Síntese de catalisador de níquel e rutênio suportados em cinza da casca de arroz para hidrogenação da lactose em lactitol

Abstract

Na indústria produtora de arroz para consumo, a casca de arroz é um subproduto que pode ser aproveitado por meio de sua combustão para geração de energia. A partir disto, a cinza da casca de arroz surge como um resíduo de difícil descarte e danoso ao meio ambiente. Por ser rica em sílica, este rejeito vem ganhando interesse na área acadêmica nas últimas décadas em diversas aplicações, sendo uma delas na utilização como suporte para produção de catalisadores. Este estudo utilizou a cinza da casca de arroz como suporte para a produção de um catalisador bimetálico a base de 10% de níquel e 1% de rutênio por meio de via úmida. O catalisador foi utilizado na hidrogenação da lactose, carboidrato com altos índices de excedentes no mercado devido ao impulsionamento da indústria produtora de proteína do leite e de resíduos de indústrias de laticínios. Portanto, é de interesse econômico o beneficiamento deste composto em um produto de maior valor agregado, o lactitol. A reação de hidrogenação foi feita em um reator do tipo PARR em períodos de 4 horas, a pressões de 500 Psi, a concentrações iniciais de 100 g/L de lactose e 5,0 g do catalisador preparado. Foram realizados ensaios nas temperaturas de 140, 150 e 160 °C. Foi observada uma melhor relação entre seletividade e conversão na reação de 140 °C, ocorrendo uma seletividade final para o lactitol de 77% e conversão de 78%. Também foram feitas análises de caracterização do catalisador por meio de: massa de níquel adsorvida pela CCA por meio de análise de absorção atômica; método BET, havendo um aumento da área superficial do catalisador em 26,78% após a impregnação; análise de DRX, onde foi constatado a presença de cristobalita na CCA e a presença dos metais utilizados na impregnação; análise do ponto de carga zero, onde foi observado um pH de carga zero em 4,5.