Micro process engineering
مائیکرو پروسیس انجینئرنگ چھوٹے حجم کے اندر کیمیائی یا جسمانی عمل (یونٹ آپریشنز) انجام دینے کی سائنس ہے، عام طور پر 1 ملی میٹر سے کم قطر والے چینلز کے اندر (مائیکرو چینلز) یا ذیلی ملی میٹر طول و عرض والے دیگر ڈھانچے۔ یہ عمل عام طور پر مسلسل بہاؤ کے موڈ میں انجام دیے جاتے ہیں، جیسا کہ بیچ کی پیداوار کے برخلاف، جس سے مائیکرو پروسیس انجینئرنگ کو کیمیائی پیداوار کا ایک ذریعہ بنانے کے لیے کافی زیادہ تھرو پٹ کی اجازت ملتی ہے۔ لہذا مائیکرو پروسیس انجینئرنگ کو مائیکرو کیمسٹری کے ساتھ الجھن میں نہیں ڈالنا چاہیے، جو مادے کی بہت کم مجموعی مقدار سے متعلق ہے۔ مائیکرو پروسیس انجینئرنگ کا ذیلی شعبہ جو کیمیائی رد عمل سے نمٹتا ہے، مائیکرو اسٹرکچرڈ ری ایکٹرز یا "مائیکرو ری ایکٹرز" میں انجام دیا جاتا ہے، مائیکرو ری ایکشن ٹیکنالوجی کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ مائیکرو اسٹرکچرڈ ری ایکٹرز یا مائیکرو ری ایکٹرز کے منفرد فوائد سطح کے رقبے سے حجم کے بڑے تناسب اور بڑے پیمانے پر منتقلی کی وجہ سے گرمی کی منتقلی میں اضافہ ہیں۔ مثال کے طور پر، پھیلاؤ کے عمل کی لمبائی کا پیمانہ مائیکرو چینلز یا اس سے بھی چھوٹا ہے، اور ری ایکٹینٹس کا موثر اختلاط بہت کم وقت (عام طور پر ملی سیکنڈ) کے دوران حاصل کیا جا سکتا ہے۔ گرمی کی منتقلی کی اچھی خصوصیات رد عمل کے درست درجہ حرارت پر قابو پانے کی اجازت دیتی ہیں۔ مثال کے طور پر، انتہائی ایکسوتھرمک رد عمل تقریبا آئسوتھرملی طور پر اس وقت کیے جا سکتے ہیں جب مائیکرو اسٹرکچرڈ ری ایکٹر میں مائیکرو چینلز کا دوسرا سیٹ ("کولنگ پاسج") ہوتا ہے، جو رد عمل کے چینلز ("ری ایکشن پاسج") سے سیال طور پر الگ ہوتا ہے، جس کے ذریعے کافی زیادہ حرارت کی صلاحیت کے ساتھ ٹھنڈے سیال کا بہاؤ برقرار رہتا ہے۔ مائیکرو اسٹرکچرڈ ری ایکٹروں کے درجہ حرارت کو جان بوجھ کر غیر آئسوتھرمل رویے کو حاصل کرنے کے لیے بہت تیزی سے تبدیل کرنا بھی ممکن ہے۔ عمل کی شدت اگرچہ انفرادی چینلز کے طول و عرض چھوٹے ہوتے ہیں، ایک مائیکرو پروسیس انجینئرنگ ڈیوائس ("مائیکرو اسٹرکچرڈ ری ایکٹر") اس طرح کے ہزاروں چینلز پر مشتمل ہو سکتا ہے، اور مائیکرو اسٹرکچرڈ ری ایکٹر کا مجموعی سائز میٹر کے پیمانے پر ہو سکتا ہے۔ مائیکرو پروسیس انجینئرنگ کا مقصد بنیادی طور پر پیداواری پلانٹس کو چھوٹا کرنا نہیں ہے، بلکہ کیمیائی رد عمل کی پیداوار اور انتخاب کو بڑھانا ہے، اس طرح کیمیائی پیداوار کی لاگت کو کم کرنا ہے۔ یہ ہدف یا تو کیمیائی تعاملات کا استعمال کرکے حاصل کیا جا سکتا ہے جو بڑے حجم میں نہیں کیے جا سکتے، یا پیرامیٹرز (درجہ حرارت، دباؤ، ارتکاز) پر کیمیائی تعاملات چلا کر جو حفاظتی رکاوٹوں کی وجہ سے بڑے حجم میں ناقابل رسائی ہیں۔ مثال کے طور پر، ہائیڈروجن گیس کی دو حجم اکائی اور آکسیجن گیس کی ایک حجم اکائی کے سٹوچیومیٹرک مرکب کا دھماکہ کافی چھوٹے قطر والے مائیکرو چینلز میں نہیں پھیلتا ہے۔ اس خاصیت کو مائیکرو اسٹرکچرڈ ری ایکٹرز کی "اندرونی حفاظت" کہا جاتا ہے۔ زیادہ انتہائی پیرامیٹرز پر نئے رد عمل یا چلنے والے رد عمل کا استعمال کرکے پیداوار اور انتخاب کی بہتری کو "عمل کی شدت" کے نام سے جانا جاتا ہے۔ تاریخی طور پر، مائیکرو پروسیس انجینئرنگ کا آغاز 1980 کی دہائی کے آس پاس ہوا، جب یورینیم آاسوٹوپ علیحدگی نوزلز کی تیاری کے لیے تیار کردہ مکینیکل مائیکرو مشیننگ کے طریقوں کو پہلی بار کارلسروہی (نیوکلیئر) ریسرچ سینٹر میں کمپیکٹ ہیٹ ایکسچینجرز کی تیاری پر لاگو کیا گیا۔ مائیکرو ریکٹر فلو کیمسٹری کیمیائی عمل انجینئرنگ مائیکرو ٹیکنالوجی بھی دیکھیں۔