Acetalização de glicerol e fenilacetaldeído assistida por pervaporação em reactor de membrana catalítica

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Nos últimos anos temos assistido ao aumento da procura de novos aromas e novas fragrâncias por parte de indústrias, como a indústria alimentar ou a indústria cosmética. Conciliar essa procura com o aproveitamento de um subproduto da produção de biodiesel, o glicerol, é uma estratégia aliciante do ponto de vista industrial. O aroma de jacinto pode ser sintetizado através da acetalização do glicerol com fenilacetaldeído, na presença de um catalisador ácido. Sendo esta uma reacção reversível, é limitada pelo equilíbrio, pelo que é sugerida a destilação reactiva de forma a aumentar a conversão da reacção. Neste trabalho experimental é sugerida a acetalização de glicerol e fenilacetaldeído assistida por pervaporação em reactor de membrana polimérica catalítica, como alternativa à destilação reactiva. Ao combinar a catálise da reacção com o processo de separação de um dos produtos da reacção numa única operação, este tipo de reactor revela-se uma alternativa vantajosa, eliminado o uso de solventes de extracção e permitindo operar nas condições óptimas do processo. Foi efectuado o estudo cinético da reacção de acetalização, a várias temperaturas, catalisada pelo catalisador KIT-6 sulfonado, previamente sintetizado. Este catalisador foi caracterizado através das isotérmicas de adsorção e dessorção de azoto e por titulações ácido-base. Prepararam-se membranas catalíticas compósitas por dispersão de zeólito H-USY e KIT-6 sulfonado em matrizes de poli (álcool vinílico) (PVA) reticuladas com glutaraldeído. As membranas foram caracterizadas por medição de ângulos de contacto, percentagem de inchamento e por FTIR. As membranas foram testadas em reactor de membrana com pervaporação acoplada, utilizando azoto seco como gás de varrimento, de forma a estudar o efeito da carga de catalisador, efeito da espessura da camada de separação e o efeito da utilização de diferentes catalisadores na reacção.