Extracción líquido-líquido continua en contracorriente microfluídica lograda mediante un par de mallas mojables

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Química
• Ciencia de la Separación
• Microfluídica

Sus antecedentes:

• La extracción líquido-líquido continua en contracorriente microfluídica ofrece separaciones eficientes en una pequeña huella.
• El flujo estable en dichos dispositivos es un desafío debido a la necesidad de que las fuerzas capilares superen las fuerzas hidrodinámicas.

Objetivo del estudio:

• Presentar un novedoso dispositivo microfluídico y estrategias de flujo para la extracción líquido-líquido continua en contracorriente estable y de larga duración.
• Desarrollar y aplicar metodologías para cuantificar el rendimiento de separación y las etapas de equilibrio teóricas logradas.

Principales métodos:

• Fabricación de una arquitectura de dispositivo microfluídico basada en mallas tejidas.
• Funcionalización de superficies para mojabilidad conjugada y optimización del flujo para prevenir burbujas y arrastre.
• Espectroscopía Raman automatizada para la cuantificación de solutos en línea en un sistema ternario (terc-butanol en tolueno/agua).

Principales resultados:

• Se logró un flujo estable y continuo en contracorriente durante más de 36 horas con un buen rendimiento.
• Se cuantificó el rendimiento de separación, observando aproximadamente 37 etapas de equilibrio (37 ± 13) mediante el análisis del Método del Grupo de Kremser.
• Se demostró la eficacia del dispositivo con un sistema ternario que presenta una baja relación de partición del soluto.

Conclusiones:

• El novedoso dispositivo microfluídico y los enfoques de flujo superan con éxito los desafíos de equilibrio de fuerzas para una extracción continua estable.
• La arquitectura del dispositivo se fabrica fácilmente y permite separaciones de alto rendimiento con un número significativo de etapas de equilibrio teóricas.
• Este trabajo allana el camino para aplicaciones prácticas de la extracción microfluídica continua en contracorriente.