Diseño de una planta de producción de carbón activado mediante activación física a partir de cuesco de coco (Cocos nucifera L.)

Abstract

El cuesco de coco es la parte dura del endocarpio de la fruta, representa del 80 al 85 % de la ésta y actualmente es un desecho agroindustrial. Entre los principales usos que se pueden dar a estos desechos está la producción de carbón activado, que le brinda un valor agregado a la materia prima, además de ayudar en la reutilización del cuesco. Se determinó que la temperatura de carbonización del cuesco de coco es de 500 ºC y el tiempo de pirolisis de 30 min producidos en el horno Nichols Herreshoff mono solera debido al porcentaje de carbón fijo producido (72,72 %) y la alta dureza (92,89 %). Con una activación de 150 min y un flujo constante de 40 kg/h de vapor, el carbón activado producido a 850 ºC tiene un índice de yodo de 1 193 mg I2/g CA y una dureza del 70,41 %, mientras que a 950 ºC su índice de yodo es de 1 371 mg I2/g CA y una dureza de 36,94 %. Con los datos de la carbonización de la materia prima obtenidos en un equipo de termogravimetría se obtuvo la cinética de pirolisis, cuya constante fue 1,60 min-1 y un tiempo de conversión de 24,85 min. La constante cinética de activación con vapor en el horno Nichols Herreshoff fue de 62,18 cm3gas∙mol-1∙s-1 para 850 ºC y 56,53cm3gas∙mol-1∙s-1 para 950 ºC. La planta de producción de carbón activado de cuesco de coco cuenta con un horno rotatorio que carboniza y activa la materia prima, además de un caldero que produce el vapor necesario y una zona de enfriamiento del carbón activado y su ensacado. Se realizó un estudio económico preliminar de la implementación de una planta de producción de 10 t/mes de carbón activado. Se determinó que con una inversión de 125 000 USD, se tendría una Tasa Interna de Retorno (TIR) del 18 % con un Valor Actual Neto (VAN) de 22 000,26 USD, calculados a un horizonte de 10 años, lo que significa que el proceso es rentable