Активированный уголь известен человечеству с самых древних времен. Это, пожалуй, одно из самых первых лекарственных средств, причем многие века врачи и травники не могли найти ему достойный или замену. Но времена изменились. Сейчас в аптеках вы можете приобрести самые различные препараты, действие которых сходно с действием активированного угля. Так как же он производился раньше, и как его производят сейчас?
Из чего делали активированный уголь раньше
Уголь человечество научилось использовать для лечения болезней ЖКТ уже давно. Для получения такого угля сжигали некоторые сорта древесины: березу, фруктовые деревья. После сжигания угли обрабатывались паром при очень высокой температуре. Нашим предкам проще всего было его готовить в бане, где из печи доставалась часть березовых углей и оставлялась в парилке для самого процесса активации. От обычного угля его отличает невероятно низкий вес. И за счет пористости и низкого веса в десятки раз повышаются абсорбирующие, впитывающие свойства угольков. Уголь в те времена использовали не только как лекарство. Им также как и сейчас фильтровали воду, через него прогоняли алкогольные напитки, даже лечили скот и птицу с помощью этого универсального средства.
Из чего делают активированный уголь сегодня
Но времена изменились, и на смену русским баням пришли современные технологии. Они позволяют производить огромное количество активированного угля намного быстрее, но и пористость его неизменно выше по сравнению с более ранними аналогами. И если раньше активация угля была физической, то в современной фармакологии уголь активируется химическими методами. Хотя он не становится из-за этого более опасным. Процесс химической активации угля заключается в обработке угольной массы определенным составом солей, вследствие которого можно избежать выдерживание угля под напором горячего пара. Хотя некоторые компании до сих пор практикуют и физический процесс активации древесного угля. Этот процесс сегодня называется паро-газовая активация угля. Она более экологична, и такой препарат стоит , чем уголь, активированный химическим методом. Получаемый препарат может быть в виде таблеток, мелких гранул или же простой пасты, все зависит от его дальнейшего применения: в виде фильтров для жидкости, лекарства или же в промышленном производстве.
Как сделать активированный уголь в домашних условиях, нужно понять — а для чего он собственно нужен?
Таблетки угля есть, наверное, в каждой аптечке, но для чего тогда делать его самостоятельно.
Большое количество угля понадобится тем, у кого есть фильтры для .
Содержимое их картриджей можно дешево и просто заменить на сделанный самостоятельно абсорбент.
Наиболее универсальным сырьем для получения активированного абсорбента является древесина, желательно с низким содержанием смолы. Зачастую для сухой перегонки древесины, а именно так можно назвать процесс получения угля, применяется береза. Но можно использовать и другие лиственные породы.
Иногда для получения угольного абсорбента используют скорлупу кокосовых орехов. Естественно, после того, как сам кокос будет избавлен от воды и питательной мякоти.
К слову, уголь из этого экзотического сырья имеет множество микропор (до 2 нм). Поверхность же из древесины покрыта мезопорами (до 50нм) и макропорами (свыше 50нм). Все эти показатели определяют какого размера частицы загрязнения идет впитать абсорбент.
Для промышленного получения активированного угля используется, к слову, животный костный материал. Именно из сожжённых костей животных состоят те самые черные таблетки из аптеки.
Сухая перегонка сырья
Это первый этап, который нужно провести до того как приготовить активированный уголь в домашних условиях.
Для этого понадобится, в первую очередь, источник открытого огня.
Для этих целей можно использовать костер, паяльную лампу, газовую плиту, печь.
Древесину, или кокосовую скорлупу, нужно измельчить до небольших .
Дощечки нужны сухие, без коры и сучков.
Молодую древесину лучше не использовать — оптимальный возраст используемого дерева от 50 лет.
После этого древесный материал помещают в емкость с плотно закрывающейся крышкой. Лучше всего подойдет жестяная банка, содержимое которой использовалось уже по назначению. В ее дне нужно сделать несколько отверстий, не превышающих величину деревянных дощечек.
После этого сосуд нужно поставить на огонь отверстиями вниз. При плотно закрытой крышке газы и дым будут сгорать в пламени — задымленность и запах гари будут минимальны. То есть при наличии хорошей вытяжки эту операцию можно провести и на кухне — на газовой плите.
Если же емкости с крышкой нет, то выручит сухой просеянный песок. Им нужно будет засыпать бруски полностью — так они будут обугливаться равномерно, без доступа воздуха.
Благодаря этому улучшаются его абсорбционные свойства — он лучше впитывает минеральные и механические примеси.
Именно поэтому активированный уголь используется в различного рода фильтрах: для очистки жидкости и воздушных смесей от различных примесей.
Существует несколько способов активации угольного абсорбента.
И для того, чтобы знать, как сделать активированный уголь в домашних условиях из угля, нужно знать и как его активировать.
Чаще всего достаточно подержать обугленные кусочки, завернутые в марлю или ткань, над источником пара. Можно, например, использовать посуду для приготовления пищи на пару, или же чайник.
Эффективным способом активации является кипячение в чистой воде. Есть у него только один минус: от бурлящей воды происходит вымывание угольной сажи с поверхности угольков, что существенно уменьшает площадь поглощения. Кипятить нужно в течение 20-25 минут.
Для еще одного из методов раскрытия пор угля понадобится обычная поваренная . Она понадобится для приготовления 25%-ного водного раствора. Именно в эту соляную смесь и помещается на сутки уголь. Спустя 24 часа нужно извлечь куски абсорбента и промыть их под струей чистой воды. По итогу соли на уже активированном угле не должно остаться.
Как видим, все методы активации основаны на контакте реагента с водой. Стало быть, для дальнейшего использования активированного угля его нужно высушить.
Сушка
Сушить можно по-разному:
- на солнце, разложив на плоском пластмассовом или металлическом подносе
- в емкости, использовавшейся для перегонки, на открытом огне
- в теплом помещении, на металлическом или пластмассовом подносе
- в духовом шкафу — на протвине
Каждый для себя определяет время, за которое он хочет получить высушенный .
Хранение
Высушенный активированный уголь хранят, как правило, в темном прохладном месте. Предварительно его можно измельчить, но допускается и хранение цельных кусочков.
Для хранения используется стеклянная емкость с плотно притертой крышкой. При длительном нахождении угля на воздухе он теряет свои уникальные абсорбционные свойства уже через несколько месяцев. Если не нарушать условия хранения, перечисленные выше, то уголь можно хранить значительно дольше.
Впрочем, никто не запрещает сразу использовать весь запас высушенного угольного абсорбента: для заполнения воздушных и водяных фильтров, изготовления самодельной противогазной коробки.
Таким образом, легко можно заметить, насколько просто и дешево изготовить до своих личных нужд даже значительное количество активированного угля. Это заметно удешевит эксплуатацию кухонных вытяжек, систем очистки . А пользователь незаметно для себя получит уникальные знания по физике и химии.
Как приготовить активированный уголь своими руками — на видео:
Древесный уголь состоит из пор, щелей идущих вглубь. Поры имеют разный диаметр. Поры большего диаметра это макропоры, среднего мезопоры и малого микропоры. В этих щелях застревают молекулы, от которых мы хотим избавиться. Активированный уголь отличается от обычного тем, что у него поры длинней и там может больше застрять молекул. Коэффициент полезного действия у активированного угля выше.
Как будем делать активацию угля.
На первом этапе загоним воду в поры. Можно замочить уголь или прокипятить его в кастрюле или скороварке. Под действием тепла, молекулы воды продвинуться глубже в поры, будут ударяться о стенки и немного расширят, углубят их.
На втором этапе набухший уголь поместим в раскаленную, до максимума духовку. Молекулы воды получат резко большую энергию, начнут метаться в порах разрывая их. Чтобы сделать уголь с длинными порами, необходим тепловой удар, духовка должна быть разогрета по максимуму.
Для активации угля, покупаем его в магазине. Самое главное, чтобы он был чистым и не пах дымом, а то самогон возьмет в себя запах.
Насыпаем угль в мешок из под сахара и бьем его молотком или обухом топора, размельчая его. Размельчённый уголь высыпаем в дуршлаг, который находится над кастрюлей. Перемешивая его рукой, пыль оседает в кастрюлю, крупные угольки помещаем опять в мешок для размельчения. Все это делаем на улице, так как много пыли. Можно сделать другим способом, замочить уголь в воде, а потом размельчить, пыли будет меньше.
Размельчённый уголь я насыпаю в скороварку, и заливаю с верхом водой. Ставлю на огонь, на час и час стоит уголь под давлением, в парах воды. Сколько точно кипятить я не знаю, может надо больше.
На втором этапе активации угля, высыпаю его на противень и помещаю его в раскаленную духовку. Уголь будет потрескивать. Держу его там пока он не высохнет, не появится запах угля. После чего выключаю духовку, уголь досыхает.
Проверяем уголь на активацию. Насыпаю его в воду, уголь начинает шипеть, пузыриться.
Активация древесного угля.
Самогон по вкусовым свойствам и качеству не уступает даже дорогим крепким алкогольным напиткам, если проводить полноценную его очистку. Одним из доступных способов избавить спиртное домашнего приготовления от неприятных запахов и вредных веществ является очистка самогона активированным углем. С помощью него удаляется большая часть эфиров и сивушных масел, образующихся при перегонке.
Зачем необходимо проводить фильтрацию углем
В дистилляте образуется масса побочных веществ, ухудшающих не только вкусовые качества напитка, но и делающих его употребление опасным. Это сивушные масла, всевозможные альдегиды, эфиры и др. Не все вредные примеси удаляются активированным древесным углем, но использование последнего все равно необходимо. Фильтрация позволяет удалить:
- до 86% сивушных масел
- до 92% сложных эфиров
Очистка самогона углём дает такой эффект вследствие наличия на его поверхности пор, обуславливающих отличные адсорбирующие свойства данного материала.
Какой уголь можно использовать для очистки
Не все сорта угля подходят для того, чтобы фильтровать с их помощью свой самогон. Например, таблетки из аптеки приобретать не стоит, так как описанный выше эффект не будет полностью достигнут. Поры таблеток слишком мелкие и не подходят для поглощения крупных молекул сивушных масел.
Поэтому очистку самогона активированным углем в домашних условиях желательно проводить:
- При помощи БАУ-А (березового активированного угля). Приобрести его можно в специализированных магазинах для винокуров или изготовить самому
- С использованием КАУ-А (кокосового угля). Мы отдаем предпочтение именно этому адсорбенту, считая его очищающую способность наиболее высокой
Любители, только начинающие вникать в тонкости самогоноварения, зачастую задаются вопросом касательно того, можно ли очищать самогон углем для мангала. На самом деле делать это не рекомендуется. Для фильтрации самогона нужно применять только активированный адсорбент, коим обычный уголь для шашлыков, естественно, не является.
Активация его происходит при температуре 1000 градусов. Если условия не выдерживаются, в продукте остается много вредных веществ и канцерогенов, и употреблять в пищу самогон, для очистки которого использовался обычный древесный уголь, просто опасно. Поэтому даже очистка самогона активированным углем в таблетках, а не специализированным березовым углем или кокосовым будет гораздо эффективнее.
Упомянутые же марки БАУ-А, КАУ-А уже изначально изготавливаются для использования в ликероводочной промышленности. Также отметим, что «А» в названии означает наивысшую степень активности материала. Если вы приобретаете марки БАУ-Б или БАУ-В, то учтите, что они являются фактически забракованными по активности углями при производстве БАУ-А. То же надо учитывать и при приобретении КАУ, когда планируется очистка самогона кокосовым углем.
Как самому изготовить активированный уголь
Опишем, как сделать активированный уголь своими руками, используя для этого древесное сырье, в качестве которого будет выступать очищенное от коры и мелко порубленное березовое полено (на щепки длиной примерно по 3 см). Древесный уголь нужно готовить с минимальным доступом к нему кислорода, для этого:
- Подготовьте плоскую банку, в которой вы будете готовить березовый уголь
- Пробейте в ней примерно 20 отверстий, поместите в нее сырье и плотно закройте
- Банку поставьте на огонь, где через отверстия из раскаленного угля будут выходить органические газы и тут же сгорать
- Когда дегазация прекратится, снимите с огня банку и дайте ей остыть
- Активируемый уголь заворачивается в марлю и помещается над большой кастрюлей, наполовину заполненную водой
- Емкость поставьте на плиту, где образующийся водяной пар будет активировать наш фильтрующий материал
- Далее влажный уголь переложите в жестяную банку с отверстиями, которая ранее использовалась для дегазации, поставьте ее на огонь для удаления влаги
После того, как вы подготовите активированный адсорбент для самогона своими руками, храните его только в сухой плотно закрытой банке без доступа воздуха. В противном случае уголь начнет впитывать из него различные органические молекулы, теряя свои свойства.
Тем не менее нужно понимать, что подобный способ приготовления значительно уступает промышленному, где материал прокаливается при температуре 1100-1200 градусов и обрабатывается не простым насыщенным, а перегретым паром под давлением около 2,5 атм. Естественно, активность его на порядок выше, чем у приготовленного дома угля для очистки самогона.
Наш вам совет, не экономьте и не тратьте свое драгоценное время, а просто купите качественный уголь, он совсем не дорого стоит.
Рецепт фильтрации самогона углем
Углевание самогона правильно проводить перед второй перегонкой, так как для качественного очищения алкоголя его требуется разбавить до 15-20%. Такое требование связано с тем, что сивушные масла отлично растворяются в концентрированном спирте и уловить их методом фильтрации в этом случае практически невозможно.
Напротив, если спирт разбавить, растворимость этой вредной примеси значительно падает, что дает возможность адсорбировать до 86% этого компонента на поверхности фильтрующего элемента, проводя, например, очистку самогона активированным углём в таблетках.
Как уже было отмечено, лучше использовать кокосовый уголь для очистки самогона, хотя для этих целей также неплох и березовый. Процесс может проводиться двумя принципиально различающимися способами:
- проточной очисткой самогона через угольный фильтрующий элемент
- засыпкой угля непосредственно в очищаемую среду
Очистка самогона проточной фильтрацией
Первый рецепт потребует наличия некоторых подручных материалов, например, кувшина для фильтрации воды, куда нужно будет засыпать адсорбент. Фильтр также можно изготовить самостоятельно, например, из пластиковой бутыли. У нее для этого отрезается дно, в пробке проделываются отверстия, а горлышко закладывается ватой.
Фильтрующий материал следует выкладывать в пропорции:
- самодельного угля требуется порядка 50 г на литр фильтруемого раствора;
- БАУ-А нужно класть около 12 г на литр самогона.
Через сделанный фильтрующий элемент можно пропускать самогон до нескольких раз, однако результат с каждым разом будет хуже, поэтому уголь лучше менять после каждой отфильтрованной партии. Нужное для процесса количество фильтрующего материала рекомендуется промывать водой для очистки от угольной пыли, которую впоследствии также придется удалять из фильтрата.
Фильтрация засыпкой угля в самогон
Если очистка самогона углём производится вторым способом, т. е. его засыпкой в алкоголь, то фильтрующий элемент берется с расчетом 50 г на 1 л дистиллята. Производители напитка с многолетним опытом часто рекомендуют для фильтрации самогона в домашних условиях настаивать полученную смесь 1-2 недели, периодически ее взбалтывая. Далее напиток отстаивается еще 5-7 дней и фильтруется через плотный ватный фильтр.
Однако подобный подход к очистке алкогольного напитка противоречит научным фактам, свидетельствующим, что лишь в течение первых 15-20 минут подобной обработки содержание опасных для здоровья альдегидов уменьшается, достигая к 20-й минуте минимального значения.
Поэтому использовать уголь лучше в течение получаса, затем требуется убрать его или при необходимости повторить процедуру со свежей порцией адсорбента.
Удаление угольной пыли
Далее рассмотрим, как очистить самогон от угольной пыли, чтобы сделать помутневший после фильтрации дистиллят насколько возможно более прозрачным. Сразу отметим, что данная процедура не является обязательной, так как упомянутая пыль не является вредной для здоровья и никоим образом не влияет на вкус напитка. Тем не менее, чтобы улучшить вид алкогольного напитка, можно использовать хороший беззольный фильтр.
Эти элементы изготавливаются на 95% из чистой целлюлозы и представляют собой фильтровальную бумагу, вырезанную в форме кружков. Например, можно использовать фильтр «Белая лента», характеризующийся высокой скоростью фильтрации и хорошей способностью отсеивать крупнодисперсные частицы в растворе наподобие угольной пыли.
Повторное использование фильтра
Те, кто только начинает познавать тонкости изготовления домашнего алкогольного напитка, часто не знают, можно ли использовать один и тот же очищающий элемент для фильтрации разных партий, а также сколько раз это допускается.
На самом деле делать этого не стоит хотя бы потому, что при насыщении пор угля вредными веществами он теряет активность. Более того, при дальнейшем использовании адсорбент начинает отдавать эти вещества обратно, то есть вы получите после его использования уже не фильтрат, а насыщенный альдегидами и сивушными маслами раствор.
Но если уж вы применяете использованный уголь, то перед тем, как очищать самогон, материал нужно повторно активировать. Для этого его обрабатывают 2%-м раствором соляной кислоты, тщательно промывают водой, просушивают и заново прокаливают. Однако все равно для качественной фильтрации желательно использовать свежий, изготовленный в промышленных условиях.
Еще древние люди заметили, что если дерево в процессе обжига не будет контактировать с огнем, то полученный уголь лучше впитывает все посторонние запахи. Изначально, чтобы добиться нужной «активности», уголь помещали в закрытый глиняный горшок и таким образом подвергали термообработке. Активированным такой уголь назвали лишь тогда, когда научились его производить в промышленных масштабах. Название следует из-за процесса активации впитывающих свойств такого угля, когда он становится способен поглощать в себя посторонние молекулы и соединения.
В состав активированного угля уже давно не входит древесный уголь. Для этого продукта используется более адаптированный материал: скорлупа кокоса, косточки фруктов, древесный уголь, силиконовые гели и органические полимеры . Путем специальной обработки достигается очень высокий процент микротрещин на удельный вес готового продукта. Таким образом, на производстве с помощью специальных технологий добиваются содержания более 1000 пор на грамм угля. Для сравнения, в домашних условиях можно получить активированный уголь со всего лишь несколькими десятками пор на грамм продукта.
Разновидности активированного угля
В готовом виде активированный уголь выглядит как гранулы величиной около 1 мм. После производства остается также более мелкая пыль, которая, однако, не менее ценна, так как обладает такой же впитывающей способностью. Гранулированный уголь часто брикетируют и прессуют – для простоты и удобства использования. Порошковый уголь часто используют для фильтров для очищения воды
. Но самая популярная разновидность форм активированного угля – это уголь в таблетках. Гранулы прессуют в таблетки – их можно точно также размельчить в порошок для использования в разных целях.
Смысл действия этого лекарства заключается в том, что обработанное при высокой температуре изначальное сырье превращается в пористый уголь с множеством микрощелей, стремящихся заполнить свое пустое пространство любыми материалами подходящего размера. Огромная сорбционная (впитывающая) способность такого продукта, как активированный уголь, и определяет его эффективность.
Однако сможет ли активированный уголь справиться со всеми токсинами и опасными веществами, которые попали в организм или в фильтр для воды? То, из чего делают активированный уголь, определяет размер трещин и пор на его поверхности. Если трещины будут меньше вещества, с которым столкнулась частица угля – тот не сможет его впитать в себя . К примеру, некоторые тяжелые металлы, минералы и микроэлементы.
Состав таблеток активированного угля
«Активация» активированного угля, благодаря которой он получил свое название, состоит в том, что в процессе термической обработки сырья на высоких температурах не происходит его контакта с огнем. Сырье изолируется непосредственно от пламени либо используются электрические методы нагрева.
В состав таблеток входит:
- активированный уголь;
- крахмал;
- «черная соль».
Эту форму выпуска используют при некоторых пищевых интоксикациях . Следует помнить, что свойства активированного угля заключаются не только в поглощении токсинов, но он в такой же степени поглощает полезные микроэлементы. «Вымывается» в этом случае в первую очередь калий, магний и кальций. Поэтому наличие в составе черной соли является очень полезным для организма дополнительным источником этих микроэлементов. Не все формы таблеток выпускаются одинаковым составом, и наличие черной соли необходимо уточнять в информации о составе на упаковке. Встречается еще один вид таблеток, который состоит из активированного угля, крахмала и сахара.
Активированный уголь действует на вещества путем связывания их активных свойств . Он связывает алкалоиды, барбитураты и многие другие действующие вещества, поглощая их и выводя из организма естественным путем очищения. Не облает достаточным адсорбирующим действием на кислоты и щелочи, а также на соли железа, цианиды, малатион, метанол, этиленгликоль.
Препарат наиболее эффективен при приеме либо до, либо сразу после отравления. Можно принимать местно – на язвы и иные повреждения, чтобы ускорить заживление.
Принцип действия активированного угля
В этой статье мы выяснили, что уголь стремится заполнить множество своих пустот, которые возникли в его структуре после обработки высокими температурами. Оказавшись в загрязненной воде или иной жидкости (например, среди содержимого желудка или кишечника), уголь впитывает в себя все, что может задержаться в его трещинах-порах. При этом стоит помнить, что если угля было недостаточно, то его адсорбирующее действие может оказаться неэффективным в случае, когда количество сорбируемых веществ превышает возможности их впитать
.
Еда также может помешать в этом процессе и ее наличие в желудке должно сопровождаться повышением дозы, которая в среднем составляет 1 таблетку на 10 кг массы тела – при небольшом расстройстве. Главное же действие угля, приводящего к его «активности», – это количество пор, которое достигает максимальных размеров при правильной обработке сырья. Благодаря такой пористости уголь становится невесомым и один грамм угля способен вместить тысячу и более пор и микротрещин, что и достигается с помощью сверхвысоких температур.
Активированный уголь – универсальный препарат, который успешно используется многие годы в медицине, химической, фармацевтической и пищевой промышленности . Фильтры, содержащие активированный уголь, применяются во многих современных моделях устройств для очистки питьевой воды, так как способны очищать даже от хлора.
