https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38428
Tipo: | Tese |
Título: | Análise do mercado e tecnologias para produção de ácido glucônico e ácido glucárico via catálise heterogênea |
Autor(es): | Machado, Júlio Viana |
Primeiro Orientador: | Pontes, Luiz Antônio Magalhães |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Silva, Maria Luiza Andrade da |
metadata.dc.contributor.referee1: | Pontes, Luiz Antônio Magalhães |
metadata.dc.contributor.referee2: | Cruz, Antônio José Gonçalves da |
metadata.dc.contributor.referee3: | Pacheco Filho, José Geraldo de Andrade |
metadata.dc.contributor.referee4: | Silva, Caio Luis Santos |
metadata.dc.contributor.referee5: | Vidal, Rosângela Regia Lima |
Resumo: | O mercado do ácido glucárico pode atingir o patamar de US$ 1,41 bilhões em 2028 devido à versatilidade de suas aplicações nas indústrias de alimentos, cuidados pessoais e fármacos, entre outras. É obtido diretamente da glicose ou a partir do ácido glucônico, a partir de catalisadores heterogêneos. O ácido glucônico tem mercado com patamar estimado em US$ 1,9 bilhões em 2028 e é utilizado como aditivo na indústria de alimentos, regulando a acidez e na indústria de produtos de limpeza. Neste trabalho, foi realizado um estudo do potencial do mercado dos ácidos glucônico e glucárico, uma avaliação crítica dos catalisadores heterogêneos, tecnologias e condições de operação de processo, tendo como matéria prima a glicose. Foi avaliada a oxidação da glicose em uma única etapa reacional (one-pot) ao ácido glucárico e a oxidação parcial em duas etapas, obtendo na primeira etapa o ácido glucônico. Verificou-se que o ácido glucônico pode ser facilmente obtido empregando catalisadores contendo ouro (Au) como fase ativa, suportados em materiais de carbono ou óxidos diversos atingindo rendimentos próximos a 100%, em meio fortemente básico (pH ≥ 9), e em condições brandas de temperatura e pressão. A reação one-pot da glicose ao ácido glucárico ocorre sobre catalisadores contendo platina (Pt) sobre diversos suportes, em pH levemente básico (pH = 7,2), elevadas pressões parciais de oxigênio (PO2 ≥ 10 bar) e temperaturas entre 353 e 373K, com rendimentos de até 82%, com formação de outros ácidos de menor valor agregado. Sugere-se que o processo de produção do ácido glucárico possa ter maior rendimento e economicidade caso se utilize dois reatores em série, com a oxidação parcial da glicose ao ácido glucônico no primeiro reator e a reação de obtenção do ácido glucárico no segundo reator. |
Abstract: | The glucaric acid market is projected to reach $1.41 billion by 2028, driven by its versatile applications in industries such as food, personal care, and pharmaceuticals. It is obtained directly from glucose or from gluconic acid using heterogeneous catalysts. The gluconic acid market is estimated to be at $1.9 billion in 2028 and is used as an additive in the food industry to regulate acidity and in the cleaning product industry. This study explores the market potential of gluconic and glucaric acids, providing a critical assessment of heterogeneous catalysts, technologies, and process operating conditions using glucose as the raw material. The oxidation of glucose was evaluated in a one-pot reaction to produce glucaric acid and in a two-step partial oxidation, yielding gluconic acid in the first step. It was found that gluconic acid can be easily obtained using catalysts containing gold (Au) as the active phase, supported on carbon materials or various oxides, achieving yields close to 100% under strongly basic conditions (pH ≥ 9) and mild temperature and pressure conditions. The one-pot reaction from glucose to glucaric acid occurs on catalysts containing platinum (Pt) on various supports, at a slightly basic pH (pH = 7.2), high oxygen partial pressures (PO2 ≥ 10 bar), and temperatures between 353 and 373K, with yields of up to 82%, accompanied by the formation of other lower-value-added acids. It is suggested that the production process of glucaric acid may have higher efficiency and cost-effectiveness if two reactors in series are used. The first reactor would facilitate the partial oxidation of glucose to gluconic acid, and the second reactor would be involved in the production of glucaric acid. |
Palavras-chave: | Oxidação Oxidação de glicose Ácido glucárico Ácido glucônico Catálise heterogênea Ácido glucárico - mercado Ácido glucárico - produção |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora / Evento / Instituição: | Universidade Federal da Bahia |
Sigla da Instituição: | UFBA |
metadata.dc.publisher.department: | Escola Politécnica |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) |
Tipo de Acesso: | CC0 1.0 Universal |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ |
URI: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38428 |
Data do documento: | 5-Set-2023 |
Aparece nas coleções: | Tese (PPEQ) |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons