بررسی تجربی استخراج مایع-مایع و تحلیل جریان سه فازی گاز-مایع- مایع در یک میکروکانال

در این پژوهش، جریان سه فازی گاز-مایع-مایع در یک میکروکانال بررسی و نقش فاز گاز در فرآیند استخراج مایع-مایع مورد مطالعه آزمایشگاهی قرار گرفت. مواد مورد استفاده شامل محلول آبی سدیم هیدروکسید به عنوان فاز آبی، استیک اسید در نرمال هگزان به عنوان فاز آلی و نیتروژن به عنوان فاز گازی بودند. میکروکانال مورد استفاده از جنس شیشه به عرض و عمق به ترتیب µm ۸۰۰ و µm ۷۰۰ بوده و فرآیند استخراج در حالت دو فازی مایع-مایع و سه فازی گاز-مایع-مایع مورد ارزیابی قرار گرفت. در حالت دو فازی (بدون حضور گاز)، الگوی جریان تشکیل شده لخته ای و الگوی جریان در حالت سه فازی به صورت امولسیون دوگانه یا لخته سه فازی گاز در آلی در آبی بود. طبق نتایج حاصل مشخص شد که با افزایش نسبت دبی فاز آبی به آلی از ۵/۰ به ۲، ضریب کلی-حجمی انتقال جرم در حدود ۵۰% کاهش پیدا می کند. همچنین با افزایش دبی کلی مایعات از mL/s ۰۰۵/۰ به mL/s ۰۲۰/۰، ضریب کلی-حجمی انتقال جرم حدود ۱۴۰% افزایش پیدا می کند. نتایج نشان داد که افزودن گاز همواره باعث بهبود انتقال جرم در میکروکانال نمی شود. به عنوان مثال در دبی ثابت دو مایع برابر با mL/s ۰۰۵/۰، با افزایش دبی گاز از ۰ تا mL/s ۱/۰، ضریب انتقال جرم کاهش و سپس با افزایش دبی گاز تا mL/s ۲/۰، ضریب انتقال جرم افزایش می یابد.