Из чего делают активированный уголь аптечный

Из чего делают активированный уголь аптечный

Содержание статьи

  • Из чего делают активированный уголь
  • Как сделать цветной дым
  • Как действует активированный уголь

Активированный уголь известен человечеству с самых древних времен. Это, пожалуй, одно из самых первых лекарственных средств, причем многие века врачи и травники не могли найти ему достойный аналог или замену. Но времена изменились. Сейчас в аптеках вы можете приобрести самые различные препараты, действие которых сходно с действием активированного угля. Так как же он производился раньше, и как его производят сейчас?

Из чего делали активированный уголь раньше

Уголь человечество научилось использовать для лечения болезней ЖКТ уже давно. Для получения такого угля сжигали некоторые сорта древесины: березу, фруктовые деревья. После сжигания угли обрабатывались паром при очень высокой температуре. Нашим предкам проще всего было его готовить в бане, где из печи доставалась часть березовых углей и оставлялась в парилке для самого процесса активации. От обычного угля его отличает невероятно низкий вес. И за счет пористости и низкого веса в десятки раз повышаются абсорбирующие, впитывающие свойства угольков. Уголь в те времена использовали не только как лекарство. Им также как и сейчас фильтровали воду, через него прогоняли алкогольные напитки, даже лечили скот и птицу с помощью этого универсального средства.

Из чего делают активированный уголь сегодня

Но времена изменились, и на смену русским баням пришли современные технологии. Они позволяют производить огромное количество активированного угля намного быстрее, но и пористость его неизменно выше по сравнению с более ранними аналогами. И если раньше активация угля была физической, то в современной фармакологии уголь активируется химическими методами. Хотя он не становится из-за этого более опасным. Процесс химической активации угля заключается в обработке угольной массы определенным составом солей, вследствие которого можно избежать выдерживание угля под напором горячего пара. Хотя некоторые компании до сих пор практикуют и физический процесс активации древесного угля. Этот процесс сегодня называется паро-газовая активация угля. Она более экологична, и такой препарат стоит дешевле, чем уголь, активированный химическим методом. Получаемый препарат может быть в виде таблеток, мелких гранул или же простой пасты, все зависит от его дальнейшего применения: в виде фильтров для жидкости, лекарства или же в промышленном производстве.

Активированный уголь
carbo activatus
Действующее вещество
CAS 16291-96-6
Активированный уголь
Классификация
АТХ A07BA01
Лекарственные формы
таблетки, гранулы, капсулы
Другие названия
Уголь активированный, Карбопект, Сорбекс, Ультра-адсорб
Медиафайлы на Викискладе

Активированный уголь — пористое вещество, которое получают из различных углеродосодержащих материалов органического происхождения: древесного угля (марки активированного угля БАУ-А, ОУ-А, ДАК [1] и др.), каменноугольного кокса (марки активированного угля АГ-3, АГ-5, АР и др.), нефтяного кокса, скорлупы кокосовых орехов и других материалов. Содержит огромное количество пор и поэтому имеет очень большую удельную поверхность на единицу массы, вследствие чего обладает высокой адсорбционной способностью. В зависимости от технологии изготовления, 1 грамм активированного угля может иметь поверхность от 500 до 2200 м² [2] . Впервые синтезирован Николаем Дмитриевичем Зелинским (1915 г.), использован им в противогазах как универсальное средство химической защиты [3] , а позже — в качестве гетерогенного катализатора. Применяют в медицине и промышленности для очистки, разделения и извлечения различных веществ.

Содержание

Химические свойства, модифицирование [ править | править код ]

Обычный активированный уголь является довольно реакционноспособным соединением, способным к окислению кислородом воздуха и кислородной плазмой [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] , водяным паром [12] [13] [14] , а также углекислым газом [8] и озоном [15] [16] [17] . Окисление в жидкой фазе проводят целым рядом реагентов (HNO3, H2O2, KMnO4) [18] [19] [20] . За счёт образования большого количества основных и кислотных групп на поверхности окисленного угля его адсорбционные и другие свойства могут существенно отличаться от неокисленного [21] . Модифицированный азотом уголь получают либо исходя из азотсодержащих природных веществ, либо из полимеров [22] [23] , либо обработкой угля азотсодержащими реагентами [24] [25] [26] . Также уголь способен взаимодействовать с хлором [27] [28] бромом [29] и фтором [30] . Важное значение имеет серосодержащий уголь, который синтезируют разными путями [31] [32] В последнее время химические свойства угля принято объяснять наличием на его поверхности активной двойной связи [17] [33] [34] . Химически модифицированный уголь находит применение в качестве катализаторов, носителей для катализаторов, селективных адсорбентов, в получении особо чистых веществ, в качестве электродов литиевых аккумуляторов.

Читайте также:  Статика на пресс

Механизмы действия [ править | править код ]

Есть два основных механизма, которыми активизированный углерод удаляет загрязнители из воды: адсорбция и каталитическое окисление. Явление адсорбции газов углем почти одновременно описали в 80-х годах XVIII века шведский химик Карл Вильгельм Шееле и итальянский учёный Феличе Фонтана. В России в 1785 году академик Товий Егорович Ловиц открыл и подробно исследовал явление адсорбции углем в жидкой среде, предложив применить его для очистки органических веществ. [35] Органические соединения удаляются адсорбцией, а окислители, такие, как хлор и хлорамин, удаляются каталитическим окислением.

Производство [ править | править код ]

В качестве сырья в производстве активированного угля используются материалы органического происхождения: древесина, каменный уголь, битумный уголь, скорлупа кокосовых орехов и др. Указанное сырьё сначала обугливают, затем подвергают активации.

Сущность активации состоит во вскрытии пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии. Это делается либо термохимически (предварительно материал пропитывают раствором хлорида цинка, карбоната калия или некоторыми другими соединениями, и нагревают без доступа воздуха), либо путём обработки перегретым паром или углекислым газом или их смесью при температуре 800 — 850 °C . В последнем случае технически сложно получить парогазовый агент, имеющий такую температуру. Широко распространён приём подачи в аппарат для активации одновременно с насыщенным паром ограниченного количества воздуха. Часть угля сгорает, и в реакционном пространстве достигается необходимая температура. Выход активированного угля в этом варианте процесса заметно снижается. Значение удельной поверхности пор у лучших марок активированных углей может достигать 1800 — 2200 м² на 1 г угля. [2] Различают макро-, мезо- и микропоры. В зависимости от размеров молекул, которые нужно удержать на поверхности угля, уголь должен изготавливаться с разными соотношениями размеров пор.

Применение [ править | править код ]

В противогазах [ править | править код ]

Классический пример использования активированного угля связан с использованием его в средствах индивидуальной защиты органов дыхания. Противогаз, разработанный Н. Д. Зелинским, спас множество жизней солдат в Первой мировой войне после применения кайзеровской Германией боевых отравляющих веществ. К 1916 году он был принят на вооружение почти во всех европейских армиях.

В связи с деградацией производственных отраслей экономики РФ, на 2015 г. потребность в активированном угле (для российских фильтрующих противогазных СИЗОД) на 75% удовлетворялась за счёт импорта [36]

При производстве сахара [ править | править код ]

Первоначально для очистки сахарного сиропа от красящих веществ при сахароварении использовалась костная мука. Однако этот сахар не следовало употреблять в пост, как имеющий животное происхождение. Сахарозаводчики начали выпускать «постный сахар», который либо не очищался и имел вид цветных помадок, либо чистился через древесный уголь.

Для производства органического удобрения терра прета [ править | править код ]

Терра прета — компостирование органических отходов жизнедеятельности человека и животных методом силосования с использованием низкотемпературного активированного древесного угля. Полученный силокомпост доводится до кондиции компостными дождевыми червями либо поверхностно вносится в почву с последующим мучированием.

Другие области применения [ править | править код ]

Активированный уголь применяется в медицине, химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Фильтры, содержащие активированный уголь, используются во многих современных моделях устройств для очистки питьевой воды.

Характеристики активированного угля [ править | править код ]

Размер пор [ править | править код ]

Определяющее влияние на структуру пор активированных углей оказывают исходные материалы для их получения. Активированные угли на основе скорлупы кокосов характеризуются большей долей микропор (пор диаметром до 2 нм ), на основе каменного угля — большей долей мезопор (2— 50 нм ). Большая доля макропор (более 50 нм ) характерна для активированных углей на основе древесины.

Читайте также:  Если после укола образовалась шишка и покраснение

Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры — для адсорбции более крупных органических молекул.

Иодное число (иодный индекс) [ править | править код ]

Иодное число — основной параметр, характеризующий площадь поверхности пор и, как следствие, сорбционную ёмкость угля. Определяется массой иода, которую может сорбировать единица массы угля (мг/г). Метод основан на сорбции углем мономолекулярного слоя иода. Более высокое число указывает на более высокую степень активации, типовое значение показателя — 500 — 1200 мг/г . Численное значение иодного числа примерно соответствует удельной площади поверхности пор, измеренной в м²/г.

Твёрдость [ править | править код ]

Это мера сопротивления активированного угля истиранию. Это важный параметр активированного угля, необходимый для поддержания его физической целостности и противостояния фрикционным силам, процессу обратной промывки и т. д. Есть значительные различия в твердости активированного угля, в зависимости от сырья и уровня активности.

Гранулометрический состав [ править | править код ]

Чем меньше размер частицы активированного угля, тем лучше доступ к поверхности и быстрее происходит адсорбция. В системах фазы пара это нужно учитывать при снижении давления, которое затронет затраты энергии. Внимательное рассмотрение гранулометрического состава может обеспечить существенную операционную выгоду.

Фармакология [ править | править код ]

Оказывает энтеросорбирующее, дезинтоксикационное и противодиарейное действие.

Относится к группе поливалентных физико-химических антидотов, обладает большой поверхностной активностью, абсорбирует яды и токсины из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) до их всасывания, алкалоиды, гликозиды, барбитураты и др. снотворные, лекарственные средства для общей анестезии, соли тяжёлых металлов, токсины бактериального, растительного, животного происхождения, производные фенола, синильной кислоты, сульфаниламиды, газы. Активен как сорбент при гемоперфузии. Слабо адсорбирует кислоты и щёлочи, а также соли железа, цианиды, малатион, метанол, этиленгликоль. Не раздражает слизистые оболочки. При лечении интоксикаций необходимо создать избыток угля в желудке (до его промывания) и в кишечнике (после промывания желудка). Уменьшение концентрации угля в среде способствует десорбции связанного вещества и его всасыванию (для предупреждения резорбции освободившегося вещества рекомендуется повторное промывание желудка и назначение угля). Наличие пищевых масс в ЖКТ требует введения в высоких дозах, так как содержимое ЖКТ сорбируется углем и его активность снижается. Если отравление вызвано веществами, участвующими в энтерогепатической циркуляции (сердечные гликозиды, индометацин, морфин и др. опиаты), необходимо применять уголь в течение нескольких дней. Особенно эффективен в качестве сорбента при гемоперфузии в случаях острых отравлений барбитуратами, глютатимидом, теофиллином. Снижает эффективность одновременно принимаемых лекарственных средств, уменьшает эффективность лекарственных средств, действующих на слизистую оболочку ЖКТ (в том числе ипекакуаны и термопсиса).

Назначается при следующих показаниях: дезинтоксикация при повышенной кислотности желудочного сока при экзо- и эндогенных интоксикациях: диспепсия, метеоризм, процессы гниения, брожения, гиперсекреция слизи, HCl, желудочного сока, диарея; отравление алкалоидами, гликозидами, солями тяжёлых металлов, пищевая интоксикация; пищевая токсикоинфекция, дизентерия, сальмонеллёз, ожоговая болезнь в стадии токсемии и септикотоксемии; почечная недостаточность, хронический гепатит, острый вирусный гепатит, цирроз печени, атопический дерматит, бронхиальная астма, гастрит, хронический холецистит, энтероколит, холецистопанкреатит; отравления химическими соединениями и лекарственными средствами (в том числе фосфорорганическими и хлорорганическими соединениями, психоактивными лекарственными средствами), аллергические заболевания, нарушения обмена веществ, алкогольный абстинентный синдром; интоксикация у онкологических больных на фоне лучевой и химиотерапии; подготовка к рентгенологическим и эндоскопическим исследованиям (для уменьшения содержания газов в кишечнике).

Противопоказан при язвенных поражениях желудочно-кишечного тракта (в том числе язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, неспецифическом язвенном колите), кровотечениях из ЖКТ, одновременном назначении антитоксических лекарственных средств, эффект которых развивается после всасывания (метионин и др.).

В качестве побочных эффектов называются диспепсия, запоры или диарея; при длительном применении — гиповитаминоз, снижение всасывания из ЖКТ питательных веществ (жиров, белков), гормонов. При гемоперфузии через активированный уголь — тромбоэмболия, геморрагии, гипогликемия, гипокальциемия, гипотермия, снижение артериального давления.

Читайте также:  Деформация большого пальца стопы лечение

Если верить рекламе активированного угля, можно подумать, что он может творить настоящие чудеса. Больше всего он известен как средство от пищевых отравлений. Иногда его используют и для фильтрации воды. Проблема в том, что в последнее время он входит в состав продуктов, где ему, казалось бы, не место — средств для отбеливания зубов, косметики, иногда даже мороженого и гамбургеров.

Активированный уголь и яды

Не хочется вас расстраивать, но, скорее всего, это совсем не волшебный эликсир, каким он выглядит в воображении легковерных наших сограждан.

Активированный уголь из чего делают

Уголь — это чёрного цвета остаток от сжигания богатого углеродом материала — например, дерева, каменного угля или кокосовой кожуры. Чтобы получить активированный уголь из обычного, последний подвергают воздействию тепла, кислорода, иногда кислоты или щёлочи. Происходящие при этом химические реакции перераспределяют атомы углерода, образуя в исходном материале множество крошечных пор. В результате активированный уголь получает просто невероятную площадь поверхности. У одного его грамма она может достигать от 500 до 1500 квадратных метров. Это больше, чем у шара высотой с четырёхэтажный дом!

Это позволяет активированному углю эффективно захватывать некоторые молекулы — с помощью процесса, который называется адсорбция. Обратите внимание, что это не абсорбция, при которой химические вещества удерживаются внутри чего-то — например, вода внутри тряпки. Адсорбция — это когда молекулы прикрепляются к поверхности другого материала. В нашем случае — к углеродным порам. Это происходит благодаря силам Ван-дер-Ваальса — слабому притяжению между незаряженными молекулами. Как правило, в зависимости от того, с какого бока находятся электроны в молекуле, одна её сторона электрически более заряжена, чем другая. Поэтому в момент, когда молекула проходит сквозь крошечные поры активированного угля, силы Ван-дер-Ваальса, несмотря на всю свою слабость, притягивают её к стенкам.

Активированный уголь великолепно собирает молекулы, содержащие углерод, а у большинства ядов они есть. Кроме того, у вредоносных веществ молекулы обычно довольно крупные, что означает более сильные взаимодействия с использованием сил Ван-дер-Ваальса. Благодаря огромной площади поверхности количество задерживаемого яда весьма внушительно. Выполнив свою связывающую миссию, активированный уголь удаляется через пищеварительный тракт, не всасываясь в клетки организма. Именно поэтому отрава лишается возможности распространяться и наносить вред.

В каких случаях пьют активированный уголь

Таким способностям активированного угля, как связывание ядов в живом организме или токсинов на водоочистных сооружениях было посвящено множество исследований. Каких-либо сомнений в том, что он это делает крайне эффективно, нет. Но ведь в народе распространено убеждение, что активированный уголь, точнее его применение довольно широкое: снимает похмелье, отбеливает зубы, помогает от запоров, изжоги, влияет на желчь, убирает газы из кишечника, очищает самогон, а также, и это уже что-то новое, уничтожает загадочные токсины, которые предположительно образуются внутри вашего организма во время жизни.

И вот в этих случаях свидетельств об эффективности действия активированного угля практически нет. У кого-то, может быть, и посветлели зубы в результате их чистки соответствующей зубной пастой, но никаких исследований на эту тему никто не проводил. Способность активированного угля связывать содержащие серу молекулы и помогать тем самым людям, страдающим от газов в кишечнике, не доказана. Изыскания на эту тему проводились, но дали противоречивые результаты. Также ничто пока не говорит о том, что он может поглощать алкоголь и помогать при похмельном синдроме.

Инструкция по применению активированного угля: показания к применению, противопоказания, дозировка и т.д.

Так что давайте остановимся на следующем — активированный уголь можно спокойно принимать вовнутрь, он очень эффективен в тех случаях, которые указаны в инструкции по его применению. Однако ждать от него каких-то чудес не стоит. Им неоткуда взяться в его составе. Так что активированный уголь пользу или вред представляет — решает каждый сам.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector