活性炭投加量。確定了接觸時間參數后,即可根據吸附等溫線檢測結果來確定活性炭的投加比率參數了。取整數倍的待脫色糖液數份,將其分別與不同量的活性炭試樣相混合;所有炭樣均已預先進行過接觸時間試驗并確定了接觸時間參數,到了預定時間后,對液相中色素殘留量進行分析測試。通過做圖法(一般采用雙對數座標紙)獲得每單位重量活性炭對吸附質的可吸持量曲線。如果獲得的是一條直線,說明糖液中的各種類型色素化合物均可以相同的吸附速率被活性炭吸附;但若呈非直線性關系時,則說明在試驗體系中活性炭是以不同的吸附速率對不同色素吸附質進行吸附脫除的,其中某些色素甚至無法經活性炭來吸附脫除。關于這方面的更多細節(jié)問題請與活性炭供應商協商確定。對吸附平衡曲線的圖示研究可以獲得一個“平衡點”,在該平衡點上活性炭中吸附的色素物質將與進液濃度達到平衡狀態(tài),該點代表的是在試驗條件下活性炭對某種物質的最大吸附能力,該點所對應的活性炭投加量即為最小的炭需求量。在實際設計時炭的加入量要比這一理論值高一些,原因在于在實際吸附裝置中,考慮到色素化合物在吸附器出口液相中的濃度有最低要求值,活性炭不能象在試驗體系中那樣達到真正的“飽和”狀態(tài)。也就是說,在實際設計時還必須考慮到吸附動力學因素的影響。
活性炭由粒度較大的塊狀實體( 石墨微晶) 和孔隙豐富的松散體( 無定形碳) 組成,塊狀實體可能是未活化的碳晶體,松散體可能是活化的碳晶體,發(fā)達的孔隙構成了活性炭的主要孔結構,同時使活性炭具有較大的比表面積。
吸附過程是一個由快速吸附和緩慢吸附構成的雙速過程。在吸附的開始階段,溶液中新形成的活性炭,溶液界面偏離平衡狀態(tài)程度很大,即活性炭表面的剩余力很多,可從周圍的介質中捕獲其他的物質離子,使平衡力場得到補償,有使表面吉布斯函數降低的趨勢。同時, 溶液中的吸附質分子很容易進入活性炭中的大孔,因此吸附速度很快。隨著活性炭表面被吸附質分子所占據,表面的剩余力相對減小,過程進行的推動力逐漸減小,逐步趨向平衡狀態(tài)。另外,吸附質分子開始從大孔進一步進入與之相通的中孔和微孔,由于孔的立體結構的限制,也使得吸附質分子被吸附的速率降低,形成了先快后慢的雙速過程。