Microplanta química impressa em 3D para síntese de biodiesel em milirreatores

Prezado leitor, tudo bem com você? O artigo semanal que eu separei hoje é fruto de 2 anos de trabalho do nosso grupo. O artigo em destaque essa semana publicado na revista Energy Conversion and Management (DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.01.090) apresentou pela primeira vez a impressão 3D de uma microplanta química para a produção de compostos químicos. A nossa ideia é que um usuário em qualquer lugar do mundo pode acessar a microplanta desenvolvida pelo nosso grupo e iniciar a produção usando uma simples impressora 3D.

Além de mim (autor correspondente), os autores do artigo foram a Mariana Garcia Mendonça Lopes (primeira autorea), Vinicius Andolphato, Felipe Neves Russo, João Lameu da Silva Jr. e Osvaldir P. Taranto. O artigo tem acesso aberto até 1 de Abril de 2019 no seguinte link. Os autores agradecem o apoio da FAPESP, do CNPq e da Unicamp

Se você não lembra o que é uma microplanta química [eu vou deixar alguns textos no final como referências], microplantas químicas podem ser entendidas como plantas químicas que utilizam estruturas micrométricas principalmente microrreatores, micromisturadores e microtrocadores de calor. No desenvolvimento de uma microplanta química ocorrem as etapas de design, implementação, instrumentação e controle da microplanta. Entretanto, a literatura apresenta poucos exemplos de utilização de microplantas química para produção comercial, sendo seu potencial pouco explorado pelas empresas. O aumento da produção de um determinado produto em uma microplanta química pode ser realizado através da utilização de várias unidades micrométricas (numbering up – escalonamento), sendo ela normalmente dada em dois diferentes tipos de configuração. A primeira envolve o uso de um dispositivo composto de várias unidades micrométricas dispostas paralelamente, e a segunda configuração envolve a multiplicação de microestruturas iguais. A nossa microplanta utiliza a primeira configuração.

Os destaques desse artigo são:

O escopo desta pesquisa é demonstrar o uso da impressora 3D no processo químico.

Uma planta microquímica foi impressa pela primeira vez.

A taxa de produção de biodiesel foi de 126,4 mL min-1.

A microplanta descrita aqui pode ser fabricada em 40,4 h pelo processo de impressão 3D.

Segundo nós mesmos [kkkkk] um grande benefício de ser utilizar impressoras 3D para fabricar microplantas químicas é que o arquivo de dados digitais (código G ou G-Code) permite a fabricação de microplantas em qualquer local com uma impressora 3D adequada. Assim, arquivos (código G) ou objetos 3D podem ser armazenados e enviados via internet. Portanto, um usuário em qualquer lugar do mundo pode acessar o microplanta desenvolvida e começar a produzir o produto químico desejado usando uma impressora 3D.

Já pensou querido leitor ter a sua própria planta química em casa? Alguns produtos químicos que você compraria no supermercado, você poderia simplesmente fabricar em casa!

Claro que nós ainda estamos longe disso, mas o primeiro passo já foi dado.

Bom fim de semana.


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Explore mais e descubra a relação desse trabalho com a Microfluídica & Engenharia Química

Miniaturização das plantas químicas – Parte 1: Intensificação de processos

Miniaturização das plantas químicas – Parte 2: Microfluídica

Como projetar uma indústria química em Marte?

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Sobre Harrson S. Santana

Harrson S. Santana obteve seu doutorado em Engenharia Química pela Universidade de Campinas em 2016. Sua tese de doutorado foi a investigação da síntese de biodiesel em microcanais, utilizando simulações numéricas e ensaios experimentais. Em 2015, ele passou vários meses na Universidade de Glasgow (Reino Unido) desenvolvendo pesquisas na área de impressão 3D. Atualmente, ele é pesquisador associado e professor colaborador da Faculdade de Engenharia Química da Unicamp, trabalhando no desenvolvimento de microplantas químicas e uso de impressoras 3D em processos químicos. Ele publicou vários artigos explorando desde simulações numéricas no desenvolvimento de microdispositivos até o uso de microfluídica em reações químicas e operações unitárias. Seu interesse científico se concentra em fenômenos de transporte em sistemas microfluídicos, impressoras 3D e sistemas robóticos aplicados a processos químicos em microescala.

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