Contribuição ao estudo da hidrólise contínua da sacarose por catálise heterogênea em leito de resina trocadora de íons

Abstract

Resumo: Foi realizada uma revisão quanto à hidrólise da sacarose por resinas de troca iônica, a qual ofereceu fortes indicativos de se constituir em sistema que resulta em baixos custos de produção e em produto de elevada qualidade. Generalizando os estudos de diversos autores, tem-se que: a reação é de primeira ordem, desde que a baixas concentrações, conversões e temperaturas; a difusão intrapartícula controla o processo; a energia de ativação é influenciada pela temperatura, concentração de açúcar; tipo, granulometria e concentração do catalisador; resinas similares oriundas de diferentes fabricantes podem apresentar comportamento catalítico diverso. Como contribuição, levantou-se alguns dados cinéticos, principalmente nas faixas de 50 a 70°C e de 10 a 50% de concentração de alimentação, em reator tubular. As resinas estudadas foram a Amberlite IR-118, Amberlite IR-120 e a Amberlyst 15. Confirmou-se alguns pontos já mencionados, inclusive a ocorrência de desajustes a uma cinética de primeira ordem em condições mais severas de hidrólise. Tais desajustes vincular-se-iam a reações secundárias no sistema, afetando a velocidade intrínseca de reação e a de difusão. Para a ordem de reação já mencionada, as constantes de velocidade não são independentes da concentração da solução.

Abstract: A review on sucrose hydrolysis by ion exchange resins was realized. It was suggested that the method results in lowc ost production and in hydrolyzates of high quality. The conclusions of several authors were that the acid hydrolytic reaction is of first-order provided that substrate concentration, conversion rate, and processing temperature are low.The intraparticle diffusion controls the process. The temperature, sucrose concentration, and catalyst size, type and concentration influence the energy of activation. Similar resins from different commercial sources can offer different catalytic behaviours. Kinetical data were determined in the temperature range from 50 to 706 C and in feed concentration range from 10 to 50 g%, working with a tubular reactor. Resins used were Amberlite IR-118, Amberlite IR-120, and Amberlyst 15. Some of the conclusions, for these conditions and catalysts, as well the occurrence of deviations from first-order kinetics under more drastic hydrolysis conditions, has been confirmed. These deviations concern with secondary reactions in the system that influence the intrinsic rate of the main reaction and also the diffusion. Rate constants for the reaction order above mentioned were dependent on solution concentration.