Come fare il carbone attivo a casa

Ci viene spesso chiesto: “Per favore, spiegami come fare il carbone attivo a casa”. Per fare il carbone attivo, devi prima capire che ci sono due metodi base di attivazione – l’attivazione a vapore e l’attivazione chimica. L’attivazione chimica non deve essere confusa con il lavaggio con acido o l’impregnazione chimica. Un carbone attivo ragionevolmente buono (come la polvere in cima a questa pagina) con una superficie di 1.000 m2/g avrebbe 125 acri di superficie per libbra.

Fare il carbone attivato a vapore

L’attivazione a vapore è usata principalmente per il carbone di cocco e il carbone.
Nella produzione di carbone attivato a vapore, prima il guscio di cocco o il carbone viene riscaldato per creare un carbone. Questo carbone viene poi “attivato” in un forno ad alte temperature da 1.700° a 1.800°F con vapore in assenza di ossigeno. Nel processo di attivazione a vapore, tutti i composti volatili vengono rimossi e, allo stesso tempo, strato dopo strato di atomi di carbonio vengono rimossi, allargando i pori interni esistenti e lasciando uno scheletro di carbonio. La reazione carbonio + vapore produce idrogeno gassoso e monossido di carbonio (C+H2O=H2 +CO). Quando il monossido di carbonio si libera, porta con sé atomi di carbonio. Di solito 3 libbre di carbone grezzo producono 1 libbra di carbone attivo. Questo è un perfetto esempio del detto “Meno è più”. Meno atomi di carbonio produce più spazio interno.
Una volta che il carbone attivo è raffreddato, per rimuovere il contenuto di cenere solubile, può essere “lavato ad acqua “* (che richiede molta acqua) o è “lavato ad acido” (per rimuovere il contenuto di cenere solubile in acido) e poi ripetutamente “lavato ad acqua” per rimuovere qualsiasi traccia della soluzione acida.
(*Per non sprecare nulla, l'”aceto” di carbone viene talvolta raccolto e venduto come acido ascetico commerciale o trasformato in aceto da tavola.)
A causa delle temperature molto alte richieste per l’attivazione a vapore (600 – 1.200 °C), temperature che non si possono raggiungere in un forno convenzionale (260 °C), questo metodo è tutto tranne che limitato alla tecnologia industriale.
Un altro enorme fattore limitante è il costo di produzione. Il mondo usa una quantità enorme di carbone attivo ogni anno e quindi la produzione deve essere su scala industriale che può produrre milioni di tonnellate di AC ad un prezzo molto basso. Questo è tipicamente fatto in grandi forni cilindrici rotanti in acciaio (lunghi fino a 180 piedi che producono fino a 12,5 tonnellate metriche/ora) con un sofisticato sistema di erogazione di calore e vapore. Se il denaro non fosse un problema, allora gli individui dovrebbero prima progettare una versione in miniatura ancora più sofisticata. Ci sarebbe il problema del lavaggio/risciacquo, lo smaltimento delle ceneri di scarto della pirolisi, la gestione dei gas di scarico e altre sfide. Il prodotto netto supererebbe di gran lunga il costo del prodotto di massa, e anche la qualità sarebbe probabilmente un problema, poiché le temperature e i tempi di cottura sono piuttosto critici. A parte il fascino di costruire il proprio, sembra che il costo sarebbe proibitivo per fare carbone attivato a vapore “in casa”.
Come si può fare il carbone attivato a vapore? Dovrebbe essere ovvio che, per piccole quantità personali, non sei impostato per le sfide tecniche o l’esborso finanziario. Bene, allora, come puoi fare il carbone attivato chimicamente? È meno costoso e più facile?

Fare il carbone attivato chimicamente

L’attivazione chimica produce lo stesso risultato finale – una superficie interna molto maggiore – ma usa una soluzione chimica per rosicchiare la struttura interna. Tipicamente i carboni attivi a base di legno sono prodotti commercialmente usando calore (450-900 °C) e acido fosforico. Questo processo di “attivazione” si traduce nella creazione di un’enorme superficie – dell’ordine di 600-1.200 metri quadrati per grammo (m2/g), a seconda della materia prima utilizzata e del processo. Ancora una volta il modello industriale è un grande girarrosto in acciaio. Il legno può essere prima pirolizzato, poi il carbone viene saturato con acido fosforico, seguito da un riscaldamento controllato per migliorare l’erosione chimica degli atomi di carbonio, e poi un elaborato ciclo di lavaggio per rimuovere l’acido. Questo processo è talvolta preferito perché richiede meno calore e meno tempo.

Fare carbone attivo da soli

Ancora una volta, alcuni vorranno vedere se possono fare carbone attivato chimicamente su scala da cortile. Troverete alcuni imprenditori seri su YouTube.com. Mentre i loro metodi sembrano abbastanza semplici, l’uso di diverse sostanze chimiche sembra un invito agli incidenti. Alcuni dei loro suggerimenti per le sostanze chimiche includono “acido della batteria” (acido solforico), acido cloridrico (alias acido muriatico venduto nei negozi di ferramenta per mangiare il cemento dai mattoni), acido nitrico, idrossido di potassio o di sodio (altamente caustico), cloruro di calcio o di zinco (sali più stabili)… Poi c’è la tediosa combinazione di trattamento, riscaldamento e lavaggio estensivo per rimuovere qualsiasi sostanza chimica residua. Il calore richiesto (450-900 °C), anche se molto meno che per l’attivazione a vapore (600 – 1.200 °C), è ancora molto più alto di quello che può raggiungere un forno convenzionale.
Ma torniamo ai prodotti chimici. La sostanza chimica scelta è l’acido fosforico (un acido piuttosto debole). Anche così, considerando le alte temperature richieste per guidare il processo di attivazione, (temperature molto più alte di quelle che si possono raggiungere in un forno domestico) l’effetto di erosione prodotto da una qualsiasi delle diverse sostanze chimiche sarebbe notevolmente ridotto, e il prodotto finale sarebbe solo marginalmente migliore del carbone grezzo. Ma ci potrebbe essere il potenziale per seri danni. Per esempio, i possibili risultati della reazione dell’acido cloridrico con il carbonio includono:

• Tetracloruro di carbonio (Freon) – può più che togliere il respiro
• Triclorometano (Cloroformio) – depressore del SNC, si trasforma in fosgene (un’arma chimica usata durante la prima guerra mondiale) in presenza di ossigeno e calore
• Cloroidrocarburi – alcuni sono altamente tossici e/o infiammabili.
• Vari idrocarburi – tossici, infiammabili, e potenti gas serra
• Gas cloro – tossico
• Gas idrogeno – infiammabile

Per queste ed altre ragioni non vi consigliamo affatto di tentare di fare carbone attivo chimicamente come un progetto fai-da-te (DIY).

Tuttavia, se questo progetto è diretto alla realizzazione di un filtro per l’acqua o l’aria a basso costo per circostanze primitive, va notato che il carbone attivo ha una lunga storia (oltre 3.000 anni) di utilizzo nel controllo degli odori e nella purificazione dell’acqua. Dal 1500 a.C. fino agli ospedali del 1800, la polvere di carbone semplice veniva usata per controllare il fetore della carne in decomposizione. Gli antichi esploratori marittimi bruciavano l’interno dei barili d’acqua di legno per conservare l’acqua potabile durante i lunghi viaggi. Nelle loro campagne per aiutare a domare il selvaggio West, il Calvario americano usava del semplice carbone di legna nell’ultimo scompartimento di una scatola a 3 scomparti (1. ghiaia 2. sabbia lavata 3. carbone di legna) per filtrare l’acqua della palude per l’acqua potabile. Si è scoperto che anche il semplice carbone di legna ha frammenti della super molecola Buckmisterfullerene (C60) che ha capacità adsorbenti fenomenali. Quindi, se è per alcune circostanze approssimative o di fortuna, solo il vostro normale carbone funzionerà abbastanza efficacemente sia come filtro per l’acqua che per l’aria, senza i potenziali inconvenienti di cercare di attivarlo con alcune sostanze chimiche potenzialmente corrosive.
Se il fai da te è quello di produrre un carbone attivato per uso medicinale, è altamente discutibile quanto sia da guadagnare; certamente non nei livelli di attività o nel risparmio di denaro, mentre la sicurezza rimane una preoccupazione reale. D’altra parte un contenitore da un gallone di polvere di carbone alimentare costa solo 37 dollari, senza tutta l’attrezzatura, il lavoro e le spese. Una famiglia tipica non userà quella quantità in un anno per disturbi comuni. Se il fai-da-te sta pensando a qualche scenario di sopravvivenza, allora possiamo dirvi per esperienza diretta che non avrete accesso a nessuna delle sostanze chimiche suggerite sopra e, cosa più importante, l’efficacia del carbone vegetale si confronterà favorevolmente con qualsiasi carbone attivo in qualsiasi emergenza, a patto che la polvere finale sia sterile. Vedi CharcoalTimes newsletter giugno 2012 (Uganda 2012 Adventure) Nel frattempo, risparmiati un sacco di dolore inutile, e non lasciare che le tue buone intenzioni trasformino qualche aspirante appassionato di carbone attivo contro questo più benigno dei rimedi naturali, con qualche chimica sconsiderata andata male.
Stai pensando di fare carbone attivo? In rassegna, che sia attivato a vapore o attivato chimicamente, è meglio non provare. Come si fa il carbone normale? Questa è una procedura molto più semplice. Clicca QUI per vedere un video passo dopo passo.