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 Cinética de formação de aldeído siringico durante a oxidação de lenhossulfonatos com oxigénio em meio alcalino
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/4861

title: Cinética de formação de aldeído siringico durante a oxidação de lenhossulfonatos com oxigénio em meio alcalino
authors: Santos, Sónia Goreti Maia
advisors: Evtiouguine, Dmitri Victorovitch
keywords: Engenharia química
Lenhocelulose
Aldeídos
Fenóis
Oxidação
issue date: 2007
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: Os lenhossulfonatos são os produtos secundários do cozimento ao sulfito ácido. Na indústria estes produtos são apenas queimados para a regeneração de base e para recuperação de energia. No entanto, os LS são considerados produtos com bastante valor para a produção de fenólicos de baixo peso molecular, etanol, proteínas microbiais, etc. Em particular, da degradação oxidativa em condições alcalinas resultam uma série de aldeidos aromáticos (principalmente vanilina e aldeido siringico), os quais são os produtos de alto valor acrescentados para a indústria química. Este é o processo industrial para a produção de vanilina a partir dos LS. O comportamento reaccional dos LS resultantes do cozimento ao sulfito com base de magnésio a partir do Eucalyptus globulus sob condições alcalinas com oxigénio nunca foi estudado antes. Este trabalho lida com o estudo cinético da oxidação dos LS provenientes do eucalipto com oxigénio molecular sob condições alcalinas e foi realizado para avaliar as potencialidades destes produtos em grande escala para a produção de fenólicos. Os LS industriais foram fornecidos pela Caima Companhia de Celulose, S.A. (Constância). Foram purificados através de diálise e submetidos a oxidação em solução alcalina (0.25-1.0 M NaOH). Os produtos de reacção foram detectados e identificados usando GC/MS. Para além, do aldeido siringico (SA) e da vanilina (VA), foram detectados também quantidades significativas de ácido siringico e de ácido vanilico. A quantificação dos produtos de reacção foi feita directamente na solução reaccional utilizando electroforese capilar. O estudo cinético foi feito a 130- 160ºC durante 10-120 minutos. Os resultados obtidos mostram que a oxidação de LS é de primeira ordem no que respeita ao substrato e formação de produtos e a ordem de reacção no oxigénio e alcalinidade são similares e próximas de 1. Os parâmetros cinéticos efectivos da oxidação dos LS na produção de SA e VA, foram determinados (constantes cinéticas e energia de activação). Foi sugerido que a quantidade de aldeidos aromáticos aumenta substancialmente à medida que a temperatura aumenta. Os melhores resultados foram obtidos entre 150-160ºC, a uma pressão de oxigénio de 6 bar e concentração alcalina 0.75-1.0 M durante 20-30 minutos. O rendimento de aldeidos aromáticos foi superior a 10% e o rendimento de ácidos aromáticos foi superior a 1.5% baseado no teor de LS.

Lignosulphonates (LS) are the by-products from acid sulphite pulping of wood. In the industry these are mainly burned for the base and the energy recovering. However, LS are also considered as a valuable by-product for the production of low-molecular weight phenolics, ethanol, microbial proteins, etc. In particular, oxidative degradation under alkaline conditions results a series of aromatic aldehydes (mainly vanillin and syringaldehyde), which are valuable chemical feedstock. This is the industrial process for the vanillin production from LS. The reaction behaviour of LS from magnesium based acid sulphite pulping of Eucalyptus globulus wood during oxidation under alkaline conditions was never studied before. This work deals with kinetics study of eucalypt LS oxidation with molecular oxygen under alkaline conditions and was carried out to evaluate the potential of this massive by-product for the phenolics production. Industrial thick LS, supplied from Caima Cellulose Comp. S.A. (Constância), was purified by dialysis and submitted to the oxidation in alkaline solution (0.25-1.0 M NaOH). The reaction products were detected and identified using GC-MS. Besides syringaldehyde (SA) and vanillin (VA), rather significant amounts of syringic and vanillic acids have been detected. The quantification of reaction products was performed directly in the reaction solution employing capillary electrophoresis. The kinetic studies were carried out at 130-160ºC during 10-120 min. The results obtained showed that LS oxidation followed the first order kinetics with respect to substrate and products formation and the reaction order on oxygen and alkalinity were similar and close to 1. The effective kinetic parameters of LS oxidation to produce SA and VA have been determined (rate constants and activation energy). It was suggested that the rate and the yield of aromatic aldehydes increase substantially while temperature increases. The best results were obtained at150-160ºC, oxygen pressure 6.0 bar, alkaline concentration 0.75-1.0 M during 20-30 min. The yield of aromatic aldehydes was as higher as 10% and aromatic acids as higher as 1.5% based on absolutely dry LS matter.
description: Mestrado em Engenharia Química
URI: http://hdl.handle.net/10773/4861
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