Transformation of Organic Cacao (Theobroma cacao) Husk into Commercial | Transformación de cáscara de Cacao Orgánico (Theobroma cacao) en productos comerciales

Introduction: agroindustrial wastes can be transformed to mitigate the negative impacts associated with their disposal. In cocoa production, cocoa pod husk (CPH) constitutes between 67% and 76% of the total cocoa weight. This study focuses on the potential of CPH as a valuable resource for producing activated carbon, cellulose, and potassium hydroxide (KOH). Objective: The objective of this research was to characterize and transform the CPH obtained from an organic crop in San Bernardo-Ibagué (Colombia) into activated carbon, cellulose, and KOH. Methods: activated carbon was produced through chemical activation using KOH, with a specific procedure for characterizing the obtained product through thermal analysis (TGA) and nitrogen adsorption and desorption isotherms. For cellulose extraction, an alkaline treatment with 2% w/w NaOH was followed by a bleaching process with 2.5% w/w sodium hypochlorite. KOH was obtained by first extracting potassium carbonate and then causticizing it. Results: activated carbon (AC) was produced with a yield of 25.6%, exhibiting a surface area of 468 m²/g, a mean pore diameter of 10.8 nm, and a total pore volume of 0.228 cm³/g, with 60% fixed carbon, 27% volatile material, 6% ash, and 6% moisture. Conclusions: the transformation of cocoa pod husk into activated carbon, cellulose, and KOH provides a sustainable approach to managing agroindustrial waste, generating valuable products with significant potential for various applications. The results obtained demonstrate the feasibility of utilizing CPH as a resource in agroindustrial processes.

Introducción: los desechos agroindustriales pueden ser transformados para mitigar los impactos negativos asociados con su disposición. En la producción de cacao, la cáscara de la mazorca de cacao (CMC) constituye entre el 67% y el 76% del peso total del cacao. Este estudio se centra en el potencial de la CMC como un recurso valioso para la producción de carbón activado, celulosa y hidróxido de potasio (KOH).. Objetivo: caracterizar y transformar la CMC obtenida de un cultivo orgánico en San Bernardo-Ibagué (Colombia) en carbón activado, celulosa y KOH. Métodos: se produjo carbón activado mediante activación química con KOH, utilizando un procedimiento específico para caracterizar el producto obtenido a través de análisis térmico (TGA) y la isoterma de adsorción y desorción de nitrógeno. Para la extracción de celulosa, se realizó un tratamiento alcalino con NaOH al 2% p/p, seguido de un proceso de blanqueo con hipoclorito de sodio al 2.5% p/p. El KOH se obtuvo extrayendo primero el carbonato de potasio y luego causticizándolo. Resultados: el carbón activado (CA) se produjo con un rendimiento del 25.6% y presentó una superficie de 468 m²/g, un diámetro medio de poro de 10.8 nm, y un volumen total de poro de 0.228 cm³/g, con un 60% de carbono fijo, 27% de material volátil, 6% de ceniza y 6% de humedad. Conclusiones: la transformación de la cáscara de la mazorca de cacao en carbón activado, celulosa y KOH ofrece un enfoque sostenible para la gestión de desechos agroindustriales, generando productos valiosos con un alto potencial para diversas aplicaciones. Los resultados obtenidos demuestran la viabilidad de utilizar la CMC como recurso en procesos agroindustriales.

Universidad de Antioquia. Vicerrectoría de investigación. Comité para el Desarrollo de la Investigación - CODI

Colombia. Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación - MinCiencias

Colombia. Ministerio de Educación Nacional - MinEducación

Colombia. Ministerio de Comercio, Industria y Turismo - MinCIT

ICETEX (Instituto Colombiano de Crédito Educativo y Estudios Técnicos en el Exterior)

COL0001941