Estudo da evaporação de filme fino de nitrogênio: uma metodologia de vitrificação para criopreservação de material biológico

metadataTrad.dc.contributor.author	Steffenon, Guilherme Dahmer;
metadataTrad.dc.contributor.authorLattes	http://lattes.cnpq.br/3921371519661170;
metadataTrad.dc.contributor.advisor	Copetti, Jacqueline Biancon;
metadataTrad.dc.contributor.advisorLattes	http://lattes.cnpq.br/9219989574784501;
metadataTrad.dc.contributor.advisor-co1	Oliveira, Jeferson Diehl de;
metadataTrad.dc.contributor.advisor-co1Lattes	http://lattes.cnpq.br/0014747062548738;
metadataTrad.dc.publisher	Universidade do Vale do Rio dos Sinos;
metadataTrad.dc.publisher.initials	Unisinos;
metadataTrad.dc.publisher.country	Brasil;
metadataTrad.dc.publisher.department	Escola Politécnica;
metadataTrad.dc.language	pt_BR;
metadataTrad.dc.title	Estudo da evaporação de filme fino de nitrogênio: uma metodologia de vitrificação para criopreservação de material biológico;
metadataTrad.dc.description.resumo	A criopreservação celular é um ramo da ciência que descreve metodologias para conservar células vivas através do congelamento e conservação em temperaturas negativas. Tendo isso em vista, algumas pesquisas estudam o processo de congelamento celular das mais diferentes maneiras, podendo ele ser classificado entre congelamento lento e rápido (vitrificação). Com isto, o presente trabalho visa estudar experimentalmente o método de vitrificação por evaporação de filme fino de nitrogênio para criopreservação celular. Este estudo conta com uma comparação experimental entre o método de evaporação de filme fino e o método de imersão, utilizando nitrogênio líquido como refrigerante e água como amostra em ambos os casos. O estudo experimental utilizou diferentes seções de testes, com diferentes dimensões e composições, visando identificar o melhor layout para otimizar a taxa de resfriamento. Além do estudo experimental, o trabalho também desenvolveu uma metodologia numérica para descrever o processo estudado por meio de simulações computacionais em CFD utilizando o software Ansys Fluent ®. A simulação numérica estudada considerou uma geometria em 2D, utilizando método de turbulência k-ω e solidificação para simular todos os processos que ocorrem na evaporação de filme fino. Os resultados experimentais encontrados apresentaram uma maior taxa de congelamento nos métodos de imersão, apresentando valores de aproximadamente 900°C/min. Já o método de evaporação de filme fino, no melhor caso estudado encontrou cerca de 500 °C/min. Por fim, a simulação numérica também conseguiu prever o início do processo de congelamento, demonstrando os perfis de escoamento de nitrogênio, variação de temperatura e o processo de solidificação da amostra.;
metadataTrad.dc.description.abstract	Cell cryopreservation is a branch of science that describes methodologies to preserve living cells through freezing and conservation at negative temperatures. With this in mind, some researchers study the process of cellular freezing in the most different ways, and it can be classified between slow and fast freezing (vitrification). So the present work aims to experimentally study the method of vitrification by thin film evaporation of nitrogen for cellular cryopreservation. This study has an experimental comparison between the thin film evaporation method and the immersion method, using liquid nitrogen as coolant and water as a sample in both cases. The experimental study used different test sections, with different dimensions and compositions, in order to identify the best layout to optimize the cooling rate. In addition to the experimental study, the work also developed a numerical methodology to describe the process studied through computer simulations in CFD using Ansys Fluent ® software. The numerical simulation studied considered a 2D geometry, using k-ω turbulence method and solidification method to simulate all the processes that occur in thin film evaporation. The experimental results showed a higher freezing rate in the immersion methods, presenting values of approximately 900°C/min. The thin film evaporation method, in the best case studied, found a freezing rate of 500 °C/min. Finally, the numerical simulation was also able to predict the beginning of the freezing process, demonstrating the nitrogen flow profiles, temperature variation and the solidification process of the sample.;
metadataTrad.dc.subject	Criopreservação; Vitrificação; CFD; Evaporação de filme fino; Cryopreservation; Vitrification; Thin film evaporation;
metadataTrad.dc.subject.cnpq	ACCNPQ::Engenharias::Engenharia de Produção; ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica;
metadataTrad.dc.type	Dissertação;
metadataTrad.dc.date.issued	2022-09-29;
metadataTrad.dc.description.sponsorship	Nenhuma;
metadataTrad.dc.rights	openAccess;
metadataTrad.dc.identifier.uri	http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/12047;
metadataTrad.dc.publisher.program	Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica;