Obtención y caracterización fisicoquímica de biocarbones mediante pirólisis de residuos orgánicos del Mercado 25 de junio de Machala. - León Torres, Adrian Steven (My University, 2024)
The objective of this research was the production and physicochemical characterization of biochars from organic waste, specifically coconut shell and orange peel, collected from the "25 de Junio" market in Machala. The biochars were obtained through slow pyrolysis at three different temperatures: 300 °C, 400 °C, and 500 °C. Various physicochemical properties were evaluated, including yield, pH, fixed carbon content, ash content, volatile matter content, and surface functional group analysis by Boehm titration (phenolic, lactone, carboxylic, pyrone, and chromene groups). The results showed that increasing the pyrolysis temperature reduced the yield and volatile matter content, while increasing the fixed carbon and ash content. Biochars obtained at lower temperatures (300 °C) exhibited a greater presence of acidic functional groups, such as phenolic and carboxylic groups, which are suitable for the adsorption of metal cations in contaminated water treatment. In contrast, biochars produced at higher temperatures (500 °C) showed a predominance of neutral groups such as pyrone and chromene, which favor the retention of anionic contaminants. Biochars derived from coconut shell showed a higher fixed carbon content and a lower amount of acidic functional groups, suggesting their potential application as a stable adsorbent or catalytic support. On the other hand, orange peel biochars, with a greater diversity of surface groups, stood out for their versatility in the adsorption of different contaminants. These findings demonstrate that the production of biochars from organic waste generated in municipal markets represents a sustainable alternative for organic waste valorization and the development of efficient adsorbent materials for the treatment of contaminated water and/or soil.
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo la obtención y caracterización fisicoquímica de biocarbones a partir de residuos orgánicos, específicamente cáscara de coco y cáscara de naranja, recolectados en el mercado 25 de Junio de Machala. Los biocarbones fueron obtenidos mediante pirólisis lenta a tres temperaturas diferentes: 300 °C, 400 °C y 500 °C. Se evaluaron diversas propiedades fisicoquímicas, tales como rendimiento, pH, contenido de carbono fijo, contenido de cenizas, contenido de volátiles y análisis de grupos superficiales mediante titulación de Boehm (fenólicos, lactonas, carboxílicos, pirona y cromeno). Los resultados mostraron que el aumento de la temperatura de pirólisis redujo el rendimiento y el contenido de volátiles, mientras que incrementó el contenido de carbono fijo y cenizas. Los biocarbones obtenidos a temperaturas más bajas (300 °C) presentaron mayor presencia de grupos funcionales ácidos, como fenólicos y carboxílicos, que son adecuados para la adsorción de cationes metálicos en tratamientos de aguas contaminadas. En contraste, los biocarbones producidos a temperaturas elevadas (500 °C) mostraron una predominancia de grupos neutros como pirona y cromeno, los cuales favorecen la retención de contaminantes aniónicos. Los biocarbones derivados de cáscara de coco presentaron mayor contenido de carbono fijo y menor cantidad de grupos funcionales ácidos, lo que sugiere su potencial aplicación como adsorbente estable o soporte catalítico. Por otro lado, los biocarbones de cáscara de naranja, con mayor diversidad de grupos superficiales, se destacaron por su versatilidad para la adsorción de diferentes contaminantes. Estos hallazgos evidencian que la producción de biocarbones a partir de residuos orgánicos de los mercados municipales representa una alternativa sostenible para la valorización de desechos orgánicos y el desarrollo de materiales adsorbentes eficientes en el tratamiento de aguas y/o suelos contaminados.
Keywords: BIOCARBOLN, PIROLISIS; CASCARA DE COCO; CASCARA DE NARANJA; GRUPOS SUPERFICIALES