Comissão
Estatuto
Histórico
Localização
Contato
BIQ
BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Duarte, Humberto Conrado
Título: Hidrólise de Bagaço de Cana com Ácido Clorídrico Concentrado
Ano: 1989
Orientador: Prof. Dr. Ulf Friedrich Schuchardt
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: --
Resumo: A concentração mínima de ácido clorídico, necessária para efetuar a hidrólise de bagaço de cana pré-hedrolisado a 50°C é 39,0%. O tempo apropriado de reação é de 20min, sendo fundamental a agitação. Cátions metálicos promovem esta reação e permitem a utilizaçãodo ácido clorídrico comercial (37,5%). Com 16 mmol LiCl g bph, em 20 min, a conversão é de 66,7% e 612 mg de açúcares redutores g bph são obtidas após pós-hidrólise. Cloreto de zinco é promotor mais suave; com 8 mmol ZnCl2 g bph, em 30 min, a conversão é de 65,5% e 650 mg de açúcares redutores g bph são obtidas após pós-hidrólise. Cloreto férrico é um promotor muito fraco para a hidrólise de celulose, porém, bom para a hidrólise de oligômeros. Os cloretos de alumínio, cálcio, estanho e sódio e os óxidos de ferro (III) e vanádio (V) não promovem a reação. Ultra-som também promove esta reação, apresentando maior eficiência com as frequências mais baixas. Os efeitos são mais pronunciados para as reações com HCl 38,0% , sendo a promoção máxima de 34,0% observada com irradiação à frequeência de 25 KHz. A combinação ultra-som e cloreto de lítio resulta em efeito acumulado de promoções, que permite a redução do cloreto de lítio de 16 para 4 mmol g bph com ácido clorídrico comercial e irradiação de 25 KHz. Irradiação de frequência mais altas requerem concentrações maiores de cloreto de lítio. Membranas de PTFE são efetivas na separação do ácido clorídico por pervaporação. A eficiência é fortemente dependente da concentração do ácido, dependente, em proporção bem reduzida, do fluxo e, quase independente da pressão estática da solução. A presença de cloreto de lítio e açúcares, isolada ou conjuntamente, promove a pervaporação, aumentando a pressão de vapor do ácido na solução. O cloreto de lítio provoca modificações permanentes na membrana melhorando sua eficiência . A melhor eficiência alcançadaa 40°C é 1,8 x 10 mmol min cm com HCl 37,5% e 0,4 mol LiCl l. A cela de pervaporação construída mostrou-se prática e adequada para o processo. O sistema utilizado para o controle das variáveis do estudo é versátil, de simples manuseio e montagem. A lignina obtida como resíduo tem reatividade reduzida, apresentando apenas 9,2% de rendimento em óleo pesado na liquefação com formiato a 240°C. Porém, é apropriada para a produção de coque metalúrgico. Comprovou-se que PVC e nióbio metálico, são materiais apropriados para construção ou revestimento dos equipamentos resistentesd às condições do processo.
Abstract: The lowest concentration of hydrochroloric acid which allows the hydrolysis of pre-hydrolezed sugar cane bagasse at 50°C is 39.0%. Agitation is very important and the best reaction time is 20 min. Metallic cations were found to enhance this reaction, allowing the use of commercial hydrochloric acid (37,5%).In the presence of 16mmol LiCl g phb, the conversion is 66.7% and 612 mg of reducing sugars g phb are obtained after post-hydrolysis. Zinc chloride is a weaker promoter; with 8 mmol ZnCl2 g bph a conversion of 65.5% is observed after 30 min and a yield of 650 mg of reducing sugars g phb is obtained after post-hydrolysis. Ferric chloride is a very weak promoter for the hydrolysis of cellulose, but good for the hydrolysis of sugar oligomers. The chlorides of aluminum, calcium, tin and sodium as well as the oxides of iron (III) and vanadium (V) do not promote the reaction. Ultra-sound also promotes the reaction, showing greater efficiency at lower frequencies. At a frequency of 25 KHz the highest promotion (34.0%) is observed with 38.0% hydrolchloric acid. The combination of ultra-sound and lithium chloride shows an accumulative effect of the promotions. Irradiation with 25 KHz allows the reduction of lithium chloride from 16 to 4 mmol g phb with commercial hydrochloric acid. The higher frequencies need higher concentrations of lithium chloride. PTFE membranes are effective in the separation of hydrochloric acid by pervaporation. The efficiency depends strongly on the concentration of acid, weakly on the flow rate and is nearly independent of the static pressure of the solution. The presence of lithium chloride and sugars promote the pervaporation through an increase of the vapor pressure of the acid in the solution. Lithium chloride induces permanent modifications in the membrane which increases its efficiency. The highest efficiency obtained at 40°C is 1.8 x x 10 mmol min cm for HCl 37,5% with 0.4 mol LiCl l. The constructed pervaporation cell is show to be practical and adequate for this process. The pervaporation system used for the control of the variables is versatile and simple to mount and handle. The lignin obtained as a residue in this work shows very low reactivity. Its liquefaction with formate at 240°C gives a 9.2% yield of heavy oil. On the other hand, it is appropiate for the production of metallurgical coke. It is shown that PVC and metallicniobum are appropiate materials for the construction or lining of the equipmentsused in this process as they withstand the reaction conditions.
Arquivo (Texto Completo): vtls000033316.pdf ( tamanho: 4,30MB )

Instituto de Química / Caixa Postal n° 6154
Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP
13083 - 970, Campinas, SP, Brasil
e-mail: biq@iqm.unicamp.br
2012-2014 BIQ