Активированный уголь

Изображение

Активированный уголь (активный, карболен) (от лат. carbo activatus) — это адсорбент — вещество с развитой пористой структурой, которое получают из различных углеродсодержащих материалов органического происхождения. Наиболее качественными из доступных сорбентов являются уголь из кокосовой скорлупы и березовый (БАУ-А) уголь.

С точки зрения химии активированный уголь – это одна из форм углерода с несовершенной структурой, практически не содержащая примесей. Активированный уголь на 87-97 % по массе состоит из углерода, также может содержать водород, кислород, азот, серу и другие вещества.

Активированный уголь содержит огромное количество пор и поэтому обладает очень большой удельной поверхностью на единицу массы. Один грамм активированного угля, в зависимости от технологии изготовления, имеет удельную поверхность от 500 до 1500 м?.

Активированный уголь не всасывается организмом и выделяется из него без изменений. Благодаря своему строению, обладает высокой адсорбцией (не путать с абсорбцией — поглощением). Молекулы активированного угля присоединяют к себе молекулы разных веществ, которые связываются и позже выводятся из организма вместе с углем.

Активированный уголь может также нейтрализовать токсины, которые попали в кровь. Благодаря углю, токсины из крови вытягиваются в кишечник и адсорбируются.


Историческая справка

Адсорбционную способность древесных углей впервые заметили в конце 18 века. Так, в 1773 г. химик из Штральзунда, Карл Шееле сообщал об адсорбции газов на древесном угле. Через несколько лет, в 1785 г., Ловиц установил, что древесный уголь может обесцвечивать определенные жидкости. Это открытие привело к первому промышленному применению древесного угля на английском сахаро-рафинадном заводе в 1794 г. После установления блокады на континенте в 1808 г. один из французских заводов также использовал древесный уголь для осветления сахарных сиропов.

В 1811 году, во время опытов с приготовлением черного сапожного крема, Фитье заметил обесцвечивающую способность костяного угля. Благодаря опубликованию этого открытия, костяной уголь нашел впоследствии широкое применение в сахарной промышленности. Поскольку костяной уголь можно реактивировать прокаливанием, производство на основе древесного угля не получило дальнейшего развития. Тем не менее, в 1850 г. была предпринята попытка приготовить обесцвечивающие угли обработкой древесных опилок карбонатом магния и торфа водяным паром, однако эти продукты не выдерживали конкуренции с костяным углем. Кровяной уголь сильного осветляющего действия, открытый де Бюсси в 1828 г., также не изменил этого положения.

Только появление двух патентов Осгрейко в 1900—1901 годах открыло путь современной технологии производства активных углей. Предмет изобретения одного патента составляло нагревание растительного материала с хлоридами металлов, а во втором описано активирование древесного угля диоксидом углерода и водяным паром при нагревании до слабо-красного каления.

В 1909 г. на химических заводах в Ратиборе (Силезия) по патенту Острейко была выпущена первая промышленная партия порошкового угля эпонит. В 1911 г. за ним последовали норит и пурит— торфяные угли, активированные водяным паром. Химическое активирование древесных опилок хлоридом цинка впервые осуществили на Австрийском объединении химической и металлургической продукции в Ауссиге (в 1914 г.) и на фабриках красителей Байера (в 1915 г.) для производства карборафина. Эти порошковые угли использовались в основном в качестве осветляющих в химической и сахарной промышленности.

Во время первой мировой войны был впервые применен активный уголь из скорлупы кокосового ореха в качестве адсорбента в противогазных масках. Благодаря этому опыту и разработке в середине 30-х годов технологии производства гранулированных углей типа суперсорбон и бензосорбон, активные угли нашли применение в адсорбции газов и паров. Возможность извлечения бензола из светильного газа и другие рекуперационные процессы сыграли решающую роль в расширении областей применения активных углей. В настоящее время мировое производство активного угля составляет примерно 300 тыс. т/год (1977 г.), из которых примерно треть выпускается в Северной Америке и Европе.


Изображение


Изготовление

Активированные угли получают из разнообразного углеродсодержащего сырья в некарбонизованном виде или в форме углей и коксов. Основной принцип активирования состоит в том, что углеродсодержащий материал подвергается селективной термической обработке в соответствующих условиях, в результате которой образуются многочисленные поры, щели и трещины и увеличивается площадь поверхности пор на единицу массы. В технике используются химические и парогазовые способы активирования.

Активированный уголь, в зависимости от марок, изготавливается из различного сырья:

  • БАУ-А, ОУ-А, ДАК — из древесного угля
  • АГ-3, АГ-5, АР — из каменноугольного кокса
  • PCG — из нефтяного кокса, асфальта, сажи
  • из кокосового кокса
  • из торфяного кокса
  • из скорлупы кокосового ореха
  • из лесного или грецкого ореха
  • из фруктовых косточек
  • из древесных отходов
  • из синтетических материалов и резины
  • из органических шламовых суспензий
  • из смесей галогенсодержащих углеводородов
  • из хлорированных карбидов кремния, титана, циркония, алюминия и бора

ИзображениеИзображениеИзображение

Важное значение для активности угля имеют микропоры; диаметры этих пор (до 2 нм) соизмеримы с размерами адсорбирующихся молекул. Микропоры обеспечивают развитие основной части внутренней поверхности активного угля. Кроме них в угле присутствуют переходные (мезо-) поры с диаметрами 2—50 нм и более крупные макропоры с диаметром более 50 нм.

Микро- и мезопоры составляют наибольшую часть поверхности активированных углей, соответственно, именно они вносят наибольший вклад в их адсорбционные свойства. Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры - для адсорбции более крупных органических молекул. Определяющее влияние на структуру пор активированных углей оказывает исходное сырье, из которого их получают. Активные угли на основе скорлупы кокоса характеризуются большей долей микропор, а активированные угли на основе каменного угля - большей долей мезопор. Большая доля макропор характерна для активированных углей на основе древесины. В активированном угле, как правило, существуют все разновидности пор.

Древесный уголь имеет схожее действие с активированным и его можно изготовить самостоятельно, нужно просто сжечь в огне дрова. Лучше всего, чтобы дерево было без коры и разделено на нужные по размерам полена. Лучше всего сжигать древесину в заранее выкопанной ямке. В момент, когда древесина горит ясным и сильным пламенем, нужно накрыть огонь крышкой, чтобы устранить доступ воздуха. Во время горения (тления) без воздуха мягкие части дерева быстро сгорают, а твердые остаются в качестве угля. Так мы получим обычный древесный уголь.


Действие и применение

Уже около 1550 г. до н.э. в старом египетском папирусе упоминалось о применении древесного угля в медицине.

Активированный уголь адсорбирует много токсичных веществ. Считается, что его следует применять на протяжении двух часов с момента отравления. За это время уголь в состоянии связать большую часть токсинов в желудочно-кишечном тракте.

Главным образом, активированный уголь используется при разных отравлениях и диарее. Тем не менее, несмотря на то, что уголь адсорбирует много разных токсинов, действует он не на все токсины.

Уголь также адсорбирует токсины, вырабатываемые бактериями. О его использовании во время лечения антибиотиками нужно проконсультироваться с ветеринаром, потому что кроме токсинов уголь может адсорбировать и лекарства.

Уголь не следует применять в случае отравления сильными кислотами, непищевыми спиртами, растворителями и тяжелыми металлами. Уголь также не адсорбирует некоторые пестициды.

Дозировка:

Для попугаев величиной с кореллу, весом 100 гр: ½-1 таблетка активированного угля (при размере таблетки — 0,2 гр) каждые 2–4 часа.

На меньших попугаев, например, волнистого, весом 40 гр: ¼-½ каждые 2–4 часа.

Уголь можно давать птице целым или раскрошить на мягкий корм. Если попугай не хочет так есть или слишком слаб для приема пищи, следует раскрошить уголь в порошок, смешать с небольшим количеством воды, затем ввести непосредственно в клюв птицы. Такой метод несколько лучше, так как можно быть уверенным в том, что птица получит столько угля, сколько нужно. Уголь лучше всего давать сильно раскрошенным. Чем сильнее раскрошен уголь, тем большее количество токсинов будет адсорбировано.

Можно использовать как специальный уголь для птиц, так и активированный уголь, предназначенный для людей (carbo medicinalis). Иные формы угля, например, уголь от фильтров, уголь для гриля использовать нельзя, поскольку они содержат некоторые добавки, опасные для птиц.


Изображение

Побочные действия и профилактика

Уголь не вызывает серьезных побочных действий. Противопоказан при язвенных поражениях желудочно-кишечного тракта, кровотечениях из ЖКТ, одновременном назначении антитоксических лекарственных средств, эффект которых развивается после всасывания. В качестве побочных эффектов называются диспепсия, запоры или диарея; при длительном применении — гиповитаминоз, снижение всасывания из ЖКТ питательных веществ (жиров, белков), гормонов.

Активированный уголь адсорбирует все вещества и не имеет селективности. Кроме часто заявляемых производителем токсинов и вредных веществ, уголь также адсорбирует полезные и нужные организму вещества. Поэтому уголь нужно разносить по времени с применением других веществ минимум на 2 часа, иначе все лекарства и полезные добавки будут адсорбированы углём. Применять уголь разумно только когда это действительно необходимо, т.е. в случае отравления, недомогания или приёма птицей в пищу большого числа ягод или иных веществ с большим содержанием токсинов или кислот. Многие производители минеральных подкормок для птиц приводят только полезные свойства угля, которые, впрочем, актуальны только для бесконтрольно питающихся птиц в природе.

Некоторые заводчики рекомендуют постоянно давать птицам уголь. Однако, в этом нет никакого смысла. Чтобы уголь подействовал, он должен быть употреблен в относительно больших количествах. Если попугай время от времени будет грызть уголь, никакого эффекта от этого он не получит, а если попугай будет много его есть, то могут наступить вышеупомянутые побочные эффекты. Также нет смысла (лечебного) предлагать птице уголь 2–3 раза в месяц, однако, это может помочь приучить птицу к употреблению угля в случае необходимости.

Нужно помнить, что уголь — это лекарство, а не постоянная минеральная добавка.

Над статьёй работал: Вадим a.k.a. Vadim
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!