Aktif karbon üretimi

 Aktif karbon üretimi teknolojik olarak birçok teknolojinin bileşimi ile gerçekleştirilir.

Burada talaşlı imalatlarda olduğu gibi vereceğiniz her şekil için kullanacağınız kalibre edilmiş delme kesme aparatı yoktur ve olamaz. Yüzeye şekil vermek için sıcaklık, zaman, buhar ve aktifleşecek karbon kaynağı olan organik(sentetik veya doğal) maddenin reaksiyonunda onaylanmış reaksiyon denklemlerinin yanında ampirik olaylar da büyük önem arzeder.

 Her ne kadar kimya ile ilgili bir konu olsa da kimya mühendisliği ve kimyagerlik kadar, botanik, meteoroloji, astronomi, çevre, makina, inşaat, elektronik, elektrik, endüstri, tıp, güvenlik konularında  çok iyi uzmanlıklarla koordineli bir biçimde çalışma yapmadan asla başarılı olamazsınız. Ülkemizde bir araştırmacının diğer bilim dalları veya komşu araştırmacı ile beraber ortak çalışma değil beyin fırtınası bile yapma kültürü zayıf olduğundan bu sektör malesef gereken teknolojik gelişmeyi istenildiği gibi sağlayamamıştır. Bu gün dünyada yüz yıllık aktif karbon üreticileri var iken ülkemizde değil aktif karbonu üreten, nasıl kullanacağını bilen teknokrat sayısının az(bazı alanlarda hiç) olması teknolojik yetersizliğimiz olamaz. Sorun teknolojik değil sistematiktir. Dünyanın yüz yıl önceki bilimsel birikim noktasını, imkanlarını rahatlıkla geçmemize rağmen sadece aktif karbon değil neredeyse tüm temel ihtiyaçlarımızı ithal eder olmak sadece teknokratların değil bürokratların, sosyologların ve politikacıların da sorgulaması gereken bir konudur.

 Aktif karbon üretebilmek için tasarlanmış her prosesin sahip olduğu esneklik sınırları içinde üretim yapabilirsiniz. Bununla birlikte prosesi herhangi bir boyut analizi yöntemi kullanarak büyüttüğünüz de büyütme oranı kadar fazla üretim yapamayabileceğiniz gibi hiç üretim de yapamayabilirsiniz.Başınıza dert te açabilirsiniz. Bu dert bazen hayatınızla, sağlığınızla kalıcı bir şekilde ilgili olabilir.

 Teknoloji kadar ustalık ve sürekli kalite kontrola ihtiyaç duyan bu üretimde özellikle kalite kontrolu çok titiz ve sık yapmak zorundasınız.

Bir gün neden olduğunu bilemediğimiz sebeplerden dolayı aynı reaktörde aynı rejim ve aynı hammaddelerin kullanılmasına rağmen farklı ürünler elde edilebildiği gibi aktif karbon yerine tamamen pasif karbon da çıkabilir. Sunulacak olan ürünün kalitesinden emin olmak için sürekli kalite kontrol yapmadığınız taktirde kulanıma sunulacak olan malzemenin kalitesinden veya belirli hedef için üretim yaptığınız yerdeki performansından emin olamazsınız.

 Yeni bir reaktör tasarladığınız zaman ilk zamanlarda sürekli ve daha sık kontrollar yapıp sistemin davranışları hakkında bilgi sahibi olmanız gerekir. Bir reaktör canlı gibidir, huyunu öğrenmek için sürekli takip etmeniz gerekir. Eğer bu reaktör bir aktif karbon üretim reaktörü ise vahşi hayvana benzetebilirsiniz. Asla evcilleşmez ama uysallaşabilir, buna rağmen kontroldan çıkmaya meyilli ve kontroldan çıkarsa etrafına zarar vermeye hazırdır, kontrol edilmez ise fayda sağlamak yerine zarar verir. Reaktöre aşırı güven ve kontrolsuzluk vahim sonuçlara neden olabilir.

 Vahşi reaktörün yapabilecekleri

Reaksiyon temelde ısı, sıcaklık, hidrojen, karbon, su, su buharı, oksijen, karbondioksit ve karbonmonoksit’ten oluşan bir kompozisyon içinde gerçekleşir. Kompozisyonda yukarıda anılan parametreleri kullanarak zehirlenmeden patlamaya kadar sayısız istenmeyen sonuç elde edebilirsiniz. Günümüzde yüz yıllık geçmişi ve tecrübesi olan aktif karbon üreticilerinde bile istenmeyen olaylar hatta ölümler olabilmektedir.

 Üretim sırasında sert tepkiler alarak sonuçlarını o anda alabileceğiniz vahşilikler görebileceğiniz gibi üretim sırasında kendinizi yeterince korumadığınız için uzun vadede çıkabilecek özellikle akciğer hastalıklarına da maruz kalabilirsiniz. Üretim sırasındaki en basit sorunlarınız yer yer sıcak bölgelerde çalışıp terlerken etrafta uçuşan aktif karbon tozlarının cildinize temas ettiklerinde PH derecesini yükselterek cildinizde sorunlara yol açmasıdır.

 Sert reaksiyonlar olarak anabileceğimiz patlamalarda etrafa yayılan şarapnellerin metrelerce ilerideki birkaç milimetre kalınlıktaki çelik saçları delebildiğini, onlarca kiloluk parçaların etrafa uçabileceğini bilmek alınacak önlemler için çok faydalıdır. Tüm tecrübelere rağmen istenmeyen bu olaylarla her işletme her an karşılaşabilir.

 Modelleme ve endüstriyel boyut

Teknik olarak evde mutfağınızda bile aktif karbon üretebilirsiniz. Veya acil durumda ihtiyacınıza cevap verebilecek adorbsiyon özelliği gösteren az miktarda malzemeyi ekonomisini düşünmeden yapabilirsiniz. Ama bir kaç gram üretim yapan bir bilimsel amaçlı reaktör ile yılda bin tonlar seviyesinde üretim yapmadığı taktirde ekonomik ve dengeli olmayan reaktör yapmak tamamen farklı bilgi, tasarım, teknoloji ve üstlenilmesi gereken riskler getirir.

 Bilimsel amaçlı laboratuar tipi veya pilot seviyede bir reaktör ile endüstriyel boyutlardaki reaktörün teknoloji ve tasarımını farklı kılan karbonun ve reaksiyon yan ürünlerinin dengesiz sayılabilecek kaos tavırlarıdır. Aslında bu kaosu anlayamadığımız düzen olarak ifade etmek daha doğru olur. Bu anlayamadığımız kaos düzenine uygun tasarlanmamış reaktörde karbonun ısıtılmasından reaksiyon çıkışındaki yan ürünlerin o sıcaklıklarda oluşturabileceği ani reaksiyonları çok iyi planlamalı, korunmalı ve takip etmek gerekir. Bununla birlikte 5 gram karbonu ısıtacak teknoloji ile 5 ton karbonu ısıtacak teknoloji arasında neredeyse hiç bir benzerlik yoktur.

 Bu farklılıkları çok iyi analiz edip, çıkabilecek riskler için korunma ve bertaraf etmek için titiz bir çalışma yapılmalıdır. Göz ardı edilecek en ufak bir nokta faciaya davetiye olabilir.

 Reaktör çevresi her zaman hidrojen ve karbonmonoksit gibi yanıcı, parlayıcı, patlayıcı, kolay sızıntı yapabilen yayılabilen gazlarla çevrili olabileceğinden çevre donanımının kıvılcım üretmeyen, açık ateş oluşturmayan exproof makanik ve elektrik donanımları ile donatılması gerekir. Havada uçuşabilecek karbon tozlarının patlamaya meyilli özelliğini de göz önüne alarak personelin daha dikkatli hatta statik elektrik üretebilecek giysilerden bile uzak durması sağlanmalıdır.

 Kalite kontrol ve önemi

Bir yüzeye atom veya molekül boyutlarında şekiller kazandırmaya çalışırken haliyle talaşlı imalatta kullanılan kalıplar mastarlar gibi enstrümanlar kullanamazsınız. Hammadde olarak kullandığınız organik malzemeler ise temelde canlı maddeler olup tedarik edildiği yere, mevsime, o anki hava ve astronomik duruma kadar farklı özellikler gösterebilir, hatta gösterir.

 Bu değişken hammadde özelliklerinin yanında üretim sırasındaki bilinen ve bilinmeyen, algılanan ve algılanamayan birçok faktör ürün özelliklerinizi değiştirebilir. Yeni kurmuş olduğunuz veya senelerdir çalışan reaktörünüz her an farklı bir malzeme üretmeye meyilli bir yapıya sahiptir.

 Bu dengesizliğin başlıca nedeni içeri giren her hammaddenin toplamda sadece %10-20 kadarının reaksiyona girmesidir. Diğer genel kimyasal reaksiyonlarda reaksiyona giren maddelerin tamamı reaksiyona girdiğinden toplam değişim daha rahat kontrol altına alınabilir. Aktif karbon üretim reaktörüne giren karbon kütlesinin ancak %10-20 kadarı kullanılan su buharı, karbondioksit ve oksijen ile karbonmonoksit ve/veya karbondioksit formuna dönüştürülerek gözenekli aktif yüzey oluşturulur.

 Aktif karbon ile genelde diğer kimyasalların üretimi arasındaki bu farklılığı şöyle modelleyebiliriz;

Bir şehirden bir başka şehire her zaman 10 saatte gittiğinizi düşünün. Fakat bu seyahatinizde her zaman ilk 3 saatte katettiğiniz yol aynı olmayacaktır. Bu farkı sizin performansınız kadar yola çıktığınız saatte sağlayabilir.  Ama aynı yolu 100 defa gitseniz toplam yolculuğunuzdaki farklılıklar çok daha az olacaktır. Aktif karbon üretimi de aynen yarım bırakılmış reaksiyonun kontrol edilmesi gibidir. Oluşmasını istediğiniz gözeneklerin nanometre, angström seviyesinde ve üretim için kullanacağınız ekipmanların en küçüğünün santimetre, desimetre hatta metre boyutlarında olduğunu hatırladığınızda ampirik kaos düzenini bilinçli olarak kontrol etmenizin imkansıza yakın olduğunu daha iyi algılayabilirsiniz.

 Bu temel sorundan dolayı reaktörünüzden çıkan her aktif karbonu hangi amaç için kullanacak iseniz o çalışma şartlarına göre test etmek zorundasınız. Standart test metodları ile (yüzey alanı, yoğunluk, tane boyu, sertlik, iyot melas bütan metylen testleri gibi) yapılan testler reel hayatta kullanacağınız amaç için bir yere kadar fikir verebilir ama asla garanti vermez.

 Bir yerde çok iyi sonuç veren aktif karbon başka bir kullanım yerinde diğer aktif karbonlara göre hiç bir fayda göstermeyebilir. Bir aktif karbon barajların birisinde çok iyi sonuç verirken diğer barajda etkinlik göstermeyebilir. Bu nedenle artık tüketiciler kullanım yerinde performans çalışması yapmadan aktif karbon seçimi yapmamaktadırlar.

 Sonuç olarak söyle söyleyebiliriz: Sadece standart test metodlarını kullanarak spesifik bir kullanım için aktif karbon üretmeniz imkansızdır.

 Sonuç:

Yukarıdaki uyarı ve tavsiyelerin bir kısmı tecrübeler sayesinde kazanılmıştır. Endüstriyel olarak üretime geçmeden önce yaptığım araştırmalarda bahsedilmeyen bazı sorunları çalışmalara başladığımda keşfettim. Sektöre girmek isteyen sanayici veya konu üzerinde araştırma yapmak isteyen araştırmacıların çalışmalarında faydalı olması ve istenmeyen olaylarla karşılaşmamaları için bazı tecrübelerin paylaşılmasını insani görev olarak görmekteyim.

 Amerikan patent ofis tarafından lisanslanan patent listeleri takip edildiğinde içinde aktif karbon kelimesi geçen patent sayısı günlük yüz patent seviyelerine kadar çıkabilmektedir. Üretimi basite almak ve ürün çeşitliliğini göz ardı etmek hüsran ile sonuçlanan bir performansa neden olabilir. Bununla birlikte üzerine titizlikle dikkat çektiğim kalite kontrolu önemsemeden yapacağınız üretim önce kendinizi kandırmanıza, sonra sorunlar yaşamanıza ve en sonunda da potansiyel felaketlerle karşılaşmanıza neden olabilir.

 Özellikle sağlık ve savunma alanlarında kullanılacak olan aktif karbon üretmek veya kullanmak isteyen kişi, kurum ve firmaların yukarıdaki hususlara dikkatini çekmenin gerek sektör gerekse toplum için çok önemli olduğuna inandığım için ilgili hususları paylaşmaya çalıştım.

 Reel ve dürüst çalışmak isteyen her kişi/kurum ile iletişime açık olduğumu belirtmek isterim. 

Erhan DOĞUDAN

ENF Savunma Sanayii Ltd Şti