Abstract.
-
Lignocellulosic
waste
corresponds
to
a
large
percentage
of
waste
in
the
world.
Over
time
research
has
been
developed
for
the
use
of
these.
This
waste
can
be
converted
into
activated
carbon.
The
objective
of
this
scientific
article
is
to
carry
out
a
bibliographic
review
of
research
carried
out
on
lignocellulosic
waste
and
activated
carbon
production
methods.
The
applied
methodology
is
based
on
the
qualitative
approach,
in
which
a
comparison
is
sought
to
the
obtaining
methods,
their
precursors,
and
the
variables
to
be
considered
for
quality
evaluation.
The
chemical
activation
method
turned
out
to
be
the
most
effective
since
it
provides
greater
adsorption
capacity;
the
most
feasible
lignocellulosic
residues
used
are
sugar
cane
bagasse,
coffee
husk,
potato
weed,
and
bamboo.
Keywords:
Agricultural
residues,
lignocellulosic,
activation.
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A
l
o
largo
del
tiempo
se
han
desarrollado
investigaciones
para
el
aprovechamiento
de
estos.
Dichos
residuos
pueden
convertirse
en
carbón
activado.
El
objetivo
del
presente
artículo
científico
es
efectuar
una
revisión
bibliográfica
de
investigaciones
llevadas
a
cabo
sobre
residuos
lignocelulósicos
y
método
de
producción
del
carbón
activado.
La
metodología
aplicada
se
basa
en
el
enfoque
cualitativo,
que
busca
realizar
una
comparativa
con
respecto
a
los
métodos
de
obtención,
sus
precursores
y
cuáles
fueron
las
variables
a
considerar
para
la
evaluación
de
calidad.
El
método
de
activación
química
resultó
ser
el
más
eficaz,
ya
que
aporta
mayor
capacidad
de
adsorción;
en
cuanto
a
los
residuos
lignocelulósicos
más
factibles
a
utilizar
se
encuentran
el
bagazo
de
caña
de
azúcar,
la
cascarilla
de
café,
el
yuyo
de
papa
y
el
bambú.
Palabras
clave:
Desechos
de
agricultura,
lignocelulosa,
activación.
ISSN-E:
2697-3650
Minerva
Journal
Vera
et al.
Residuos lignocelulósicos y método de producción del carbón activado
Vera
Raza
Betty
Betsayda
https://orcid.org/0000-0002-4006
-2041
bvera2793@utm.edu.ec
Universidad
Técnica
de
Manabí
Portoviejo,
Ecuador
Lignocellulosic
waste
and
activated
carbon
production
method
122
Recibido
(23/08/2022),
Aceptado
(27/10/2022)
V
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Residuos
lignocelulósicos
y
método
de
producción
del
carbón
activado
Mero
Intriago
Roddy
Argenio
https://orcid.org/0000-0002-5385-7396
rmero3557@utm.edu.ec
Universidad
Técnica
de
Manabí
Portoviejo,
Ecuador
Gabriel
Alfonso
Burgos
Briones
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gabriel.burgos@utm.edu.ec
Universidad
Técnica
de
Manabí
Portoviejo,
Ecuador
Ramón
Eudoro
Cevallos
Cedeño
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6
7
4
ramon.cevallos@utm.edu.ec
Universidad
Técnica
de
Manabí
Portoviejo,
Ecuador
https://doi.org/10.47460/minerva.v1iSpecial.87
I.
INTRODUCCIÓN
El
uso
de
desechos
de
agricultura
como
materia
prima
para
la
producción
de
carbón
activado
es
un
tema
importante
alrededor
del
mundo.
Por
ello,
los
residuos
lignocelulósicos
forman
parte
de
la
biomasa,
procedentes
de
la
agricultura,
y
están
compuesto
por
tres
polímeros
(celulosa,
hemicelulosa
y
lignina)
siendo
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ejemplo
el
uso
de
la
cáscara
de
almendra.
Según
estudio
realizado
en
Colombia
se
logró
determinar
que
el
zuro
de
maíz
es
un
recurso
agroindustrial
potencial
para
la
obtención
de
carbones
activado.
Se
encontró
que
el
proceso
de
activación
aumentó
significativamente
el
contenido
de
carbono
del
zuro
de
maíz,
presentando
un
incremento
de
47%
a
74%
después
de
la
activación
[1].
Además,
en
estudio
efectuado
en
Cuba
deja
en
evidencia
que
“el
carbón
activado
es
un
material
renovable
que
puede
obtenerse
de
diversos
materiales
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amplios
recursos
de
biomasa
vegetal;
por
ello
en
determinadas
regiones
se
efectúa
la
producción
de
carbón
vegetal
de
alta
calidad.
Por
ejemplo,
el
carbón
activado
obtenido
de
cascarón
de
cosos
y
de
residuos
forestales,
que
es
procedente
de
la
planta
de
Baracoa
ubicada
en
la
provincia
de
Guantánamo
[1]
[2].
Otros
estudios
lograron
la
obtención
de
carbón
activado
a
partir
de
la
cáscara
del
fruto
de
la
calabaza
blanca
utilizando
tres
agentes
activantes,
ácido
fosfórico
al
30%
y
60%,
y
cloruro
de
zinc
al
1%;
en
este
país
este
producto
es
importado,
siendo
considerado
como
una
forma
de
carbono
altamente
poroso
con
una
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s
,
recuperación
de
solventes,
control
de
emisiones,
decoloración
de
líquidos,
eliminación
de
olores,
soportes
catalíticos
y
otros
[5].Por
su
parte,
en
Ecuador
se
efectuó
un
estudio
experimental
donde
se
obtuvo
carbón
activado
a
partir
de
tres
tipos
de
aserrín
de
madera
como
el
canelo,
laurel
y
eucalipto,
mediante
el
método
de
activación
química,
obteniendo
del
laurel
el
rendimiento
más
alto
del
29%
[6].
Consecuentemente,
se
expone
que
los
métodos
de
preparación
influyen
en
las
características
de
textura
de
los
carbones
activados.
Fundamentalmente
existen
dos
métodos
para
llevar
a
cabo
la
síntesis
de
carbón
activado
a
partir
de
materiales
lignocelulósicos:
activación
física
y
activación
química
[4].
El
problema
que
motivó
a
estructurar
el
tema
de
investigación
ha
sido
el
limitado
conocimiento
sobre
métodos
de
producción
del
carbón
activado
a
partir
de
residuos
lignocelulósicos.
La
revisión
documental
pretende
aportar
de
forma
significativa
al
vacío
conocimiento
existente
sobre
el
aprovechamiento
de
los
residuos
del
carbón
activado.
La
hipótesis
planteada
es
la
activación
química,
que
es
el
método
más
utilizado
para
la
producción
de
carbón
activado
con
el
uso
de
residuos
lignocelulósicos
utilizados.
Finalmente,
como
objetivo
principal
de
la
investigación
se
pretende
dar
a
conocer
los
métodos
de
producción
del
carbón
activado
y
cuáles
son
los
residuos
más
utilizados
para
su
obtención.
El
presente
trabajo
se
enfocó
en
una
investigación
cualitativa.
Se
analizó
de
manera
teórica
la
información
relevante
sobre
residuos
lignocelulósicos
y
los
métodos
de
producción
del
carbón
activado.
Los
métodos
teóricos
que
guiaron
el
estudio
fueron
el
inductivo-deductivo
y
el
análisis-síntesis,
que
pretenden
ser
utilizados
para
profundizar
en
las
categorías
de
la
investigación
y
estudiar
los
contenidos
que
requieren
de
la
guía
de
estos
referentes.
En
este
sentido,
se
efectuó
un
análisis
de
los
métodos
de
producción
del
carbón
activado,
así
como
también
efectuar
la
identificación
de
los
tipos
de
residuos
lignocelulósicos
utilizados
para
la
obtención
de
este
producto.
ISSN-E:
2697-3650
Minerva
Journal
123
III.
RESULTADOS
A.
Residuos
lignocelulósicos
La
lignocelulosa
es
el
principal
componente
de
la
pared
celular
de
las
plantas,
esta
biomasa
producida
por
la
fotosíntesis
es
la
fuente
de
carbono
renovable
más
prometedora
para
solucionar
los
problemas
actuales
de
energía
y
materias
primas
[5]
los
residuos
lignocelulósicos
agroindustriales,
son
definidos
como
aquellos
residuos
o
subproductos
de
cultivos
cosechados
y
que
posteriormente
han
pasado
por
un
proceso
de
modificación
o
procesamiento
en
industrias
conserveras,
algunos
de
los
residuos
lignocelulósicos
que
podemos
mencionar
son:
madera,
bagazo
de
caña,
henequén,
sisal,
bambú,
algodón,
plátano,
cascarilla
de
arroz,
entre
otros.
Los
materiales
lignocelulósicos
se
componen
de
lignina,
hemicelulosa,
y
celulosa.
La
lignina
puede
considerarse
una
red
polimérica
tridimensional
al
azar
formada
por
unidades
de
fenilpropano
unidas
entre
sí
en
diferentes
posiciones
[6].
La
hemicelulosa
se
compone
también
de
largas
cadenas,
pero
a
Vera
et al.
Residuos lignocelulósicos y método de producción del carbón activado
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124
ISSN-E:
2697-3650
Minerva
Journal
diferencia
de
la
lignina
contiene
pentosas,
la
composición
exacta
de
la
hemicelulosa
depende
de
la
fuente
del
material
celulósico.
La
celulosa
está
compuesta
de
largas
cadenas
de
moléculas
de
glucosa,
unidas
por
enlaces
β
1-4
glucosídicos,
los
cuales
hacen
que
la
cadena
sea
recta
y
de
un
número
de
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capaces
de
aprovechar
estos
materiales
encontramos
a
los
hongos
que
degradan
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así
sus
nutrientes.
La
lignina
es,
después
de
la
celulosa
y
la
hemicelulosa,
uno
de
los
polímeros
más
abundantes
en
la
naturaleza
y
está
presente
en
la
pared
celular
de
los
seres
vivos
del
reino
vegetal.
El
objetivo
principal
de
la
lignina
es
dar
a
la
planta
el
soporte
estructural,
impermeabilidad,
y
la
resistencia
contra
el
ataque
microbiano
y
el
estrés
oxidativo.
Es
insoluble
en
agua
y
se
considera
ópticamente
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hemicelulosa
es
una
estructura
compleja
de
carbohidratos
que
consiste
en
polímeros
de
diferentes
azúcares
como
xilosa
y
arabinosa
(pentosas),
manosa,
glucosa
y
galactosa
(hexosas)
y
ácidos
de
azúcar
el
componente
dominante
de
la
hemicelulosa
de
la
madera
y
plantas
agrícolas
es
el
xilano,
tiene
un
peso
molecular
más
bajo
que
la
celulosa,
y
con
cadenas
laterales
cortas
que
constan
de
diferentes
polímeros
de
azúcares,
fáciles
de
hidrolizar
y
sirve
como
una
conexión
entre
la
lignina
y
las
fibras
de
celulosa
y
le
da
al
conjunto
de
celulosa-hemicelulosalignina
rigidez.”
Los
usos
y
aplicaciones
de
los
residuos
lignocelulósicos
son
extensos
y
es
considerado
uno
de
los
materiales
más
abundantes
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iónico,
en
la
industria
de
papel
los
residuos
lignocelulósicos
son
utilizados
como
combustibles,
producción
de
adhesivos,
agentes
de
curtido,
reforzadores
de
polímeros
y
como
precursor
para
la
producción
de
carbón
activado
[11],
el
cual
se
centrará
este
artículo.
B.
Carbón
activado
El
carbón
activado
es
una
forma
sólida
del
carbono
que
posee
una
microestructura
no
grafítica
desorganizada
que
le
proporciona
una
estructura
abierta
superficial,
la
cual
es
responsable
de
su
elevada
capacidad
de
adsorción
[12],
tiene
la
capacidad
de
adsorber
compuestos
presentes
ya
sea
en
un
gas
o
un
líquido,
debido
a
su
porosidad,
esto
lo
hace
el
purificante
más
utilizado
en
todo
el
mundo.
Los
compuestos
orgánicos
(cómo
lo
es
el
carbón
activado)
se
derivan
del
metabolismo
de
los
seres
vivos,
y
su
estructura
básica
consiste
en
cadenas
de
átomos
de
carbono
e
hidrógeno.
Entre
ellos
se
encuentran
todos
los
derivados
del
mundo
vegetal
y
animal,
incluyendo
el
petróleo
y
los
compuestos
que
se
obtienen
de
él.
El
carbón
activado
es
utilizado
en
el
tratamiento
de
aguas
con
el
propósito
de
adsorber,
entre
otros
contaminantes,
los
metales
pesados
[13].
Actualmente
existe
una
serie
de
filtros
utilizados
para
asegurar
la
calidad
del
agua
potable
en
el
hogar,
la
mayoría
funcionan
en
base
de
carbón
activado
en
diferentes
presentaciones
(granular,
entrelazado
con
fibras
de
celulosa
y
en
forma
de
monolitos)
los
cuales
a
su
vez
están
impregnados
con
nanopartículas
de
diferentes
componentes,
entre
los
que
destaca
la
plata
(Ag)
pero
estos
suelen
ser
tener
un
costo
elevado
al
ser
productos
importados,
por
lo
cual
son
difíciles
de
ser
adquiridos
masivamente
[14].
El
carbón
activado
consta
de
su
estructura
microporosa
gracias
a
la
superficie
específica,
la
cual
es
una
característica
que
se
aplica
en
sólidos
con
granos
o
partículas,
tales
como
el
carbón
activado,
esta
medida
es
relevante
ya
que
en
ella
se
desarrollan
muchos
procesos
físicos
y
químicos
de
este
tipo
de
materiales.
Esta
superficie
faculta
la
formación
de
partículas
gracias
a
la
presencia
de
grupos
carboxílicos,
fenólicos,
cetonas,
quinonas,
hidroquinonas
y
aldehídos
que
le
dan
al
carbón
activado
la
particularidad
de
material
adsorbente;
la
presencia
de
estos
grupos
ácidos
en
la
superficie
específica
del
carbón
activado,
pueden
elevarse
con
la
adición
de
soluciones
de
ácido
nítrico
o
fosfórico
[15].
La
química
superficial
del
carbón
Vera
et al.
Residuos lignocelulósicos y método de producción del carbón activado
V
o
l
.
3
,
S
p
e
c
.
I
s
s
u
e
N
°
1
,
(
p
p
.
1
1
4
-
1
2
1
)
activado
tiene
una
naturaleza
anfótera
debido
a
la
coexistencia
de
grupos
superficiales
ácidos
y
básicos;
la
concentración
y
la
fuerza
de
estos
grupos
va
a
determinar
si
un
carbón
es
ácido
o
básico,
el
contenido
de
heteroátomos
también
puede
modificar
las
propiedades
ácido-base
de
las
disoluciones
que
se
ponen
en
contacto
con
el
carbón,
o
puede
aumentar
la
acidez
superficial,
posibilitando
su
actuación
como
catalizador,
se
puede
deducir
que
un
carbón
de
tipo
básico
será
preferible
para
la
adsorción
de
compuestos
ácidos
que
un
carbón
de
tipo
ácido
y
viceversa.
Asimbaya
[2]
menciona
que:
Las
propiedades
del
carbón
activado
dependen
del
material
a
partir
de
cual
se
obtuvo
y
su
estructura
s
e
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d
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d
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r
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n
t
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s
residuos
lignocelulósicos
se
pueden
obtener
carbones
activos
con
diversas
cualidades.
Por
otra
parte,
F
i
l
i
p
i
n
[
1
0
]
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g
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z
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n
c
,
o
hidróxido
potásico
pueden
aumentar
la
porosidad
del
material
carbonoso,
debido
a
que
este
contiene
gases
oxidantes.
La
capacidad
de
remoción
del
carbón
activado
está
influenciada
por
la
superficie
activa,
debido
a
su
elevado
y
variado
grado
de
porosidad;
sin
embargo,
un
aspecto
influyente
en
el
proceso
de
adsorción
lo
constituye
la
química
superficial
del
material
adsorbente
[17].
C.
Características
fisicoquímicas
del
carbón
activado
El
carbón
activado
es
un
adsorbente
muy
versátil,
gracias
al
tamaño
y
distribución
de
sus
poros
en
la
estructura
carbonosa
le
confieren
posibilidades
de
utilización
en
la
purificación
en
fase
gaseosa
y
líquida
[18].
Considerar
la
superficie
del
carbón
activado
es
fundamental
para
analizar
sus
características
fisicoquímicas;
se
denomina
a
esta
como
el
área
de
la
superficie
por
unidad
de
masa
(m2
/
g
)
.
C
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[
1
9
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n
a
a
l
t
a
reactividad
físico-química
con
el
medio,
lo
que
implica
la
existencia
de
fenómenos
como
la
adsorción
de
cationes
y
moléculas
de
agua
o
variación
de
la
carga
eléctrica
y
de
las
fuerzas
de
atracción-repulsión
entre
partículas
en
función
del
pH,
salinidad
y
temperatura
del
medio
[18],
menciona
que:
“La
superficie
de
los
carbones
puede
encontrarse
combinada,
en
mayor
o
menor
proporción,
con
otros
átomos
o
grupos
de
átomos
distintos
al
carbono
(heteroátomos),
entre
los
que
figuran
los
grupos
carboxílicos,
lactonas,
fenólicos
y
carbonilos
como
principales
grupos
de
carácter
ácido
y
los
grupos
básicos
algunos
autores
lo
atribuyen
a
los
grupos
pirona,
cromeno
y
electrones
π
deslocalizados
en
las
capas
del
grafeno”.
Esto
nos
indica
que
estos
átomos
antes
mencionados
de
carácter
básico
y
ácido
están
relacionados
directamente
con
el
producto
de
obtención
final
y
que
esto
afectará
en
el
análisis
proximal
del
carbón
activado.
Hernández
establece
que:
La
capacidad
de
remoción
de
los
adsorbentes
no
está
determinada
solamente
por
sus
características
texturales,
sino
a
que
los
grupos
químicos
existentes
en
la
superficie
ejercen
un
papel
distintivo,
producto
a
las
interacciones
específicas
con
el
adsorbato.
El
análisis
proximal
es
la
vía
la
cual
se
determinan
los
porcentajes
de
humedad,
compuestos
volátiles,
cenizas
y
carbono
fijo
del
carbón
activado.
La
materia
prima
utilizada
en
el
proceso
de
obtención
del
carbón
activado,
son,
generalmente
cortezas
de
frutos
secos,
cáscaras
de
frutas
como
el
coco,
naranja,
turba,
pulpa
de
café,
palmeras,
aserrines,
maderas,
y
residuos
que
contengan
mayormente
cantidades
significativas
de
lignina,
celulosa
y
hemicelulosa.
125
ISSN-E:
2697-3650
Minerva
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Vera
et al.
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Tabla
1
.
Datos
de
caracterización
fisicoquímica
del
carbón
activado
obtenido
de
varias
materias
primas.
Elaboración
propia.
En
la
Tabla
1
se
muestran
las
variables
evaluadas
para
el
análisis
proximal
utilizado
para
la
caracterización
de
carbones
activados
obtenidos
de
diferentes
precursores.
Asimbaya,
quién
evaluó
tres
aserrines:
laurel
canelo
y
eucalipto;
menciona
que
el
laurel
obtuvo
el
rendimiento
más
alto,
con
una
partícula
comprendida
entre
74
y
150μm,
este
rendimiento
se
refiere
a
que
la
cantidad
de
carbón
activado
resultante
está
en
función
de
la
cantidad
decarbón
fijo,
es
decir,
amayor
porcentaje
de
carbón
fijoen
la
muestra,mayor
será
elrendimiento
del
carbón
activado
obtenido;
en
caso
del
mejor
absorbente
fue
producido
a
partir
del
aserríndel
canelo
con
untamaño
de
partículade
74-150μm
al
igual
que
el
laurel,
se
menciona
también
que
el
aserrín
de
canelo
presentó
un
índice
de
yodo
de
740
mg
I2/g
de
carbón.
Velásquez
argumenta
que
el
porcentaje
de
materia
volátil
influye
en
la
porosidad
mediante
una
activación
adecuada
ya
que,
el
carbón
al
activarse
va
dejando
espacios
de
volumen
vacíos
para
adsorber
moléculas
de
tamaño
menor
a
esos
poros,
el
resultado
del
rendimiento
del
bambú
fue
del
80%
el
cuál
reveló
que
la
utilización
del
bambú
como
precursor
de
carbón
activado
es
viable
bajo
condiciones
óptimas,
de
las
cuales
se
hablará
más
adelante.
En
la
investigación
de
Sánchez
se
puede
observar
gran
disparidad
en
sus
resultados
con
respecto
a
los
autores
anteriores,
sin
embargo,
el
bambú
de
la
variedad
guadua
angustifolia
kunth
muestra
gran
porcentaje
de
carbono
fijo,
lo
que
lo
vuelve
un
excelente
precursor
de
carbón
activado.
Por
otra
parte,
en
el
caso
de
la
utilización
de
cuesco
de
palma
africana
como
precursor,
Díaz
obtuvo
resultados
de
carbono
fijo
y
material
volátil
altos,
mientras
que
los
porcentajes
de
humedad
y
cenizas
fueron
bajos,
esto
es
indicativo
de
que
estos
valores
son
adecuados
para
preparación
de
carbones
activos;
también
menciona
que
estos
resultados
son
comparables
con
otros
precursores
como
madera,
cáscara
de
nuez
y
cáscara
de
coco.
En
el
caso
del
yuyo
de
papa
como
precursor,
Solís
concluye
que
se
obtuvieron
valores
de
análisis
proximal
similares
a
los
establecidos
por
el
bagazo
de
caña,
que
es
una
de
las
materias
primas
de
las
cuales
se
elabora
carbón
activo
principalmente,
se
obtuvo
un
porcentaje
de
humedad
por
Vera
et al.
Residuos lignocelulósicos y método de producción del carbón activado
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1
)
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Minerva
Journal
debajo
del
50%
lo
que
es
óptimo
para
que
el
proceso
de
incineración
o
conversión
térmica
sean
aceptables,
así
mismo
los
valores
de
cenizas
fueron
favorables
dado
que
la
un
porcentaje
alto
de
estas
puede
afectar
principalmente
el
adsorción
de
moléculas
orgánicas
y
la
quimisorción
de
oxígeno;
en
cuanto
a
parámetros
de
carbono
fijo
y
materia
volátil
fueron
superiores
al
de
los
materiales
precursores
agroindustriales
utilizados
comúnmente,
estos
son
indicadores
de
la
facilidad
con
la
cual
se
produce
la
ignición,
en
cuanto
mayor
sea,
menor
será
el
tiempo
de
residencia
hasta
llegar
a
la
combustión
completa.
Por
último
en
la
caracterización
del
carbón
activo
obtenido
de
los
precursores:
cascarilla
de
café,
cáscara
de
naranja
y
bagazo
de
caña
de
azúcar,
en
los
cuales
se
evaluó
la
humedad
y
el
contenido
de
cenizas;
el
bagazo
de
caña
se
alcanzó
un
porcentaje
del
98%
de
remoción
de
color
e
indicando
que
l
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segundo
adsorbente
más
efectivo
mientras
que
la
cáscara
de
naranja
obtuvo
resultados
de
relevancia
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a
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Dentro
de
los
procesos
de
obtención
del
carbón
activo
existen
técnicas
y
métodos
de
los
cuales
se
puede
optimizar
dicho
proceso,
los
cuales
se
detallarán
a
continuación:
D.
Activación
física
(térmica)
Esta
es
la
más
utilizada,
como
materia
prima
emplea
el
carbón
vegetal
granulado,
obtenido
previamente
en
métodos
de
carbonización
a
temperaturas
entre
400
a
600
°C;
este
es
sometido
a
una
molienda,
enseguida
clasificado,
empleando
tamices
de
diferentes
tipos
de
abertura,
con
el
propósito
de
uniformizar
el
tamaño
de
partículas
antes
de
la
activación,
una
vez
clasificado,
se
coloca
dentro
de
un
l
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a
n
sobre
los
materiales
volátiles,
provocando
su
arrastre
y
separación
de
la
estructura
del
carbón
[21].
E.
Activación
química
Este
método
consiste
en
utilizar
ya
sea
cloruro
de
zinc,
ácido
fosfórico,
ácido
nítrico
y
otros
reactivos
para
así
lograr
una
transformación
en
carbón
que
adquiere
propiedades
con
gran
actividad
y
poder
adsorción;
este
proceso
es
aplicado
directamente
a
la
materia
prima,
a
diferencia
del
método
físico
donde
debe
existir
una
carbonización
previa;
esta
activación
se
realiza
en
una
retorta
con
temperatura
entre
500
a
900°C,
una
vez
terminado
el
proceso
se
deja
enfriar
y
se
lava
el
carbón
para
recuperar
el
agente
activador,
luego
el
carbón
activado
se
filtra
y
se
seca
[20].
La
activación
química
con
ZnCl2
fue
el
método
más
usado
hasta
1970,
especialmente
para
la
activación
de
residuos
de
madera;
sin
embargo,
se
ha
restringido
debido
a
los
problemas
medioambientales
que
conlleva
el
uso
del
ZnCl2
no
obstante,
algunos
países
como
China
aún
siguen
usando
este
método
para
producir
carbón
activado
[25].
Los
métodos
de
obtención
del
carbón
activado
han
sido
evaluados
a
lo
largo
de
la
historia
de
la
ciencia
con
el
fin
de
optimizar
el
proceso
y
desarrollar
nuevas
opciones
para
el
aprovechamiento
ya
sea
de
la
materia
prima
y/o
de
los
ácidos
que
se
utilizan
para
la
activación
[26].
127
Vera
et al.
Residuos lignocelulósicos y método de producción del carbón activado
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128
Tabla
1
.
Datos
de
caracterización
fisicoquímica
del
carbón
activado
obtenido
de
varias
materias
primas.
Elaboración
propia.
Cháv
ez
evaluaron
la
adsorción
del
carbón
activado
con
ácido
nítrico
(el
cual
pasó
por
un
proceso
de
pirolisis
posteriormente)
utilizando
una
solución
acuosa
de
Cd2+
como
medio
para
probar
su
eficiencia;
sus
resultados
demostraron
que
los
materiales
sintetizados
exhiben
una
mayor
adsorción
de
Cd2+,
comparados
con
aquellos
carbones
comerciales
y
que
mayor
capacidad
de
adsorción
de
Cd2+
fue
11,
60
y
180
mg/g
para
el
carbón
comercial,
original
y
activado,
respectivamente.
Por
otra
parte,
Díaz
menciona
que
la
utilización
de
ambos
métodos,
presentaron
diferencias
de
valores
en
el
área
superficial
y
volumen
de
microporo
del
carbón
activado
obtenido,
los
cuales
se
determinaron
mediante
isotermas
de
nitrógeno;
el
más
bajo
desarrollo
de
porosidad
lo
presentaron
los
carbonizados
a
900°C
y
los
de
activación
química
a
800°C.
Por
último,
Velázquez
realizó
un
análisis
estadístico
para
con
el
objetivo
de
encontrar
las
mejores
condiciones
de
activación
física,
utilizando
un
modelo
de
primer
orden;
las
cuales
fueron,
una
temperatura
de
activación
de
550°C
y
un
tiempo
de
activación
de
122,76
min,
esto
luego
de
la
caracterización
física
del
carbón
activado
el
cual
obtuvo
una
porosidad
del
85,35%
y
una
humedad
del
4,63%.
En
la
tabla
2
se
observan
las
diferentes
condiciones
en
las
que
fueron
evaluados
los
métodos
de
obtención
para
carbones
activados.
Para
Solís
quiénes
realizaron
una
comparación
entre
los
dos
métodos
mencionan
que:
En
particular,
el
proceso
de
activación
química
de
los
precursores
utilizados
con
empleo
de
ácido
fosfórico
como
agente
activante
tuvo
varias
ventajas
con
respecto
al
proceso
de
activación
física,
ya
que
se
alcanzaron
mayores
rendimientos
y
capacidades
de
adsorción;
además
la
utilización
de
este
activante
bajo
diferentes
cantidades
y
tiempos
de
impregnación
no
mostró
diferencias
en
la
capacidad
para
la
remoción
de
color.
En
el
caso
de
Rodriguez
la
activación
física
no
fue
favorable
dado
que
se
obtuvo
el
24.25%
de
la
masa
Vera
et al.
Residuos lignocelulósicos y método de producción del carbón activado
Vol.3,
Spec.
Issue
N°1,
(pp.
114-121)
ISSN-E:
2697-3650
Minerva
Journal
129
utilizada
en
el
proceso
de
carbonización;
sin
embargo,
la
activación
química
con
hidróxido
de
potasio
presentó
mayor
rendimiento
debido
a
que
existió
menor
pérdida
durante
el
proceso
de
lavado,
en
comparación
del
ácido
fosfórico
y
el
cloruro
de
zinc,
ya
que
para
lograr
el
pH
neutro
requirieron
de
una
mayor
cantidad
de
lavados
lo
que
ocasionó
una
pérdida
de
material.
Correa
y
Chávez
evaluaron
la
adsorción
del
carbón
activado
con
ácido
nítrico
(el
cual
pasó
por
un
proceso
de
pirolisis
posteriormente)
utilizando
una
solución
acuosa
de
Cd(2+)
como
medio
para
probar
su
eficiencia;
sus
resultados
demostraron
que
los
materiales
sintetizados
exhiben
una
mayor
adsorción
de
Cd(2+),
comparados
con
aquellos
carbones
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,
original
y
activado,
respectivamente.
Por
otra
parte,
Díaz
menciona
que
la
utilización
de
ambos
métodos,
presentaron
diferencias
de
valores
en
el
área
superficial
y
volumen
de
microporo
del
carbón
activado
obtenido,
los
cuales
se
determinaron
mediante
isotermas
de
nitrógeno;
el
más
bajo
desarrollo
de
porosidad
lo
presentaron
los
carbonizados
a
900°C
y
los
de
activación
química
a
800°C.
Por
último,
Velázquez
realizó
un
análisis
estadístico
para
con
el
objetivo
de
encontrar
las
mejores
condiciones
de
activación
física,
utilizando
un
modelo
de
primer
orden;
las
cuales
fueron,
una
temperatura
de
activación
de
550°C
y
un
tiempo
de
activación
de
122,76
min,
esto
luego
de
la
caracterización
física
del
carbón
activado
el
cual
obtuvo
una
porosidad
del
85,35%
y
una
humedad
del
4,63%.
Los
residuos
lignocelulósicos
al
ser
el
material
más
abundante
dentro
de
los
que
se
considera
desperdicio
en
el
área
agraria
y
agroindustrial
es
uno
de
los
precursores
más
utilizados
por
la
industria
para
elaborar
carbón
activado,
es
relevante
señalar
que
debe
existir
mayor
control
en
el
aprovechamiento
de
estos
residuos
dada
la
crisis
ambiental
en
la
actualidad;
dado
que
el
carbón
activo
cumple
un
papel
muy
importante
en
la
industria
de
aguas
y
alimentos
por
su
capacidad
de
adsorción
de
materia
no
deseada
en
estos;
por
otro
lado,
como
se
ha
podido
analizar
los
métodos
de
producción
del
carbón
activado,
se
concluye
que
el
método
por
activación
química
es
el
más
eficaz
en
cuanto
a
características
fisicoquímicas
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s
a
que
estos
presenten.
El
estudio
de
aprovechamiento
de
residuos
agrícolas
y/o
alimentarios
planteados
como
materia
prima
para
la
obtención
de
materiales
descontaminantes
como
lo
es
el
carbón
activado,
forma
parte
de
la
solución
para
retardar
el
cambio
climático,
siendo
este
de
vital
importancia,
no
solamente
a
nivel
regional,
si
no
mundial;
y
que
debe
ser
considerado
prioritario
en
todas
las
entidades
científicas.
CONCLUSIONES
REFERENCIAS
[1]
A.
Amaringo
y
A.
Hormaza,
«Determinación
del
punto
de
carga
cero
y
punto
isoeléctrico
de
dos
residuos
agricolas
y
su
aplicación
en
la
remoción
de
colorantes,»
Revista
de
investigación
agraria
y
ambiental,
vol.
4,
nº
2,
2013.
[2]
C.
Asimbaya,
D.
Endara,
V.
Guerrero
y
N.
Rosas,
«Obtención
de
Carbón
Activado
a
partir
de
Residuos
Lignocelulósicos
de
Canelo,
Laurel
y
Eucalipto,»
Revista
Politécnica,
vol.
6,
nº
3,
pp.
1-6,
2015.
[3]
K.
Reátegui,
«Obtención
de
carbón
activado
a
partir
de
cáscara
del
fruto
de
la
calabaza
(Curcubita
ficifolia
Bouchë),»
Universidad
Nacional
Agraria
de
la
Molina,
2017.
[4]
V.
Bello,
P.
Fernández,
J.
Ramos
y
R.
Reyes,
«Fabricación
de
carbón
activado
granular
a
partir
de
dos
residuos
agrícolas,»
Revista
Bol.
Grupo
Español
Carbón,
nº
36,
pp.
22-26,
2015.
[5]
C.
Bardales,
J.
Cabos,
C.
León
y
E.
Jara,
«Enriquecimiento
proteico
de
los
principales
residuos
lignocelulósicos
agroindustriales
de
la
Región
La
Libertad
con
la
asociación
mixta
de
Trichoderma
reesei,
Chaetomiun
cellulolyticum
y
Candida
utilis
para
alimentación
animal,»
Revista
Arnaldoa,
vol.
27,
nº
1,
pp.
99-
114,
2020.
Vera
et al.
Residuos lignocelulósicos y método de producción del carbón activado
V
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,
(
p
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1
1
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-
1
2
1
)
[6]
W.
G.
Cortés,
«Materiales
lignocelulósicos
como
fuente
de
biocombustibles
y
productos
químicos,»
Tecno
E
s
u
f
a
,
p
.
3
,
2
0
1
1
.
[7]
A.
Oviedo
y
J.
Vinueza,
«Residuos
lignocelulósicos
y
sus
usos:
una
revisión,»
InfoANALÍTICA,
vol.
8,
nº
2,
2020.
[8]
A.
Filippín,
N.
Luna,
M.
Pérez
y
M.
Pozzi,
«Obtención
y
caracterización
de
carbón
activado
a
partir
de
residuos
olivicolas
y
oleícolas
por
activación
física,»
Revista
Avances
en
Ciencas
e
Ingeniería,
vol.
8,
nº
3,
pp.
5
9
-
7
1
,
2
0
1
7
.
[9]
E.
Aylas,
G.
Picasso
y
M.
Sun,
«Modificación
ácida
del
carbón
activado
y
la
influencia
del
grupo
sustituyente
en
la
absorción
de
compuestos
fenólicos,»
Revista
de
la
Socidad
Química
del
Perú,
vol.
82,
nº
3,
pp.
339-351,
2016.
[10]
G.
Cruz,
M.
Gómez,
R.
Keiski,
J.
Santiago,
J.
Solís
y
M.
Velásquez,
«Estudio
de
carbones
activado
impregnados
con
quitosano
y
su
comparación
con
carbones
comerciales,»
Revista
Soc
Quim
Perú,
vol.
82,
nº
3
,
p
p
.
3
7
3
-
3
8
4
,
2
0
1
6
.
[11]
M.
Hernández,
A.
Otero,
J.
F.
Hernández
y
Y.
Yperman,
«Características
fisicoquímicas
del
carbón
activado
d
e
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n
c
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a
s
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.
2
6
-
3
8
,
2
0
1
7
.
[12]
M.
Hernández,
A.
Otero,
J.
Falcon
y
Y.
Yan,
«Características
fisicoquímicas
del
carbón
activado
de
conchas
de
coco
modificado
con
HNO3,»
Cub
Quim,
vol.
29,
nº
1,
pp.
26-38,
2017.
[13]
P.
Rodriguez,
L.
Giraldo
y
J.
C.
Moreno,
«Oxidación
de
la
superficie
del
carbón
activado
mediante
HNO3
Y
H20:
Efecto
sobre
la
remoción
de
niquel
(II)
en
solución
acuosa,»
Revisa
Colombiana
de
Química,
vol.
40,
nº
3,
pp.
339-364,
2011.
[14]
A.
Velázquez,
E.
Bolaños
y
Y.
Pliego,
«Optimización
de
la
producción
de
carbón
activado
apartir
de
bambu,»
Revista
Mexicana
de
Ingeniería
Química,
vol.
9,
nº
3,
pp.
359-366,
2010.
[15]
C.
Sánchez,
«Caracterización
de
carbón
activado
a
partor
de
bambú
"Guagua
angustifolia
kunth"
utilizando
el
método
químico,»
Repositorio
Universidad
Nacional
Agraria
La
Molina,
2018.
[16]
C.
Diáz,
N.
Briceño,
M.
Baquero,
L.
Giraldo
y
J.
Moreno,
«Caracterización
textural
y
química
de
carbpon
activado
obtenido
a
partir
de
cuesco
de
palma
africana
a
diferentes
condiciones
de
temperatura
y
tiempos
de
caarbonización,»
Revista
Colombiana
de
química,
vol.
31,
nº
1,
pp.
119-129,
2002.
[17]
I.
Rodríguez,
«Elaboración
y
caracterización
de
carbón
activado
a
partir
de
residuos
agroindustriales
para
reducir
fluoruros
en
aguas
de
consumo,»
Escuela
Superior
Politécnica
de
Chimborazo,
Riobamba,
2020.
[18]
J.
Solís,
M.
Morales,
R.
Ayala
y
M.
Durán
,
«Obtención
de
carbón
activado
a
partir
de
residuos
agroindustriales
y
su
evaluación
en
la
remoción
del
color
del
jugo
de
caña,»
Tecnología,
ciencia
y
educación,
vol.
27,
nº
1,
pp.
36-49,
2012.
[19]
Á.
Sevillano
y
P.
Torres,
«Obtención
de
carbón
activado
a
partir
de
madera,»
Universidad
Nacional
de
Cuyo,
pp.
66-72,
2013.
[20]
A.
Correa
y
L.
Chávez,
«Producción
y
caracterización
de
carbón
activado
usando
vaina
de
frijol:
extracción
de
Cd+2
en
solución
acuosa,»
Ingenierías,
vol.
8,
nº
48,
2010.
ISSN-E:
2697-3650
M
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J
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130
Betty
Betsayda
Vera
Raza
es
egresada
de
la
carrera
de
Ingeniería
Química,
23
años,
nacida
en
la
Cuidad
de
Guayaquil.
Roddy
Argenio
Mero
Intriago
es
egresado
de
la
carrera
de
Ingeniería
Química,
29
años,
nacido
en
la
Cuidad
de
Santa
Ana,
parroquia
Honorato
Vázquez
Ayacucho.
Vera
et al.
Residuos lignocelulósicos y método de producción del carbón activado
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