ES2712325A1 - Uso del kenaf como material absorbente - Google Patents
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Abstract
Uso del kenaf como material absorbente. La presente invención se refiere al uso del kenaf, Hibiscus cannabinus, como absorbente de agua líquida o disoluciones en las cuales el agua sea el componente principal.
Description
DESCRIPCION
USO DEL KENAF COMO MATERIAL ABSORBENTE
La presente invencion se refiere al uso del kenaf, Hibiscus cannabinus, como absorbente de agua llquida.
Antecedentes de la invencion
El kenaf es una planta anual o bianual originaria de Africa y Asia aunque se ha conseguido aclimatar en otras regiones del mundo.
El kenaf y mas habitualmente las fibras de la parte exterior tienen numerosas aplicaciones que ya han sido descritas.
Por ejemplo la planta de kenaf y en concreto la parte interna del tallo de kenaf se ha utilizado como material aislante, y tambien para realizar tableros.
Las aplicaciones mas cercanas que ya refieren el uso del kenaf como absorbentes de llquidos se describen por ejemplo en la patente con numero de publicacion US5271691 donde se cita el uso del corazon del tallo de kenaf como absorbentes de aceite o petroleo en agua; igualmente en la patente con numero de publicacion US9375506, se describe un dispositivo absorbente de fluidos corporales, del que puede formar parte el kenaf qulmicamente blanqueado por el proceso Kraft. En este documento no se especifica que parte de kenaf se utiliza.
Existen un gran numero de solidos absorbentes de agua y humedad. Algunos de ellos son sustancias peligrosas que no deben estar al alcance de trabajadores no cualificados o el publico en general, como son el acido sulfurico, el oxido de fosforo (V) o hidroxidos alcalinos. El material al que se refiere esta invencion no es toxico ni corrosivo, no dana la piel y su grado de peligro no excede al de una madera blanda o el carbon vegetal.
Otro grupos de absorbentes ampliamente utilizados son los pollmeros que pueden formar geles. Estos, con elevada frecuencia, provienen en ultima instancia de recursos no renovables, como los hidrocarburos fosiles que ademas se encuentran en limitadas localizaciones en el mundo.
Por todo ello, como puede verse aun existe la necesidad de describir un material absorbente del agua, de origen vegetal, totalmente renovable y con facil production en muchas zonas del mundo.
Description de la invention
En la presente invencion se describe el uso del kenaf, y mas concretamente el uso del tallo de kenaf sin la corteza como absorbente de agua llquida o disoluciones en las cuales el agua sea el componente principal.
Este uso es importante en las mas diversas situaciones, por ejemplo, eliminar la humedad para que no dane la piel, evitar que el agua deteriore diferentes tipos de equipamiento, favorecer la duration de almacenamiento de productos y muy especialmente los productos alimenticios y de electronica, separar el agua en sistemas de produccion para obtener un producto de mayor calidad; y otros muchos ya que el agua y sus combinaciones son omnipresentes en la actividad humana.
Del tallo del kenaf se pueden obtener dos tipos de materiales. De la corteza, su parte mas exterior se obtienen fibras alargadas, delgadas y resistentes, que presentan numerosas aplicaciones sobre todo estructurales. La presente invencion no se refiere a este tipo de fibra. De la parte interior del tallo, el corazon, se obtiene un material lignocelulosico de baja densidad, formado por fibras mas cortas, con un mayor contenido en lignina. La presente invencion se refiere al uso de este material.
La corteza del kenaf tiene numerosas aplicaciones y por tanto en esta invencion se valoriza un posible subproducto de varios procesos industriales. El corazon del tallo, esto es el tallo sin su corteza representa la mayor parte en peso (75-80%) del mismo, por lo que su utilization disminuirla la cantidad de residuos producida en la industria interesada en obtener la parte externa.
Otra de las ventajas es que el material que se utiliza en la presente invencion es de baja densidad si es comparado con otros absorbentes como los del tipo mineral (sllice, sepiolita o vermiculita por ejemplo), alrededor de 0,1 g/cm3, por lo que se logra tener mejor capacidad de absorcion con menos peso de producto. Asl, un material muy empleado como el gel de sllice en polvo puede absorber 1.39 g de agua por cada gramo de material, y la gel de sllice granular con indicador de humedad empleada en desecadores de laboratorio absorbe 0.35 g
de agua por cada gramo de material. Esta invention puede absorber, en trozos de 1 a 3 mm de tamano, hasta un 304 % de su peso en agua. Es decir, 3.04 g de agua por cada gramo de material. Por lo tanto el uso del material de la invencion como absorbente del agua es muy eficaz.
El material utilizado en la presente invencion es un material rlgido, cuyo volumen no aumenta considerablemente al absorber grandes cantidades de agua, como sucede con lo geles absorbentes de agua. Esto permite evitar problemas de aumento no controlado de volumen. Tambien facilita y simplifica el diseno de equipos o dispositivos para absorcion de agua ya que en estos, no hay que prever un gran aumento de volumen.
Ademas es un material de muy baja o nula toxicidad, no corrosivo.
Al ser de origen vegetal, el material utilizado en la presente invencion es un recurso renovable. Aunque la planta de kenaf es de origen africano y asiatico, se ha conseguido aclimatar a otras partes del mundo, dada la rapidez de su crecimiento, el rendimiento por hectarea es elevado y su production es de bajo coste.
Otra ventaja del material es que resulta facilmente reutilizable. Para ello basta con calentar (entre 40 °C y 300 °C, pero preferentemente entre 90 °C y 120 °C) el material, para as! eliminar por evaporation el agua absorbida y volver a utilizar el material.
Por lo tanto la presente invencion se refiere al uso del tallo del kenaf (Hibiscus cannabinus) sin corteza para la absorcion del agua llquida o disoluciones acuosas.
Description detallada de la invencion
Como se ha dicho el objeto de la presente invencion es el uso del tallo del kenaf sin corteza para la absorcion de agua llquida o de disoluciones acuosas.
El material obtenido del tallo una vez eliminada la corteza, puede ser troceado o pulverizado.
Por lo tanto en una materialization preferente la invencion se refiere al uso del tallo del kenaf sin corteza troceado o pulverizado para la absorcion de agua llquida o de disoluciones acuosas.
El material se puede emplear por si solo o bien como parte de un dispositivo. Si el material se utiliza solo, se pone en contacto con el liquido a adsorber y una vez cumplido su cometido se retira para proceder a su elimination o recuperation.
Si se usa como parte de un dispositivo, el material descrito sera el que retenga el liquido acuoso. El dispositivo puede contar con capas de otros materiales que permitan que el agua o sus mezclas lleguen a estar en contacto con el material de kenaf utilizado en la presente invencion.
Por ejemplo el tallo del kenaf sin corteza puede ser embolsado en materiales permeables, de manera que se permita al agua atravesar el embolsado y llegar a estar en contacto con el.
Por lo tanto, la presente invention se refiere en una materialization preferente, al uso del tallo del kenaf sin corteza embolsado en materiales permeables para la absorcion de agua liquida o de disoluciones acuosas.
Ademas el tallo del kenaf sin corteza se puede aglomerar en pellets, pastillas, tableros y otras formas, lo que puede producir, cuando sea necesario, un material de forma y tamano predisenados. A diferencia de los geles, esta forma se mantendra en el proceso de absorcion, facilitando el diseno de los dispositivos.
Por lo tanto una materializacion preferente se refiere al uso del tallo del kenaf sin corteza aglomerado para la absorcion de agua liquida o de disoluciones acuosas.
El tallo de kenaf sin corteza se puede emplear como tal o bien transformar en carbon vegetal o biochar por varios metodos:
a) pirolisis o carbonization, en la cual se calienta el material lignocelulosico en presencia o no de un determinado gas, (por ejemplo, nitrogeno), a temperaturas de entre 300 °C y 800 °C; b) tratamiento hidrotermal, realizado entre 100 °C y 300 °C en el cual el tallo de kenaf sin corteza se introduce con agua en un recipiente hermetico, donde se calienta y donde el aumento de presion debido principalmente al vapor de agua junto con la temperatura elevada da lugar a un producto carbonizado;
c) tratamiento con una sustancia, por ejemplo el acido sulfurico, que produzca deshidratacion y con ello la carbonizacion.
No es conveniente emplear temperaturas muy elevadas, como 1000 °C, ya que tiene como consecuencia la obtencion de un carbon microporoso, con un menor volumen de poros y menor capacidad de absorcion de agua.
El tallo del kenaf sin corteza carbonizado resulta especialmente estable, por ejemplo en comparacion con los pollmeros o los materiales provenientes de la biomasa, lo que facilita su almacenamiento y el mantenimiento de sus propiedades a largo plazo.
En forma de carbon, puede absorber 3.39 gramos de agua por cada gramo de material.
Por lo tanto una materialization preferente de la invention se refiere a uso del tallo del kenaf sin corteza carbonizado para la absorcion de agua llquida o de disoluciones acuosas.
Una vez obtenido el carbon, puede ser activado, mediante los procesos conocidos de activation flsica o activation qulmica. El proceso de activation mejora ligeramente la capacidad adsorbente.
En una materializacion preferente la invencion se refiere al uso del tallo de kenaf sin corteza carbonizado y activado en la absorcion del agua llquida, o disoluciones acuosas.
En forma de carbon activado, la capacidad de absorcion es de 3. 78 gramos de agua por cada gramo de material.
Ejemplos de la invencion
Ejemplo 1
Una vez obtenido el material (centro o corazon del tallo de la planta de kenaf) se trituro al tamano deseado, dicho tamano fue entre 1 y 3 mm.
Este material se puso en contacto con el agua y se deja el tiempo necesario hasta que absorba a la misma. Posteriormente se retiro.
Para reutilizarlo se seco el material humedo en estufa a una temperatura ligeramente superior a 100 °C.
Ejemplo 2
Una vez obtenido y separado el interior de la madera de kenaf, se carbonizo calentandolo en ausencia de aire a 600 °C durante dos horas. El carbon obtenido se trituro al tamano deseado, entre 1 y 3 mm. Este material se puso en contacto con el agua y se dejo el tiempo necesario hasta que absorbio a la misma. Posteriormente se retiro.
Ejemplo 3
El material citado en el Ejemplo 2 se activo. Para ello se introdujo en un horno donde, en atmosfera de dioxido de carbono, se calento a 750 °C durante dos horas. Se trituro hasta tamano de polvo, y se empleo como relleno de un dispositivo para retirar la humedad de fluidos corporales, como el que se describe en la patente US9375506, pero utilizando carbon de kenaf en lugar del absorbente all! descrito.
Claims (6)
1. Uso del tallo del kenaf (Hibiscus cannabinus) sin corteza para la absorcion del agua ilquida, o disoluciones acuosas.
2. Uso segun la reivindicacion 1 caracterizado porque el tallo de kenaf sin corteza esta troceado o pulverizado.
3. Uso segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2 caracterizado porque el tallo de kenaf sin corteza esta aglomerado.
4. Uso segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque el tallo de kenaf sin corteza esta embolsado en materiales permeables.
5. Uso segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque el tallo de kenaf sin corteza esta carbonizado.
6. Uso segun la reivindicacion 5 caracterizado porque el tallo de kenaf sin corteza esta carbonizado y activado.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2712325 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20190510 |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20190924 |