Este documento describe la producción y caracterización de carbón activado a partir de madera de palma aceitera. El proceso involucra pirolisis de la madera a 390°C para producir carbón, seguido de activación con caliza a 806°C para desarrollar porosidad. El carbón activado resultante tuvo 13.7% de contenido, un área superficial de 1084 m2/g y capacidad de adsorción de azul de metileno de 90.9 mg/g, mostrando su potencial para aplicaciones de adsorción.

1. Universidad de Sonora
Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia
Carbón Activado a Partir de Madera de Palma y su
Caracterización
OPERACIONES UNITARIAS II
PROFESOR: MARCO ANTONIO NÚÑEZ ESQUER
ALUMNO: IRVIN ALEX IS PÉREZ GARCÍA
SEMESTRE 2019 -1
07 de marzo de 2019

2. ¨Preparación y caracterización de carbón
activado a partir de madera de palma
aceitera y su evaluación con la adsorción de
azul de Metileno¨
A.L. Ahmad y M.M. Loh (Escuela de Ingeniería Química, Universidad Sains Malasia,
Malasia)
J.A. Aziz (Escuela de Ingeniería Mecánica, Universidad Sains Malasia, Malasia)
Tintes y Pigmentos, Vol. 75, pp 263-272, 2007

3. Contenido
1. Introducción
2. Materiales y método
3. Resultados y discusión
4. Conclusión

4. Introducción

5. Palma aceitera y su problema en Malasia
- (corozo, palma africana de
aceite) Es una palma del género
Elaeis
- Originaria de África occidental
- Es la segunda fuente más
grande para la obtención de
aceite
- Se desechan 7.02 M de
troncos en promedio anual

6. Carbón Activado
- Son materiales a base de
carbono
- Tienen porosidad altamente
desarrollada
- 1 gr alberga más de 400 m2 de
área superficial
- Usos en: Tratamiento de agua
o gases y catálisis
- Fuente: Huesos (semilla) de
fruta, coco, paja de arroz y café

7. Producción del carbón activado
(general)
1. Pirolisis: Proceso de calentamiento a altas temperaturas para
transformar materia prima en carbón
2. Activación: Sometimiento a flujos de gases oxidantes suaves (CO2,
vapor de agua o gases de combustión) a temperaturas altas de
alrededor de 500 °C - 1000 °C
- La activación se logra cuando se oxida la materia y su estructura
cristalina cambia dando lugar a mejor porosidad

8. Materiales y Método

9. Madera de palma cruda
Origen: Campus de Ingeniería en Nibong Tebal, Penang
en Malasia
Dimensiones promedio: (5x5x30) cm3
Secado a condiciones ambientales
Tabla 1. Características de la madera de palma aceitera cruda

10. Proceso de Pirolisis
Fig. 1. Diagrama
esquemático de la
planta piloto de
pirolisis

11. Proceso de activación
Fig. 2. Diagrama
esquemático de
planta piloto de
activación

12. Proceso de activación (1)
Utilización de caliza para obtener agentes activantes
◦ La disociación de la caliza y productos de la combustión del gas LP
proporcionan gases oxidantes suaves (CO2 y H2O)

13. Resultados y discusión

14. Pirolisis
Disminución de carbón combustible debido a la rotura de cadenas de carbono grandes
y perdida de materia volátil.
Aumento en el contenido de carbono fijo
Tabla 2. Características finales
luego de la pirolisis a diferentes
periodos y a flujo de aire de 7
m3/h

15. Producción de carbón activado
A menor temperatura se obtiene mayor porcentaje de CA, pero;
Gran parte de los poros están ocupados
Se encuentra en combinación con otras especies
El aumento en la temperatura implica pérdidas de CA
Tabla 3. Temperaturas finales de
activación y análisis de CA
obtenido a diferentes periodos

16. Porosidad, área superficial y tamaño
promedio de poros
A periodos de activación de 1.5 a 3
horas la capacidad de adsorción
disminuye
En estos periodos los poros son
bloqueados (tapados) por materia
fundida
A periodo de 3.5 horas se
destapan los poros y;
Predomina la presencia de
microporos Fig. 3. Volumen de N2 adsorbido contra
presión relativa para diferentes periodos

17. Porosidad, área superficial y tamaño
promedio de poros (1)
Fig. 4. Área superficial
contra periodo de activación
Fig. 5. Fracción de microporos contra
periodo de activación. Base: 7.45 kg
de caliza a flujo de 202 ml/s

18. Porosidad, área superficial y tamaño
promedio de poros (2)
Fig. 6. Diámetro
promedio de
poros a diferentes
periodos de
activado

19. Adsorción de azul de Metileno
◦ El azul de metileno (tamaño molecular de 19 nm) es un compuesto ampliamente utilizado para
simular la adsorción de contaminantes orgánicos en soluciones acuosas.
Fig. 7. Relación entre máxima
capacidad de adsorción de AM
de Langmuir y el área
superficial

20. Conclusiones
1. Es posible preparar carbón activado con porosidad relativamente bien
desarrollada a la vez que se utiliza un proceso de pirolisis amigable
con el medio ambiente.
2. El producto obtenido puede tener aplicaciones en ambas
adsorciones liquidas y gaseosas

21. Conclusiones (2)
3. A condiciones de pirolisis de 7 m3/h durante 4 horas (390°C) y
condiciones de activación con 7.45 kg de caliza adicionados a flujo de
aire de 202.4 ml/s por 3.5 horas (806 °C); el carbón activado obtenido
a partir de madera de palma aceitera:
◦ 13.7% de carbón activado
◦ 68.3% de carbón base
◦ 1084 m2/g de área BET
◦ 931.6 m2/g de área superficial de microporos
◦ Capacidad de adsorción de AM de 90.9 mg/g