BR112020009421A2

BR112020009421A2 - montagem de fluxo cruzado e método para produção de gotículas controlada por emulsificação por membrana

Info

Publication number: BR112020009421A2
Application number: BR112020009421-8A
Authority: BR
Inventors: Bruce Williams; Sam Trotter; Richard Holdich; David Palmer; David Hayward
Original assignee: Micropore Technologies Ltd
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2020-11-03
Also published as: WO2019092461A1; EP3710146B1; CN111670068B; CO2020006470A2; FI3710146T3; CN111670068A; JP2021502249A; KR20200085834A; KR102617763B1; EP3710146A1; IL274402A; SG11202003884QA; JP7370331B2; US20200368699A1; HUE062426T2; ES2950630T3; CA3080392A1; US12011695B2; PT3710146T; MX2020004887A

Abstract

É descrito um aparelho de fluxo cruzado para produzir uma emulsão ou dispersão, ao dispersar uma primeira fase em uma segunda fase; o referido aparelho de fluxo cruzado compreendendo: ? uma conexão tubular externa (2) fornecida com uma primeira entrada (3) em uma primeira extremidade (4); uma saída de emulsão (5); e uma segunda entrada (7), distal a partir de e inclinada em relação à primeira entrada; ? uma membrana tubular fornecida com uma pluralidade de poros e adaptada para ser posicionada dentro da conexão tubular (2); e ? opcionalmente, uma inserção adaptada para ser localizada dentro da membrana tubular, a referida inserção compreendendo uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída, cada uma da extremidade de entrada e extremidade de saída sendo fornecida com região chanfrada; a região chanfrada é fornecida com uma pluralidade de orifícios e uma placa de forqueadura.

Description

“MONTAGEM DE FLUXO CRUZADO E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE GOTÍCULAS CONTROLADA POR EMULSIFICAÇÃO POR MEMBRANA” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a uma nova montagem de fluxo cruzado para produção de gotículas controlada por emulsificação por membrana.

[002] Mais particularmente, a presente invenção refere-se a uma nova montagem de fluxo cruzado para produção de gotículas controlada por emulsificação por membrana, que fornece às gotículas um bom coeficiente de variação (CV) com alta vazão ou fluxo (litros por metro quadrado por hora ou L/m2/h ou LMH).

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Aparelhos e métodos para gerar emulsões de óleo em água ou água em óleo; ou emulsões múltiplas, tais como água-óleo-água e óleo-água- óleo; ou dispersões de cápsulas de tamanho pequeno contendo sólidos ou fluidos, são de considerável importância econômica. Tais aparelhos e métodos são usados em uma variedade de indústrias, por exemplo, para gerar cremes, loções, produtos farmacêuticos, por exemplo, microcápsulas para produtos farmacêuticos de liberação retardada, pesticidas, tintas, vernizes, comida e outros alimentos.

[004] Em vários casos, é desejável envolver partículas em um revestimento de outra fase, como um material de parede ou invólucro (microcápsulas), para produzir uma barreira ao ingrediente que se dissolve ou reage rapidamente em sua aplicação. Um exemplo é um produto farmacêutico de liberação retardada.

[005] Em muitas aplicações, é desejável empregar um tamanho de gotícula ou dispersão razoavelmente consistente.

[006] Apenas a título de exemplo, no caso de um produto farmacêutico de liberação controlada, um tamanho de microcápsula consistente e estreito pode resultar em uma liberação previsível do produto encapsulado; considerando que uma ampla distribuição do tamanho das gotículas pode resultar em uma liberação rápida indesejável de produto das partículas finas (devido à sua alta área de superfície em relação ao volume) e uma liberação lenta das partículas maiores. No entanto, será entendido que, em algumas circunstâncias, pode ser desejável ter uma distribuição controlada do tamanho da microcápsula.

[007] As técnicas atuais de fabricação de emulsão usam sistemas que incluem agitadores e homogeneizadores. Em tais sistemas, uma dispersão bifásica com gotículas grandes é forçada através de uma região de cisalhamento alto próxima ao agitador, ou através de válvulas e bocais para induzir turbulência e, assim, dividir as gotas em gotas menores. No entanto, não é possível controlar com facilidade os tamanhos de gotas alcançados e a faixa de tamanhos dos diâmetros das gotículas é geralmente grande. Isso é uma consequência do grau flutuante de turbulência encontrado nesses sistemas e da exposição das gotículas a um campo de cisalhamento variável.

[008] Ao fabricar dispersões nas quais um semissólido está sendo produzido, há desvantagens adicionais devido ao comportamento de fluxo altamente não-newtoniano do sistema no qual os agitadores de alta velocidade são efetivos apenas a distâncias próximas ao agitador. As quedas de pressão são altas nos homogeneizadores e a produtividade é baixa devido à natureza da alta viscosidade aparente desses sistemas. Portanto, o consumo de energia também é alto. Além disso, esses níveis não apresentam bom desempenho quando a fração a ser dispersa é um gel, ou líquido endurecido, ou se contém sólidos. O equipamento pode ser danificado por esses produtos.

[009] Nos últimos anos, tem havido muito interesse de pesquisa na geração de emulsões usando membranas de microfiltro. Pedido de patente internacional n° WO 01/45830 descreve um aparelho para dispersar uma primeira fase numa segunda fase usando uma membrana rotativa.

[0010] A Patente dos EUA n° 4.201.691 descreve um aparelho para gerar uma dispersão de múltiplas fases, em que o fluido a ser injetado na fase contínua imiscível é passado através de zonas de meios porosos para criar as gotas de dispersão dentro da fase contínua imiscível.

[0011] Pedido de patente internacional n° WO2012/094595 descreve um método para a produção de esferas de polímero esferoidais com um tamanho uniforme que são preparadas por polimerização de gotículas de monômero de tamanho uniforme formadas pela dispersão de uma fase de monômero polimerizável sobre uma membrana de fluxo cruzado em uma fase aquosa.

[0012] Como pode ser visto na figura do documento WO2012/094595, os orifícios na membrana são de forma cônica ou côncava. Uma desvantagem da forma do furo cônico ou côncavo é que a força de cisalhamento experimentada pela gota pode não ter consistência.

[0013] Pedro S. Silva, et al., "Azimuthally Oscillating Membrane Emulsification for Contro11ed Droplet Production", AIChE Joumal 2015 VoL 00, No. 00; descreve um sistema de emulsificação de membrana que compreende uma membrana tubular de metal que é periodicamente azimutalmente oscilada em uma fase contínua de fluxo suave.

[0014] No entanto, todos os métodos acima mencionados compreendem sistemas móveis, que requerem agitação do sistema ou o uso de uma membrana acionada mecanicamente ou oscilada.

[0015] Em alguns dos sistemas da técnica anterior, gotículas com um bom coeficiente de variação (CV) podem ser produzidas, mas apenas a um fluxo relativamente baixo (litros por metro quadrado por hora ou LMH) da fase dispersa.

[0016] Além disso, na maioria dos sistemas conhecidos, a produtividade pode ser melhorada pela recirculação da emulsão. No entanto, é provável que a recirculação resulte em danos nas gotículas dentro da bomba e em outros acessórios presentes no sistema, levando a um controle inadequado sobre a distribuição do tamanho das gotículas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0017] Portanto, é necessário um sistema e um método de produção que forneçam gotículas que possuam um bom coeficiente de variação (CV)

enquanto atingem um alto fluxo (LMH) em uma concentração desejável. Esse sistema ou método será vantajoso ao produzir gotículas em larga escala.

[0018] Portanto, de acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um aparelho de fluxo cruzado para produzir uma emulsão ou dispersão ao dispersar uma primeira fase em uma segunda fase; o referido aparelho de fluxo cruzado compreendendo: uma conexão tubular externa fornecida com uma primeira entrada em uma primeira extremidade; uma saída de emulsão; e uma segunda entrada, distal a partir de e inclinada em relação à primeira entrada; uma membrana tubular provida de uma pluralidade de poros e adaptada para ser posicionada dentro da conexão tubular; e opcionalmente uma inserção adaptada para estar localizada dentro da membrana tubular, a referida inserção compreendendo uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída, cada extremidade de entrada e extremidade de saída sendo fornecida de região chanfrada; a região chanfrada é fornecida com uma pluralidade de orifícios e uma placa de forqueadura.

[0019] A emulsificação de membrana de fluxo cruzado usa o fluxo da fase contínua para destacar as gotículas dos poros da membrana.

[0020] A posição da saída de emulsão pode variar dependendo da direção do fluxo da fase dispersa, por exemplo, de dentro da membrana para fora ou de fora da membrana para dentro. Se o fluxo da fase dispersa for de fora da membrana para dentro, então a saída de emulsão estará geralmente em uma segunda extremidade da conexão tubular. Se o fluxo da fase dispersa for do interior da membrana para o exterior, a saída da emulsão pode ser um ramo lateral ou no final.

[0021] Em um aspecto da invenção, o aparelho de fluxo cruzado inclui uma inserção como aqui descrito e a primeira entrada é uma primeira entrada de fase contínua e a segunda entrada é uma entrada de fase dispersa; tal que a fase dispersa tem o curso de fora da membrana tubular para dentro.

[0022] Em outro aspecto da invenção, o aparelho de fluxo cruzado não inclui uma inserção e a primeira entrada é uma primeira entrada de fase dispersa e a segunda entrada é uma entrada de fase contínua; de modo que a fase dispersa tem o curso de dentro da membrana tubular para fora.

[0023] Quando uma inserção está presente e a membrana tubular é posicionada dentro da conexão externa, o espaçamento entre a inserção e a membrana tubular pode variar, dependendo do tamanho das gotas desejadas, etc. Geralmente, a inserção estará localizada centralmente dentro da membrana tubular, de modo que o espaçamento entre a inserção e a membrana compreenda um espaço anular, de dimensões iguais ou substancialmente iguais em qualquer ponto em torno da inserção. Assim, por exemplo, o espaçamento pode ser de cerca de 0,05 a cerca de 10 mm (distância entre a parede externa da inserção e a parede interna da membrana), de cerca de 0,1 a cerca de 10 mm, de cerca de 0,25 a cerca de 10 mm ou de cerca de 0,5 a cerca de 8 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 6 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 5 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 4 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 3 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 2 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 1mm.

[0024] Quando a membrana tubular é posicionada dentro da conexão externa, o espaçamento entre a membrana tubular e a conexão externa pode variar, dependendo do tamanho das gotas desejadas, etc. Geralmente, a membrana tubular estará localizada centralmente dentro da conexão externa, de modo que o espaçamento entre a membrana e a conexão compreenda um espaço anular, de dimensões iguais ou substancialmente iguais em qualquer ponto em torno da membrana tubular. Assim, por exemplo, o espaçamento pode ser de cerca de 0,5 a cerca de 10 mm (distância entre a parede externa da membrana e a parede interna da conexão), ou de cerca de 0,5 a cerca de 8 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 6 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 5 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 4 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 3 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 2 mm, ou de cerca de 0,5 a cerca de 1 mm.

[0025] Em uma modalidade alternativa da invenção, a inserção é cônica, de modo que o espaçamento entre a inserção e a membrana tubular possa ser divergente ao longo do comprimento da membrana. O espaçamento e a quantidade de divergência variaram, dependendo do gradiente da inserção cônica, do tamanho das gotículas desejadas, da distribuição do tamanho, etc. Será entendido pelo técnico no assunto que, dependendo da direção do afunilamento, o espaçamento entre a inserção e a membrana tubular pode ser divergente ou convergente ao longo do comprimento da membrana. O uso de uma inserção cônica pode ser vantajosa, pois uma conicidade adequada pode permitir que o cisalhamento seja mantido constante para uma formulação específica e um conjunto de condições de fluxo. Assim, a inserção cônica pode ser usada para controlar a variação no tamanho da gota resultante de alterações nas propriedades do fluido, como a viscosidade, à medida que a concentração de emulsão aumenta através de seu caminho ao longo do comprimento da membrana.

[0026] Em uma modalidade alternativa da invenção, o aparelho de fluxo cruzado pode compreender mais de uma membrana tubular localizada dentro da conexão tubular externa, isto é, uma pluralidade de membranas tubulares. Quando uma pluralidade de membranas tubulares é fornecida, cada membrana pode opcionalmente ter uma inserção, como aqui descrito, localizada dentro daquela. Uma pluralidade de membranas pode ser agrupada como um agrupamento de membranas posicionadas uma ao lado da outra. Desejavelmente, as membranas não estão em contato direto uma com a outra. Será entendido que o número de membranas pode variar dependendo, entre outras coisas, da natureza das gotículas a serem produzidas. Assim, apenas a título de exemplo, quando uma pluralidade de membranas tubulares está presente, o número de membranas pode ser de 2 a 100.

[0027] A segunda entrada inclinada fornecida na conexão tubular externa geralmente compreende um ramo da conexão tubular e pode ser perpendicular ao eixo longitudinal da conexão tubular. A posição da ramificação ou segunda entrada pode variar e pode depender do plano da membrana. Por exemplo, se, em uso, o eixo de membrana estiver em um plano vertical, a ramificação ou a segunda entrada poderá estar localizada na parte superior ou inferior do aparelho de fluxo cruzado; e também pode depender se a fase dispersa é mais ou menos densa que a fase contínua. Tal arranjo pode ser vantajoso, pois no início da injeção a fase dispersa pode deslocar constantemente a fase contínua, em vez de tender a se misturar devido a diferenças de densidade. Em uma modalidade, a posição da ramificação ou da segunda entrada será substancialmente equidistante da entrada e da saída, embora seja entendido pelo técnico no assunto que a localização dessa segunda entrada pode ser variada. Também está dentro do escopo da presente invenção fornecer mais de uma entrada de ramificação. Por exemplo, o uso de uma ramificação dupla pode permitir adequadamente o sangramento da fase contínua durante a preparação, ou a lavagem para a limpeza ou a drenagem/ventilação para esterilização.

[0028] As extremidades de entrada e saída da conexão externa geralmente são fornecidas com uma montagem de vedação. Embora as montagens de vedação nas extremidades de entrada e saída da conexão externa possam ser as mesmas ou diferentes, de preferência cada uma das montagens de vedação é a mesma.

[0029] Os anéis de vedação normais envolvem o anel de vedação sendo comprimido entre as duas faces sobre as quais a vedação é necessária - em uma variedade de geometrias. Os anéis de vedação disponíveis no mercado são fornecidos com diferentes opções de ranhuras com dimensões padrão. Cada montagem de vedação compreenderá uma ponteira tubular fornecida com um flange em cada extremidade. Um primeiro flange, localizado na extremidade adjacente à conexão externa (quando acoplado) pode ser provido de um recesso interno circunferencial que atua como um assento para um anel de vedação. Quando o anel de vedação está no lugar, o anel de vedação é adaptado para ser localizado ao redor da extremidade da inserção (quando presente) e dentro de um recesso na conexão externa para vedar contra vazamento de fluido dentro de qualquer um dos elementos do aparelho de fluxo cruzado. No entanto, o anel de vedação usado na presente invenção é projetada para permitir um ajuste solto conforme a membrana desliza através anéis. Esse arranjo é vantajoso, pois evita dois problemas em potencial ao instalar o tubo de membrana: (1) o potencial de esmagar o tubo de membrana fina durante a instalação; e (2) o potencial do tubo de membrana fina de cortar a superfície curvada do anel de vedação.

[0030] Com o anel de vedação usado na presente invenção, quando as ponteiras de extremidade são presas na conexão externa, elas apertam os lados dos anéis de vedação, fazendo com que se deformem e pressionem a superfície externa da membrana tubular e a superfície interna da conexão, para formar uma vedação. Isso requer cuidadoso dimensionamento e tolerâncias.

[0031] No entanto, será entendido pelo especialista na técnica que outros meios de vedação podem ser adequadamente utilizados, por exemplo, o uso de um encaixe de parafuso apertado a um torque específico que evitaria a necessidade de tolerâncias estreitas; ou peças de aperto a uma força específica seguida de soldagem (que pode ser particularmente adequada ao usar um aparelho de fluxo cruzado de plástico).

[0032] O diâmetro interno da membrana tubular pode variar. Em particular, o diâmetro interno da membrana tubular pode variar dependendo da presença ou não de uma inserção. Geralmente, o diâmetro interno da membrana tubular será bastante pequeno. Na ausência de uma inserção, o diâmetro interno da membrana tubular pode ser de cerca de 1 mm a cerca de 10 mm, ou de cerca de 2 mm a cerca de 8 mm, ou de cerca de 4 mm a cerca de 6 mm. Quando a membrana tubular é destinada ao uso com uma inserção, o diâmetro interno da membrana tubular pode ser de cerca de 5 mm a cerca de 50 mm, ou de cerca de 10 mm a cerca de 50 mm, ou de cerca de 20 mm a cerca de 40 mm ou de cerca de 25 mm a cerca de 35mm. Um diâmetro interno mais alto da membrana tubular pode apenas ser capaz de ser submetido a uma menor pressão de injeção. O limite superior do diâmetro interno da membrana tubular pode depender, entre outras coisas, da espessura do tubo de membrana, uma vez que o cilindro precisa ser capaz de lidar com a pressão de injeção externa e se é possível fazer furos consistentes através dessa espessura. A câmara dentro da membrana cilíndrica geralmente contém o líquido de fase contínua.

[0033] Ao contrário da emulsificação por membrana usando membranas oscilantes, na presente invenção a membrana, a conexão e a inserção são geralmente estacionárias.

[0034] Como aqui descrito nas membranas do estado da técnica, como as descritas no documento WO2012/094595 compreendem poros na membrana que têm formato cônico ou côncavo. Um exemplo é que os poros na membrana podem ser perfurados a laser. Os poros de membrana ou orifícios passantes perfurados a laser serão substancialmente mais uniformes em diâmetro, forma e profundidade de poro. O perfil dos poros pode ser importante, por exemplo, um bordo nítido e bem definido em torno da saída do poro é preferível. Pode ser desejável evitar um caminho convoluto (como resultados de membranas sinterizadas) para minimizar o bloqueio, reduzir as pressões de alimentação (conforme resistência mecânica) e manter uma taxa de fluxo uniforme de cada poro. No entanto, como discutido aqui, está dentro do escopo da presente invenção usar poros nos quais o furo interno é não circular (por exemplo, fendas retangulares) ou convoluto (por exemplo, diâmetro cônico ou escalonado para minimizar a queda de pressão).

[0035] Na membrana, os poros podem estar uniformemente espaçados ou ter um passo variável. Alternativamente, os poros da membrana podem ter um passo uniforme dentro de uma linha ou circunferência, mas um passo diferente em outra direção.

[0036] Os poros na membrana podem ter um diâmetro de poro de cerca de 1 µm a cerca de 100 µm, ou cerca de 10 µm a cerca de 100 µm, ou cerca de 20 µm a cerca de 100 µm, ou cerca de 30 µm a cerca de 100 µm, ou cerca de 40 µm a cerca de 100 µm, ou cerca de 50 µm a cerca de 100 µm, ou cerca de 60 µm a cerca de 100 µm, ou cerca de 70 µm a cerca de 100 µm, ou cerca de 80 µm a cerca de 100 µm, ou cerca de 90 µm a cerca de 100 µm. Em uma outra modalidade da invenção, os poros na membrana podem ter um diâmetro de poro de cerca de 1 µm a cerca de 40 µm, por exemplo, cerca de 3 µm, ou de cerca de 5 µm a cerca de 20 µm, ou de cerca de 5 µm a cerca de 15 µm.

[0037] Na membrana, a forma dos poros pode ser substancialmente tubular. No entanto, está dentro do escopo da presente invenção fornecer uma membrana com poros uniformemente cônicos. Tais poros uniformemente cônicos podem ser vantajosos na medida em que o seu uso pode reduzir a queda de pressão através da membrana e potencialmente aumentar o vazão/fluxo. Também está dentro do escopo da presente invenção fornecer uma membrana na qual o diâmetro é essencialmente constante, mas o furo interno é não circular (por exemplo, fendas retangulares) ou convoluto (por exemplo, diâmetro cônico ou escalonado para minimizar a queda de pressão) , fornecendo poros com uma alta proporção.

[0038] A distância ou altura entre os poros pode variar dependendo, entre outras coisas, do tamanho dos poros; e pode ser de cerca de 1 µm a cerca de 1.000 µm, ou de cerca de 2 µm a cerca de 800 µm, ou de cerca de 5 µm a cerca de 600 µm, ou de cerca de 10 µm a cerca de 500 µm, ou de cerca de 20 µm a cerca de 400 µm, ou de cerca de 30 µm a cerca de 300 µm, ou de cerca de 40 µm a cerca de 200 µm, ou de cerca de 50 µm a cerca de 100 µm, por exemplo cerca de 75 µm.

[0039] A porosidade superficial da membrana pode depender do tamanho do poro e pode variar de cerca de 0,001% a cerca de 20% da área superficial da membrana; ou de cerca de 0,01% a cerca de 20%, ou de cerca de 0,1% a cerca de 20%, ou de cerca de 1% a cerca de 20%, ou de cerca de 2% a cerca de 20%, ou de cerca de 3% a cerca de 20 %, ou de cerca de 4% a cerca de 20%, ou de cerca de 5% a cerca de 20, ou de cerca de 5% a cerca de 10%.

[0040] O arranjo dos poros pode variar dependendo, entre outras coisas, do tamanho do poro, vazão, etc. Geralmente, os poros podem estar em um arranjo padronizado, que pode ser um arranjo quadrado, triangular, linear, circular, retangular ou outro. Em uma modalidade, os poros estão em uma disposição quadrada. Ao usar o efeito "push-off", conforme descrito aqui, os efeitos dos bordos dos poros podem ser significativos, particularmente em menor vazão/fluxo, isto é, o "push-off" pode ser eficaz apenas em fluxos universais mais altos quando todos os poros estão ativos. Consequentemente, a taxa de vazão/fluxo necessária pode ser alcançada com um número menor de poros.

[0041] Será entendido que o aparelho da invenção; e em particular a membrana, pode compreender materiais conhecidos, tais como vidro; cerâmica; metal, por exemplo, aço inoxidável ou níquel; polímero/plástico, tal como um fluoropolímero; ou silício. O uso de metais, como aço inoxidável ou níquel, ou polímero/plástico, como um fluoropolímero, é vantajoso, pois, entre outras coisas, o aparato e/ou membranas podem ser submetidos à esterilização, usando técnicas convencionais de esterilização conhecidas no estado da técnica, incluindo irradiação gama, quando apropriado. O uso de material de polímero/plástico, tal como um fluoropolímero, é vantajosa porque, entre outras coisas, o aparelho e/ou membrana pode ser fabricado usando técnicas de moldagem por injeção conhecidas no estado da técnica.

[0042] Como aqui descrito, uma inserção pode ser incluída na membrana para facilitar a distribuição uniforme do fluxo. No entanto, está dentro do escopo do aparelho de fluxo cruzado da presente invenção que a inserção esteja ausente. Quando uma inserção está presente, a placa de forqueadura pode ser adaptada para dividir o fluxo da fase contínua ou da fase dispersa em vários ramos. Se a placa de forqueadura divide a fase contínua ou a fase dispersa dependerá da direção do fluxo da fase contínua, isto é, se a fase contínua flui através da primeira entrada ou da segunda entrada. Embora o número de placas de forqueadura possa variar, o número selecionado deve ser adequado para uma distribuição uniforme do fluxo e (na extremidade da saída de emulsão) não deve ter cisalhamento excessivo. De preferência, quando a inserção está presente, a placa de forqueadura é uma placa bifurcação ou uma placa trifurcação para fornecer um fluxo de fase contínua uniforme dentro da região anular entre a sequência inserida e a membrana. Mais preferencialmente, a placa de forqueadura é uma placa de trifurcação.

[0043] O número de orifícios fornecidos na inserção pode variar dependendo da taxa de injeção, etc. Geralmente, o número de orifícios pode ser de 2 a 6. De preferência o número de orifícios é três.

[0044] A região chanfrada na inserção é vantajosa, pois permite que a inserção seja centralizada quando estiver localizada na posição dentro da membrana. A circunferência externa das extremidades da inserção tem uma tolerância mínima com o diâmetro interno da membrana tubular. Isso permite que a inserção seja centrada com precisão, fornecendo um espaço anular consistente, levando a um cisalhamento consistente. Geralmente, a região chanfrada compreende um chanfro raso, o que é vantajoso, pois equilibra a distribuição do fluxo e permite o uso de orifícios na inserção com maior área de seção transversal do que seria possível se o fluxo simplesmente entrasse através de orifícios paralelos ao eixo da inserção. Isso mantém a velocidade do fluido baixa e, portanto, minimiza as perdas de pressão indesejadas e o cisalhamento na saída. A distância entre o início dos orifícios e o início da região porosa na membrana tubular permite que seja estabelecida uma distribuição de velocidade uniforme. A dimensão radial da inserção é selecionada para fornecer uma profundidade anular para fornecer um certo cisalhamento para as taxas de fluxo escolhidas. A dimensão axial é projetada para geralmente fornecer uma área combinada de orifício maior que a área anular e a área do tubo de entrada/saída.

[0045] A uniformidade do tamanho das gotículas é expressa em termos do coeficiente de variação (CV):

em que σ é o desvio padrão e µ é a média da curva de distribuição de volume.

[0046] O aparelho da presente invenção é vantajoso, pois, entre outras coisas, permite que as gotas sejam preparadas com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%, ou de cerca de 5% a cerca de 40%, ou de cerca de 5% a cerca de 30%, ou de cerca de 5% a cerca de 20%, por exemplo, de cerca de 10% a cerca de 15%.

[0047] O aparelho da presente invenção é ainda mais vantajoso porque é capaz de combinar um CV de gotícula controlado, como aqui descrito, com uma alta vazão/fluxo em um sistema estacionário, isto é, um sistema que não é agitado, por exemplo, por agitação, oscilação da membrana, por pulsação e similares.

[0048] Assim, de acordo com este aspecto da invenção, é ainda proporcionado um aparelho de fluxo cruzado para produzir uma emulsão dispersando uma primeira fase numa segunda fase; o referido aparelho de fluxo cruzado capaz de ter uma vazão/fluxo de cerca de 1 a cerca de 10 6 LMH, preparando gotículas com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%, ou de cerca de 10 a cerca de 105 LMH, ou de cerca de 100 a cerca de 104 LMH, ou de cerca de 100 a cerca de 103 LMH. De acordo com um aspecto alternativo da invenção, a vazão/fluxo pode ser de cerca de 0,1 a cerca de 10 3 LMH, ou de cerca de 1 a cerca de 102 LMH, ou de cerca de 1 a cerca de 10 LMH. Tais baixas taxas de fluxo são geralmente adequadas para uso com uma fase dispersa viscosa.

[0049] Mais particularmente, de acordo com esse aspecto da invenção, é fornecido um aparelho de fluxo cruzado para produzir uma emulsão, dispersando uma primeira fase em uma segunda fase; o referido aparelho de fluxo cruzado compreendendo: uma conexão tubular externa fornecida com uma primeira entrada em uma primeira extremidade; uma saída de emulsão na segunda extremidade; e uma segunda entrada, distal a partir de e inclinada em relação à primeira entrada;

uma membrana tubular provida de uma pluralidade de poros e adaptada para ser posicionada dentro da conexão tubular; e opcionalmente uma inserção adaptada para estar localizada dentro da membrana tubular, a referida inserção compreendendo uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída, cada extremidade de entrada e extremidade de saída sendo fornecida de região chanfrada; a região chanfrada é fornecida com uma pluralidade de orifícios e uma placa de forqueadura. para produzir uma emulsão dispersando uma primeira fase em uma segunda fase; o referido aparelho de fluxo cruzado capaz de ter uma vazão de cerca de 1 a cerca de 106 LMH, produzindo gotículas de emulsão com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%,

[0050] Em um aspecto da invenção, o aparelho de fluxo cruzado inclui uma inserção como aqui descrito e a primeira entrada é uma primeira entrada de fase contínua e a segunda entrada é uma entrada de fase dispersa; tal que a fase dispersa tenha o curso de fora da membrana tubular para dentro.

[0051] Em outro aspecto da invenção, o aparelho de fluxo cruzado não inclui uma inserção e a primeira entrada é uma primeira entrada de fase dispersa e a segunda entrada é uma entrada de fase contínua; de modo que a fase dispersa tem o curso de dentro da membrana tubular para fora.

[0052] O processo de emulsificação da membrana é produzir uma emulsão, ou dispersão geralmente emprega cisalhamento na superfície da membrana, a fim de separar as gotas líquidas da fase dispersa da superfície da membrana, após o que elas se dispersam na fase contínua imiscível. Um alto cisalhamento superficial na superfície da membrana é apropriado para a formação de dispersões e emulsões finas, mas um baixo cisalhamento superficial, ou nenhum, é apropriado para a formação de gotas líquidas maiores. Na ausência de cisalhamento superficial, acredita-se que a força para separar a gota da superfície de membrana seja flutuabilidade, que neutraliza a força capilar - a força que retém a gota na superfície da membrana.

[0053] No entanto, Kosvintsev reportou (Kosvintsev, S. R., 2008. Membrane emulsification: droplet size and uniformity in the absence of surface shear. Journal of Membrane Science, 313 (1-2), pp. 182 - 189.) que há evidência observacional para sugerir que existe uma força adicional causando separação dos poros de membrana, essa força é aplicável quando há um grande número de gotas na superfície da membrana - causando a deformação das gotas de sua forma esférica preferida. Esta força é conhecida como força "push-to-detach" ou "push-off".

[0054] Portanto, para modelagem e compreensão de tamanho de gota dispersa, há uma força adicional devido à presença de gotas vizinhas, que deformam as gotas de seu estado de energia esférico e mínimo e dão origem a uma força de push-off após a qual as gotas atingem seu estado mínimo de energia quando eles retornam a uma forma esférica, após a separação. Em uma membrana altamente regular, pode ser que a presença dessa força adicional ajude a produzir gotas de tamanho mais uniforme.

[0055] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é fornecido um método para preparar uma emulsão usando um aparelho como aqui descrito.

[0056] De acordo com ainda um outro aspecto da invenção, é fornecida uma emulsão ou dispersão preparada usando um método como aqui descrito.

[0057] O uso do aparelho é adequado para a produção de produtos de "alta tecnologia" e usa, por exemplo, em resinas de cromatografia, partículas de diagnóstico médico, portadores de fármaco, alimentos, aromas, fragrâncias e encapsulamento dos mencionados, ou seja, em campos onde é necessário um alto grau de uniformidade do tamanho das gotículas e acima do limiar de 10 µm abaixo do qual o fluxo cruzado simples com recirculação da dispersão possa ser usado para gerar as gotas. As gotículas de líquido obtidas usando o aparelho da presente invenção podem se tornar sólidas através de processos de polimerização, gelificação ou coacervação amplamente conhecidos (separação de fase líquida líquida acionada eletrostaticamente) dentro da emulsão formada.

[0058] A presente invenção será agora descrita apenas a título de exemplo, com referência às figuras anexas nas quais:

[0059] A Figura 1(a) é uma vista em corte transversal de uma conexão tubular e a Figura 1(b) é uma vista em plano da conexão;

[0060] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma inserção; A Figura 3 é uma vista em corte transversal ao longo da linha B-B;

[0061] A Figura 4 é uma vista aproximada de uma extremidade da inserção;

[0062] A Figura 5(a) é uma vista em perspectiva de uma ponteira de vedação e a Figura 5(b) é uma vista em corte transversal de uma ponteira de vedação;

[0063] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de um aparelho de fluxo cruzado desmontado;

[0064] A Figura 7 é uma vista em corte transversal de uma conexão tubular com uma membrana e inserção in situ; e

[0065] A Figura 8 é uma vista aproximada de uma extremidade da conexão tubular com uma membrana e inserção in situ.

[0066] Com referência às Figuras 1(a) e 1(b), um aparelho de fluxo cruzado 1 para, produzindo uma emulsão ou dispersão, compreende uma conexão tubular externa 2 fornecida com uma primeira entrada 3 na primeira extremidade 4, uma saída de emulsão 5 numa segunda extremidade 6; e uma segunda entrada 7 distal a partir de e inclinada em relação à primeira entrada 3. Cada uma das extremidades 4 e 6 é fornecida com um flange 8 e 9.

[0067] Com referência às Figuras 2 a 4, uma inserção 10 compreende uma haste longitudinal 11 com a primeira e a segunda extremidades chanfradas ocas 12 e 13. Cada uma das extremidades chanfradas 12 e 13 compreende uma superfície chanfrada 14 e 15 e cada superfície chanfrada é fornecida com três orifícios 16a e 16b (16c não mostrado); e 17a, 17b e 17c. Internamente, cada extremidade chanfrada 12 e 13 é fornecida com uma placa de trifurcação 18a (não mostrada) e 18b que compreende rebarbas 19a, 19b e 19c.

[0068] Com referência às Figuras 5(a) e 5(b), uma ponteira de vedação 20, é adaptada para ser posicionada em cada extremidade 4 e 6 da conexão tubular 2. A ponteira de vedação 20 compreende um cilindro 21 com uma flange 22 em uma extremidade 23 e uma protrusão 24 que atua como assento para um anel de vedação 25 (não mostrado). Em uso, o flange 23 é adaptado para coincidir com os flanges 8 e 9 da conexão 2.

[0069] Com referência à Figura 6, um aparelho de fluxo cruzado desmontado 1 compensa uma conexão tubular externa 2, uma membrana 26 e um inserção 10. Cada extremidade 4 e 6 da conexão 2 é fornecida com uma ponteira de vedação 20 e 20a e um anel de vedação 25 e 25a.

[0070] Com referência às Figuras 7 e 8, um aparelho de fluxo cruzado montado 1 compreende uma conexão externa 2, com uma membrana 26 localizada dentro da conexão 2; e uma inserção 10 localizada dentro da membrana 26. A inserção 10 está localizada centralmente dentro da membrana 26 e cada extremidade 26a e 26b da membrana 26 é vedada por um anel de vedação 25 e 25a que é comprimido pela ponteira de vedação 20 e 20a.

[0071] Em uso, na modalidade mostrada, uma fase contínua passará através dos orifícios 16a e 16b (16c não mostrado) na extremidade de entrada 4 da conexão 2 e através de um espaço 27 entre a inserção 2 e a membrana 26. Uma fase dispersa passará através da segunda entrada ramificada 7 e através da membrana 26 para o espaço 27 para entrar em contato com a fase contínua para formar uma emulsão ou dispersão. A referida emulsão ou dispersão fluirá para fora do aparelho de fluxo cruzado 1 na extremidade de saída 6.

[0072] Será entendido pelo técnico no assunto que esta é uma modalidade da presente invenção. Embora não ilustrado aqui, será entendido que o fluxo pode estar na direção oposta à descrita, por exemplo, a fase dispersa pode ser introduzida na extremidade de entrada da conexão e a fase contínua introduzida na segunda entrada ramificada. Tais modalidades adicionais devem ser consideradas como estando dentro do escopo da presente invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de fluxo cruzado para produzir uma emulsão ou dispersão, ao dispersar uma primeira fase numa segunda fase; caracterizado pelo fato de que compreende: uma conexão tubular externa fornecida com uma primeira entrada em uma primeira extremidade; uma saída de emulsão; e uma segunda entrada, distal a partir de e inclinada em relação à primeira entrada; uma membrana tubular provida de uma pluralidade de poros e adaptada para ser posicionada dentro da conexão tubular; e opcionalmente uma inserção adaptada para estar localizada dentro da membrana tubular, a referida inserção compreendendo uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída, cada extremidade de entrada e extremidade de saída sendo fornecida de região chanfrada; a região chanfrada é fornecida com uma pluralidade de orifícios e uma placa de forqueadura.

2. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho inclui uma inserção.

3. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho não inclui uma inserção.

4. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a saída de emulsão está geralmente em uma segunda extremidade da conexão tubular.

5. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a saída de emulsão está geralmente em um ramo lateral da conexão tubular.

6. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira entrada é uma primeira entrada de fase contínua e a segunda entrada é uma entrada de fase dispersa.

7. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira entrada 1 é uma primeira entrada de fase dispersa e a segunda entrada é uma entrada de fase contínua.

8. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a membrana tubular está localizada centralmente dentro da conexão externa, de modo que o espaçamento entre a membrana e a conexão compreende um espaço anular, de dimensões iguais ou substancialmente iguais em qualquer ponto em torno da membrana tubular.

9. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o espaçamento é de aproximadamente 0,05 a cerca de 10 mm.

10. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que inserção é cônica.

11. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a membrana tubular está localizada centralmente dentro da conexão externa, de modo que o espaçamento entre a membrana e a inserção compreende um espaço anular, de dimensões iguais ou substancialmente iguais em qualquer ponto em torno da inserção.

12. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o espaçamento é de cerca de 0,05 a cerca de 10 mm.

13. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o diâmetro interno da membrana tubular é de cerca de 1 mm a cerca de 10 mm.

14. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho de fluxo cruzado compreende uma pluralidade de membranas tubulares.

15. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que cada membrana tem uma inserção localizada dentro dela.

16. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com as reivindicações 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de membranas é agrupada como um agrupamento de membranas posicionadas uma ao lado da outra.

17. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as extremidades de entrada e saída da conexão externa são geralmente fornecidas com uma montagem de vedação.

18. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a montagem de vedação nas extremidades de entrada e saída da conexão externa é a mesma.

19. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com as reivindicações 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que a montagem de vedação compreende uma ponteira tubular fornecida com um flange em cada extremidade; e em que um primeiro flange localizado na extremidade adjacente à conexão externa (quando acoplado) é fornecido com um recesso interno circunferencial que atua como um assento para um anel de vedação, em que o anel de vedação permite um ajuste solto conforme a membrana desliza através do anel de vedação.

20. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o anel de vedação é adaptado para estar localizado em torno da extremidade de inserção e dentro de um recesso na conexão externa.

21. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os poros de membrana são perfurados a laser.

22. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que os poros de membrana são substancialmente uniformes em diâmetro, forma e profundidade de poros.

23. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que os poros de membrana são geralmente espaçados uniformemente.

24. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23, caracterizado pelo fato de que os poros têm um diâmetro de cerca de 1 µm a cerca de 100 µm.

25. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 24, caracterizado pelo fato de que a forma dos poros é substancialmente tubular.

26. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 25, caracterizado pelo fato de que a distância entre os poros é de cerca de 1 µm a cerca de 1.000 µm.

27. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 25, caracterizado pelo fato de que a porosidade superficial de membrana pode ser de cerca de 0,001% a cerca de 20% da área superficial de membrana.

28. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 27, caracterizado pelo fato de que os poros estão em um arranjo padronizado.

29. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o arranjo padronizado é um arranjo quadrado, triangular, linear, circular ou retangular.

30. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o arranjo padronizado é um arranjo quadrado.

31. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a membrana compreende um material selecionado a partir de vidro; cerâmica; metal; polímero/plástico ou silício.

32. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a membrana compreende um metal.

33. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que o metal é aço inoxidável.

34. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a placa de forqueadura é uma placa de bifurcação ou uma placa de trifurcação.

35. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que a placa de forqueadura é uma placa de trifurcação.

36. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com as reivindicações 34 ou 35, caracterizado pelo fato de que o número de orifícios fornecidos na inserção é de 2 a 6.

37. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o número de orifícios fornecidos na inserção é três.

38. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 37, caracterizado pelo fato de que a região chanfrada na inserção compreende um chanfro raso.

39. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o aparelho é adequado para preparar gotículas com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%.

40. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o aparelho é capaz de uma vazão de 1 a 106 LMH.

41. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com as reivindicações 39 ou 40, caracterizado pelo fato de que o aparelho é capaz de uma vazão de 1 a 106 LMH e é adequado para preparar gotículas com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%.

42. Aparelho de fluxo cruzado para produzir uma emulsão, dispersando uma primeira fase numa segunda fase; caracterizado pelo fato de que compreende: uma conexão tubular externa fornecida com uma primeira entrada em uma primeira extremidade; uma saída de emulsão na segunda extremidade; e uma segunda entrada, distal a partir de e inclinada em relação à primeira entrada;

uma membrana tubular provida de uma pluralidade de poros e adaptada para ser posicionada dentro da conexão tubular; e opcionalmente uma inserção adaptada para estar localizada dentro da membrana tubular, a referida inserção compreendendo uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída, cada extremidade de entrada e extremidade de saída sendo fornecida com região chanfrada; a região chanfrada é fornecida com uma pluralidade de orifícios e uma placa de forqueadura; para produzir uma emulsão dispersando uma primeira fase em uma segunda fase; o referido aparelho de fluxo cruzado capaz de ter uma vazão de 1 a 106 LMH, produzindo gotículas de emulsão com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%,

43. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que o aparelho inclui uma inserção.

44. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que o aparelho não inclui uma inserção.

45. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que a saída de emulsão está geralmente em uma segunda extremidade da conexão tubular.

46. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que a saída de emulsão está geralmente em um ramo lateral da conexão tubular.

47. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que a primeira entrada é uma primeira entrada de fase contínua e a segunda entrada é uma entrada de fase dispersa.

48. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que a primeira entrada é uma primeira entrada de fase dispersa e a segunda entrada é uma entrada de fase contínua.

49. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que a membrana tubular está localizada centralmente dentro da conexão externa, de modo que o espaçamento entre a membrana e a conexão compreende um espaço anular, de dimensões iguais ou substancialmente iguais em qualquer ponto em torno da membrana tubular.

50. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 49, caracterizado pelo fato de que o espaçamento é de cerca de 0,05 a cerca de 10 mm.

51. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que a membrana tubular está localizada centralmente dentro da conexão externa, de modo que o espaçamento entre a membrana e a inserção compreende um espaço anular, de dimensões iguais ou substancialmente iguais em qualquer ponto em torno da inserção.

52. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelo fato de que o espaçamento é de cerca de 0,05 a cerca de 10 mm.

53. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 42 a 52, caracterizado pelo fato de que o diâmetro interno da membrana tubular é de cerca de 1 mm a cerca de 10 mm.

54. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 42 a 53, caracterizado pelo fato de que as extremidades de entrada e saída da conexão externa são geralmente fornecidas com uma montagem de vedação.

55. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 54, caracterizado pelo fato de que a montagem de vedação nas extremidades de entrada e saída da conexão externa é a mesma.

56. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com as reivindicações 54 ou 55, caracterizado pelo fato de que a montagem de vedação compreende uma ponteira tubular fornecida com um flange em cada extremidade; e em que um primeiro flange localizado na extremidade adjacente à conexão externa (quando acoplado) é fornecido com um recesso interno circunferencial que atua como um assento para um anel de vedação, em que o anel de vedação permite um ajuste solto conforme a membrana desliza através do anel de vedação.

57. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que o anel de vedação é adaptado para estar localizado em torno da extremidade da inserção e dentro de um recesso na conexão externa.

58. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 42 a 57, caracterizado pelo fato de que os poros de membrana são perfurados a laser.

59. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 58, caracterizado pelo fato de que os poros de membrana são substancialmente uniformes em diâmetro, forma e profundidade de poros.

60. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 59, caracterizado pelo fato de que os poros de membrana são geralmente espaçados uniformemente.

61. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 58 a 60, caracterizado pelo fato de que os poros têm um diâmetro de cerca de 1 µm a cerca de 100 µm.

62. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 58 a 61, caracterizado pelo fato de que a forma dos poros é substancialmente tubular.

63. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 58 a 62, caracterizado pelo fato de que a distância entre os poros é de cerca de 1 µm a cerca de 1.000 µm.

64. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 58 a 63, caracterizado pelo fato de que a porosidade superficial de membrana pode ser de cerca de 0,001% a cerca de 20% da área superficial de membrana.

65. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 58 a 64, caracterizado pelo fato de que os poros estão em um arranjo padronizado.

66. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 65, caracterizado pelo fato de que o arranjo padronizado é um arranjo quadrado, triangular, linear, circular ou retangular.

67. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 66, caracterizado pelo fato de que o arranjo padronizado é um arranjo quadrado.

68. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 42 a 67, caracterizado pelo fato de que a membrana compreende um material selecionado a partir de vidro; cerâmica; metal; polímero/plástico ou silício.

69. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 68, caracterizado pelo fato de que a membrana compreende um metal.

70. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 69, caracterizado pelo fato de que o metal é aço inoxidável.

71. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que a placa de forqueadura é uma placa de bifurcação ou uma placa de trifurcação.

72. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 71, caracterizado pelo fato de que a placa de forqueadura é uma placa de trifurcação.

73. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com as reivindicações 71 ou 72, caracterizado pelo fato de que o número de orifícios fornecidos na inserção é de 2 a 6.

74. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 73, caracterizado pelo fato de que o número de orifícios fornecidos na inserção é três.

75. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que a região chanfrada na inserção compreende um chanfro raso.

76. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 42 a 75, caracterizado pelo fato de que o aparelho é adequado para preparar gotículas com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%.

77. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 42 a 76, caracterizado pelo fato de que o aparelho é capaz de uma vazão de 1 a 106 LMH.

78. Aparelho de fluxo cruzado, de acordo com as reivindicações 76 ou 77, caracterizado pelo fato de que o aparelho é capaz de uma vazão de 1 a 106 LMH e é adequado para preparar gotículas com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%.

79. Método para preparar uma emulsão caracterizado pelo fato de usar um aparelho conforme definido na reivindicação 1.

80. Método para preparar uma emulsão caracterizado pelo fato de usar um aparelho conforme definido na reivindicação 42.

81. Método, de acordo com a reivindicação 79 ou 80, caracterizado pelo fato de que o aparelho inclui uma inserção.

82. Método, de acordo com a reivindicação 79 ou 80, caracterizado pelo fato de que o aparelho não inclui uma inserção.

83. Método, de acordo com a reivindicação 79 ou 80, caracterizado pelo fato de que a saída de emulsão está geralmente em uma segunda extremidade da conexão tubular.

84. Método, de acordo com a reivindicação 79 ou 80, caracterizado pelo fato de que a saída de emulsão está geralmente em um ramo lateral da conexão tubular.

85. Método, de acordo com as reivindicações 79 ou 80, caracterizado pelo fato de que a primeira entrada é uma primeira entrada de fase contínua e a segunda entrada é uma entrada de fase dispersa.

86. Método, de acordo com as reivindicações 79 ou 80, caracterizado pelo fato de que a primeira entrada é uma primeira entrada de fase dispersa e a segunda entrada é uma entrada de fase contínua.

87. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 79 a 86, caracterizado pelo fato de que a membrana tubular está localizada centralmente dentro da conexão externa, de modo que o espaçamento entre a membrana e a conexão compreende um espaço anular, de dimensões iguais ou substancialmente iguais em qualquer ponto em torno da membrana tubular.

88. Método, de acordo com a reivindicação 87, caracterizado pelo fato de que o espaçamento é de cerca de 0,05 a cerca de 10 mm.

89. Método, de acordo com a reivindicação 82, caracterizado pelo fato de que a inserção é cônica.

90. Método, de acordo com a reivindicação 81, caracterizado pelo fato de que a membrana tubular está localizada centralmente dentro da conexão externa, de modo que o espaçamento entre a membrana e a inserção compreende um espaço anular, de dimensões iguais ou substancialmente iguais em qualquer ponto em torno da inserção.

91. Método, de acordo com a reivindicação 90, caracterizado pelo fato de que o espaçamento é de cerca de 0,05 a cerca de 10 mm.

92. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 79 a 91, caracterizado pelo fato de que o diâmetro interno da membrana tubular é de cerca de 1 mm a cerca de 10 mm.

93. Método, de acordo com a reivindicação 79, caracterizado pelo fato de que o aparelho de fluxo cruzado compreende uma pluralidade de membranas tubulares.

94. Método, de acordo com a reivindicação 93, caracterizado pelo fato de que cada membrana tem uma inserção localizada dentro dela.

95. Método, de acordo com as reivindicações 93 ou 94, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de membranas é agrupada como um agrupamento de membranas posicionadas uma ao lado da outra.

96. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 79 a 95, caracterizado pelo fato de que as extremidades de entrada e saída da conexão externa geralmente são fornecidas com uma montagem de vedação.

97. Método, de acordo com a reivindicação 96, caracterizado pelo fato de que a montagem de vedação nas extremidades de entrada e saída de conexão externa é a mesma.

98. Método, de acordo com as reivindicações 96 ou 97, caracterizado pelo fato de que a montagem de vedação compreende uma ponteira tubular fornecida com um flange em cada extremidade; e em que um primeiro flange localizado na extremidade adjacente à conexão externa (quando acoplado) é fornecido com um recesso interno circunferencial que atua como um assento para um anel de vedação, em que o anel de vedação permite um ajuste solto conforme a membrana desliza através do anel de vedação.

99. Método, de acordo com a reivindicação 98, caracterizado pelo fato de que o anel de vedação é adaptado para estar localizado em torno da extremidade de inserção e dentro de um recesso na conexão externa.

100. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 79 a 99, caracterizado pelo fato de que os poros de membrana são perfurados a laser.

101. Método, de acordo com a reivindicação 100, caracterizado pelo fato de que os poros de membrana são substancialmente uniformes em diâmetro, forma e profundidade de poros.

102. Método, de acordo com a reivindicação 101, caracterizado pelo fato de que os poros de membrana são geralmente espaçados uniformemente.

103. Um método de acordo com as reivindicações 100 ou 101, em que os poros têm um diâmetro de cerca de 1 µm a cerca de 100 µm.

104. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 100 a 103, caracterizado pelo fato de que a forma dos poros é substancialmente tubular.

105. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 100 a 104, caracterizado pelo fato de que a distância entre os poros é de cerca de 1 µm a cerca de 1.000 µm.

106. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 100 a 105, caracterizado pelo fato de que a porosidade superficial de membrana pode ser de cerca de 0,001% a cerca de 20% da área superficial de membrana.

107. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 100 a 106, caracterizado pelo fato de que os poros estão em um arranjo padronizado.

108. Método, de acordo com a reivindicação 107, caracterizado pelo fato de que o arranjo padronizado é um arranjo quadrado, triangular, linear, circular ou retangular.

109. Método, de acordo com a reivindicação 108, caracterizado pelo fato de que o arranjo padronizado é um arranjo quadrado.

110. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 79 a 103, caracterizado pelo fato de que a membrana compreende um material selecionado a partir de vidro; cerâmica; metal; polímero/plástico ou silício.

111. Método, de acordo com a reivindicação 101, caracterizado pelo fato de que a membrana compreende um metal.

112. Método, de acordo com a reivindicação 111, caracterizado pelo fato de que o metal é aço inoxidável.

113. Método, de acordo com a reivindicação 81, caracterizado pelo fato de que a placa de forqueadura é uma placa de bifurcação ou uma placa de trifurcação.

114. Método, de acordo com a reivindicação 113, caracterizado pelo fato de que a placa de forqueadura é uma placa de trifurcação.

115. Método, de acordo com as reivindicações 113 a 114, caracterizado pelo fato de que o número de orifícios fornecidos na inserção é de 2 a 6.

116. Método, de acordo com a reivindicação 115, caracterizado pelo fato de que o número de orifícios fornecidos na inserção é três.

117. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 113 a 116, caracterizado pelo fato de que a região chanfrada na inserção compreende um chanfro raso.

118. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 79 a 117, caracterizado pelo fato de que o aparelho é adequado para preparar gotículas com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%.

119. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 79 a 118, caracterizado pelo fato de que o aparelho é capaz de uma vazão de 1 a 106 LMH.

120. Método, de acordo as reivindicações 118 ou 119, caracterizado pelo fato de que o aparelho é capaz de uma vazão de 1 a 10 6 LMH e é adequado para preparar gotículas com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%.

121. Emulsão ou dispersão caracterizada pelo fato de ser preparada usando um método conforme definido na reivindicação 79.

122. Emulsão ou dispersão caracterizada pelo fato de ser preparada usando um método conforme definido na reivindicação 80.

123. Emulsão ou dispersão, de acordo com as reivindicações 121 ou 122, caracterizada pelo fato de que o aparelho inclui uma inserção.

124. Emulsão ou dispersão, de acordo com as reivindicações 121 ou 122, caracterizada pelo fato de que o aparelho não inclui uma inserção.

125. Emulsão ou dispersão, de acordo com as reivindicações 121 ou 122, caracterizada pelo fato de que a saída de emulsão está geralmente em uma segunda extremidade da conexão tubular.

126. Emulsão ou dispersão, de acordo com as reivindicações 121 ou 122, caracterizada pelo fato de que a saída de emulsão está geralmente em um ramo lateral da conexão tubular.

127. Emulsão ou dispersão, de acordo com as reivindicações 121 ou 122, caracterizada pelo fato de que a primeira entrada é uma primeira entrada de fase contínua e a segunda entrada é uma entrada de fase dispersa.

128. Emulsão ou dispersão, de acordo com as reivindicações 121 ou 122, caracterizada pelo fato de que a primeira entrada é uma primeira entrada de fase dispersa e a segunda entrada é uma entrada de fase contínua.

129. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 121 a 128, caracterizada pelo fato de que a membrana tubular está localizada centralmente dentro da conexão externa, de modo que o espaçamento entre a membrana e a conexão compreende um espaço anular, de dimensões iguais ou substancialmente iguais em qualquer ponto em torno da membrana tubular.

130. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 129, caracterizada pelo fato de que o espaçamento é de cerca de 0,05 a cerca de 10 mm.

131. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 123, caracterizada pelo fato de que a inserção 1 é cônica.

132. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 123, caracterizada pelo fato de que a membrana tubular está localizada centralmente dentro da conexão externa, de modo que o espaçamento entre a membrana e a inserção compreende um espaço anular, de dimensões iguais ou substancialmente iguais em qualquer ponto em torno da inserção.

133. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 132, caracterizada pelo fato de que o espaçamento é de cerca de 0,05 a cerca de 10 mm.

134. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 121 a 133, caracterizada pelo fato de que o diâmetro interno da membrana tubular é de cerca de 1 mm a cerca de 10 mm.

135. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 121, caracterizada pelo fato de que o aparelho de fluxo cruzado compreende uma pluralidade de membranas tubulares.

136. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 135, caracterizada pelo fato de que cada membrana pode opcionalmente ter uma inserção, como aqui descrita, localizada dentro dela.

137. Emulsão ou dispersão, de acordo com as reivindicações 135 ou 136, caracterizada pelo fato de que uma pluralidade de membranas é agrupada como um agrupamento de membranas posicionadas uma ao lado da outra.

138. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 121 a 134, caracterizado pelo fato de que as extremidades de entrada e saída da conexão externa são geralmente fornecidas com uma montagem de vedação.

139. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 138, caracterizada pelo fato de que a montagem de vedação nas extremidades de entrada e saída da conexão externa é a mesma.

140. Emulsão ou dispersão, de acordo com as reivindicações 138 ou 139, caracterizada pelo fato de que a montagem de vedação compreende uma ponteira tubular fornecida com um flange em cada extremidade; e em que um primeiro flange localizado na extremidade adjacente à conexão externa (quando acoplado) é fornecido com um recesso interno circunferencial que atua como um assento para um anel de vedação, em que o anel de vedação permite um ajuste solto conforme a membrana desliza através do anel de vedação.

141. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 140, caracterizada pelo fato de que o anel de vedação é adaptado para estar localizado em torno da extremidade de inserção e dentro de um recesso na conexão externa.

142. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 121 a 129, caracterizada pelo fato de que os poros de membrana são perfurados a laser.

143. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 142, caracterizada pelo fato de que os poros de membrana são substancialmente uniformes em diâmetro, forma e profundidade de poros.

144. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 143, caracterizada pelo fato de que os poros de membrana são geralmente espaçados uniformemente.

145. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 142 a 144, caracterizada pelo fato de que os poros têm um diâmetro de cerca de 1 µm a cerca de 100 µm.

146. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 142 a 145, caracterizada pelo fato de que a forma dos poros é substancialmente tubular.

147. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 142 a 146, caracterizada pelo fato de que a distância entre os poros é de cerca de 1 µm a cerca de 1.000 µm.

148. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 142 a 147, caracterizada pelo fato de que a porosidade superficial de membrana pode ser de cerca de 0,001% a cerca de 20% da área superficial de membrana.

149. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 142 a 148, caracterizada pelo fato de que os poros estão em um arranjo padronizado.

150. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 149, caracterizada pelo fato de que o arranjo padronizado é um arranjo quadrado, triangular, linear, circular ou retangular.

151. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 150, caracterizada pelo fato de que o arranjo padronizado é um arranjo quadrado.

152. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 121 a 151, caracterizada pelo fato de que a membrana compreende um material selecionado a partir de vidro; cerâmica; metal; polímero/plástico ou silício.

153. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 152, caracterizada pelo fato de que a membrana compreende um metal.

154. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 153, caracterizada pelo fato de que o metal é de aço inoxidável.

155. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 119, caracterizado pelo fato de que a placa de forqueadura é uma placa de bifurcação ou uma placa de trifurcação.

156. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 155, caracterizada pelo fato de que a placa de forqueadura é uma placa de trifurcação.

157. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 119 a 156, caracterizada pelo fato de que o número de orifícios fornecidos na inserção é de 2 a 6.

158. Emulsão ou dispersão, de acordo com a reivindicação 157, caracterizada pelo fato de que o número de orifícios fornecidos na inserção é três.

159. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 119 a 158, caracterizada pelo fato de que a região chanfrada na inserção compreende um chanfro raso.

160. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 121 a 159, caracterizada pelo fato de que o aparelho é adequado para preparar gotículas com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%.

161. Emulsão ou dispersão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 121 a 160, caracterizada pelo fato de que o aparelho é capaz de uma vazão de 1 a 106 LMH.

162. Emulsão ou dispersão, de acordo com as reivindicações 160 ou 161, caracterizada pelo fato de que o aparelho é capaz de uma vazão de 1 a 106 LMH e é adequado para preparar gotículas com um CV de cerca de 5% a cerca de 50%.

163. Aparelho de fluxo cruzado, método, emulsão ou dispersão, caracterizado pelo fato de ser conforme aqui descritos com referência à descrição e desenhos anexos.