Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Teknologi microfluidics untuk tujuan terapi telah berkembang khususnya dalam bidang drug delivery. Double emulsion droplet mampu memenuhi kebutuhan drug delivery karena terdiri dari geometry shell and core yang mana mampu melindungi drug yang terdapat di dalam shell. Perkembangan drug delivery bergantung pada geometri microchannel dan parameter kontrol laju aliran yang mana membutuhkan riset lebih lanjut untuk memenuhi kebutuhan industri. Kebutuhan industri saat ini adalah untuk membentuk double emulsion droplet yang mampu memenuhi dua karakteristik droplet, yaitu tingkat monodispersity dan high-throughput. Kemudian, modified flow-focusing device dengan injection model sebelum junction pertama dan sudden expansion model pada junction kedua dipertimbangan untuk dikembangkan dalam riset ini. Mengingat terdapat kesulitan dalam proses manufaktur dan keterbatasan riset dalam penelitian eksperimental untuk menentukan kualitas dan channel yang bervariasi, CFD (Computational Fluid Dynamics) dipertimbangkan untuk menganalisis performa device. Lebih lanjut, VOF (Volume of Fluid) diimplementasikan dalam penelitian ini untuk mendapatkan pengetahuan mendalam dalam fenomena aliran multifasa karena masih sedikit riset yang menganalisis dengan model tersebut khususnya untukk menganalisis pembentukkan double emulsion droplet. Kemudian, adanya kompleksitas dalam penentukan flow rate control parameter untuk menentukan solusi terbaik yang mana menentukan kualitas double emulsion droplet generation. Tujuan dalam riset ini adalah untuk menganalisis modified flow-focusing device, memvisualisasikan evolusi droplet dan evolusi tekanan selama proses, memetakan flow regime, dan analisis performa untuk membentuk produk double emulsion yang cocok untuk aplikasi drug delivery. Riset ini menggunakan software Design Expert untuk menentukan jumlah run minimal yang dibutuhkan dalam simulasi untuk mendapatkan hasil yang signifikan. Software ANSYS Fluent untuk simulasi CFD yang mana memungkinkan untuk memvisualisasikan evolusi droplet dan tekanannya. Software ImageJ untuk analisis statistik gambar untuk memeroleh diameter rata-rata droplet, coefficient of variation (CV) dan droplet generation rate. TOPSIS untuk menentukan solusi terbaik dari parameter kontrol laju aliran. Berdasarkan hasil analisis, modified flow-focusing device yang dilengkapi dengan injection model dan sudden expansion model dapat memastikan kestabilan dalam pemebentukkan double emulsion droplet. Hasil CFD menunjukkan bahwa terdapat dua flow regime yang diamati, yaitu dripping dan narrowing jetting. Evolusi droplet dapat menyediakan fenomena dua dripping instabilities yang terjadi selama mekanisme break-up dalam pembentukkan droplet. Kemudian, flow regime map menunjukkan metode kontrol flow regime untuk memproduksi double emulsion droplet untuk kebutuhan drug delivery. Parameter kontrol laju aliran terbaik yang menenuhi tingkat monodispersity dan high-throughput yang dibutuhkan dapat diperoleh menggunakan TOPSIS, yaitu droplet yang memiliki diameter outer droplet rata-rata sebesar 34.51 μm dan diameter inner droplet rata-rata sebesar 14.76 μm, kemudian CV (Coefficient of Variation) dari outer droplet sebesar 1.95% dan CV dari inner droplet sebesar 2.34% yang memenuhi kebutuhan monodispersity, serta frekuensi pembentukkan droplet sebesar 818.18 Hz untuk kedua outer dan inner droplet yang memenuhi high-throughput. Hasil ini diperoleh menggunakan kombinasi dari 2.3 μL/h inner phase flow rate, 52.4 μL/h middle phase flow rate, and 348.3 μL/h outer phase flow rate dan memiliki potensi untuk drug delivery khususnya dalam pemenuhan kebutuhan di industri.

---

Microfluidics technology for therapeutics purpose has further developed especially in the drug delivery. The double emulsion droplet satisfies the drug delivery since it consists of core and shell geometry which can protect the drug inside the shell. Drug delivery development depends on microchannel geometry and flow rate control parameter which needs follow up research to fulfil industrial need. The industrial current need is to generate double emulsion droplet which meets both high-throughput and monodispersity. Then, modified flow-focusing device with an injection model before first junction and sudden expansion model at second junction is considered in this research. Because of difficulty in manufacturing and limitation in experimental for determining the quality of various channels, CFD (Computational Fluid Dynamics) is considered to analyze the device performance. Furthermore, the VOF (Volume of Fluid) is implemented to obtain insights in the multiphase flow phenomenon since this model lacks research especially to analyze the double emulsion droplet generation. Then, the complexity in determination of flow rate control parameter leads to find the best solution which prescribes quality of double emulsion droplet generation. The research aims to analyze the modified flow-focusing microfluidics device, visualizing droplets evolution and pressure evolution during the process, mapping the flow regime, and performance analysis to generate a double emulsion product suitable for drug delivery application. The research utilizes Design Expert software to determine number of simulations run required to obtain significant result. ANSYS Fluent is utilized for CFD simulation which enables to visualize droplet and pressure evolution. ImageJ is used for image statistical analysis to gain average droplet diameter, coefficient of variation (CV) and droplet generation rate. TOPSIS for choosing the best solution of flow rate control parameter. Based on the analysis, the modified flow-focusing device equipped with the injection model and sudden expansion can ensure the stability in double emulsion droplet generation. The CFD result shows that there are two flow regimes observed, that is dripping and narrowing jetting. The droplet evolution can provide two dripping instability occurs during the break-up mechanism in droplet generation. Then, the flow regime map depicts the way to control the flow regime to produce double emulsion droplet for drug delivery. The best flow rate control parameter which satisfies both high-throughput and monodispersed need is obtained using TOPSIS, that is 34.51 μm outer droplet and 14.76 μm inner droplet for average droplet diameter, then 1.95% outer droplet CV and 2.34% inner droplet CV for satisfying the monodispersity, and 818.18 Hz of both outer and inner droplet generation rate satisfying the high-throughput. This result can be achieved using combination of 2.3 μL/h inner phase flow rate, 52.4 μL/h middle phase flow rate, and 348.3 μL/h outer phase flow rate and potential to satisfy the drug delivery in accordance with the industrial need."

"Dalam beberapa tahun terakhir, telah terjadi kemajuan signifikan di bidang mikrofluidika, yang telah meningkatkan minat dan penelitian pada micromixer yang sangat berharga karena kemampuannya dalam memfasilitasi pencampuran yang cepat dan homogen pada skala mikro. Penelitian ini menginvestigasi micromixer dalam mencapai intensitas pencampuran yang tinggi sambil meminimalkan penurunan tekanan. Peneliti mengembangkan model yang diusulkan oleh Bhagat untuk simulasi dinamika fluida komputasional (CFD) 2D dengan menggabungkan empat variasi penghalang: Lingkaran, Segitiga, Berlian, dan Berlian yang Dimodifikasi. Temuan penelitian ini menyoroti pengaruh signifikan dari bentuk penghalang, jumlah garis, dan jarak antara penghalang terhadap intensitas pencampuran dan penurunan tekanan. Penelitian ini mengidentifikasi dua model superior dengan intensitas pencampuran yang luar biasa: Berlian (77,26%) untuk penghalang satu garis dan Lingkaran (98,95%) untuk penghalang dua garis, yang menunjukkan penurunan tekanan yang rendah.

---

In recent years, there has been a significant advancement in the field of microfluidics, leading to increased interest and research in micromixers which are highly valuable for their ability to facilitate fast and homogenous mixing at the microscale. This study investigates micromixers in achieving high mixing intensity while minimizing pressure drop. The researcher expands on the model proposed by Bhagat for 2D computational fluid dynamics (CFD) simulation by incorporating four obstruction variations: Circle, Triangle, Diamond, and Modified Diamond. The findings highlight the significant influence of obstruction shape, number of lines, and distance between obstacles on mixing intensity and pressure drop. The study identifies two superior models with exceptional mixing intensity: Diamond (77.26%) for single-line obstruction and Circle (98.95%) for two lines obstruction, exhibiting low-pressure drop."

"Penelitian ini ditunjukkan untuk melakukan investigasi aliran udara dan sebaran temperatur pada inkubator grashof tipe f. Analisis dilakukan dengan metode Computational Fluid Dynamics (CFD) menggunakan ANSYS CFX. Adapun standar yang digunakan yakni SNI IEC 60601-2-19:2014. Simulasi dilakukan dengan kriteria mesh independent sehingga hasilnya dapat mendekati dengan keadaan aktual. Simulasi menghasilkan data temperatur, densitas dan kecepatan udara. Pada simulasi dengan temperatur ambient 298K, hasil yang didapat tidak memenuhi standar yang ditentukan. Hal ini disebabkan karena aliran udara masuk melalui outlet kabin bagian samping bawah. Masuknya udara disebabkan luasan inlet yang jauh lebih kecil dibandingkan outlet, sehingga menyebabkan backflow atau aliran balik dari outlet menuju heating chamber.

---

This research was shown to investigate the air flow and temperature distribution in the grashof incubator type f. The analysis was performed by the Computational Fluid Dynamics (CFD) method using ANSYS CFX. The standard used is SNI IEC 60601-2-19: 2014. The simulation is carried out with mesh independent criteria so the results can approach the actual situation. The simulation produces data on temperature, density and air velocity. In simulations with ambient temperatures of 298K, the results obtained do not meet the specified standards. This is caused by the flow of air entering through the cabin outlet at the bottom side. The entry of air is caused by the area of the inlet which is much smaller than the outlet, causing backflow from the outlet to the heating chamber."

"ABSTRAKEmisi kendaraan bermotor merupakan salah satu permasalahan lingkungan yang dihadapi masyarakat beberapa dekade terakhir. Lebih dari sepertiga emisi pada udara merupakan emisi yang berasal dari kendaraan bermotor. Emisi dari kendaraan sebagian besar terjadi akibat pembakaran tidak sempurna pada mesin kendaraan. Pemodelan three way catalytic converter merupakan salah satu upaya untuk efisiensi waktu dan biaya dalam pengembangannya. Pemodelan pengalami perkembangan seiring dengan perkembangan software simulator dan kemampuan komputer. Full scale modeling catalytic converter dengan akurasi dan presisi yang baik sampai sekarang masih menjadi tantangan tersendiri karena melibatkan proses fisika dan kimia yang sangat kompleks. Tujuan pada penelitian ini adalah melakukan pengembangan model three way catalytic converter secara full scale untuk skala laboratorium dengan menggunakan sotware CFD Comsol Multiphysic 4.2a. Model ini diharapkan dapat memberikan akurasi yang baik untuk analisis konverter pada berbagai variasi operasi.Kondisi operasi mesin menentukan komposisi gas buang yang dihasilkan, padakondisi rich konversi CO dan C3H6 pada konverter relatif lebih kecil dibandingkan dengan pada kondisi stokiometri dan lean burning, hal ini karena kandungannya lebih besar dan jumlah O2 yang tersedia lebih kecil pada kondisi rich. Hal sebaliknya terjadi pada konversi NO dimana konversi tinggi dicapai pada saat kondisi rich dan semakin rendah apabila bekerja pada stokiometri dan lean burning. Hal ini karena jumlah NO yang semakin besar pada saat mesin bekerja dari rich ke lean burning dan jumlah CO semakin kecil. Laju alir gas buang pada aliran input mempengaruhi pressure drop yang terjadi pada konverter. Dari hasil simulasi didapatkan bahwa semakin besar laju alir makan pressure akan semakin besar pula. Profil temperatur pada konverter pada arah radial menunjukkan adanya perpindahan panas arah radial dan adanya heat loss ke lingkungan. Heat loss ini menurunkan laju reaksi yang terjadi pada konverter. Simulasi dengan asumsi sistem bekerja pada kondisi adiabatis menunjukkan bahwa temperatur konverter semakin meningkat akibat panas yang terjadi dari reaksi. Laju reaksi semakin cepat dan konversi yang dicapai lebih besar. Tetapi dengan asumsi ini maka peluang konverter mengalami kepanasan menjadi sangat besar.

---

ABSTRACTMotor vehicle emissions is one of the environmental problems facing society decades. More than a third of the air emissions are emissions from motor vehicles. Emissions from vehicles mostly occurs due to incomplete combustion in vehicle engines. Modeling three way catalytic converter is an effort for high efficiency in time and cost consideration. Modeling process has been much progress because of development of software simulators and computer technology. Full scale modeling catalytic converter with high acuration and good precision is still a challenge because it involves complexs physical and chemical processes. The purpose of this research is to develop a model of three way catalytic converter by full scale method in laboratory scale using CFD Sotware COMSOL Multiphysic 4.2a. This model is expected to provide good accuracy for the analysis of converters in a variety of operations.Engine operating conditions to determine the composition of the exhaust gases produced, on the condition of the conversion of CO and C3H6 rich converter is relatively small compared to the stoichiometric and lean burning conditions, it is because it implies greater and the amount of O2 available smaller rich conditions. The opposite occurs on NO conversion where high conversion achieved at the condition of the rich and the poor when work on the stoichiometric and lean burning. This is due to the greater amount of NO when the engine works from rich to lean burn and the amount of CO smaller. Exhaust gas flow rate on the input flow affects the pressure drop that occurs in the converter. From the simulation results obtained that the greater the flow rate will be greater pressure drop. Converter temperature profile in the radial direction showed a radial direction of heat transfer and the heat loss to the environment. Heat loss is lowering the rate of the reaction in the converter. Simulation assuming the system works on adiabatic conditions indicate that the temperature increase due to heat converters that occurs from the reaction. The faster the reaction rate and conversion are achieved greater. But assuming this make a very big chances converter having overheated"

"Gas sintesis (syngas) dari gas bumi merupakan bahan baku masa depan untuk industri energi dan kimia dalam teknologi Gas to Liquid (GTL). Konsep produksi syngas melalui reformasi autotermal ditemukan oleh Lurgi and Haldor Topsoe (1996) untuk mengatasi masalah konsumsi energi dengan cara menggabungkan proses oksidasi dan reformasi kukus metana dalam satu reaktor. Dalam penelitian ini dilakukan pemodelan dan simulasi reaktor unggun tetap untuk reformasi autotermal dengan menggunakan kinetika Xu dan Froment (1989) untuk reformasi Metana dan Ma dkk (1996) untuk oksidasi Metana. Penelitian ini dilakukan karena dalam melakukan desain, optimisasi dan scale-up reaktor perlu dilakukan prediksi dan estimasi untuk mengetahui berbagai parameter yang terlibat dalam sistem sehingga dapat merekayasa sistem pada kondisi yang seefisien mungkin. Validasi model dilakukan dengan data-data eksperimen skala laboratorium (Scognamiglio dkk., 2009) dan simulasi dilakukan dengan bantuan program COMSOL. Hasil validasi pada temperatur 970 K, tekanan 2 atm dan rentang laju alir 2,5x10-4 - 1x10-4 Nm3/s menunjukkan deviasi rata-rata sebesar 0,74% pada konversi Metana dan kesesuaian yang bagus untuk selektivitas produk. Hasil simulasi menunjukkan kondisi optimum yaitu pada laju alir 1x10-4 Nm3/s, tekanan 400 kPa dan rasio S/C = 0 dengan perolehan konversi metana dan yield syngas masing-masing 0,96 dan 0,66.

---

Synthesis gas (syngas) from natural gas is a future energy and chemical industry feedstock in Gas To Liquid technology. Syngas production concept via autothermal reforming is found by Lurgi and Topsoe to overcome energy consumption by combining oxidation and steam reforming process in one reactor. In this research, packed bed reactor modeling and simulation conducted for autothermal reforming using kinetics model and parameter suggested by Xu and Froment (1989) for reforming reactions and Ma et al (1996) for oxidation reaction.

This research held because in reactor design, optimization and scale-up, it is necesarry to predict the reactor performance so that the design can be done efficienly. Model validation conducted using laboratory scale experimental data (Scognamiglio et al, 2009) and the simulation aimed by COMSOL Multiphysics software.

The validation result at 970 K, 2 atm, flow range 2,5x10-4 - 1x10-4 Nm3/s shows average deviation 0,74% on methane conversion and good agreement on the product selectivity. The simulation result shows that the optimum condition is at flow rate 1x10-4 Nm3/s, pressure 400 kPa and S/C ratio = 0 with methane conversion and syngas yield attained respectively 0,96 and 0,66."

"Pada penelitian ini disimulasikan burner industri non-premixed berbahan bakar metana. Burner memiliki konfigurasi wall-fired yang bertujuan untuk menghasilkan flat flame dengan luas penampang yang besar untuk meradiasikan panas secara efektif ke tube-tube yang terdapat dalam furnace pirolisis. Dalam simulasi ini divariasikan geometri dan kecepatan, variasi suhu, dan variasi rasio ekivalensi yang semuanya ini mempengaruhi profil nyala dan temperatur yang dihasilkan. Untuk mensimulasikan burner digunakan konsep pemodelan computational fluid dynamics (CFD) dengan menggunakan program COMSOL Multiphysics. Model menggunakan laju reaksi eddy dissipation model, neraca massa, neraca momentum aliran turbulen k-ɛ, dan neraca energi. Hasil penelitian masih perlu dikaji kesesuaiannya untuk proses pirolisis karena terdapat lebih dari satu pilihan geometri yang memungkinkan.

---

In this research, a non-premixed industrial burner fueled with methane was simulated. Configuration of burner is wall-fired in order to produce flat flame with broad parameter to radiate heat effectively to the tubes in pyrolysis furnace. This simulation variated geometry and velocity, temperature, and equivalence ratio of combustion that all of these are known to influenced flame profile and resulted temperature. The concept of computational fluid dynamics (CFD) is used with program COMSOL Multiphysics to simulate burner. Modelling is using rate of eddy dissipation model, mass balances, momentum balances of turbulent flow k-ɛ, and energy balance. The results of this research need to be evaluated again for real application in pyrolysis furnace for there are more than one suitable geometry founded."