بررسي جريان موازي در استخراج مايع – مايع، سامانه هاي ميكروفلوئيديكي

Investigation of parallel flow in liquid-liquid extraction, microfluidic systems

عملكرد ميكروكانال ها در استخراج مايع مايع به سطح ويژه در دسترس انتقال جرم بستگي دارد كه آن هم به الگوي جريان توليد شده در اتصالات ورودي ميكروكانال ها وابسته است. رايج ترين الگوها، موازي، لخته اي و قطره اي مي باشند كه به پارامترهاي عملياتي مانند سرعت جريان، خواص فيزيكي، هندسه ميكروكانال و مواد سازنده ميكروكانال وابسته مي باشند. يك الگوي جريان علاوه بر اين كه بايد سطح ويژه ي زيادي را فراهم كند در عين حال بايد به گونه اي باشد كه فازها پس از استخراج به سرعت از يكديگر جدا شوند. جريان موازي امكان جداسازي سريع فازها را فراهم مي كند درحالي كه مساحت فصل مشترك كمي دارد و پايدارسازي و كنترل آن مشكل مي باشد. در مقابل جريان قطره اي و لخته اي سطح ويژه بيشتري در انتقال جرم دارند و راندمان استخراج بالاتري از خود نشان مي دهند اما جداسازي فاز در آن با چالش بيشتري روبه رو مي باشد.

The performance of microchannels in liquid-liquid extraction depends on the specific surface area available for mass transfer, which in turn depends on the pattern of flow produced at the microchannel inlet connections. The most common patterns are parallel, floc, and droplets, which depend on operational parameters such as flow velocity, physical properties, microchannel geometry, and microchannel constituents. A flow pattern, in addition to providing a large specific surface area, must also be such that the phases separate quickly after extraction. Parallel currents allow rapid separation of phases while having a small joint area and are difficult to stabilize and control. In contrast, droplet and floc flows have a higher specific surface area in mass transfer and show higher extraction efficiencies, but phase separation is more challenging.