Metodo alternativo para a resolução numerica de modelo dinamico para leito movel simulado em condições de isotermas lineares

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Starquit, Axel Nicolas Vincent Rene Desire
Data de Publicação: 2004
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1600795
Resumo: Orientador: Marco Aurelio Cremasco
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spelling Metodo alternativo para a resolução numerica de modelo dinamico para leito movel simulado em condições de isotermas linearesAlternative method for the numerical resolution of dynamic model for simulated moving bed with linear isothermCromatografia líquidaCromatografia contracorrenteSimulação (Computadores)Cálculos numéricosLiquid chromatographyCountercurrent chromatographyComputer simulationNumerical calculationsOrientador: Marco Aurelio CremascoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: O Brasil é dono de inigualável diversidade biológica, da qual é possível encontrar fármacos de altos valores agregados.A obtenção desses produtos atravessa diversas etapas, desde a identificação de um determinado principio ativo, até a sua recuperação e posterior purificação. São nessas etapas finais que se podem utilizar sistemas de separação baseados na adsorção e, em particular, a técnica cromatográfica de leito móvel simulado (LMS). Na descrição do LMS, é freqüente recorrer à sua modelagem e simulação. Por outro lado, ao se tratar de modelagens rigorosas, estas levam a problemas matemáticos de equações diferenciais parciais acopladas. Tendo em vista a complexidade de tais modelos, resoluções numéricas são necessárias, sendo que o método das colocações ortogonais é o que se encontra com freqüência na literatura para a simulação do LMS. O objetivo desta Dissertação, portanto, é o de desenvolver um método numérico alternativo destinado à resolução do modelo matemático que descreve o fenômeno e a operação do LMS, utilizando-se quatro zonas de separação, cada qual formada por leitos fixos, em sistemas descritos por isotermas lineares. O método matemático proposto é hibrido, comportando parte analítica para o balanço de massa da fase estacionária, a qual é relacionada através do teorema de Duhamel ao balanço de massa da fase móvel que, por sua vez, é resolvido numericamente. O aplicativo computacional desenvolvido foi avaliado por comparação com resultados experimentais advindos da literatura para mistura binária dos aminoácidos fenilalaninae tirosina; para mistura temária desses aminoácidos mais o triptofano e para uma mistura multicomponentes contendo o Pac1itaxel, conhecido como Taxol@, um poderoso agente cancerígeno. Os resultados obtidos demonstraram desempenho satisfatório de método proposto. Além do leito móvel simulado, o aplicativo pode ser avaliado para outros sistemas cromatográficos: curvas de ruptura ("breakthrough") que descrevem a cinética de adsorção em batelada utilizando leito fixo; respostas de pulsos cromatográficos em leito fixo, o que leva às curvas de eluição do pulso. A presente Dissertação de Mestrado foi desenvolvida no Laboratório de Processos em Meios Porosos (LPMP), do Departamento de Termotluidodinâmica (DTF), da Faculdade de Engenharia Química (FEQ),na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp)Abstract: In Brazil, the biodiversity is huge so this country may become one of the greatest bioproducts producers worldwide. When extracted fiom their natural source, those bioproducts are generally obtained in a mixture containing many other compounds, such that, in order to obtain a commercialproduct, the mixture must go through separation and purification processes. In the field of bioprocucts separation, the simulated moving bed process (SMB) has gained much attention since the beginning of the 90th. In modem engineering, modeling and simulating processes has become very common, from the beginning of a new project to the process control in the existing production plants. For simulated moving bed, when rigorous models are used, the model takes the form of a system of coupled partials differentials equations, so that numerical resolutions of the mathematicalproblem are needed. For simulatedmoving bed (SMB) the numerical method of orthogonal collocations is the one most frequently encountered in the literature. This Dissertation presents an altemative numerical method for the simulated moving bed when isotherm can be considered linear. The method proposed, composed of both analytical and numerical schemes which are correlated through Duhamel's theorem, is hybrid. Most of the mass transfer parameters necessary for simulationsare estimated by the use of correlations from literature. Simulation's results for the separation of pharmaceutical's products, using the proposed numerical method, are obtained and compared with experimentalresults fiom literature. Those comparisons demonstrate the validity of the proposed numerical method, showing that it does not induces significant numerical errors, so that one canhave confidence in the results from those simulations.Investigations were also ~ade in order to analyze the influence some of the 5MB operating parameters on the overall equipment' s performancesMestradoEngenharia de ProcessosMestre em Engenharia Química[s.n.]Cremasco, Marco Aurelio, 1962-Santana, Cesar CostapintoMeirelles, Antonio José de AlmeidaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASStarquit, Axel Nicolas Vincent Rene Desire20042004-12-15T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf155p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1600795STARQUIT, Axel Nicolas Vincent Rene Desire. Metodo alternativo para a resolução numerica de modelo dinamico para leito movel simulado em condições de isotermas lineares. 2004. 155p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1600795. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/349264porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T04:16:37Zoai::349264Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T04:16:37Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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