Predicting filtration of needle-like crystals: A Monte Carlo simulation study of polydisperse packings of spherocylinders
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Autor:in (Körperschaft)
Publikationsdatum
02.02.2021
Typ der Arbeit
Studiengang
Typ
01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
Herausgeber:innen
Herausgeber:in (Körperschaft)
Betreuer:in
Übergeordnetes Werk
Chemical Engineering Science
Themenheft
DOI der Originalpublikation
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Zugehörige Forschungsdaten
Reihe / Serie
Reihennummer
Jahrgang / Band
230
Ausgabe / Nummer
Seiten / Dauer
116151
Patentnummer
Verlag / Herausgebende Institution
Elsevier
Verlagsort / Veranstaltungsort
Auflage
Version
Programmiersprache
Abtretungsempfänger:in
Praxispartner:in/Auftraggeber:in
Zusammenfassung
The development of pharmaceutical production processes is frequently hindered by challenging filtration operations. The particle size and shape distribution is known to be a major contributor to filtration performance: here a strategy to understand how this distribution controls the filter cake structure is proposed. We employ Monte Carlo sampling to generate packings/filter cakes of needle-like crystals, a common morphology in the pharmaceutical industry. The cake porosity, particle orientation and size segregation are characterized. The simulations demonstrate the remarkable impact of polydispersity on cake structure and they confirm the influence of particle aspect ratio. Porosity ranges from 40 to 85% in the investigated domain. Porosity increases with increasing polydispersity of the particle length, while polydispersity along the diameter causes the opposite effect. Even though these simulations only account for particle shape and size and neglect flow and particle interactions, they successfully predict the porosity trends of experimental systems of l-Glutamic Acid.
Schlagwörter
Filtration, Needle-like Particles, Monte Carlo, Jammed Matter, Polydispersity, Packing
Fachgebiet (DDC)
Veranstaltung
Startdatum der Ausstellung
Enddatum der Ausstellung
Startdatum der Konferenz
Enddatum der Konferenz
Datum der letzten Prüfung
ISBN
ISSN
0009-2509
Sprache
Englisch
Während FHNW Zugehörigkeit erstellt
Ja
Zukunftsfelder FHNW
Publikationsstatus
Veröffentlicht
Begutachtung
Peer-Review der ganzen Publikation
Open Access-Status
Closed
Lizenz
Zitation
Perini, G., Avendaño, C., Hicks, W., Parsons, A. R., & Vetter, T. (2021). Predicting filtration of needle-like crystals: A Monte Carlo simulation study of polydisperse packings of spherocylinders. Chemical Engineering Science, 230, 116151. https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.116151