بررسي تجربي توليد ميكروالياف با استفاده از دستگاه‌هاي ريزسيال چرخان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

در اين بررسي به تشكيل ميكروالياف كلسيم‌آلژينات با استفاده از نيروي گريزازمركز پرداخته مي‌شود. فرآيند ريسندگي گريزازمركز شامل تزريق محلول پليمري يا مذاب در يك اسپينر چرخان است. هنگامي كه سرچرخان به يك سرعت‌‌‌‌ بحراني تعريف شده در مساله مي‌رسد، نيروي گريزازمركز بر كشش‌سطحي مايع در حال چرخش غلبه مي‌كند و به جاي تشكيل و خروج قطره از نوك ميكرونازل، يك جت‌ پيوسته از محلول پليمري از نوك ميكرونازل خارج مي‌شود. سپس جت بيشتر كشيده مي‌شود و در نتيجه ميكروالياف جامد بر روي كلكتور(جمع‌كننده) ايجاد مي‌شود. چرخش گريزازمركز به عنوان يك تكنيك سريع، ساده و مقرونبه‌صرفه براي توليد ميكروالياف پديدار شده است. ميكروالياف توليد شده با اين روش به دليل تطبيق‌پذيري و سهولت در اصلاح، زيادي را به خود جلب كرده اند و باعث شده در كاربردهاي مختلف مورد استفاده گسترده قرار گيرند. معمولا در پژوهش‌هاي تحت عنوان توليد ميكروالياف با استفاده از نيروي گريزازمركز، تاثير پارامترهاي مختلف مانند غلظت محلول ‌پليمري، قطر ميكرونازل و سرعت ‌چرخش بر قطر ميكروالياف بررسي مي‌شود. در اين پژوهش نيز علاوه بر بررسي پارامترهاي ذكر شده، تاثير فاصله بين جت‌پليمري و كراسلينكر كلسيم‌كلريد و تاثير سيالات مختلف مثل روغن آفتاب‌گردان، روغن كنجد، پارافين مايع و هوا به عنوان سيالات مياني بين ميكروالياف خروجي از نوك ميكرونازل و كراسلينكر كلسيم‌كلريد، به عنوان پارامترهاي جديد براي تاثير بر قطر ميكروالياف مورد بررسي قرار گرفته‌اند. مي‌توان گفت كه دو مورد آخر مهم‌ترين تفاوت اين پژوهش با پژوهش‌هاي انجام شده در اين زمينه مي‌باشند. در پژوهش حاضر، در سرعت‌هاي چرخشي از 600 دوردردقيقه تا 900 دوردردقيقه، تبديل ميكروالياف به قطرات مشاهده شد. نتايج اين بررسي نشان داد كه كاهش غلظت محلول پليمري سديم‌آلژينات از 3% به 1% وزني- وزني و كاهش قطر ميكرونازل از 0/3 ميلي‌متر به 0/15 ميلي‌متر منجر به كاهش قطر ميكروالياف به ترتيب تقريباً به صورت 18/4و 47/9 درصد شده است. برعكس، سرعت ‌چرخش و فاصله بين جت‌ پليمري و كراسلينكر كلسيم‌كلريد، اثر معكوس بر قطر ميكروالياف داشت. همچنين افزايش ويسكوزيته سيال مياني تاثير مستقيم بر قطر ميكروالياف داشت. يعني ميكرواليافي كه پس از خروج از ميكرونازل ابتدا وارد روغن آفتاب‌گردان(بيشترين ويسكوزيته) شدند و سپس براي كراسلينك شدن وارد كلسيم‌كلريد شدند، داراي بيشترين قطر و ميكرواليافي كه پس از خروج از ميكرونازل وارد هوا(كمترين ويسكوزيته) شدند و سپس شروع به كراسلينك شدن كردند، كمترين قطر را داشتند. اين نتايج تأثير پارامترهاي مختلف بر روي ميكروالياف پليمري را برجسته مي‌كند. به طوركلي، تكنيك ميكروسيال مبتني‌ بر سانتريفيوژ با استفاده از موانع سيال يك رويكرد اميدواركننده براي توليد ميكروالياف كلسيم‌آلژينات با قطر قابل تنظيم ارائه مي‌دهد. نتايج اين مطالعه به پيشرفت روش‌هاي كارآمد براي توليد ميكروالياف كمك مي‌كند. اين ميكروالياف توليد شده با استفاده از پليمر زيستي سديم‌آلژينات در زمينه‌هاي پژشكي مانند مانند مهندسي‌بافت، پانسمان‌زخم، دارورساني و سيستم‌هاي فيلتراسيون مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

223118

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان