O novo modelo Front Velocity aplicado na modelagem da separação de enantiômeros via processo Leito Móvel Simulado

Resumo

Devido as propriedades terapêuticas dos enantiômeros de um fármaco racêmico, surge a necessidade de separá-los. Entre os processos utilizados para a separação desse tipo de composto, o Leito Móvel Simulado (LMS) tem recebido destaque, por ser um processo contínuo e contracorrente que apresenta um grande eficiência de separação. Os fármacos racêmicos em geral são caros e por isso existe o interesse em evitar possíveis desperdícios ocasionados por uma operação inadequada do equipamento utilizado na separação. Para determinar os parâmetros de operação do LMS é necessário predizer o transporte de massa que ocorre no interior das colunas cromatográficas que compõe o LMS. Atualmente os modelos usados na predição do transporte de massa nesse tipo de processo são compostos por sistemas de equações diferenciais parciais e apresentam um alto custo computacional, além de que necessitam dado obtidos previamente através da realização de experimentos de equilíbrio que são interpretados por isotermas de adsorção. Neste trabalho, para modelar processo de separação em LMS a nova abordagem Front Velocity foi proposta. Esta é composta por equações diferenciais ordinárias e não se utiliza de isotermas de adsorção e consequentemente não se faz necessário a realização de experimentos de equilíbrio. Na cromatografia preparativa um experimento de pulso é conduzido, e do cromatograma resultante sã determinadas via aplicação do problema inverso os parâmetros globais de transferência de massa do modelo Front Velocity.. Na segunda etapa os parâmetros obtidos na caracterização da coluna cromatográfica foram utilizados na simulação do processo LMS, obtendo os perfis de separação dos compostos da mistura estudada. Para a validação da modelagem empregada, os resultados simulados foram comparados com dados experimentais da separação dos enantiômeros do racemato Cetamina (Santos, et al., 2004) e também confrontados com as simulações obtidas a partir de modelos clássicos. Os resultados obtidos mostraram que o modelo Front Velocity possui uma concordância razoável com os dados experimentais em particular quando foi utilizada a cinética de Langmuir como mecanismo de transferência de massa. Da mesma forma mostrou perfis de separação semelhantes aos obtidos pela modelagem clássica usando apenas equações diferenciais ordinárias e exigindo um tempo de simulação computacional aproximadamente vinte vezes menor.