Estudio técnico-económico para la instalación de una planta de carbón activado a partir de una mezcla de cáscara de arroz y aserrín de madera

Abstract

En el Perú, el cultivo del arroz constituye una de las principales actividades económicas. Se caracteriza por su importancia en la dieta alimentaria, por su fuente generadora de trabajo y por constituir una alternativa para el desarrollo de la agroindustria. El procesamiento del arroz nos brinda una serie de subproductos que incluyen a la pajilla, polvillo, arrocillo y ñelen. La pajilla está constituida por las cascarillas del arroz provenientes del proceso del pilado y es empleado en la fabricación de detergentes, como combustible en ciertos tipos de calderos, en la elaboración de alimentos balanceados para animales, etc. Por otro lado, la Industria Peruana utiliza considerable cantidad de Carbón Activado, cuya demanda no satisface la producción nacional, la misma que es importada para satisfacer dicha demanda. De acuerdo a las investigaciones realizadas sobre la obtención del Carbón Activado se vio que la materia prima utilizada en la obtención del carbón activado es diversa, tales como los siguientes: huesos de animales; sangre de animales; madera; cereales; cáscara de café, de arroz, de coco, de habas; copolímeros vinílicos; el carbón de petróleo; llantas recicladas; etc. De lo expuesto anteriormente, el presente trabajo tiene por objeto proponer como una alternativa de materia prima las cascarillas del arroz para la obtención del Carbón Activado en polvo, puesto que en el Perú no es aprovechada industrialmente para estos fines y se desecha en grandes volúmenes. En vista de ello realizamos pruebas de obtención de carbón activado, utilizando como materia prima una mezcla de cascarilla de arroz con aserrín de madera; por el método de activación química, para lo cual usamos como reactivo activante el cloruro de zinc y cloruro férrico. Las diversas pruebas para establecer los parámetros óptimos tales como temperatura de carbonización y activación, tiempo de carbonización y activación, concentración del agente activante; fueron realizados en el Laboratorio de Química Orgánica de la Facultad de Ingeniería Química, así como en la empresa Hornos Industriales S.A. La producción a nivel de laboratorio fue de 22 a 24 % y a nivel de planta piloto fue de 28 a 33 % en peso (base seca) de la mezcla: cascarilla de arroz y madera, lo que nos indica un valor bastante aceptable como para empezar a realizar un estudio técnico. Los resultados obtenidos demuestran que el carbón activado es bastante aceptable para la decoloración de aceites esenciales y medianamente aceptable para la refinación del azúcar crudo. El estudio orienta al diseño de una planta a nivel industrial, la que estará ubicada en una zona industrial del norte del país (Lambayeque), por encontrarse más cerca de las empresas que proporcionarían la materia prima en mayores volúmenes. La Planta diseñada permitirá procesar 4,0 TM. de materia prima (2,4 TM de cascarilla y 1,6 TM de aserrín) por día de operación. Su abastecimiento está garantizado por la existencia de empresas que procesan el arroz y por la presencia de grandes aserraderos cercanos a la zona, disponible a un costo muy bajo. Así como el abastecimiento de insumos tales como el reactivo activante, se disponen de reactivos sustitutos. La producción diaria de carbón activado será de 1,2TM/día, con un costo de producción de 1,089 US $/Kg., por tener un costo de materia prima bastante bajo.