مقاله تاثیرات فرا صوت US روی استخراج مایع

کمک فراصوت به استخراج مایع – مایع : یک ابزار تحلیلی قابل بحث
خلاصه
مرور تاثیرات فرا صوت (US ) روی استخراج مایع – مایع اینجا ارائه می شود . پدیده بوجود آمده بواسطه US ، مخصوصا خلاء زایی ، به شیوه های مختلف روی انتقال جمعی بین دو مایع مخلوط نشدنی تاثیر می گذارد . ماهیت حالتهای دهنده و گیرنده و حضور یک واکنش شیمیایی بطور چشمگیری انتقال جمعی را تحت تاثیر قرار می دهد . روشهای گسسته و پیوسته برای توسعه استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت و نیز مزایا و محدودیت های آنها به عنوان یک عملکرد سیستم تحت بررسی مورد بحث واقع می شوند . به منظور ایجاد سیستم های مایع – مایع که بتواند بواسطه عملکرد این نوع انرژی مفید باشند ، تحقیق کاملی نیاز است .

فهرست
1-مقدمه
2- متغیرهای تاثیر گزارنده بر استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت
3- روشهای گسسته استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت
4- روش های پیوسته مایع – مایع با کمک فرا صوت
1 . 4 . استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت با کنترل یک هم کنشگر
2 . 4 . استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت با کنترل متعاقب دو هم کنشگر
1 . 2 . 4 کنترل دو هم کنشگر و انتقال از فاز مایع به آلی
2 . 2 .4 کنترل دو هم کنشگر و انتقال از فاز آلی به مایع
5- نتایج
متشکرات
مراجع

1- مقدمه
کمک فرا صوت معمولا یک جایگاه کاملا رایج در شیمی تحلیلی می شود ، که از این انرژی برای اهداف گوناگون در ارتباط با آماده سازی نمونه ( SP ) ، اما با تناوب خیلی متمایز و نابرابر، استفاده می کند . بنابراین شستن به روش های دسته ای و پیوسته ، واهشتگی های شدید و ملایم اقداماتی هستند که فرا صوت ( US ) مورد استفاده قرار داده است ؛ افشانه کردن به عنوان یک مرحله پیشین برای کشف و ردیابی اتم ، دهه ها به طور موفقیت آمیزی به واسطه فرا صوت کمک شده است . در مقابل واکنشهای تحلیلی مثل اکسایش – کاهش ، تشکیل مجموعه ، هیدولیز یا واکنشهای کاتالیز شده با آنزیم ، علیرغم نتایج امیدوار کننده به دست آمده خیلی کم به واسطه این انرژی کمک شده اند .

در مورد سیستمهای مایع دو فازی، پخش یک فاز به عنوان ذرات کوچک در دیگری تحت کمک فرا صوت ، تا زمانیکه سیستم مایع – مایع ناهمگن اولیه یک دست و یک جور شود ، که معمولا به ” همگن ” با ” امولسیون کردن ” معروف است ، یک روند تایید شده هم در زمینه های تحلیلی و هم صنعتی می باشد . توان فرا صوت برای آمیختن ، ترکیب و تحریک کردن موثر سیستم بدون تغییر خواص شیمیایی آن به طور وسیعی هم در آزمایشگاه و هم در صنعت برای فرآیندهای امولسیون کردن ثابت و استفاده شده است ، بنابراین علاقه بیشتر به توضیح مکانیزمهای اصلی پشت تولید امولسیون و تثبیت تحت شرایط متفاوت را ترغیب می کند .

بسته به عملکرد شرایط و نوع فرا صوت مورد استفاده – یا حمام فرا صوتی یا ردیاب – هم تشکیل و هم از بین بردن امولسیون می تواند مطلوب باشد . در مقابل ، تاثیرات بالقوه فرا صوت روی انتقال جمعی بین دو فاز مخلوط نشدنی ( یعنی استخراج مایع – مایع ، یک روش تفکیک قدیمی ) ، که بتواند به تسریع انتقال و برقراری تعادل منتهی شود ، خیلی کم مورد بررسی قرار گرفته اند . اینکه آیا فرا صوت به انتقال جمعی بین دو فاز مخلوط نشدنی کمک می کند ، اگر شخص توان این شکل انرژی برای تسهیل کردن امولیسیون سازی را در نظر بگیرد ، ممکن و قابل بحث است .

احتمالا به این خاطر شیمیدانان تحلیلی به بررسی فرا صوت به عنوان روشی برای بهبود استخراج مایع – مایع ( LLE ) بی میل بوده اند . در حقیقت کاربرد فرا صوت اغلب امولسیون های ثابتی بوجود می آورد که به زمانهای تفکیک فاز طولانی می انجامد ، بنابراین فرا صوت به انتقال جمعی بین فازها کمک میکند – به شرط اینکه تعادل تقسیم بندی مربوطه به انتقال کمک کند . LLE سریع و موثر مستلزم اجتناب از تاثیر اولی یا به حداقل رساندن آن و به حداکثر رساندن دومی می باشد . دو عامل اصلی برای بهینه سازی در استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت ( USALLE ) وجود دارد.

2 . متغیرهای تاثیر گذارنده بر استخراج مایع – مایع با کمک فرا صوت
به حداکثر رساندن تاثیر استخراج و به حد اقل رساندن امولسیون فازهای مخلوط نشدنی در USALLE مستلزم بهینه سازی هم متغیرهای خاص مربوط به فرا صوت و هم خواص LLE می باشد . بعلاوه متغیرهای خاص مربوط به فرا صوت بهینه می شوند بسته به اینکه آیا ( 1 ) یک روش تجربی گسسته انجام می شود یا پیوسته ، (2 ) حمام استفاده می شود یا ردیاب و ( 3 ) غوطه وری مستقیم به کار برده می شود یا پخش مایع ( اگر یک ردیاب وروش گسسته استفاده شوند ) .

تاثیر متغیرهای فرا صوت ، که هر جایی شرح داده می شوند ، می تواند به صورت زیر خلاصه شوند :
(a ) تاثیرات مکانیکی ، که به طور وسیعی به انتقال جمعی بین فازهای مخلوط نشدنی از طریق آشفتگی بالا کمک می کند ، به طور خاص در تناوب های پایین چشمگیر هستند . مهمترین تاثیرات مکانیکی ریز فوران و ریز جریان می باشند . اولی یک پیامد خلاء زایی ، دریا نزدیک هر سطح جامد وسیع می باشد ، که به فرو پاشی حباب به شیوه ای نامتقارن می انجامد . سطح وسیع جامد از حرکت مایع از سمت مورد نظر جلوگیری می کند ، بنابراین جریان مایع اصلی برای فروپاشی حباب از سمت دیگر حباب می آید .

فوران مایع می تواند به سرعت بالای ^1-ms 100 برسد . ریز جریان اصولا یک پیامد خلاء زایی در حضور پودر معلقی می باشد که معمولا در سیستمهای LLE موجود نمی باشد . جریان گسترده ( که به عنوان باد کواتز یا جریان اکارت نیز معروف است ) نیز به تاثیرات مکانیکی همراه با جریان ریلی و اسکلیکتینگ کمک می کند ، تاثیر آنها یک عملکرد موج فرا صوت ( نوع ثابت یا تجزیه شونده ) می باشد .

(b ) تاثیرات شیمیایی فرا صوت ، که برای افزایش واکنش برخی مواد شیمیایی معروف هستند . دما وفشار بالا در یک حباب خلاء زایی فرو پاشی کننده ایجاد شده توسط پرتو افکنی فرا صوت موجب تشکیل رادیکالهای آزاد و گونه های متغیر دیگر می شود . تاثیرات شیمیایی اصلی بنابراین ترغیب و تسریع واکنشها می باشند . اکثر روشهای USALLE گسسته موجود بدون آماده سازی برای امولسیون کردن ( یعنی برای زمان مورد نیاز جهت تفکیک فازها ) بهینه شده اند .

این مسئله برای روشهای پیوسته صادق نیست چون در آنها باید از امولسیون کردن برای هم کنشگر که کنترل نمی شود ، اجتناب شود یا آن باید محدود شود . تمام متغیرهای فرا صوت بررسی شده و موثر ثابت شده در امولسیون سازی ( بعبارتی قدرت پرتو افکنی ، موقعیت منبع فرا صوت بر حسب هم کنشگر مایع – مایع ، قطر نوک اگر ردیاب استفاده می شود ، هندسه ظرف ، زمان پرتو افکنی ، چسبندگی ، فشار ایستایی  و تراکم شناساگرها ،  و غیره ) باید به منظور ایجاد بهترین شرایط کاری هنگام پرداختن به این روش در LLE بررسی شوند .

تاثیر متغیرهای مربوط به LLE ( مثل نسبت حجم فازی آبی به آلی ، ضریب تقسیم گونه های مورد نظر بین دو فاز مخلوط نشدنی ) خارج از محدوده این کتاب است و در جای دیگر به طور مفصل مورد بحث قرار می گیرد .