Optimización de la producción de carbón activado a partir de bambú

Optimization of activated carbon production from bamboo

A. Velázquez–Trujillo, E. Bolaños–Reynoso y Y.S. Pliego– Bravo*

División de Estudios de Posgrado e Investigación – Instituto Tecnológico de Orizaba, Oriente. 9 #852. Col. E. Zapata. C.P. 94320, Orizaba, Ver. México. *Autor para la correspondencia. E–mail: ypliego2002@yahoo.com

Resumen

El presente trabajo tiene el fin de optimizar las condiciones de producción de carbón activado a partir de bambú Bambusa vulgaris striata. En la producción de carbón activado, se utilizó la metodología de superficie de respuesta con un diseño compuesto central para identificar los factores temperatura (T) y tiempo (t) de activación que maximizan el área superficial del carbón activado, el agente activante empleado fue vapor de agua. Se realizó la caracterización del carbón obtenido bajo condiciones óptimas, utilizando Normas ASTM y el método químico de Bohem para identificar grupos funcionales superficiales. Las condiciones óptimas de activación de carbón activado por activación física son T = 550.98 °C y un t = 122.76 min obteniendo como resultado un área superficial de 917 mg/g, con lo que se cumple el objetivo de haber aplicado la metodología de superficie de respuesta para optimizar las condiciones de producción de carbón activado, por activación física, cumpliendo con los requerimientos de calidad que el mercado demanda.

Palabras clave: optimización, carbón activado, adsorción, metodología de superficie de respuesta, diseño compuesto central.

Abstract

The aim of this work was to find the conditions of production of activated carbon form bamboo Bambusa vulgaris striata. In the production of activated carbon, the response surface methodology was used with a central compound design to identify the factors temperature (T) and time (t) of activation that maximize the superficial area of the activated carbon, the activator agent used was vapor of water. The characterization of the obtained carbon under optimum conditions was made using ASTM norms and the chemical method of Bohem to identify superficial functional groups. The optimum conditions of activation of activated carbon are T = 550.98 ^°C and a t = 122.76 min, superficial area of 917 mg/g. Keeping in mind the optimum conditions of production of activated carbon by physical activation. The quality of the activated carbon has a major effect on its market value.

Keywords: optimization, activated carbon, adsorption, methodology of response surface, central compound design.

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

Referencias

ASTM D2854–96, (1999). Standard test method for apparent density of activated carbon.         [ Links ]

ASTM D2866–99, (1999). Standard test method for total ash content of activated carbon.         [ Links ]

ASTM D2867–99, (1999). Standard test method for moisture of activated carbon.         [ Links ]

ASTM D3838–80, (1999). Standard test method for pH of activated carbon.         [ Links ]

ASTM D4607–94, (1999). Standard test method for determination of iodine number of activated carbon.         [ Links ]

Bohem, H. P. (1994). Some aspects of the surface chemistry of carbon black and other carbons. Carbon 32(5), 759–769.         [ Links ]

Box, G.E. P. y Wilson, K. B. (1951). On experimental attainment of optimum conditions. J.R.S.S. ser. B 13, 1–45.         [ Links ]

Choy, K., Barford, J. y McKay, G. (2005). Production of activated carbon from bamboo scaffolding waste–process design, evaluation and sensitivity analysis. Chemical Engineering Journal 109, 147–165.         [ Links ]

Gratuito, M. y Panyathanmaporn, R.–A. (2008). Production of activated carbon from coconut shell: Optimization using response surface methodology. Bioresource Technology 99 (11), 4887–4895.         [ Links ]

Gutiérrez, P. H., De la Vara, S. R. (2004). Análisis y diseño de experimentos. Editorial Mc Graw–Hill, México.         [ Links ]

Karacan, F., Ozden, U. y Karacan, S. (2007). Optimization of manufacturing conditions for activated carbon from Turkish lignite by chemical activation using response surface methodology. Applied Thermal Engineering 27(7), 1212–1218.         [ Links ]

Marsh, H., Heintz, E.A. y Rodríguez–Reynoso, F. (2001). Introduction to Carbon Technologies. Universidad de Alicante, Alicante, Espana.         [ Links ]

Montgomery, D. C. (2005). Design and analysis of experiments. Editorial John Wiley & Sons, Inc, U.S.A.         [ Links ]

Rodríguez– Reynoso, F., Molina–Sabino, M. y González, M. T. (1995). The use of steam and CO2 as activating agents in the preparation of activated carbons. Carbon 33, 15–23.         [ Links ]