استخراج پروپيونيك اسيد از آب در ميكروكانال هاي T -شكل: اثر طول كانال اختلاط و دبي جريان

Extraction of propionic acid from water in T-shaped microchannels: effect of mixing channel length and flow rate

در اين تحقيق، ميكروكانال هاي T-شكل براي استخراج پروپيونيك اسيد از آب با استفاده از حلال 1-اكتانول به كار برده شده است. اثرات طول كانال اختلاط و دبي جريان سيال بر مشخصه هاي انتقال جرم بين دو فاز مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش ها در چهار ميكروكانال با طول هاي 10، 20، 30 و cm 40 در شدت جريان هاي بين 2 و mL/min 16 انجام شد. اثر افزايش طول كانال بر ضريب انتقال جرم، بازده استخراج و افت فشار مطالعه شد. نتايج نشان داد كه افزايش طول كانال اختلاط باعث افزايش انتقال جرم مي شود اما افت فشار در ميكروكانال را نيز بيشتر مي كند. در اين راستا، معيار نسبت عملكرد تعريف شد كه مقدار آن با افزايش طول كانال اختلاط تا cm 30 افزايش و پس از آن كاهش يافت. اين تحقيق بيانگر آن است كه استفاده از سيستم هاي پيوسته ميكروفلوييديك براي استخراج پروپيونيك اسيد از آب مي تواند جايگزين مناسبي براي سيستم هاي ناپيوسته متداول باشد.

In this research, T- shaped microchannels have been utilized for extraction of propionic acid from water using 1-octanol solvent. Effects of mixing channel length and fluid flow rate on the mass transfer characteristics between two phases were investigated. Experiments were performed in four microchannels with ‎lengths of 10, 20, 30 and 40 cm at flow rates‎ between 2 and 16 mL/min. Effect of increasing channel length on the overall mass transfer coefficient, extraction ‎efficiency and pressure drop ‎was studied. Results showed that increasing mixing channel length enhances the mass transfer but it also increases the pressure drop in microchannels. In this regard, performance ratio criterion was defined which its value increased by increasing mixing channel length up to 30 cm and after that decreased. This research suggests that the use of continuous microfluidic systems for extraction of propionic acid from water can be a suitable replacement for conventional batch systems.