Hidrogenação da lactose para produção de lactitol utilizando catalisador de Ni e Ru suportados em alumina

Abstract

A hidrogenação de açúcares, como a lactose, é um processo fundamental na indústria alimentícia, e a catálise heterogênea desempenha um papel crucial devido à sua eficiência e seletividade. Este trabalho tem como objetivo estudar um catalisador heterogêneo bimetálico de níquel (Ni) e rutênio (Ru) suportados em alumina, avaliando sua eficiência catalítica sob diferentes condições reacionais. O catalisador foi sintetizado pelo método de impregnação por umidade incipiente e caracterizado por difração de raios X (DRX), termogravimetria (TGA) e absorção atômica (AAS). Foi realizado um planejamento fatorial com 8 experimentos, variando os parâmetros de temperatura (100°C e 140°C), pressão (400 e 600 psi) e carga de catalisador (5 e 10%). A cinética da reação foi modelada com base na teoria da reação pseudohomogênea. Os resultados experimentais mostraram que a preparação do catalisador foi eficiente, com boas propriedades de dispersão e estabilidade térmica. O catalisador bimetálico apresentou alta atividade, com conversão de lactose superior a 85%, destacando-se em relação a catalisadores monometálicos. Dentre os parâmetros avaliados, a temperatura foi o fator que mais influenciou a conversão e o rendimento da reação. Além disso, o modelo cinético ajustou-se bem aos dados experimentais, com um erro absoluto inferior a 5%, conferindo maior confiabilidade à análise e interpretação dos resultados.