Aprovechamiento de los residuos de la industria palmera mediante la obtención de carbón activado a escala de laboratorio

Use of waste from the palm industry by obtaining activated carbon on a laboratory scale

El cuesco de fruto de palma se usó para la preparación de carbón activado. En primer lugar el cuesco fue sometido a un proceso de pirólisis; el carbón resultante se trató mediante un proceso de activación física. Se comparó la influencia de la activación física a nivel de laboratorio, con los resultados del carbón activado comercial; los resultados se compararon con base en la actividad con respecto al número de yodo y la actividad con respecto al azul de metileno. La pirólisis se realizó en un horno con capacidad de 500 kg de carga a una temperatura de 380 ºC y un tiempo de carbonización de 10 días. La activación física se llevó a cabo con vapor de agua sobrecalentado a 350 ºC en un tubo de vidrio en lecho fijo. Se encontró que el carbón activado obtenido posee un área superficial de 520 m2/g y una distribución de poro en su mayoría microporosa.

INTRODUCCION

Actualmente, en promedio por cada 100 kg. de racimos frescos de fruto de palma se producen 8,5 kg. de cascarilla o cuesco como parte de los residuos sólidos. Se estima que aproximadamente se generan en Colombia al año cerca de 243.000 toneladas de cuesco. En este trabajo se presenta una alternativa para darle uso al cuesco de la palma de aceite, utilizándolo como materia prima para producir carbón activado, estableciendo una metodología para su producción y encontrando las variables que afectan directamente el proceso de carbonización y de activación. También se busca darle un mejor uso al cuesco, que aunque se aprovecha como combustible en las plantas extractoras, a través de una transformación moderada se consigue un producto de mayor valor agregado.

El carbón activado se fabrica a partir de cualquier residuo vegetal carbonáceo como la madera, residuos de la industria del arroz, la cáscara de coco, y el cuesco de palma. El material se clasifica según el tamaño, se carboniza y se activa para formar soportes de un alto valor de área superficial y con estructura interna y tamaño de poros que definen sus propiedades.

La metodología experimental consta de una primera etapa en que la materia prima se somete a análisis elemental y termogravimétrico, determinándose propiedades relevantes del precursor del carbón activado. En una siguiente etapa se procede al diseño y construcción de un horno (tipo colmena de flujo natural), el cual se realizó en ladrillo y mortero refractario con una capacidad de 1 m³ de volumen, con dos orificios abiertos en la parte baja de cada contra-cara del dispositivo, que permiten una combustión completa sin llama. Este se operó a presión atmosférica, cerrado y en combustión con deficiencia de oxígeno. Posteriormente, el materia! carbonizado se somete a un proceso de trituración y adecuación de tamaño de partícula y se le realiza un análisis elemental, llevando e! material homogenizado y caracterizado a un proceso de activación física con vapor de agua sobrecalentado. Finalmente, se determinaron las propiedades de adsorción del carbón activado obtenido así como la isoterma tipo BET.