El documento compara las características físico-químicas del carbón activado obtenido a partir de la cascarilla de arroz con otros precursores como la cascara de coco y la cascarilla de café. Se analizaron propiedades como el tamaño de poro, composición elemental y capacidad de adsorción, encontrando que los materiales con mayor contenido de carbono produjeron carbones activados con mayores porcentajes de adsorción.

1. CARBON ACTIVADO DE CASCARILLA DE ARROZ Y SU COMPARACION FISICO-
QUIMICA CON OTROS MATERIALES PRECURSORES
Vélez Ramírez, Samir Andrés
Programa de Química
Universidad del Atlántico
Barranquilla, Colombia
Savr01@hotmail.com
RESUMEN
Con el tiempo se han usado diferentes materiales lignocelulósicos para la producción de carbón
activado en los cuales se requieren materias primas que tengan estructura porosa, suficiente
resistencia mecánica, bajo contenido de material inorgánico, altos contenidos de carbono y
abundancia. Se realizó una comparación de las diferentes características físico-químicas entre el
carbón activado obtenido a partir de la cascarilla de arroz y otros precursores para su producción,
tales como la cascara de coco y cascarilla de café.
PALABRAS CLAVES: Carbón activado, lignocelulósicos, absorción.
INTRODUCCIÓN
En la actualidad se obtenienen diferentes
desechos industriales debido a las diferentes
actividades que hace el ser humano, y
muchas de estas se provienen de la actividad
agroindustrial [1], a partir de aquí pueden ser
obtenido diferentes tipos de carbones
activados de estos desechos.
La obtención de Carbones Activados a partir
de material lignocelulósico es ampliamente
usada en la industria debido al bajo costo y a
la abundancia de este tipo de materiales. Este
tipo de precursores son muy importantes,
pues permiten la obtención de carbones
activados con variedad de tamaños y
distribuciones de poro, variando las
condiciones de preparación tales como
temperaturas, tiempos de activación y
agentes activantes [2]. Las propiedades
finales de un carbón activado están
determinadas en gran medida por el material
precursor, debido a que es éste quien
establece en forma esencial las
características estructurales del carbón
resultante. Durante el proceso de activación
del mismo es abrir los poros del material,
igualmente se presentan reacciones de
oxidación y degradación [3,4].
FIGURA 1. Tipos de Carbones Activados
En Colombia, la producción de arroz es una
actividad importante debido a que es un
alimento altamente consumido. El área
1

2. cosechada de arroz en el periodo enero -
junio de 2017 la producción total de arroz
Paddy verde en Colombia fue de 989.959
toneladas. Esto obedeció a que todos los
departamentos registraron incrementos en la
producción de arroz respecto al mismo
periodo de 2016 [5]. El departamento de
Casanare contribuyó con 77.209 ha,
equivaliendo a 377.129,5 t de arroz. Durante
la producción de arroz la cascarilla es
desechada y se convierte en un residuo, ésta
equivale al 20% del peso total [6].
I METODOS PARA LA OBTENCION
DE CARBON ACTIVADO
Tradicionalmente, se han desarrollado dos
procesos mediante los cuales es posible
obtener carbón activado. En el primero de
ellos se realiza una activación física, ésta
consiste en someter a fuerte calentamiento el
material precursor, teniendo en cuenta no
sobrepasar la temperatura de gasificación de
éste. En el otro, se lleva a cabo una
activación química, ésta consiste en calentar
a temperaturas relativamente bajas
adicionando agentes deshidratantes como
H3PO4, ZnCl2, KOH, NaOH etc. [7, 8].
Actualmente se prefiere emplear H3PO4
como agente activante frente al ZnCl2 debido
a que este último genera significativos
problemas de contaminación
medioambiental. Mientras que, por otro lado
el KOH es un agente de activación ideal
cuando se tiene materiales con alto
contenido de carbón y bajo contenido de
volátiles como por ejemplo carbón mineral
[4].
II COMPOSICION DE LA
CASCARILLA DE ARROZ
F I
G
U
R
A
2.
Composición elemental
FIGURA 3. Composición química
elemental
2

3. III COMPOSICION DE LA CASCARA
DE COCO Y CASCARILLA CAFÉ
FIGURA 4. Composición elemental
FIGURA 5. Composición principales
subproductos del procesamientos del
café
FIGURA 6. Composición química
promedio cascara de coco
IV CARACTERISTICAS DE LOS
DIFERENTES TIPOS DE CARBON
ACTIVADO
ANALISIS
ELEMENTAL
TAMAÑO DE
POROS
ADSORCION BIBLIOGRAFIA
CASCARILLA DE
ARROZ
0.35-0.7 nm
198-257
mg/L
Ballesteros y
Col. (2014)
CASCARA DE
COCO
0.18-0.57
nm
208-279
mg/L
Olofsson
(2013)
CASCARILLA DE
CAFE
0.48-0,8nm
268-325
mg/L
Nerbalarz y
col. (2015)
FIGURA 7. Comparaciones
V CONCLUSIONES
3

4. Al comparar las propiedades de los
productos finales con los procedimientos
individuales para la obtención de cada una
de las propiedades (tabla 7), no hay una
gran diferencia o pérdida de calidad en las
propiedades más significativas como
estructura, volumen de poro y capacidad de
adsorción, ya que sabes cómo estas
propiedades dependen de cada material
lignocelulósico de partida que le dan ciertas
características específicas al carbón
activado.
Por la presencia de carbohidratos, proteínas
y otros compuestos en la cascarilla de café,
se han iniciado proyectos para su
aprovechamiento, ya que a estos últimos se
les han atribuido capacidades antioxidantes y
antimicrobianas. Sin embargo, aún es
necesario llevar a cabo estudios que
permitan el desarrollo de tecnologías y
procedimientos para un aprovechamiento
integral del residuo agroindustrial.
Debido a que el carbón activado puede ser
empleado en varios procesos de remoción, se
considera que el proceso de adsorción
empleando residuos lignocelulósicos además
de ser factible es relativamente amigable con
el ambiente.
Al comparar las composiciones
elementales (tablas 2, 4 y 6), se pudo
apreciar que aquellos en los cuales se
presentó mayor composición elemental
de Carbono, fueron lo que dieron mayores
porcentajes en los rendimientos de
absorción.
REFERENCIAS
1. C. Carrillo, J. Albarracin, X. Pereira
2013. Silicates and active carbon
obtained by the use of husk rice – a
review. Scientia et Technica Año XVIII,
Vol. 18, No 2.
2. Rodríguez-Reinoso, F. & Linares-
Solano, A. (1989). Microporous
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140-146.
3. T. Budinova, E. Ekinci, F. Yardim, A.
Grimm, E. Björnbom, V. Minkova, M.
Goranova, “Characterization and
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10, pp. 899-905, 2006.
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14). Boletín de prensa: Encuesta
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de 2017.
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Amorós, and A. Linares-Solano,
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8. D. Lozano-Castelló, M. A. Lillo-
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27, no 1, pp. 36-48, 2012.
10. C. Chen, P. Zhao, Y. Huang, Z.
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characterization of activated carbon
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12. D. Sidiras, F. Batzias, E. Schroeder, R. Ranjan, M.
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14. E. Apaydın-Varol and A. E. Pütün,
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15. Bhatnagar A., Hogland W., Marques
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methods of activated carbon for its
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16. Boudrahem F., Bennisad- Aissani F.
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for the removal of lead ions from
aqueous phase using activated
carbon developed from coffee
residue activated with zinc chloride.
J. Environ. Manage. 90 (10), 3031-
3039.
17. Caccin M., Giorgia M., Giacobbo F.
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Desalin. Water. Treat. 57 (10),
4557-4575
5

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