ValorizaÃÃo de resÃduos AmilÃceos por hidrogenaÃÃo catalÃtica. Modelagem cinÃtica do processo

AUTOR(ES)

Tatiana Almeida de Oliveira

DATA DE PUBLICAÇÃO

2004

RESUMO

Objetivando a otimizaÃÃo da reaÃÃo de hidrogenÃlise direta da biomassa amilÃcea, com obtenÃÃo de sacarÃdeos (maltose, glicose) e de poliÃis (sorbitol, arabitol, xilitol), de forma seletiva com minimizaÃÃo do tempo de reaÃÃo e com aumento de rendimento em produtos de altos valores agregados, buscou-se um novo sistema catalÃtico capaz de operar em condiÃÃes de baixo pH (em torno de 3), sem prejuÃzo da fase ativa (nÃquel e/ou rutÃnio) suportada em carvÃo ativado. Estudos aprofundados da hidrogenÃlise direta da suspensÃo de amido em meio Ãcido, abordam mecanismos cinÃticos relativos Ãs etapas de hidrÃlise, hidrogenaÃÃo e hidrogenÃlise destas reaÃÃes conduzindo a um modelo cinÃtico de 1a ordem em relaÃÃo aos reagentes e produtos intermediÃrios, utilizando catalisadores suportados em carvÃo ativado e nÃquel ou rutÃnio como fase ativa. Neste trabalho, foi utilizado um reator tipo tanque mecanicamente agitado (reator de leito de lama) com catalisador em suspensÃo, com volume de soluÃÃo aquosa de Ãcido acÃtico de 500 mL, em presenÃa de 50g de amido e 6g de catalisador, em trÃs temperaturas distintas 473K, 453K e 433K. O hidrogÃnio, operando em sistema semi-aberto, à introduzido atravÃs de um distribuidor de abertura 2μ, com pressÃo total dentro do reator mantida constante, em torno de 5,03MPa, controlada atravÃs de um regulador de pressÃo. Os catalisadores preparados e caracterizados, foram avaliados procurando-se justificar a melhoria obtida no processo. Os resultados experimentais obtidos para os diferentes sistemas estudados, foram comparados no intuito de definir o sistema Ãtimo para o processo. O sistema bicatalÃtico (Ãcido acÃtico e Ni (10%)-Ru (2%)/C) apresentou conversÃo Ãtima em 15 minutos de reaÃÃo, alcanÃando neste tempo produÃÃo de sorbitol superior a 91%. Os resultados experimentais obtidos para esse sistema considera um modelo fenomenolÃgico simplificado, para a avaliaÃÃo cinÃtica do processo. As reaÃÃes de hidrÃlise e hidrogenaÃÃo competem com a reaÃÃo de hidrogenÃlise, sendo este efeito evidenciado pelo aumento da temperatura. Por outro lado, tem-se uma maior seletividade a temperaturas mais baixas, devido à ausÃncia do Ãcido (catalisador homogÃneo) na superfÃcie do catalisador suportado. Os efeitos da temperatura foram avaliados, no intuito de minimizar as reaÃÃes de degradaÃÃes dos sacarÃdeos oriundos da etapa de hidrÃlise do amido, obtendo uma maior seletividade, com rendimento em torno de 91% em sorbitol

ASSUNTO(S)

modelagem cinÃtica kinetic modeling activated carbon poliol. biomassa amilÃcea ruthenium-nickel polyol amylaceous biomass carvÃo ativado rutÃnio-nÃquel engenharia quimica hidrogenÃlise hydrogenolysis

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