مدلسازی سینتیکی فرآیند تبلور به شیوه ضدحلال فوق بحرانی (دی اکسید کربن-تولوئن-فنانترن)

در این تحقیق با استفاده از داده های آزمایشگاهی موجود در منابع، رابطه ای تجربی برای تعیین حلالیت فنانترن در مخلوط دی اکسیدکربن فوق بحرانی و تولوئن و همچنین رابطه ای جهت پیش بینی فوق اشباعیت فنانترن دراثر تغییر فشار سیستم (نرخ تزریق ضدحلال) تعیین گردیده است. در ادامه، مدل سازی سینتیکی تبلور ضد حلال فوق بحرانی با استفاده از روش موازنه جمعیت صورت گرفته است. الگوریتم عددی به صورت ترکیبی از روش های کرنک-نیکلسون و لکس-وندراف برای حل مدل درنظر گرفته شده است. مراحل شبیه سازی با تغییر در عوامل موثر فرآیندی نظیر نرخ افزایش ضدحلال، نرخ فوق اشباعیت در دمای عملکردی °C40 و بازه فشاری بین 34/0 تا 63/5 مگاپاسکال انجام شد. با حل عددی معادله موازنه جمعیت به روش گسسته سازی، هسته زایی، رشدبلور، توزیع اندازه و متوسط طول ذرات تعیین گردیدند. نتایج حاکی از کاهش شدید حلالیت اشباع حل شونده از 27/0 تا 16/0 بدلیل افزایش شدید فشار از 1/0 تا 34/0 مگاپاسکال بوده که باعث ایجاد فوق اشباعیت شدید از 1 به 6/1 و کاهش شدید حلالیت شده است. همچین با افزایش ضدحلال، در فشار 6 مگاپاسکال مقدار فوق اشباعیت بیشترین بوده است. در فشار 3/0 مگاپاسکال هسته زایی اولیه نسبت به ثانویه اولویت داشته و با افزایش ضدحلال و رسوب حل شونده اثر هسته زایی ثانویه تشدید شده و در فشار 6 مگاپاسکال به مقدار بیشینه خود رسیده است. تا فشار79/1 مگاپاسکال، منحنی توزیع اندازه ذرات بصورت یونیمودال بوده و نقطه بیشینه منحنی در نواحی با اندازه کوچکتر (دسته اندازه ای کمتر از20) قرار داشته است. مشاهده می شود که با افزایش فشار، پیک دوم رشد کرده و نمودار از حالت یونیمودال به سمت باینومیال در حال تغییر یافتن بوده است.