ES2958486T3 - Método para producir una composición que contiene nanoburbujas en un soporte líquido - Google Patents

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Abstract

Un aparato para producir una composición que incluye nanoburbujas dispersas en un vehículo líquido incluye: (a) un alojamiento alargado que comprende un primer extremo y un segundo extremo, definiendo el alojamiento una entrada de líquido, una salida de líquido y una cavidad interior adaptada para recibir el vehículo líquido desde una fuente líquida; y (b) un miembro permeable a los gases dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad interior del alojamiento. El miembro permeable al gas incluye un extremo abierto adaptado para recibir un gas presurizado desde una fuente de gas, un extremo cerrado y una pared lateral porosa que se extiende entre los extremos abierto y cerrado y que tiene un tamaño medio de poro no superior a 1,0 μm. El miembro permeable a los gases define una superficie interior, una superficie exterior y un lumen. La carcasa y el miembro permeable a los gases están configurados para formar una composición que incluye el vehículo líquido y las nanoburbujas dispersas en el mismo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para producir una composición que contiene nanoburbujas en un soporte líquido
Referencia Cruzada A Solicitudes Relacionadas
Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad respecto de la solicitud de EE.UU. N° 62/306.637, presentada el 11 de marzo de 2016.
Campo Técnico
Esta invención se refiere a la producción de composiciones que incluyen un soporte líquido y nanoburbujas dispersadas en el mismo.
Antecedentes
Las nanoburbujas tienen varias propiedades únicas tal como una larga vida útil en un líquido, debido a sus superficies cargadas negativamente. Las nanoburbujas también tienen una alta solubilidad del gas en el líquido debido a su alta presión interna. Por el contrario, las micro- y macro-burbujas son de mayor tamaño y, por lo tanto, ascienden rápidamente y estallan en la superficie del agua.
Las nanoburbujas son aplicables en una diversidad de campos y pueden tener numerosos efectos beneficiosos desde el punto de vista médico, industrial y agrícola. Por ejemplo, la presencia de nanoburbujas puede fomentar una actividad fisiológica en las criaturas y aumentar el metabolismo, como resultado de lo cual se potencia el crecimiento ontogenético.
Hasta la fecha se han propuesto varios métodos para generar nanoburbujas. Estos métodos incluyen flujo de líquido tipo remolino, venturi, disolución a alta presión, eyector, condensación por contacto directo de vapor mixto y vibración supersónica. Todos estos métodos consumen mucha energía y tienen grados de éxito variables en la creación de nanoburbujas.
El documento US 6 328 854 describe un método para producir una composición que comprende nanoburbujas dispersas en un soporte líquido.
Sumario
La invención se define mediante un método de acuerdo con la reivindicación 1.
Tal como se utiliza en esta memoria, el término "nanoburbuja" se refiere a una burbuja que tiene un diámetro de menos de una micra. Una microburbuja, que es mayor que una nanoburbuja, es una burbuja que tiene un diámetro mayor que o igual a una micra y menor que 50 micras. Una macroburbuja es una burbuja que tiene un diámetro mayor que o igual a 50 micras.
En un aspecto, se describe un aparato para producir una composición que incluye nanoburbujas dispersas en un soporte líquido. El aparato incluye (a) un alojamiento alargado que comprende un primer extremo y un segundo extremo, definiendo el alojamiento una entrada de líquido, una salida de líquido y una cavidad interior adaptada para recibir el soporte de líquido desde una fuente de líquido; y (b) un miembro permeable a los gases dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad interior del alojamiento.
El miembro permeable a los gases incluye un extremo abierto adaptado para recibir un gas presurizado desde una fuente de gas, un extremo cerrado y una pared lateral porosa que se extiende entre los extremos abierto y cerrado y que tiene un tamaño medio de poro no mayor que 1,0 μm. El miembro permeable a los gases define una superficie interior, una superficie exterior y un lumen.
La entrada de líquido del alojamiento está dispuesta para introducir el soporte líquido desde la fuente de líquido en la cavidad interior del alojamiento en un ángulo que es generalmente ortogonal a la superficie exterior del miembro permeable a los gases. El alojamiento y el miembro permeable a los gases están configurados de tal manera que el gas presurizado introducido en el lumen del miembro permeable a los gases es forzado a través de la pared lateral porosa del miembro permeable a los gases y sobre la superficie exterior del miembro permeable a los gases en forma de nanoburbujas a medida que el soporte líquido procedente de la fuente de líquido fluye paralelo a la superficie exterior del miembro permeable a los gases desde la entrada del líquido hasta la salida del líquido, formando una composición que incluye el soporte líquido y las nanoburbujas dispersas en el mismo.
En algunas realizaciones, la composición está esencialmente libre de microburbujas cuando se mide 10 minutos después de salir de la salida del líquido. Una composición que está "esencialmente libre de microburbujas" es una composición en la que las microburbujas constituyen menos del 1 % del volumen total de burbujas en la composición.
Las nanoburbujas pueden tener un diámetro medio inferior a 500 nm o inferior a 200 nm, o pueden oscilar entre aproximadamente 10 nm y aproximadamente 500 nm (p. ej., entre aproximadamente 75 nm y aproximadamente 200 nm). La concentración de nanoburbujas en el soporte líquido en la salida del líquido puede ser de al menos 1 x 106 nanoburbujas/ml, al menos 1 x 107 nanoburbujas/ml o al menos 1 x 108 nanoburbujas/ml. En algunas realizaciones, la composición incluye nanoburbujas que son estables en el soporte líquido durante al menos un mes o durante al menos tres meses bajo presión y temperatura ambiente.
El gas puede seleccionarse del grupo que consiste en aire, oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el miembro permeable a los gases puede adaptarse para recibir gas presurizado a al menos 5 psi o al menos 100 psi (0,35 bares o 6,9 bares).
El soporte líquido puede incluir agua. En algunas realizaciones, el soporte líquido está libre de tensioactivos.
En algunas realizaciones, el miembro permeable a los gases incluye un miembro cerámico rígido. La pared lateral porosa puede tener un tamaño de poro medio que oscila entre 0,0009 gm y 1 gm. La pared lateral porosa puede incluir un revestimiento poroso. Ejemplos de revestimientos porosos adecuados incluyen óxidos metálicos, tales como alúmina, titania, circonia, manganeso y combinaciones de los mismos. El revestimiento poroso puede estar dispuesto sobre la superficie interior, la superficie exterior o ambas superficies del miembro permeable a los gases.
En algunas realizaciones, el alojamiento incluye una pluralidad de miembros permeables a los gases. El miembro permeable a los gases puede tener la forma de un tubo de un solo canal o de un tubo de múltiples canales.
El aparato puede incluir uno o más miembros helicoidales (o aparatos helicoidales) adaptados para potenciar la turbulencia en el soporte líquido. En algunas realizaciones, el aparato puede incluir, además, una bomba de chorro que sea integral con el alojamiento.
En un segundo aspecto, se describe un aparato para producir una composición que incluye nanoburbujas dispersas en un soporte líquido. El aparato incluye: (a) un alojamiento alargado que comprende un primer extremo y un segundo extremo, definiendo el alojamiento una entrada de líquido, una salida de líquido y una cavidad interior adaptada para recibir el soporte líquido desde una fuente de líquido; y (b) un tubo permeable a los gases dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad interior del alojamiento.
El tubo permeable a los gases incluye un extremo abierto adaptado para recibir un gas presurizado desde una fuente de gas, un extremo cerrado, una superficie interior, una superficie exterior y un lumen. Al menos una de las superficies interior y exterior del tubo permeable a los gases incluye un revestimiento poroso que tiene un tamaño medio de poro no mayor que 1 gm seleccionado del grupo que consiste en alúmina, titania, circonia, manganeso y combinaciones de los mismos.
La entrada de líquido del alojamiento está dispuesta para introducir el soporte líquido desde la fuente de líquido en la cavidad interior del alojamiento en un ángulo que es generalmente ortogonal a la superficie exterior del tubo permeable a los gases. El alojamiento y el tubo permeable a los gases están configurados de tal manera que el gas presurizado introducido en el luz del tubo permeable a los gases es forzado a través del revestimiento poroso del tubo permeable a los gases y sobre la superficie exterior del tubo permeable a los gases en forma de nanoburbujas a medida que el soporte líquido procedente de la fuente de líquido fluye paralelo a la superficie exterior del miembro permeable a los gases desde la entrada del líquido hasta la salida del líquido, formando una composición que incluye el soporte líquido y las nanoburbujas dispersas en el mismo.
En un tercer aspecto, se describe un método para producir una composición que contiene nanoburbujas dispersas en un soporte líquido utilizando los aparatos arriba descritos. El método incluye introducir un soporte líquido desde una fuente de líquido en la cavidad interior del alojamiento a través de la entrada del líquido del alojamiento a un caudal que crea un flujo turbulento en la superficie exterior del miembro permeable a los gases. El método incluye, además, introducir un gas presurizado desde una fuente de gas en el lumen del miembro permeable a los gases a una presión de gas seleccionada de manera que la presión dentro del lumen sea mayor que la presión en la cavidad interior del alojamiento, forzando con ello el paso del gas a través de la pared lateral porosa y formando nanoburbujas en la superficie exterior del miembro permeable a los gases. El soporte líquido fluye paralelo a la superficie exterior del miembro permeable a los gases desde la entrada del líquido hasta la salida del líquido, y elimina nanoburbujas de la superficie exterior del miembro permeable a los gases para formar una composición que incluye el soporte líquido y las nanoburbujas dispersas en el mismo.
Las composiciones arriba descritas en las que se dispersan nanoburbujas en un soporte líquido son útiles en un cierto número de aplicaciones. Por ejemplo, las composiciones se pueden utilizar para tratar agua transportando la composición al agua que necesita tratamiento. Ejemplos de fuentes de agua que pueden tratarse incluyen aguas residuales, agua con deficiencia de oxígeno, agua potable y agua de acuicultura.
En otra aplicación, las composiciones arriba descritas se pueden combinar con un líquido para crear una composición bombeable que tenga una viscosidad que sea menor que la viscosidad del líquido, y luego transportar la composición bombeable a través de una tubería hasta un destino deseado. Ejemplos de líquidos incluyen petróleo crudo y fluidos de perforación.
En otra aplicación, la composición arriba descrita se combina con un líquido para crear una composición enriquecida con oxígeno, que luego se aplica a las raíces de las plantas para potenciar el crecimiento de las mismas.
En un método ejemplar, se producen nanoburbujas suministrando gas bajo presión a una cara de una estructura cerámica, estando dicha cara recubierta con óxido de titanio, óxido de aluminio u otro óxido metálico y teniendo la estructura un tamaño de poro de entre 0,0009-1,0 μm, de modo que el gas atraviese la estructura cerámica y emerja en forma de nanoburbujas por el otro lado de la misma, y creando un flujo de líquido en dicho otro lado de la estructura cerámica para arrastrar las nanoburbujas a medida que emergen de dicha estructura, evitando así que las nanoburbujas se fusionen para formar burbujas de mayor tamaño.
Un aparato ejemplar para generar nanoburbujas incluye una estructura cerámica porosa que tiene una primera superficie y una segunda superficie opuesta, un sistema de suministro de gas para suministrar gas bajo presión a dicha primera superficie de la estructura cerámica de modo que el gas pase a través de la estructura cerámica y emerja a través de dicha segunda superficie y un sistema de suministro de líquido para suministrar líquido bajo presión como una corriente que fluye sobre dicha segunda superficie.
La estructura cerámica puede tener forma de un tubo cerrado por un extremo y tiene una entrada de gas a presión por el otro extremo. El aparato puede incluir, además, un alojamiento alargado coaxial con dicho tubo que tiene una entrada para líquido en un extremo y una salida para líquido en el otro extremo de modo que el líquido fluya a través del canal cilíndrico definido entre el tubo y el alojamiento. La entrada al alojamiento se puede colocar de manera que el líquido fluya hacia el interior del alojamiento en un ángulo con respecto a la dirección del flujo a través del alojamiento. Se pueden proporcionar proyecciones tales como miembros helicoidales en dicho alojamiento para aumentar el flujo turbulento en el canal.
El aparato y el método para formar nanoburbujas hacen posible formar nanoburbujas utilizando una energía mínima, que tienen un diámetro de burbuja de no más de 1000 nm en una solución, en que las nanoburbujas permanecen dispersas en el soporte líquido durante uno o más meses en un estado estable bajo temperatura y presión ambiente. Se pueden producir altas concentraciones de nanoburbujas en un soporte líquido. Además, dependiendo de la naturaleza del gas dentro de las nanoburbujas, la solución que contiene las nanoburbujas puede proporcionar una activación fisiológica y/o un efecto potenciador del crecimiento en animales, plantas, organismos y/o microorganismos; un efecto letal o antiproliferativo sobre microorganismos tales como bacterias y virus; una reacción química con una sustancia orgánica o inorgánica; o una mezcla de un gas con un líquido.
Además, una gran ventaja de una composición que contiene gas transportado en las nanoburbujas es que las nanoburbujas aumentan el punto de saturación en un líquido. Las nanoburbujas de la composición aumentan el punto máximo de saturación del líquido.
Los detalles de una o más realizaciones de la invención se recogen en la descripción siguiente. Otras características, objetos y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción y de las reivindicaciones.
Breve Descripción De Los Dibujos
La FIG. 1 es una ilustración esquemática de un aparato de ejemplo para producir una composición que incluye nanoburbujas dispersas en un soporte líquido.
La FIG. 2 es una ilustración esquemática de un segundo aparato de ejemplo para producir una composición que incluye nanoburbujas dispersas en un soporte líquido.
La FIG. 3 es una ilustración esquemática de un tercer aparato de ejemplo para producir una composición que incluye nanoburbujas dispersas en un soporte líquido.
Descripción Detallada
La FIG. 1 muestra un aparato 10 ejemplar que incluye un alojamiento 12 de forma cilíndrica.
Un tubo cerámico 20, que se describirá con más detalle más adelante, se extiende entre las paredes extremas 22 del alojamiento 12 y está soportado rígidamente en ambos extremos. Entre el tubo 20 y las paredes extremas 22 están previstas estructuras de sellado 24 que incluyen juntas tóricas.
Hay una entrada al alojamiento en 26 y una salida del alojamiento en 28. Una bomba 30 está conectada a la entrada 26 y hay un regulador de presión 32 entre la bomba 30 y la entrada 26.
Una bomba de chorro 34 y un manómetro 36 están conectados a la salida 28. La función de la bomba de chorro 34 se describirá más adelante.
Una fuente 38 de gas a presión está conectada a través de un regulador de presión 40 y un medidor del flujo 42 a una entrada 44 del tubo 20. Se observará que el tubo 20 está cerrado en el extremo opuesto a la entrada 44.
El tubo 20 incluye preferiblemente un material rígido adaptado para mantener un tamaño de poro constante cuando su lumen se llena con un gas a presión. Por ejemplo, el tubo 20 puede estar hecho de un material que tenga suficiente resistencia o espesor de pared para mantener un tamaño de poro constante cuando se introduce un gas presurizado en el lumen del tubo 20. Mantener un tamaño de poro constante puede ser beneficioso para controlar el intervalo de diámetros y el diámetro medio de las nanoburbujas formadas en la composición.
El tubo 20 puede ser una membrana cerámica de un solo canal disponible comercialmente recubierta con óxidos metálicos (tales como alúmina, titania, circonia, manganeso o combinaciones de los mismos). La utilización de una membrana cerámica para la producción de nanoburbujas no se limita a forma o tamaño de estructura alguno y puede tener la forma de un monolito, tubos multicanal, etc. Se utiliza un tamaño de poro medio singular de 0,9, 1, 3, 5, 10, 30, 70, 100, 200, 250, 400, 600, 800 y 1000 nm (0,0009-1,0 micras) dependiendo del tamaño de burbuja deseado. Ejemplos de membranas cerámicas de un solo canal disponibles comercialmente recubiertas con un recubrimiento cristalino de Al2O3 o TiO<2>con un tamaño medio de poro conocido son las vendidas por Inopor GmbH. El tubo puede tener hasta 1 metro de largo, con un lumen hueco de al menos 7 mm y hasta 36 mm, en algunas realizaciones. El diámetro externo de un tubo puede oscilar entre aproximadamente 10 mm y aproximadamente 42 mm.
La bomba 30 alimenta un líquido, que habitualmente será agua, pero también podría ser un líquido orgánico, a la entrada 26. El líquido puede estar libre de tensioactivos. Se observará que la entrada 26 está en ángulo recto con la dirección del flujo a través del alojamiento 12. Esto da como resultado que el flujo en el alojamiento 12 sea turbulento. Es posible proporcionar elementos tales como un miembro helicoidal 46 en el aparato 10 (véase la FIG. 2) que se proyectan dentro del líquido que fluye y potencian la turbulencia provocada por la posición de la entrada. El tubo cerámico 20 y el alojamiento 12 también pueden estar dispuestos y espaciados respectivamente entre sí para evitar la obstrucción del líquido.
El gas bajo presión fluye desde la fuente 38 a través del regulador 40 y el medidor de flujo 42 hasta la entrada 44 del tubo 20. El gas puede ser oxígeno, aire, hidrógeno, nitrógeno, dióxido de carbono o combinaciones de los mismos. Como el tubo 20 está cerrado excepto en su entrada, el gas forzado a entrar solo puede escapar a través de los poros del tubo. Se mantiene una diferencia de presión entre la presión del gas dentro del tubo 20 y la presión del líquido fuera del tubo 20 de modo que el gas sea forzado a través de los poros del tubo. Emerge como nanoburbujas en la corriente de líquido que fluye turbulentamente en el exterior del tubo 20. Esto arrastra las nanoburbujas a medida que se forman y antes de que puedan fusionarse en burbujas grandes. La velocidad del líquido puede ser de 2,0 m/s o mayor (p. ej., al menos 2,0 m/s o 3,0 m/s).
En algunas realizaciones, la presión del gas dentro del tubo 20 está presurizada a al menos 5 psi o al menos 100 psi (0,35 bares o 6,9 bares). También se pueden utilizar presiones mayores.
La bomba de chorro 34 permite que otro líquido o gas sea aspirado a través de su entrada lateral hacia la corriente de líquido rico en nanoburbujas que fluye a través de la bomba de chorro 34 para dosificar con ello el líquido que fluye.
Haciendo referencia a la FIG. 3, otro ejemplo de un aparato 110 incluye una bomba de chorro 134 integrada en un alojamiento 112. La bomba de chorro 134 representada está situada entre una entrada 126 y una salida 128 del alojamiento 112. La bomba de chorro 134 incluye una entrada de la bomba de chorro para introducir opcionalmente un gas y una boquilla para producir un flujo de fluido a alta velocidad. La integración de la bomba de chorro 134 en el alojamiento 112 puede ser beneficiosa para reducir aún más el tamaño de las burbujas contenidas en una composición que contiene un soporte líquido y nanoburbujas. La descarga de la bomba de chorro puede producir un flujo de fluido de alta velocidad para romper y mezclar burbujas de una composición que sale por la salida 128 del alojamiento 112.
El aparato 110 (o aparato 10) produce composiciones que contienen un soporte líquido y nanoburbujas dispersas en el mismo, forzando el gas desde una entrada 144 y a través del tubo 120 a una alta velocidad. Debido a que es deseable reducir la coalescencia o el crecimiento de burbujas sobre o cerca de la superficie del tubo 120, el aparato 110 proporciona un caudal del líquido que es significativamente mayor que el umbral turbulento del líquido (p. ej., un caudal superior a 2,0 m/s). El flujo turbulento realiza dos funciones que incluyen a) cortar burbujas nacientes de la superficie del tubo 120; y b) eliminar las burbujas recién formadas en las proximidades de la superficie del tubo 120. La turbulencia dentro del alojamiento 112 del aparato 110 logra ambos objetivos. Como ejemplo, la FIG. 1 ilustra el movimiento del líquido (representado por flechas) dentro del alojamiento 112 en condiciones de flujo turbulento.
Cualquiera de las composiciones producidas por los aparatos y métodos descritos en esta memoria incluye nanoburbujas que tienen un diámetro medio inferior a 1 micra. En algunas realizaciones, las nanoburbujas tienen un diámetro medio que varía de aproximadamente 10 nm a aproximadamente 500 nm, de aproximadamente 75 nm a aproximadamente 200 nm, o de aproximadamente 50 nm a aproximadamente 150 nm. Las nanoburbujas en la composición pueden tener una distribución unimodal de diámetros, en que el diámetro medio de las burbujas es inferior a 1 micra.
Las composiciones proporcionadas en esta memoria incluyen una alta concentración de nanoburbujas dispersas en el soporte líquido. En algunas realizaciones, la composición incluye una concentración de nanoburbujas en el soporte líquido en la salida del líquido de al menos 1 x 106 nanoburbujas/ml, al menos 1 x 107 nanoburbujas/ml o al menos 1 x 108 nanoburbujas/ml.
El aparato y el método proporcionados en esta memoria pueden producir composiciones en las que el soporte líquido contiene nanoburbujas que permanecen estables a lo largo de un tiempo deseado. En algunas realizaciones, la composición proporcionada en esta memoria contiene nanoburbujas que son estables en el soporte líquido durante al menos un mes, y preferiblemente al menos 3 meses, bajo presión y temperatura ambiente.
Las composiciones que contienen nanoburbujas arriba descritas son útiles en un cierto número de aplicaciones. Debido a que las nanoburbujas son estables en el soporte líquido, pueden transportarse a largas distancias sin disolverse ni fusionarse en el soporte líquido. Además, debido a que la concentración de nanoburbujas en la composición líquida es alta, las nanoburbujas son una fuente eficaz para transportar gas a una fuente deseada. Además, con un área superficial más pequeña y una alta solubilidad, las composiciones que contienen nanoburbujas son muchas veces más eficientes para transferir gases tales como oxígeno al líquido que la aireación convencional.
Una aplicación implica el tratamiento de agua en el que la composición que contiene nanoburbujas dispersas en un soporte líquido se transporta a una fuente de agua que necesita tratamiento. Ejemplos de aguas que pueden tratarse incluyen aguas residuales, agua con deficiencia de oxígeno, agua potable y agua de acuicultura. En el caso del agua potable, la nanoburbuja se puede utilizar para crear agua potable. Las nanoburbujas también se pueden utilizar en agua potable carbonatada.
Una aplicación de tratamiento de agua particularmente útil implica la remediación ambiental del agua. Debido a que las nanoburbujas tienen una vida útil prolongada en el agua y un importante potencial de mezcla, las composiciones pueden utilizarse para remediar el equilibrio ecológico de lagos, ríos y océanos. Enriquecer los cuerpos de agua con abundante oxígeno puede ayudar a restaurar la actividad aerobia beneficiosa que descompone los lodos, el sulfuro de hidrógeno, las toxinas del entorno y los organismos patógenos.
Otra aplicación implica el transporte de líquidos tal como petróleo crudo o fluidos de perforación a través de tuberías. A menudo, estos líquidos son viscosos y deben transportarse a distancias importantes. La composición que contiene nanoburbujas dispersas en un soporte líquido se puede combinar con el líquido para crear una composición bombeable que tiene una viscosidad que es menor que la viscosidad del líquido para crear una composición bombeable que se puede transportar a través de una tubería hasta un destino deseado.
Otra aplicación implica el tratamiento de raíces de plantas para fomentar el crecimiento de las plantas. Por ejemplo, la composición que contiene nanoburbujas dispersas en un soporte líquido se puede combinar con otro líquido para crear una composición enriquecida con oxígeno que luego se aplica a las raíces de las plantas. De manera similar, las composiciones que contienen nanoburbujas en un soporte líquido se pueden usar en acuicultura para crear un entorno hiperóxico que fomente el desarrollo de peces y crustáceos.
Otra aplicación implica mejorar la transferencia de calor. Por ejemplo, calentar o enfriar líquidos inyectados con composiciones que contienen nanoburbujas en un soporte líquido puede crear velocidades más rápidas de cambios de temperatura en esos líquidos. Una aplicación ejemplar no limitante incluye una aplicación de torre de enfriamiento.
Otra aplicación implica el uso de composiciones que contienen nanoburbujas en un soporte líquido para la esterilización. A medida que las nanoburbujas colapsan, el oxígeno del aire se activa y forma moléculas tales como O<3>y OH-. Estas moléculas son potentes esterilizadores que pueden utilizarse para destruir organismos patógenos y determinados compuestos orgánicos volátiles.
Otra aplicación implica la conservación de tejidos. La combinación de la composición de nanoburbujas con células de tejido puede preservar las células incluso después de la congelación.
Otra aplicación implica la vaporización. Las composiciones que contienen nanoburbujas dispersas en un soporte líquido tienen un mayor potencial de vaporización que el agua ordinaria. Por lo tanto, la combinación de agua en torres de enfriamiento con composiciones de nanoburbujas puede potenciar la vaporización del agua de las torres de enfriamiento y mejorar la eficiencia de los procesos de enfriamiento asociados.
Otra aplicación implica el uso de composiciones de nanoburbujas para tratar membranas o pozos geotérmicos. Cuando las membranas o los pozos geotérmicos se exponen continuamente a las composiciones que contienen nanoburbujas en un soporte líquido, las composiciones pueden evitar la acumulación de contaminantes en la membrana o en la superficie del pozo geotérmico. Esto se debe al hecho de que las nanoburbujas están cargadas negativamente y pueden formar estructuras geométricas (p. ej., celosías) en la membrana o en la superficie del pozo geotérmico que excluyen determinados contaminantes, tales como sal o contaminantes orgánicos.
Se ha descrito un cierto número de realizaciones de la invención. Sin embargo, se entenderá que se pueden realizar diversas modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Por consiguiente, otras realizaciones están dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Un método para producir una composición que comprende nanoburbujas dispersas en un soporte líquido utilizando un aparato, comprendiendo el aparato
(a) un alojamiento (12) alargado que comprende un primer extremo y un segundo extremo (22), definiendo el alojamiento (12) una entrada (26) del líquido, una salida (28) del líquido y una cavidad interior adaptada para recibir el soporte líquido desde una fuente de líquido; y
(b) un miembro (20) permeable a los gases dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad interior del alojamiento (12), comprendiendo el miembro (20) permeable a los gases un extremo abierto (44) adaptado para recibir un gas presurizado desde una fuente de gas (38), un extremo cerrado, y una pared lateral porosa que se extiende entre los extremos abierto y cerrado que tiene un tamaño de poro medio no mayor que 1,0 μm, definiendo el miembro (20) permeable a los gases una superficie interior, una superficie exterior y un lumen,
estando dispuesta la entrada de líquido (26) del alojamiento (12) para introducir el soporte líquido desde la fuente de líquido en la cavidad interior del alojamiento (12) en un ángulo que es generalmente ortogonal a la dirección del flujo de líquido a través del alojamiento (12),
estando configurados el alojamiento (12) y el miembro (20) permeable a los gases de tal manera que el gas presurizado introducido en el lumen del miembro (20) permeable a los gases es forzado a través de la pared lateral porosa del miembro (20) permeable a los gases y sobre la superficie exterior del miembro (20) permeable a los gases en forma de nanoburbujas a medida que el soporte líquido procedente de la fuente de líquido fluye paralelo a la superficie exterior del miembro (20) permeable a los gases desde la entrada (26) del líquido hasta la salida (28) del líquido, formando una composición que incluye el soporte líquido y las nanoburbujas dispersas en el mismo; comprendiendo dicho método;
introducir el soporte líquido desde la fuente de líquido en la cavidad interior del alojamiento (12) a través de la entrada (26) del líquido del alojamiento a un caudal que crea un flujo turbulento en la superficie exterior del miembro (20) permeable a los gases; e
introducir el gas presurizado desde la fuente de gas (38) en el lumen del miembro (20) permeable a los gases a una presión de gas seleccionada de manera que la presión dentro del lumen sea mayor que la presión en la cavidad interior del alojamiento (12), forzando con ello el paso del gas a través de la pared lateral porosa y formando nanoburbujas en la superficie exterior del miembro (20) permeable a los gases,
en donde soporte líquido que fluye paralelo a la superficie exterior del miembro (20) permeable a los gases desde la entrada (26) del líquido hasta la salida (28) del líquido elimina nanoburbujas de la superficie exterior del miembro (20) permeable a los gases para formar una composición que incluye el soporte líquido y las nanoburbujas dispersas en el mismo.
2. Un método para tratar agua, que comprende:
generar una composición que comprende nanoburbujas dispersas en un soporte líquido utilizando el método de la reivindicación 1; y
transportar la composición a una fuente de agua que necesita tratamiento.
3. Un método para transportar un líquido a través de una tubería, que comprende:
generar una composición que comprende nanoburbujas dispersas en un soporte líquido utilizando el método de la reivindicación 1;
combinar la composición con un líquido para crear una composición bombeable que tiene una viscosidad menor que la viscosidad del líquido; y
transportar la composición bombeable a través de una tubería hasta un destino deseado.
4. Un método para suministrar un líquido a las raíces de las plantas para fomentar el crecimiento de las plantas, comprendiendo el método:
generar una composición que comprende nanoburbujas dispersas en un soporte líquido utilizando el método de la reivindicación 1;
combinar la composición con un líquido para crear una composición enriquecida con oxígeno; y
aplicar la composición a las raíces de las plantas para fomentar el crecimiento de las plantas.
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