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Desenvolvimento uma unidade supercrítico de formação de espuma por deposição para fabricação de suportes (scaffolds) 3D: Caracterização, modelagem matemática e otimização

Processo: 18/18722-6
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2019
Vigência (Término): 31 de julho de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
Pesquisador responsável:Lucia Helena Innocentini Mei
Beneficiário:Tahmasb Hatami
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Engenharia tecidual   Otimização   Modelos matemáticos
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Design and construction | Mathematical Modeling | Optimization | Supercritical deposition-foaming | Tissue Engineering

Resumo

Suportes (Scaffolds) com estruturas tridimensionais são abundantemente utilizados em biorreatores de perfusão visando à expansão e diferenciação de células-tronco para aumentar a expectativa de vida do paciente. Como os suportes (scaffolds) prontos são comumente fabricados com solvente fundido/lixiviação de partículas (SC/PL), separação de fases, formação de espuma ou eletrofiação, alguns solventes químicos permanecem em sua estrutura, podendo afetar seriamente o paciente saudável. O uso de CO2 supercrítico em vez de solventes orgânicos pode resolver essa desvantagem para a construção de estruturas saudáveis a partir de polímeros como polilactídeo (PLA) e poli (µ-caprolactona) (PCL) junto com ZnO. Assim, este estudo tem como objetivo projetar, construir e validar uma unidade supercrítico de formação de espuma por deposição e investigar o efeito da temperatura, pressão, tipos de polímeros e enchimentos, procedimento de despressurização e pela primeira vez o impacto da números de pressurização-tempo estático-ciclos de despressurização, na porosidade, distribuição do tamanho dos poros e resistência mecânica de suportes (scaffolds). A fim de minimizar os números necessários de experimento para avaliar completamente os impactos dos fatores acima mencionados, a unidade, que contém deposição de fluido supercrítico (SCFD) e formação de espuma, será modelada, pela primeira vez, com base no momentum e equações balanceadas, juntamente com a equação de equilíbrio populacional. As equações diferenciais parciais do modelo serão resolvidas numericamente, e os resultados do modelo serão comparados com os dados experimentais. Os melhores valores das variáveis independentes serão determinados usando a técnica de otimização do algoritmo genético para otimizar o processo.

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Publicações científicas (9)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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HATAMI, TAHMASB; DOS SANTOS, LUANA CRISTINA; ZABOT, GIOVANI LEONE; DE ALMEIDA PONTES, PAULA VIRGINIA; CALDAS BATISTA, EDUARDO AUGUSTO; INNOCENTINI MEI, LUCIA HELENA; MARTINEZ, JULIAN. Integrated supercritical extraction and supercritical adsorption processes from passion fruit by-product: experimental and economic analyses. JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS, v. 162, . (17/11245-5, 18/18722-6)
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HATAMI, TAHMASB; CIDREIRA, ANNE CAROLYNE MENDONCA; LINAN, LAMIA ZUNIGA; RODRIGUES, JORGE; PINHEIRO, IVANEI FERREIRA; VIGANO, JULIANE; CHINELATTO, MARCELO APARECIDO; JARDINI, ANDRE LUIZ; MARTINEZ, JULIAN; MEI, LUCIA HELENA INNOCENTINI. Valorization of Acai Bagasse into Cellulose Nanofibers/Sodium Alginate Aerogels. WASTE AND BIOMASS VALORIZATION, v. N/A, p. 17-pg., . (18/18722-6, 21/01008-1)
HATAMI, TAHMASB; FLORES JOHNER, JULIO CEZAR; DE CASTRO, KARINE CAPPUCCIO; INNOCENTINI MEI, LUCIA HELENA; ADEODATO VIEIRA, MELISSA GURGEL; MEIRELES, M. ANGELA A.. New Insight into a Step-by-Step Modeling of Supercritical CO2 Foaming to Fabricate Poly(epsilon-caprolactone) Scaffold. Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 59, n. 45, p. 20033-20044, . (18/18722-6)

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