DE102017217988A1

DE102017217988A1 - Process and device for the preparation of an emulsion of difficult-to-mix liquids

Info

Publication number: DE102017217988A1
Application number: DE102017217988.0A
Authority: DE
Inventors: Bernd Stuke; Robert Giezendanner-Thoben
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2019-04-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Emulsion aus schwer mischbaren Flüssigkeiten (1, 2). Erfindungsgemäß wird eine erste Flüssigkeit (1) mit Hochdruck beaufschlagt und mittels eines Hochdruckeinspritzventils (3) in eine zweite Flüssigkeit (2) eingespritzt, die in einem Behälter (4) aufgenommen ist und/oder dem Behälter (4) zugeführt wird, so dass durch Fluidscherung und/oder durch lokal hohe Impulse aufgrund von Kavitationsblasenkollaps eine homogene Vermischung der beiden Flüssigkeiten (1, 2) erreicht wird.Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a process for the preparation of an emulsion of difficult-to-mix liquids (1, 2). According to the invention, a first liquid (1) is subjected to high pressure and injected by means of a high-pressure injection valve (3) in a second liquid (2) which is received in a container (4) and / or the container (4) is supplied, so that Fluid shear and / or locally high pulses due to Kavitationsblasenkollaps a homogeneous mixing of the two liquids (1, 2) is achieved.Die invention further relates to an apparatus for performing the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Emulsion aus schwer mischbaren Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff der Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing an emulsion of difficultly mixable liquids according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method.

Stand der TechnikState of the art

In vielen pharmazeutischen, chemischen, kosmetischen, lebensmitteltechnischen und/oder landwirtschaftlichen Anwendungen müssen Flüssigkeiten miteinander vermischt werden, die sich nur schwer mischen lassen. Beispielhaft kann hier auf die Flüssigkeiten Wasser und Öl verwiesen werden. Werden derartige Stoffe homogen miteinander vermischt, liegt eine Emulsion vor.In many pharmaceutical, chemical, cosmetic, food and / or agricultural applications, liquids that are difficult to mix must be mixed together. By way of example, reference may be made here to the fluids water and oil. If such substances are mixed homogeneously with each other, an emulsion is present.

Zur Erzeugung einer Emulsion können einfache Mischer oder Rührer eingesetzt werden. Diese weisen jedoch häufig den Nachteil auf, dass die Mischungen nicht langzeitstabil sind und daher häufig neu vermischt bzw. verrührt werden müssen.Simple mixers or stirrers can be used to produce an emulsion. However, these often have the disadvantage that the mixtures are not long-term stability and therefore often have to be re-mixed or stirred.

Darüber hinaus ist eine Vielzahl an Vorrichtungen zur Herstellung von Emulsionen bekannt, mittels welcher die Flüssigkeiten in kleinste Tröpfchen zerlegbar sind, um ihre Mischungsneigung zu erhöhen. Bei diesen Vorrichtungen kann es sich insbesondere um Hochdruck- und Ultraschallhomogenisatoren sowie Strahldispergatoren handeln.In addition, a variety of devices for the preparation of emulsions is known, by means of which the liquids are broken down into very small droplets in order to increase their tendency to mix. These devices may in particular be high-pressure and ultrasonic homogenizers as well as jet dispersers.

Die Langzeitstabilität derart hergestellter Emulsionen ist häufig unbefriedigend. Ferner stellt die Beimischung von Feststoffen, beispielsweise in Form von Nanopartikeln, eine besondere Herausforderung dar.The long-term stability of emulsions prepared in this way is often unsatisfactory. Furthermore, the incorporation of solids, for example in the form of nanoparticles, presents a particular challenge.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Emulsion aus schwer mischbaren Flüssigkeiten anzugeben, die zu einer besonders homogenen und zudem langzeitstabilen Emulsion führen. Ferner soll die Beimischung eines Zusatzes vereinfacht werden.The present invention is therefore based on the object of specifying a method and an apparatus for producing an emulsion of difficultly mixable liquids, which lead to a particularly homogeneous and also long-term stable emulsion. Furthermore, the addition of an additive should be simplified.

Zur Lösung der Aufgabe werden das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.To solve the problem, the method with the features of claim 1 and the device with the features of claim 8 are proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the respective subclaims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Emulsion aus schwer mischbaren Flüssigkeiten wird eine erste Flüssigkeit mit Hochdruck beaufschlagt und mittels eines Hochdruckeinspritzventils in eine zweite Flüssigkeit eingespritzt, die in einem Behälter aufgenommen ist und/oder dem Behälter zugeführt wird, so dass durch Fluidscherung und/oder durch lokal hohe Impulse aufgrund von Kavitationsblasenkollaps eine homogene Vermischung der beiden Flüssigkeiten erreicht wird.In the method according to the invention for producing an emulsion of difficultly mixable liquids, a first liquid is subjected to high pressure and injected by means of a high-pressure injection valve into a second liquid which is received in a container and / or supplied to the container, so that by fluid shear and / or locally high pulses due to Kavitationsblasenkollaps a homogeneous mixing of the two liquids is achieved.

Dadurch, dass die erste Flüssigkeit unter hohem Druck eingespritzt wird, wird diese beim Einspritzen in kleinste Tröpfchen zerlegt bzw. zerstäubt. Aufgrund des hohen Einspritzdrucks und der damit verbundenen hohen Austrittsgeschwindigkeit dringen die Tröpfchen tief in die zweite Flüssigkeit ein. Auf diese Weise werden Scherkräfte erzeugt, die zu einem Aufbrechen der zweiten Flüssigkeit führen. Zugleich kann es zur Entstehung von lokalen Unterdruckgebieten kommen, so dass sich Gasblasen ausbilden, die bei einem Druckanstieg kollabieren (Kavitationsblasenkollaps). Dabei werden hohe Kräfte frei, die hohe Impulse eintragen. Im Ergebnis wird auf diese Weise eine homogene Mischung beider Flüssigkeiten erreicht, die zudem langzeitstabil ist.The fact that the first liquid is injected under high pressure, it is decomposed or atomized during injection into the smallest droplets. Due to the high injection pressure and the associated high exit velocity, the droplets penetrate deeply into the second liquid. In this way, shear forces are generated, which lead to a rupture of the second liquid. At the same time, it can lead to the formation of local negative pressure areas, so that gas bubbles form, which collapse when the pressure rises (cavitation bubble collapse). This high forces are released, enter the high pulses. As a result, a homogeneous mixture of both liquids is achieved in this way, which is also long-term stable.

Um kleine Tropfengrößen und hohe Scherkräfte zu erzielen, sollte der Einspritzdruck über 1.400 bar (140 MPa), vorzugsweise über 1.600 bar (160 MPa), weiterhin bevorzugt über 2.000 bar (200 MPa) liegen. Die Tropfengröße kann zudem über die Anzahl, die Größe und die Form der Einspritzöffnungen des Hochdruckeinspritzventils gesteuert werden.In order to achieve small drop sizes and high shear forces, the injection pressure should be above 1,400 bar (140 MPa), preferably above 1,600 bar (160 MPa), more preferably above 2,000 bar (200 MPa). The droplet size can also be controlled by the number, size and shape of the injection openings of the high-pressure injection valve.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird bevorzugt ein Nadelventil als Hochdruckeinspritzventil verwendet. Nadelventile weisen eine hubbewegliche Ventilnadel auf, über deren Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung freigebbar und verschließbar ist. Über die Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel ist eine genaue Zumessung bzw. eine exakte und reproduzierbare Konzentration der ersten Flüssigkeit in der zweiten Flüssigkeit möglich. Somit sind auch Kleinstmengen darstellbar.In the proposed method, a needle valve is preferably used as a high-pressure injection valve. Needle valves have a liftable valve needle, via the lifting movement of which at least one injection opening can be opened and closed. By controlling the lifting movement of the nozzle needle, an accurate metering or an exact and reproducible concentration of the first liquid in the second liquid is possible. Thus, even very small amounts can be displayed.

Geeignete Nadelventile sind aus dem Bereich der Kraftstoffeinspritztechnik bekannt, so dass auf diese Technik zurückgegriffen werden kann. Durch Verwendung bereits vorhandener Ventile lässt sich das Verfahren vergleichsweise kostengünstig umsetzen. Beispielsweise können Kraftstoffeinspritzventile zur Dieseldirekteinspritzung eingesetzt werden, welche Einspritzdrücke über 2000 bar (200 MPa) erlauben. Ferner ermöglichen sie eine definierte Tropfengröße und -verteilung.Suitable needle valves are known from the field of fuel injection technology, so that this technique can be used. By using already existing valves, the process can be implemented relatively inexpensively. For example, fuel injection valves may be used for diesel direct injection, which allow injection pressures above 2000 bar (200 MPa). Furthermore, they allow a defined droplet size and distribution.

Darüber hinaus können Benzineinspritzventile verwendet werden, die Drücke bis etwa 450 bar ermöglichen. Um eine gute Durchmischung der beiden Flüssigkeiten zu erreichen, sollte der Einspritzdruck mindestens 400 bar, vorzugsweise mindestens 800 bar und weiterhin vorzugsweise mindestens 1.000 bar betragen.In addition, gasoline injectors can be used which allow pressures up to about 450 bar. In order to achieve a good mixing of the two liquids, the injection pressure should be at least 400 bar, preferably at least 800 bar and further preferably at least 1,000 bar.

Des Weiteren bevorzugt wird zum Beaufschlagen der ersten Flüssigkeit mit Hochdruck eine Hochdruckpumpe verwendet. Hochdruckpumpe sind ebenfalls aus dem Bereich der Kraftstoffeinspritztechnik bekannt, so dass hierauf zurückgegriffen werden kann. Mit derartigen Hochdruckpumpen, die in der Regel als Kolbenpumpen ausgeführt sind, lassen sich Systemdrücke deutlich über 2000 bar erreichen. Bevorzugt ist daher auch die bei dem vorgeschlagenen Verfahren eingesetzte Hochdruckpumpe als Kolbenpumpe ausgeführt. Furthermore, preferably, a high-pressure pump is used to pressurize the first liquid at high pressure. High-pressure pump are also known from the field of fuel injection technology, so that it can be used. With such high-pressure pumps, which are usually designed as piston pumps, system pressures can reach well above 2000 bar. Preferably, therefore, the high-pressure pump used in the proposed method is designed as a piston pump.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die erste Flüssigkeit in einem gepulsten Verfahren in den Behälter eingespritzt wird. Das gepulste Verfahren besitzt gegenüber der kontinuierlichen Einspritzung den Vorteil, dass zum einen die Abstimmung einfacher ist. Zum anderen können vergleichsweise kleine Komponenten zur Bereitstellung des erforderlichen Drucks und/oder Volumenstroms eingesetzt werden. Bei der gepulsten Einspritzung ist demnach der Energiebedarf deutlich geringer.It is also proposed that the first liquid is injected into the container in a pulsed process. The pulsed method has the advantage over continuous injection that on the one hand the tuning is easier. On the other hand, comparatively small components can be used to provide the required pressure and / or volume flow. Accordingly, with pulsed injection, the energy requirement is significantly lower.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die erste Flüssigkeit unmittelbar in die zweite Flüssigkeit eingespritzt wird. Das heißt, dass die Abgabe des Fluidstrahls bzw. der Fluidstrahlen direkt in die zweite Flüssigkeit hinein erfolgt, so dass keine Luftschicht bzw. Grenzschicht durchdrungen werden müssen. Der Behälter kann hierzu vollständig mit der zweiten Flüssigkeit gefüllt werden und/oder das Hochdruckeinspritzventil kann in die zweite Flüssigkeit eingetaucht werden.In addition, it is proposed that the first liquid is injected directly into the second liquid. This means that the delivery of the fluid jet or of the fluid jets takes place directly into the second liquid, so that no air layer or boundary layer has to be penetrated. For this purpose, the container can be completely filled with the second liquid and / or the high-pressure injection valve can be immersed in the second liquid.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der ersten Flüssigkeit vor dem Einspritzen mindestens ein Zusatz in Form einer weiteren Flüssigkeit, eines Gases und/oder eines Feststoffs zugegeben wird. Auf diese Weise kann ein weiterer Stoff beigemischt werden, der zugleich gleichmäßig in der Emulsion verteilt wird. Hierbei kann es sich auch um Feststoffe, wie beispielsweise Nanopartikel oder sonstige Kleinstpartikel, handeln.In a development of the invention, it is proposed that at least one additive in the form of a further liquid, a gas and / or a solid be added to the first liquid before the injection. In this way, another substance can be mixed, which is also distributed evenly in the emulsion at the same time. These may also be solids, such as, for example, nanoparticles or other microparticles.

Vorteilhafterweise wird der mindestens eine Zusatz mittels eines Adapters zugegeben, der an das Hochdruckeinspritzventil im Bereich einer Düse angeordnet wird. In diesem Fall reißt die beim Einspritzen aus der Düse austretende Flüssigkeit den Zusatz mit, so dass eine gleichmäßige Verteilung des Zusatzes in der zweiten Flüssigkeit erreicht wird. Ferner wird keine separate Armatur für die Zugabe des Zusatzes benötigt.Advantageously, the at least one additive is added by means of an adapter which is arranged on the high-pressure injection valve in the region of a nozzle. In this case, the liquid emerging from the nozzle during injection injects the additive so that a uniform distribution of the additive in the second liquid is achieved. Furthermore, no separate fitting for the addition of the additive is needed.

Die darüber hinaus vorgeschlagene Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine Hochdruckpumpe zum Beaufschlagen einer ersten Flüssigkeit mit Hochdruck und ein Hochdruckeinspritzventil zum Einspritzen der mit Hochdruck beaufschlagten ersten Flüssigkeit in eine zweite Flüssigkeit, die in einem Behälter aufgenommen ist. Im Wege der Hochdruckeinspritzung wird die erste Flüssigkeit in kleinste Tröpfchen zerlegt bzw. zerstäubt. Mit Eintritt der ersten Flüssigkeit in die zweite Flüssigkeit werden Scherkräfte eingebracht, die zu einem Aufbrechen der zweiten Flüssigkeit führen. Auf diese Weise wird eine homogene Mischung erreicht.The additionally proposed device for carrying out the method according to the invention comprises a high-pressure pump for applying a high-pressure first fluid and a high-pressure injection valve for injecting the high-pressure first fluid into a second fluid, which is accommodated in a container. In the way of high-pressure injection, the first liquid is decomposed or atomized into very small droplets. As the first liquid enters the second liquid, shearing forces are introduced which cause the second liquid to rupture. In this way, a homogeneous mixture is achieved.

Das Hochdruckeinspritzventil ist vorzugsweise als Nadelventil ausgeführt. Weiterhin vorzugsweise ist es analog einem Kraftstoffeinspritzventil, insbesondere analog einem Kraftstoffeinspritzventil zur Dieseldirekteinspritzung ausgeführt, da diese Ventile hohe Einspritzdrücke und damit eine feine Zerstäubung sowie eine genaue Zumessung ermöglichen.The high-pressure injection valve is preferably designed as a needle valve. Further preferably, it is analogous to a fuel injection valve, designed in particular analogous to a fuel injection valve for direct diesel injection, since these valves allow high injection pressures and thus fine atomization and precise metering.

Die Hochdruckpumpe ist vorzugsweise als Kolbenpumpe ausgeführt. Das heißt, dass die Hochdruckpumpe insbesondere analog einer Kraftstoffhochdruckpumpe aufgebaut sein kann. Kraftstoffhochdruckpumpen ermöglichen Systemdrücke von mehr als 2000 bar.The high-pressure pump is preferably designed as a piston pump. This means that the high pressure pump can be constructed in particular analogous to a high-pressure fuel pump. High-pressure fuel pumps allow system pressures of more than 2000 bar.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Hochdruckeinspritzventil im Bereich einer Düse einen Adapter aufweist, mittels dessen der einzuspritzenden ersten Flüssigkeit mindestens ein Zusatz in Form einer weiteren Flüssigkeit, eines Gases und/oder eines Feststoffs zugebbar ist. Der Adapter weist vorzugsweise eine Kammer auf, in welcher der Zusatz aufgenommen ist. Der in die Kammer eintretende Flüssigkeitsstrahl reißt beim Durchtritt der Kammer den Zusatz mit, so dass dieser gleichmäßig in der zweiten Flüssigkeit verteilt wird. Der Adapter weist hierzu mindestens eine Einspritzöffnung auf, die vorzugsweise koaxial zur Einspritzöffnung des Hochdruckeinspritzventils angeordnet ist.In a development of the invention, it is proposed that the high-pressure injection valve have an adapter in the region of a nozzle, by means of which at least one additive in the form of a further liquid, a gas and / or a solid can be admitted to the first liquid to be injected. The adapter preferably has a chamber in which the additive is received. The liquid jet entering the chamber ruptures the additive as it passes through the chamber so that it is evenly distributed in the second fluid. For this purpose, the adapter has at least one injection opening, which is preferably arranged coaxially to the injection opening of the high-pressure injection valve.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder unter Zuhilfenahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Emulsionen können im großtechnischen Einsatz erzeugt werden, da eine Langzeitstabilität der Emulsionen gegeben ist. Alternativ können homogene Mischungen bzw. Emulsionen erzeugt werden, die gleich weiterverarbeitet werden.The emulsions produced by the process according to the invention and / or with the aid of the device according to the invention can be produced in large-scale use, since a long-term stability of the emulsions is given. Alternatively, homogeneous mixtures or emulsions can be produced, which are processed immediately.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch größere Mengen einer Emulsion hergestellt werden, da das vorgeschlagene System hohe Schaltzahlen ermöglicht. Alternativ oder ergänzend können mehrere Hochdruckeinspritzventile in paralleler Anordnung betrieben werden (großindustrielle Prozesse).With the aid of the method according to the invention or with the aid of the device according to the invention, larger amounts of an emulsion can also be produced, since the proposed system makes possible high numbers of operations. Alternatively or additionally, several high-pressure injection valves can be operated in a parallel arrangement (large-scale industrial processes).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform,
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform,
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform und
4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform.

The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. These show:

1 a schematic representation of a device according to the invention according to a first preferred embodiment,
2 a schematic representation of a device according to the invention according to a second preferred embodiment,
3 a schematic representation of a device according to the invention according to a third preferred embodiment and
4 a schematic representation of a device according to the invention according to a fourth preferred embodiment.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Der 1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Emulsion aus schwer mischbaren Flüssigkeiten 1, 2 zu entnehmen, die eine Hochdruckpumpe 5 zur Beaufschlagung einer ersten Flüssigkeit 1 mit Hochdruck und ein Hochdruckeinspritzventil 3 zum Einspritzen der mit Hochdruck beaufschlagten ersten Flüssigkeit 1 in eine zweite Flüssigkeit 2 aufweist. Die zweite Flüssigkeit 2 ist in einem Behälter 4 aufgenommen. Um eine genaue Zumessung der ersten Flüssigkeit 1 zu ermöglichen, ist das Hochdruckeinspritzventil 3 als Nadelventil ausgeführt. Das heißt, dass das Hochdruckeinspritzventil 3 eine hubbewegliche Ventilnadel 12 aufweist, über deren Hubbewegung die Einspritzung steuerbar ist. Die Ventilnadel 12 wirkt dabei mit einer Düse 8 zusammen, in der mindestens eine Einspritzöffnung 13 und ein der Einspritzöffnung 13 vorgelagerter Ventilsitz 14 ausgebildet ist. Bei freigegebener Einspritzöffnung 13 tritt die erste Flüssigkeit 1 mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse 8 aus und dringt tief in die im Behälter 4 aufgenommene zweite Flüssigkeit 2 ein. Dies führt zu Scherkräften, die ein Aufbrechen der zweiten Flüssigkeit 2 bewirken, so dass sich die beiden Flüssigkeiten 1, 2 homogen vermischen. Zudem kommt es lokal zur Entstehung von Unterdruckgebieten und damit zur Entstehung von Kavitationsblasen, die bei einem Druckanstieg implodieren und hohe Kräfte freisetzen. Zugleich führt der Kavitationsblasenkollaps zu lokalen Turbulenzen, die ebenfalls zu einer homogenen Vermischung beitragen.Of the 1 is a device for producing an emulsion of hard-to-mix liquids 1 . 2 to take out the one high-pressure pump 5 for applying a first liquid 1 with high pressure and a high-pressure injection valve 3 for injecting the high-pressure first fluid 1 into a second liquid 2 having. The second liquid 2 is in a container 4 added. For accurate metering of the first fluid 1 to allow, is the high-pressure injection valve 3 designed as a needle valve. That is, the high pressure injector 3 a liftable valve needle 12 has, via the lifting movement of the injection is controllable. The valve needle 12 acts with a nozzle 8th together, in the at least one injection opening 13 and one of the injection port 13 upstream valve seat 14 is trained. With approved injection opening 13 enters the first liquid 1 at high speed out of the nozzle 8th and penetrates deep into the container 4 absorbed second liquid 2 one. This results in shearing forces, which cause the second liquid to break up 2 cause so that the two liquids 1 . 2 mix homogeneously. In addition, it comes locally to the formation of negative pressure areas and thus to the formation of cavitation bubbles that implode at a pressure increase and release high forces. At the same time the Kavitationsblasenkollaps leads to local turbulence, which also contribute to a homogeneous mixing.

In dem Ausführungsbeispiel der 1 ist die Düse 8 des Hochdruckeinspritzventils 3 in die zweite Flüssigkeit 2 eingetaucht, so dass die erste Flüssigkeit 1 unmittelbar in die zweite Flüssigkeit 2 eingespritzt wird.In the embodiment of 1 is the nozzle 8th the high-pressure injection valve 3 into the second liquid 2 immersed, leaving the first liquid 1 directly into the second liquid 2 is injected.

Alternativ kann - wie in der 2 dargestellt - die Düse 8 in einem Abstand zur Flüssigkeit 2 im Behälter 4 angeordnet sein, so dass ein über das Hochdruckeinspritzventil 3 abgegebener Flüssigkeitsstrahl 11 erst eine Luftschicht 15 durchqueren muss.Alternatively - as in the 2 shown - the nozzle 8th at a distance to the liquid 2 in the container 4 be arranged so that one via the high-pressure injection valve 3 discharged liquid jet 11 first a layer of air 15 must cross.

Eine kontinuierliche Herstellung einer Emulsion ermöglicht die Vorrichtung der 3, da der Behälter 4 einen Zulauf 9 für die zweite Flüssigkeit 2 und einen Ablauf 10 für die Emulsion aufweist. Über den Zulauf 9 kann dem Behälter 4 kontinuierlich Flüssigkeit 2 zugeführt werden. Durch Erhöhen der Anzahl der Einspritzöffnungen 13 und/oder durch Erhöhen der Anzahl der Hochdruckeinspritzventile 3, die parallel angeordnet werden, kann der Durchsatz gesteigert werden.Continuous preparation of an emulsion allows the device of 3 because of the container 4 a feed 9 for the second liquid 2 and a process 10 for the emulsion. About the inlet 9 can the container 4 continuously liquid 2 be supplied. By increasing the number of injection ports 13 and / or by increasing the number of high pressure injectors 3 , which are arranged in parallel, the throughput can be increased.

Um der ersten Flüssigkeit 1 einen Zusatz 6 zuzugeben, kann - wie in der 4 beispielhaft dargestellt - das Hochdruckeinspritzventil 3 einen Adapter 7 mit einer Kammer 16 aufweisen, in welcher der Zusatz 6 aufgenommen ist. Der Adapter 7 ist derart an die Düse 8 angesetzt, dass die erste Flüssigkeit 1 durch die Kammer 16 nach außen gelangt. Dabei reißt sie den in der Kammer 16 aufgenommenen Zusatz 6 mit, so dass dieser gleichmäßig in der zweiten Flüssigkeit 2 verteilt wird. Über den Adapter 7 können auf diese Weise flüssige, gasförmige oder als Feststoff vorliegende Zusätze 4 zugegeben werden.To the first liquid 1 an addition 6 can admit - as in the 4 illustrated by way of example - the high-pressure injection valve 3 an adapter 7 with a chamber 16 in which the additive 6 is included. The adapter 7 is so to the nozzle 8th Assumed that the first fluid 1 through the chamber 16 reaches the outside. She tears it in the chamber 16 added addition 6 with, so that this evenly in the second liquid 2 is distributed. About the adapter 7 In this way, liquid, gaseous or solid additives may be present 4 be added.

Die in der 4 dargestellte Anordnung kann beispielsweise zum Einbringen bzw. Einmischen von Nanopartikeln oder anderen Kleinstpartikeln in eine Flüssigkeit genutzt werden. Die erste Flüssigkeit 1 kann in diesem Fall als Trägermedium eingesetzt werden, das eine gleichmäßige Verteilung der Partikel in der zweiten Flüssigkeit 2 sicherstellt. In gleicher Weise können auch Gase über die erste Flüssigkeit 1 mitgerissen und in der zweiten Flüssigkeit gleichmäßig verteilt werden. Zum Beispiel kann Kohlendioxid in Wasser eingemischt werden.The in the 4 shown arrangement can be used for example for introducing or mixing of nanoparticles or other microparticles in a liquid. The first liquid 1 can be used in this case as a carrier medium, which is a uniform distribution of the particles in the second liquid 2 ensures. In the same way, gases can also pass over the first liquid 1 entrained and evenly distributed in the second liquid. For example, carbon dioxide can be mixed in water.

Claims

Process for producing an emulsion of difficultly mixable liquids (1, 2), characterized in that a first liquid (1) is subjected to high pressure and injected by means of a high-pressure injection valve (3) into a second liquid (2) which is contained in a container ( 4) is received and / or the container (4) is supplied, so that a homogeneous mixing of the two liquids (1, 2) is achieved by fluid shear and / or by locally high pulses due to Kavitationsblasenkollaps.

Method according to Claim 1 , characterized in that the high pressure in the high-pressure injection valve (3) is above 40 MPa (400 bar), preferably above 100 MPa (1000 bar).

Method according to Claim 1 , characterized in that a needle valve is used as a high-pressure injection valve (3).

Method according to Claim 1 . 2 or 3 , characterized in that for applying the first liquid at high pressure, a high-pressure pump (5) is used, which is preferably designed as a piston pump.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first liquid (1) is injected in a pulsed process in the container (4).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first liquid (1) is injected directly into the second liquid (2).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first liquid (1) prior to injection at least one additive (6) in the form of another liquid, a gas and / or a solid is added.

Method according to Claim 7 , characterized in that the at least one additive (6) by means of an adapter (7) is added, which is arranged on the high-pressure injection valve (3) in the region of a nozzle (8).

Apparatus for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising a high-pressure pump (5) for pressurizing a first high-pressure liquid (1) and a high-pressure injection valve (3) for injecting the high-pressure first liquid (1) into a second liquid (2 ) received in a container (4).

Device after Claim 9 , characterized in that the high-pressure injection valve (3) is designed as a needle valve and / or the high-pressure pump (5) is designed as a piston pump.

Device after Claim 9 or 10 , characterized in that the high-pressure injection valve (3) in the region of a nozzle (8) has an adapter (7), by means of which the injected first liquid (1) at least one additive (6) in the form of another liquid, a gas and / or a solid is zugebbar.