پديد آورنده :
عقيلي، مجتبي
عنوان :
مدلسازي ميكرونيزاسيون بتاكاروتن با ضدحلال فوق بحراني با استفاده از روش افزايش پراكندگي محلول
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شبيه سازي، مدلسازي و كنترل
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
هفده، ۱۱۷ص.: مصور، جدول
استاد راهنما :
محمد قريشي
استاد مشاور :
محسن دوازده امامي
توصيفگر ها :
مدلسازي , شبيه سازي , بهينه سازي , ضد حلال فوق بحراني , بتاكاروتن , افزايش پراكندگي محلول
استاد داور :
محمد چالكش اميري، مسعود حق شناس فرد
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/02/02
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
چكيده روش هاي مرسوم و متداول توليد ذرات شامل آسياب كردن كريستاليزاسيون و خشك كردن با خشك كن هاي پاششي و انجمادي است كه بيش تر اين روش ها مكانيكي ميباشد اين روشها مشكالتي از قبيل تغيير ماهيت توزيع وسيع اندازه ذرات آلودگي محيط زيستي وجود حالل در محصول را به همراه دارد امروزه براي حل اين مشكالت از تكنولوژي فوق بحراني جهت ريز كردن ذرات استفاده مي كنند حالليت خيلي از تركيبات دارويي در سيال فوق بحراني كربن دي اكسيد خيلي كم مي باشد به همين دليل مي توان سيال فوق بحراني را به عنوان ضد حالل فوق بحراني براي توليد ميكرو و نانو مواد به كاربرد يكي از روشهاي توليد ميكرو و نانو ذرات افزايش پراكندگي محلول به كمك ضد حالل فوق بحراني مي باشد در اين روش از يك نازل دو كاناله هم محور استفاده مي شود كه از كانال داخلي محلول و از كانال بيروني سيال فوق بحرا ني وارد مي شود اين دو جريان در ناحيه ي كوچكي از نازل كه طول اختالط نام دارد باهم مخلوط مي شوند فرآيند افزايش پراكندگي محلول به دليل اختالط شديد و باال بودن انتقال جرم و افزايش ضدحالل به محلول در ناحيه ي طول اختالط محلول فوق اشباع به وجود مي آورد كه باعث توليد ذرات بسيار ريز و يكنواخت مي شود در اين پايان نامه مدل سازي اين فرآيند در نازل دو كاناله به كمك نرم افزار 2 61 Ansys Fluent انجام شده است اهداف عمده از انجام اين پايان نامه تدوين مدلسازي و شبيه سازي جامع براي فرآيند فوق الذكر براي دو نازل به كار رفته اثبات مدل از طريق مقايسه تابع هدف ميانگين قطر ذرات با نتايج آزمايشگاهي شناخت پارامترهاي مؤثر طراحي آزمايش با نرم افزار 71 Minitab بهينه سازي شرايط عملياتي سپس مقايسه تابع هدف ميانگين قطر ذرات در شرايط عملياتي بهينه مي باشد در پايان با مقايسه نتايج شبيهسازي با يك مورد آزمايشگاهي خاص داروي بتاكاروتن صحت شبيهسازي ارزيابي ميگردد سپس يك مدل رياضي بر روي داده شبيهسازي منطبق شده كه به اين ترتيب مدل بر دادههاي آزمايشگاهي منطبق ميشود توجه به شرايط مختلف ورودي كه به برنامه مدل اعمال مي گردد نتايج حاصل ميزان خطاي نسبي در محدوده 1 03 را نشان مي دهد با توجه به اينكه در حال حاضر مدلي با خطاي كمتر در دسترس نمي باشد مي توان از نتايج حاصل از اين مدل جهت بررسي اثرات پارامترهاي مستقل بر قطر ميانگين ذرات استفاده نمود و نيز با استفاده از اين مدل مي توان نحوه تاثير پارامترهاي مستقل بر پروفايل هاي خواص ترموديناميكي در طول نازل را بررسي نمود در نتايج حاصل از مدل با توجه به شرايط مختلف ورودي ميكرو ذراتي با قطر ميانگين حدود 73 2 1 04 ميكرومتر براي آزمايش والديمير و همكارانش و 688 1 36 52 ميكرومتر براي آزمايش يورك و همكارانش حاصل مي گردد كه با نتايج آزمايشگاهي مطابقت دارد نتايج مدل نشان مي دهد كه فشار غلظت دبي ورودي دياكسيدكربن رابطه ي مستقيم با اندازه ذره دارد به طوريكه افزايش آنان افزايش قطر ذره را ايجاد مي كند دبي ورودي محلول نيز رابطهي عكس دارد به طوري كه افزايش دبي ورودي محلول باعث كاهش قطر ذره مي گردد روند خاصي براي تغييرات دما با قطر ذرات بدست نيامد كه با نتايج آزمايشگاهي مطابقت داشت نتايج نشان داد در مقايسه نازل بكار رفته در آزمايش والديمير و همكارانش با نازل يورك و همكارانش نازل يورك و همكارانش ذرات با قطر ريزتري را توليد كرده اما ميزان توليد بتاكاروتن با اين نازل كمتر است كليدي مدلسازي شبيهسازي بهينهسازي ضد حالل فوق بحراني بتاكاروتن افزايش پراكندگي كلما محلول
چكيده انگليسي :
118Abstract Most of conventional methods for producing particle include crystallization milling and drying with sprayand frigid dryers are mechanical methods These methods contain problems such as changing the nature large scale distribution of particle size environment contamination the presence of the solvent in the product Nowadays to solve these problems supercritical technology are used to disperse particles The solubility of manyof the drug compounds in the supercritical fluid of carbon dioxide is very low therefore the supercritical fluid canbe used as the supercritical anti solvent for the production of micro and nanomaterials One of the methods forproducing micro and nanoparticles is to increase the dispersion of the solution to the supercritical solvent In thismethod a two channel coaxial nozzle is used through which solution enters from the inner channel andsupercritical crisis enters from the outer channel These two streams are mixed in a small region of the nozzlecalled mixing length The incremental process of soluble dispersion due to the high difference in mass and thehigh mass transfer and the increase in anti solvent to solution in the solution mixing length produces ultra saturation solution which creates small uniform particles In this thesis the modeling of this process has beendone in a two channel nozzle with software Ansys Fluent 16 2 The main objectives of this thesis are to formulatemodeling and simulation of the community for the aforementioned process for the two used nozzles the validationof the model by comparing the target subject the average of the particle diameter with the experimental results identifying the effective parameters designing the experiment with the software Minitab17 the optimization ofoperating conditions and then comparing the target subject the average of the particle diameter is in optimaloperational conditions In the end by comparing the simulation results with a special laboratory case beta carotenedrug the true simulation is evaluated Then a mathematical model matches the simulation data so that the modelmatches the experimental data Considering the different input conditions applied to the model program the resultsshow the relative error in the range of 1 30 Due to the fact that the model with less error is not available atpresent the results of this model can be used to study the effects of direct electricity parameters on the average ofthe particle diameter Also by using this model we can study the effect of independent parameters andthermodynamic profiles in thin length In the results of the model according to different input conditions microparticles with an average diameter of 40 1 2 37 micrometers for the Vladimir test and 25 63 1 886micrometers for Hanna and York testing will be made that is consistent with laboratory results The results showthat the carbon dioxide input Concentration and pressure is directly related to the particle size so that their increasewill boost the diameter of the particle The solution inlet flow also has an indirect relationship so that the increasein the solution inlet flow decreases the diameter of the particle There was no particular trend for temperaturevariations with particle diameter that was consistent with laboratory results The results showed that in thecomparison of the used nozzle in the experiment of Vladimir with the Hanna and York the Hanna and Yorknozzle produces smaller diameter particles But the amount of beta carotene production is lower with this nozzle Keywords modeling simulation Optimization Supercritical antisolvent fluid beta carotene Solutionenhanced dispersion by supercritical fluids
استاد راهنما :
محمد قريشي
استاد مشاور :
محسن دوازده امامي
استاد داور :
محمد چالكش اميري، مسعود حق شناس فرد
