Estudo experimental de um trocador de calor em microcanais para ressublimação no processo de liofilização

Resumo

Esta proposta de pesquisa de iniciação científica visa aplicar e expandir os conhecimentos sobre trocadores de calor compactos estudados pelo Grupo de Pesquisa em Transferência de Calor do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia de São Carlos - USP em processos de mudança de fase por ressublimação usados na liofilização. A liofilização é um processo com alto gasto energético, que objetiva a secagem de um alimento ou componente, o que implica em gastos operacionais altos para a indústria alimentícia e farmacêutica. Este alto gasto energético é devido principalmente ao sistema de refrigeração e vácuo os quais permanecem em funcionamento durante todo o ciclo de operação, algumas vezes superiores a um dia. Grande parte das pesquisas realizadas em torno do processo de liofilização é direcionada a determinação de protocolos otimizados de tempo, temperatura e pressão de secagem para um determinado produto. Outra característica muito estudada é a modelagem dos processos de transferência de calor e massa que ocorrem num produto específico a ser liofilizado, grande parte na área farmacêutica. Nesta proposta, o estudo se direciona sobre um dos componentes do liofilizador. Busca-se estudar e avaliar experimentalmente um trocador de calor compacto, constituído de microcanais, que minimize os gastos energéticos para a formação de gelo no condensador de um liofilizador. A ressublimação do vapor que ocorre no condensador do liofilizador é necessária para que a pressão da câmara de secagem permaneça baixa e a taxa de secagem se mantenha a mais alta possível. Espera-se, ao final deste trabalho, determinar os principais parâmetros que permitam a otimização da relação formação de gelo e gasto energético no condensador de liofilizadores e a maior compreensão do processo de formação de gelo por ressublimação em trocadores de calor compactos.