MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE MICROMISTURA EM CRISTALIZADOR COAXIAL UTILIZANDO OPENFOAM

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE MICROMISTURA EM CRISTALIZADOR COAXIAL UTILIZANDO OPENFOAM

ROMBALDI, C.; FARIAS, L. F. I.; ROSA, C. A. DA

Artigo Completo:

A cristalização, em muitos processos, é a forma mais comum de produzir compostos químicos de alto valor agregado. Na indústria farmacêutica, o método de cristalização mais utilizado consiste na cristalização antissolvente, que tem a vantagem de induzir a cristalização de compostos que são facilmente degradados com o aumento da temperatura, sem necessitar de uma variação brusca da mesma. A fluidodinâmica computacional (CFD) é uma excelente ferramenta para simular, analisar e projetar sistemas de escoamentos complexos, como em fenômenos de micromistura, que ocorrem em cristalizadores. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo a modelagem e simulação da micromistura em cristalizadores antissolvente de geometria coaxial, utilizando o método multi-escala, que acopla as equações dinâmicas do modelo RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) com um modelo de densidade de probabilidade (PDF) multiambiente. Além disso, avaliar a influência de diferentes condições operacionais na supersaturação relativa da solução. Para tanto, foram avaliadas três razões mássicas distintas, para proporção de antissolvente/solução de 1, 1,5 e 0,5, com base no modelo implementado no software livre OpenFOAM. As análises qualitativas e quantitativas mostraram que as razões de 1 e 1,5 apresentaram melhor desempenho tanto para macro quanto para micro mistura.

A cristalização, em muitos processos, é a forma mais comum de produzir compostos químicos de alto valor agregado. Na indústria farmacêutica, o método de cristalização mais utilizado consiste na cristalização antissolvente, que tem a vantagem de induzir a cristalização de compostos que são facilmente degradados com o aumento da temperatura, sem necessitar de uma variação brusca da mesma. A fluidodinâmica computacional (CFD) é uma excelente ferramenta para simular, analisar e projetar sistemas de escoamentos complexos, como em fenômenos de micromistura, que ocorrem em cristalizadores. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo a modelagem e simulação da micromistura em cristalizadores antissolvente de geometria coaxial, utilizando o método multi-escala, que acopla as equações dinâmicas do modelo RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) com um modelo de densidade de probabilidade (PDF) multiambiente. Além disso, avaliar a influência de diferentes condições operacionais na supersaturação relativa da solução. Para tanto, foram avaliadas três razões mássicas distintas, para proporção de antissolvente/solução de 1, 1,5 e 0,5, com base no modelo implementado no software livre OpenFOAM. As análises qualitativas e quantitativas mostraram que as razões de 1 e 1,5 apresentaram melhor desempenho tanto para macro quanto para micro mistura.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeqic2017-126

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Como citar:

ROMBALDI, C.; FARIAS, L. F. I.; ROSA, C. A. DA; "MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE MICROMISTURA EM CRISTALIZADOR COAXIAL UTILIZANDO OPENFOAM", p-728-733. In: Anais do XII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica [=Blucher Chemical Engineering Proceedings, v. 1, n.4]. ISSN Impresso: 2446-8711. São Paulo: Blucher, 2017.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeqic2017-126