活性炭的预期指数和选择

活性炭的指标和选择

碘值

碘值是指活性炭在0.02N 12/KL水溶液中吸附的碘的量。碘值与直径大于10A 的孔隙表面积相关联, 碘值可以理解为总孔容的一个指示其器。

糖蜜值

糖蜜值是测量活性炭在沸腾糖蜜溶液的相对脱色能力的方法。糖蜜值被解读为孔直径大于28A的表面积。因为糖蜜是多组分的混合物，必须严格按照说明测试本参数。糖蜜值是用活性炭标样和要测试的活性炭的样品处理糖蜜液，通过计算过滤物的光学密度的比率而得。

堆积重

堆积重是测量特定量炭的质量的方法。通过逐渐把活性炭添加一个有刻度圆桶内至100cc，并测量其质量。该值被用于计算填充特定吸附装置所需活性炭数量。简单地说，堆积重是活性炭每单位体积的重量。

颗粒密度

颗粒密度是每单位体积颗粒炭的重量，不包括颗粒以及大于0.1mm裂隙间的空间。颗粒密度是用水银置换来测定的。

四氯化碳

四氯化碳值是总孔容的指示器，是用饱和的零摄氏度的CCI4气流通过25度的炭床来测量的。在规定的时间间隔内，测量被吸附的CCI4的重量直到样品的重量变化可以忽略不计为

止。

亚甲蓝

亚甲蓝值是指1.0克炭与1.0 mg／升浓度的亚甲蓝溶液达到平衡状态时吸收的亚甲蓝的毫克数。

硬度

硬度是测量活性炭机械强度的指标。重量的改变，用百分比表示。更确切地讲，硬度值是指颗粒活性炭在RO-TAP仪器中对钢球衰变运动的阻力。在炭与钢球接触过以后，通过利用筛子上的炭的重量来计算硬度值。

磨损值

磨损值是测量活性炭的耐磨阻力的指标。该实验测量MPD的变化，通过百分比来表示。颗粒活性炭的磨损值说明颗粒在处理过程中降低颗粒的阻力。它是通过在RO_TAP机器中将炭样品和钢球接触，测定最终的颗粒平均直径与原始颗粒的平均直径的比率来计算的。

丁烷值

丁烷值是饱和空气与丁烷在特温度和特定的压力下通过炭床后，每单位重量的活性炭吸附的丁烷的量。

灰分

活性炭中包含无机物，通常是铝和硅。灰分是研磨成粉状的碳在954摄氏度时燃烧3个小

时的剩余残渣。从技术角度看，灰分是活性炭矿物氧化物的组分。通常定义为在一定量的样品被氧化后的重量百分比。

水分

水分是测量碳所含水的多少。用Dean-Stark trap和冷凝器，在二甲苯溶液中煮沸活性炭来测量水分。为了测试水分，水被冷凝和截留在待测定臂状容器内。活性炭的水含量也可以通过在150摄氏度下烘干3小时后活性炭重量上改变来测定。水分是活性炭中被吸附的水的重量的百分比。

对于不同用途的活性炭，时常用不同的物质和方法来检验它的吸附性能，如亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值等。其中亚甲基蓝吸附值是最常用的。亚甲基蓝是一种深蓝色染料，对它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物质的能力；具有大量微孔的活性炭，此值较高。焦糖吸附值(或称焦糖脱色率、或糖蜜吸附率)是反映活性炭对具有较高分子量的有色物质的吸附性能，性能良好的活性炭，此值达到100～110。

国内外制造的活性炭，都有一类称为“糖用活性炭”的产品，它可用于糖厂，也可以用在其他类似的行业，如葡萄糖溶液及味精溶液的精制脱色等。它的主要特点是具有较多的中孔，因而适于处理含有较多大分子有机物的溶液。这种活性炭的焦糖吸附值比较高。

我国“糖液脱色用活性炭”的国家标准(GB/T13803.3－1999)规定，活性炭产品分为优级品、一级品和二级品三种。其水分都低于10％；焦糖脱色率分别高于100、90和80，灰分分别低于3％、4％和5％(用磷酸法生产的活性炭可在7％～9％，不分等级)，酸溶物分别低于1％、1.5％和2％，还有铁含量和氯含量的规定。它们的pH值都在3～5之间。活性炭的比表面积(BET)反映了每一克活性炭的总表面积的数值m2。它是用氮气或丁烷吸附法测出的。此值越大，活性炭的微孔越多，能够吸附更多的小分子物质。对于同一类的有

机物，分子量较大者，被吸附较强；但这以它的分子能够进入活性炭的吸附孔为前提。当需要吸附的物质的分子量较高、分子尺寸较大时，就要选用有较多中孔的活性炭。最理想的活性炭是具有大量恰好稍大于吸附物分子的孔道，如果孔道过大，总表面积就减少。分子量在300～100000之间的物质，相应的吸附孔径在0.5～4 nm之间。

活性炭具有芳香环式的结构，善于吸附芳香族有机物(糖汁中的有色物大部分属于这类)，并善于吸附含有三个碳原子以上的其他有机物。它对不带电物质的吸附力较强，而对带电物质(如阴离子)的吸附较弱。对后者的吸附与溶液pH值有关：在酸性溶液中吸附较强，碱性溶液中较弱。因为弱酸性物质在低pH下带电较少以至不带电，较易被吸附；高pH下电荷较强，不利于吸附。为避免蔗糖转化，糖液用活性炭处理一般在中性下进行。活性炭对无机离子的吸附作用很弱，但用磷酸作活化剂的活性炭，及经过适当羧基化处理的活性炭，也能吸附少量的金属离子。

活性炭的吸附作用和温度有关。对于多数的物理吸附作用，在低温下能够达到较大的吸附量，但吸附的速度较慢。在糖厂使用的多数情况下，活性炭和糖液接触的时间不长，故要求吸附进行得较快，就常用较高的温度，例如70～85℃。在这个温度下，一般经过15～30分钟(主要决定于糖液浓度)，活性炭的吸附作用就接近其最大值。

活性炭的脱色效果与它的品种和处理的具体条件有极大的关系。在生产应用前要先通过实验室试验，选择适宜的活性炭品种和适当的使用方法与技术条件。

粉状活性炭的粒子大小是不均匀的，有些很微细的粒子可能穿过滤布。因此要选用适当的过滤方法，必要时可以并用助滤剂如硅藻土，将它们和活性炭加入糖液中搅拌适当时间后过滤。过滤机中形成的活性炭滤饼，可以调制成粉浆后加入深色的糖液中再用一次。

颗粒活性炭通常采用固定床吸附方式，即将颗粒活性炭装入圆筒形吸附柱中，糖液从上而下连续通过，与大量活性炭接触，在底部出口处达到很高的脱色率。这种方法利于充分发挥活