Parafraseando a T. V. Karman: Los cientficos estudian el mundo tal como es; los ingenieros crean el mundo que nunca ha sido 1

PRODUCCIN DE CARBN ACTIVADO

Resumen El carbn activado es un elemento que posee la virtud de adherir o retener en su superficie uno o ms componentes (tomos, molculas, iones) del lquido que est en contacto con l. Este fenmeno se denomina poder adsorbente. La adsorcin es la responsable de purificar, desodorizar y decolorar el agua u otros slidos, lquidos o gases que entre en contacto con el elemento adsorbente. Actualmente el carbn activado tiene mltiples usos en diversos campos, la extraccin de metales, purificacin de agua, tratamiento de aguas residuales o en filtros de purificacin, haciendo de este elemento un material idneo e insustituible. Palabras claves: activacin qumica, porosidad, adsorcin, activacin fsica

Abstract

Activated carbon is an element that has the virtue of adhering or retain on its surface one or more components (atoms, molecules, ions) of the liquid in contact with it. This phenomenon is called adsorbing power. Adsorption is responsible for purifying, deodorize and decolorize the water, or other solids, liquids and gases come into contact with the adsorbent element. Currently activated carbon has many uses in various fields, metal extraction, water purification, wastewater treatment or purification filters, making this an ideal and irreplaceable element material.

Keywords:chemical activation, porosity, adsorption, physical activation

1. INTRODUCCIN

Las primeras aplicaciones que ha

tenido el carbn durante la historia

inician con la medicina, donde se

usaba carbn vegetal como

adsorbente preparado a partir de

madera carbonizada. Luego los

griegos amplan el uso de este

elemento para filtrar agua y eliminar

los malos olores y sabores de est

para prevenir enfermedades.

La primera aplicacin industrial del

carbn activado tuvo lugar en

Inglaterra, en 1794, donde se us

como decolorante en la industria del

azcar.

En 1872, aparecen las primeras

mscaras con filtros de carbn

activado usadas en la industria

qumica para evitar la inhalacin de

vapores de mercurio.[1]

El punto de partida para el desarrollo

del carbn activado fue durante la

primera guerra mundial, pues debido

al uso de agentes qumicos se

hicieron filtros de carbn activado

para mscaras de gas lo que

promovi su expansin hacia otros

usos.

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El nombre de carbn activado se

aplica a una variedad de carbones

porosos preparados artificialmente,

por medio de un proceso con tapa. [2]

2. OBJETIVO GENERAL

Elaborar carbn activado en el laboratorio.

2.1. OBJETIVOS ESPECFICOS

Establecer una metodologa para la produccin de carbn activado y encontrar las variables que afectan directamente este proceso de activacin

Identificar los procesos fsicos y qumicos involucrados en la elaboracin del carbn activado.

Destacar la importancia del carbn activado en los procesos industriales

Identificar los equipos en el proceso de elaboracin y caracterizacin de carbn activado.

3. MARCO TEORICO

Carbn activado Es el medio ms comnmente usado para la adsorcin, producido por calentamiento de sustancias carbonosas o bases de celulosa en ausencia de aire. Tiene una estructura muy porosa y se utiliza comnmente para retirar la materia

orgnica y los gases disueltos en el agua. Disponible en forma granular, en polvo o bloque; la forma en polvo tiene mayor capacidad de adsorcin. La absorcin es un proceso por el cual los tomos en la superficie de un slido, atraen y retienen molculas de otros compuestos. Estas fuerzas de atraccin son conocidas como " fuerzas de van der Waals". Por lo tanto al ser un fenmeno que ocurre en la superficie mientras mayor rea superficial disponible tenga un slido, mejor adsorbente podr ser. El carbn activado es un producto que posee una estructura cristalina reticular similar a la del grafito; es extremadamente poroso y puede llegar a desarrollar reas superficiales del orden de 1,500 metros cuadrados, por gramo de carbn. [4] Estructura del carbonoActivado Todos los tomos de carbn en la superficie de un cristal son capaces de atraer molculas de compuestos que causan color, olor o sabor indeseables; la diferencia con un carbn activado consiste en la cantidad de tomos en la superficie disponibles para realizar la absorcin, en otras palabras, la activacin de cualquier carbn consiste en " multiplicar" el rea superficial creando una estructura porosa. Tipos de carbono activado. En trminos generales los carbones activados se clasifican en dos grandes grupos:

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Carbones para purificacin en fase liquida.

Carbones para purificacin en fase gaseosa.

Las propiedades ms importantes a considerar al seleccionar un carbn son el dimetro de los poros y las caractersticas de los mismos. Los poros de un carbn activado se clasifican en tres, de acuerdo a su tamao:

Microporos: Son poros con un radio de 20 A, son los que ms rea proporcionan. Son tiles para adsorber molculas muy pequeas, que generalmente se encuentran presentes en purificaciones de gases.

Poros medios: Se encuentran en el rango de 20- 500 A, y aunque su contribucin al rea total es menor que los microporos, su tamao les permite adsorber molculas grandes que por lo general estn presentes en purificaciones de lquidos.

Macroporos: Casi no contribuyen al rea total de un carbn pero su importancia radica en que actan como vas de acceso a los poros medios y microporos, afectando la velocidad de difusin de las impurezas en el carbn. [6] Parmetros que influyen sobre las propiedades de la absorcin. Capacidad vs. Cintica (Rata de reaccin).

Los parmetros de capacidad determinan las caractersticas de

carga del carbn (Concentracin de adsrbalo en el carbn en el punto de saturacin). La capacidad mxima de adsorcin del carbn solo se alcanza en el equilibrio.

Los parmetros cinticos solo determinan la rata de adsorcin, teniendo un efecto despreciable sobre la capacidad de adsorcin. rea Superficial: La capacidad de adsorcin es proporcional al rea superficial (Ella es funcin del grado de activacin del carbn). Tamao del Poro: La correcta distribucin del tamao de poros es necesaria para facilitar el proceso de adsorcin (suministrando los sitios de adsorcin, los poros finos, y los canales de transporte adecuados para el manejo del adsrbalo). [4] Tamao de las Partculas: Las partculas pequeas proveen una ms rpida rata de adsorcin (distancia ms cortas hasta los sitios de adsorcin). Nota: El tamao de partculas no influye sobre el rea superficial total. El rea superficial total es definida por el grado de activacin y por la estructura de los poros del carbn. Temperatura: Las temperaturas bajas aumentan la capacidad de adsorcin. Concentracin del adsrbalo: La capacidad de adsorcin es proporcional a la concentracin del adsrbato (altas concentraciones proveen grandes fuerzas de empuje durante el proceso de adsorcin).

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pH: La capacidad de adsorcin aumenta, con aquellas condiciones de pH que aumentan la solubilidad del adsrbato. Tiempo de Contacto: Para alcanzar el equilibrio en la adsorcin y maximizar su eficiencia, se requiere de suficiente tiempo de contacto. Cenizas: Las cenizas constituyen el componente inerte del carbn. En la mayora de los casos las cenizas solubles en agua son las de mayor consideracin. Densidad Aparente: Es utilizada para indicar la actividad de un volumen de carbn. Esta es significativamente ms baja que la densidad terica del slido (La actividad volumtrica es proporcional a la densidad aparente). Aplicaciones del carbn activado El carbn activado tiene una amplia gama de aplicaciones tanto en polvo como granular en medio lquido y gaseoso. En medio lquido abarca la decoloracin de licores de azcar, potabilizacin de aguas (eliminacin de olor, color, sustancias qumicas, bacterias), tratamientos de aguas residuales, decloracin de aguas para su uso en la fabricacin de bebidas refrescantes, decoloracin y mejora de bebidas alcohlicas, purificacin de grasas y aceites comestibles, purificacin de protenas, purificacin del plasma sanguneo, separacin de elementos metlicos (oro, plata), entre otras.

Por su parte en medio gaseoso encuentra sus aplicaciones en el almacenamiento y separacin de gases, en mscaras antigs, proteccin antirradiactiva en plantas nucleares, desodorizante de productos alimenticios, adems hoy tiene amplias perspectivas de aplicacin como soporte cataltico y como catalizador.[6]

BIBLIOGRAFA

[1] APELSA CARBONES. Qu es el carbn activado? [en lnea]. Disponible en: http://www.carbonapelsa.com.mx/pages/spanish/carbonactivado.html [2] Aspectos industriales de la

produccin de carbn activado [En

lnea].http://datateca.unad.edu.co/con

tenidos/201604/Archivosactividades2

013_2/201604LecturaAct12.pdf

[3] Carbn activado [En lnea]

http://www.carbonactivo.com/web/ind

ex.php?option=com_content&task=vi

ew&id=15&Itemid=29

[4] Carbn activado [en lnea].

http://articulos.aquamillfactory.com/?p

=619

[5] Carbn activado [en lnea].

Disponible en:

http://www.carbotecnia.info/carbon%2

0activado.htm

[6] Generalidades del carbn

activado [en lnea].

Parafraseando a T. V. Karman: Los cientficos estudian el mundo tal como es; los ingenieros crean el mundo que nunca ha sido 5

http://www.slideshare.net/renatolachir

a/carbn-activado