Modelagem e validação do processo contínuo de produção depolióis em reator de leito gotejante

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: CABRAL, Ana Cássia da Silva
• Orientador(a): ABREU, Cesar Augusto Moraes de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: Hidrogenação de sacarídeos; Modelagem e validação do processo; Reator de leito gotejante
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/6702

Desenvolveu-se o processamento das reações de hidrogenação de sacarídeos para produção de polióis em presença de catalisador de níquel suportado em carvão ativado, operando em reator de leito gotejante. Foram realizadas etapas de preparação e caracterização do catalisador, testes catalíticos, montagem do sistema de leito gotejante e operação das reações, modelagem, simulações e validação do processo. Reações de hidrogenação dos açúcares glicose, xilose e lactose foram realizadas em reator de leito gotejante nas condições de 393K a 423K, 10 bar de pressão de hidrogênio, vazão de gás de 300 L/h, vazão de líquido de 5L/h e 700 g de catalisador de Ni (4,81%)/C. Os processos têm seus comportamentos descritos a partir de modelos heterogêneos que consideram regime estacionário, fluxo uniforme com dispersão axial e molhamento parcial do leito catalítico, utilizando taxas de reação do tipo Langmuir-Hinshelwood. No presente trabalho foram desenvolvidos modelos não lineares formados por sistemas de equações diferenciais com taxas de reação heterogêneas acopladas. As equações de modelo foram resolvidas através do método das linhas (ML), gerando perfis de concentração dos sacarídeos e polióis ao longo do reator. A validação com os dados experimentais, confirmou-se para os processos de hidrogenação da glicose e da xilose, tendo-se obtido conversão de 24,64% para hexose com rendimentos em sorbitol de 12,92% e conversão de 17,21%para a pentose com rendimentos em xilitol de 17,50%. O dissacarídeo lactose é 14,90% convertido com rendimento em monossacarídeos e lactitol de 17,67% e 26,48%, respectivamente. Os álcoois produzidos são polihidroxilados de elevado valor agregado e têm utilizações significantes na substituição da sacarose e de outros carboidratos em diversos setores industriais tais como alimentício, cosmético e farmacêutico. Levando-se em conta a importância de se produzir tais polióis, estimou-se que comparativamente ao processo descontínuo, o escalonamento para o processo contínuo em reator de leito gotejante conduziu a aumentos de produção de 35,31vezes maior em relação ao sorbitol, 6,39 vezes maior em relação ao xilitol e de 12,23 vezes maior em relação ao lactitol.