30375

مطالعه و بررسي سينتيكي استخراج دارو در سامانه هاي ريزسيالشي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1400

1402/10/02

احمد رهبر كليشمي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

آلودگي‌هاي ناشي از فرآورده‌هاي دارويي كه از عناصر ضروري در زندگي امروزي هستند، از طريق مصرف انساني، دامپزشكي، صنعت داروسازي و صنعت كشاورزي ايجاد مي‌شوند. حذف مواد آلاينده دارويي از محيط آبي ضروري است زيرا اين آلاينده‌ها تاثيرات مخربي بر محيط زيست ايجاد مي‌كنند. در اين پژوهش، سينتيك استخراج مايع-مايع داروي ايبوپروفن با استفاده از استخراج‌كننده‌ي آليكوات و حلال نرمال هگزان در ميكروكانال پيچشي (serpentine) شكل با طول 10cm، عرض 400μmو عمق 300μm مورد بررسي قرار گرفته‌است. اين شكل از كانال به دليل ساختار خاص باعث بهبود اختلاط مي‌شود و در نتيجه بهبود عملكرد را در پي دارد. اثر پارامتر‌هاي عملياتي غلظت ورودي ايبوپروفن (30-10 ppm)، غلظت استخراج‌كننده (10-2 mM)، pH محلول آبي (11-3) و دبي جريان (1/5-1/0 mL/hr) بر درصد استخراج بررسي شد. غلظت ورودي فاز آبي 12ppm، غلظت استخراج‌كننده 7mM، دبي جريان 1/1mL/hr و pH برابر 10 به عنوان شرايط بهينه براي استخراج به‌دست آمدند و درصد استخراج در اين شرايط 98/5 به‌دست آمد. در بررسي سينتيك استخراج ايبوپروفن، زمان ماند در دبي‌ جريان‌هاي (2/2-mL/hr 0/8) حساب شد و سپس داده‌ها با مدل‌هاي سينتيكي شبه درجه اول، شبه درجه دوم، دفع دو مكانه، مدل پلگ، مدل هايپربوليك، مدل نفوذ درون ذره‌اي و مدل نفوذ فيلمي برازش شدند. نتايج نشان داد كه همه‌ي مدل‌ها از هماهنگي مطلوبي با داده‌هاي سينتيكي برخوردارند و مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم خطي با R^2 برابر 0/9997 و ثابت سرعت واكنش برابر 0/027 بهترين تطابق را از خود نشان داد.

1402/10/30

kinetic study and investigation for drug extraction in microfluidic systems

12/22/2024 12:00:00 AM

Pharmaceutical products are essential factors in life. Pollution caused by this group is created through human consumption, Application in veterinary medicine, pharmaceutical industry, and agricultural industry, and household and hospital waste. It is necessary to remove pharmaceutical pollutants from the aquatic environment due to the harmful effects of these substances on the ecosystem. This study focused on the liquid-liquid extraction of Ibuprofen using Aliquat as an extractant and n-Hexane solvent in a serpentine microchannel with dimensions of 10 cm in length, 400 μm in width, and 300 μm in depth. And then, the extraction kinetics has been investigated in the serpentine channel. The serpentine channel, due to its distinctive structure, exhibits increased extraction efficiency attributed to enhanced mixing. The microchannel, initially constructed from glass, underwent an exploration of parameters including the initial concentration of ibuprofen (10-30 ppm), extractant concentration (2-10 mM), pH of the aqueous solution (3-11), and flow rate (1.0-1.5 mL/hr). Optimal conditions for extraction were determined, resulting in an Ibuprofen input concentration of 12 ppm, extractant concentration of 7 mM, pH=10, and a flow rate of 1.1 mL/hr, achieving an extraction efficiency of 98.5%. The investigation into the extraction kinetics of ibuprofen involved studying the extraction rate and removal of ibuprofen from the aqueous solution at different flow rates (0.8-2.2 mL/hr). The obtained data were fitted to various kinetic models, with all models demonstrating agreement with the kinetic data. Notably, the pseudo-second-order (linear) kinetic model performed the best, showing an R^2 value of 0.9997 and a kinetic rate constant of 0.027 (1/s.ppm).

ريزسيالش , استخراج مايع-مايع , سينتيك , ميكروكانال , ايبوپروفن

microfluidic , liquid-liquid extraction , kinetic , microchannel , ibuprofen

mohaddeseh babaei

ahmad rahbar-kelishami