یکی از کاربردهای کربن فعال خوراکی برای تصفیه روغن است. روغن‌های گیاهی و ماهی به دلیل داشتن طیف زیادی از آلاینده ها که برای انسان ضرر دارند باید تصفیه شوند. منابع روغن خوراکی می توانند از  زیتون، نارگیل، هسته خرما، کلزا، سویا، آفتابگردان و ماهی باشد. علاوه بر این، تولید روغن نباتی خام به دلیل استفاده از آفت کش ها و علف کش ها می توانند آلودگی داشته باشند. حتی در زمان حمل و نقل احتمال آلودگی روغن های گیاهی خام زیاد است. همچنین، آلودگی هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAH) مانند بنزو(a)pyrene نیز می تواند اتفاق بیفتد. برای حل این مشکل و خالص سازی روغن های گیاهی بهترین روش، استفاده از کربن فعال خوراکی به شکل پودری (PAC) است که برای حذف هیدروکربن پلی آروماتیک (PAH) از روغن نباتی موثر تر عمل می کند.

علاوه بر این، می توان از کربن فعال خوراکی دانه ای (GAC) برای حذف PAH استفاده کرد. در این صورت در طی چند مرحله می توان به حذف ایمن و کارآمد آلاینده ها رسید. استفاده از کربن فعال خوراکی گرانولی در مقایسه با کربن فعال پودری مزایای متعددی دارد، از جمله:

• کاهش مصرف کربن فعال خوراکی در مقایسه با کربن فعال پودری در اصل مصرف GAC معمولا کمتر از 30 درصد نسبت به مصرف PAC است.
• کربن فعال خوراکی گرانولی (GAC) نسبت به نوسانات و شرایط زمان فرایند، عملکرد بهتری دارد.
• تلفات کمتر محصول (روغن نباتی): مصرف کربن کمتر یعنی استفاده از حجم کمتر منافذ و در نهایت محصول نهایی از سیستم سالم تر و ارگانیک تر می باشد.
• سازگاری با محیط زیست: مصرف کمتر کربن فعال دانه ای (GAC) منجر به انتشار کمتر CO2 در طول تولید جاذب می شود و این مساله در پایداری محیط زیست تاثیر بسزایی دارد.

نحوه عملکرد کربن فعال خوراکی برای تصفیه روغن

ساختار کربن فعال به گونه ای است که متشکل از منافذ به هم پیوسته، هم به صورت عمودی و هم به صورت افقی است با قطر منافذ از 0.1 تا 100.0 نانومتر، به ویژه در محدوده 0.1 تا 1.0 نانومتر است. این منافذ به مساحت سطح ریز منافذ قابل توجهی با مساحت کل بیش از 1000 متر مربع در گرم کمک می کنند. این ویژگی فیزیکی باعث شده کربن فعال پتاسیل خوبی برای جذب مواد آلی داشته باشد. در نتیجه، کربن فعال یک جاذب بسیار موثر است که معمولاً در صنایع غذایی برای رنگ‌زدایی روغن‌های خوراکی و فرآیند شامل حذف ناخالصی ها و رنگدانه هایی است که می تواند بر ظاهر، طعم و ماندگاری روغن تأثیر منفی داشته باشد مورد استفاده قرار می گیرد.

توجه داشته باشید که روغن های خام خوراکی دارای آلایندهای مختلفی هستند از جمله هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs)، از جمله بنز [a] آنتراسن (BaA)، بنزو [a] پیرن (BaP) و کریزن، استرهای اسید چرب گلیسیدیل (GEs)، بی فنیل های پلی کلره (PCB)، دیوکسین ها و فوران ها (در مورد روغن ماهی)، همچنین، کربن فعال خوراکی معمولاً در ترکیب با خاک سفید (BE) در یک فرآیند تصفیه یک یا دو مرحله‌ای بیشتر به منظور حذف رنگ، بو و سایر آلاینده‌های ناخواسته از روغن‌های خوراکی مورد استفاده قرار می گیرد. برای حذف کارآمد PAH، نرخ میزان استفاده کربن معمولاً در محدوده 0.5 تا 1.5٪ بر وزن روغن است که بستگی به سطح آلودگی موجود دارد. مکانیسم عملکرد کربن فعال خوراکی می تواند بر اساس سه نوع مختلف باشد که عبارتند از:

• جذب سطحی که دراین نوع کربن فعال مثل یک اسفنج مواد ناخالص موجود در روغن را جذب می کند. این مواد ناخالص می تواند انواع رنگدانه‌های طبیعی روغن، بو، برخی فلزات سنگین و سایر آلودگی‌ها باشد.
• جذب انتخابی که در این نوع جذب کربن فعال خوراکی به گونه ای عمل می کند که می تواند مواد با سرعت متفاوت جذب کند. در این روش مواد اضافی روغن حذف می شود بدون اینکه مواد مفید آن تحت تاثیر قرار بگیرند.
• کربن فعال با منافذ بسیار ریز که می تواند سطح تماس را افزایش دهد و همین منافذ باعث جذب مولکول‌های ناخالص می شوند.

بسته به اینکه روغن شما از کدام نمونه باشد و چه ناخالصی هایی داشته باشد می تواند هر کدام از این روش ها برای شما مفید باشد.

کربن فعال برای رنگ زدایی به دلیل داشتن ساختار متخلخل با منافذ ریز که باعث ایجاد یک سطح ویژه بزرگ و ضریب رنگ زدایی عالی می شود مناسب است. علاوه بر این، کربن فعال خوراکی دارای خواص آبگریز هستند و آنها را قادر می سازند به طور موثر مواد پلیمری را جذب کنند. علاوه بر این، کربن فعال در از بین بردن رنگدانه های آبی و سبز عملکرد خوبی دارند و همچنین می تواند باقی مانده چربی ناشی از روغن های معدنی کمیاب را از بین ببرند.

کربن فعال برای حذف بنزوپیرن که یک سرطان زا قوی محسوب می شود موثر است. این ماده یک هیدروکربن آروماتیک چند حلقه ای است که از 5 حلقه بنزن تشکیل شده است. این کریستال سوزنی مانند به شکل بی رنگ تا زرد روشن در دمای اتاق پایدار و در آب نامحلول است. در اتانول، متانول و غیره در حلال های آلی کمی محلول می باشد. “استانداردهای بهداشتی برای روغن نباتی خوراکی” تصریح می کند که محتوای بنزوپیرن در روغن نباتی خوراکی ≤10μg/Kg است. استاندارد حد اتحادیه اروپا 2.0μg/Kg است. توجه داشته باشید بنزوپیرن موجود در روغن نباتی عمدتاً از منابعی مانند آلودگی هوا در هنگام کشت مواد خام،  خشك كردن مواد خام در جاده هاي آسفالته زیر نور خورشید و نگهداري در ظروف شيميايي، خشک کردن در دمای بالا و حرارت دادن در طول عملیات پرس، نشت روغن و گرمایش در دمای بالا بدون محافظ خلاء ناشی می شود.

همچنین کربن فعال خوراکی می تواند به طور موثر PAH هایی با وزن مولکولی بالا که نمی توانند توسط خاک رس سفید جذب شوند، حذف کند این در حالی که فرآیند بوزدایی فقط می تواند PAH های با وزن مولکولی پایین حاوی 4 یا کمتر را حذف کند. کربن فعال خوراکی به ویژه در جذب PAH ها قوی است.

نکته: ph کربن فعال اهمیت زیادی دارد تا جایی که ph کنترل شده بین 5 تا 8 مناسب است و ph خیلی قلیایی یا خیلی اسیدی باعث تغییرات نامطلوب در روغن خوراکی می شود.

مزایای کربن فعال در تصفیه روغن

• باعث بهبود رنگ و بو در روغن ها می شود به دلیل اینکه کربن فعال رنگدانه‌های طبیعی و ترکیبات معطر روغن را جذب می کند.
• حذف آلاینده‌های آفت کش ها و علف کش ها و فلزات سنگین به دلیل جذب آنها
• افزایش طول عمر روغن تصفیه شده با استفاده از کربن فعال و افزایش ماندگاری بیشتری

معایب کربن فعال خوراکی در تصفیه روغن

اگرچه کربن فعال خوراکی به عنوان یک روش موثر برای تصفیه روغن می باشد اما دارای معایبی نیز هست که عبارتند از:

• جذب مواد مفید: کربن فعال ممکن است علاوه بر جذب مواد ناخالص برخی از ویتامین‌ها، مواد معدنی و آنتی‌اکسیدان‌های مفید موجود در روغن را نیز جذب کند. این مساله می‌تواند باعث کاهش ارزش غذایی روغن تصفیه شده شود.
• فرآیند تصفیه روغن خام با استفاده از کربن فعال نیاز به تجهیزات خاصی دارد که می تواند هزینه بر باشد.
• عملیات تماس کربن فعال با روغن و فیلتراسیون آن باید در زمان مشخصی صورت بگیرد که این امر می تواند باعث افزایش زمان تولید شود.
• استفاده از کربن فعال نامرغوب می تواند باعث تغییرات نامطلوب در خواص فیزیکی و شیمیایی روغن شود و کیفیت نهایی روغن را تحت تاثیر قرار دهد.
• تصفیه روغن خوراکی با استفاده از کربن فعال باعث تولید پسماندهایی از جنس کربن فعال می شوند که دفع انها نیازمند استفاده از روش‌های خاص و ایمن است.

انتخاب کربن فعال مناسب برای تصفیه روغن خوراکی

برای انتخاب و خرید کربن فعال خوراکی مناسب به منظور تصفیه روغن باید نوع روغن و میزان ناخالصی ها و خواص فیزیکی و شیمیایی را در نظر بگیرید. با توجه به نوع ناخالصی های موجود در روغن می توانیم تشخیص دهیم کدام نمونه کربن فعال می تواند مناسب باشد. علاوه بر این، شرایط عملیات اهمیت زیادی دارد از جمله دما، زمان تماس و pH محیط از جمله عوامل موثر بر کارایی کربن فعال هستند. اگر شما هنوز برای انتخاب و خرید کربن فعال مناسب برای تصفیه روغن تردید دارید و یا نمی دانید از کجا باید آن را تهیه کنید پیشنهاد می کنم مقاله مربوط به کربن فعال خالص و با کیفیت از کجا بخریم؟ را مطالعه کنید.