Equilíbrio líquido-líquido na Produção de Compostos Furânicos

Resumo

A produção de biocombustíveis líquidos e produtos químicos de alto valor agregado a partir da biomassa é um dos desafios mais importantes que enfrentamos hoje, devido às preocupações ambientais e os riscos de escassez energética. Recentemente, vários grupos de pesquisa têm descrito algumas abordagens para converter açúcares de seis carbonos, tais como glicose e frutose, procedentes da biomassa em um composto furânico chamado 5-hidroximetilfurfural ou HMF. O HMF é considerado como o composto intermediário chave para a sínteses de biocombustíveis líquidos (2,5-dimetilfurano e 2-metilfurano), polímeros, produtos farmacêuticos, entre outros, constituindo um bloco de construção (building block) no desenvolvimento de tecnologias para o estabelecimento de biorrefinarias. No entanto, existem vários desafios técnicos e econômicos que têm atrasado a produção destes compostos em escala industrial. Algumas dessas dificuldades estão associadas ao desconhecimento das propriedades termodinâmicas e das composições das fases em equilíbrio durante o processo reacional, a problemas na separação do HMF a partir da fase aquosa em função da presença de coprodutos gerados na fase orgânica extrativa e às dificuldades adicionais relacionadas ao reaproveitamento do solvente utilizado. Neste contexto, este projeto propõe: i) a determinação experimental das propriedades termodinâmicas dos compostos furânicos; ii) o estudo do equilíbrio líquido-líquido (ELL) de misturas binárias e ternárias envolvidas na etapa reacional e de separação do processo de produção do HMF; iii) a modelagem termodinâmica dos dados de equilíbrio obtidos empregando o modelo Non-Random Two Liquid (NRTL) e/ou a equação de estado (CPA EoS) e iv) a viabilidade econômica da produção de HMF por simulação computacional usando o ASPEN PLUS. (AU)