بررسی تغییرات نقشه الگوهای جریان استخراج حلالی دیکلوفناک سدیم در سیستم‌های میکروفلوئیدیک براساس اعداد بدون بعد

در این پژوهش، استخراج حلالی دیکلوفناک از محیط آبی با استفاده از استخراج‌کننده تترا-ان-بوتیل آمونیم بروماید (tbab) در میکروکانال y شکل با تاکید بر الگوهای جریان دوفازی مورد مطالعه تجربی قرار گرفت. برای بررسی رقابت بین نیروهای تاثیرگذار بر الگوهای جریان از اعداد بدون بعد مویینگی، وبر و رینولدز استفاده شده است. مشاهده شد که در اعداد مویینگی و وبر پایین جریان لخته‌ای تشکیل می شود که نشان می‌دهد در سرعت‌های کم دو فاز، کشش سطحی نیروی تاثیرگذار بر جریان دو فاز است و ازآن‌جایی که نیروی کشش سطحی به‌طورعمود بر سطح عمل می‌کند، جریان لخته‌ای ایجاد شده است. با افزایش دبی کل از 1/2 تا ml/h 2 که در گسترده جریان لخته‌ای قرار دارد بازده استخراج از 93 درصد به 90/4 % کاهش یافت. با افزایش دبی کل از 4 تا ml/h 12 جریان لخته‌ای به موازی تبدیل شد و بازده استخراج از 64/2 % به 45/2 % کاهش پیدا کرد. با بررسی عملکرد انتقال جرمی میکروکانال می‌توان گفت در جریان لخته‌ای هرچه دبی کل بیشتر می‌شود (از 1/2 تا ml/h 2) چرخش‌های داخلی زیادتر می شود و در نتیجه مقدار ضریب انتقال جرم از 0/131 به s/1 0/191 افزایش می‌یابد. در جریان موازی نیز با افزایش دبی از 4 به ml/h 12 به علت کاهش زمان اقامت و افزایش نیرو محرکه غلظت، ضریب انتقال جرم از 0/241 به s/1 0/283 افزایش می‌یابد.

evaluation of flow patterns maps of diclofenac sodium solvent extraction in microfluidic systems based on dimensionless numbers

in the present study, the diclofenac (df) solvent extraction from aqueous solution using tetra-n-butyl ammonium bromide (tbab) in y-type microfluidic junctions with liquid−liquid two-phase flow patterns was studied. reynolds, weber, and capillary dimensionless numbers have been used to investigate the competition between forces affecting the flow patterns. in low capillary and weber numbers, a slug flow is formed, which indicates that at low velocities of two-phase tension is the force affecting the two-phase flow. with increasing the total flow rate from 1.2 ml/h to 2 ml/h, which is in the range of slug flow, the extraction efficiency decreased from 93% to 90.4%. with increasing the total flow rate from 4 ml/h to 12 ml/h, the slug flow became parallel, and the extraction efficiency decreased from 64.2% to 45.2%. by examining the mass transfer function of microchannels, it can be said that the higher the total flow rate (from 1.2 to 2 ml/h), the more the internal rotations increase, and as a result, the mass transfer coefficient increases from 0.131 1/s to 0.191 1/s. in parallel flow, with an increasing flow rate from 4 ml/h to 12 ml/h due to decreasing residence time and increasing the driving force of concentration, the mass transfer coefficient increases from 0.241 1/s to 0.283 1/s.