Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://hdl.handle.net/11422/12855
Especie: | Tese |
Título : | Population balance modeling of crystallization for monitoring and optimal control |
Autor(es)/Inventor(es): | Marcellos, Caio Felippe Curitiba |
Tutor: | Secchi, Argimiro Resende |
Tutor : | Souza Junior, Maurício Bezerra de |
Tutor: | Lage, Paulo Laranjeira da Cunha |
Resumen: | A Equação do Balanço da População (PBE) descreve a mudança na distribuição do tamanho de partícula. Este estudo avalia a PBE com nucleação, crescimento e dissolução. Processos com nucleação e crescimento são conhecidos por serem problemáticos devido aos perfis descontínuos que causam. A dissolução requer o conhecimento do número de partículas no tamanho estável mínimo, de modo que as partículas instáveis sejam removidas da fase particulada. Essas condições requerem o uso de métodos numéricos especializados para sua modelagem matemática. Nesta tese, é dada ênfase ao Moving Section Method (MSM) que combina o método das classes com o método das características para mitigar erros de difusão numérica. O trabalho concentrou-se na aplicação do PBE para a cristalização enantiosseletiva de sistemas formadores de compostos racêmicos. Inicialmente, a conservação dos momentos da distribuição foi analisada para o MSM com mecanismos de crescimento e nucleação e propôs-se métodos para a adição de novos elementos da malha do tamanho de partículas. A estimação de parâmetros cinéticos foi abordada para a dissolução de NaCl em soluções de monoetilenoglicol (MEG) a partir de dados de padrões de cores (RGB), o que pode ser obtido por aparato experimental de baixo custo. Um método para determinar as condições de operação para o cristalizador em batelada com base no diagrama ternário é descrito. Posteriormente, mostram-se que as informações obtidas no diagrama ternário, como o rendimento máximo obtido pelo processo devido à termodinâmica, podem ser usadas para formular restrições para um método de controle baseado em otimização não linear para obter as características desejadas do produto. |
Resumen: | The Population Balance Equation (PBE) describe the change in the particle size distribution occasioned by a variety of mechanisms. This study evaluate the PBE with nucleation, growth and dissolution. The nucleation with growth process is known to be problematic due to the sharp profiles that it causes. The dissolution process requires the knowledge of the number of particles at the minimal stable size, such that unstable particles are removed from the particulate phase. These conditions require the use of specialized numerical method for mathematical modeling. In this thesis, an emphasis is given in the Moving Sectional Method, which combines the method of classes with the method of characteristics to mitigate numerical diffusion errors. The work focused on the PBE application for the enantioselective crystallization of racemic compounding forming systems. Initially, the conservation of the moments of the distribution was analyzed for the MSM with growth and nucleation mechanisms and methods were proposed for the addition of new elements of the particle size mesh. The estimation of kinetic parameters was approached for the dissolution of NaCl in solutions of monoethyleneglycol (MEG) from data of color patterns (RGB), which can be obtained by experimental apparatus of low cost. A method for determining the operating conditions for the batch crystallizer based on the ternary diagram is described. Subsequently, it is shown that the information obtained in the ternary diagram, such as the maximum yield obtained by the process due to thermodynamics, can be used to formulate constraints for a control method based on non-linear optimization to obtain the desired characteristics of the product. |
Materia: | Cristalização Enantiómeros |
Materia CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Unidade de producción: | Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia |
Editor: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
Fecha de publicación: | ago-2018 |
País de edición : | Brasil |
Idioma de publicación: | eng |
Tipo de acceso : | Acesso Aberto |
Aparece en las colecciones: | Engenharia Química |
Ficheros en este ítem:
Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
---|---|---|---|---|
CaioFelippeCuritibaMarcellos-min.pdf | 1.95 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Los ítems de DSpace están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.