Wie hoch ist der Aschegehalt von Aktivkohle?

Aktivkohle zählt zu den wichtigsten Adsorptionsmaterialien in verschiedenen Industriezweigen. Aufgrund ihrer sehr großen Oberfläche, ihrer porösen Struktur und ihrer hervorragenden Fähigkeit, diverse Schadstoffe zu adsorbieren, spielt sie eine entscheidende Rolle in vielen Bereichen, beispielsweise in der Wasser- und Luftreinigung, der Lebensmittelverarbeitung und der pharmazeutischen Industrie. Einer der wichtigsten Indikatoren für die Qualität von Aktivkohle ist ihr Aschegehalt . Asche besteht aus den nicht kohlenstoffhaltigen anorganischen Bestandteilen, die nach vollständiger Verbrennung der Probe zurückbleiben. Der Aschegehalt beeinflusst die endgültigen Eigenschaften der Aktivkohle maßgeblich; daher ist ein genaues Verständnis seines Gehalts entscheidend für die Auswahl der geeigneten Aktivkohle.

In diesem umfassenden Artikel werden wir uns detailliert und praxisnah damit befassen, was der Aschegehalt in Aktivkohle ist, wie man ihn misst, wie er die Effizienz beeinflusst, welche allgemein anerkannten Standards existieren und wie man die optimale Kohleart für seine Anwendung auswählt.

Was ist Aktivkohleasche?

Wird Aktivkohle auf hohe Temperaturen erhitzt, verbrennen alle ihre organischen Bestandteile und hinterlassen eine Substanz namens Asche . Diese Asche enthält anorganische Verbindungen wie:

Kalzium
Magnesium
Natrium
Kalium
Siliziumdioxid
Eisen
Aluminiumoxid

Und auch andere metallische Verunreinigungen.

Durch das Vorhandensein dieser Mineralien wird ein Teil der Aktivkohlestruktur belegt, wodurch die effektive Oberfläche für die Schadstoffabsorption verringert wird.

Warum ist der Aschegehalt wichtig?

Der Aschegehalt ist einer der wichtigsten Qualitätsindikatoren für Aktivkohle, da er deren Leistungsfähigkeit direkt beeinflusst. Ein hoher Aschegehalt kann folgende Probleme verursachen:

1. Verringerte Absorptionskapazität

Je höher der Aschegehalt ist, desto mehr Mineralien füllen die Poren der Aktivkohle und verringern so deren Fähigkeit, organische Schadstoffe oder Schwermetalle zu absorbieren.

2. Auswirkung auf den pH-Wert

Viele in der Asche enthaltene Mineralien sind alkalisch. Daher weisen kohlenstoffhaltige Materialien mit hohem Aschegehalt typischerweise einen höheren pH-Wert auf und können den pH-Wert des aufbereiteten Wassers verändern. Dies ist besonders wichtig in pH-sensiblen Branchen wie der Pharma- und Getränkeindustrie.

3. Verringerte Leitfähigkeit

Ein hoher Aschegehalt kann die elektrische Leitfähigkeit des Produkts erhöhen, was bei einigen Anwendungen, wie z. B. der Herstellung von Reinstwasser, zu Problemen führen kann.

4. Höheres Risiko der Verschlammung.

In Filtrationssystemen kann ein hoher Aschegehalt zu Ablagerungen an den Anlagenteilen und erhöhten Wartungs- und Reparaturkosten führen .

5. Auswirkung auf die Kohlenstoffreaktion

Metalle können unerwünschte chemische Reaktionen hervorrufen und einige Prozesse wie die Gasabsorption oder die Katalyse stören.

Wie hoch ist der Aschegehalt von Aktivkohle?

Grundsätzlich hängt der Aschegehalt von Aktivkohle von der Art des Rohmaterials und dem Verarbeitungsverfahren ab:

1. Aktivkohle auf Kohlenstoffbasis

Aschegehalt: von 5 % bis 15 %
Es ist in der Regel heißer als andere Wasserarten, es sei denn, es wurde mit Säure behandelt.

2. Aktivkohle aus Kokosnussschalen

Aschegehalt: 2 % bis 4 %
Dank seines extrem niedrigen Aschegehalts eignet es sich für Systeme mit hohen Anforderungen an die Filtrationseffizienz.

3. Aktivkohle aus Holz.

Aschegehalt: von 3 % bis 10 %
Das hängt von der Produktionsmethode ab.

4. Säurebehandelte Aktivkohle

Aschegehalt: weniger als 1 %
Ideal für die pharmazeutische Industrie, Labore und Umkehrosmoseanlagen.

Arten von Asche in Aktivkohle

1. Wasserlösliche Asche

Der wasserlösliche Anteil der Asche. Seine Anwesenheit erhöht die elektrische Leitfähigkeit und verändert den pH-Wert .

2. Unlösliche Asche

Der wasserunlösliche Anteil wird die effektive Porengröße des Kohlenstoffs weiter verringern.

3. Lösliche Säureasche

Der Teil eines Minerals, der sich in schwachen Säuren auflösen kann, ist ein säureempfindliches Mineral.

Wie wird der Aschegehalt bestimmt?

Internationale Normen (wie z. B. ASTM-Normen) verwenden typischerweise die folgenden Methoden:

Die Probe auf etwa 650 bis 750 Grad Celsius erhitzen .
Organische Verbindungen verschwinden beim Verbrennen.
Wiegen Sie den verbleibenden Metallschrott.
Das Verhältnis zwischen dem Gewicht der Asche und ihrem ursprünglichen Gewicht bestimmt die Menge der Asche.

Dieses Verfahren ist als ASTM D2866 bekannt.

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Allgemein anerkannte Normen für den Aschegehalt

Jede Anwendung hat ihre eigenen Standards. Die wichtigsten sind:

1. Trinkwasserreinigung

Zulässiger Aschegehalt: weniger als 5 %.
Empfohlene Sorten: Holzkohle aus Kokosnussschalen oder säurebehandelte Holzkohle.

2. Lebensmittelindustrie

Aschegehalt: 1 % bis 3 %
Grund: Um Veränderungen des Geschmacks, des Geruchs und des pH-Werts zu vermeiden.

3. Arzneimittel und pharmazeutische Produkte

Aschegehalt: weniger als 1 %
Diese Anwendungen erfordern eine sehr hohe Reinheit.

4. Industrielle Abwasserbehandlung

Aschegehalt: sollte 15 % nicht überschreiten.
Grund: geringere Kosten und geringere Reinheitsanforderungen.

5. Metallurgie- und Gasindustrie

Die Menge an Asche variiert je nach Art des Gases oder der Reaktion.

Einfluss der Rohstoffart auf den Aschegehalt

Kokosnussschale

Seine mineralische Zusammensetzung enthält deutlich weniger graue Bestandteile.
Es hat viele kleine Poren.
Dies ist eine hervorragende Option für Trinkwasser.

Kohle

Es enthält viele Mineralien und produziert eine große Menge Asche.
Durch Ätzen kann der Aschegehalt reduziert werden.
Geeignet zur Absorption von Wasserdampf und Gas.

Holz

Sein Mineralstoffgehalt ist mäßig.
Geeignet für Bleich- und Lebensmittelanwendungen.

Wie lässt sich der Aschegehalt reduzieren?

Das Werk nutzt verschiedene Methoden zur Reduzierung des Aschegehalts:

1. Eingelegte Gurken

Um säurelösliche Bestandteile aus der Asche zu entfernen , verwendet man saure Lösungen wie Salzsäure.

2. Kontinuierliche Filtration und Waschen

Reduzieren Sie die Menge an gelösten Mineralien in Ihrem Wasser.

3. Rohstoffüberwachung

Verwenden Sie aschearme Rohstoffe wie Kokosnussschalen.

4. Optimaler thermischer Zersetzungsprozess

Dies verbessert die Genauigkeit bei der Bestimmung von Zeit und Temperatur der Kohlenstoffproduktion.

Vorteile der Verwendung von aschearmer Aktivkohle.

Verbesserte Absorptionskapazität
Längere Lebensdauer
Der pH-Wert der Wasseroberfläche hat sich nicht verändert.
Verringert die Wahrscheinlichkeit einer Filterverstopfung.
In hochentwickelten Systemen wie der Umkehrosmose funktioniert diese Methode sogar noch besser.

Nachteile von Aktivkohle mit hohem Aschegehalt.

Geringer Wirkungsgrad
Der Geschmack und der Geruch des Wassers haben sich verändert .
Erhöhte Leitfähigkeit
Kolonie
Kurze Lebensdauer des Filtersystems

Die Bedeutung der Aschemessung in sensiblen Industrien.

In Branchen wie der Pharma-, Elektronik- und Getränkeindustrie können selbst geringfügige Änderungen des pH-Werts oder der Leitfähigkeit des Wassers erhebliche Auswirkungen haben. Daher ist die Auswahl von aschearmer Aktivkohle für diese Branchen von entscheidender Bedeutung.

Wie wählt man die richtige Aktivkohle aus?

Bei der Auswahl des optimalen Kohlenstoffmaterials müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden:

1. Ein Antrag ist erforderlich.

Beispielsweise eignet sich Aktivkohle mit einem Aschegehalt von 1-3% für Trinkwasser- und Umkehrosmoseanlagen.

2. Arten von Rohstoffen

Im Allgemeinen sind Kokosnussschalen von höherer Qualität.

3. Technische Spezifikationen

Bitte überprüfen Sie Folgendes:

Aschegehalt
pH
Jodzahl
Härte
scheinbare Dichte

4. Marken- und Produktionsstandards

Die Einhaltung der NSF-, FDA- oder ASTM-Standards ist ein Zeichen für qualitativ hochwertige Produkte.

Abschließend

Der Aschegehalt ist einer der wichtigsten Qualitätsmerkmale von Aktivkohle, da er deren Leistung und Lebensdauer direkt beeinflusst. Ein hoher Aschegehalt verringert die Adsorptionskapazität, erhöht den pH-Wert und die Leitfähigkeit und führt zur Sedimentbildung im Filtersystem. Der Standard-Aschegehalt variiert je nach Anwendung. Für die meisten Anwendungen, die einen hohen Aschegehalt erfordern, wie z. B. die Trinkwasseraufbereitung oder die Lebensmittelverarbeitung, wird jedoch aschearme oder säuregewaschene Aktivkohle empfohlen.

Dank dieses Wissens können Verbraucher Aktivkohle wählen, die nicht nur hochwirksam ist, sondern auch die Wartungs- und Austauschkosten reduziert.