1.4.1.1. Giới thiệu về than hoạt tính
Các nguyên liệu chứa carbon được sản xuất một cách đặc biệt nhằm loại bỏ
các chất có nhựa và tạo ra các lỗ xốp trong chúng gọi là than hoạt tính. Than hoạt tính có thành phần chủ yếu là carbon (85-98%), phần còn lại là chất vô cơ còn tồn tại dưới dạng tro (2-15%). Các chất vô cơ này thường không tham gia hoạt
động về mặt hấp phụ. Nguồn nguyên liệu để sản xuất than hoạt tính khá phong phú như sọ dừa, gỗ, mạt cưa, các loại xương, các loại cây, than bùn, polime, dầu mỏ, than đá...Than hoạt tính là một trong các vật liệu mao dẫn, được sử dụng rộng rãi công nghiệp hóa chất, khai thác và chế biến dầu mỏ, công nghệ thực phẩm, xử lý môi trường.... Ngày nay than hoạt tính được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học, quân sự, sản xuất và đời sống (than hoạt tính lọc hơi, khí
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 22
Than hoạt tính (Activated Carbon) là loại than được xử lý từ nhiều nguồn vật liệu. Những nguyên liệu này được nung nóng từ từ trong môi trường chân không, sau đó được hoạt tính hóa bằng các khí có tính ôxi hóa ở nhiệt độ cực cao. Quá trình này tạo nên những lỗ nhỏ li ti có tác dụng hấp thụ và giữ các tạp chất. Than hoạt tính lọc nước qua hai quá trình song song:
- Lọc cơ học, giữ lại các hạt cặn bằng những lỗ nhỏ.
- Hấp thụ các tạp chất hòa tan trong nước bằng cơ chế hấp thụ bề mặt hoặc trao đổi ion.
Than hoạt tính là một chất liệu xốp, có rất nhiều lỗ lớn nhỏ. Dưới kính hiển vi điện tử, một hạt than trông giống như một tổ kiến. Vì thế, diện tích tiếp xúc bề
mặt của nó rất rộng để hấp thụ tạp chất. Nếu tính ra đơn vị khối lượng thì là từ
500 đến 2500 m2/kg (Tùy theo nguyên liệu gốc, tổng diện tích bề mặt của 1/2kg than hoạt tính còn rộng hơn cả một sân bóng đá) [8].
Hình 1.5 Khả năng hấp thụ của than hoạt tính 1.4.1.2 Các dạng than hoạt tính
- Dạng bột cám (Powered – PAC) đây là loại được chế tạo theo công nghệ
cũ, nay thường được sử dụng trong sản xuất pin, ac- quy. Có một số nhà sản xuất dùng loại này trộn với keo đểđúc thành những ống than nhìn giống như dạng thứ 3 dưới đây.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 23
- Dạng hạt (Granulated –GAC) là những hạt than nhỏ, rẻ tiền, thích hợp cho việc khử mùi. Tuy nhiên, nước thường có xu hướng chảy xuyên qua những khoảng trống giữa những hạt than thay vì chui qua những lỗ nhỏ.
- Dạng khối đặc (Extruded Solid Block _SB) là loại hiệu quả nhất để lọc cặn, khuẩn Coliform, chì, độc tố, khử màu và khử mùi clorine. Loại này được làm từ nguyên một thỏi than, được ép định dạng dưới áp suất tới 800 tấn nên rất chắc chắn. Hiệu quả làm sạch sẽ tùy thuộc chủ yếu vào những yếu tố:
* Tính chất vật lí của than hoạt tính như kết cấu, kích thước, mật độ lỗ, diện tích tiếp xúc.
* Tính chất lí hóa của các loại tạp chất cần loại bỏ.
* Thời gian tiếp xúc của dịch với than hoạt tính càng lâu, việc hấp thụ càng tốt.
Than hoạt tính chỉ có tác dụng với một lượng nước nhất định. Sau khi lọc
được một khối lượng nước theo chỉđịnh của nhà sản xuất (chỉ những hãng uy tín mới chỉđịnh theo tiêu chí này), than sẽ không còn khả năng hấp thụ mùi nữa.
Trong sản xuất polymaltose, sử dụng than hoạt tính 1-3% so với tinh bột, nhiệt độ 80ºC, đảo trộn liên tục, thời gian 30 phút để làm sạch dịch polymaltose. Than hoạt tính có vai trò là hấp phụ các tạp chất, các chất có màu, có mùi lạ, kết tủa các hợp chất keo, kim loại nặng, làm tăng độ trong và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc.