Orientador: Cesar Costapinto Santana

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica

Resumo: Foram adotadas duas técnicas experimentais para a determinação da isoterma de adsorção de proteínas em solução líquida utilizando-se resinas macroporosas trocadoras de íons como sólido adsorvente. Uma das técnicas, denominada de experimentos em tanques agitados, permitiu obter dados sobre a...

Resumo: Foram adotadas duas técnicas experimentais para a determinação da isoterma de adsorção de proteínas em solução líquida utilizando-se resinas macroporosas trocadoras de íons como sólido adsorvente. Uma das técnicas, denominada de experimentos em tanques agitados, permitiu obter dados sobre a cinética de adsorção e também as isotermas de equilíbrio para dois adsorventes, ambos contendo grupos do tipo amino quaternário, na adsorção da proteína Albumina de Soro Bovino. A segunda técnica, denominada de experimentos em colunas de adsorção, permitiu obter as curvas do tipo breakthrough e conseqüentemente a isoterma de equilíbrio para apenas um dos adsorventes na adsorção da mesma proteína. O tratamento matemático das isotermas através do modelo de Langmuir conduziu aos dois parâmetros do modelo para uma temperatura de 240 C para o sistema Albumina de Soro Bovino (BSA) e as resinas de troca iônica Q-Sepharose® Fast Flow e Accell® Plus QMA. Foram analisados dois níveis de força iônica do tampão Tris(hidroximetil)aminometano para cada uma das resinas. A modelagem matemática das curvas cinéticas obtidas permitiu otimizar os parâmetros que exprimem a convecção externa e a difusão interna às partículas para os experimentos em tanques agitados para o sistema BSA-Accell Plus QMA. As curvas de breakthrough obtidas para o sistema BSA-Accell Plus QMA indicaram um comportamento similar para colunas operando em leito fixo e em leitos fluidizados. Nos experimentos em leito fixo, foi obtido o parâmetro tempo estequiométrico, que possui importância na interpretação da adsorção com relação ao balanço de massa e à ampliação de escala do processo

Abstract: Two different experimental techniques were studied aiming the determination of adsorption isotherms of proteins in liquid solutions by using macroporous adsorbents solids. One of the techniques, named stirred tank experiments, allowed to study the kinetics of adsorption and the equilibrium...

Abstract: Two different experimental techniques were studied aiming the determination of adsorption isotherms of proteins in liquid solutions by using macroporous adsorbents solids. One of the techniques, named stirred tank experiments, allowed to study the kinetics of adsorption and the equilibrium isotherms for two adsorbents based quaternary amino groups working with Bovine Serum Albumin (BSA), as a model protein. The second technique, named breakthrough curve experiments, allowed also get the equilibrium isotherm for the same system. The mathematical treatment using non-linear regression for the Langmuir model isotherm led to the two parameters of the isotherm for the temperature of 240 C for the systems containing BSA and the anionic resins Q-Sepharose® Fast Flow and Accell® Plus QMA.Two different levels of ionic strength of the buffer Tris(hydroxymethyl)aminomethane were analyzed in the experiments. The mathematical modeling of the adsorption kinetics allowed to optimize the mass transfer parameters described by the phenomena of internal diffusion and external convection for the system BSA-Accell Plus QMA. The breakthrough curves for the experiments with fixed and fluidized beds have similar behaviour. The parameter stoichiometric time obtained from the column experiments is important to describe the mass balance in the column, helping the scaleup of the process