Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) 2024. ISSN: 2737-6249  
Análisis fisicoquímico de tres variedades de carbón activado de cascarilla de arroz  
ANÁLISIS FISICOQUÍMICO DE TRES VARIEDADES DE CARBÓN  
ACTIVADO DE CASCARILLA DE ARROZ  
PHYSICOCHEMICAL ANALYSIS OF THREE VARIETIES OF RICE  
HUSK ACTIVATED CARBON  
1
1
1
Palacios-Zambrano Jandry Javier *; Vera-Vera Ángel Ricardo ; Arce-Santana Irma Elizabeth ;  
2
2
Lucero-Álvarez Mariela Gissela ; Barzola-Miranda Sonnia Ester ; Gutierrez-Lara Victor  
2
Eduardo  
1Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí Manuel Félix López. Campus  
Politécnico El Limón Km 11/2 vía la Pastora. Calceta, Manabí, Ecuador.  
2Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Av. Quito Km 1 ½ vía Santo Domingo. Quevedo, Los  
Ríos, Ecuador.  
*Correo: jandry_palacios@espam.edu.ec  
Resumen  
La investigación tuvo como objetivo analizar tres variedades de carbón activado de cascarilla de arroz.  
La variable independiente fue el tipo de activación del carbón activado con tres variedades, carbón  
activado con ácido fosfórico (CAAF), carbón activado físicamente (CAF) y carbón activado con ácido  
cítrico (CAAC). Las variables dependientes fueron acidez residual, humedad (%), pH y densidad  
aparente (g/L). Los experimentos se realizaron con cuatro repeticiones. Los resultados demostraron  
que el tipo de activación en el carbón activado modifica la acidez residual y pH, sobre todo en el  
tratamiento con CAAF, resaltándolo como mejor tratamiento también en las variables humedad (8,56  
%) y densidad aparente (0,37 g/L); concluyendo que el CAAF es la variedad de carbón activado que  
generaría mejores opciones en las aplicaciones de adsorción.  
Palabras clave: Carbón activado, arroz, adsorbente.  
Abstract  
The objective of the research was to analyze three varieties of rice husk activated carbon. The  
independent variable was the type of activated carbon activation with three varieties, phosphoric acid  
activated carbon (PAAC), physically activated carbon (PAC), and citric acid activated carbon (CAAC),  
the dependent variables were residual acidity, humidity (%), pH and bulk density (g/L); the experiments  
were carried out with four repetitions. The results showed that the type of activation in the activated  
carbon modifies the residual acidity and pH, especially in the treatment with PAAC, highlighting it as  
the best treatment also in the variables humidity (8,56%) and apparent density (0,37 g /L); concluding  
that PAAC is the variety of activated carbon that would generate better options in adsorption  
applications.  
Keywords: Activated carbon, rice, adsorbent.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 15 de junio de 2023.  
Fecha de aceptación: 09 de agosto de 2023.  
Fecha de publicación: 10 de enero de 2024.  
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Palacios-Zambrano et al. (2024)  
1
. Introducción  
ambiente creando un pasivo (Prada  
y Cortés, 2010).  
Los patrones  
agroindustriales  
globales crean modelos alimentarios  
disminuyendo las diferencias de  
consumos en productos (Peralta,  
La tendencia actual es mejorar la  
eficiencia productiva, usando menos  
recursos y desarrollando procesos  
con menor impacto en el medio  
ambiente (Martínez et al., 2021). La  
cascarilla de arroz tiene varias  
propuestas alternativas para su  
utilización como biocombustible  
2
020). Como afirma Flores (2020) en  
el caso del Ecuador se presenta gran  
variedad de alimentos de consumo  
masivo como pescados, mariscos,  
arroz, tubérculos, verduras, frutas,  
carnes entre otros (Ochoa, 2019),  
(Altamirano, 2021; Bastidas y Vera,  
destacando al arroz como  
un  
2
020), para disminuir los olores en  
producto de consumo generalizado  
en el territorio ecuatoriano (Viteri y  
Zambrano, 2016).  
las pocilgas de los cerdos (Hurtado  
et al., 2021), sustituto parcial del  
cemento en mezclas de hormigón  
(
Castro et al., 2021) y su conversión  
Desde un punto de vista social y  
productivo, el cultivo de arroz es el  
más importante en el Ecuador,  
representando alrededor de un tercio  
de la superficie cultivable del país  
en carbón activado para usos  
comerciales e industriales (Mejía,  
2
018).  
Pueden obtenerse dos productos de  
la cascarilla de arroz que son el  
carbón activado y la sílice, debido a  
su alta porosidad y área superficial,  
el carbón activado ha sido  
ampliamente utilizado como soporte  
absorbente y catalítico (Quijano,  
(MAGAP,  
2020).  
Su  
masiva  
elaboración genera subproductos de  
desecho en grandes cantidades,  
como es el caso de la cascarilla de  
arroz que la ubican como su principal  
residuo (Naveda et al., 2019).  
Debido a que el 20% del peso total  
del grano son residuos (Tobar y  
Quijije, 2017), el volumen de  
cascarilla de arroz producida puede  
superar las 100.000 toneladas/año,  
sumado a su baja degradabilidad  
natural, se acumula en el medio  
2
013). El carbón activado obtenido  
de la cascarilla de arroz se utiliza  
principalmente como absorbente en  
el tratamiento de aguas residuales  
(Rodríguez et al., 2012; Anchatuña  
et al., 2019) aunque sus propiedades  
permiten su uso para otros fines en  
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Análisis fisicoquímico de tres variedades de carbón activado de cascarilla de arroz  
la industria, como en operaciones de  
blanqueo de aceites comestibles  
arroz del sitio Las Jaguas del cantón  
Rocafuerte provincia de Manabí de  
la República del Ecuador.  
(Prada y Cortés, 2010).  
La producción de carbón activado se  
basa en la activación de estos  
materiales que contienen carbono  
La variable independiente, fue tipo  
de carbón activado (tres variedades).  
Por cada tratamiento se efectuaron  
cuatro repeticiones, obteniéndose 12  
unidades experimentales, que se  
muestran en la tabla 1.  
(Prieto et al, 2020). Citando a  
Quijano (2013) los diferentes  
activadores utilizados en el proceso,  
se dividen en dos tipos: activación  
física y activación química; en la  
activación física no se requiere un  
paso de purificación o tratamiento de  
aguas residuales, y el uso de  
reactivos químicos también puede  
verse afectado negativamente por la  
generación de desechos (López et  
al., 2016).  
Tabla 1.  
Tratamientos del estudio.  
Factor A  
Tratamiento  
a1: Carbón mediante  
activación con ácido T1  
fosfórico (CAAF)  
a2: Carbón mediante  
activación con ácido T2  
cítrico (CAAC)  
a3 Carbón mediante  
T3  
activación física (CAF)  
Como consecuencia a lo planteado  
este trabajo tuvo como objetivo  
analizar distintas variedades de  
carbones activados obtenidos de  
cascarilla de arroz y activados por  
método físico como químico, como  
una alternativa ecológica.  
Las variables dependientes en los  
carbones  
granulometría por vía seca, acidez  
residual, humedad densidad  
activados  
fueron  
y
aparente. Cada unidad experimental  
partió con 25 g de cascarilla de arroz  
para la obtención de carbón  
activado.  
2
. Metodología  
La parte metodológica se ejecutó en  
el laboratorio de química de una  
agroindustria, ubicada en la ciudad  
de Manta, Ecuador. La materia prima  
se obtuvo de la cascarilla de arroz  
variedad INIAP-11 en la piladora de  
2
.1. Elaboración y activación de  
los carbones  
Se muestrearon aleatoriamente 5 kg  
de cascarilla de arroz de la variedad  
2
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Palacios-Zambrano et al. (2024)  
INIAP-11 de la etapa final de pilado,  
posteriormente se trasladaron al  
laboratorio de química para su  
activación.  
En la figura 1 y 2 se detallan los  
diagramas de procesos de obtención  
carbón activado por método físico y  
químico.  
Cascarilla de arroz  
25 g  
Recepción en platos de  
porcelana  
1
2
3
4
5
6
7
8
Secado con estufa Kottermann  
1h a 105°C  
Agua  
Triturado en  
licuadora Oster  
Tamizado  
10-18 mesh (1-2 mm)  
Cascarilla de Arroz  
Agua destilada  
0 mL  
5
Hidratación  
Activación en mufla Termolyne  
2
h a 400°C  
Agua  
Agua en ebullición  
Lavado  
Hasta pH neutro  
Agua  
Secado con estufa Kottermann  
24 h a 105°C  
Agua  
Caracterización  
1
1
Rendimiento, pH  
humedad, entre otros  
Bodega  
Temperatura Ambiente  
(
25°C)  
Figura 1. Diagrama de proceso de activación física del carbón.  
2
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Figura 2. Diagrama de proceso de activación química del carbón.  
El tratamiento preparatorio para la  
activación se basó en secar en un  
aproximadamente 1-2 mm (malla 10-  
18 mesh) pasando a través de un  
tamiz FISHER SCIENTIFIC  
horno  
KOTTERMANN  
D3165  
Hänigsen (220 V, 925 W) a 105 °C  
por el lapso de una hora, donde se  
pusieron 500 gramos de cascarilla  
de arroz en un recipiente de  
porcelana para eliminar al máximo la  
cantidad de agua de la muestra. El  
COMPANY (ASTM E-11).  
Para el procedimiento de activación  
física se extrajo una muestra de 25  
gramos, llevándola a un mortero de  
1
00 mm, se humedeció con agua  
destilada (0,5 uS/cm) y se hirvió a,  
material  
fue  
reducido  
a
2
18  
Palacios-Zambrano et al. (2024)  
posterior se trasladó a una mufla  
TERMOLYNE. FB1315M por dos  
horas a 400 °C, después se enfrió en  
la mufla durante 24 horas hasta  
alcanzar la temperatura ambiente y  
el material resultante se lavó con  
agua destilada a pH neutro, para su  
medición fue usado un PH METER  
OAKION 35613-24.  
2.2.  
Caracterización  
de  
los  
carbones activados  
2
.2.1. Acidez residual  
Para llevar a cabo esta prueba, se  
tomó una cantidad de 1 g de carbón  
y
se colocó en un matraz  
Erlenmeyer, utilizando una balanza  
analítica MRC ASB220 C3, se  
determinó el peso preciso del  
carbón. Luego, se añadieron 50 mL  
de alcohol neutro al 95% y unas  
gotas de fenolftaleína al matraz. A  
continuación, se procedió a titular la  
mezcla utilizando una solución de  
hidróxido de potasio al 0,1 N. Los  
resultados de esta titulación se  
informaron en términos de mg de  
hidróxido de potasio (KOH) por  
gramo de muestra de carbón (INEN-  
ISO 660 2013).  
En el caso de la activación química,  
el primer paso consistió en usar 25  
gramos de arroz y 50 ml de volumen  
de ácido fosfórico al 40 % en un  
mortero de 100 mm por 24 horas,  
luego el secado de las muestras se  
realizó en un horno KOTTERMANN  
por dos horas  
a
150 °C.  
Seguidamente, se colocó en un  
horno de mufla TERMOLYNE  
durante dos horas para la  
carbonización a 400°C. Se enfrió en  
una mufla por el lapso de 24 horas,  
luego un lavado con agua destilada  
caliente hasta que se alcanzó pH  
neutro, y el material se secó a 105 °C  
durante 24 horas. Se usó el mismo  
método anterior para activar con  
ácido cítrico (Hidalgo y Rivera,  
푉푥푁푥56.1  
푚푔 퐾(푂퐻)/푔 =  
Donde:  
(Ec. 1)  
푝ꢀ  
V= volumen consumido de K(OH).  
N= normalidad de la solución de K(OH).  
pm= peso de la muestra de carbón.  
2.2.2. Humedad  
2
017).  
Se  
utilizó  
una  
termobalanza  
HB43-S  
Obtenidas las tres variedades:  
CAAF, CAF y CAAC, se procedió a  
caracterizar las muestras finales.  
METTLER  
TOLEDO  
Halogen. Se colocaron 4 g de la  
muestra en su plato de aluminio, se  
cerró el equipo y se inició el proceso.  
2
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