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Determinação da cinética de cristalização em diferentesescalas visando o projeto de cristalizador em bateladautilizando o sistema monopentaeritritol-água como modelo.

by Bernardo, André

Abstract (Summary)
Os trabalhos que estudam a cristalização como um processo industrialde separação muitas vezes se limitam a um único aspecto do processo. Assim,ou se estuda a otimização de parâmetros cinéticos, ou se estuda um métodode monitoramento da solução ou suspensão. Quase sempre sem levar emconta os vários parâmetros que compõem a qualidade do produto cristalino, ouo fato de que o processo estudado é tanto mais importante quando pode seraplicado na indústria.A partir dessa constatação, esse estudo propõe avançar até o estudo daviabilidade da aplicação industrial dos próprios resultados obtidos. Inicialmente,determinou-se a solubilidade do sistema modelo ? monopentaeritritol em água? buscando, a partir desses resultados, inferir alguns parâmetrostermodinâmicos, calor específico e calor de cristalização necessários a umpossível projeto de um cristalizador. Em seguida, foi feita a otimização deparâmetros cinéticos da cristalização em batelada semeada por resfriamento,pelo monitoramento da turbidez da suspensão, e do índice de refração dasolução e da distribuição de comprimento de corda dos cristais, em trêsescalas diferentes: 0,35 L de suspensão em reator de 0,6 L, 1,05 L desuspensão em reator de 2L, e 6,2 L de suspensão em reator de 9L.O monitoramento in-line das propriedades do sistema, bem como amedida da distribuição de tamanho de cristal e medidas de microscopia ópticada semente e dos produtos, permitiram a otimização dos parâmetros cinéticos,considerando a existência de aglomeração em duas das três escalasestudadas.De posse dos parâmetros cinéticos, tentou-se a extrapolação dessesparâmetros para outras escalas. Esse escalonamento não foi possível, mas seutilizaram os parâmetros cinéticos obtidos no reator de 9 L para projetar umsistema de cristalização, considerando dois cristalizadores: um maior de 40 m³adequado à produção de um intermediário químico como é o pentaeritritol, eoutro menor de 2 m³ considerando o sistema modelo como uma especialidadequímica. As simulações realizadas, utilizadas no projeto dos cristalizadores,permitiram constatar que há limitação de troca térmica no cristalizador de 40m³ que impediria a imposição de perfis não-lineares de resfriamento,normalmente apontados em artigos científicos como a solução adequada paraa melhoria do desempenho dos cristais produzidos. Essa limitação inexiste nocristalizador de 2 m³, o que permite impor perfis não-lineares de resfriamento emaximizar o desempenho do produto cristalino, pela obtenção de cristaismaiores e com largura de distribuição de tamanho estreita.
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Bibliographical Information:

Advisor:Marco Giulietti

School:Universidade Federal de São Carlos

School Location:Brazil

Source Type:Master's Thesis

Keywords:Cristalização Controle de processo descontínua . ? aplicações industriais ENGENHARIA QUIMICA

ISBN:

Date of Publication:05/04/2007

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