NL1026261C2

NL1026261C2 - Sproei inrichting met een nozzleplaat voorzien van structuren ter bevordering van self-breakup, een nozzleplaat, alsmede werkwijzen ter vervaardiging en toepassing van een dergelijke nozzleplaat.

Info

Publication number: NL1026261C2
Application number: NL1026261A
Authority: NL
Inventors: Iwan Rutger Heskamp; Wietze Nijdam; Jeroen Mathijn Wissink; Christiaan Haldir Goeting; Cornelis Johannes Maria V Rijn; Gerrit Jan Veldhuis
Original assignee: Nanomi B V
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2005-11-28
Also published as: US8100348B2; EP1755773B1; DK1755773T3; WO2005115599A1; ATE473801T1; CN100563806C; US20070227591A1; CN1968737A; ES2348954T3; EP1755773A1; DE602005022309D1

Description

Sproei inrichting met een nozzleplaat voorzien van structuren ter bevordering van self-breakup, een nozzleplaat, alsmede werkwijzen ter vervaardiging en toepassing van een dergelijke nozzleplaat.

/ ; r 1-1

De uitvinding heeft betrekking op een sproei inrichting met een verbeterde nozzleplaat, in het bijzonder 51 met nozzle diameters tussen 0,1 en 50 micrometer, voor het maken van kleine vloeistofdruppeltjes in een vloeistof (emulsie) met een zeer smalle druppelgrootte verdeling of voor kleine gasbelletjes in een vloeistof (schuim) met een zeer smalle helgrootte verdeling, voor beide gevallen met typische afmetingen tussen 0,1 en 50 micrometer 10 De prestatie van veel sproei inrichtingen kan verbeterd worden, indien de nozzleplaat in staat is zeer kleine nagenoeg monodisperse druppeltjes te maken. Een voorbeeld is de sterke verbetering in de stabiliteit van een emulsie (olie/water, water/olie) indien alle druppeltjes van gelijke grootte zijn. Als tweede voorbeeld kan genoemd worden de verbetering van textuur en reologie van vele schuimen in de zuivelindustrie indien in dit schuim zeer kleine en gelijke gasbelletjes zijn opgenomen 15

Een bekende manier om een monodisperse emulsie (of schuim) te maken is ‘cross-flow emulsificatie’, waarbij een te dispeigeren medium (disperse fase) door een nozzleplaat met cirkelvormige uittree-openingen wordt gedrukt, terwijl een continue cross-flow fase met een zekere snelheid dwars op de uittree openingen van de nozzleplaat wordt geleid. De langsstromende continue fase oefent hierbij een 20 afschuiflcracht uit op de disperse fase die uit de nozzleplaat komt, waardoor druppeltjes van de disperse fase bij een zekere grootte worden afgebroken en in de continue fase worden opgenomen De uiteindelijke grootte van de druppeltjes wordt mede bepaald door de snelheid van de langsstromende continue fase, druppel diameters zijn hierbij 2 tot 20 maal de diameter van de cirkelvormige uittreeopening in de nozzleplaat. Naast de variatie in de druppeldiameter met de methode van cross-flow 25 emulsificatie is het vaak omslachtig een cross-flow van de continue fase te bewerkstelligen.

Volgens een eerste inzicht van de uitvinding kan de sterkte van de flow bij cross flow emulsificatie worden gereduceerd door de nozzle doorsneden (primaire nozzle vormen) niet axisymmetrisch te maken, zoals ellipsachtige of veelhoekige structuren. Hierdoor worden extra lokale grensvlak-30 spanninggradienten in de zich vormende druppel geïntroduceerd om uiteindelijk een afsnoeren van druppels te bewerkstelligen dan wel te versnellen. Op deze wijze is het mogelijk een relatief monodisperse breakup te realiseren, waarbij de benodigde cross-flow snelheid voor break-up sterk verkleind is en mogelijk naar (bijna) nul kan worden teruggebracht.

1 026261 -_ _ 2 i ι

Deze methode is nog wel afhankelijk van de externe krachten uit de continue fase die op de vloeistof drukken, en daardoor zeer gevoelig onder andere voor de bewegingen van de continue fase. Hierdoor is deze methode met eenvoudig voldoende stabiel uit te voeren en tevens blijkt het afsnoeiproces relatief langzaam Dit laatste komt onder andere door de beperkte stroming van continue fase (Breakup vindt 5 plaats op grenslaag in laminaire stroming) dicht bij het oppervlak van de nozzleplaat Bij reduceren van de cross-flow komt de snelheid van disperse fase door de nozzle voor een stabiele breakup opbrengst met nozzles met een niet axisymmetrische doorsnede niet boven de 0 1 -1 mm per seconde uit

Een hoofd inzicht volgens de uitvinding is om de breakup nog beter te controleren en te versnellen door 10 de breakup van de druppeltjes niet op het grensvlak van de nozzleplaten en de continue fase, maar reeds in de nozzle zelf te laten plaatsvinden Door dit inzicht, hier genaamd self-breakup, ode wel genaamd auto-breakup, wordt het mogelijk een disperse fase op te breken in monodisperse druppeltjes, zonder afhankelijkheid van de effecten ‘buiten’ de nozzle, zoals het aanbrengen van een cross- flow. Self-breakup in de nozzle kan worden bevorderd door het aanbrengen van secundaire structuren in de nozzle 15 doorsnede die de aanvoer van continue fase in de nozzle mogelijk maken. Dit inzicht is mede ingegeven door computersimulaties en door waarneming dat de zich vormende druppel altijd nagenoeg de uittreeopening van de nozzle afsluit, waarbij de instroom van continue fase in de nozzle is verhinderd.

Optisch waarnemen van het self-breakup proces binnenin de nozzles tijdens het breakup proces is met 20 de huidige stand der techniek problematisch zonder het self-breakup proces te vertoren. Mede hierdoor is self-breakup ook onderzocht en ontworpen door het gebruik te maken van zeer geavanceerde computer simulaties met CFD (computational fluid dynamics) modellen, waarbij deze modellen alle belangrijke effecten en modellen die een rol spelen bij Fluid Dynamics, specifiek Fluid Breakup Dynamics, meeneemt. De resultaten van deze CFD simulaties komen goed overeen met de in 25 experimenteel werk waargenomen resultaten, in de vorm van druppel afmetingen en snelheden, van self-breakup. De CFD simulaties hebben tevens bijgedragen in de ontwikkeling van hierna genoemde mathematische modellen

Self-breakup is een dynamisch prooes, waarbij het oppervlak van een bepaalde hoeveelheid disperse fase 30 in de nozzle door verstoringen aan dit oppervlak instabiel wordt en oppervlaktegolven met golflengtes groter dan de omtrek van de primaire nozzle vorm kunnen groeien. (In het geval van een ronde primaire vorm is dit een golf met lengte 2n maal de straal van de nozzle.) De golven hebben een vorm waarbij in de disperse fase in de primaire vorm een nek en in de druppel een verdikking groeit. De drijvende kracht is de oppervlaktespanning die indien de continue fase het instabiele punt kan bereiken ervoor zorgt dat 1 0262 61 - 3 de disperse fase kan opbreken in druppels teneinde de potentiële energie van het systeem te minimaliseren, waarbij de effecten buiten de nozzle, zoals cross-flow, geen rol meer spelen. De specifieke oppervlakte golf met de grootste groeisnelheid zal de dominante golf zijn die de uiteindelijke vorm bepaald. De grootste groeisnelheid, en daarmee de plaats waar de vloeistofnek zich gaat vormen S »1 waar de disperse fase uiteindelijk opbreekt, wordt bepaald door een verbinding met de minste vloeistofweerstand vanaf de continue fase door de secundaire nozzle naar het primaire nozzle kanaal.

Aan de nozzleplaat zijn specifieke eigenschappen toegevoegd die er op gericht zijn het opbreken van een disperse fase in een continue fase volgens self-breakup te laten verlopen. De uitvinding heeft hierdoor 10 betrekking op een nozzleplaat met eigenschappen die het opbreken van de disperse fase in disperse druppeltjes ‘automatisch’ (self-breakup) laten verlopen.

De uitvinding beoogt derhalve te voorzien in een sproei inrichting die druppels of bellen produceert, waarbij het gebruik van een cross-flow niet noodzakelijk is, terwijl tevens een nagenoeg monodisperse 15 druppelverdeling verkregen kan worden. De uitvinding heeft hiertoe onder meer het kenmerk, dat uittree openingen in de nozzleplaat een zekere diepte (lengte) en een doorsnede hebben. Verder heeft de doorsnede een primaire vorm (bijvoorbeeld rond) en ten minste één secundaire vorm (bijvoorbeeld een rechthoek) waarbij de afmetingen van de secundaire vorm aanzienlijk kleiner kunnen zijn dan van de primaire vorm De primaire en secundaire vorm worden gekarakteriseerd door hun effectieve diameter 20 die wordt gedefinieerd door de met de betreffende doorsnede corresponderende bubble-point

Laplacedruk voor de disperse fase volgens cL^y/Pi Hierbij wordt uitgegaan van non-wetting condities voor de disperse fase Op het moment dat de non-wetting conditie niet geheel is bereikt, moet grensvlakspanning gamma worden vermenigvuldigd met de cosinus van de resulterende contacthoek tussen nozzleplaat, disperse fase en continue fase, zoals gangbaar volgens de formule van Young. De 25 effectieve straal wordt gedefinieerd door de helft van de effectieve diameter.

De uitvinding wordt verder gekenmerkt doordat de nozzlediepte minimaal groter is dan de effectieve straal van de primaire vorm. Bij voorkeur loopt de secundaire vorm door in de richting van het primaire nozzle kanaal over een afstand van 1 tot 5 maal de effectieve straal van de primaire vorm. Volgens de uitvinding vindt het transport van het te dispeigeren medium voornamelijk plaats via de primaire vorm, 30 terwijl de secundaire vorm de instroom van continue fase in de primaire vorm vergemakkelijkt waardoor het opbreken van het te dispeigeren medium in de nozzle mogelijk wordt gemaakt Verder is een belangrijke eigenschap van de doorsnede dat de instroom van continue fase in de secundaire vorm niet wordt belemmerd door de generatie van disperse druppeltjes aan de primaire vorm. Om de snelheid, en daarmee de flux van de nozzleplaat te maximaliseren zijn alle secundaire vormen in aantal en 1 026261 - 4 oppervlakte zo gekozen dat voor de continue fase de totale instroom stromingsweerstand van alle secundaire vormen behorend bij een primaire vorm kleiner is dan de uitstroom stromingsweerstand van i de primaire vorm voor de disperse fase. Voorts is het systeem van nozzleplaat, continue fase ai disperse ' ' I fase bij voorkeur zo ingesteld dat de continue fase de nozzle plaat in ieder geval beter kan wetten i ; 5 (wetting) dan de disperse fase de nozzleplaat kan wetten. In het ideale geval kan de continue fase de nozzleplaat volledig wettel en de disperse fase de nozzleplaat geheel niet wetten (non wetting). Om dit in de praktijk te vergemakkelijken kunnen aan de continue en/of disperse fase stoffen worden toegevoegd die de contacthoek tussen de continue fase en nozzleplaat verkleinen, zoals specifieke surfactants of eiwitten in geval van vloeistof Verder kan het bevorderlijk zijn het nozzle en/of het 10 nozzleplaatoppervlak te coaten met een materiaal met de gewenste wettingeigenschappen.

Door speciale maatregelen om verstorende effecten te reduceren, teneinde de breakup stabiel te laten plaatsvinden, zoals het ontgassen van het water en het geforceerd af voeren van gevormde druppels of bellen, kan het gebruik van een emulsiefier/stabilisator (bijvoorbeeld SDS, TWEEN etc) aanwanlijlr worden gereduceerd. Voor self-breakup is emulsiefier niet essentieel en kan zelfs tot (bijna) nul worden 15 teruggebracht, voor stabiliteit van de gevormde druppels (of bellen) na de self-breakup zijn deze stabilisatoren vooralsnog wel noodzakelijk, echter in kleinere hoeveelheden dan gebruikelijk bij poly disperse druppel verdelingen. In het geval van self-breakup van gassen in vloeistoffen zijn na de self-breakup stabiliserende toevoegingen in de continue fase noodzakelijk ter voorkoming van oplossen van gas in vloeistof of het diffunderen van gassen door de vloeistof naar grotere (gas)bellen.

20

De uitvinding berust op een inzicht dat mede verkregen is met computersimulaties en experimenten, en welk inzicht met mathematische formules uitgedrukt kan worden. In de uitgangssituatie is de nozzleplaat aan beide zijden gevuld met continue fase en de disperse fase wordt vervolgens door middel van het opleggen van een overdruk tussen disperse en continue fase, die minstens hoger is dan de benodigde 25 transmembraandruk behorende bij de specifieke geometrie van de primaire vorm van de nozzleplaat, in de primaire vorm gedwongen. Het drukverschil tussen de druk om de grensvlakspanning tussen de disperse fase en continue fase in de primaire vorm van de nozzleplaat te overwinnen en de aangebrachte overdruk op de disperse fase wordt omgezet in kinetische energie en wrijving, en zorgt voor een beweging van de disperse fase door de primaire vorm in de richting van de continue fase.

30 Het grensvlak tussen continue en disperse fase beweegt zich daardoor geheel naar de uittreeopening van de nozzleplaat. Eenmaal buiten de uittree opening van de nozzle is de disperse fase niet ingeklemd door de wandal van de primaire vorm van de uittreeopening en zal het grensvlak een bol vorm aannamen waarbij de (Laplace-) druk in de gevormde druppelvorm afiieemt ten opzichte van de situatie in de primaire vorm door afhemende kromming van het oppervlak van de groeiende druppel.

1 0262 61 - 5

Het mathematische self-breakup model gaat uit van een primaire ronde nozzlevorm ai volledig bdvormige druppel aan de buitenzijde, alleen daartoe beperkt om het effect weer te kunnen geven. Niet ' i· ronde vormei zoals bijvoorbeeld rechthoeken of vierkanten geven analoge resultaten, waarbij dan tl, ; gewerkt moet worden met de effectieve nozzle diameter en straal. Indien de druppel die buiten de uittree ί 1 ' 5 opening kan groeien een straal heeft ter grootte r* en de cilindervormige primaire vorm heeft een straal r„, dan is het dmkverlies, uitgaande van non-wetting condities, tussen de bol en de cilinder middels de γ 2 y

Laplacedruk gelijk aan ΔP,rr,... =----—. (Op het moment dat de wetting / non wetting conditie niet rn Td

geheel is bereikt, moet grensvlakspanning gamma worden vermenigvuldigd met de cosinus van de resulterende contacthoek tussen nozzleplaat, disperse &se en continue fase, zoals gangbaar volgens de 10 formule van Young.) Tijdens het groeien van de druppel neemt de druk nabij de nozzle uittreeopening af, en ontstaat er een drukgradiènt van de druk in de nozzle P„ naar de druk op de disperse fase P (transnozzle druk). Vanaf het moment dat op afstand k*r„, met k een getal tussen 1 en 5, in de nozzle de druk is verlaagd tot de Laplacedruk van de nozzle uittreepopening, P„, is de vloeistofkolom over die afstand instabiel, en zal een oppervlaktegolf met golflengte minstens gelijk aan k*rm de breakup 15 uizetten Op dat moment geldt voor een remde primaire vorm met lengte L

P p y 2r krn(P-Pd)

* * rn rd L

waaruit een minimale straal voor de druppel kan worden afgeleid.

{-·-¥] ^ i-OLp yl waarbij P minstens groter dan de Laplacedruk behorende bij de primaire vorm van het nozzlekanaal 20 dient te zijn. De straal is alleen gelijk aan de formule indien de self-breakup voldoende snel plaatsvindt. Bij afwezigheid van, of te kleine secundaire vormen, nodig om de instroom van continue fase in de primaire vorm te bewerkstelligen, kan het breakup proces niet, respectievelijk vertraagd optreden, waarbij de vloeistofstroom onverminderd doorgaat en waardoor de druppel groeit tijdens het ontwikkelen van de nek. Voor een minimale afschatting van de snelheid van een niet-vertraagde breakup 25 zelf kan de breakup van een oneindige cilinder genomen worden die in druppels opbreekt onder invloed van de oppervlaktespanning, dichtheid en viscositeit. Deze breakup tijd is volgens een eerste schatting l/μ, waarbij μ wordt gegeven door 1 0262 61 - 6 ,,=t(*2L)''« + ®Zk.r r r waarbij p de soortelijke dichtheid is van de continue fase.

Het is af te schatten met de inzichten volgens de uitvinding dat de niet-vertraagde breakup tijd l/μ (s) klein genoeg is om een acceptabel throughput te verkrijgen bij de relevante disperse/continue fase 5 materiaal combinaties en geometrische parameters,

Belangrijk kenmerk van de uitvoeringsvormen van de nozzleplaten is dan ode deze continue fase instroom te maximaliseren en zodoende de tijd die de breakup zelf in beslag neemt te minimaliseren Uit deze formule is tevens af te lezen dat de druppel niet meer afsnoert en de straal oneindig groot wordt, als

yL

10 de druk P een bepaalde druk overschrijdt, te noemen =—— Deze druk is de maximaal toe te passen druk pp de disperse fase; op het moment dat de aangelegde druk deze waarde overschrijdt, zal self-breakup niet meer optreden Druk waarden die in de buurt van deze druk liggen resulteren snel in grote druppelstralen rd ten opzichte van r„.

Voorts kan met de ingevoerde begrippen een afschatting gemaakt worden van de maximale snelheid v IS waarmee disperse fase door de nozzle gevoerd kan worden waarbij nog break-up van druppels kan plaatsvinden door voldoende en snelle aanvoer van continue fase in de nozzle door deze af te schatten

O y*T

met behulp van de relatie van Hagen-Poiseuille (R-κ, - —7—). Dit levert voor de maximale snelheid de 7tr\

1 Y

relatie v„ = —— 8*17 20 Voorkeursuitvoeringsvormen voor toepassing van de werkwijze met een geschikte nozzleplaat, die een groot voordeel bieden zijn achtereenvolgens.

Een nozzleplaat, waarbij de primaire structuur een lengte (diepte) heeft die groter is dan de lengte (diepte) van de secundaire structuur Hierdoor wordt de instroom van de disperse fase in de secundaire 25 structuur tegengegaan.

Een nozzleplaat, waarbij de effectieve diameter van de secundaire doorsnede kleiner is dan een tot vijf maal de effectieve diameter van de primaire doorsnede, heeft tot voordeel dat de disperse fase ook bij 1 02 62 61 - 7 transmembraan drukken die veel groter zijn dan de Laplace druk (zoals berekend voor de primaire structuur) niet in de secundaire structuren kan komen.

Een nozzleplaat, waarbij de secundaire vormen in aantal en oppervlakte zo gekozen dat voor de continue S fase de totale instroom stromingsweerstand van alle secundaire vormen behorend bij een primaire vorm kleiner is dan de uitstroom stromingsweerstand van de primaire vorm voor de disperse fase, heeft het voordeel dat de stromingsweerstand van de secundaire structuur relatief laag blijft, en zo geen belemmering vormt voor het break-up proces 10 De primaire en secundaire structuren van de nozzlekanalen kunnen ook overlangs op een nozzleplaat worden aangebracht, waarbij de disperse fase in het primaire nozzle kanaal via een of meerdere secundaire zeer kleine openingen eenvoudig in direct contact kunnen treden met de continue fase ter hoogte van het breakup punt. De druppelvorming verschijnt dan uit een primaire grote opening. Door deze uitvoeringsvorm wordt de padlengte en daarmee de stromingsweerstand van de continue fase naar 15 het breakup punt geminimaliseerd en wordt extra ontwerpvrijheid verkregen doordat de uittreeopening kan verschillen van de primaire vorm. Daarnaast geeft deze uitvoeringsvorm de mogelijk om de primaire vorm over de nozzle lengte te variëren hetgeen ook extra ontwerpvrijheid bied.

Een nozzleplaat en nozzle voorzien van een nano- of microruwe (poreuze) coating, heeft het voordeel 20 dat een betere non-wetting van de disperse fase wordt verkregen, doordat een lotus effect wordt gerealiseerd en de contactlijn tussen disperse fase en nozzle wand wordt gebroken Dit gaat vervuiling tegen en vergroot daarmee de betrouwbare bedrijfsduur.

Een nozzleplaat, waarbij de secundaire vorm zelf microporeus is, heeft ook bovengenoemd voordeel met 25 als extra dat nu continue fase aanvoer door de microporeuze structuur gaat plaatsvinden.

Een nozzleplaat, waarbij de continue fase via een microporeuze structuur in de nozzle wordt gebracht tijdens het break-up proces kan worden bewerkstelligd door een externe druk aan te bieden in de nozzleplaat zelf Dit bewerkstelligen is makkelijker indien een aanzienlijk deel van de gehele nozzleplaat 30 een microporeuze structuur heeft

Voor een nozzleplaat zullen structuren die de secundaire vorm definiëren met een bij voorkeur spitse vorm of structuur, waarbij bijvoorkeur rechte benen een onderlinge hoek kleiner dan 90graden maken, 1 02 62 61 - 8 op het raakvlak met de primaire structuur, de indringing van disperse fase in de secundaire structuur tegengaan ' i Wanneer een nozzleplaat wordt voorzien van een nano- ofiotuscoating of structuur, waarbij de coating tij de wetting van de disperse fase tegengaat, zal versmering van de disperse fase aan het ; 5 nozzleplaatoppervlak alsmede indringing van de disperse fase in de secundaire structuren worden tegengegaan. Een dergelijke coating kan bestaan uit koolstof, koolstofachtige verbinding»), metalen, keramische materialen, metaaloxides, polymeren, SAM’s of combinaties van eerder genoemde materialen.

10 Een nozzleplaat met nozzles, welke uitsteken boven een oppervlak van de nozzleplaat (schoorsteen), heeft ook het voordeel dat de disperse fase minder eenvoudig kan versmeren over het nozzleplaatoppervlak, waardoor de bedrijfsvoering trefzekerder wondt. Bij voorkeur hebben deze uitstekende nozzles aan het zij oppervlak ten minste een opening bestemd voor directe aanvoer van continue fase. Deze opening(en) is (zijn) bij voorkeur op een afstand van ongeveer 1 tot 5 maal de 15 effectieve straal van de primaire nozzlevorm onder de uittreeopening van de primaire nozzlevonn aangebracht Deze laatste uitvoeringsvorm heeft als voordeel dat de stromingsweerstand van de continue fase in de nozzle geminimaliseerd is, waardoor hoge disperse fase snelheden met self-breakup gedrag mogelijk worden. Zeer goede resultaten zijn geboekt met nozzlevonnen waarbij de primaire structuur een veelhoek en de secundaire structuur een driehoekige structuur vormt.

20 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is het uistekende stuk van de nozzle poreus om de aanvoer van continue fase verder te vergemakkelijken. Een bijzondere uitvoeringsvorm hiervan bestaat uit een bundel poreuze holle buizen, capillairen of fibers Bijvoorkeur een ingekort capillair membraanfiher.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van de secundaire vorm heeft het kenmerk dat de nozzleplaat rondom de 25 nozzles tenminste is voorzien van een microporeuze laag met een zeer lage stromingsweerstand die het binnendringen van continue fase in de nozzles vergemakkelijkt Dergelijke microporeuze lagen en/of complete nozzleplaten kunnen worden verkregen op velerlei wijzen, waaronder bijvoorbeeld met behulp van een fase-scheidingsproces, zoals gebruikelijk bij de vervaardiging van polymere fihratiemembranen.

30 Een bijzondere uitvoeringsvorm is stapeling/oprollen van een gestructureerde poreuze laag bij voorkeur een laag met een lijnenpatroon. Eventueel in combinatie met al dan niet gestructureerde lagen van andere materialen.

i 02 62 61 - 9

Een bijzondere uitvoeringsvorm is een nozzleplaat waarbij de uittree openingen van de nozzles dusdanig dicht bij elkaar zijn geplaatst dat naburige druppels elkaar voelen. Voor een druppel uit een gegeven centrale nozzle, vormen de druppels uit de naburige nozzles die op dat moment gegenereerd worden als het ware een begrenzende nozzle waarbij tussen de verschillende druppels inherent een secundair pad S aanwezig is waardor de instabiele druppels kunnen afbreken

De uitvinding is niet beperkt tot de gegeven uitvoeringsvoorbeelden. Volgens het inzicht van de uitvinding zijn zeer veel variaties mogelijk.

10 De uitvinding en uitvoeringsvormen zijn niet beperkt tot het maken van emulsies. Volgens het inzicht van de uitvinding kan evengoed schuim worden vervaardigd.

De uitvinding is niet beperkt tot een constante primaire en secundaire vorm over de nozzlelengte. Variatie van deze vormen over de nozzle lengte, zoals bijvoorbeeld tapering, kunnen een positief 15 invloed hebben op maakbaarheid of functioneren..

Uiteraard kan de disperse fase in meerdere verschillende vloeistofstromen aan de nozzle worden aangeboden of kan de aangeboden disperse fase uit meerdere fasen bestaan, teneinde bijvoorbeeld geëncapsuleerde emulsies te maken of ter verkrijging van meerdere componenten in een druppel of een 20 gasbel, zoals bijvoorbeeld dubbelemulsies

De met de uitvinding vervaardigde emulsies zijn bij uitstek geschikt voor het verkrijgen van monodisperse microbolletjes. Hierbij kunnen diverse uit de literatuur bekende methoden worden aangewend om de disperse druppels te laten uitharden en de gewenste textuur te geven 25

Self-breakup in de nozzle treedt op door de specifieke drukgradiënt binnenin de nozzle op te leggen. De vereiste drukgradiënt kan op velerlei andere wijzen worden aangebracht, bijvoorbeeld door aan de aanvoerzijde een periodiek drukprofiel aan te bieden tussen de disperse en de continue fase, waarbij bij iedere periode een of meer druppels af gesnoerd worden waarbij nauwkeurige afstemming van 30 breakupfrequentie en aanstuurffequentie noodzakelijk is.

Ook kunnen zeer veel maatregelen getroffen worden aan de nozzleplaat, bijvoorbeeld door het opnemen van actieve of passieve klepconstructies of het toepassen van elastische materialen.

10262 61 - 10

De potentiële (doorzet)opbrengst per nozzleplaatoppervlak is veel hoger dan met conventionele methoden Bijvoorbeeld olie met een viscositeit η van 0 05 Pa.s (50xwater) en een oppervlaktespanning f γ van 10 milliN/m heeft voor een ronde primaire nozzle doorsnede een =8 mm/s. Een nozzleplaat I met een porositeit van 10 % heeft dan een gedispergeerde opbrengst van ongeveer 2900 liter/m2/uur.

i 1 '

·; ’S

Een ander groot voordeel van deze uitvinding is dat nozzleplaten met een hogere porositeit kunnen worden gebruikt dan bij cross-flow toepassingen (waarbij de gevormde deeltjes vaak 5-10 maal de porie diameter hebben), omdat de gevormde deeltjes niet veel groter zijn dan de primaire structuur, waardoor de kans op coalescentie van naburige deeltjes zeer klein wordt.

10

De kenner zal begrijpen dat de nozzleplaat met behulp van verschillende technologieën en technieken kan worden vervaardigd. Niet uitputtend kan dit bijvoorbeeld met behulp van Micro Systeem Technologie, fasescheidingstechnolpgie op mallen, laser drilling, hot embossing, elektrofbrmering, en mechanisch perforeren. Ook kan gebruik worden gemaakt van fotogevoelig polyimide of SU-8.

15

Nozzleplaten volgens de uitvinding kunnen ook ingezet worden voor industriële productie van emulsies, schuimen en microbolletjes voor onder meer voedingsachtige, farmaceutische, cosmetische en chemische toepassingen.

Naast vele andere toepassingen bijvoorbeeld voor zachte en goed smeerbare cosmetische producten, 20 algemene smeermiddelen voor een verminderde wrijving, voedingssupplementen, time-release medicijnen, ge-encapsuleerde medicijnen, medische contrastvloeistoffen, lijmen, self-healing beton, spacer bolletjes, magnetische deeltjes, polystyreen bolletjes, enkel en dubbel kleurige functionele deeltjes in E-ink, functionele inkten, toners, fluorescente deeltjes alsmede ook vloeibare kristal toepassingen. Voor toevoegingen in verven en coatings voor verbeterde corrosie eigenschappen, optimale bedekking, 25 verbeterde optische eigenschappen, verbeterde slijtage, verbeterde vuleigenschappen, verlaagde viscositeit etc. Voor monodisperse schuimen, emulsies en dubbele emulsies voor voedingsprodukten waaronder zuivelproducten zoals room en mayonaise en magere melk en voor de vervaardiging van fruitdranken. Verder voor homogenisatie van preemulsies (bijv. vetdeeltjes in melk) alsmede ook voor de vele sproeidroog toepassingen.

30 Ook kunnen mono disperse polymere, keramische of metaalachtige microdeeltjes onder meer worden toegepast voor geoptimaliseerd warmte- en massatransport, optimale oplading, vulling met functionele materialen, hogere selectiviteit, verbeterde stabiliteit etc.

Tenslotte noemen we nog het verbeteren van de oppervlakte eigenschappen van materialen.

! 026261 - 11

Figuuibesdirijving / * i‘ i * ,

De uitvinding zal thans worden beschreven aan de hand van de figuurbeschrijving, alsmede een aantal '! '5 computersimulaties en experimenten volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont ecu doorsnede van een voorkeursuitvoeringsvorm van een nozzlevorm met een primaire nozzlevorm 1 en secundaire nozzlevormen 2. In dit voorbeeld is de primaire nozzlevorm rand, uiteraard kan deze vorm anders gekozen worden, bijvoorbeeld een rechthoek, een veelhoek, een ellips, een cirkel 10 etc. De secundaire vorm kan ook gekozen worden uit een veelvoud van vormen en is in dit voorbeeld afgebeeld met een spitse structuur 3 die de primaire nozzlevorm definieert. De secundaire nozzlevormen van naast elkaar liggende nozzlevormen kunnen met elkaar verbonden zijn om zo de vloeistofweerstand van de secundaire nozzlevormen zo klein mogelijk te houden.

15 Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede van een voorkeursuitvoeringsvorm van een nozzlevorm. In dit voorbeeld is de diepte (lengte) 5 van de secundaire vorm kleiner gekozen dan de diepte (lengte) 4 van de primaire vorm. De diepte van de secundaire nozzlevorm is kleiner of gelijk aan de diepte van de primaire nozzlevorm.

20 Figuur 3 toont een perspectivisch overzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van een nozzle vorm met een primaire nozzlevorm en secundaire nozzlevormen. In dit voorbeeld ligt de nozzleuitgang gelijk met het omliggende oppervlak 6 De primaire nozzlevorm wordt bijvoorkeur door scherpe (spitse) punten (structuren) gedefinieerd om het opbreken van de druppel of gasbel in het kanaal te verbeteren en indringing van de disperse fase in de secundaire structuur tegen te gaan.

25

Figuur 4 toont een perspectivisch overzicht van een voorkeursuitvoeringsvonn van een nozzle vorm met primaire nozizlevorm en secundaire nozzlevormen. In dit voorbeeld steken de secundaire structuren 8 boven het oppervlak 6 uit om het kleven van een gevormde druppel of gasbel aan het oppervlak te voorkomen 30

Figuur 5 toont een perspectivisch overzicht van een andere voorkeursuitvoeringsvorm van een nozzle vorm waarbij de secundaire nozzle vorm 9 boven het omliggende oppervlak 6 uitsteekt. Bij voorkeur heeft het uitstekende deel een of meerdere openingen 10 om de continue fase in de primaire nozzle vorm te laten binnen dringen om zo de break-up mogelijk te maken.

1 02 62 61 - 12

In figuur 6 is een dwarsdoorsnede getekend van de vooikeursuitvoeringsvoim van een nozzle vorm waarbij de secundaire nozzle vorm 9 boven het omliggende oppervlak uitsteekt. In de secundaire nozzle vorm zijn een of meerdere openingen 10 aangebracht Bij vooikeur is de lengte 14 van het uitstekende deel 1 -5 maal groter dan de effectieve straal van de primaire nozzle om er voor te zorgen dat de break-5 up plaats vindt in de nozzle en niet er buiten. Deze break-up vindt plaats in de nozzle omdat de continue fase in de primaire nozzle vorm kan binnen dringen 11 op de plaats waar de disperse fase 13 de breakup mogelijk maakt Doordat de continue fase binnen in de nozzle kan dringen zullen de gevormde druppels of gasbellen 12 uit de nozzle bewegen.

In figuur 7A - 7D is een aantal bovenaanzichten getekend van voorkeursvormen van openingen in de 10 uitstekende secundaire nozzlevorm uit figuren 5 en 6. Bijvoorkeur hebben de uitstekende vormen (segmenten) een scherpe punt naar de primaire nozzle vorm toe (figuur 7B). Een andere voorkeursuitvoeringsvorm van een nozzlevorm met primaire en secundaire nozzlevorm gebruikt een poreuze buis die uitsteekt boven het oppervlak (figuur 7D) en die geen grote opening als 10 hoeft te bevatten door de eigen porositeit Bij voorkeur zijn een aantal gelijke nozzlevormen naast elkaar op een 15 oppervlak geplaatst door meerdere holle vezels te bundelen. Bij voorkeur die loopt de secundaire structuur door onder het oppervlak

Een andere voorkeursuitvoeringsvorm is getoond in figuur 8. Hier zijn selectief op het oppervlak van de primaire nozzle vorm bijvoorkeur koolstof palen of nanotubes IS gegroeid op een bij voorkeur nikkelen 20 startlaag. De rechtopstaande palen zijn bijvoorkeur hydrofiel gemaakt (voor een waterige continue fase), zodat de continue fase de primaire nozzle vorm tussen de palen door kan bereiken, terwijl de disperse * fase (in het geval van een olieachtige vloeistof of een gas) geen affiniteit heeft met de palen. De palen zijn bovendien lang genoeg, zodat de continue fase aankomt in de primaire nozzle vorm waar de breakup moet plaatsvinden Bij voorkeur zijn de palen of nanotubes gegroeid met een Chemical Vapour 25 Deposition proces

Figuur 9 toont het bovenaanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding met bijvoorkeur koolstof palen aan het oppervlak,

In figuur 10 is een dwarsdoorsnede getekend van andere voorkeursuitvoeringsvorm van een nozzlevorm, 30 waarbij de secundaire nozzlevorm volledig wordt gevormd door een poreuze structuur 16. Bij voorkeur heeft de poreuze structuur een hoge affiniteit (goede wetting) met de continue fase 18 ai geen affiniteit (geen wetting) met de disperse fase 13. Hierdoor wordt ook een langdurige werking van de nozzlevorm gegarandeerd. De continue fase kan door de poreuze structuur 17 de primaire nozzle vorm bereiken en 1 026261 - 13 de breakup in druppels of gasbellen 12 verzorgen. Eventueel hoeft de primaire vorm het poreuze materiaal niet volledig te perforeren, waardoor bijvoorbeeld een voorfilter verkregen kan worden.

In figuur II is een dwarsdoorsnede getekende van nog een andere voorkeursuitvoeringsvorm van een 5 nozzlevonn. Hier heeft de secundaire nozzlevorm, de poreuze structuur 16 bij voorkeur een niet poreuze top- en bodemlaag 19 Bovendien heeft de poreuze structuur een aansluiting voor de continue fase buiten de primaire nozzlevorm om deze continue fase zodoende actief, onder geregelde druk in de poreuze structuur te brengen 20. Hierdoor kan verarming van de continue fase in de secundaire nozzlevorm worden tegengegaan en het breakup proces worden gecontroleerd. In een bijzondere 10 uitvoering hebben de top- en bodemlaag een ongelijke porositeit of de porositeit is helemaal afwezig, in het bijzonder de bodemlaag waardoor de disperse fase niet de poreuze structuur 16 in kan dringen via de bodemlaag.

Figuren 12 en 13 tonen een boven- en respectievelijk zijaanzicht van een vooikeursuitvoeringsvorm van 15 een nozzlevorm volgens de uitvinding Hier zijn de primaire nozzlevorm en de secundaire nozzlevorm bij voorkeur met moulding of silicium etsen gemaakt uit een vlakke plaat De lengte van de primaire nozzlevonn 21 kan makkelijk worden ingesteld. De secundaire nozzlevorm wordt gegeven door dammetjes 22 die bij voorkeur puntig zijn, maar ook rond of rechthoekig kunnen zijn. Door de openingen tussen de dammetjes kan de continue fase in de primaire nozzlevorm stromen 17. De disperse fase 13 20 wordt van de continue fase 18 gescheiden door een dam 23. De dam 23 en de secundaire nozzlevorm 22 worden bij voorkeur met een doorzichtige bovenplaat 24 dichtgemaakt, zodat het breakup proces door de bovenplaat zichtbaar is In een andere voorkeursuitvoeringsvonn zijn de bodemplaat 25 en bovenplaat 24 flexibel en kunnen opgerold worden. In nog een andere voorkeursuitvoeringsvonn kan de bovenplaat 24 worden weggelaten en is de bodemplaat 25 tevens bovenplaat wanneer deze opgerold 25 wordt. De dammetjes 22 worden bij voorkeur gemaakt met behulp van een fase scheidingsproces en bij voorkeur krijgen deze dammetjes een poreuze structuur, waardoor de tussenruimtes tussen de dammetjes onderling niet nodig zijn en de dammetjes mechanisch sterker worden In nog een andere voorkeursuitvoeringsvonn liggen de primaire nozzlevormen zo dicht naast elkaar en zijn de dammetjes 23 van poreus materiaal gemaakt, zodanig dat de afscheidingsdammen 23 overbodig zijn 30

In figuur 14 is een schematisch bovenaanzicht getekend van een andere voorkeursuitvoeringsvorm volgens beschreven uitvinding waarmee bij voorkeur tweekleurige bolletjes 28 gemaakt kunnen worden Twee stromen 26,27 van de disperse fase komen samen in de primaire nozzlevorm en zullen door de instroom van de continue fase 17 kunnen opbreken in bolletjes 28. Bij voorkeur zijn de 1 0262 61 - 14 stromingsweerstanden en de lengtes van de disperse fase aanvoerkanalen 33,34 aan elkaar geoptimaliseerd, zodat ldeurverdeling in het bollede 28 symmetrisch is. Voor een niet symmetrisch ' gewenste verdeling worden de kanalen bij voorkeur evenredig aan elkaar aangepast. Naast het maken l van bolletjes van twee kleuren deze uitvinding ook voor andere toepassingen, waarbij valt te denken aan ; 5 het op het laatste moment van bij elkaar brengen van twee vloeistoffen (bij voorkeur componenten voor een lijmoplossingen en gevoelige medicamenten), waarna ze direct ingesloten worden, zodat ze niet aan lucht worden blootgesteld

In figuur 15 is een perspectivisch overzicht getekend van een deel van een kanalenplaat in voorkeursuitvoeringsvorm volgens beschreven uitvinding waarmee bij voorkeur tweekleurige bolletjes 10 28 gemaakt kunnen worden. Kanalenplaten 29 en 31 worden op elkaar gemonteerd, waarbij het aanvoerkanaal 32 zodanig niet-kritisch geplaatst kan worden onder het aanvoergat 34 voor de tweede disperse fase, dat het een eenvoudige montage mogelijk maakt. Beide kanalenplaten 29 en 31 worden bijvooikeur alternerend boven elkaar geplaatst om zo een hoge dichtheid aan nozzlevormen te verkrijgen Dit op elkaar stapelen (figuur 17) gebeurt bij voorkeur door het gezamenlijk oprollen van de 15 twee kanalenplaten. De aanvoerkanalen 30 en 32 voor de twee afzonderlijke disperse fases zijn zo veel groter, dat de vloeistofweerstand van deze kanalen veel lager is dan van de aanvoerkanalen 33 en 35 van iedere nozzlevorm. Op deze manier kunnen meerdere nozzlevormen tegelijkertijd van disperse fase worden voorzien 20 In figuur 16 is een schematisch bovenaanzicht getekend van een andere vooikeursuitvoeringsvorm volgens beschreven uitvinding waarmee bij voorkeur dubbele emulsies 36 gemaakt kunnen worden.

Bij voorkeur wordt door een kanaal 38 een fase geleid, die wordt ingekapseld in een tweede fase die symmetrisch 37 om de eerste fase wordt aangevoerd, waarna deze stroom van twee feses zal opbreken in losse druppels 36 doordat de continue fase door de secundaire nozzlevorm in de primaire nozzlevorm 25 kan stromen.

In figuur 17 is een dwarsdoorsnede getekend van gestapelde kanalenplaten volgens de uitvinding in een voorkeursuitvoering. Kanalenplaat 31 zorgt voor de aanvoer 32 van een disperse fase, alsmede het kanaal 30, waarbij de primaire nozzlevorm wordt afgesloten door de volgende kanalenplaat 31.

30

Figuur 18 toont schematisch een bijzondere uitvoeringsvorm verkregen door oprollen van een met lijnenpatroon 39 gestructureerde poreuze laag 40, volgens de uitvoeringsvorm beschreven bij figuur 12. Door het oprollen zal de achterkant 41 het lijnenpatroon 39 afsluiten. Bij voorkeur wordt aan een kant 42 de disperse fase aangevoerd welke in het lijnen patroon zal opbreken.

1 02 62 61 - 15

Figuur 19 toont schematisch een andere voorkeureurtvoeringsvorm volgens beschreven uitvinding met p .

i een primaire nozzlevorm 43 en een secundaire nozzlevorm 45. Bij voorkeur is in een siliciumoppervlak I 1 i een kanaal geëtst dat de primaire nozzlevorm 43 definieert, en dat is aangesloten op een aanvoerkanaal ' 5 47 De primaire nozzlevorm is bijvoorkeur afgesloten door een afdekking 48 waarin op een afstand 49, bij voorkeur 1-5 keer de effectieve straal van de primaire nozzlevorm 43, vanaf de opening 44, een of meerdere openingen 45 zijn gemaakt. De continue fase kan via deze opening(en) 45 in de primaire nozzlevorm naar binnen dringen en zal daar de breakup kunnen fadliteren. Bijvoorkeur zijn deze openingen kleiner dan de effectieve diameter van de primaire nozzlevorm 43. In afdekking 48 zijn 10 bijvoorkeur openingen 46 gemaakt, die bijvoorkeur kleiner zijn dan de instroomopeoing 45, die gebruikt kunnen worden om de primaire nozzlevorm te kunnen etsen en die ervoor kunnen zorgen dat er continue fase door de openingen 46 op de wand van de primaire nozzlevorm kan kranen om de wand weinig affiniteit te geven met de disperse fase Bijvoorkeur is de primaire nozzlevorm bedekt met een coating, bijvoorkeur met een poreuze coating, welke de continue fase vanaf de openingen 46 door kan geven over 15 het gehele binnenoppervlak van de primaire nozzlevorm 43 teneinde de wettingseigenschappen van de primaire nozzlevorm te optimaliseren. Figuur 20 toont een perspectivische uitsnede van de bij figuur 19 beschreven voorkeursuitvoeringsvorm.

Figuur 21 toont een getallenvoorbeeld van de relatie tussen de diameter van de gevormde druppel en de 20 aangebrachte transnozzle druk, bij een nozzle lengte van 200 micrometer, een nozzle straal van 10 micrometer, een grensvlakspanning van 4 milliNewton/m en een viscositeit van 0.001 Pa s. De minimale druk die moet worden aangebracht is dan 800 Pa, de maximale druk is dan ongeveer 2500 Pa. De maximale snelheid is dan voor een ronde primaire vorm gelijk aan 16 cm/s.

25 Figuur 22 toont het resultaat van self-breakup met een nozzleplaat volgens de uitvinding met een nozzle straal van 5 micrometer voor een monodisperse olie/water emulsie (plantaardige olie / 0.25% SDS in water) volgens bovengenoemde waarden. Bij een druk van 1-2 kPa worden oliedruppels in water gevormd met een straal van 15 micrometer met een v > 2 mm/s zonder de noodzaak van een cross-flow.

> 30 Figuur 23 toont opeenvolgende stadia van een voorbeeld van een (2D) rotatie- symmetrische weergave van 3D nozzle structuur in een computersimulatie van het opbreken van een oliestroom (disperse fase) door de nozzle in water (continue fase) Duidelijk is te zien dat de olie fase door de nozzle stroomt, buiten de nozzle groeit, in de nozzle afbreekt en buiten de nozzle een druppel vormt.

1 026261 - 16

Figuur 24 toont opeenvolgende stadia van een voorbeeld van een (2D) rotatie- symmetrische weergave van 3D nozzle structuur in een computersimulatie van het opbreken van een luchtstroom (disperse fase) in water (continue fase). De vormende bel is duidelijk groter dan het geval van olie, hier het gevolg van een trage instroom van continue fase in relatie tot de breakup tijd, door het grote verschil in viscositeit 5 tussen lucht en water 1 02 é2 βΐ -

Claims

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de genoemde doorsnede van de nozzle is 10 opgebouwd uit een primaire vorm voor transport van de disperse fase en ten minste één secundaire vorm voor transport van de continue fase.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de nozzle lengte minimaal gelijk aan een tot vijf maal, en bij voorkeur twee tot vier maal, de effectieve diameter van een doorsnede van de nozzle is. 15
4. Werkwijze volgens conclusie 1,2 of 3, met het kenmerk, dat de genoemde doorsnede van de nozzle een primaire vorm en ten minste één aangrenzende secundaire vorm heeft aan een uittreezijde van de disperse fase van de nozzleplaat.
20. Werkwijze volgens conclusie 1,2,3 of 4, met het kenmerk, dat de genoemde doorsnede van de nozzle een primaire vormental minste één aangrenzende secundaire vorm heeft, waarbij de diepte van de aangrenzing ongeveer gelijk is aan een tot vijf maal, en bij voorkeur twee tot viermaal, de grootste effectieve straal van een doorsnede van de nozzle is.
25. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de doorsnede van de primaire vorm nagenoeg rond is.
7. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de doorsnede van de primaire vorm meerhoekig is 30
8. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de doorsnede van de secundaire vorm rond of meerhoekig is 1 02 62 61 -
9. Werkwijze volgens een der conclusies 2-8, met het kenmerk, dat structuren die de secundaire vorm bepalen een spitse vorm of structuur hebben op het raakvlak of raakpunt met de primaire vorm.
10. Werkwijze volgens een (ter conclusies 2-9, met het kenmerk, dat de effectieve diameter van de S secundaire doorsnede kleiner is dan een tot vijfmaal, bij voorkeur twee tot vijfmaal, de effectieve diameter van de primaire doorsnede
11. Werkwijze volgens een der conclusies 2-10, met het kenmerk, dat per nozzle de totale instroom stromingsweerstand van alle secundaire vormen behorend bij de primaire vorm kleiner is dan de 10 uitstroom stromingsweerstand van de primaire vorm voor de disperse fase,
12. Werkwijze volgens een der conclusies 3-11, met het kenmerk, dat de primaire vorm door de gehele dikte van de nozzleplaat is aangebracht en dat de secundaire vorm doorloopt tot minimaal 1 tot 5 maal de effectieve straal van de primaire vorm. 15
13. Werkwijze volgens een der conclusies 2-12, met het kenmerk, dat nozzle en/of nozzle plaat ten minste gedeeltelijk zijn voorzien van een microporeuze laag of structuur
14. Werkwijze volgens een der conclusies 2-12, met het kenmerk dat nozzle en/of nozzleplaat ten minste 20 gedeeltelijk microporeus zijn.
15 Werkwijze volgens een der conclusies 13 of 14, met het kenmerk, dat de continue fase via het microporeuze materiaal in de nozzle wordt gebracht tijdens het break-up proces.
16. Werkwijze volgens een der conclusies 1-15, met het kenmerk, dat de nozzleplaat is voorzien van ten minste een nozzle, welke uitsteekt boven een oppervlak van de nozzleplaat
17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat het zijvlak van het uitstekende deel van de nozzle ten minste een opening bevat 30
18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat ten minste een sleuf in een Iangsrichtmg van de nozzle is aangebracht. 1 0262 61 -
19. Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat de sleuf of perföratie(s) bij voorkeur ongeveer 1 tot 5 maal de effectieve straal van de primaire nozzle vorm onder de uittreeopening van de nozzle is (zijn) aangebracht. S 2Ö. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat in het uitstekende deel van de nozzle de nozzle wordt a^ebakend door meerdere losse structuren
21 Nozzleplaat of een systeem voorzien van een nozzleplaat voor toepassing in de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 10
22. Nozzleplaat volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de secundaire structuur een veelhoekige doorsnede heeft.
23 Nozzleplaat volgens conclusie 21 of 22, met het kenmerk, dat de primaire structuur een veelhoekige 15 doorsnede heeft.
24 Nozzleplaat volgens een der conclusies 21-23, met het kenmerk, dat nozzle en/of nozzleplaat zijn voorzien van een nano of lotus coating of structuur
25. Nozzleplaat volgens een der conclusies 21-24, met het kenmerk, dat de primaire en/of secundaire structuren van de nozzlekanalen overlangs op de nozzleplaat zijn aangebracht, waarbij de continue fase door een of meerdere kleine perforaties in een oppervlak van de nozzleplaat wordt aangevoerd en de druppel verschijnt aan een grotere perforatie in hetzelfde of een ander oppervlak van de nozzleplaat.
26. Nozzleplaat volgens een der conclusies 21-25, met het kenmerk dat de secundaire structuur een aparte aansluiting heeft om de continu fase aan te kunnen voeren die onafhankelijk is van (te continue fase boven de nozzleplaat.
27. Nozzleplaat volgens een der conclusies 21-26, met het kenmerk, dat de nozzleplaat een SOI wafer 30 bevat of een multi-layer polymeer voor geforceerde aanvoer van continue fase in de secundaire structuur.
28 Nozzleplaat volgens een der conclusies 21-27, met het kenmerk, dat de nozzleplaat twee of meer ingangen heeft voor aanvoer van twee of meer verschillende disperse fases naar de nozzle(s) 102 62 61 -
29 Emulsie, schuim of nevel, geproduceerd volgens een der conclusies 1-20, of met behulp van een i ’ nozzleplaat volgens een der conclusies 21-28. t * I l ' 5 30. Emulsie, schuim of nevel volgens conclusie 29, waarbij de disperse fase uit meerdere fasen bestaat i ! i 1 02 62 61 ",