Zašto se isti aktivni sastojak koristi u izbjeljivanju zubi, filtriranju vode, pa čak i zraka?
Aktivni ugljen postao je bitna komponenta u velikom broju industrija, uključujući korištenje u medicinske, kozmetičke i poljoprivredne svrhe. Ovaj svestrani sastojak također je ključna komponenta u najboljim sustavima za filtriranje vode. Ali što aktivnom ugljenu daje tako široki spektar učinkovitosti? Istražimo zajedno jedinstvene karakteristike aktivnog ugljena i odgovorimo na pitanje zašto je on najbolji izbor za filtriranje vode.
Malo povijesti
(Najstarija detox metoda ikada)
Stvarno “otkriće” drvenog ugljena vjerojatno je bilo davno prije prve zabilježene upotrebe tvari oko 3750. pr. Kr. Budući da drveni ugljen gori na višoj temperaturi od drva, često se koristio u starom Egiptu za taljenje i spajanje metala. Egipćani su na kraju otkrili da drveni ugljen ima antibakterijska svojstva kada su shvatili da pougljenjeli drveni stupovi ne trunu kada su postavljeni u Nil tijekom izgradnje dokova. Ovo otkriće dovelo je do kontinuirane upotrebe drvenog ugljena u egipatskoj medicini, balzamiranju i pokopima.
Kada je krenulo korištenje ugljena u medicinske svrhe?
Oko 1500 pr. Kr. pojavljuje se prvi pisani dokaz o medicinskoj upotrebi drvenog ugljena. Egipćani su prvenstveno koristili ugljen za liječenje neugodnog mirisa koji se javljao pri inficiranju rana. Nadalje, Egipćani su ga počeli koristiti i kod želučanih tegoba (za koje se isti koristi i danas). Nekoliko ranih, revolucionarnih liječnika tog vremena, poput Hipokrata, koristilo je ugljen za liječenje raznih bolesti poput epilepsije, nedostatka željeza, vrtoglavice, pa čak i nekih bakterijskih bolesti. Stotinama godina nakon Hipokratovog vremena, liječnik Plinije pisao je o zapanjujućem načinu na koji drveni ugljen nakon spaljivanja poprima ljekovita svojstva.
Klaudije Galen, pionir medicine i slavni rimski liječnik i znanstvenik iz drugog stoljeća, redovito je koristio ugljen u liječenju bolesti.
Kada se drveni ugljen počinje koristiti u tretiranju vode?
Čini se da je trend korištenja drvenog ugljena za detoksikaciju stigao do azijskih kontinenata oko 400. godine prije Krista, gdje su Hindusi i drugi narodi, kako se vjeruje, otkrili ljekovita svojstva ugljena i počeli ga koristiti za pročišćavanje vode za piće. Ovi zapisi se pojavljuju u nekoliko kultura, većinom je riječ o narodima koji su često putovali brodom (Indijci, Kinezi, Feničani…). Pomorci bi ugljenom čistili unutrašnjost bačvi kako bi pročistili i sačuvali vodu za duga pomorska putovanja. Osim toga, katranska pasta od ugljena često se koristila za brtvljenje curenja i rupa na brodovima.
Kako je došlo do otkrića aktivnog ugljena?
Početkom 1800-ih službeno je otkriven postupak aktiviranja drvenog ugljena, koji se stvara pri izlaganju drvenog materijala vrlo visokim temperaturama. Taj proces dovodi do široko prihvaćene upotrebe aktivnog ugljena kao lijeka za otrove, a znanstvenici su to početkom 19. stoljeća dokazali konzumacijom arsena i aktivnog ugljena. Fizičar Heinrich Kaiser izmislio je važan termin 1881. godine. Kaiser je koristio riječ “adsorpcija” kako bi opisao proces u kojem atomi ili molekule prelaze iz plinovitih, tekućih ili otopljenih krutina i zadržavaju se na površini i stvaraju sloj na određenoj tvari. Kaiser je počeo koristiti taj izraz da bi opisao način na koji aktivni ugljen može “adsorbirati” plinove. Dok je proces otkriven godinama ranije (točnije u eksperimentu s kokosovim ugljenom!), Kaiseru se pripisuje riječ ADSORPCIJA.
ADsorpcija nije isto što i ABsorpcija.
U čemu je razlika?
Adsorpcija je proces vezanja (pripajajanja) molekula,
Dok je apsorpcija proces konzumacije.
Dakle, aktivni ugljen zapravo na sebe veže molekule toksina i ne troši ih. Njegova velika adsorpcijska moć čini ga vrlo dobrim za detoksikaciju organizma, jer na sebe veže toksine mnogo brže nego što to čini ljudski organizam.
Ali postoji jedan problem…
Ako se često konzumira, može doći do deficita esencijalnih minerala i vitamina koje unosimo hranom, jer iako na sebe veže toksine, apsorbira i korisne stvari. Stoga ga se preporuča piti u rijetkim situacijama, uglavnom u slučaju trovanja hranom ili nekim težim supstancama. Nikada ga ne smijemo piti s lijekovima kada uzimamo terapiju jer može potpuno poništiti djelovanje lijeka.
Aktivni ugljen danas
Danas upotreba aktivnog ugljena i dalje raste. Može se naći u gotovo svim bolnicama, klinikama ili lječničkim ordinacijama na svijetu, u kojima se koristi gotovo svakodnevno. Ovaj materijal se koristi u raznim proizvodnim aktivnostima i industrijama, uključujući kozmetičku industriju, rafiniranje kukuruza i šećera od šećerne trske, adsorpciju plina, kemijsko čišćenje, farmaceutsku proizvodnju, uklanjanje masti i ulja, proizvodnju alkoholnih pića itd. Najveće tržište za aktivni ugljen je pročišćavanje gradskih vodovoda. Filteri za vodu s aktivnim ugljenom koriste se u pročišćavanju vode za uklanjanje organskih spojeva koje proizvode kancerogene stanice tijekom dezinfekcije vode (čitaj kloriranja vode).
Što je zapravo aktivni ugljen?
Aktivni ugljen nastaje izgaranjem tvari kao što su kokos, drvo, kora, bambus i dr. Te se tvari zagrijavaju na visoku temperaturu, što zatim dovodi do njihove aktivacije zbog eliminacije kisika, čime se mijenja njihova kemijska struktura. Rezultat je materijal koji ima ogromnu moć adsorpcije toksina i štetnih tvari.
Kako se aktivira ugljen?
Postoje dva načina proizvodnje aktivnog ugljena:
Fizička aktivacija: U ovoj metodi ugljen se aktivira izlaganjem ekstremno visokim temperaturama u rasponu od 600 do 900 stupnjeva Celzijusa. Plin, poput argona ili dušika, uvodi se u ovo vruće i inertno stanje. Karbonizirani proizvod se zatim ponovno izlaže oksidiranoj okolini na visokoj temperaturi kako bi se dobio aktivni ugljen.
Kemijska aktivacija: Aktivira se uvođenjem kiseline, baze ili soli u izvor ugljika prije zagrijavanja. Primjena ove metode omogućuje aktivaciju ugljena na nižoj temperaturi u odnosu na metodu fizičke aktivacije.
Aktivni ugljen se zapravo obrađuje kako bi imao što veću površinu za koju se mogu vezati molekule toksina.
Obrađen je, fizički i kemijski, s ciljem stvaranja milijuna sitnih pora između atoma ugljika. Pore malog volumena osiguravaju površinu za adsorpciju ili kemijske reakcije.
Jedan gram aktivnog ugljena ima površinu od preko 3000 metara kvadratnih – a u jednoj žlici otprilike se nalazi površina jednog nogometnog igrališta.
Ta velika površina čini aktivni ugljen izuzetno korisnim za širok raspon primjena, ali aktivni ugljen može biti podvrgnut daljnjoj kemijskoj obradi kako bi se povećala njegova adsorpcijska svojstva.
Vrste aktivnog ugljena
Što se sve može “aktivirati” kako bi se postigao aktivni ugljen?
Drvo ili humus: Humus je skup djelomično raspadnutog povrća i organskih tvari koji se mogu koristiti za proizvodnju aktivnog ugljena. Sadržaj ugljika koji se nalazi u drvu i humusu po prirodi je makroporozan, što ga čini idealnim za eliminaciju velikih molekula i spojeva.
Ljuske kokosa: Ugljen koji se nalazi u ljusci kokosa je mikroporozne prirode. Zbog toga, aktivni ugljen koji iz njega proizlazi ima najveću brzinu adsorpcije, što ga čini idealnim izborom za uklanjanje toksina koji imaju nižu molekulsku masu.
Ugljen: Struktura pora aktivnog ugljena proizvdedenog iz ugljena ovisi o vrsti i kvaliteti upotrijebljenog ugljena. Međutim, obično je u rasponu poroznosti između drva i kokosa.
Sirovi organski materijali:Bilo koji organski materijal može se koristiti za stvaranje aktivnog ugljena. Poroznost dobivenog ugljena varira ovisno o vrsti materijala koji se koristi za njegovu proizvodnju.
Bambus: Uz kokos je bambus jedan od najboljih izvora aktivnog ugljena.
Voden filteri za vodu, primjerice, koriste aktivni ugljen proizveden od kore kokosa, koji je ujedno i najkvalitetniji, 100% prirodan bez dodanih kemikalija, no nedostatak mu je visoka cijena proizvodnje. Aktivni ugljen na bazi kokosove ljuske je najpoznatiji tretman za kemikalije, štetne organske tvari, pesticide, herbicide te klor i njegove nusproizvode. Također ZNAČAJNO poboljšava okus, miris i boju.
Oblici aktivnog ugljena
Koji su to najpoznatiji oblici u kojima se pojavljuje aktivni ugljen?
Aktivni ugljen u prahu: Sastoji se od ugljena u prahu i ima veličinu zrna manju od 0,18 mm. Ovaj oblik aktivnog ugljena obično se koristi pri tretiranju plina i tekućine.
Granulirani aktivni ugljen: granularna priroda sugerira da su čestice aktivnog ugljena nepravilnog oblika i veličine. Njihova veličina je od 0,2 do 5 mm i mogu se koristiti i za tekućinu i za plin.
Ekstrudirani aktivni ugljen: Aktivni ugljen je ekstrudiran i cilindrične je veličine, u rasponu od 0,8 do 5 mm u promjeru. Uglavnom je učinkovit u primjeni u kombinaciji s plinom zbog niskog sadržaja prašine i tlaka.
Sinterirani aktivni ugljen: Sinterirani aktivni ugljen uglavnom se javlja u obliku cilindričnih blokova. To se postiže prešanjem praha aktivnog ugljena na visokim temperaturama kako bi se dobila čvrsta i kruta struktura pogodna za finu filtraciju tekućina.
Najbolji mogući oblik aktivnog ugljena u filtraciji vode za piće je onaj u formi bloka.
blok aktivnog uglja
Zašto?
Kad se aktivni ugljen sinterira, tj. preša na visokim temperaturama, postiže puno veću gustoću i površinu od ostalih oblika aktivnog ugljena. Ta činjenica omogućava puno učinkovitiju filtraciju i puno veći kapacitet filtrirane vode. Čak do 10x veći kapacitet, od nasutog granuliranog aktivnog ugljena.
granulisani aktivni ugalj
OGROMNA PRIMJENA
Aktivni ugljen koristi se u širokom rasponu primjena, od rafiniranja zlata do obrade otpadnih voda. Neke od uobičajenih upotreba uključuju pročišćavanje zraka, skladištenje vodika i metana, ekstrakciju metala, izbjeljivanje zubi i proizvodnju različitih kozmetičkih proizvoda, kao i filtere zraka u respiratorima i plinskim maskama. Za potpuno objašnjenje svake primjene aktivnog ugljena bilo bi potrebno opsežnije pisati, stoga smo grupirali njegovu višestruku upotrebu u nekoliko širokih kategorija:
Medicinska primjena – Aktivni ugljen učestalo se koristi u medicinskoj zajednici za liječenje predoziranja i trovanja. Osim toga, diljem svijeta mogu se nabaviti kapsule ili tablete s aktivnim ugljenom za ublažavanje tegoba poput probavnih smetnji.
Industrijske primjene – Aktivni ugljen koristi se u širokom rasponu industrijskih i proizvodnih konteksta. Jedna uobičajena industrijska primjena je završna obrada metala. To je primarno sredstvo za pročišćavanje i uklanjanje nečistoća iz metala kao što je nikal.
Primjene u analitičkoj kemiji – Zbog svoje velike adsorpcijske sposobnosti, aktivni ugljen se često koristi za pročišćavanje otopina organskih molekula i kemikalija. U kombinaciji s dijatomejskom zemljom, aktivni ugljen djeluje kao stacionarna faza u niskotlačnoj separaciji ugljikovodika.
Primjena u poljoprivredi – porasla je popularnost među organskim poljoprivrednicima i vinogradarima. U stočarskoj proizvodnji služi kao dodatak hrani za životinje, kao prirodni pesticid, pomoćni materijal za preradu i dezinfekciju. Za proizvodnju vina, to je sredstvo za obradu koje apsorbira mirise i nepoželjne pigmente boje. Primjena u okolišu – Zbog svoje velike površine i adsorpcijskog potencijala, aktivni ugljen ima širok raspon primjena u okolišu. Koristan je u sanaciji podzemnih voda i pročišćavanju izlivene vode.
Primjena u kozmetici – Aktivni ugljen sada je popularan sastojak šampona, pasta za zube i maski za lice. Ista svojstva koja ga čine izvrsnim filterom također ga čine izuzetnim u kozmetičkom kontekstu. Na njegovoj površini se zaustavljaju toksini i zagađivači kako bi se oni mogli isprati i time eliminirati iz proizvoda.
Pročišćavanje destilirane tekućine – filteri s aktivnim ugljenom ponekad se koriste u proizvodnji viskija i votke za uklanjanje organskih nečistoća iz pića. Aktivni ugljen filtrira nečistoće koje utječu na okus, boju i miris bez smanjenja sadržaja alkohola u pićima.
Pročišćavanje vode – Pročišćavanje vode je glavna upotreba aktivnog ugljena. Filteri za vodu s aktivnim ugljenom mogu ukloniti nečistoće iz velikih vodovodnih sustava, kao i manjih stambenih aplikacija.
Pročišćavanje zraka i plina – Aktivni ugljen filtrira mirise, zagađivače i hlapljive organske spojeve (VOC) iz zraka hvatajući molekule plina i učinkovito ih uklanjajući iz cirkulacije. Također, aktivni ugljen se može koristiti za otkrivanje i adsorpciju radona u zraku. Prilikom pročišćavanja plinova, zračni filteri s aktivnim ugljenom uklanjaju mirise, ugljikovodike i pare iz zraka.
Filteri za zrak kompanije Tehnocon filter
Uklanjanje žive – Živa je uobičajena i opasna emisija elektrana ili industrija s ugljenom. Kad se poveže s halogenom ili sumporom, aktivni ugljen može zarobiti plinove žive i uklanja ga iz zraka.
Skladištenje plina – porozna površina aktivnog ugljena djeluje kao spužva za mnoge vrste plinova. Istraživanja pokazuju da može učinkovito skladištiti plinove u okruženjima male mase, malog volumena i niskog tlaka.
Svemirska tehnologija – Aktivni ugljen je bitna komponenta u sustavima za održavanje života s aktivnim ugljenom koji uklanja tragove zagađivača iz protoka kisika do astronauta, uključujući tjelesne mirise.
Ovo je samo nekoliko dokaza svestranosti aktivnog ugljena. Budući da je to tako koristan materijal, istraživači neprestano otkrivaju nove upotrebe aktivnog ugljena.
Filtracija vode aktivnim ugljenom
Jedna od najvećih upotreba aktivnog ugljena je u filtraciji vode, ako ne i najveća!
Šta uklanja iz vode?
Dezinficijensi iz vode, poput klora i kloramina, uklanjaju se katalitičkom redukcijom, a organski spojevi uklanjaju se adsorpcijom. Kiselost i temperatura vode mogu biti važni jer veća kiselost i niža temperatura vode poboljšavaju učinkovitost aktivnog ugljena. Oplemenjivanje aktivnog ugljena s otopinom srebra koristi se za aktivaciju antibakterijskog svojstva aktivnog ugljena. To jedan od razloga zašto Voden filteri za vodu imaju dodatni filter aktivnog ugljena koji je u kombinaciji sa srebrom. Kao na primjer treći filter kod našeg Pureal pročišćivača za vodu.
Služi da vodu na kraju dodatno “usavrši” i ukloni eventualne ostatke, što možda prvi filter nije uspio.
Kako rade filteri sa aktivnim ugljenom?
Sada kada smo objasnili što je aktivni ugljen i neke od načina njegove primjene, jasno nam je da je tako učinkovit zahvaljujući svojoj nevjerojatnoj površini. Fizička adsorpcija je glavni način na koji aktivni ugljen filtrira određenu tvar. Kako tekućina dolazi u kontakt s aktivnim ugljenom, međumolekularne sile povlače molekule u milijune pora i džepova na površini aktivnog ugljena. Osim fizičke adsorpcije, aktivni ugljen također olakšava kemijske reakcije. Uobičajeni primjer uključuje molekule klora. Naime, kada klor dođe u kontakt s aktivnim ugljenom, obje molekule reagiraju i stvaraju kloridne ione, učinkovito uklanjajući klor iz vode.
Količina zagađenja koja je uklonjena iz vode, ovisi o mnoštvu različitih faktora.
U to uključujemo:
vrstu i količinu zagađenja,
kiselost i temperaturu vode,
kako i koliko vremena voda provede u kontaktu s aktivnim ugljenom.
Specifična vrsta aktivnog ugljena kojeg se koristi također određuje razinu filtracije.
Molekule ugljika s velikim otvorima zaustavljaju velike i teške molekule poput onih koje nalazimo u organskim kemikalijama. Male, fine pore skupljaju manje i lakše nečistoće. Proizvođači aktivnog ugljena često označavaju svoje proizvode prema njihovom adsorpcijskim potencijalom.
Koje su različite vrste filtera s aktivnim ugljenom?
Trenutno se za filtriranje vode najčešće koriste dvije vrste ugljena: aktivni ugljen u prahu (PAC) i aktivni ugljen u granulama (GAC). PAC ima manju veličinu čestica od GAC-a i obično je učinkovitiji u uklanjanju širokog spektra nečistoća iz vode. U većini filtera, aktivni ugljen je kombiniran sa sekundarnim elementom ili medijem kao što je srebro. Dodane komponente daju filteru dodatna bakteriostatska svojstva.
1. GAC filteri (Granulirani aktivni ugljen)
GAC filteri su uglavnom cilindrični spremnici koji drže GAC čestice. Voda se dodaje u spremnik i dok voda teče kroz sustav, slobodne čestice ugljika filtriraju nečistoće.
Međutim, kanaliziranje je čest problem s GAC filterima. Dok voda ulazi u komoru, ona automatski teče kroz posudu putem (kanala) najmanjeg otpora. To znači da su čestice aktivnog ugljena koje voda zaobilazi nedovoljno iskorištene, smanjujući ukupnu učinkovitost sustava za filtriranje.
2. Blok sinteriranog aktivnog ugljena
Blokovi od čvrstog ugljia gusto su nabijeni (sinterovani) blokovi PAC i GAC čestica različitih veličina. Voda teče kroz pore bloka, a dok putuje kroz filter, sitne čestice uklanjaju širok spektar nečistoća.
Primarna prednost blok filtera u odnosu na GAC filtere je mnogo veća učinkovitost i površina filtracije.
S filterima koji se sastoje od bloka aktivnog ugljena, čestice ugljika su nepokretne i svaka se čestica koristi za maksimalnu učinkovitost.
Širok raspon nečistoća uklanja se iz vode – ugljik apsorbira male zagađivače, dok su veće nečistoće prevelike da bi uopće mogle proći kroz pore bloka i tamo se zadržavaju. Filteri s karbonskim blokovima imaju jedan nedostatak – potrebno je više vremena kako bi voda prošla kroz čvrste blok filtere nego što je to slučaj s filterima s granuliranim aktivnim ugljenom. No, s druge strane, to je i prednost, jer duže vrijeme kontakta između vode i aktivnog ugljena osigurava bolju filtraciju.
Međutim, to znači i da ovakav sustav filtracije nije praktičan za slučajeve u kojima se velika količina vode mora brzo filtrirati, kao što je to u komunalnim vodovodnim sustavima.
Međutim, za mnoga domaćinstva filter sa blokom od aktivnog uglja pruža više nego dovoljno filtrirane vode za piće svaki dan. Za mnoga kućanstva filter s aktivnim ugljenom osigurava više nego dovoljno filtrirane pitke vode svaki dan.
Koje točno zagađivače uklanjaju filteri s aktivnim ugljenom?
Općenito, ovi filteri uklanjaju najmanje 81 različitih kemikalija i učinkoviti su u smanjenju dodatnih 52. Prema EPA (Environmental Protection Agency), aktivni ugljen je jedini materijal u filtraciji koji uklanja svih 12 identificiranih herbicida i 14 pesticida, zajedno sa sva 32 identificirana organska zagađivača.Aktivni ugljen također uklanja kemikalije, poput klor trihalometana i drugih… Većina javnih vodovodnih sustava sadrži klor kao dezinficijens. Međutim, klor može dovesti do neugodnog okusa i mirisa u vodi iz slavine, kao i do stvaranja potencijalno kancerogenih nusproizvoda. Aktivni ugljen filtrira nusproizvode klora i HOS-eve, dajući čistu vodu. Ali on ne uklanja sve iz vode. Određeni minerali, soli i metali mogu proći kroz filter. Za razliku od GAC filtera. Filteri s ugljenim blokom mogu ukloniti mnogo više onečišćenja, uključujući metale poput olova. Ugljeni blok filtri također uklanjaju mikrobiološke kontaminante iz vode za piće, uključujući patogene koji se prenose vodom. Najbolji ugljeni blok filteri smanjuju zagađivače poput arsena, azbesta, žive i radona. Zato naša tvrtka koristi samo najkvalitetniji kokosov ugljen u obliku bloka. Osim toga, naši sustavi filtriranja imaju kao cilj uništiti zagađivače bez uklanjanja korisnih spojeva poput minerala, čineći vodu što sigurnijom i zdravijom.
Hoće li će moj filter ukloniti ono što tvrdi?
Mnogi filteri na tržištu tvrde da uklanjaju ili smanjuju određene kontaminante u vodi. Nažalost, njihove tvrdnje možda nisu istinite. Nacionalna zaklada za znanost (NSF) i Udruga za kvalitetu vode (WQA) razvijaju i provode neovisne programe testiranja proizvoda za proizvođače koji dobrovoljno dostave svoje jedinice. Ove organizacije osiguravaju učinkovito uklanjanje nepoželjnih primjesa iz vode na način i na razini koju proizvođači reklamiraju. WQA pruža online popis proizvođača i proizvoda koji su certificirani ili testirani kako bi se potvrdile njihove tvrdnje o uklanjanju onečišćenja. Kvaliteta pročišćene vode svih filtera mora biti u skladu s EPA propisima o primarnoj i sekundarnoj vodi za piće. Periodično testiranje će osigurati da proizvođači zadrže svoje tvrdnje. Uređaji koji zadovoljavaju određene standarde smiju prikazivati oznaku NSF na uređaju, literaturi ili reklamama. Vodenovi proizvodi za filtraciju vode sadrže certificirani NSF aktivni ugljen u svojim filterima.
Zaključak
Aktivni ugljen moćno je i snažno sredstvo za detoksikaciju i pročišćavanje, a njegova golema primjena natjerala nas je da ga koristimo u najrazličitije svrhe. Od filtera za vodu, preko industrije do kozmetike, on je sveprisutan. Na nama je da razmislimo kako ga što više koristiti jer je potpuno prirodan i ekološki siguran. Također bi ga trebalo koristiti što je više moguće kao alternativu nekim proizvodima koji zagađuju okoliš. U našem slučaju, mi s njime postižemo što zdraviju i ukusniju vodu iz slavine, kako bismo pridonijeli smanjenju onečišćenja plastikom, utoliko što smo ljudima ponudili izvrsnu alternativu flaširanoj vodi. Dopustimo da aktivni ugljen čisti toksine umjesto da njima zamaramo naše tijelo… Ne zaboravimo : “Ako nemaš filter, ti si filter!”
Šta je to aktivni ugljen? Sve što trebaš znati na jednom mjestu
Sadržaj
Zašto se isti aktivni sastojak koristi u izbjeljivanju zubi, filtriranju vode, pa čak i zraka?
Aktivni ugljen postao je bitna komponenta u velikom broju industrija, uključujući korištenje u medicinske, kozmetičke i poljoprivredne svrhe. Ovaj svestrani sastojak također je ključna komponenta u najboljim sustavima za filtriranje vode. Ali što aktivnom ugljenu daje tako široki spektar učinkovitosti? Istražimo zajedno jedinstvene karakteristike aktivnog ugljena i odgovorimo na pitanje zašto je on najbolji izbor za filtriranje vode.
Stvarno “otkriće” drvenog ugljena vjerojatno je bilo davno prije prve zabilježene upotrebe tvari oko 3750. pr. Kr. Budući da drveni ugljen gori na višoj temperaturi od drva, često se koristio u starom Egiptu za taljenje i spajanje metala. Egipćani su na kraju otkrili da drveni ugljen ima antibakterijska svojstva kada su shvatili da pougljenjeli drveni stupovi ne trunu kada su postavljeni u Nil tijekom izgradnje dokova. Ovo otkriće dovelo je do kontinuirane upotrebe drvenog ugljena u egipatskoj medicini, balzamiranju i pokopima.
Kada je krenulo korištenje ugljena u medicinske svrhe?
Oko 1500 pr. Kr. pojavljuje se prvi pisani dokaz o medicinskoj upotrebi drvenog ugljena. Egipćani su prvenstveno koristili ugljen za liječenje neugodnog mirisa koji se javljao pri inficiranju rana. Nadalje, Egipćani su ga počeli koristiti i kod želučanih tegoba (za koje se isti koristi i danas). Nekoliko ranih, revolucionarnih liječnika tog vremena, poput Hipokrata, koristilo je ugljen za liječenje raznih bolesti poput epilepsije, nedostatka željeza, vrtoglavice, pa čak i nekih bakterijskih bolesti. Stotinama godina nakon Hipokratovog vremena, liječnik Plinije pisao je o zapanjujućem načinu na koji drveni ugljen nakon spaljivanja poprima ljekovita svojstva.
Klaudije Galen, pionir medicine i slavni rimski liječnik i znanstvenik iz drugog stoljeća, redovito je koristio ugljen u liječenju bolesti.
Kada se drveni ugljen počinje koristiti u tretiranju vode?
Čini se da je trend korištenja drvenog ugljena za detoksikaciju stigao do azijskih kontinenata oko 400. godine prije Krista, gdje su Hindusi i drugi narodi, kako se vjeruje, otkrili ljekovita svojstva ugljena i počeli ga koristiti za pročišćavanje vode za piće. Ovi zapisi se pojavljuju u nekoliko kultura, većinom je riječ o narodima koji su često putovali brodom (Indijci, Kinezi, Feničani…). Pomorci bi ugljenom čistili unutrašnjost bačvi kako bi pročistili i sačuvali vodu za duga pomorska putovanja. Osim toga, katranska pasta od ugljena često se koristila za brtvljenje curenja i rupa na brodovima.
Kako je došlo do otkrića aktivnog ugljena?
Početkom 1800-ih službeno je otkriven postupak aktiviranja drvenog ugljena, koji se stvara pri izlaganju drvenog materijala vrlo visokim temperaturama. Taj proces dovodi do široko prihvaćene upotrebe aktivnog ugljena kao lijeka za otrove, a znanstvenici su to početkom 19. stoljeća dokazali konzumacijom arsena i aktivnog ugljena. Fizičar Heinrich Kaiser izmislio je važan termin 1881. godine. Kaiser je koristio riječ “adsorpcija” kako bi opisao proces u kojem atomi ili molekule prelaze iz plinovitih, tekućih ili otopljenih krutina i zadržavaju se na površini i stvaraju sloj na određenoj tvari. Kaiser je počeo koristiti taj izraz da bi opisao način na koji aktivni ugljen može “adsorbirati” plinove. Dok je proces otkriven godinama ranije (točnije u eksperimentu s kokosovim ugljenom!), Kaiseru se pripisuje riječ ADSORPCIJA.
ADsorpcija nije isto što i ABsorpcija.
U čemu je razlika?
Dakle, aktivni ugljen zapravo na sebe veže molekule toksina i ne troši ih. Njegova velika adsorpcijska moć čini ga vrlo dobrim za detoksikaciju organizma, jer na sebe veže toksine mnogo brže nego što to čini ljudski organizam.
Ali postoji jedan problem…
Ako se često konzumira, može doći do deficita esencijalnih minerala i vitamina koje unosimo hranom, jer iako na sebe veže toksine, apsorbira i korisne stvari. Stoga ga se preporuča piti u rijetkim situacijama, uglavnom u slučaju trovanja hranom ili nekim težim supstancama. Nikada ga ne smijemo piti s lijekovima kada uzimamo terapiju jer može potpuno poništiti djelovanje lijeka.
Aktivni ugljen danas
Danas upotreba aktivnog ugljena i dalje raste. Može se naći u gotovo svim bolnicama, klinikama ili lječničkim ordinacijama na svijetu, u kojima se koristi gotovo svakodnevno. Ovaj materijal se koristi u raznim proizvodnim aktivnostima i industrijama, uključujući kozmetičku industriju, rafiniranje kukuruza i šećera od šećerne trske, adsorpciju plina, kemijsko čišćenje, farmaceutsku proizvodnju, uklanjanje masti i ulja, proizvodnju alkoholnih pića itd. Najveće tržište za aktivni ugljen je pročišćavanje gradskih vodovoda. Filteri za vodu s aktivnim ugljenom koriste se u pročišćavanju vode za uklanjanje organskih spojeva koje proizvode kancerogene stanice tijekom dezinfekcije vode (čitaj kloriranja vode).
Što je zapravo aktivni ugljen?
Aktivni ugljen nastaje izgaranjem tvari kao što su kokos, drvo, kora, bambus i dr. Te se tvari zagrijavaju na visoku temperaturu, što zatim dovodi do njihove aktivacije zbog eliminacije kisika, čime se mijenja njihova kemijska struktura. Rezultat je materijal koji ima ogromnu moć adsorpcije toksina i štetnih tvari.
Kako se aktivira ugljen?
Postoje dva načina proizvodnje aktivnog ugljena:
Aktivni ugljen se zapravo obrađuje kako bi imao što veću površinu za koju se mogu vezati molekule toksina.
Obrađen je, fizički i kemijski, s ciljem stvaranja milijuna sitnih pora između atoma ugljika. Pore malog volumena osiguravaju površinu za adsorpciju ili kemijske reakcije.
Ta velika površina čini aktivni ugljen izuzetno korisnim za širok raspon primjena, ali aktivni ugljen može biti podvrgnut daljnjoj kemijskoj obradi kako bi se povećala njegova adsorpcijska svojstva.
Vrste aktivnog ugljena
Što se sve može “aktivirati” kako bi se postigao aktivni ugljen?
Voden filteri za vodu, primjerice, koriste aktivni ugljen proizveden od kore kokosa, koji je ujedno i najkvalitetniji, 100% prirodan bez dodanih kemikalija, no nedostatak mu je visoka cijena proizvodnje.
Aktivni ugljen na bazi kokosove ljuske je najpoznatiji tretman za kemikalije, štetne organske tvari, pesticide, herbicide te klor i njegove nusproizvode. Također ZNAČAJNO poboljšava okus, miris i boju.
Oblici aktivnog ugljena
Koji su to najpoznatiji oblici u kojima se pojavljuje aktivni ugljen?
Najbolji mogući oblik aktivnog ugljena u filtraciji vode za piće je onaj u formi bloka.
Zašto?
Kad se aktivni ugljen sinterira, tj. preša na visokim temperaturama, postiže puno veću gustoću i površinu od ostalih oblika aktivnog ugljena. Ta činjenica omogućava puno učinkovitiju filtraciju i puno veći kapacitet filtrirane vode. Čak do 10x veći kapacitet, od nasutog granuliranog aktivnog ugljena.
OGROMNA PRIMJENA
Aktivni ugljen koristi se u širokom rasponu primjena, od rafiniranja zlata do obrade otpadnih voda. Neke od uobičajenih upotreba uključuju pročišćavanje zraka, skladištenje vodika i metana, ekstrakciju metala, izbjeljivanje zubi i proizvodnju različitih kozmetičkih proizvoda, kao i filtere zraka u respiratorima i plinskim maskama. Za potpuno objašnjenje svake primjene aktivnog ugljena bilo bi potrebno opsežnije pisati, stoga smo grupirali njegovu višestruku upotrebu u nekoliko širokih kategorija:
Pročišćavanje zraka i plina – Aktivni ugljen filtrira mirise, zagađivače i hlapljive organske spojeve (VOC) iz zraka hvatajući molekule plina i učinkovito ih uklanjajući iz cirkulacije. Također, aktivni ugljen se može koristiti za otkrivanje i adsorpciju radona u zraku. Prilikom pročišćavanja plinova, zračni filteri s aktivnim ugljenom uklanjaju mirise, ugljikovodike i pare iz zraka.
Filteri za zrak kompanije Tehnocon filter
Ovo je samo nekoliko dokaza svestranosti aktivnog ugljena. Budući da je to tako koristan materijal, istraživači neprestano otkrivaju nove upotrebe aktivnog ugljena.
Filtracija vode aktivnim ugljenom
Jedna od najvećih upotreba aktivnog ugljena je u filtraciji vode, ako ne i najveća!
Šta uklanja iz vode?
Dezinficijensi iz vode, poput klora i kloramina, uklanjaju se katalitičkom redukcijom, a organski spojevi uklanjaju se adsorpcijom. Kiselost i temperatura vode mogu biti važni jer veća kiselost i niža temperatura vode poboljšavaju učinkovitost aktivnog ugljena. Oplemenjivanje aktivnog ugljena s otopinom srebra koristi se za aktivaciju antibakterijskog svojstva aktivnog ugljena. To jedan od razloga zašto Voden filteri za vodu imaju dodatni filter aktivnog ugljena koji je u kombinaciji sa srebrom. Kao na primjer treći filter kod našeg Pureal pročišćivača za vodu.
Služi da vodu na kraju dodatno “usavrši” i ukloni eventualne ostatke, što možda prvi filter nije uspio.
Kako rade filteri sa aktivnim ugljenom?
Sada kada smo objasnili što je aktivni ugljen i neke od načina njegove primjene, jasno nam je da je tako učinkovit zahvaljujući svojoj nevjerojatnoj površini. Fizička adsorpcija je glavni način na koji aktivni ugljen filtrira određenu tvar. Kako tekućina dolazi u kontakt s aktivnim ugljenom, međumolekularne sile povlače molekule u milijune pora i džepova na površini aktivnog ugljena. Osim fizičke adsorpcije, aktivni ugljen također olakšava kemijske reakcije. Uobičajeni primjer uključuje molekule klora. Naime, kada klor dođe u kontakt s aktivnim ugljenom, obje molekule reagiraju i stvaraju kloridne ione, učinkovito uklanjajući klor iz vode.
Količina zagađenja koja je uklonjena iz vode, ovisi o mnoštvu različitih faktora.
U to uključujemo:
Specifična vrsta aktivnog ugljena kojeg se koristi također određuje razinu filtracije.
Molekule ugljika s velikim otvorima zaustavljaju velike i teške molekule poput onih koje nalazimo u organskim kemikalijama. Male, fine pore skupljaju manje i lakše nečistoće. Proizvođači aktivnog ugljena često označavaju svoje proizvode prema njihovom adsorpcijskim potencijalom.
Koje su različite vrste filtera s aktivnim ugljenom?
Trenutno se za filtriranje vode najčešće koriste dvije vrste ugljena: aktivni ugljen u prahu (PAC) i aktivni ugljen u granulama (GAC). PAC ima manju veličinu čestica od GAC-a i obično je učinkovitiji u uklanjanju širokog spektra nečistoća iz vode. U većini filtera, aktivni ugljen je kombiniran sa sekundarnim elementom ili medijem kao što je srebro. Dodane komponente daju filteru dodatna bakteriostatska svojstva.
1. GAC filteri (Granulirani aktivni ugljen)
GAC filteri su uglavnom cilindrični spremnici koji drže GAC čestice. Voda se dodaje u spremnik i dok voda teče kroz sustav, slobodne čestice ugljika filtriraju nečistoće.
Međutim, kanaliziranje je čest problem s GAC filterima. Dok voda ulazi u komoru, ona automatski teče kroz posudu putem (kanala) najmanjeg otpora. To znači da su čestice aktivnog ugljena koje voda zaobilazi nedovoljno iskorištene, smanjujući ukupnu učinkovitost sustava za filtriranje.
2. Blok sinteriranog aktivnog ugljena
Blokovi od čvrstog ugljia gusto su nabijeni (sinterovani) blokovi PAC i GAC čestica različitih veličina. Voda teče kroz pore bloka, a dok putuje kroz filter, sitne čestice uklanjaju širok spektar nečistoća.
Primarna prednost blok filtera u odnosu na GAC filtere je mnogo veća učinkovitost i površina filtracije.
S filterima koji se sastoje od bloka aktivnog ugljena, čestice ugljika su nepokretne i svaka se čestica koristi za maksimalnu učinkovitost.
Međutim, to znači i da ovakav sustav filtracije nije praktičan za slučajeve u kojima se velika količina vode mora brzo filtrirati, kao što je to u komunalnim vodovodnim sustavima.
Međutim, za mnoga domaćinstva filter sa blokom od aktivnog uglja pruža više nego dovoljno filtrirane vode za piće svaki dan. Za mnoga kućanstva filter s aktivnim ugljenom osigurava više nego dovoljno filtrirane pitke vode svaki dan.
Koje točno zagađivače uklanjaju filteri s aktivnim ugljenom?
Općenito, ovi filteri uklanjaju najmanje 81 različitih kemikalija i učinkoviti su u smanjenju dodatnih 52. Prema EPA (Environmental Protection Agency), aktivni ugljen je jedini materijal u filtraciji koji uklanja svih 12 identificiranih herbicida i 14 pesticida, zajedno sa sva 32 identificirana organska zagađivača. Aktivni ugljen također uklanja kemikalije, poput klor trihalometana i drugih… Većina javnih vodovodnih sustava sadrži klor kao dezinficijens. Međutim, klor može dovesti do neugodnog okusa i mirisa u vodi iz slavine, kao i do stvaranja potencijalno kancerogenih nusproizvoda. Aktivni ugljen filtrira nusproizvode klora i HOS-eve, dajući čistu vodu. Ali on ne uklanja sve iz vode. Određeni minerali, soli i metali mogu proći kroz filter. Za razliku od GAC filtera. Filteri s ugljenim blokom mogu ukloniti mnogo više onečišćenja, uključujući metale poput olova. Ugljeni blok filtri također uklanjaju mikrobiološke kontaminante iz vode za piće, uključujući patogene koji se prenose vodom. Najbolji ugljeni blok filteri smanjuju zagađivače poput arsena, azbesta, žive i radona. Zato naša tvrtka koristi samo najkvalitetniji kokosov ugljen u obliku bloka. Osim toga, naši sustavi filtriranja imaju kao cilj uništiti zagađivače bez uklanjanja korisnih spojeva poput minerala, čineći vodu što sigurnijom i zdravijom.
Hoće li će moj filter ukloniti ono što tvrdi?
Mnogi filteri na tržištu tvrde da uklanjaju ili smanjuju određene kontaminante u vodi. Nažalost, njihove tvrdnje možda nisu istinite. Nacionalna zaklada za znanost (NSF) i Udruga za kvalitetu vode (WQA) razvijaju i provode neovisne programe testiranja proizvoda za proizvođače koji dobrovoljno dostave svoje jedinice. Ove organizacije osiguravaju učinkovito uklanjanje nepoželjnih primjesa iz vode na način i na razini koju proizvođači reklamiraju. WQA pruža online popis proizvođača i proizvoda koji su certificirani ili testirani kako bi se potvrdile njihove tvrdnje o uklanjanju onečišćenja. Kvaliteta pročišćene vode svih filtera mora biti u skladu s EPA propisima o primarnoj i sekundarnoj vodi za piće. Periodično testiranje će osigurati da proizvođači zadrže svoje tvrdnje. Uređaji koji zadovoljavaju određene standarde smiju prikazivati oznaku NSF na uređaju, literaturi ili reklamama. Vodenovi proizvodi za filtraciju vode sadrže certificirani NSF aktivni ugljen u svojim filterima.
Zaključak
Aktivni ugljen moćno je i snažno sredstvo za detoksikaciju i pročišćavanje, a njegova golema primjena natjerala nas je da ga koristimo u najrazličitije svrhe. Od filtera za vodu, preko industrije do kozmetike, on je sveprisutan. Na nama je da razmislimo kako ga što više koristiti jer je potpuno prirodan i ekološki siguran. Također bi ga trebalo koristiti što je više moguće kao alternativu nekim proizvodima koji zagađuju okoliš. U našem slučaju, mi s njime postižemo što zdraviju i ukusniju vodu iz slavine, kako bismo pridonijeli smanjenju onečišćenja plastikom, utoliko što smo ljudima ponudili izvrsnu alternativu flaširanoj vodi. Dopustimo da aktivni ugljen čisti toksine umjesto da njima zamaramo naše tijelo… Ne zaboravimo : “Ako nemaš filter, ti si filter!”