Podrobno

Model-based design of a microfluidic pervaporation device for intensified VOC separation
ID Potočnik, Helena (Avtor), ID Šmigoc, Yannick (Avtor), ID Plazl, Igor (Avtor), ID Žnidaršič Plazl, Polona (Avtor), ID Ambrožič, Rok (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,90 MB)
MD5: FB20A737FAD338DC2B6C6010A2527CE2
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383586625033921 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Downstream separation remains a major bottleneck in the development of continuous bioprocesses, particularly in the removal of volatile organic by-products such as acetone and acetophenone. Here we present a novel microfluidic pervaporation device developed for efficient VOC extraction from aqueous media under steady-state conditions. The system integrates a 3D-printed channel architecture with a PDMS membrane and leverages a first-principles mathematical model that does not require customised parameters. Experimental validation with acetone–water and acetophenone-buffer mixtures demonstrated excellent separation performance with a separation efficiency of over 97 %. A detailed time scale analysis confirmed that membrane diffusion is the dominant transport resistance, guiding optimization strategies toward geometric design and membrane material selection. The predictive power of the developed mathematical model enabled a rational tuning of geometry and flow conditions, while the modular fabrication approach ensures adaptability and scalability. This work highlights the potential of combining microfluidics, modeling and additive manufacturing to intensify separations and enable seamless integration into upstream biocatalytic or pharmaceutical production systems.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:microfluidic pervaporation, volatile organic compounds, process intensification, mathematical modeling, continuous separation
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Datum objave:22.12.2025
Leto izida:2025
Št. strani:13 str.
Številčenje:Vol. 378, pt. 3, art. 134795
PID:20.500.12556/RUL-171402 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:66.023.23
ISSN pri članku:1383-5866
DOI:10.1016/j.seppur.2025.134795 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:246512131 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:25.08.2025
Število ogledov:264
Število prenosov:88
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Separation and purification technology
Skrajšan naslov:Sep. purif. technol.
Založnik:Elsevier
ISSN:1383-5866
COBISS.SI-ID:1247765 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:mikrofluidna pervaporacija, hlapne organske spojine, intenzifikacija procesov, matematično modeliranje, kontinuirno ločevanje

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0191
Naslov:Kemijsko inženirstvo

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J7-50041
Naslov:Razvoj imobiliziranih katalizatorjev za pripravo devteriranih organskih spojin

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J4-4562
Naslov:Intenzifikacija biokatalitskih procesov z uporabo evtektičnih topil v mikropretočnih sistemih za trajnostno valorizacijo odpadkov - BioInDES

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-60044
Naslov:Računalniško podprto okolje za sistematično sintezo, načrtovanje in vključevanje pretočne kemije in mikroprocesov v trajnostne proizvodne sisteme, ciljano na Moč-do-X

Financer:EC - European Commission
Program financ.:HE
Številka projekta:101160108
Naslov:Twinning for Building Excellence and Innovative Solutions in Flow Catalysis
Akronim:FLOWCAT

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj