Estudo dos fenômenos de transporte em cromatografia através da aplicação de modelos de rede e estocásticos

O estudo dos diferentes fenômenos de separação tem sido cada vez mais importante para os diferentes ramos da indústria e ciência. Devido à grande capacidade computacional atual, é possível modelar e analisar os fenômenos cromatográficos a nível microscópico. Os modelos de rede vêm sendo cada vez mais utilizados, para representar processos de separação por cromatografia, pois através destes pode-se representar os aspectos topológicos e morfológicos dos diferentes materiais adsorventes disponíveis no mercado. Neste trabalho visamos o desenvolvimento de um modelo de rede tridimensional para representação de uma coluna cromatográfica, a nível microscópico, onde serão modelados os fenômenos de adsorção, dessorção e dispersão axial através de um método estocástico. Também foram utilizadas diferentes abordagens com relação ao impedimento estérico Os resultados obtidos foram comparados a resultados experimentais. Depois é utilizado um modelo de rede bidimensional para representar um sistema de adsorção do tipo batelada, mantendo-se a modelagem dos fenômenos de adsorção e dessorção, e comparados a sistemas reais posteriormente. Em ambos os sistemas modelados foram analisada as constantes de equilíbrio, parâmetro fundamental nos sistemas de adsorção, e por fim foram obtidas e analisadas isotermas de adsorção. Foi possível concluir que, para os modelos de rede, os fenômenos de adsorção e dessorção bastam para obter perfis de saída similares aos vistos experimentalmente, e que o fenômeno da dispersão axial influência menos que os fenômenos cinéticos em questão

The study of different phenomena of separation has been most important for the different areas of industry and science. Due to the large computational available, we can model and analyze the chromatographic phenomena at the microscopic level. The network model has been most used to represent processes of separation by chromatography, because through them we are able represent the topological and morphological aspects of different adsorbent materials available on the market. In this work we aim at studying the dynamics of percolation chromatography through the phenomenology of adsorption, desorption and axial dispersion. In this work we aim to develop a three-dimensional network model representation of a chromatographic column, microscopic level, which will model the phenomena of adsorption, desorption and axial dispersion through a stochastic method. After that, a two-dimensional network model is used to represent a system of adsorption in batch, keeping the modeling of the adsorption / desorption, and then compare to real systems. In both systems modeled are analyzed the equilibrium constant, the basic parameter in the adsorption systems, and at the end are obtained and analyzed adsorption isotherms. We concluded for the network models the phenomena of adsorption and desorption were sufficient to obtain output profiles similar to those seen experimentally, the phenomenon of axial dispersion effect unless the kinetic phenomena in question.