Universidad de Alicante

Teniendo en cuenta las limitaciones anteriormente descritas, en la presente invención se describe un procedimiento muy sencillo para obtener piezas de carbón activo (monolitos) a partir de un residuo agrícola no utilizado hasta la fecha, como es la cáscara del cacao, y cuyas características y prestaciones técnicas finales lo hacen muy adecuado para su aplicación en flujos industriales (gases y/o líquidos).

El procedimiento de síntesis de carbón activado a partir de cascarilla de cacao comprende las siguientes tres etapas esenciales, más una etapa previa (que es opcional):
1. Prensado de la cascarilla de cacao para obtener el monolito.
2. Carbonización del monolito en atmósfera inerte a una determinada temperatura para obtener un monolito carbonizado de la cascarilla de cacao.
3. Activación del monolito carbonizado en atmósfera de dióxido de carbono a una determinada temperatura durante un tiempo concreto para obtener así el monolito de carbón activo.

Opcionalmente, antes de aplicar el prensado de la etapa 1, la cascarilla de cacao se puede lavar con un medio acuoso acidificado para eliminar la materia mineral de la cáscara, con lo que se consigue aumentar la porosidad del carbón activado resultante. Esta etapa se lleva a cabo a una determinada temperatura y requiere un filtrado posterior, un lavado y un secado.

Mediante este novedoso procedimiento, se obtienen monolitos de carbón activo perfectamente definidos y que poseen una elevada resistencia mecánica (véase Figura 1).

Figura 1: monolitos de carbón activo obtenidos a partir de cáscaras de cacao durante las distintas etapas de preparación (de izquierda a derecha: fresco, carbonizado y activado)

El carbón activo obtenido mediante el presente procedimiento es idóneo para ciertas aplicaciones industriales, ya que tiene una estructura esencialmente microporosa. Esta microporosidad es similar a la que se obtiene con otros precursores de carbón activado tales como: brea, celulosa, antracita, etc.

Hasta un 40% de activación, se genera microporosidad estrecha, mientras que a mayores porcentajes de activación, tiene lugar un ensanchamiento de la microporosidad, generándose supermicroporos.

VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA

• Se trata de un procedimiento muy sencillo.

• Permite desarrollar estructuras porosas de forma controlada.

• Permite transformar residuos agrícolas (cascarilla de cacao) en un producto de alto valor añadido e interés industrial.

• El procedimiento puede aplicarse a mezclas de residuos agrícolas o forestales de cualquier origen, junto a la cascarilla de cacao, en cualquier proporción en peso.

• Los materiales de partida utilizados presentan propiedades autoaglomerantes, por lo que no hace falta utilizar agentes aglomerantes adicionales.

• No hay etapas adicionales para su consolidación.

• La estructura microporosa resultante es muy adecuada para aplicaciones en flujos industriales (líquidos y/o gases).

• Los monolitos obtenidos presentan una elevada resistencia mecánica.

• El procedimiento es viable tanto desde un punto de vista económico como técnico.

• Se trata de un procedimiento que es respetuoso con el medio ambiente.

ASPECTOS INNOVADORES DE LA TECNOLOGÍA

• Empleo de la cascarilla del cacao como un novedoso precursor lignocelulósico para la síntesis de carbones activos (monolitos) de gran calidad para aplicaciones industriales.

• A diferencia del resto de procedimientos descritos hasta la fecha para la síntesis de monolitos de carbón activo, en la presente invención, el conformado del material se realiza en una etapa previa a la carbonización y activación.

• La propia materia prima actúa como autoaglomerante, por lo que no es necesario utilizar agentes aglomerantes adicionales, ni etapas posteriores de consolidación.

Tras múltiples ensayos, se ha conseguido optimizar la tecnología a nivel laboratorio. El grupo de investigación posee el know-how necesario para su escalado industrial.

La presente invención se enmarca dentro del campo de la Tecnología de los materiales, y en particular, se refiere a un procedimiento para sintetizar monolitos de carbón activo a partir de residuos agrícolas.

Concretamente, resulta viable (tanto técnica como económicamente) la revalorización de la cascarilla de cacao para obtener monolitos de carbón activado para aplicaciones en distintos sectores industriales, tales como: