Skip to main navigation menu Skip to main content Skip to site footer

Physical- chemical characterization of the cocoa pod husk as a possible use in the production of agglomerated boards

Abstract

This research was based in the study of the physicochemical properties of the cocoa shell, variety CCN 51. In this sense, tests were carried out on the residues to determine the lignocellulose components, together with thermo-gravimetric tests and scanning electron microscopy. The results of the chemical composition showed values in a higher proportion of lignin, followed by cellulose and hemicellulose. In the thermal analysis, an initial peak associated with evaporated moisture was presented, in addition to four fragmentation stages, which correspond to the primary components of the residue. In the microstructure, a porous surface was observed, with the presence of micro pores and cell walls. In general, it can be concluded that the analyzed cocoa shell residues are a viable alternative of raw material from renewable sources in the agricultural sector for the manufacture of agglomerated boards with industrial applications.

Keywords

agroindustry, waste management, characterization, industrial processes

PDF (Español) XML (Español)

Author Biography

Andrés Felipe Díaz-Oviedo

Diseñador Industrial, Estudiante de Maestría en Ingeniería Industrial

Bladimir Azdrúbal Ramón-Valencia

Ingeniero Metalúrgico, Doctor en Ingeniería de Materiales

Gonzalo Guillermo Moreno-Contreras

Ingeniero Mecánico, Doctor en Ingeniería Mecánica,


References

  • Álvarez, C., Capanema, E., Rojas, O., & Gañan, P. (2009). Desarrollo de tableros aglomerados auto-enlazados a partir de fibra de la vena central de la hoja de plátano. Prospectiva, 7 (2), 69-74.
  • António, J., Tadeu, A., Marques, B., Almeida, J., & Pinto, V. (2018). Application of rice husk in the development of new composites boards. Construction and Building Materials, 176, 432-439. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.028 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.028
  • Anzules-Toala, V., Borjas-Ventura, R., Alvarado-Huamán, L., Castro-Cepero, V., & Julca-Otiniano, A. (2019). Control cultural, biológico y químico de Moniliophthora roreri y Phytophthora spp en Theobroma cacao ‘CCN-51’. Scientia Agropecuaria, 10 (4), 511-520. https://dx.doi.org/10.17268/sci.agropecu.2019.04.08 DOI: https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2019.04.08
  • ASTM. (2011). Standard Terminology Relating to Wood-Base Fiber and Particle Panel Materials D1554-10, 1-4. https://doi.org/10.1520/D1554-10 DOI: https://doi.org/10.1520/D1554-10
  • Bargougui, R., Bouazizi, N., Brun, N., Nkuigue, P., Thoumire, O., Ladam, G., Djoufac, E., Mofaddel, N., Le Derf, F., & Vieillard, J. (2018). Improvement in CO2 adsorption capacity of cocoa shell through functionalization with amino groups and immobilization of cobalt nanoparticles. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6, 325-331. https://doi.org/10.1016/j.jece.2017.11.079 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2017.11.079
  • Diossa, G., Velásquez, J., Quintana, G., & Gómez, V. (2017). Efecto de la presión de prensado y la adición de lignina Kraft en la producción de tableros aglomerados autoenlazados a partir de Gynerium sagittatum pretratada con vapor. Madera, Ciencia y Tecnología, 19 (4), 525-538. https:doi.org/10.4067/S0718-221X2017005001201 DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-221X2017005001201
  • Fioresi, F., Vieillard, J., Bargougui, R., Bouazizi, N., Nkuigue, P., Djoufac, E., Brun, N., Mofaddel, N., & Le Derf, F. (2017). Chemical modification of the cocoa shell surface using diazonium salts. Journal of Colloid and Interface Science, 494, 92-97. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.01.069 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.01.069
  • Franco, M., Ramírez, M., García, R., Bernal, M., Espinosa, B., Solís, J., & Durán, C. (2010). Reaprovechamiento integral de residuos agroindustriales: Cáscara y pulpa de cacao para la producción de pectinas. Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias, 1 (2), 45-66.
  • Fedecacao. (2013). Situación mundial y nacional de la cacaocultura. Bucaramanga, Colombia.
  • Garcia-Gonzalez, E., Ochoa-Muñoz, A. F., Montalvo-Rodríguez, C., Ordoñez-Narvaéz, G. A., & Londoño-Hernández, L. (2021). Sucesión microbiana durante la fermentación espontánea de cacao en unidades productivas. Ciencia en Desarrollo, 12 (2). https://doi.org/10.19053/01217488.v12.n2.2021.12242 DOI: https://doi.org/10.19053/01217488.v12.n2.2021.12242
  • González-Rivera, J. E., Jaramillo-Ponce, J. P., Pérez-Quintana, M., & Oliva-Merencio, D. (2018). Evaluación físico-mecánicas de tableros a base del Aserrín de Pigüe (Piptocoma discolor) y bagazo de caña de azúcar en Pastaza. Revista Amazónica y Ciencia y Tecnología, 7 (2), 95-104.
  • Guerrero, G., Suárez, D., & Orozco, D. (2017). Implementación de un método de extracción de pectina obtenida del subproducto agroindustrial cascarilla de cacao. Temas Agrarios, 22 (1), 85-90. https://doi.org/10.21897/rta.v22i1.919 DOI: https://doi.org/10.21897/rta.v22i1.919
  • Herrera-Rengifo, J. D., Villa-Prieto, L., Olaya-Cabrera, A., & Garcia-Alzate, L. (2020). Extracción de almidón de cáscara de cacao Theobroma cacao L. como alternativa de bioprospección. Revista ION, 33 (2), 25-34. https://doi.org/10.18273/revion.v33n2-2020002 DOI: https://doi.org/10.18273/revion.v33n2-2020002
  • Martínez-Angel, J., Villamizar-Gallardo, R., & Ortiz-Rodríguez, O. (2015). Caracterización y evaluación de la cáscara de mazorca de cacao (Theobroma cacao L.) como fuente de energía renovable. Agrociencia, 49 (3), 329-345.
  • Mejía-Almeida, M. (2012). Elaboración de tableros aglomerados autoadheridos a partir de fibra de raquis de Palma Africana (Elaeis guineensis Jacq.) (Tesis de pregrado). Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador.
  • Mora-Espinosa, W., & Ramón-Valencia, B. (2017). Caracterización térmica, mecánica y morfológica de fibras naturales colombianas con potencial como refuerzo de biocompuestos. Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 41 (161), 479-489. https://doi.org/10.18257/raccefyn.525 DOI: https://doi.org/10.18257/raccefyn.525
  • Morales-Zamora, M., González-Suárez, E., & Mesa-Garriga, L. (2016). Avances en la obtención de tableros de fibras a partir de mezclas residuales lignocelulósicos de bagazo. Revista de Química Teórica y Aplicada, 73 (575), 205-209.
  • Monteiro, R., Marin, L., Monteiro, K., Oliveira, L., & Roberto, V. (2011). Hybrid chipboard panels based on sugarcane bagasse, urea formaldehyde and melamine formaldehyde resin. Industrial Crops & Products, 33 (2), 369-373. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2010.11.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2010.11.007
  • Navas, C., Reboredo, M., & Granados, D. (2015). Comparative Study of Agroindustrial Wastes for their use in Polymer Matrix Composites. Procedia Materials Science, 8, 778-785. https://doi.org/10.1016/j.mspro.2015.04.135 DOI: https://doi.org/10.1016/j.mspro.2015.04.135
  • Pardo-Rodríguez, M. L., & Zorro-Mateus, P. J. P. (2021). Biodegradation of polyvinyl chloride by Mucor s.p. and Penicillium s.p. isolated from soil. Revista de Investigación, Desarrollo e Innovación, 11 (2), 387-400. https://doi.org/10.19053/20278306.v11.n2.2021.12763 DOI: https://doi.org/10.19053/20278306.v11.n2.2021.12763
  • Peñaranda-González, L., Montenegro-Gómez, S., & Giraldo-Abad, P. (2017). Aprovechamiento de residuos agroindustriales en Colombia. Revista de Investigación Agraria y Ambiental, 8 (2), 141-150. DOI: https://doi.org/10.22490/21456453.2040
  • Plasencia-Verde, C. C., Grabiel-Rios, K. S., Luque, J. A., & Best, I. K. (2021). Evaluación del potencial energético de residuos de cacao (Theobroma cacao L.) por medio de celdas de combustible microbiano (CCM). Información Tecnológica, 32 (4), 89-98. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642021000400089 DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-07642021000400089
  • Salamanca, S. (2012). Compostaje de residuos agroindustriales en Colombia. Tecnicaña (28), 13-18.
  • Sánchez-Olaya, D. M., Rodriguez-Perez, W., Castro-Rojas, D. F., & Trujillo-Trujillo, E. (2019). Respuesta agronómica de mucilago de cacao (Theobroma cacao L.) en cultivo de maíz (Zea mays L.). Ciencia en Desarrollo, 10 (2), 43–58. https://doi.org/10.19053/01217488.v10.n2.2019.7958 DOI: https://doi.org/10.19053/01217488.v10.n2.2019.7958
  • Tejada, C. N., Almanza, D., Villabona, A., Colpas, F., & Granados, C. (2017). Characterization of activated carbon synthesized at low temperature from cocoa shell (Theobroma cacao) for adsorbing amoxicillin. Ingeniería y competitividad, 19 (2), 45-54. DOI: https://doi.org/10.25100/iyc.v19i2.5292
  • Tibolla, H., Pelissari, F. M., Martins, J. T., Vicente, A. A., & Menegalli, F. C. (2018). Cellulose nanofibers produced from banana peel by Chemical and mechanical treatments: Characterization and cytotoxicity assessment. Food Hydrocolloids, 75, 192-201. https:doi.org/10.1016/j.foodhyd.2017.08.027 DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2017.08.027
  • Yepes, S., Montoya, L., & Orozco, F. (2008). Valorización de residuos agroindustriales -frutas- en Medellín y el sur del Valle de Aburrá. Colombia. Revista Facultad Nacional de Agronomía, 61 (1), 4422-4431.
  • Yusriah, L., Sapuan, S., Zainudin, E., & Mariatti, M. (2014). Characterizacion of physical, mechanical, thermal and morphological properties of agro-waste betel nut (Areca catechu) husk fiber. Journal of Cleaner Production, 72, 174-180. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.02.025 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.02.025

Downloads

Download data is not yet available.