Warunki otrzymywania mikrokropli w mikroreaktorach

• Autorzy: Wojnicki M. , Pacławski K. , Luty-Błocho M. , Fitzner K. , Oakley P. , Stretton A.

Warianty tytułu

EN

Conditions of the microdroplets formation in microreactors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule określono warunki tworzenia mikrokropli w mikroreaktorach przepływowych oraz opisano możliwości ich aplikacji do procesów hydrometalurgicznych. Do badań wykorzystano zestaw FRX200, firmy Syrris z mikroreaktorem szklanym o pojemności 250 mikro/l. Mikrokrople tworzone były poprzez kolizję dwóch niemieszających się cieczy, tj. n-heptanu oraz wody demineralizowanej z dodatkiem pigmentu. Otrzymane krople charakteryzowały się wysoką powtarzalnością rozmiaru i kształtu. Na podstawie eksperymentów wykazano, iż wielkość otrzymanych kropli jest zależna między innymi od geometrii mikroreaktora, jak również od parametrów przepływu. Wyniki badań pozwalają stwierdzić, iż tego typu mikroreaktory mogą znaleźć zastosowanie w procesach syntezy nanocząstek metali.

EN

The aim of these studies was to determine droplets formation in microflow reactor, by collision of two immiscible chemical reagents, and showing how these microdroplets themself can be used as single microreactors for hydrometallurgical processes. The flow reactor system FRX200 developed by Syrris Ltd. with glass microreactor (volume 250 micro/l) was used. N-heptane and deionised water with the pigment were used as starting chemicals. Pigment was used to help of microdroplets detection. It was found, that size of the microdroplets correlates with the size of the channel and flow rate of the reagents. Obtained droplets where characterized by good monodispersion of size and high reproducibility. As a result of collision of n-heptane with water, with total flow rate 20 micro/l/min, each microdroplet had estimated dimension 250 × 250 × 393 mim. In the case when total flow rate of n-heptane was set up to 30 micro/l/min and 40 micro/l/min for water, microdroplets were obtained as a sequence of small and big droplets, of estimated size 250 × 250 × 211 micro/m and 250 × 250 × 690 mim, respectively.

Słowa kluczowe

PL

mikroreaktory; mikrokrople; mikrokanały; nanocząstki

EN

microreactors; microdroplets; microchannels; nanoparticles

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 54, nr 9
• Strony: 538--541
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Wojnicki M.

autor

Pacławski K.

autor

Luty-Błocho M.

autor

Fitzner K.

autor

Oakley P.

autor

Stretton A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Fizykochemii i Metalurgii Metali Nieżelaznych, Kraków

Bibliografia

• 1. Zhao Yuchao.: Liquid-Liquid Two-phase flow patterns AIChE Journal 2006, t. 53, nr 12, s. 4052-4060.
• 2. Zhao Y.: Liquid-Liquid Two-phase mass transfer AIChE Journal 2007, t. 53, nr 12, s. 4052-4060.
• 3. Hessel V., Hardt S., Lowe H., Schonfeld F.: Laminar mixing in different interdigital micromixers: I. Experimental Characterization. AIChE Journal 2003, t. 49, nr 3, s. 566-577.
• 4. Mantz A., Graber, N., Widmer H. M.: Miniaturyzed total chemical analyses systems A novel concept for chemical sensing. Sens. Actuators, B chem. 1990, B1 (1-6), s. 244.
• 5. Jun-ichi Yoshida: Flash Chemistry: Fast Organic Synthesis in Microsystems. John Wiley & Sons, Ltd 2008, s. 107.
• 6. Hessel V., Lowe H.: Microchemical Engineering: Componts, Plant Concepts User Acceptance - Part V. Chem. Eng. Technol. 2003, nr 26, s. 13-24.
• 7. Wagner J., Kirner T., Mayer G., Albert J., Kohler J. M.: Generation of metal nanoparticles in a microchannel reactor. Chemical engineering journal 2004, nr 101, s. 251-260.
• 8. Pennemann H., Hardt S., Hessel V., Lob P., Weise P.: Micromixer Based Liquid/Liquid Dispersion. Chem. Eng. Technol. 2005, t. 28, nr 4, s. 501-508.
• 9. Song H., Chen D. L., Ismagilov R. F.: Reaction in droplets in microfluidic channel. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, nr 45, s. 7336-7356.
• 10. Kłodziska E., Filipiak W.A., Szumski M., Buszewski B.: Laboratorium w chipie - miniaturyzacja w analityce. Chemia i inżynieria ekologiczna 2004, t. 11, nr S4, s. 423-462.
• 11. Sotowa K., Irie K., Fukumori T., Kusakabe K., Sugiyama S.: Droplet Formation by the Collision of Two Aqueous Solutions in a Microchannel and Application to Particle Synthesis. Chem. Eng. Technol. 2007, nr 26, s. 383-388.