油脂和糖類脫色可以用顆粒狀活性炭代替粉狀活性炭

本文介紹在用于果糖、葡萄糖、蔗糖、甘油、磷酸等脫色或純化方面，可以替代或部分替代木質(zhì)粉末狀活性炭的顆粒狀活性炭。

化學(xué)法粉末狀活性炭的優(yōu)勢

毋庸置疑，化學(xué)法的木質(zhì)粉末狀活性炭是脫色效果較佳的選擇。木質(zhì)活性炭中大孔的比例遠(yuǎn)高于其它材質(zhì)的活性炭（即便如此，木質(zhì)活性炭占優(yōu)勢比例的還是小孔）。

根據(jù)IUPAC（國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會）的分類，活性炭的孔隙中，大于50nm的被定義為大孔，2-50nm為中孔或過渡孔，2nm以內(nèi)的被稱為微孔。

同等碘吸附值的前提下，化學(xué)法的木質(zhì)粉末狀活性炭中大孔的比例一般高于市面銷售和流通的果殼活性炭或煤質(zhì)活性炭。

糖類或油脂類脫色困難的原因是色素分子通常分子量巨大，擴(kuò)散速度慢，進(jìn)入活性炭內(nèi)部的速度小，且普通活性炭小孔的比例更高，而色素分子往往很難進(jìn)入微孔中被吸附。一般規(guī)律是孔隙分布概率偏向中大孔方向的結(jié)構(gòu)，能提供更大的吸附loading值。化學(xué)法的木質(zhì)活性炭符合這一特點。

而另外一方面，工業(yè)生產(chǎn)中單元操作的時間是有限制條件的，吸附操作耗費的時間越短，當(dāng)然越有利于提高產(chǎn)量。

如上圖，325目的活性炭提供了很大的外表面積，大大縮短了吸附的傳質(zhì)時間。這也是粉末狀活性炭吸附時間短的原因。

顯而易見，顆粒狀活性炭不具備吸附動力學(xué)的優(yōu)勢。但是，幸運的是，美國人發(fā)明的造粒和配煤技術(shù)為重塑活性炭的孔徑結(jié)構(gòu)提供了可能。通過不同煤種的搭配和造粒，使得特種煤質(zhì)活性炭能達(dá)到接近木質(zhì)活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)分布，至少在吸附loading值上，煤質(zhì)活性炭有和木質(zhì)活性炭平分秋色的機(jī)會。通過選擇合適的配方，相對較高比例的中大孔分布的煤質(zhì)活性炭，不僅能達(dá)到和木質(zhì)活性炭相等，甚至更好的脫色效果，而且達(dá)到相近的吸附loading值，使得單位產(chǎn)量產(chǎn)品脫色操作煤質(zhì)活性炭的消耗量與木質(zhì)活性炭持平。

比較粉末活性炭與顆粒活性炭的脫色操作特點

粉末狀活性炭脫色操作：

1、批次化操作，非連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低；

2、人為控制活性炭添加劑量，容易過量添加或者添加不足；

3、生產(chǎn)現(xiàn)場潔凈度差；

4、工人勞動強(qiáng)度高，工資投入比例高；

5、廢活性炭處理困難；

顆粒狀活性炭脫色操作：

1、連續(xù)化生產(chǎn)，換炭頻率每月1次，生產(chǎn)效率高；

2、碳罐或柱床操作，脫色品質(zhì)均一，不受工人因素影響；

3、生產(chǎn)現(xiàn)場清潔；

4、工人勞動強(qiáng)度低；

5、廢活性炭收集處理簡單；

如何確認(rèn)顆粒活性炭能否替代粉末活性炭？

等溫吸附試驗。目的是確認(rèn)顆粒活性炭能否達(dá)到目標(biāo)效果，完成理論消耗成本與粉末活性炭成本對比的評估。

如何設(shè)計裝炭量和更換周期？

采用柱狀試驗可以預(yù)估裝炭量和評估活性炭使用壽命、更換周期。柱狀試驗需要模擬實際生產(chǎn)的操作溫度、物料流動線速度，預(yù)估和驗證柱床高徑比等。

總的來說，隨著煤質(zhì)活性炭技術(shù)的不斷研究開發(fā)，已經(jīng)可以慢慢替代木質(zhì)活性炭一些功效了。