活性炭とは？活性炭の仕組みは？
活性炭は主に素炭素が黒鉛のような構造で構成されています。
活性炭は主に、黒鉛のような構造をした初等炭素から構成されていますが、黒鉛とは異なり、ランダムな不完全構造をしており、3 つのグループに分けることができる広い範囲の細孔サイズにわたって非常に多孔質です。
- マクロポア （直径 50 nm 以上）
- メソポア （直径2～50 nm）
- ミクロポア （直径2 nm以下）
- ミクロポア （直径2 nm以下）
多様な細孔構造は、カーボンに非常に大きな表面積 (約 2500 m2 /g) を与え、また、カーボンがさまざまな化合物を吸着することを可能にします。
活性炭は、除去している化合物を吸着することによって働きます。吸着は、ロンドン分散力、分子間に存在するファンデルワールス力の一種であるロンドン分散力によって引き起こされます。この力は非常に強力ですが、短い距離でしか働きませんし、カーボンの表面と吸着剤分子の間の距離に敏感です。
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活性炭の使い方
蒸留された蒸留酒の活性炭の典型的な用途は次のとおりです。
- 色の除去
- 香りと風味の調整
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活性炭をプロセスにうまく適用するには、最終的な処理製品の望ましい仕様を慎重に定義することが重要です。
仕様は、色のような測定可能な変化である場合もありますが、他のケースでは、仕様は味のプロファイルに基づいているかもしれません。いずれの場合も、結果が再現可能であるように、プロセスは非常によく定義されていなければなりません。プロセスが十分に定義されていない場合は、最終製品が過少に処理されてしまい、必要のない手直しが発生する可能性があります。
仕様が確立されたら、どのグレードの活性炭が最も効果的に機能するか、また、製品の量あたりどのくらいの炭素媒体が必要かを決定するために、慎重な小規模または実験室での試験が有用です。
ポールは、お客様が活性炭製品の範囲から適切な製品を選択するのを支援することができます。
バルク粉末活性炭（PAC）対シートベース活性炭
伝統的にPACはそのルース/バルクの形で使用されています。このプロセスには、一般的に 4 つの操作が含まれます。
- バルク粉末の取り扱いと混合容器への投与
- 処理される製品とバルク粉末の混合
- 。吸着後の処理製品からの PAC の除去
- プロセス機器からの炭素の洗浄
バルク PAC の使用には、いくつかの重大な欠点があります。
- バルク PAC の取り扱いと混合には労力がかかり、特殊な装置のための資本支出が必要です
- 製品が処理された後のプロセス装置の洗浄には労力がかかります
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- 処理された製品から残留 PAC を除去するには、一般的に追加のろ過ステップが必要で、これは全体的なプロセスにコストを追加します。
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シート状活性炭製品のメリット
バルク混合吸着プロセスと比較して、シートベース吸着の効率が向上した理由は2つあります。
- 最適化された流量では、不純物と炭素粒子が接触する確率は、炭素を含浸させたシートの方が高くなります。これは、プロセス流体がシート マトリックスに固定化された炭素粒子とより効率的に接触するためです。
- シートの深さ (厚さ) により、構造は PAC を含む一連の層で構成されていると考えることができます。最初の層は流体と最初に接触し、時間が経ち、流体量が増加するにつれて、この層を通過すると、不純物で飽和する最初の層になります。しかし、それ以降の層は、まだ吸着サイトと不純物を吸着する能力を持っていて、媒体の深さを通じて増加します。本質的には、PAC の深さを持ち、その深さを通る最適な流量で流体を通すことで、カーボンが不純物の吸着に完全に利用されることを可能にします。下流の排水を監視して、シートまたはモジュールの吸着能力が枯渇したときに判断する必要があります
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