DE102005007962A1

DE102005007962A1 - Apparatus for producing liquid dispersions, especially emulsions, comprises multiple channels for disperse phase with ends positioned on radius of sphere, producing controlled settling flow to sump

Info

Publication number: DE102005007962A1
Application number: DE102005007962A
Authority: DE
Inventors: Peter Walzel
Original assignee: Walzel Peter Prof Drtechn
Current assignee: Walzel Peter Prof Drtechn
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-08-31

Abstract

Apparatus for producing dispersions has characteristic geometry with a flow limiting contour, causing spatial settling flow at uniform speed at a constant radial separation from the sump. At least 50 channels (1) for the disperse phase are evenly spaced with the ends (1a) positioned on the radius of a sphere, with an aperture (2) in the center of the sphere forming a sump for the flow.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Herstellen von Dispersionen in Flüssigkeiten insbesondere zur Herstellung von Emulsionen. Unter Flüssigkeiten werden hier zwei nicht mischbare, also eine Phasengrenze ausbildende Flüssigkeiten verstanden. Man unterscheidet dabei die Tröpfchenphase bzw. die disperse Phase und die kontinuierlichen Phase in der die Tröpfchen räumlich verteilt sind.The This invention relates to devices for making dispersions in liquids in particular for the preparation of emulsions. Under liquids become here two immiscible, thus forming a phase boundary liquids Understood. A distinction is made between the droplet phase and the disperse Phase and the continuous phase in which the droplets are spatially distributed are.

Üblicherweise werden feinteilige Emulsionen durch das Verdüsen einer Vordispersion hergestellt, die mit hohem Vordruck Δp > 100 bar durch einzelne Öffnungen in der Form von meist runden Bohrungen (Düsen) oder durch Schlitze gedrückt wird. Die Vordispersion enthält neben der kontinuierlichen Phase und den die disperse Phase bildenden groben Tröpfchen meist auch Tenside, die die freie Oberfläche stabilisieren und zu einer Reduktion der Grenzflächenspannung führen und dadurch das Zerteilen der groben Vordispersionströpfchen erleichtern vergl. dazu z.B. M. Stang, Dissertation, Univ. Karlsruhe und VDI Fortschrittbericht Nr. 527, Reihe 3, VDI Verl. 1998.Usually finely divided emulsions are prepared by atomizing a predispersion, the with high pressure Δp> 100 bar through individual openings in the form of mostly round holes (nozzles) or pushed through slots. The predispersion contains in addition to the continuous phase and the disperse phase forming coarse droplets usually also surfactants that stabilize the free surface and to a Reduction of interfacial tension to lead and thereby facilitate the division of the coarse predispersion droplets see, e.g. M. Stang, Dissertation, Univ. Karlsruhe and VDI Progress Report No. 527, Series 3, VDI Verl. 1998.

Wie Untersuchungen gezeigt haben, stellt sich unmittelbar in der Öffnung eine Elongation bzw. Dehnung der groben Vordispersionstropfen ein, die dann anschließend im turbulenten Scherfeld der Nachlaufströmung hinter den Düsen zu den gewünschten feinteiligen Sekundärtröpfchen zerfallen. Nachteile dieses Verfahrens sind die ungleichen Tropfengrößen der Sekundärtröpfchen sowie das Ausbleiben der Turbulenz bei viskosen kontinuierlichen Phasen (Matrixphase) und dadurch das Ausbleiben einer wirkungsvollen Zerkleinerung der Vordispersionströpfchen.As Studies have shown, immediately in the opening one Elongation or elongation of the coarse predispersion drops, which then subsequently in the turbulent shear field of the wake flow behind the nozzles to the desired disintegrate finely divided secondary droplets. disadvantage This method is the uneven drop sizes of secondary droplets as well the absence of turbulence in viscous continuous phases (Matrix phase) and thereby the absence of an effective crushing the predispersion droplets.

In einem vergleichsweise neuen PCT-Anmeldung WO 99/30833 wird die Bildung der feinteiligen Tröpfchen dadurch erzielt, daß man beide Phasen zunächst durch (vorzugsweise) konzentrische Kanäle strömen läßt. Nach dem Austritt bzw. Ende des zentralen Kanals für die disperse Phase wird stromaufwärts eine deutlich kleinere Blende angeordnet. Dadurch stellt sich eine Dehnung des aus dem zentralen Kanal austretenden Flüssigkeitsfadens ein, der dann im Strahl nach der Blende zerfällt. Es hat sich herausgestellt, daß gedehnte Strahlen vergleichsweise stabil sind und erst nach einer Relaxationszone im Freistrahl, also dort wo keine Dehnung mehr stattfindet zerfallen.In a comparatively new PCT application WO 99/30833, the formation the finely divided droplets achieved by that one both phases first flowing through (preferably) concentric channels. After leaving or End of the central channel for the disperse phase becomes much smaller upstream Aperture arranged. This raises an elongation of the central channel leaking fluid thread one, which then decays in the beam after the aperture. It turned out that stretched Rays are relatively stable and only after a relaxation zone in the free jet, that is, where no stretch takes place anymore decay.

Nachteilig bei dem beschriebenen Verfahren ist, daß man für technisch brauchbare Durchsätze eine Vielzahl von konzentrischen Kanälen oder Blenden benötigt, durch die jeweils nur ein Strom der kontin. Phase und ein meist zentral strömender Faden der dispersen Phase hindurchtritt. Zudem ist die Dehnung entlang des Strömungswegs vergleichsweise undefiniert und hängt vom Abstand der Ausrittsöffnung des Kanals zur Blende, der Kanalabmessung und dem Blendenabmessung ab. Zudem braucht man für technisch gewünschte Durchsätze und höhere Anteile an dispenser Phase Blenden mit sehr kleinen Abmessungen, die wiederum eine hohe Verstopfungsneigung aufweisen.adversely in the described method is that one for technically useful throughputs Variety of concentric channels or screens needed, through which only one stream of continent. Phase and a mostly centrally flowing Thread of the disperse phase passes. In addition, the strain is along of the flow path comparatively undefined and depends on the distance of the opening of the Channel to the aperture, the channel size and the aperture size. In addition one needs for technically desired throughputs and higher Proportions of dispenser phase orifices with very small dimensions, which in turn have a high tendency to clog.

Erfindungsgemäß werden die beschriebenen Nachteile dadurch behoben, daß die Geometrie der die Strömung begrenzenden Kontur der Apparatur so gewählt wird, daß gleichzeitig eine Vielzahl von Kanälen (1) für die disperse Phase so angeordnet werden, daß sich deren Enden (1a) angenähert auf einem Kugelradius positioniert sind, wobei sich eine Blende (2) im Zentrum der Kugelanordnung befindet und die Kanäle (1) für die disperse Phase in Öffnungen (3) einer Trennwand (4) zentriert werden, durch die die kontinuierliche Phase einströmt und die Kanäle (1) in einer für die Flüssigkeit dichte stromaufwärts angeordnete Halterung so fixiert werden, daß deren Abstand untereinander angenähert gleich ist.According to the invention, the disadvantages described are overcome by the fact that the geometry of the flow-limiting contour of the apparatus is chosen so that at the same time a plurality of channels ( 1 ) are arranged for the disperse phase so that their ends ( 1a ) are positioned approximately on a spherical radius, wherein a diaphragm ( 2 ) is located in the center of the ball assembly and the channels ( 1 ) for the disperse phase in openings ( 3 ) a partition wall ( 4 ) through which the continuous phase flows and the channels ( 1 ) are fixed in a dense upstream of the liquid holder so that their distance is approximately equal to each other.

Durch die Wahl eines einheitlichen Abstandes aller Kanalenden (1a) vom Blendezentrum liegen alle Kanalenden (1a) auf einer Kugelschale mit dem Radius R, so daß sich eine Geschwindigkeitszunahme der Strömung zur im Zentrum der Kugel angeordneten Blende einstellt, die angenähert der Bedingung v = v₀(R/r)² folgt. r ist ein beliebiger Radius, der die Entfernung der betrachteten Position vom Blendenzentrum angibt. Es hat sich bspw. bei gleicher Viskosität beider Phasen herausgestellt, daß bei solchen Bedingungen der vorzeitige Fadenabriß vermieden wird, wenn bei viskosen Strömungen (Re < 100) die Capillarzahl Ca = v₀η/σ an den Kanalenden Ca > 0,2 und der Fadendurchmesser, der die dispersen Phase bildenden Flüssigkeit nahe dem Austritt aus der Kanäle (1) der Bedingung d_F0/R > 0,02 folgt. Es bedeuten v₀ die nach Geschwindigkeitsausgleich beider Phasen in der Nähe der Kanalenden (1a) auftretende zum Zentrum der Apparatur hin gerichtete Geschwindigkeit, η die Lösungsviskosität, σ die Grenzflächenspannung der beiden Phasen und d_F0 der Durchmesser des Fadens der dispersen Phase in der Nähe des Kanalaustritts, der ebenso nach Ausgleich der Geschwindigkeit beider Phasen die Geschwindigkeit v₀ angenommen hat.By choosing a uniform distance of all channel ends ( 1a ) from the aperture center are all channel ends ( 1a ) on a spherical shell with the radius R, so that an increase in velocity of the flow to the diaphragm arranged in the center of the sphere, which approximates the condition v = v ₀ (R / r) ² follows. r is any radius that indicates the distance of the viewed position from the aperture center. It has been found, for example, with the same viscosity of both phases, that in such conditions premature yarn breakage is avoided when viscous flows (Re <100), the capillary Ca = v ₀ η / σ at the channel ends Ca> 0.2 and the Thread diameter of the disperse phase forming liquid near the exit from the channels ( 1 ) follows the condition d _F0 / R> 0.02. V _{0 means} that after speed equalization of both phases near the channel ends ( 1a velocity towards the center of the apparatus, η the solution viscosity, σ the interfacial tension of the two phases and d _F0 the diameter of the thread of the disperse phase in the vicinity of the channel exit, which has also assumed the velocity v ₀ after equalizing the velocity of both phases ,

Bei dieser Anordnung wird eine Vielzahl von Fäden entsprechend der Anzahl der Kanäle (1) aus der dispersen Phase erzeugt, die gemeinsam mit der kontiniuierlichen Phase zum Zentrum bzw. zur Blende (2) hinströmen und dadurch auf ihrem Strömungsweg gleichmäßig nach der beschriebenen Gesetzmäßigkeit gedehnt werden. An der Blende (2) wird ein Freistrahl gebildet, der die gestreckten Fäden der dispersen Phase enthält, die infolge der Relaxation der Strahldehnung nach der Blendenöffnung im Freistahl zu Tröpfchen zerfallen. Geringe Strömungslängen der Blende (2) haben den Vorteil, daß der Druckabfall auch bei viskosen Flüssigkeiten niedrig ist.In this arrangement, a plurality of threads corresponding to the number of channels ( 1 ) generated from the disperse phase, which together with the continuous phase to the center or to the diaphragm ( 2 ) and thereby be stretched evenly on their flow path according to the described law. At the aperture ( 2 ) is formed a free jet, the stretched threads of the contains disperse phase, which decay due to the relaxation of the beam expansion after the aperture in the free-steel to droplets. Low flow lengths of the diaphragm ( 2 ) have the advantage that the pressure drop is low even with viscous liquids.

Die Vielzahl der Fäden erlaubt die Verwendung vergleichsweise großer Durchmesser der Blenden (2) und Kanaldurchmesser (1). So sollte es bspw. möglich sein, mit einem 50 μm Blendendurchmesser und Kanalabmessungen um 500 μm, Tropfen mit 500nm Durchmesser herzustellen. Typische Anzahlen der Kanäle (1) liegen bei 50 bis 5000. Typische Kugel-Radien liegen je nach Viskostät der Fluide und Vordruck der beiden Phasen im Bereich von R = 0,5 mm bis R = 20mm. Typische Vordrücke liegen je nach Blendendurchmesser bei 20 bis 1000 bar.The multiplicity of threads allows the use of comparatively large diameters of the diaphragms ( 2 ) and channel diameter ( 1 ). For example, it should be possible to produce drops with a diameter of 50 μm and channel dimensions of 500 μm, drops of 500 nm in diameter. Typical numbers of channels ( 1 ) range from 50 to 5000. Depending on the viscosity of the fluids and the form pressure of the two phases, typical spherical radii range from R = 0.5 mm to R = 20 mm. Depending on the orifice diameter, typical pre-pressures range from 20 to 1000 bar.

Eine bevorzugte Apparatur sieht als Kanäle (1) Röhrchen, z.B. Kapillarröhrchen mit kreisrundem Querschnitt, mit einheitlichen Abmessungen vor, deren Außendurchmesser typischerweise im Bereich von 0,05 bis 3mm liegt.A preferred apparatus sees as channels ( 1 ) Tubes, eg capillary tubes with a circular cross-section, with uniform dimensions, whose outside diameter is typically in the range of 0.05 to 3 mm.

Eine erfindungsgemäße Geometrie der Apparatur sieht als Halterung für die die Kanäle (1) bildenden Röhrchen (Zulaufkanäle der dispersen Phase) konzentrische halbkugelige Trennwände vor, wobei die innere Trennwand (4) Öffnungen (3) in einer Geometrie aufweist, durch die einerseits die durch die Öffnungen (3) hindurchragenden Kanäle (1) bzw. Röhrchen zentriert werden zum anderen jedoch für die kontinuierliche Phase Öffnungsbereiche frei bleiben. Gleichzeitig weist die äußere Trennwand Öffnungen (6), meist kreisrunde Bohrungen auf, die sich auf gleichen Raumwinkeln befinden, wie die Öffnungen (3) in der inneren vorzugsweise in der Form eines Kugelauschnitts ausgeführten Trennwand (4), sodaß die in der äußeren ebenso vorzugsweise in der Form einers Kugelauschnitts ausgeführten Trennwand (4) befestigten Kanäle (1) mit ihrer Achse bzw. mit Ihren Enden (1a) auf das Zentrum der Kugelschalen weisen, in dem die Blende (2) für den Flüssigkeitsaustritt angeordnet ist.An inventive geometry of the apparatus sees as a support for the channels ( 1 ) forming tubes (inlet channels of the disperse phase) concentric hemispherical partitions, wherein the inner partition ( 4 ) Openings ( 3 ) in a geometry through which on the one hand through the openings ( 3 ) protruding channels ( 1 ) or tubes are centered on the other, however, remain free for the continuous phase opening areas. At the same time, the outer partition has openings ( 6 ), mostly circular holes, which are at the same solid angles as the openings ( 3 ) in the inner, preferably in the form of a ball cut-out partition ( 4 ), so that in the outer, preferably also in the form of a ball cutout performed partition ( 4 ) attached channels ( 1 ) with its axis or with its ends ( 1a ) point to the center of the spherical shells, in which the diaphragm ( 2 ) is arranged for the liquid outlet.

Der Zustrom der dispersen Phase erfolgt über die dem Zentrum der Vorrichtung abgewandten Enden (1b) der Kapillaren über einen äußeren Verteilerspalt (10) zwischen der Trennwand (5) und der äußeren, die innere Kontur der Apparatur begrenzende druckfeste Wand (7), der mit der dispersen Phase über eine oder mehrere Zulauföffnungen (8) beaufschlagt wird. Die Trennwand (5) hat die Aufgabe einer dichten Trennung der beiden flüssigen Phasen. Der Verteilerspalt wird durch die äußere Trennwand (5) und eine weitere dichte und besonders druckfeste Wand (7) gebildet, die vorzugsweise ebenso angenähert Kugelform aufweist.The inflow of the disperse phase takes place via the ends facing away from the center of the device ( 1b ) of the capillaries via an outer distribution gap ( 10 ) between the partition ( 5 ) and the outer, the inner contour of the apparatus limiting pressure-resistant wall ( 7 ), which with the disperse phase via one or more inlet openings ( 8th ) is applied. The partition ( 5 ) has the task of a dense separation of the two liquid phases. The distribution gap is defined by the outer partition ( 5 ) and another dense and particularly pressure-resistant wall ( 7 ), which preferably also has approximately spherical shape.

Die Wand (7) trennt das Innere der Vorrichtung von der Umgebung ab und erlaubt im Inneren der Vorrichtung höhere Drücke als in der Umgebung. Der Zustrom der kontinuierlichen Phase erfolgt bspw. über Zulauföffnungen (9), die in den Verteilerspalt (11) zwischen der äußeren Trennwand(5) und der innere für die kontinuierliche Phase permeable Wand (4) münden. In der Praxis sind auch Vorrichtungen denkbar, bei denen nur ein Ausschnitt der Kugel realisiert wird, wobei der Auschnittswinkel naturgemäß so groß wie möglich gewählt werden soll um bei vorgegebenem Durchsatz die Ca-Zahl möglichst groß einzustellen. Die Gestalt der Kanal-Enden (1a) in angenäherter Halbkugelform mit Kanalachsen die zum Zentrum der Blende (2) hinweisen, ist eine bevorzugte Geometrie.The wall ( 7 ) separates the interior of the device from the environment and allows higher pressures inside the device than in the environment. The inflow of the continuous phase takes place, for example, via inlet openings ( 9 ), which enter the distribution gap ( 11 ) between the outer partition ( 5 ) and the inner wall permeable to the continuous phase ( 4 ). In practice, devices are also conceivable in which only a section of the ball is realized, wherein the cut-out angle should naturally be chosen as large as possible in order to set the Ca-number as large as possible for a given throughput. The shape of the channel ends ( 1a ) in an approximate hemispherical shape with channel axes leading to the center of the diaphragm ( 2 ) is a preferred geometry.

Das Herstellen der beschriebenen Anordnung ist vergleichsweise aufwendig, deswegen kann man mit einigen Abstrichen dennoch das beschriebene Prinzip der Anordnung der Kanalenden auf einer Kugelgeometrie dadurch realisieren, daß vorzugsweise Kanäle (1) durch Öffnungen (3) in parallelen oder zylindrischen konzentrischen angeordneten Wänden (4 und 5) mit Öffnungen (3 bzw. 6) hindurchragen, wobei die Enden (1a) der Kanäle (1) wiederum den gleichen Abstand zur Blendenzentrum aufweisen und sich damit angenähert auf einer Kugel befinden, in deren Zentrum sich die genannte Blende (2) befindet. Durch die Verwendung gleich langer Kanäle (1) kann bei laminarer Strömung die gewünschte gleiche Strömungsmenge pro Faden erzielt werden, die eine einheitliche Tropfengrößen begünstigt.The production of the described arrangement is comparatively complicated, which is why one can still implement the described principle of arranging the channel ends on a spherical geometry with a few drawbacks in that preferably channels ( 1 ) through openings ( 3 ) in parallel or cylindrical concentric walls ( 4 and 5 ) with openings ( 3 respectively. 6 ), the ends ( 1a ) of the channels ( 1 ) again have the same distance to the aperture center and are thus approximately on a ball, in the center of which said aperture ( 2 ) is located. By using equal length channels ( 1 ) can be achieved at laminar flow, the desired same flow rate per thread, which favors a uniform drop sizes.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht für die parallelen bzw. konzentrischen Wände Draht-Maschengewebe als Trennwände (4 und 5) vor, durch das die Kanäle (1) bspw. in der Form von Kapillarröhrchen hindurch gesteckt sind, wobei die Enden (1a) der bevorzugt gleich langen Kanäle (1) mit gleichem Abstand zu einem Zentrum, also wiederum angenähert auf einer Kugelschale angeordnet sind und die Kapillaren bzw. Kanäle (1) in einem abgedichteten äußeren Maschendraht (Anströmseite) befestigt werden, der die äußere Trennwand (5) bildet, hierbei sind die Öffnungen (3 und 6) in den Maschen als die Kanäle (1) zentrierende Öffnungen (3) nutzbar, die in den Ecken der Maschen Bereiche aufweisen, die für die kontinuierliche Phase permeabel sind. Es ist günstig, die Enden (1a) der Kanäle (1) so abzuschrägen, daß die auf die Abschrägung gedachte Flächennormale zum Mittelpunkt der Blende (2) hinweist. Dadurch erfolgt eine Umlenkung der Strömung zum Zentrum der Kugelanordnung hin.A preferred embodiment of the invention provides for the parallel or concentric walls wire mesh fabric as partitions ( 4 and 5 ), through which the channels ( 1 ) are inserted, for example, in the form of capillary tubes, the ends ( 1a ) of preferably equal length channels ( 1 ) are arranged at the same distance from a center, ie in turn approximately on a spherical shell, and the capillaries or channels ( 1 ) are fastened in a sealed outer wire mesh (upstream side) which forms the outer partition wall ( 5 ), here are the openings ( 3 and 6 ) in the meshes as the channels ( 1 ) centering openings ( 3 ) usable in the corners of the meshes which are permeable to the continuous phase. It's cheap, the ends ( 1a ) of the channels ( 1 ) in such a way that the surface normal, which is intended for the bevel, reaches the center of the diaphragm ( 2 ). This results in a deflection of the flow to the center of the ball assembly out.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht galvanisch hergestellte Bleche als Trennwände (4 und 5) vor, in denen sich die Öffnungen (3 und 6) für die Kanäle (1) befinden. Die Öffnungen (3) in der inneren Trennwand (4) können nun bspw. quadratische, dreieckige oder auch eine kleeblattförmige Gestalt aufweisen. Wesentlich ist, daß die vorzugsweise mit kreisrundem Querschnitt ausgeführten Kanäle (1) in diesen Löchern (3) zentriert werden und die kontinuierliche Phase durch die frei bleibenden Bereiche zwischen den Kanälen (1) und den Öffnungen (3) durch die Trennwand (4) hindurchströmen kann. Diese Form der Gestalt gewährleistet, daß die Umströmung der Kanäle (1) durch die kontinuierliche Phase schon nach einer kurzen Lauflänge, ca. nach einer Strömungslänge von 5 Kanaldurchmessern recht gleichmäßig und einheitlich ist.A further advantageous embodiment of the invention provides galvanically produced metal sheets as partitions ( 4 and 5 ), in which the openings ( 3 and 6 ) for the channels ( 1 ) are located. The openings ( 3 ) in the inner partition ( 4 ) can now, for example, square, triangular or even a clover have leaf-like shape. It is essential that the channels (preferably with a circular cross section) are ( 1 ) in these holes ( 3 ) and the continuous phase through the vacant areas between the channels ( 1 ) and the openings ( 3 ) through the partition wall ( 4 ) can flow through. This shape of the shape ensures that the flow around the channels ( 1 ) by the continuous phase after a short run length, approximately after a flow length of 5 channel diameters is quite uniform and uniform.

Die Erfindung wird durch die beigefügten Abbildungen näher erläutert.The invention is achieved by the attached Illustrations closer explained.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Es bedeuten: 1 shows a device according to the invention. It means:

11: Kanäle für die disperse Phase Channels for the disperse phase
1a1a: Kanalenden die zur Blende hinweisenchannel ends which point to the aperture
22: Blendecover
33: Öffnungen für die Kanäle 1 in einer Trennwand 4 Openings for the channels 1 in a partition 4
44: Trennwand permeabel für die disperse Phasepartition wall Permeable for the disperse phase
55: Äußere dichte TrennwandOuter density partition wall
66: Öffnungen in der äußeren Trennwandopenings in the outer partition
77: Äußere das Innere der Apparatur begrenzende druckfeste WandExterior that Interior of the apparatus limiting pressure-resistant wall
88th: Zulauföffnung für die zu dispergierende PhaseInlet opening for the dispersing phase
99: Zulauföffnung für die kontinuierliche PhaseInlet opening for continuous phase
1010: äußerer Verteilerspalt für die disperse Phaseouter distribution gap for the disperse phase
1111: innerer Verteilerspalt für die kontinuierliche Phaseinternal Distribution gap for the continuous phase

In 2 ist eine Öffnung (3) für die in der Öffnung zentrierten Kanäle (1) in der Trennwand (4) dargestellt. Es sind Öffnungsbereiche vorhanden, die die kontinuierlich Phase durch dieselben hindurch treten lassen.In 2 is an opening ( 3 ) for the channels centered in the opening ( 1 ) in the partition ( 4 ). There are opening areas that allow the continuous phase to pass therethrough.

3 zeigt eine äußere Trennwand (5) in der Form eines Drahtmaschengewebes in dessen Öffnungen (6) die Kanäle (1) abgedichtet sind 3 shows an outer partition ( 5 ) in the form of a wire mesh fabric in its openings ( 6 ) the channels ( 1 ) are sealed

4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Geometrie bei der nur ein Kugelauschnitt der Anordnung der Kanäle (1) für die disperse Phase mit dem Winkel ϕ realisiert ist. Die Kanäle (1) haben etwa die gleiche Länge, den gleichen Durchmesser und den gleichen Abstand. Eingezeichnet sind bei der Blende (2) die Kanallänge und deren Durchmesser. Die Flächennormale auf die abgeschrägten Enden (1a) der Kanäle (1) weist zum Zentrum der Blende (2) hin. 4 shows a device according to the invention with a geometry in which only a spherical segment of the arrangement of the channels ( 1 ) is realized for the disperse phase with the angle φ. The channels ( 1 ) are about the same length, the same diameter and the same distance. Are drawn at the aperture ( 2 ) the channel length and its diameter. The surface normal to the bevelled ends ( 1a ) of the channels ( 1 ) points to the center of the diaphragm ( 2 ).

Claims

A device for the preparation of dispersions characterized by a geometry having a flow-limiting contour which effects a spatial sink flow with an approximately uniform flow velocity at equal radial distance from the sink, and at least 50 channels ( 1 ) for the disperse phase, which are arranged so that they have approximately the same distance to each other and that their ends ( 1a ) are positioned approximately on a spherical radius, wherein a diaphragm ( 2 ) is located in the spherical center, which forms the sink for the flow.

Device according to claim 1 with channels ( 1 ) for the disperse phase in a partition wall ( 4 ) with openings ( 3 ) are centered for the continuous phase and in a for the two phases dense upstream upstream partition ( 5 ) are fixed so that their distance is approximately equal to each other.

Apparatus according to claim 1 and 2 characterized by channels ( 1 ) preferably in the form of tubes, preferably metal capillaries for the phase to be dispersed and uniform dimensions (length and diameter) of these channels ( 1 ) whose outside diameter is typically in the range of 0.05 to 3mm.

Apparatus according to claim 3 with a holder for the channels ( 1 ) in the form of concentric as cutouts of spherical shells partition walls ( 4 and 5 ), wherein the inner partition ( 4 ) Openings ( 3 ) in a geometry through which on the one hand the channels projecting through the openings ( 1 ), as well as opening areas provided for the continuous phase, and an outer partition wall ( 5 ), the openings ( 6 ) in the form of circular holes whose centers are at the same solid angles as the openings ( 3 ) in the inner spherical shell-shaped partition wall ( 4 ), so that in the holes of the outer partition ( 5 ) attached channels ( 1 ) point with its axis on the center of the ball assembly in which the diaphragm ( 2 ) is arranged for the liquid outlet.

Device according to claim 1 and 2, with an arrangement of the channel ends ( 1a ) on a spherical geometry characterized in that preferably tubes as channels ( 1 ) are used for the disperse phase and these through openings ( 3 and 6 ) in approximately parallel or cylindrically and concentrically arranged dividing walls ( 4 and 5 ) protrude.

Apparatus according to claim 5 with wire mesh fabrics comprising the partitions ( 4 and 5 ) form through which the channels ( 1 ), the ends ( 1a ) are preferably the same length channels preferably at an equal distance from a center so again in turn arranged on a spherical shell and the channels ( 1 ) in the partition wall constructed as a sealed outer wire mesh (upstream side) ( 5 ) and to the aperture ( 2 ) indicating ends ( 1a ) of the channels ( 1 ) are bevelled so that the normal to the boundary surfaces of the channel ends ( 1a ) indicate the center of the ball assembly.

Apparatus according to claims 1-5 with galvanically produced metal sheets which form the partitions ( 4 and 5 ) and in their openings ( 3 and 6 ) the channels ( 1 ) for the disperse phase.