جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 42 2 2023 08 23 Study of Calcium Liquid-Liquid Extraction in Parallel Microchannels مطالعه‌ فرایند استخراج مایع - مایع کلسیم در میکروکانال های موازی 329 348 249053 FA حمید اسدی ساغندی دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران جواد کریمی ثابت پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران سهراب علی قربانیان دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران سید محمدعلی موسویان دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران Journal Article 2021 11 07 <em>Flow patterns of six liquid-liquid systems, including chloroform/butyl acetate/ethyl acetate/kerosene/butanol/octanol-water, in a numbered-up microfluidic set-up were studied in this work. Three distinct flow regimes were observed in the parallelized microfluidic device: slug flow, droplet flow and parallel flow. A uniform flow distribution with non-uniformity less than 10% indicates the high quality of microchannels and successful numbering-up procedure in the scaled-out microfluidic device. By flow pattern analysis, a parallel flow regime with complete phase separation was chosen as the desired flow regime for calcium ion separation. Chloroform-water system and DCH18C6 crown ether were identified to obtain the maximum extraction efficiency of calcium. In these conditions, the effects of crown ether concentration ([CE]), the concentration of calcium ion ([Ca2+]) and pH were studied in order to optimize the extraction efficiency using the Box-Behnken method. The extraction efficiency of more than 60% was achieved in three sequential microchips under optimized conditions within only 3.5 seconds. An excellent improvement was also observed in calcium separation efficiency using EMIM NTf2/n-butyl acetate mixture as the organic phase. Therefore, more than 95 % extraction efficiency was achieved within 1.6 seconds using ionic liquid–cosolvent mixtures utilizing a microfluidic cascade.</em> <em>در این پژوهش الگوهای جریان در شش سامانه جریان مایع-مایع شامل کلروفرم/بوتیل­استات/اتیل­استات/کروسن/بوتانول/اکتانول-آب در یک سامانه افزایش­ مقیاس ­یافته­ میکروفلوئیدیک مورد مطالعه قرار گرفت. سه الگوی جریان اصلی شامل اسلاگ، قطره­ای و موازی در میکروکانال­ های موازی مشاهده شد. الگوی جریان یکنواخت با درصد </em><em>غیر</em><em> یکنواختی کم‌تر از 10 درصد در میکروکانال­ های موازی نشان دهنده­ کیفیت بالای میکروکانال­ ها و افزایش­ مقیاس موفق در سامانه یاد شده دارد. با تحلیل الگوهای جریان گوناگون، الگوی جریان موازی با جداسازی کامل فازی به عنوان الگوی جریان ایده­آل برای انجام آزمایش ­های جداسازی انتخاب شد. با استفاده از سامانه آب-کلروفرم و اترتاجی </em><em> بالاترین درصد استخراج در میان حلال­ های آلی و اترهای تاجی گوناگون به‌دست آمد. اثر غلظت کلسیم، غلظت اترتاجی و </em><em>pH</em><em> با استفاده از سامانه یاد شده بر روی جداسازی کلسیم بررسی و شرایط بهینه جداسازی با استفاده از روش سطح پاسخ محاسبه شد. محاسبه­ بازده استخراج در شرایط بهینه با استفاده از زنجیره­ سه­ تایی میکروفلوئیدیک نشان می ­دهد درصد جداسازی در مدت زمان حدود 5/3 ثانیه به بیش از 60 درصد از غلظت تعادلی می­رسد. اضافه کردن مایع یونی </em><em> به حلال­ های آلی نشان می ­دهد که بهبودی شگرفی در میزان استخراج کلسیم در مورد ترکیب بوتیل استات و </em><em> ایجاد می‌شود. بنابراین جداسازی کلسیم به کمک ترکیب یاد شده با استفاده از زنجیره­ سه­ تایی میکروفلوئیدیک انجام شد. محاسبه­ زمان اقامت در زنجیره­ سه ­تایی میکروفلوئیدیک در این حالت نشان می ­دهد که در مدت زمان اقامت حدود 6/1 ثانیه می­ توان به بیش از 95 درصد از غلظت تعادلی رسید.</em> https://www.nsmsi.ir/article_249053_845ba645444cac588744f4447fdebf71.pdf