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Módulo de Hidrólise com Água Subcrítica e Supercrítica

Modelo: Hidrólise sub/supercrítica

Laboratório: Módulo de Hidrólise com Água Subcrítica e Supercrítica

Especificações Técnicas

A tecnologia baseia-se no comportamento da água sob alta pressão e temperatura. Em condições subcríticas, a água permanece no estado líquido em temperaturas entre 100 °C e 374 °C, sob pressão suficiente para impedir a vaporização, apresentando redução da constante dielétrica e aumento do produto iônico, o que favorece a hidrólise de biopolímeros como carboidratos, proteínas e lipídeos, sem necessidade de catalisadores químicos ou solventes orgânicos. Em condições supercríticas, acima do ponto crítico da água (374 °C e 22,1 MPa), o meio apresenta propriedades intermediárias entre líquido e gás, permitindo reações rápidas e a obtenção de produtos de menor massa molar, como açúcares fermentescíveis, ácidos orgânicos e aminoácidos. Por empregar unicamente água, frequentemente associada a CO₂ quando conveniente, o processo se alinha aos princípios da Química Verde e à preferência por solventes GRAS, uma vez que elimina solventes orgânicos tóxicos e possibilita a valorização de biomassas em conceito de biorrefinaria.

1.1. Aplicações principais

hidrólise de biomassa lignocelulósica, com obtenção de açúcares fermentescíveis a partir de celulose e hemicelulose;
valorização de resíduos e subprodutos agroindustriais, como bagaços, farelos, cascas, grãos de cervejaria, resíduos de frutas e de pescado;
aproveitamento integral de resíduos de extração supercrítica, convertendo o material já extraído em novos produtos de interesse;
hidrólise de proteínas para obtenção de peptídeos e aminoácidos com potencial bioativo;
recuperação de compostos bioativos e extratos ricos em compostos fenólicos e antioxidantes por extração com água pressurizada;
produção de carboidratos simples e químicos de plataforma, como ácido acético e ácido levulínico;
pré-tratamento de biomassas para produção de bioetanol dentro de conceito de biorrefinaria;
estudos de cinética de hidrólise, avaliação dos efeitos de temperatura, pressão e tempo de reação sobre rendimento e composição dos hidrolisados;
desenvolvimento de rotas sustentáveis para obtenção de ingredientes e insumos de interesse alimentício, farmacêutico e biotecnológico.

1.2. Informações do equipamento

Nome do equipamento	Módulo de Hidrólise Subcrítica e Supercrítica
Sigla	Hidrólise sub/supercrítica
Marca	Singularity Extraction Technologies
Modelo	PD-Hidrólise
Ano de aquisição	2023
Fonte de financiamento	FAPEMIG: APQ-00784-23
Número do patrimônio	–

1.3. Observações

Os valores não incluem consumíveis (água ultrapura, CO₂ quando empregado como agente auxiliar, energia), preparo de amostras, desenvolvimento metodológico ou materiais específicos eventualmente necessários. A viabilidade da análise dependerá da natureza da amostra, do teor de umidade, da composição química, da granulometria, das condições de temperatura e pressão pretendidas e do objetivo experimental, uma vez que condições reacionais mais severas favorecem a conversão, mas podem intensificar a formação de produtos de degradação.

Recomenda-se que o usuário informe previamente a matriz a ser processada, a quantidade de material disponível, a composição aproximada, os produtos de interesse (açúcares, peptídeos, compostos bioativos) e a faixa de condições que deseja avaliar (temperatura, pressão, tempo de reação e relação sólido/líquido).

Por se tratar de equipamento de alta pressão e temperaturas altas (400 ºC), a operação deve observar rigorosamente as normas de segurança aplicáveis a vasos de pressão, entre as quais a NR-13, com operadores treinados e verificação periódica do sistema.