Obtenção de ácido levulínico e outros produtos a partir de açúcares usando catalisadores heterogêneos / Obtaining levulinic acid and other products from sugars using heterogeneous catalysts

A utilização de biomassa não utilizada na produção de alimentos terá um papel primordial no futuro como fonte de substâncias químicas para substituir aquelas derivadas de fontes minerais para criar novas plataformas de bioprodutos como alternativa de redução das emissões de CO2. Nesse aspecto, o ácido levulínico tem um papel importante nesse segmento (é uma das substâncias-chave - top twelve entre as de maior potencial) a ter o seu processo de fabricação desenvolvido devido à sua versatilidade como matéria-prima para produção de diversos produtos. Entretanto, o uso de catalisadores homogêneos e pouco seletivos na produção desse composto causa baixo rendimento e dificuldades de separação, elevando seu custo de produção. No presente trabalho foi estudada a hidrólise catalítica de sacarose, glicose, frutose, manose e xilose na presença de catalisadores heterogêneos ácidos (resinas estireno-divinilbenzeno sulfonadas, zeólita HZSM-5 e ácido nióbico) usando um reator Parr a 120 oC por tempo de 3 horas e os produtos foram quantificados por HPLC. Verificou-se que a seletividade depende do tipo de açúcar e do catalisador, sendo o ácido levulínico formado preferencialmente a partir da frutose usando resinas protônicas, seguido da sacarose. Ele praticamente não é formado a partir da glicose, manose e xilose com os catalisadores testados. A sacarose sofre inversão durante o processo. O 5-HMF é um subproduto sempre presente pois é um intermediário e o ácido fórmico um co-pruduto paralelo. Obtém-se alto rendimento de furfural partindo-se de xilose. Para a obtenção de um alto rendimento de ácido levulínico é necessário maximizar a obtenção de 5-HMF anteriormente.