Desenvolvimento de processos cromatográficos empregando ensaios de triagem e modelagem fenomenológica
| dc.contributor.advisor-co1 | de Pádua, Thiago | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8909812973749651 | |
| dc.contributor.advisor-co1orcid | https://orcid.org/0000-0003-0694-6991 | |
| dc.contributor.advisor1 | Ribeiro, Marcelo | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0381402687491195 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0001-5836-3478 | |
| dc.contributor.author | Vieira, Felipe | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/3197311040868687 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0009-0004-1151-3343 | |
| dc.date.accessioned | 2025-02-10T12:35:03Z | |
| dc.date.issued | 2024-07-30 | |
| dc.description.abstract | Phenomenological models are valuable tools for developing chromatography methods. However, its applicability is impaired by the theorical complexity and accessibility to model parameters. Despite materials are usually select by screening protocols, data obtained during this phase are not used further in the development of the purification process. Here, a joint estimation procedure that integrates data from microplate screening with a single column experiment was proposed to estimate equilibrium and dispersion parameters for modeling gradient elution. Initial estimates of equilibrium isotherm parameters were derived from the screening data, which were then refined by incorporating column chromatogram data to estimate mass transport parameters and enhance isotherm predictions. The proposed method was validated with a reverse phase chromatography using a non-ionic surfactant and functionalized silica. The equilibrium parameters estimated with microplate data predicted a retention volume 8.9% far from experimental results, while the joint estimation prediction was 0.8% in the best-case scenario. In this case, results show that the use of screening data combined with an L-curve method effectively mitigated model overfitting, even when relying on a single gradient elution column assay. The presented protocol should speed up the process development and reduce the consumption of inputs with column experiments. | eng |
| dc.description.resumo | Modelos fenomenológicos são ferramentas valiosas para a simulação de colunas cromatográficas, mas sua aplicação é dificultada pela complexidade teórica e pela obtenção dos parâmetros. Geralmente, condições como escolha de resinas, fase móvel e modificadores são definidas por protocolos de triagem, cujos dados raramente são utilizados para estimar os parâmetros dos modelos de coluna. Neste trabalho, propõe-se um procedimento de estimação conjunta para obter os parâmetros de modelagem de colunas operando com eluição gradiente, integrando dados de triagem em microplacas com um único experimento em coluna. Inicialmente, os parâmetros da isoterma de equilíbrio são estimados a partir dos dados de triagem e, posteriormente, refinados com informações do cromatograma da coluna, permitindo também a estimação dos parâmetros de transporte de massa. O método foi testado em cromatografia de fase reversa, utilizando um surfactante não iônico e sílica funcionalizada. Enquanto os parâmetros de equilíbrio obtidos somente a partir dos dados de microplacas apresentaram um desvio de 8,9% em relação ao volume de retenção experimental, a abordagem conjunta, que incorpora a curva L, reduziu esse desvio para apenas 0,8%. Esses resultados demonstram que a integração dos dados de triagem com a curva L minimiza o sobreajuste do modelo, mesmo com um único ensaio de coluna, contribuindo para acelerar o desenvolvimento do processo e reduzir o consumo de insumos. | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorshipId | código de processo: 88887.503155/2020-0 e 001, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorshipId | projeto PIPE-FAPESP 2018/08369-7 e UFSCar 23.112 – ProEx nº 000630/2019-31, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.identifier.citation | VIEIRA, Felipe. Desenvolvimento de processos cromatográficos empregando ensaios de triagem e modelagem fenomenológica. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21343. | por |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21343 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Cromatografia Líquida | |
| dc.subject | Desenvolvimento de métodos de purificação | |
| dc.subject | Modelo de equilíbrio-dispersivo | |
| dc.subject | Mínimos quadrados ponderados | |
| dc.subject | Critério da curva L | |
| dc.subject | Liquid chromatography | eng |
| dc.subject | Purification methods developed | eng |
| dc.subject | Equilibrium-dispersive model | eng |
| dc.subject | Weighted least squares | eng |
| dc.subject | L-curve criterion | eng |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES DE SEPARACAO E MISTURA | |
| dc.title | Desenvolvimento de processos cromatográficos empregando ensaios de triagem e modelagem fenomenológica | |
| dc.title.alternative | Chromatography process development employing screening tests and phenomenological modeling | eng |
| dc.type | Tese |
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