sub><em>nm nm = nan\u00f3metro&nbsp;&nbsp;<\/em>&nbsp;<\/sub><\/strong>&nbsp;<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Diferentes tipos de carb\u00f3n activado<\/h3>\n\n\n\n<p>El carb\u00f3n activado est\u00e1 disponible principalmente en tres formas o formas: polvo, granular y extruido.&nbsp;Y cada formulario est\u00e1 disponible en muchos tama\u00f1os.&nbsp;Seg\u00fan la aplicaci\u00f3n y los requisitos, se recomienda una forma y un tama\u00f1o espec\u00edficos.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Carb\u00f3n Activado Granular (GAC)<\/h3>\n\n\n\n<p>Las GAC son part\u00edculas de forma irregular formadas por molienda y tamizado.&nbsp;Estos productos van desde los tama\u00f1os de 0.2 mm a 5 mm.&nbsp;Tienen las ventajas de ser m\u00e1s duraderos y duraderos que los carbones activados en polvo, limpios para manipular, purificar grandes vol\u00famenes de gas o l\u00edquidos de una calidad constante, y pueden reactivarse y reutilizarse muchas veces.&nbsp;Los GAC se utilizan en aplicaciones de fase l\u00edquida y gaseosa y en sistemas fijos y m\u00f3viles.<\/p>\n\n\n\n<p>En usos en fase l\u00edquida, el carb\u00f3n activado granular se empaqueta en columnas y torres a trav\u00e9s de las cuales fluyen los l\u00edquidos.&nbsp;Los GAC se usan donde hay un solo producto para refinar o producir continuamente en grandes cantidades.&nbsp;En aplicaciones de fase gaseosa, los GAC tienen la ventaja de tener un flujo suficiente con una ca\u00edda de presi\u00f3n aceptable a trav\u00e9s del lecho de carbono.<\/p>\n\n\n\n<p>Adem\u00e1s, los carbonos activados granulares se regeneran y reutilizan casi siempre. El per\u00edodo entre la reactivaci\u00f3n var\u00eda significativamente, pero en promedio es de 18 meses.&nbsp;La p\u00e9rdida de material durante la reactivaci\u00f3n var\u00eda del 5% al \u200b\u200b15%.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Carb\u00f3n activado en polvo (PAC)<\/h3>\n\n\n\n<p>Los PAC generalmente tienen una distribuci\u00f3n de tama\u00f1o de part\u00edcula que var\u00eda de 5 a 150 \u00c5, aunque hay disponibles grados m\u00e1s gruesos y m\u00e1s finos.&nbsp;Las ventajas de los carbonos activados en polvo son sus menores costos de procesamiento y su flexibilidad en la operaci\u00f3n.&nbsp;La dosis de carb\u00f3n activado en polvo se puede aumentar o disminuir f\u00e1cilmente a medida que var\u00edan las condiciones del proceso.&nbsp;Los carbonos activados en polvo se utilizan principalmente para la adsorci\u00f3n en fase l\u00edquida.&nbsp;Se agregan al l\u00edquido a tratar, se mezclan con el l\u00edquido y, despu\u00e9s de la adsorci\u00f3n, se eliminan por sedimentaci\u00f3n y filtraci\u00f3n.&nbsp;Los carbonos activados en polvo generalmente se usan en procesos por lotes, ya que la cantidad a\u00f1adida puede alterarse f\u00e1cilmente y el polvo puede eliminarse f\u00e1cilmente.&nbsp;La torta de polvo h\u00famedo no se regenera debido a los problemas asociados con el reciclaje del carbono, sino que se incinera o se deposita en vertederos.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Carbono extruido<\/h3>\n\n\n\n<p>Estos son gr\u00e1nulos cil\u00edndricos con un di\u00e1metro que var\u00eda de 1 mm a 5 mm.&nbsp;El proceso de extrusi\u00f3n, junto con la materia prima utilizada, asegura que el producto final sea duro y adecuado para aplicaciones de servicio pesado.&nbsp;La forma del gr\u00e1nulo extruido produce una baja ca\u00edda de presi\u00f3n del sistema, lo cual es una consideraci\u00f3n importante en los usos en fase gaseosa.&nbsp;Los mercados se encuentran en la recuperaci\u00f3n de solventes, la purificaci\u00f3n de gases y el control de emisiones automotrices, donde la actividad de alto volumen, la baja ca\u00edda de presi\u00f3n y la alta resistencia de las existencias de carbono extruido les permiten durar toda la vida \u00fatil del veh\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Fabricaci\u00f3n de carb\u00f3n activado<\/h2>\n\n\n\n<p>Pr\u00e1cticamente cualquier material org\u00e1nico con proporciones relativamente altas de carbono es viable de ser transformado en carb\u00f3n activado. Los carbones activados obtenidos industrialmente pueden provenir de madera y residuos forestales u otros tipos de biomasa, turba, lignito y otros carbones minerales, as\u00ed como de diferentes pol\u00edmeros y fibras naturales o sint\u00e9ticas. <\/p>\n\n\n\n<p>Existen, no obstante, algunas limitaciones. As\u00ed, desde un punto de vista estructural los carbones activados son carbones muy desordenados e is\u00f3tropos. Por tanto, no ser\u00e1n adecuados para preparar carbones activados aquellos materiales carbonosos que pasen por un estado fluido o pseudo-fluido durante su carbonizaci\u00f3n; dado que durante la resolidificaci\u00f3n de esta fase suelen formarse estructuras ordenadas en los carbones resultantes. <\/p>\n\n\n\n<p>No resultan adecuados, por tanto, los carbones coquizables, salvo que se eliminen sus propiedades coquizantes, mediante una oxidaci\u00f3n previa, por ejemplo. Del mismo modo, tampoco resultan adecuados los residuos termopl\u00e1sticos. <\/p>\n\n\n\n<p>Los factores que hay que tener en cuenta para elegir un precursor adecuado son: buena disponibilidad y bajo coste, bajo contenido en materia mineral y que el carb\u00f3n resultante posea unas buenas propiedades mec\u00e1nicas y capacidad de adsorci\u00f3n. Los residuos de madera, las c\u00e1scaras de coco y frutos secos, as\u00ed como las semillas de algunas frutas junto con los carbones minerales y el coque de petr\u00f3leo, son los precursores m\u00e1s usados.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Los materiales carbonosos se activan utilizando 2 m\u00e9todos.<\/h3>\n\n\n\n<ol>\n<li>Activaci\u00f3n a vapor<\/li>\n\n\n\n<li>Activacion Quimica<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Activaci\u00f3n a vapor&nbsp;&nbsp;<\/h3>\n\n\n\n<p>La activaci\u00f3n por vapor es el proceso m\u00e1s utilizado porque generalmente se usa para activar tanto la c\u00e1scara de coco como los carbonos a base de carb\u00f3n.&nbsp;Los carbonos activados por vapor se producen en un proceso de dos etapas.&nbsp;En primer lugar, la materia prima, en forma de grumos, material previamente dimensionado, briquetas o extruidos, se carboniza por calentamiento en una atm\u00f3sfera inerte como el gas de combusti\u00f3n, de modo que se produce la deshidrataci\u00f3n y la desvolatilizaci\u00f3n del carbono.&nbsp;Para esta etapa, las temperaturas generalmente no exceden los 700 \u00b0 C. La carbonizaci\u00f3n reduce el contenido vol\u00e1til del material fuente por debajo del 20%.&nbsp;Se produce un coque que tiene poros que son peque\u00f1os o demasiado restringidos para ser utilizados como adsorbentes.<\/p>\n\n\n\n<p>La segunda etapa es la etapa de activaci\u00f3n que ampl\u00eda la estructura de los poros, aumenta el \u00e1rea de superficie interna y la hace m\u00e1s accesible.&nbsp;El producto carbonizado se activa con vapor a una temperatura entre 900C y 1100C.&nbsp;La reacci\u00f3n qu\u00edmica entre el carbono y el vapor tiene lugar en la superficie interna del carbono, eliminando el carbono de las paredes de los poros y, por lo tanto, agrandando los poros.&nbsp;El proceso de activaci\u00f3n por vapor permite que el tama\u00f1o de poro se altere f\u00e1cilmente y se pueden producir carbonos para adaptarse a demandas finales espec\u00edficas.&nbsp;Por ejemplo, la estructura de los poros debe abrirse m\u00e1s para la adsorci\u00f3n de mol\u00e9culas peque\u00f1as de una soluci\u00f3n, como en la purificaci\u00f3n de agua, que para la adsorci\u00f3n de mol\u00e9culas de color grande en la decoloraci\u00f3n del az\u00facar.<\/p>\n\n\n\n<p>Steam Activation produce carb\u00f3n activado en piezas de 1 mm a 3 mm, que se trituran y tamizan para eliminar finos y polvo para cumplir con las especificaciones de los carbones activados granulados.&nbsp;Para producir carbonos activados en polvo, las piezas de carbono se muelen a\u00fan m\u00e1s con una suave acci\u00f3n de pulverizaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Activacion Quimica<\/h3>\n\n\n\n<p>La activaci\u00f3n qu\u00edmica se usa generalmente para la producci\u00f3n de carb\u00f3n activado a partir de aserr\u00edn, madera o turba.&nbsp;La activaci\u00f3n qu\u00edmica implica mezclar la materia prima con un agente activador, generalmente \u00e1cido fosf\u00f3rico, para hinchar la madera y abrir la estructura de celulosa.&nbsp;La pasta de materia prima y \u00e1cido fosf\u00f3rico se seca y luego se carboniza, generalmente en un horno rotativo, a una temperatura relativamente baja de 400C a 500C.&nbsp;En la carbonizaci\u00f3n, el qu\u00edmico act\u00faa como soporte y no permite que el carb\u00f3n producido se encoja.&nbsp;Deshidrata la materia prima dando como resultado la carbonizaci\u00f3n y la amortizaci\u00f3n del carbono, creando una estructura porosa y un \u00e1rea de superficie extendida.<\/p>\n\n\n\n<p>La actividad se controla alterando las proporciones de materia prima al reactivo utilizado.&nbsp;Para el \u00e1cido fosf\u00f3rico, la proporci\u00f3n suele estar entre 1: 0,5 y 1: 4;&nbsp;la actividad aumenta con una mayor concentraci\u00f3n de reactivo y tambi\u00e9n se ve afectada por la temperatura y el tiempo de residencia en el horno.<\/p>\n\n\n\n<p>Los carbonos activados producidos por este m\u00e9todo tienen una distribuci\u00f3n de poros adecuada para usarse como adsorbente sin tratamiento adicional.&nbsp;Esto se debe a que el proceso utilizado implica un \u00ablavado con \u00e1cido\u00bb que se utiliza en una etapa de purificaci\u00f3n en los carbonos activados por vapor, despu\u00e9s de la activaci\u00f3n.&nbsp;Sin embargo, los carbonos qu\u00edmicamente activados tienen una pureza menor que los carbonos activados por vapor lavados con \u00e1cido, ya que contienen una peque\u00f1a cantidad de fosfato residual.<\/p>\n\n\n\n<p>Este proceso de activaci\u00f3n qu\u00edmica produce principalmente un carb\u00f3n activado en polvo.&nbsp;Si se requiere material granular, las materias primas granulares se impregnan con el agente activador y se utiliza el mismo m\u00e9todo.&nbsp;Sin embargo, los carbonos activados granulares producidos tienen una baja resistencia mec\u00e1nica y no son adecuados para muchos usos en fase gaseosa.&nbsp;En algunos casos, el carb\u00f3n activado qu\u00edmicamente recibe una segunda activaci\u00f3n con vapor para impartir propiedades f\u00edsicas adicionales.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Selecci\u00f3n de carb\u00f3n activado para su aplicaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Forma de carbono y dise\u00f1o del sistema<\/h2>\n\n\n\n<p>Para los dise\u00f1os de sistemas de adsorci\u00f3n generales, incluidos los sistemas Carbon in Leach (CIL) y Carbon in Pulp (CIP), los carbones granulares, el sistema de columnas para tama\u00f1os m\u00e1s finos y los carbones activados con pellets (1 mm a 4 mm) se utilizan en <a href=\"https:\/\/www.puritecequipos.com.mx\/product-category\/filtro-carbon-activado\/\">filtros carb\u00f3n<\/a> de lecho fijo o m\u00f3vil.\u00a0Para los polvos de carb\u00f3n activado, las aplicaciones m\u00e1s adecuadas incluyen sistemas de flotaci\u00f3n y proceso por lotes donde el carb\u00f3n usado se elimina por filtraci\u00f3n despu\u00e9s de un tiempo de contacto adecuado.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Tama\u00f1o de part\u00edcula y cin\u00e9tica de adsorci\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n<p>Los tama\u00f1os m\u00e1s finos aceleran la velocidad de difusi\u00f3n de los adsorbatos en los poros, por lo tanto, mejora la cin\u00e9tica, pero la humectabilidad \/ filtraci\u00f3n en polvos, la ca\u00edda de presi\u00f3n o los problemas de detecci\u00f3n con gr\u00e1nulos son factores limitantes.&nbsp;Por lo tanto, el rango de tama\u00f1o de part\u00edcula y la selecci\u00f3n de distribuci\u00f3n es un compromiso.<\/p>\n\n\n\n<p>Sin embargo, con los gr\u00e1nulos cil\u00edndricos, el carbono tiene la ventaja de un mejor empaque del lecho que elimina parte del d\u00e9ficit de carbono granular, como las ca\u00eddas de presi\u00f3n y los problemas de detecci\u00f3n, pero una menor dureza y un mayor costo en comparaci\u00f3n con los carbonos irregulares pueden ser un factor limitante.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Distribuci\u00f3n de tama\u00f1os de poro y otros par\u00e1metros<\/h3>\n\n\n\n<p>En relaci\u00f3n con el rango de tama\u00f1o molecular de los adsorbatos diana, el requisito de distribuci\u00f3n del tama\u00f1o de poro cambia.&nbsp;En la extracci\u00f3n de oro, un carbono con una alta distribuci\u00f3n de microporos facilitar\u00eda la adsorci\u00f3n efectiva y eficiente de los complejos de oro y cianuro.&nbsp;Si tiene como objetivo la eliminaci\u00f3n de mol\u00e9culas de colores grandes y especies contaminantes, ser\u00eda adecuado un carbono con una mayor distribuci\u00f3n de poros meso y macro.<\/p>\n\n\n\n<p>La capacidad de adsorci\u00f3n requerida y la pureza del carb\u00f3n activado depender\u00edan de la aplicaci\u00f3n final.&nbsp;La dureza del carbono tambi\u00e9n debe incorporarse temprano en los estudios comparativos.&nbsp;Tal enfoque ha resultado en beneficios para el consumidor, mayor vida \u00fatil, mayor eficiencia del filtro, menos ciclos de regeneraci\u00f3n, econom\u00eda en costos de hardware a trav\u00e9s de tama\u00f1os de filtro reducidos y variabilidad de las instalaciones de reactivaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>\u00bfQu\u00e9 es el carb\u00f3n activado? 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