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Type: TESE
Title: Efeitos da troca ionica em zeolitas na absorção de frutose
Author: Silva, Classius Ferreira da
Advisor: Maugeri Filho, Francisco, 1952-
Filho, Francisco Maugeri
Abstract: Resumo: A dextrana é um grupo de polissacarídeos de origem bacteriológica, consistituída por uma cadeia principal de moléculas de D-glucose unidas por ligações ?-1,6. O grau de ramificação, o peso molecular e outras propriedades da dextrana são muito específicas, variando conforme o microrganismo usado para a produção da dextrana-sacarase. Na produção da dextrana a partir da sacarose, também há a formação de frutose como produto secundário da reação. Diversos trabalhos e algumas patentes têm proposto a separação da mistura dextranafrutose utilizando resinas de troca iônica. Nenhum trabalho tem sido reportado utilizando zeólitas na separação desta mistura; porém, zeólitas Y na forma cálcica e bárica têm sido testadas na separação da mistura glicose-frutose. As zeólitas são aluminossilicatos cristalinos, com estrutura porosa, formada basicamente por tetraedros SiO4 e (AlO4)-. Cada tetraedro (AlO4)- induz uma carga negativa que é contrabalanceada por um cátion, chamado cátion de compensação, que confere à zeólita diferentes propriedades físico-químicas. Normalmente as zeólitas são sintetizadas com sódio como cátion de compensação e este pode ser trocado posteriormente. O objetivo deste trabalho é verificar o efeito da troca iônica em zeólitas na adsorção da frutose. As zeólitas sofreram trocas iônicas segundo um planejamento experimental tendo como parâmetros o cátion introduzido na troca (cálcio ou bário), o tempo de realização da troca (5 minutos ou 24 horas) e o tipo de zeólita (A e duas zeólitas Y com diferentes razões de silício/alumínio). As trocas iônicas foram realizadas em reator batelada sob agitação. Na primeira fase foram determinadas as isotermas de adsorção de frutose a 30°C para cada zeólita trocada variando a concentração de frutose de 5 a 150 g/L. Observou-se que as isotermas se comportaram como isotermas de Langmuir em concentrações menores que 150 g/L, sendo que as zeólitas Y de maior razão silício/alumínio apresentaram uma maior capacidade de adsorção, seguida pelas zeólita A e a zeólita Y de menor razão silício/alumínio. A capacidade de adsorção também foi maior para as zeólitas que apresentavam o cálcio como cátion trocado. Observou-se ainda que, quanto maior o tempo de troca iônica maior é a quantidade de cátions trocados pela zeólita e maior é a capacidade de adsorção da frutose. As zeólitas que não foram submetidas à troca iônica apresentaram capacidades de adsorção de frutose bem menores. Com base na análise das isotermas observou-se que a zeólita Y de maior razão silício/alumínio trocada com cálcio durante 24 horas apresentou melhor comportamento com relação à capacidade de adsorção. Com esta zeólita realizouse um teste de adsorÇão da frutose num meio contendo a dextrana, verificou-se que houve adsorção da frutose nestas condições, obtendo-se uma relação da ordem de 30 mg de frutose/g de zeólita

Abstract: Dextran is a polysaccharide group from bacteriological origin, composed by glucose units linked by ?-1,6 bonds. Branching, molecular weight and other properties are very specific and related to the micro-organism used to produce dextransucrase enzyme. Fructose is obtained as a secondary product by dextran synthesis from sucrose. Some reported works, many of them as patents, advise to separate fructose from dextran by ion-exchange resins. No article has been shown about fructose separation from dextran by zeolites, however zeolite type Y with Calcium and Barium has been tried in fructose separation from glucose. Zeolites are aluminium silicate with porous structure composed basically by Si04 and (Ab03f tetrahedrons. Each tetrahedron induces a negative charge in its structure that is balanced by a cation named compensation cation. It is usually synthesized with Sodium as compensation cation, which can be exchanged afterward. This cation gives zeolites differents phys.ical chemistry properties. This work verifies the effects of the ion-exchange in zeolites in the adsorption of fructose. Ion-exchange was carried out in a batch reactor according to experimentals designs with the following parameters: cation introduced (Calcium or Barium), exchanging time (5 minutes or 24 hours) and zeolite type (A and two zeolites type Y with different Silicon/Aluminium ratio). At first, were determined adsorption isotherm at 30°C for each ion-exchanged zeolite with concentration of fructose ranging from 5 to 150 g/L. The isotherm behaved like Langmuir Isotherm in concentration below 150 g/L, ,and the best capacity of adsorption were found in zeolite Y with the higl;1:est Silicon/Aluminium ratio, followed by zeolite A and the other zeolite Y with 10Vler ratio. The best capacity of adsorption was also obtained by zeolites exchanged with Calcium. The research showed that the longer the exchanging time were, the more cation were exchanged and the higher were the capacity of adsorption. Zeolites that were not ion-exchanged showed lower capacity of adsorption. The highest capacity of adsorption was found in zeolite type Y with highest Silicon/Aluminium ratio and exchanged with Calcium. This zeolite was tried in the adsorption of fructose from dextran procution medium. It was verified that this zeolite adsorbed fructose from dextran medium in the ratio of about 30 mg fructose/g zeolite
Subject: Frutose
Dextrana
Adsorção
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 1998
Appears in Collections:FEA - Dissertação e Tese

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