Biblioteca Digital da UEM: Sistema Nou-Rau
Pgina Principal  Portugus   English  Español   Aumentar Texto  Texto Normal  Diminuir Texto
  Principal | Apresentao | Objetivos | Instrues Autores | Estatsticas | Outras Bibliotecas Digitais
  Sistema Integrado de Bibliotecas - SIB / UEM
Entrar | acessos | verso 1.1  
ndice
Pgina principal
Documentos
Novidades
Usurios

Aes
Consultar
Procurar
Exibir estatsticas

Procurar por:
Procura avanada

Dvidas e sugestes


Consultar: Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica

Incio > Dissertaes e Teses > Engenharias > Engenharia Qumica > Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica

Ttulo [PT]: Modelagem da precipitao com antissolvente supercrtico assistida por CFD
Ttulo [EN]: Modeling of precipitation with supercritical antisolvent assisted by cfd
Autor(es): Flvia Aparecida Reitz Cardoso
Palavras-chave [PT]:

Fluido supercrtico. SAS. CFD. Equaes do balano populacional. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Supercritical Fluid. SAS. CFD. Population Balance Equations. Brazil.
rea de concentrao: Desenvolvimento de Processos
Titulao: Doutor em Engenharia Qumica
Banca:
Lcio Cardozo-Filho [Orientador] - UEM
Cludio Dariva - ITP
Elton Franceschi - ITP
Sandra Regina Salvador Ferreira - UFSC
Vladimir Ferreira Cabral - UEM
Resumo:
Resumo: O emprego de tcnicas de micronizao baseadas nas propriedades de fluidos supercrticos tem sido estudado e amplamente relatado na literatura. A principal vantagem da utilizao dos fluidos supercrticos que eles podem ser eficientemente separados, por descompresso, a partir de ambos os solventes orgnicos e produtos slidos, facilitando um processo limpo e reciclvel de uma grande variedade de produtos de alta qualidade da indstria farmacutica e de alimentos O poder de solvatao do fluido supercrtico pode ser facilmente controlado ajustando-se a presso e/ou temperatura, proporcionando novas oportunidades para a cristalizao seletiva, separao de impurezas e controle de formas cristalinas. Do ponto de vista termodinmico, as tcnicas para a formao de partculas usando fluidos supercrticos mais facilmente empregadas so as do processo antissolvente supercrtico (SAS), pois o CO2 usado como antissolvente, e uma soluo de solvente orgnico mais o soluto slido expandida pela injeo do fluido sub ou supercrtico. O processo SAS explora tanto o poder elevado de fluidos supercrticos para dissolver solventes orgnicos, como a baixa solubilidade de compostos farmacuticos em fluidos supercrticos, resultando normalmente na obteno de partculas de pequenos tamanhos e de formatos esfricos, caractersticas desejveis em muitas aplicaes. Contudo, essa garantia s acontece se forem consideradas as condies de operao do processo, fatores importantes que facilitam o controle sobre o tamanho e distribuio do tamanho de partculas. Face a essas consideraes e dificuldade de encontrar um estudo sistmico que relacione o comportamento fluidodinmico da mistura supercrtica e os seus efeitos sobre o tamanho e distribuio do tamanho de partculas, props-se nesse estudo um modelo matemtico capaz de prever os mecanismos de formao de micro e nanopartculas de substncias qumicas em processos do tipo SAS. O modelo resolvido numericamente levou em considerao os principais fenmenos fsicos envolvidos no processo, incluindo a hidrodinmica do jato, transferncia de massa, bem como a nucleao e a cintica de crescimento da partcula, empregando-se um modelo de turbulncia k-ε tipo standard resolvido em conjunto com balanos de massa, momento e energia em duas e trs dimenses e intercalado com as equaes de balano populacional (PBE). Os parmetros cinticos de precipitao das partculas do balano populacional foram calculados a partir dos resultados experimentais da distribuio das partculas formadas. Os clculos das propriedades, incluindo densidade, condutividade trmica, viscosidade e difusividade mssica, foram determinados via equao de estado de Peng-Robinson com regra de mistura quadrada de Van der Walls, Mtodo de Chung e de Riazi e Whitson, respectivamente, empregando modelos para alta presso. A resoluo do modelo por fluidodinmica computacional (CFD) permitiu discutir os efeitos no tamanho e distribuio de tamanho da partcula e mostrou boa concordncia com os resultados experimentais, permitindo que a abordagem possa ser aplicada a sistemas semelhantes e contribua para melhorar o desempenho dos equipamentos de micronizao que utilizam a tcnica SAS, alm de permitir prever as melhores condies de operao para a obteno de menores partculas e de formatos esfricos.

Abstract: The use of spray drying techniques based on properties of supercritical fluids have been studied and widely reported in literature. The main advantage of the use of supercritical fluids is that they can be efficiently separated by decompression, from both organic solvents and solids, facilitating a clean recycling process of a wide variety of high quality products and the pharmaceuticaland food industry. The food solvating power of the supercritical fluid can be easily controlled by adjusting the temperature or pressure, providing new opportunities for selective crystallization, separation of impurities and control of crystal forms. From the viewpoint of thermodynamics, the techniques for particle formation using supercritical fluids more easily employed are those of the supercritical antisolvent method (SAS), as CO2 is used as the antisolvent and an organic solvent solution plus a solid solute is expanded by injection of a sub or supercritical fluid. The SAS process exploits both the high power supercritical fluid to dissolve organic solvents such as low solubility of pharmaceutical compounds in supercritical fluids, which ensures obtaining small size particles and of spherical shapes, desirable characteristics for many applications. However, this guarantee only happens if the operating conditions of the process are considered, important factors that facilitate control over the size and size distribution of particles. Given these considerations and the difficulty of finding a systemic study that relates the fluid dynamic behavior of supercritical mixture and its effects on the size, size distribution of particles in this study, a mathematical model able to predict the formation mechanisms micro, and nanoparticles chemical processes in the SAS type is proposed. The model solved numerically took into account the main physical phenomenon involved in the process, including the hydrodynamics of the jet, mass transfer, as well as the nucleation and growth kinetics of the particle, using the turbulence model of k-ε standard type solved together with mass balance, momentum and energy in two and three dimensions and merged with the population balance equations (PBE). The kinetics parameters of particles precipitation of the population balance were calculated from the experimental results of the distribution of the particles formed. The calculations of the properties including density, thermal conductivity, viscosity and mass diffusivity were determined via equation of state of Peng-Robinson with a square mixture rule of Van der Waals and Chung method Riazi and Whitson, respectively, using models for high pressure. The resolution of the model by computational fluid dynamics (CFD) allowed the discussion of the effects on the size and size distribution of particle and showed good agreement with the experimental results, allowing the approach to be applied to similar systems and helping to improve the performance of the equipment that use the SAS micronization technique, as well as allowing to predict the best operating conditions for obtaining smaller particles and spherical shapes.
Data da defesa: 25/08/2014
Cdigo: vtls000222875
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2014
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Lcio Cardozo-Filho
Co-Orientador: Prof. Dr. Dirceu Noriler ; Prof. Dr. Henry Frana Meier
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Tecnologia. Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica
Nvel: Tese (doutorado em Engenharia Qumica)
UEM: Departamento de Engenharia Qumica

Responsavel: elaine
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Tese Final.pdf
Tamanho: 9866 Kb (10102633 bytes)
Criado: 12-07-2016 08:43
Atualizado: 12-07-2016 08:50
Visitas: 423
Downloads: 11

[Visualizar]  [Download]

Todo material disponvel neste sistema de propriedade e responsabilidade de seus autores.