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Ttulo [PT]: Anlise da performance de zelitas modificadas na adsoro seletiva e separao da mistura glicose-frutose
Ttulo [EN]: Analise of the performance of modified zeolites in the seletive adsorption and separation of the glicose-fructose mixture
Autor(es): Ana Lusa Saavedra Martinelli
Palavras-chave [PT]:

Frutose. Zelitas. Anlise. Glicose Frutose. Separao da mistura. Adsoro seletiva. Brasil.
Resumo:
Resumo: A frutose um dos mais importantes acares naturais, encontrada principalmente nas frutas e no mel. Ela um dos produtos da hidrlise da sacarose juntamente com seu Fismero, a glicose. Numa escala de doura ela 1,3 - 1,8 vezes mais doce que a sacarose e - 2,4 vezes mais doce que a glicose. Devido s suas propriedades organolpticas e tcnicas, a frutose pode ser utilizada como substituto da sacarose em gelias, chocolates, glacs e cremes, biscoitos, misturas para bolos dietticos, gelatinas, pudins, balas dietticas e convencionais, gomas e refrigerantes dietticos. O uso da frutose comeou a se expandir - nos Estados Unidos devido a avanos tecnolgicos nos processos de isomerizao - enzimtica da glicose proveniente inicialmente da hidrlise do amido de milho, obtendo como produto o xarope com alto teor de frutose (high-fructose syrups, HFS). No Brasil o mtodo de obteno economicamente mais vivel do HFS a partir da inverso enzimtica da sacarose. Em ambos os mtodos a soluo final ser constituda basicamente de frutose e glicose. Diversos trabalhos e algumas patentes tm proposto a separao da mistura glicose-frutose utilizando zelitas nas formas clcica e brica. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficcia das zelitas A e X trocadas com ons de clcio, brio e potssio na adsoro seletiva da frutose e separao da misturaglicose-frutose. As trocas inicas foram realizadas em reator batelada sob agitao por um perodo de 24 horas e temperatura de 75C. As isotermas de adsoro de frutose foram determinadas para as zelitas A e X na forma sdica e para zelitas trocadas com os ons clcio, brio e potssio. Para as zelitas que apresentaram as maiores capacidades de adsoro de frutose e menor valor de K foram determinadas isotermas de adsoro de glicose. Observou-se que todas as isotermas se comportaram como isotermas de Langmuir. A capacidade mxima de adsoro de frutose foi menor para as zelitas de partida Na-A (110 mg de frutose/g de zelita) e Na-X (134 mg de frutose/g de zelita). Dentre as zelitas estudadas, a zelita Ca-X apresentou a maior capacidade de adsoro de frutose (791 mg de frutose/g de zelita) e a menor capacidade de adsoro de glicose (192 mg de glicose/g de zelita) alm de um valor de Kd relativamente baixo em relao s zelitas trocadas. Por esse motivo, esta zelita foi utilizada na separao da mistura sinttica glicose-frutose em coluna. Duas colunas, com diferentes quantidades de massa zeoltica, foram testadas. A separao cromatogrfica foi feita utilizando a injeo do tipo degrau. A partir das curvas de adsoro das solues puras de frutose e glicose, obtidas em ambas as colunas, foram determinados os tempos de residncia mdios, as constantes de equilbrio de adsoro de frutose e glicose e o grau de separao da mistura. Os resultados obtidos foram prximos aos obtidos em trabalhos anteriores por outros pesquisadores. Em ambas as colunas constatou-se a seletividade da zelita em relao frutose. O grau de separao da mistura foi maior na coluna 2 (40 g de zelitas) o que evidencia uma maior seletividade da zelita em relao frutose, porm a capacidade de adsoro de frutose foi maior na coluna 1 (23 g de zelitas) o que pode ser explicado pela baixa frao de vazios no leito (0,2). Devido ao alto grau de separao obtido pela coluna 2 (1,52), esta coluna foi utilizada para efetuar a separao da mistura equimolar glicose-frutose. Nos testes de separao da mistura, o grfico das curvas de adsoro e dessoro comprovaram a separao da mistura, porm em menor grau que os teste de adsoro de glicose e frutose feitos isoladamente, devido, provavelmente, ao efeito sinrgico entre as molculas dos dois acares.

Abstract: Fructose is one of the most important natural sugar found mainly in fruit and honey. It is one of the products of the sucrose hydrolysis together with its isomeric, the glucose. In a scale of sweetness it is 1,3 - 1,8 times sweeter than sucrose and 2,4 times sweeter than glucose. Because of its organoleptic and technical qualities, fructose can be used as a sucrose substitute in jams, chocolates, glac silks and creams, biscuits, mixture for diet cakes, jellies, puddings, diet and usual candies, gums and diet soft drinks. The use of fructose started to expand as syrup with high meaning of fructose (high-fructose syrups, HFS), produced through enzymatic isomerization of glucose deriving initially from hydrolysis of corn starch. In Brazil, the most economically feasable method to produce fructose is from enzymatic inversion of sucrose. In both methods the final solution will be constituted basically of fructose and glucose. Several works and patents have proposed the separation of the glucose-fructose mixture using zeolite in the calcic and baric forms. The goal of this work was to evaluate the efficacy of the A and X zeolite exchanged with ions of calcium, barium and potassium in the selective adsorption of the fructose and separation of glucose-fructose mixture. The ionic exchanges were carried out in batch reactor under agitation for a 24 hours period. The adsorption isotherms of fructose were determined to the A and X zeolites in the sodic form and to exchange zeolite with calcium, barium and potassium ions. For the zeolite that showed the highest capacities of fructose adsorption and lower values of Kd, it was also determined the adsorption isotherms of glucose. It was observed that all the isotherms behaved like Langmuir isotherms. The maximum capacity of adsorption of fructose was lower to the zeolite of starting Na-A (110 mg fructose/g of zeolite) and Na-X (134 mg fructose/g of zeolite). Among the studied zeolite, the zeolite Ca-X showed the highest fructose adsorption capacity (791 mg de frutose/g de zelita) and the lower glucose adsorption capacity (192 mg de frutose/g de zelita), besides the value of Kd was relatively low compared to exchanged zeolite. Because of that, this zeolite was used in the separation of the synthetic mixture of glucose-fructose in column. Two columns, with different quantities of zeolite were tried. The chromatographic separation was made using the step type injection. From the adsorption curves of pure solutions of fructose and glucose, for both columns, were determined the medium residence times, the adsorption equilibrium constants of glucose and fructose and the degree of separation of the mixture. The results obtained were close to the ones obtained in previous works by other researchers. In both columns it was verified the selectivity in relation to the fructose. The degree of separation of the mixture was bigger in the column 2 (40 g)what evidences a higher selectivity of zeolite in relation to the fructose, but the capacity of fructose adsorption was higher in the column 1 (23 g) what can be explained by of the lower bed porosity. Because of the high degree of separation obtained by column 2, this column was used to carried out the separation of the fructoseglucose equimolar mixture. The mixture separation tests (adsorption and desorption), proved the separation of the mixture, however in a lower degree than the glucose and fructose adsorption test made in boat-load, probably, because of the synergistic effects between the molecules of the two sugar.
Cdigo: vtls000088789
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2000
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Ndia Regina Camargo Fernandes Machado
Co-Orientador: Prof. Dr. Gisella Maria Zanin
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Departamento de Engenharia Qumica
Nvel: Dissertao (mestrado)/
UEM: Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica

Responsavel: beth
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: AnaLuisaSM.pdf
Tamanho: 721 Kb (737935 bytes)
Criado: 01-08-2013 16:50
Atualizado: 01-08-2013 16:59
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