Producción de xilitol a partir de la hidrogenación de xilosa en fase acuosa

Abstract

En el presente trabajo se han estudiado diferentes catalizadores de níquel para la hidrogenación en fase acuosa de xilosa. Se han empleado como mezcla de reacción, soluciones de xilosa comercial utilizadas como referencia de una materia prima sin impurezas y licores ricos en xilosa obtenidos a partir de la autohidrólisis del bagazo de caña de azúcar. El licor obtenido a partir de la autohidrólisis del bagazo de caña de azúcar contiene impurezas tales como glucosa, ácido acético, y en menor proporción celobiosa, arabinosa y furfural.Se han estudiado catalizadores de Ni soportados en γ-Al2O3 y SiO2 preparados por el método de impregnación a humedad incipiente y un catalizador másico de Ni-Raney. El catalizador Ni/γ-Al2O3 resultó el más activo para condiciones de 100°C, 30 bar de H2 y dos horas de reacción. Cuando se utiliza el licor rico en xilosa, la presencia de ácido acético promueve el lixiviado del Ni. Con la neutralización del licor por tratamiento con NaOH, se observa no sólo la reducción del lixiviado sino que además esposible alcanzar conversiones muy elevadas cuando se utilizan los catalizadores Ni/γ-Al2O3 y Ni-Raney.

In the present work we studied different nickel catalysts for xylose aqueous phase hydrogenation. It has been used commercial xylose solutions that are used as a raw material reference without impurities and xylose rich liquors obtained by sugar cane bagasse autohydrolysis as reaction mixtures. The spent liquor obtained from the autohydrolysis of sugar cane bagasse contains impurities as glucose, acetic acid and cellobiose, arabinose and furfural in a lower proportion. It has been studied Ni catalysts supported on γ-Al2O3 and SiO2 which were prepared by incipient wetness impregnation, and a Ni-Raney catalyst, that were characterized by BET, TEM, SEM, TPR and potentiometric titration. The Ni/γ-Al2O3 catalyst was the most active reaching a conversion of 85% of commercial xylose to xylitol at 100ºC, 30 bar and two hours of reaction. When the xylose rich liquor is used the acetic acid presence promotes the Ni leaching. With liquor neutralization by NaOH treatment it is noted not only the leaching decrease, but also that it is possible to reach conversions close to 100% with Ni/γ-Al2O3 and Ni-Raney catalysts.