Thesis (Ph. D.)--Oregon State University, 2004. / Printout. Includes bibliographical references. Also available on the World Wide Web.

Orientador: Marco Aurelio Cremasco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T19:17:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Starquit_AxelNicolasVincentReneDesire_M.pdf: 14668743 bytes, checksum: 4db90a43a39b4d77f2e635582b6323b4 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: 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 performances / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Countercurrent chromatography (CCC) is an advanced liquid-liquid extraction technique that purifies chemical components from complex mixtures. The Brunel CCC' is a J-type centrifuge based upon this technique. This machine can process 5g quantities of sample every 5 hours [Sutherland 1998]. To process 1 tonne of sample per year would require 200 Brunel CCCs, which is not practical as an industrial process. A practical alternative is to use one machine with 200 times the processing capability. To construct such a machine requires a greater understanding of the stationary phase retention inside a coil (column) and the column efficiency (mass transfer between the mobile and stationary phases). This thesis contains research into stationary phase retention. A hypothesis that all J-type centrifuges act as constant pressure drop pumps is proposed. This hypothesis combined with the Hagan-Poiseuille equation for laminar flow produces a theoretical basis for plotting the stationary phase retention against the square root of the mobile phase flow rate as proposed by Du et al [1999]. Supporting experimental evidence is presented showing that the mobile phase flows in a laminar manner and that the pressure drop across a coil is constant for a given set of operating conditions. It is shown that the pressure drop is the same in both normal and reverse phase modes if specific conditions are met. The pressure drop is shown to be independent of tubing bore for helical coils provided that the same helical pitch is used. The experimental results also show how the pressure drop varies with the phase system and rotational speed. Hopefully this is a significant advance in predicting the stationary phase retention of industrial scale J-type centrifuges.

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-09-05T13:20:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Veredas_ViniciusDe_D.pdf: 13205142 bytes, checksum: 97c5009c255088bef6fcdc1fd92294c3 (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-30T12:54:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Veredas, Vinicius de_D.pdf: 13205142 bytes, checksum: 97c5009c255088bef6fcdc1fd92294c3 (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química