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 800 و µm 700 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 5/0 به 2، ضریب کلی-حجمی انتقال جرم در حدود 50% کاهش پیدا می کند. همچنین با افزایش دبی کلی مایعات از mL/s 005/0 به mL/s 020/0، ضریب کلی-حجمی انتقال جرم حدود 140% 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 005/0، با افزایش دبی گاز از 0 تا mL/s 1/0، ضریب انتقال جرم کاهش و سپس با افزایش دبی گاز تا mL/s 2/0، ضریب انتقال جرم افزایش می یابد.

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 غیر یکنواختی کم تر 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  بالاترین درصد استخراج در میان حلال­ های آلی و اترهای تاجی گوناگون به دست آمد. اثر غلظت کلسیم، غلظت اترتاجی و pH 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  به حلال­ های آلی نشان می ­دهد که بهبودی شگرفی در میزان استخراج کلسیم در مورد ترکیب بوتیل استات و  ایجاد می شود. 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.

در این پژوهش با استفاده از یک چیدمان آزمایشگاهی ضریب انتقال جرم در رژیم جت، در جهت های گوناگون (از فاز پراکنده به پیوسته و بالعکس) مورد مطالعه قرار گرفته است. سامانه مایع - مایع مورد استفاده در این پژوهش مخلوط بوتانل نرمال - اسید سوکسینیک - آب که یک سامانه با تنش بین سطحی پایین تلقی می شود بوده است. تاثیر عوامل مختلفی همچون سرعت جت، قطر نازل و ارتفاع فاز پیوسته بر روی نازل (تغییر دهنده شدت جریان عبوری یا عدد رینولدز) بر روی ضریب انتقال جرم مورد مطالعه قرار گرفته است. در نهایت یک معادله تجربی برای تخمین ضریب انتقال جرم سامانه مورد مطالعه به صورت تابعی از خواص فیزیکی هر دو فاز پراکنده و پیوسته و عوامل ذکر شده فوق ارایه شده است. آزمایش ها نشان می دهند که ضریب انتقال جرم با افزایش قطر نازل و سرعت جت افزایش می یابد درحالی که افزایش ارتفاع فاز پیوسته باعث کاهش ضریب انتقال جرم می شود.نتیجه های به دست آمده تغییرات قابل توجهی در ضریب انتقال جرم در هنگام تشکیل و شکست جت را نشان می دهند درحالی که به طور معمول از تغییرات ضریب مذکور در شرایط تشکیل و شکست جت صرف نظر می شود.

با توجه به ویژگی های منحصربه فرد فلز مس در صنایع الکترونیکی و متالورژی و همچنین استفاده از آلیاژهای مس، استفاده از فلز مس و آلیاژهای آن در سایر کاربردها روزبه روز در حال افزایش است. به همین دلیل استخراج این فلز از کانی ها با عیار پایین مس و پسماندهای صنعتی و خانگی با استفاده از روش های مختلف، از جمله سامانه های ریزسیالشی، بسیار مهم است. استفاده از سامانه های ریزسیالشی به خصوص در فرآیندهای جداسازی مایع-مایع از مزایایی چون کاهش مسافت نفوذ مولکولی و افزایش سطح ویژه فصل مشترک برخوردار است که منجر به انتقال جرم مؤثری در سامانه های ریزسیالشی می شود. در این مطالعه، سامانه ریزسیالشی از جنس شیشه با استفاده از روش برش لیزر ساخته شده و سپس با استفاده از استخراج کننده کاتیونی 2-اتیل هگزیل فسفات (MDEHPA) در الگوی جریان موازی در میکروکانال Y-Y  شکل، استخراج حلالی یون فلزی مس انجام شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، شرایط بهینه عملیاتی شامل غلظت حجمی استخراج کننده برابر با (Vol/Vol) 11 %، pH  برابر 5 و زمان اقامت برابر 20 ثانیه مشخص شده است. در شرایط بهینه، بازدهی استخراج مس از فاز آبی به مقدار 45/88 % و با تغییر نسبت نرخ جریان های دوفاز آبی و آلی به 0.5، بازدهی استخراج به 54/90 % افزایش یافت. ضرایب کلی انتقال جرم حجمی  KLa نیز تحت شرایط مختلف به منظور ارزیابی عملکرد انتقال جرم در سامانه ریزسیالشی محاسبه شد. نتایج نشان داد مقادیر KLa با افزایش زمان اقامت به صورت غیرخطی کاهش یافتند. بالاترین مقادیر KLa  بین بازه 1/s   13/0- 78/0 در طول زمان اقامت برابر 20 مشاهده شد که نسبت به مقادیر KLa در استخراج ناپیوسته بسیار بزرگ تر می باشد که نشان دهنده عملکرد انتقال جرمی بهتر سامانه ریزسیالشی است.

در این پژوهش، یک روش ساده با عنوان میکرواستخراج مایع-مایع پخشی برای استخراج توریم توسعه داده شد. در این روش استخراجی، از استون به عنوان حلال پخش کننده و از کلروبنزن به عنوان حلال استخراج کننده استفاده شده است. استخراج و جداسازی توریم با استفاده از عامل شلاته کننده cyanex272 در محیط اسیدی انجام شد. برخی از پارامترهای مؤثر بر استخراج توریم مانند نوع و حجم حلال های استخراج کننده و پخش کننده، غلظت لیگاند و نوع و غلظت اسید مورد مطالعه و بهینه سازی قرار گرفته است. در شرایط بهینه، گستره خطی خوبی در بازه 5000-1 میکروگرم در لیتر با ضریب همبستگی 997/0r2> دیده شد. حد تشخیص برابر 3/0 میکروگرم بر لیتر به دست آمد. تکرارپذیری برای 5 تکرار در سطح غلظتی 20 میکروگرم بر لیتر به صورت انحراف استاندارد نسبی برابر با %5/6 به دست آمد و راندمان استخراج %78 به دست آمد.

در این مقاله مدل تئوری پیش بینی ضریب کلی انتقال جرم بر مبنای فاز پراکنده، هنگامی که قطرات به صورت غیرکروی و شبیه به بخشی از یک بیضی یا کره باشند، بیان و سپس نتایج این مدل با نتایج تجربی و نتایج مدل هندلوس و بارون مقایسه شده است. ابعاد قطرات کلاهکی شکل در مدل جدید با بهینه کردن نتایج مدل و داده های آزمایشگاهی به دست آمده است. برای مدل سازی هیدرودینامیک داخل برج، از مدل اولنی و برای مدل سازی انتقال جرم داخل برج، از مدل اختلاط پیش رو استفاده شده است. در روابط هیدرودینامیک، سرعت حد قطرات از معادلات کلی و تریبال محاسبه و برای تعیین اندازه قطرات از داده های تجربی استفاده شده است. مقدار پارامتر 95 درصد حد اطمینان در پیش بینی تعداد مراحل انتقال و هنگام استفاده از مدل هندلوس و بارون 32.78 است. در حالی که در مدل جدید به 11.11 تنزل می یابد.

شبیه سازی هیدرودینامیکی و انتقال جرمی قطره تولوئن بالارونده در سیال ساکن آب مورد بررسی قرار گرفت. برای شبیه سازی هیدرودینامیکی از روش حجم سیال با مدل کشش سطحی CSSو روش PLIC استفاده شد. قطرات در سه رژیم کروی، چرخشی و نوسانی شبیه سازی شدند و همخوانی بسیار خوب با نتایج تجربی با میانگین خطای 63/3% به دست آمد. همچنین مدل هیدرودینامیکی تحقیق حاضر توانست رژیم نوسانی قطره را در قطر mm 4/4 و قطر قطره با سرعت بیشینه را در قطر mm 5/3 پیش بینی نماید که دارای همخوانی بسیار خوب با نتایج تجربی بود. در گام بعدی شبیه سازی، به منظور تأثیر انتقال جرم در سرعت قطرات تولوئن mm 2، معادلات انتقال جرمی به شبیه سازی ها اضافه شد. تمامی خواص سیال در شبیه سازی ها به غیر از کشش سطحی ثابت نظر گرفته شد. نتایج شبیه سازی نشان داد بدون در نظر گرفتن تابعیت کشش سطحی با غلظت، سرعت شبیه سازی شده با نتایج تجربی موجود در مقالات دارای میانگین خطای 83% بود که با درنظرگرفتن آن میزان خطا تا حدود 2% کاهش یافت. گزارش خطوط جریان، شکل قطرات، سرعت محوری و سرعت حدی از نتایج دیگر این تحقیق است.