FILTROS DE CARBÓN ACTIVADO

Los filtros de carbón activado están recomendados para remover moléculas de gases invisibles que se encuentran en el aire y pueden ocasionar olores desagradables, corrosión o problemas de salud.

El carbón activado es probablemente el purificador de aire más común.

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¿QUÉ PRINCIPIO DE FILTRACION APLICA EN FILTROS DE CARBÓN ACTIVADO?

Durante miles de años, la filtración se ha utilizado para reducir el nivel de suciedad, óxido, materia suspendida y otras impurezas del agua. A medida que el agua pasa a través del medio, las impurezas se mantienen en el material del medio filtrante. Dependiendo de las impurezas y del medio, varios mecanismos físicos y químicos diferentes que están activos en la eliminación son responsables de eliminar los contaminantes del agua o medio ambiente.

El carbón activado se fabrica a partir de materiales orgánicos ricos en carbono que se queman a altas temperaturas. Estos pasan por un proceso de carbonizado a alta temperatura (entre 600 y 900 grados centígrados o 1110 y 1650 grados Fahrenheit).

El resultado de esta carbonización es la activación, da un carbón más poroso que el carbón normal que conocemos para asar alimentos. Por lo que el término “carbón activado” también podría llamarse “carbón poroso”. El carbón activado implica hacerlo poroso para aumentar su absorbencia.

Algunos de los equipos utilizados para emplear estos mecanismos han cambiado drásticamente con el tiempo.

Carbón activado por microscopía electrónica (SEM)  ( vía acarbons.com)

Carbón activado por microscopía electrónica (SEM)  ( vía acarbons.com)

La capacidad de un carbón activado para retener una sustancia determinada no sólo está dada por su área superficial, sino por la proporción de poros cuyo tamaño sea el adecuado, es decir, es adecuado cuando tiene un diámetro de entre una y cinco veces la molécula de que se va a adsorber. La capacidad puede ser de entre el 20% y el 50% de su propio peso.

Un gramo de carbón vegetal tiene una superficie de unos 50 metros cuadrados.

Con la activación alcanza los 600 u 800 m2, es decir, aumenta de 12 a 16 veces.

TIPOS ESPECIALES DE FILTRACIÓN

Filtración por membrana o filtración estéril

Los líquidos se filtran a través de una pared delgada y de poros finos (la membrana) que, dependiendo de sus características, puede retener incluso partículas tan pequeñas como virus o bacterias. Gran parte de los filtros de membrana se fabrican con materiales poliméricos. En algunos ámbitos también se utilizan membranas hechas con materiales cerámicos o con metales.

Existen diferentes tipos de filtración en los que se usan membranas:

  • Microfiltración (MF), ultrafiltración (UF) estos pueden considerarse como de tamices finos de acción mecánica. Consisten en membranas producidas artificialmente con un diámetro de poro definido. Para que la membrana funcione es importante que los poros se hagan más grandes en dirección al agua pura.
  • Nanofiltración (NF) y ósmosis inversa (OI).   estos utilizan membranas densas que permiten los procesos de difusión de partículas.

Filtración con carbón activado

Se basa principalmente en el principio de adsorción. Materiales dañinos como polvo o metales pesados son separados de gases o líquidos con ayuda de filtros con carbón activado. En el tratamiento de agua potable, se utilizan estos filtros para la retención por adsorción de sustancias orgánicas, aromas y sabores, o para filtrar los residuos de medicamentos en el agua.

El carbón activado se convierte en un material receptivo gracias a los mecanismos de adsorción. Una vez saturado, debe ser reemplazado o regenerado. Si no se hace a tiempo, se sobrecarga y el líquido filtrado puede contener un número más elevado de sustancias indeseables que el líquido sin depurar.

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Principios de Adsorción

Adsorción es un concepto que se utiliza en el terreno de la física con referencia al proceso y el resultado de adsorber. Este verbo alude a la atracción y retención que realiza un cuerpo en su superficie de iones, átomos o moléculas que pertenecen a un cuerpo diferente.

“Adsorción” es uno de los términos más utilizados pero menos entendidos en las discusiones sobre filtración. La adsorción se refiere a la eliminación de una impureza de un líquido a la superficie de un sólido. Una partícula suspendida nacida en agua se adhiere a una superficie sólida cuando la adsorción ocurre. La adsorción es la adhesión de átomos, iones o moléculas de un gas, líquido o sólido a una superficie. En el caso de filtración de agua, las partículas sólidas suspendidas presentes en el líquido se adherirán a la superficie sólida del medio.

La adsorción difiere de la oclusión en que las partículas ocluidas se eliminan del flujo del proceso porque lo son, donde la oclusión es el resultado que las partículas son demasiado grandes para pasar a través de una restricción física en los medios. En la mayoría de los casos, las partículas adsorbidas se ven afectadas por interacciones químicas débiles que les permiten adherirse a la superficie de un sólido. Las partículas adsorbidas se unen a la superficie de un medio dado, convirtiéndose en una película de una parte débilmente sostenida del sólido. Las moléculas de impurezas se mantienen dentro de la estructura interna de los poros del carbono mediante la atracción electrostática (fuerzas de Van der Waals), también conocida como Quimisorción

Aplicaciones de la adsorción

Los principios de la adsorción se aplican en ámbitos muy diferentes. En el mundo de la industria, uno de sus usos más populares consiste en aprovecharla para extraer humedad del aire comprimido. Para ello, se pasa el aire comprimido por medio de un lecho de algún material que ante a las moléculas del agua consiga generar la adsorción (esto puede llevarse a cabo con la alúmina activa, por ejemplo).

APLICACIONES DE FILTROS CON CARBÓN ACTIVADO

  • Purificación del agua.
  • Eliminación de olores, colores o sabores en determinados productos tales como el jarabe de azúcar y los aceites, para cumplir con los estándares de la industria.
  • Tratamiento de aguas residuales, que acarrea diferentes acciones biológicas, químicas y físicas para deshacerse de los contaminantes que resultan del uso humano.
  • Secado del aire.
  • Eliminación de humedad.
  • Adsorción para obtener nitrógeno, y para ello se deja pasar aire comprimido por el lecho adsorbente.
  • Eliminación de Cloro Libre
  • Eliminación de Materia Orgánica
  • Eliminación de Olores
  • Eliminación de Bromato (después de la ozonización del permeado SWRO)
  • Decoloración de la Fusión del Azúcar (Fabricación de Azúcar Blanca)
  • Decoloración de la Melaza
  • Purificación de Aire
  • Soporte del Catalizador
  • Purificación de Gases de Combustión (Eliminación de Dioxinas y Mercurio)
Principio de la adsorcion MACROFILTER FILTROS DE CARBON ACTIVADO

FILTROS CON CARBÓN ACTIVADO

El carbón activado granular (GAC) se usa principalmente en lechos de filtro fijos y el método de regeneración de carbón activado más común es la activación térmica. Esto se realiza en tres pasos principales, comenzando con el secado, luego el calentamiento y finalmente la gasificación orgánica residual por gas oxidante (vapor o dióxido de carbono). Normalmente, reemplazar el lecho de carbono resulta más barato ya que los principales fabricantes de carbono están en Europa.

El carbón activado es un adsorbente carbonoso con una alta porosidad interna y, por lo tanto, una gran superficie interna. Las calidades comerciales de carbón activado tienen una superficie interna de 500 hasta 1500 m2/g. En relación con el tipo de aplicación, existen tres grupos principales:

  • Carbón activado en polvo, tamaño de partícula 1 – 150 μm
  • Carbón activado granular, tamaño de partícula 0.5 – 4 mm
  • Carbón activado extruido, tamaño de partícula 0.8 – 4 mm

Un carbón activado adecuado tiene una serie de características únicas: tal como un área de superficie interna grande, propiedades químicas dedicadas (superficiales) y buena accesibilidad a los poros internos. La distribución del tamaño de poro es muy importante para la aplicación práctica; el mejor ajuste depende de las moléculas a atrapar, la fase (gas, líquido) y las condiciones de tratamiento. La estructura de poros deseada de un producto de carbón activado se logra combinando la materia prima y las condiciones de activación correctas.

Algunos de los aspectos importantes que deben considerarse para que un filtro de carbón activado sea eficiente son:

  1. El tiempo de contacto requerido
  2. El tamaño de los recipientes de filtro
  3. Las instalaciones de llenado y vaciado
  4. Las medidas de seguridad. 

Es un mito que el carbón activado se puede regenerar mediante un simple lavado a contracorriente. El retrolavado solo elimina el material atrapado y reclasifica el lecho filtrante. El carbón activado tiene una cierta vida después de la cual no puede eliminar las impurezas y, por lo tanto, debe eliminarse y reemplazarse.

PLEATED PANEL AC FILTERS carbon activado Macrofilter

FILTROS DE CARBÓN ACTIVADO PARA AIRE

Este componente se incluye en los filtros en forma granulada o disuelto en polvo. En ambas densidades, el tratamiento busca darle una textura porosa. Precisamente esa porosidad es la responsable de que atraiga mayor número de alérgenos, polvo y malos olores. Por poner un ejemplo, con un solo gramo de carbón activo (diluido en polvo o granulado) se pueden absorber estas sustancias volátiles hasta en un espacio de 500 metros cuadrados.

PORTA CARTUCHOS DE FILTRACIÓN DE LIQUIDOS

FILTROS DE CARBÓN PARA LÍQUIDOS

Esta es la aplicación que el carbón activado hace con mayor facilidad en el agua. La destrucción del cloro es por un proceso de reducción, porque el carbón activado es un reductor de cualquier oxidante (cloro, ozono, peróxido de hidrógeno…) Excepto el dióxido de cloro.

En donde el cloro al hacer contacto con el carbón este genera una reacción de reducción y convierte al cloro en ácido clorhídrico a muy bajas concentraciones (no dañinas al ser humano).

SOLUCIONES DE VENTILACION

Dependiendo de cada instalación y espacio para resolver cierto tipo de problemáticas de contaminación exterior, además se pueden emplear soluciones como utilizar módulos de filtrado que se integren dentro del sistema de ventilación. Estos módulos de filtración pueden disponer de una o de múltiples etapas:

  • Prefiltración de partículas más gruesas.
  • Una primera etapa de tipo químico (habitualmente de carbón activo) para la eliminación de gases y VOCs.
  • Una segunda etapa de filtración de partículas PMs mediante microfiltros de elevada eficiencia.
  • Opcional uso de purificadores de aire ( básicos, Filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air Purificador de rayos ultravioleta o Ionizadores de Aire )
  • Sistemas de ventilación mecánica para hogares.

Así, con la extracción del aire viciado interior y la introducción de aire filtrado del exterior, se asegura que las personas se encuentren en un espacio óptimo.

En Macrofilter® contamos con expertos comerciales y técnicos que ayudarán a que tu sistema de filtración sea más efectivo, CONTÁCTANOS y te daremos una asesoría totalmente gratuita.

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