Banca de DEFESA: LEONETE CRISTINA DE ARAUJO FERREIRA MEDEIROS SILVA

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : LEONETE CRISTINA DE ARAUJO FERREIRA MEDEIROS SILVA
DATA : 22/07/2022
HORA: 08:00
LOCAL: Link da videochamada: https://meet.google.com/ncv-zyrp-kea
TÍTULO:

SÍNTESE DE METIL LEVULINATO: CONVERSÃO RENOVÁVEL DA BIOMASSA,  ESTUDO CINÉTICO E OTIMIZAÇÃO DA PRODUÇÃO

 

PALAVRAS-CHAVES:

valorização da biomassa, ácido levulínico, ésteres levulínicos, esterificação, biocombustíveis

PÁGINAS: 116
RESUMO:

O aproveitamento da biomassa lignocelulósica é uma alternativa sustentável à indústria petrolífera para produção de químicos sustentáveis. O Ácido Levulínico (AL) é considerado um bloco de construção química versátil gerando diversos produtos com aplicações industriais. O Metil levulinato (ML) é um dos ésteres levulínicos considerado como químico promissor na indústria de biocombustíveis. O desenvolvimento do presente estudo foi dividido em três etapas: revisão bibliográfica de escopo, estudo cinético e otimização da síntese do levulinato de metila a partir da esterificação do Ácido levulínico em metanol utilizando Al₂(SO₄)₃ como catalisador. Na primeira fase, o foco da análise da produção científica foi direcionado para as possíveis rotas de síntese, parâmetros de reação e catalisadores empregados. A literatura aponta que o Metil levulinato pode ser produzido desde o aproveitamento de resíduos da biomassa lignocelulósica, como e sem pré-tratamento, de açúcar C5 e C6, de monossacarídeos (glicose e frutose), de derivados da decomposição dos açúcares e de intermediários das reações (hidroximetilfurfural, furfural, álcool furfurílico, furanos, entre outros) e da esterificação do AL. Os parâmetros investigados que podem afetar as conversões das matérias-primas e o rendimento do ML detectados foram: pré-tratamento da biomassa; tipo de reator; temperatura e tempo da reação; proporção entre solventes e substratos e o catalisador utilizado (atuação, reusabilidade e efeitos nas instalações). As pesquisas encontram-se em escala laboratório. Porém, poucos estudos de maior escala e simulações apontam para possibilidade da produção do éster levulínico no contexto de biorrefinaria integrada. Os sais metálicos apresentam resultados positivos frente à problemas enfrentados na catálise homogênea, assim foi escolhido o sulfato de alumínio como catalisador. Para o estudo cinético, foram realizadas reações nas temperaturas de 120 ºC, 140 ºC e 160 ºC. A partir do ajuste dos dados experimentais, o modelo cinético de pseudo primeira ordem foi utilizado para calcular a Energia de ativação, cujo valor obtido foi de 11,37 kcal.mol-1. Aplicando um planejamento experimental do tipo Box-Behnken de três fatores, tendo como resposta a conversão do Ácido Levulínico, foi obtido  modelo de regressão obtido significativo e preditivo com R² igual a 0,86.  As reações ocorreram na temperatura de 140 ºC em reator inox Parr Instruments, com capacidade de 300 mL as amostras foram analisadas por meio de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC -High performance liquid chromatography). Os resultados indicaram que a interação da razão molar e a concentração do catalisador influencia significativamente a conversão do AL. Os níveis escolhidos para análise forneceram conversões que variaram de 86,83% a 99,27%, demonstrando a eficiência de um catalisador de baixo custo em baixas concentrações.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1308273 - EDUARDO LINS DE BARROS NETO
Externo ao Programa - 1566922 - LINDEMBERG DE JESUS NOGUEIRA DUARTE - UFRNExterno à Instituição - FRANCISCO WENDELL BEZERRA LOPES - UnP
Externa à Instituição - PAULA FABIANE PINHEIRO DO NASCIMENTO
Externo à Instituição - RICARDO PAULO FONSECA MELO - UFERSA