Otimização e estudo de casos na modelagem e simulação de processos de separação em leito móvel simulado com gradiente de solvente (LMS-GS)

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Castro, Andréia Gomes Fiuza de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Simulated Moving Bed; Separation Process; Optimization; Solvent gradient; Adsorção; Separação (Tecnologia); Modelos matemáticos; Métodos de simulação; Análise cromatográfica; Leito móvel simulado; Processos de separação; Otimização; Gradiente de Solvente; ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16822

Processos de separação por cromatografia são muito utilizados na indústria por serem capazes de separar componentes semelhantes em misturas, normalmente difíceis de separar por métodos físicos mais simples, podendo ser contínuos ou em batelada. Dentre os processos cromatográficos contínuos, o leito móvel simulado (LMS) surge como uma técnica que atua eficientemente em misturas de difícil separação, principalmente por operar em contracorrente sem exigir movimentação (real) da fase sólida. A técnica LMS é amplamente estudada e suas aplicações encontram-se principalmente nas indústrias petroquímica, farmacêutica e de química fina. A utilização de um solvente modificador de afinidades na corrente de dessorção do LMS é uma derivação do modo tradicional de operação, sendo conhecido como LMS com gradiente de solvente (LMS-GS). O presente trabalho tem como objetivo estudar este modo de operação, por meio de modelos computacionais baseados em equacionamentos menos rigorosos, mas que se mostraram fidedignos frente aos dados experimentais para mistura de aminoácidos (triptofano, fenilalanina e tirosina). Os dados experimentais disponíveis são utilizados em uma formulação inversa para obtenção dos parâmetros cinéticos de transferência de massa, necessários na caracterização do LMS-GS. Para tal, utilizou-se o método de Luus-Jaakola e com os resultados, prosseguiu-se com as simulações de diferentes condições operacionais, obtidas pela abordagem de otimização X-Equation. A utilização da equação de projeto, denominada X-Equation, foi validada com base nos resultados de simulações para uma unidade de LMS-GS, onde todos os casos otimizados apresentaram resultados esperados quanto à pureza das correntes, produtividade e consumo de solvente do processo.