Opis wzoru Wzór uzytkowy dotyczy ukladu mikroreaktora przeplywowego z fotokatalizatorem i zródlem swia- tla emitowanego przez diody elektroluminescencyjne. Wymieniony uklad mikroreaktora sluzy do prowa- dzenia procesów fotochemicznych i fotobiologicznych w przeplywie. Stan techniki Mikroreaktory ze wzgledu na niewielkie objetosci cechuja sie niewielkimi odleglosciami prze- mieszczania sie czasteczek, szybkim mieszaniem, intensywna wymiana ciepla, przeplywem laminar- nym oraz wysokim stosunkiem powierzchni do objetosci [1, 2]. Stad tez zastosowanie mikroreaktorów w reakcjach katalitycznych i fotokatalitycznych jest niezwykle korzystne. Najbardziej znanym fotokatali- zatorem jest ditlenek tytanu TiO2, który charakteryzuje sie wysoka reaktywnoscia, stabilnoscia, niska cena i jest nietoksyczny [3, 4]. Jak kazdy pólprzewodnik pod wplywem promieniowania o energii wyzszej od szerokosci przerwy zabronionej (<385 nm) wytwarza pare elektron-dziura, który to elektron moze brac udzial w procesach redukcji, a dziura w procesach utleniania. Naniesiony TiO2 na wewnetrzne scianki kapilary wykonanej z polimeru perfluoroalkoksylowego (PFA) i oswietlony swiatlem ultrafioleto- wym jest w stanie pelnic funkcje fotokatalizatora w reakcjach chemicznych [5–8], jak równiez w proce- sach dezynfekcji wody [9]. Fotokatalizator moze byc unieruchomiony na wewnetrznych sciankach kapi- lary w rózny sposób, m.in. metoda termiczna [6] lub stosujac ultradzwieki [10, 11]. Intensywnosc i rozmieszczenie zródel swiatla w fotoreaktorze determinuje ilosc swiatla bioracego udzial w procesie generowania pary elektron-dziura, stad tak wazne jest dobranie odpowiednich warun- ków oswietlenia [12, 13]. Nie bez znaczenia jest równiez rodzaj uzytego zródla swiatla, tj. lampy rte- ciowe, wyladowcze, laserowe, czy tez LED-owe. Gdzie ten ostatni rodzaj, charakteryzuje sie duza wy- dajnoscia, waskim pasmem emitowanego swiatla, stosunkowo niska emisja ciepla, niskimi kosztami, dluga zywotnoscia i wymiarami umozliwiajacymi konstruowanie oswietlaczy o róznej geometrii, ale po- siada równiez wady tj. niehomogenicznosc wiazki swiatla [14]. Promieniowanie UV moze bezposrednio aktywowac organiczne czasteczki poprzez chromoforowe grupy funkcyjne (fotoliza), jak równiez po- srednio poprzez fotokatalizatory [5]. Opisane w literaturze mikrofotoreaktory zbudowane w oparciu o kapilare polimerowa przepusz- czajaca swiatlo, skladaja sie najczesciej z nawinietej kapilary na cylindryczne zródlo swiatla [5, 15]. W proponowanym rozwiazaniu diody swieca radialnie do srodka, zapewniajac pelniejsze pokrycie wiaz- kami swiatla oswietlanego obiektu, przy jednoczesnym ulatwieniu w odprowadzeniu wydzielanego cie- pla na zewnatrz (radiator). W przypadku diod elektroluminescencyjnych nalezy wziac pod uwage, ze sa zródlem swiatla punktowego i stad ich rozmieszczenie w przestrzeni jej istotne, jesli chcemy zapewnic w miare równomierne oswietlenie. Znane sa równiez rozwiazania, gdzie kapilara kwarcowa z naniesio- nym na wewnetrzne jej scianki fotokatalizatorem jest oswietlana za pomoca LED-ów [16]. Stosujac diody elektroluminescencyjne nalezy uwzglednic koniecznosc odprowadzenia ciepla, poniewaz intensywnosc swiecenia diody, jak równiez emitowane widmo zaleza równiez od temperatury [17]. Stad w zapropono- wanym rozwiazaniu powinien byc zastosowany system odprowadzenia wydzielanego ciepla. Istota wzoru uzytkowego A zatem, przedmiotem niniejszego wzoru uzytkowego jest uklad mikroreaktora przeplywowego zawierajacy element, który stanowi strzykawka napedzana pompa infuzyjna, doprowadzajacy miesza- nine reakcyjna do mikroreaktora, który stanowi kapilara polimerowa z polimeru perfluoroalkoksylowego z osadzonym wewnatrz fotokatalizatorem, który stanowi ditlenek tytanu TiO2, charakteryzujacy sie tym, ze kapilara polimerowa jest nawinieta na pret i razem z pretem sa umieszczone w obudowie-radiatorze zapewniajacej szczelnosc swietlna, do której wewnatrz zamocowanych jest osiemnascie diod elektro- luminescencyjnych LED rozmieszczonych radialnie wokól preta z nawinieta na nim kapilara polimerowa i oswietlajacych kapilare polimerowa, oraz wentylator, przy czym jeden koniec kapilary polimerowej jest polaczony z elementem i z drugim elementem odbierajacym mieszanine poreakcyjna, przy czym na pret nasuniete sa dwie tulejki polimerowe utrzymujace na precie kapilare polimerowa. Korzystnie, pret jest wykonany z przezroczystego materialu, korzystnie ze szkla. Krótki opis figur rysunku Rozwiazanie wedlug wzoru zostanie teraz blizej przedstawione w korzystnych przykladach wy- konania na podstawie rysunku, na którym: Fig. 1 przedstawia schemat urzadzenia wedlug wzoru uzytkowego;3 Fig. 2 i 3 przedstawiaja fotografie zestawu mikroprzeplywowego do prowadzenia reakcji w fazie cieklej, wraz z systemem chlodzenia; Fig. 4 przedstawia wyniki fotokatalitycznej reakcji konwersji alkoholu benzylowego do benzalde- hydu, zaleznosc konwersji od czasu naswietlania; Fig. 5 przedstawia wyniki fotokatalitycznej reakcji konwersji alkoholu benzylowego do benzalde- hydu, zaleznosc selektywnosci do benzaldehydu od czasu naswietlania. Aparatura Reakcje selektywnego utleniania alkoholu benzylowego do benzaldehydu, jako reakcji modelo- wej wykorzystania skladników biomasy do syntezy produktów o wysokiej wartosci dodanej, prowadzono w kapilarze z polimeru fluorowego oswietlanej swiatlem ultrafioletowym o dlugosci 375 nm i emitowanym przez zestaw 18 diod elektroluminescencyjnych. Diody byly przytwierdzone do obudowy-radiatora, be- dacej autorskim projektem autorów rozwiazania. System chlodzenia z zastosowaniem wentylatora jest równiez autorskim projektem autorów i zostal wykonany w technologii druku 3D z polimeru ABS. Geo- metria calego zestawu (tj. srednica obudowy, jej dlugosc, liczba i rozstaw diod, srednica preta szkla- nego oraz kat brylowy wiazki swiatla emitowanego przez pojedyncza diode) zostala tak dobrana, aby mozliwie równomiernie oswietlic kapilare o srednicy zewnetrznej w zakresie 1 -3 mm i dlugosci w za- kresie ~20 -100 cm. Analize produktów reakcji prowadzono z wykorzystaniem wysokosprawnego chro- matografu cieczowego HPLC ACQUITY Arc firmy Waters. Uzyte materialy Nanoczastki ditlenku tytanu Evonik P-25 osadzono wewnatrz kapilary z perfluoroalkoksyalkanu (PFA) o srednicy wewnetrznej 0,8 mm i zewnetrznej 1,6 mm i dlugosci 40 cm, pochodzacej z firmy Equimed, za pomoca metody wykorzystujacej ultradzwieki. Mieszanina reakcyjna skladala sie z roz- tworu 0,1 M alkoholu benzylowego (Chempur, 99,5%) w acetonitrylu (POCH, dla HPLC). Przyklad wykonania Przedmiot wzoru uzytkowego w przykladzie wykonania jest przedstawiony na rysunku Fig. 1 i fotografiach Fig. 2 oraz Fig. 3 pokazujacych system do prowadzenia procesów chemicznych i biolo- gicznych w mikroprzeplywie z ledowym zródlem swiatla, gdzie: 1 – strzykawka napedzana pompa in- fuzyjna; 2 – wentylator w obudowie zapewniajacej szczelnosc swietlna; 3 – obudowa-radiator; 4 – dioda elektroluminescencyjna (LED); 5 – pret szklany o srednicy 6 mm; 6 – kapilara polimerowa (PFA) o sred- nicy zewnetrznej 1,6 mm; 7 – odbieralnik szklany (ampulka); 8 – tulejka polimerowa utrzymujaca na- winieta kapilare. Przyklad wykonania ukladu wedlug wzoru przedstawiono na Fig. 1, gdzie kapilara polimerowa (PFA) (6) jest nawinieta na pret szklany (5), a zródlo swiatla stanowi zestaw 18 diod elektrolumine- scencyjnych (4) rozmieszczonych radialnie. Kapilara polimerowa przechodzi przez otwory przelotowe w obudowie-radiatorze (3). Jeden koniec kapilary (6) jest polaczony ze strzykawka (1) napedzana pompa infuzyjna, która tloczy mieszanine reakcyjna, skladajaca sie z roztworu 0,1 M alkoholu benzy- lowego w acetonitrylu do kapilary z szybkoscia 0,167 ml/min, najkorzystniej w zakresie 0,1 -1 ml/min. Drugi koniec kapilary (6) odprowadza produkty reakcji do odbieralnika (7). Chlodzenie ukladu jest za- pewnione przez wentylator (2) umieszczony w obudowie zapewniajacej szczelnosc swietlna. Produkty reakcji zbierano w odbieralniku w równych odstepach czasu i analizowano za pomoca chromatografu zaczynajac od momentu wlaczenia oswietlenia, po uprzednim uruchomieniu przeplywu mieszaniny re- akcyjnej w ciemnosci przez okres 30 min. Wyniki fotokatalitycznej reakcji selektywnego utleniania al- koholu benzylowego do benzaldehydu przedstawiono na wykresach Fig. 4 i Fig. 5. Bibliografia [1] P.L. Mills, D.J. Quiram, J. F. Ryley, Chem. Eng. Sci. 2007, 62, 6992–7010. DOI: 10016/j.ces007921. [2] Y. Matsushita, N. Ohbab, Sh. Kumadab, K. Sakeda, T. Suzuki, T. Ichimura, Chem. Eng. J. 2008, 135, 303–308. DOI: 10016/j.jece014622. [3] H. Zhang, G. Chen, D.W. Bahnemann, 2009, 19, 5089–5121. DOI: 10039/b821991e. [4] M.D. Hernandez-Alonso, F. Fresno, S. Suarez, J.M. Coronado, Energy Environ. Sci. 2009, 2, 1231–1257. DOI: 10039/b907933e. [5] Y. Su, N.J.W. Straathof, V. Hessel, T. Noell, Chem. Eur. J. 2014, 20, 10562–10589. DOI: 10002/chem01400283 [6] B. Ramos, Sh. Ookawara, Y. Matsushita, Sh. Yoshikawa, J. Environ. Chem. Eng. 2014, 2, 1487– 1494. DOI: 10016/j.jece014622. [7] H.P.L. Gemoets, Y. Su, M. Shang, V. Hessel, R. Luque, T. Noël, Chem.Soc.Rev. 2016, 45, 83–117. DOI: 10039/c5cs00447k. [8] D. Russo, D. Spasiano, M. Vaccaro, R. Andreozzi, G. Li Puma, N.M. Reis, R. Marotta, Chem. Eng. J. 2016, 283, 243–250. DOI: 10016/j.cej015761. [9] P. Onkundi Nyangaresi, Y. Qin, G. Chen., B. Zhang, Y. Lu, L. Shen, Catal. Today, n.d. DOI: 10016/j.cattod018115. id="p-10" [10] J.C. Colmenares, V. Nair, E. Kuna, D. Lomot, Ultrason. Sonochem. 2018, 41, 297–302. DOI: 10016/j.ultsonch. 2017953. id="p-11" [11] E. Kuna, D. Lomot, J.C. Colmenares Quintero, patent PL 231485. id="p-12" [12] O.M. Alfano, M. Vicente, S. Esplugas, A.E. Cassano, Ind. Eng. Chem. Res. 1990, 29, 1270–1278. DOI: 10021/ie00103a028. id="p-13" [13] V. Pareek, S. Chong, M. Tadé, A.A. Adesina, Asia-Pac. J. Chem. Eng. 2008, 3, 171–201. DOI: 10002/apj29. id="p-14" [14] M.M. Sómer, C. Pablos, R. van Grieken, J. Marugán, Appl. Catal. B-Environ. 2017, 215, 1–7. DOI: 10016/j.apcatb017548. id="p-15" [15] R. Ciriminna, R. Delisi, Yi-J. Xu, M. Pagliaro, Org. Process Res. Dev. 2016, 20, 403–408. DOI: 10021/acs.oprdb00424. id="p-16" [16] N. Tsuchiya, K. Kuwabara, A. Hidaka, K. Oda and K. Katayama, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 4734–4741. DOI: 10039/c2cp23979e. id="p-17" [17] C. Casado, R. Timmers, A. Sergejevs, C.T. Clarke, D.W.E. Allsopp, C.R. Bowen, R. van Grieken, J. Marugán, Chem. Eng. J. 2017, 327, 1043–1055. DOI: 10016/j.cej017667. PL PL