R+D CSIC es una publicación electrónica de la Oficina de Transferencia de Tecnología (OTT) para dar a conocer la investigación de los centros del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Está elaborada por la Unidad de Comunicación y Transferencia de Tecnología, Delegación del CSIC en Cataluña.

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Revalorización de subproductos
Carbones activos a partir de la pulpa de manzana

15 de noviembre de 2005

El Instituto Nacional del Carbón del CSIC junto a otro instituto suizo ha patentado un nuevo procedimiento para la producción de carbones activos a escala industrial a partir de la pulpa de manzana. El proceso permite aprovechar un subproducto como la pulpa, que se genera en la fabricación de la sidra y de zumos de manzana, y obtener carbón activo con distintas texturas porosas a un bajo coste relativo. El Instituto está buscando socios industriales del sector de la fabricación de sidra y zumos de manzana, productores de carbones activos y otras empresas interesadas en la aplicación industrial de este método.

 
   

Los carbones activos son materiales con muy buenas propiedades para la adsorción tanto de gases como de líquidos. Por eso son ampliamente utilizados en muchos sectores industriales: industrias farmacéuticas, licoreras, alimentarias, cigarreras, textiles, fabricantes de grasas y aceites, productoras de gases, sistemas de aire acondicionado o control de emisiones, entre otras.

En los últimos años, la creciente demanda de nuevos sistemas de almacenamiento de energía ha impulsado la aplicación de los carbones activados en electrodos de condensadores eléctricos de doble capa, también llamados supercondensadores. Estos dispositivos presentan un gran número de aplicaciones en sistemas de copias de seguridad para ordenadores, telefonía móvil, sistemas de potencia ininterrumpida, escaners, etc. Dentro del sector de la automoción, los supercondensadores tienen un gran campo de aplicación en la emergente industria del vehículo eléctrico e híbrido.

Para la obtención de carbones activados, se usan como precursores una gran variedad de materiales, todos ellos con un alto contenido en carbono, tales como carbón mineral, madera (serrín, virutas), huesos de frutas (aceitunas, melocotones, cerezas, etc.), cáscaras de frutos (almendras, avellanas, cocos, nueces,etc.), turba, breas, coques, etc.

Un equipo de investigadores del Instituto Nacional del Carbón del CSIC junto a otro instituto suizo ha desarrollado un procedimiento que aprovecha la pulpa de manzana, para obtener carbones activados con distinta textura porosa, seleccionando las condiciones de preparación. El proceso permite aprovechar un subproducto como la pulpa que se genera en la fabricación de la sidra y de zumos de manzana y obtener carbón activado a un bajo coste relativo.

El proceso consta de las siguientes etapas: 1. Secado la pulpa de manzana procedente de la producción industrial de sidras y zumos de manzana; 2. Tratamiento térmico de la pulpa de manzana seca bajo atmósfera inerte; 3. Molienda y tamizado del producto carbonizado; 4. Tratamiento térmico del material carbonizado bajo una corriente de nitrógeno- vapor de agua; 5. Lavado de los carbones activos con ácido clorhídrico y agua destilada y secado de dichos materiales; 6. En algunos casos, oxidación electroquímica de los carbones activos.

Permite obtener estructuras microporosas muy desarrolladas con menores costes: usa vapor de agua como agente activante y temperaturas inferiores a las habituales 

Menos costes y menos impacto ambiental

Los carbones activos obtenidos son muy interesantes desde el punto de vista tecnológico por su bajo coste relativo, su elevada porosidad (son microporosos, con un tamaño de poro comprendido entre 8 y 15 Amstrong, volumen de microporos en el rango 0.3-0.6 centímetros cúbicos por gramo y área superficial específica BET entre 900 y 1600 metros cuadrados por gramo) y por sus buenas prestaciones como electrodos de supercondensadores (capacidad eléctrica específica comprendida entre 100 y 250 Faradios por gramo).

El proceso presenta numerosas ventajas respecto a los ya existentes. Es un método simple que permite la preparación a escala industrial de carbones activos con una estructura microporosa muy desarrollada y presenta cambios sustanciales respecto a los procedimientos de obtención de carbones activados a partir de residuos lignocelulósicos.

Por otro lado, utiliza vapor de agua como agente activante, más económico y menos corrosivo que los agentes químicos utilizados habitualmente y se realiza a temperaturas inferiores a las aplicadas en la activación física de materiales lignocelulósicos, lo que facilita y simplifica el proceso. Todo ello se traduce en unos menores costes así como en un menor impacto medioambiental.

 

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