Węgiel aktywny: historia od Egiptu po Racibórz i maski gazowe, jak się go produkuje i z czego

Węgiel aktywny jest w składzie Kompleksu Wiążącego Chelator obok glinek i zeolitu. Jest też w filtrze dzbankowym, w masce przeciwgazowej, w rafinerii oleju i w czarnym lodzie z lodziarni. Ten tekst opowiada jego historię, która ma zaskakująco polski wątek (patenty wynalazcy mieszkającego w Krakowie, pierwsza fabryka w Raciborzu), i tłumaczy, jak z łupiny kokosa albo kawałka drewna powstaje materiał o powierzchni wewnętrznej większej niż boisko. O tym, co węgiel robi w organizmie, nie piszemy; o tym, czym jest, tak.

Autor: Redakcja Witalności · Aktualizacja: 2026-10-28 · Materiał informacyjny

Węgiel aktywny: co to jest i czym różni się od węgla drzewnego

Węgiel drzewny z grilla i węgiel aktywny z filtra to chemicznie ten sam pierwiastek, ale fizycznie dwa różne materiały. Węgiel aktywny jest amorficznym ciałem stałym, którego cechą charakterystyczną jest nadzwyczaj duża powierzchnia wewnętrzna i objętość porów: sieć kanałów i komór o rozmiarach od ułamków nanometra wzwyż, wydrążonych w ziarnie podczas produkcji. Typowe węgle aktywne mają powierzchnię właściwą ponad 500 m² na gram, a wyspecjalizowane ponad 2 000 m² na gram, co oznacza, że łyżeczka proszku ma powierzchnię wewnętrzną kilku boisk.

Ta powierzchnia jest całą tajemnicą: cząsteczki gazów i substancji rozpuszczonych w cieczy osiadają na niej w procesie zwanym adsorpcją (nie absorpcją; to osiadanie na powierzchni, nie wchłanianie do wnętrza). Stąd zastosowania techniczne: uzdatnianie wody, rafinacja olejów i cukru, maski przeciwgazowe, odzysk rozpuszczalników, filtry spalin. Jakość węgla opisuje się wskaźnikami ustalonymi już w 1924 r. przez Mecklenberga: powierzchnia właściwa, objętość porów, liczba jodowa, uziarnienie, wytrzymałość mechaniczna.

Historia węgla aktywnego: Egipt, Hipokrates, Pliniusz

Najstarszym adsorbentem węglowym jest zwykły węgiel drzewny. Według opracowania Teresy Płatek z Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego (IBPRS) pierwsze pisane wzmianki o jego użyciu pochodzą z Egiptu sprzed około 1550 r. p.n.e.: Egipcjanie stosowali węgiel do celów medycznych i do uzdatniania wody przeznaczonej do sporządzania leków; w tym samym czasie podobnie używano go w Indiach. Hipokrates wymieniał węgiel wśród środków medycznych, a Pliniusz Starszy propagował go w czasach rzymskich.

Przez następne tysiąclecia węgiel drzewny był przede wszystkim paliwem i materiałem hutniczym. Zmianę przyniósł XVIII wiek, gdy chemicy zaczęli badać zjawiska powierzchniowe. Historyczne zastosowania medyczne odnotowujemy jako historię; nie wynikają z nich żadne dzisiejsze wskazania i my ich nie formułujemy.

Odkrycie adsorpcji: Scheele, Lowitz, syrop cukrowy i słowo z 1881 roku

W 1773 r. szwedzki chemik Carl Wilhelm Scheele opisał pochłanianie gazów przez węgiel drzewny, a w 1785 r. Johann Tobias Lowitz w Petersburgu zaobserwował, że węgiel odbarwia roztwory i usuwa zapachy. Pierwsze przemysłowe użycie tej obserwacji to bielenie syropu cukrowego węglem w Anglii w 1794 r.; cukrownictwo stało się na sto lat głównym odbiorcą węgla odbarwiającego, początkowo kostnego, potem roślinnego.

W 1865 r. Hunter opisał węgiel ze skorupy orzecha kokosowego jako wyjątkowo chłonny wobec gazów, co było zapowiedzią dzisiejszej dominacji kokosa wśród surowców. W 1881 r. Heinrich Kayser wprowadził termin adsorpcja dla osiadania cząsteczek na powierzchni ciała stałego, odróżniając je od absorpcji. Brakowało jednak metody wytwarzania węgla o powtarzalnej, dużej porowatości na skalę przemysłową.

Polski wątek: patenty Ostrejki z Krakowa i Eponite z Raciborza (1909)

Tę metodę opatentował w latach 1900–1901 Rafael von Ostrejko, w Rosji, Wielkiej Brytanii i Niemczech, a nieco później w USA. W dokumentach patentowych przedstawiał się jako wynalazca „pochodzący z Kowna, poddany cara Rosji, zamieszkały w Krakowie, Austria”. Jego pomysł to aktywacja: szybka destylacja rozdrobnionego surowca węglowego w temperaturze czerwoności z jednoczesnym działaniem pary wodnej lub dwutlenku węgla, która wypala w ziarnie sieć porów. Do dziś jest to podstawowa metoda produkcji.

Na podstawie tych patentów ruszyła produkcja przemysłowa, i to na dzisiejszych ziemiach polskich: pierwszy w Europie produkt handlowy, Eponite, wytworzono w 1909 r. z węgla drzewnego w Zakładach Chemicznych w Raciborzu. W ciągu dwóch kolejnych lat wdrożono tam gatunki Purit i Norit z torfu, a w 1911 r. powstał zakład destylacji drewna w Hajnówce, również produkujący węgiel aktywny z surowców drzewnych. W USA produkcję (Filtchar, z odpadów papierniczych) rozpoczęła w 1913 r. firma Westvaco. Oba polskie zakłady, raciborski i hajnowski, pracują do dziś.

Maski przeciwgazowe: Bolimów, Zieliński i rok 1915

Wydarzeniem, które gwałtownie zwiększyło produkcję węgla aktywnego, była pierwsza wojna światowa. 2 maja 1915 r. wojska niemieckie przeprowadziły atak gazowy pod Bolimowem, między Łodzią a Warszawą, który zabił niemal wszystkich żołnierzy dwóch rosyjskich pułków piechoty. W tym samym roku Nikołaj Zieliński, profesor chemii Uniwersytetu Moskiewskiego, opracował pierwszą maskę przeciwgazową z pochłaniaczem węglowym; rok później państwa ententy przyjęły ją jako stałe wyposażenie armii. Maska z filtrem z węgla aktywnego pozostaje do dziś najpopularniejszym typem maski przeciwgazowej na świecie.

Po wojnie technologia, rozwinięta dla pochłaniaczy, przeszła do przemysłu cywilnego: uzdatniania wody, odzysku rozpuszczalników, rafinacji żywności. Od lat 20. XX wieku rozwijała się też petrochemia, która dostarczyła nowych surowców i nowych zastosowań.

Jak produkuje się węgiel aktywny: karbonizacja i aktywacja

Produkcja ma trzy etapy, opisane w opracowaniu IBPRS:

• Suszenie i karbonizacja. Surowiec ogrzewa się bez dostępu powietrza; substancje lotne uchodzą, zostaje szkielet węglowy o niewielkiej jeszcze porowatości, podobny do węgla drzewnego.
• Aktywacja fizyczna. Karbonizat poddaje się działaniu strumienia pary wodnej, dwutlenku węgla, powietrza lub ich mieszaniny w temperaturze 700–1 100 °C. Węgiel ulega częściowej gazyfikacji: gaz „wypala” w ziarnie sieć porów, pozostawiając porowaty szkielet o bardzo dużej aktywności sorpcyjnej. To metoda Ostrejki.
• Aktywacja chemiczna (alternatywnie). Niespopielony surowiec miesza się ze związkami odwadniającymi lub utleniającymi (chlorek cynku, kwas fosforowy, kwas siarkowy) i ogrzewa do 400–800 °C; czynniki chemiczne odzyskuje się po procesie.

Aktywację prowadzi się w piecach obrotowych, półkowych lub szybowych. Dobór surowca i metody pozwala kontrolować rozmiar i rozmieszczenie porów, a więc „nastroić” węgiel do zadania: inny do gazów (drobne pory, często z kokosa), inny do odbarwiania cieczy (większe pory, często z drewna lub torfu).

Z czego robi się węgiel aktywny: kokos, drewno, torf, pestki oliwek

Na etykiecie produktu spożywczego lub suplementu z węglem aktywnym surowiec rzadko jest podany; przepisy tego nie wymagają. Jeśli chcesz wiedzieć, z czego jest węgiel w twoim produkcie, trzeba zapytać producenta, tak jak o złoże klinoptylolitu, o czym piszemy w tekście klinoptylolit: co to jest i skąd pochodzi.

Węgiel aktywny w prawie żywnościowym UE: E 153 i to, czego tu nie piszemy

Węgiel roślinny jako barwnik E 153 jest dozwolonym dodatkiem do żywności na mocy rozporządzenia (WE) nr 1333/2008; to on barwi na czarno lody, pieczywo i makarony „z węglem”. Barwnik ma własną specyfikację czystości i nie jest tożsamy z technicznym węglem aktywnym do filtrów.

Czego w tym tekście nie ma i być nie może: wskazań, do czego służy węgiel aktywny spożywany przez człowieka. Rozporządzenie (WE) nr 1924/2006 dopuszcza na żywności i suplementach wyłącznie oświadczenia zdrowotne z unijnego rejestru, a opisywanie „działania” węgla w organizmie bez takiego wpisu jest niedozwolone; nie przenosimy też na ludzi zastosowań technicznych, weterynaryjnych ani historycznych. Opisaliśmy materiał i jego dzieje. Skąd w ogóle biorą się metale ciężkie w wodzie i żywności, czytelnik znajdzie w haśle metale ciężkie.

Najczęstsze pytania

Zobacz też

• Sok z młodego jęczmienia jak pić
• Substancje humusowe
• Zielona żywność historia
• Adaptogeny historia
• Adaptogeny rano czy wieczorem
• Babka płesznik