Produção de lactitol a partir da hidrogenação da lactose utilizando catalisador de níquel e rutênio suportados em cinzas da casca de arroz

Abstract

O lactitol, um açúcar-álcool obtido por hidrogenação catalítica da lactose, tem grande importância industrial como adoçante em alimentos e produtos farmacêuticos, especialmente voltados a dietas com restrição calórica ou para diabéticos. Paralelamente, na indústria produtora de arroz para consumo, a casca de arroz é um subproduto amplamente disponível, cuja combustão para geração de energia gera cinzas ricas em sílica. Essas cinzas, de difícil descarte e potencialmente danosas ao meio ambiente, vêm despertando interesse acadêmico por seu uso como suporte catalítico em diferentes aplicações. Diante disso, este trabalho teve como objetivo investigar a produção de lactitol a partir da hidrogenação da lactose utilizando catalisadores bimetálicos de níquel e rutênio suportados em cinzas da casca de arroz, buscando o aproveitamento de resíduos agroindustriais e à valorização da lactose. Foram preparados três catalisadores com diferentes teores de níquel (10%, 5% e 2,5%), mantendo-se constante a concentração de rutênio (1%). Os catalisadores foram caracterizados por espectrometria de absorção atômica, e por difração de raios-X. A caracterização confirmou a presença de níquel metálico e óxido de níquel, além de boa dispersão do metal sobre o suporte, especialmente nas amostras com menor teor metálico. A atividade catalítica foi avaliada por meio de ensaios de hidrogenação da lactose em meio aquoso, sendo monitoradas as conversões de lactose, seletividades e rendimento de lactitol. O catalisador com 10% de níquel apresentou a maior conversão da lactose, atingindo 65%, embora com maior lixiviação do metal. Já os catalisadores com menor carga metálica demonstraram maior seletividade inicial e estabilidade. Os resultados confirmam o potencial da cinza da casca de arroz como suporte sustentável e indicam a necessidade de otimizar a composição Ni–Ru para maior eficiência e responsabilidade ambiental. Esses resultados atendem ao objetivo do estudo, validando as etapas de preparação, caracterização e avaliação reacional na hidrogenação da lactose com diferentes teores de níquel.