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Type: TESE
Title: Estudo cinetico de adsorção modelagem dinamica e otimização de processo continuo de purificação de cefalosporina C
Author: Barboza, Marlei
Advisor: Maugeri Filho, Francisco, 1952-
Filho, Francisco Maugeri
Abstract: Resumo: As cefalosporinas assim como as penicilinas fazem parte de um grupo de antibióticos ß-lactâmicos produzidos por microrganismos. A cefalosporina C é produzida por mutantes do fungo Cephalosporium acremonium, e tem como característica determinante para seleção de processos de purificação, sua natureza hidrofílica, que dificulta sua extração por intermédio de compostos orgânicos. Desta forma, uma das técnicas mais utilizadas para purificação de cefalosporina C é adsorção cromatográfica. Através de simulações em computador, foi avaliado neste trabalho, um processo não convencional para purificação de cefalosporina C. O processo consiste basicamente em dois tanques agitados interligados por um reciclo, onde num primeiro estágio ocorre a adsorção e no segundo estágio a eluição do produto. Para realização deste objetivo, foi necessário estudar experimentalmente o comportamento cinético de adsorção e dessorção de cefalosporina C em resina polimérica, Amberlite XAD-2. O efeito da temperatura e do eluente (etanol) em solução foi verificado, sendo que o abaixamento da temperatura favorece a adsorção. Foram classificadas as isotermas e a cinética de adsorção na presença de etanol nas temperaturas de 10°C, 15°C e 25°C. Ensaios de adsorção em tanque agitado, permitiram determinar as constantes cinéticas, a difusividade efetiva da cefalosporina C no interior da resina e coeficiente de resistência à transferência de massa externo. Com o modelo matemático do processo contínuo e os dados cinéticos obtidos, foram realizadas simulações a respeito da dinâmica de operação, definindo-se as variáveis mais influentes. O processo foi avaliado, com base nas respostas fornecidas, sendo elas: fator de concentração (FC); fator de purificação (FP) e porcentagem de recuperação (%RC). A otimização foi feita pelo método de análise de superfície de resposta, fornecendo modelos empíricos, para os cálculos de %RC, FP e FC, dentro das faixas de operação estudas. O processo apresentou recuperação em tomo de 80%, um produto 10 vezes purificado, saindo no 2° estágio 1,6 vezes mais concentrado. Estes valores indicam, o potencial de aplicação do processo para purificação de cefalosporina C.

Abstract: The cephalosporins and penicilins are constitued of the ß-lactam antibiotics group produced by microorganism. The cephalosporin C is produced by Cephalosporillm acremollillm a mutant strain, and its hidrophilic nature make the extraction process by organic compounds more difficult, so the chromatographic adsorption is a good technique to be applyied in cephalosporin C purification process with a large potential of success. Cephalosporin C purification by non-conventional process: was evaluated using computer simulation. The process is composed for two stirred tank reactors with recycle system, the adsorption occurs in the first stage and the elution of the product takes place in the second stage. The cephalosproin C adsorption and desorption kinetics in non-polar polystyrene macroporous resin were studied to achieve this aim. The temperature and eluate (ethanol) effects in solution were verified and it was noted the adsorption process is more efficient decreasing the temperature. The isotherms and kinetic adsorption in the presence of ethanol was obtained at 10°C, 15°C and 25°C. Bath adsorption experiments allows to determine the kinetic constants, the effective pore diffusion coefficient of the cephalosporin C in the particle as well as the mass transfer coefficient. The most influent parameters were defined through dynamic simulation performed by a deterministic mathematic model of the continuous process and the kinetics data. Based in the concentration factor (CF), purification factor (PF) and recovery yield (%RC) the process performance was evaluated. The surface response analyse was used for the otimization and generates the supplying %RC, PF and CF model which are valid in the considered ranges. The process shown more than 80% for RC, 10 for PF and 1,6 for FC. These values shows a promising potential of the proposed technique to cephalosporin C purification.
Subject: Cefalosporinas - Purificação
Adsorção
Modelos matemáticos
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 1998
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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