Avaliação do processo de hidrogeneração catalitica da sacarose em presença de Ru suportado em zeolitica Y

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DATA DE PUBLICAÇÃO

1998

RESUMO

Processo de hidrogenação da sacarose foi desenvolvido pesquisando-se a utilização de catalisadores de rutênio suportados em zeólitas do tipo Y. A partir da zeólita Na Y (CENPES - PETROBRÁS), foram empreendidas trocas iônicas produzindo formas modificadas USY e CaY, aplicadas como suportes, servindo às trocas com rutênio, direcionadas pelo precursor [Ru(NH3)6]Cb. Sob decomposição em atmosfera inerte a 450°C e redução com hidrogênio a 450°C, por duas horas, os sistemas foram preparados fornecendo os catalisadores Ru(2,0Ipeso%)/NaY, Ru(1,1 % peso)/USY e Ru(1,3% peso)/CaY. Caracterizações efetuadas com os sistemas preparados indicaram por TPR, localizações para rutênio em sítios diferentes nas cavidades zeolíticas. Medidas de IR com adsorção de CO confirmaram, com o aparecimento de três bandas entre 2000 e 2200cm-l a ocorrência de sítios diferentes de rutênio com a existência de clusters do metal. Os catalisadores zeolíticos de rutênio foram avaliados através da catálise hidrogenante dos monossacarídeos glicose e frutos e, processando 50g/L de soluções aquosas, em presença de 4g de catalisador operando a 90°C, 110°C e 135°C, a 12 atm de pressão de hidrogênio. Análises por HPLC dos meios reacionais identificaram produções de sorbitol a partir da glicose e manitol e sorbitol, da frutose. A ocorrência de atividades hidrogenantes dos catalisadores permitiram sua utilização para hidrogenação da sacarose nas mesmas condições anteriormente praticadas. Procedendo-se a hidrogenação, constatou-se a hidrólise heterogênea da sacarose produzindo glicose e frutose. A 135°C e 12atm foram obtidos rendimentos mais elevados em sorbitol (68%) e manitol (29%) para as reações com o catalisador RulUSY. Evidências experimentais conduziram a proposição de um mecanismo global de etapas consecutivas de hidrólise. Com base neste mecanismo formulou-se proposição de modelagem cinética com etapas de primeira ordem para a hidrólise da sacarose e hidrogenação da glicose e frutose. O ajuste do modelo aos dados experimentais mostrou-se adequado salientadas constantes de velocidades das etapas da reação para os três catalisadores. Os valores das constantes para as experiências a 135°C e 12 atm, com os três catalisadores revelaram ordens de grandeza de 4,01 x 10-4 a 9,99 x 10-4 para a hidrólise da sacarose, de 4,75 x 10-4 a 9,01 x 10-4 para a hidrogenação da glicose e de 11,20 x 10-4 a 13,35 x 10-4 para a hidrogenação da frutose

ASSUNTO(S)

sacarose rutenio zeolitos hidrogenação catalisadores

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