ES2633273T3

ES2633273T3 - Dispensador de espuma

Info

Publication number: ES2633273T3
Application number: ES14709355.3T
Authority: ES
Inventors: Mark Nicmanis
Original assignee: Cambridge Consultants Ltd
Current assignee: Cambridge Consultants Ltd
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2014-02-03
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2034-02-03
Also published as: CA2898877C; EP3222362B1; US20150360853A1; JP2016504971A; EP3222362A1; RU2015137091A; EP2950935A1; ZA201506154B; BR112015018329B1; ES2817543T3; KR102218818B1; GB2525801A; DK3222362T3; AU2014210903B2; EP2950935B1; GB201301875D0; NZ711285A; KR20150118172A; DK2950935T3; GB201515101D0

Abstract

Un dispensador para producir una microespuma sin requerir el uso de gas licuado, desde una salida, comprendiendo dicho dispensador: un receptáculo (11) para contener una solución de tensioactivo; medios (13) para suministrar un gas; medios para transportar dicha solución de tensioactivo en dicho receptáculo y dicho gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia dicha salida; en el que dichos medios de transporte comprenden un conducto que tiene una sección de formación de espuma (15) para generar dicha espuma a partir de dicha solución de tensioactivo y dicho gas; en el que dicha sección de formación de espuma tiene dimensiones internas que comprenden un área de superficie mojada interna "AWS", una longitud de flujo de dos fases LTP, un volumen total V y una porosidad "P"; y en el que dichas dimensiones internas están caracterizadas por una relación entre un parámetro Y igual al área de superficie mojada "AWS" multiplicada por la longitud de flujo de dos fases LTP y dividida por el volumen V, la porosidad "P", y las constantes K1 y K2, en las que Y es positivo y no menor de K1 multiplicado por P y menos K2 y las constantes K1 y K2 tienen los valores 1994 y 821 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.

Description

DESCRIPCION

Dispensador de espuma

5 [0001] La presente invencion se refiere a dispensadores, en particular dispensadores de espuma capaces de

producir una espuma utilizando un gas comprimido.

[0002] Vease como tecnica anterior mas cercana el documento AU2011 253 813. Los dispensadores comunes de espuma y aerosol producen una espuma o un pulverizador en aerosol usando VOC, donde los VOC se

10 proporcionan como un gas licuado que actua como un propulsor. Por ejemplo, muchos dispensadores en aerosol utilizan gas licuado de petroleo (GLP) o similares. Sin embargo, las agencias ambientales de muchos palses estan intentando eliminar el uso de VOC en estos dispensadores debido a los riesgos para la salud asociados con ellos, tales como irritacion sensorial y problemas respiratorios. Los VOC son tambien inflamables y mas caros que los propulsores de gas comprimido.

15

[0003] Algunos dispensadores de espuma existentes producen espuma al pasar llquido y gas a traves de pequenos orificios, lo que da lugar a la formacion de burbujas a traves de instabilidades de Rayleigh-Taylor en un orificio discreto. Debido a este mecanismo, el tamano mas pequeno de burbuja que puede producirse por estos dispositivos de formacion de espuma de orificio pequeno es aproximadamente igual al diametro del orificio. Por lo

20 tanto, para producir pequenas burbujas, por ejemplo de aproximadamente 60 micrometros de diametro, serla necesario que tales dispositivos de formacion de espuma de orificio pequeno incluyan orificios que tengan diametros de aproximadamente 60 micrometros.

[0004] Sin embargo, tales orificios pequenos pueden ser tanto diflciles como costosos de fabricar. En 25 particular, para producir orificios que tengan un diametro inferior a un millmetro en un material, es tlpicamente

necesario utilizar tecnicas especializadas tales como la perforacion por laser, que es costosa y no se adapta bien a una fabricacion de alto volumen/bajo coste. Ademas, la perforacion con laser tiene llmites inherentes sobre las relaciones de aspecto de los orificios que se pueden fabricar, donde las relaciones de longitud con respecto a la anchura de los orificios estan tlpicamente limitadas a 10 con respecto a 1. Por lo tanto, para producir un orificio muy 30 pequeno por perforacion laser (por ejemplo, de aproximadamente 60 micrometros de diametro), entonces tales orificios necesitarlan perforarse en un material fino (de aproximadamente 0,6 mm de espesor para un diametro de orificio de 60 micrometres). Esto a su vez impone limitaciones en los materiales que se pueden utilizar.

[0005] Estos dispositivos de formacion de espuma de orificio pequeno incluyen tlpicamente una multitud de 35 orificios pequenos, ya que el uso de un unico orificio pequeno limita la velocidad a la que se puede incorporar gas en

la espuma. En los dispositivos de formacion de espuma que utilizan multiples orificios pequenos, es necesario situar estos orificios a distancias de separacion equivalentes a varios diametros de orificio para evitar que las burbujas que salen de los orificios se vuelvan a aglomerar en burbujas mas grandes. Este requisito significa que los orificios pequenos no pueden proporcionarse utilizando materiales de bajo coste tales como mallas finas, materiales 40 sinterizados o materiales porosos debido a que los orificios en estos materiales no estan suficientemente separados. Por lo tanto, los fabricantes deben confiar en tecnicas tales como perforacion laser como se ha explicado anteriormente.

[0006] Ademas, la extraccion de burbujas de gas a traves de un pequeno orificio a una velocidad significativa 45 requiere una calda de presion significativa a traves del orificio. Esto puede crearse pasando un llquido por el orificio,

pero en el caso de orificios pequenos se requiere un alto caudal para crear una suficiente calda de presion a traves del orificio. A su vez, se requiere una presion significativa para conducir el llquido a un caudal suficientemente alto. Ademas, la velocidad de arrastre de gas en el flujo de llquido depende en gran medida del caudal de llquido y de la presion en cada lado del orificio, lo que puede dar lugar a grandes variaciones en los tamanos de burbuja y los 50 volumenes de fase gaseosa. Por ejemplo, cuando se utilizan orificios pequenos en sistemas de tipo aerosol que emplean un propulsor de gas comprimido, la presion del espacio superior puede variar entre 0,5 bares y 8 bares, dando como resultado grandes variaciones en los tamanos de burbuja y los volumenes de fase gaseosa.

[0007] Finalmente, los orificios pequenos son muy propensos a bloqueos. Por ejemplo, los orificios que tienen 55 diametros de 60 micrometres pueden quedar facilmente bloqueados por polvo, recortes de materiales de fabricacion,

o componentes de una formulacion llquida que pueden secarse y ajustarse en el orificio.

[0008] Hasta la fecha, no ha sido posible producir espumas satisfactoriamente de alta calidad sin el uso de VOC, al tiempo que se asegura que los dispositivos de dispensacion son convenientemente rentables de fabricar.

[0009] La presente invention tiene el objetivo abordar estas cuestiones, proporcionando un dispositivo que permita la generation de espumas de calidad suficientemente alta (por ejemplo, que tengan un volumen relativamente alto de fase gaseosa y un tamano de burbuja relativamente pequeno y uniforme) preferiblemente sin

5 requerir el uso de VOC.

[0010] Segun un primer aspecto, la presente invencion proporciona un dispensador para producir una microespuma sin requerir el uso de gas licuado, desde una salida, comprendiendo dicho dispensador: un receptaculo para contener una solution de tensioactivo; medios para suministrar un gas; medios para transportar

10 dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y dicho gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia dicha salida; en el que dichos medios de transporte comprenden un conducto que tiene una section de formation de espuma para generar dicha espuma a partir dicha solucion de tensioactivo y dicho gas; en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene dimensiones internas que comprenden un area de superficie mojada interna "Aws", una longitud de flujo de dos fases Ltp, un volumen total V y una porosidad "P"; y en el que dichas dimensiones internas 15 estan caracterizadas por una relation entre un parametro Y igual al area de superficie mojada "Aws" multiplicado por la longitud de flujo de dos fases Ltp y dividido por el volumen V, la porosidad "P", y las constantes Ki y K2, en el que Y es positivo y no menor que Ki multiplicado por P y menos K2 y las constantes Ki y K2 tienen valores de 1994 y 821 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.

20 [0011] El gas puede mantenerse a una presion de entre 0,1 bar y 25 bar. El gas puede mantenerse a una

presion de entre 0,3 bar y 8 bar.

[0012] La presente invencion proporciona un dispensador para producir una espuma sin requerir el uso de gas licuado, desde una salida, comprendiendo dicho dispensador: un receptaculo para contener una solucion de

25 tensioactivo; medios para suministrar un gas; medios para transportar dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y dicho gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia dicha salida; en el que dichos medios de transporte comprenden un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma para generar dicha espuma a partir de dicha solucion de tensioactivo y dicho gas; y en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene dimensiones internas adaptadas para proporcionar una espuma que tiene una calidad caracterizada por llmites 30 predefinidos.

[0013] La seccion de formacion de espuma puede comprender al menos un elemento de mejora de espuma dispuesto en dicha trayectoria de flujo y las dimensiones internas de la seccion de formacion de espuma pueden proporcionarse, al menos en parte, por al menos un elemento de mejora de espuma.

35

[0014] El al menos un elemento de mejora de espuma puede comprender al menos uno de: un elemento generalmente esferico; un elemento generalmente cuboide; un elemento generalmente cillndrico; un elemento generalmente conico; un elemento poroso; y un elemento que se extiende desde una superficie interna de la seccion de formacion de espuma en dicha trayectoria de flujo.

40

[0015] La seccion de formacion de espuma puede comprender ademas al menos un elemento de retention para retener el al menos un elemento de mejora de espuma dentro de la seccion de formacion de espuma.

[0016] Los llmites predefinidos pueden comprender un diametro de burbuja medio de menos de 70 45 micrometres.

[0017] Los llmites predefinidos pueden comprender un diametro de burbuja medio de menos de 60 micrometres.

50 [0018] Los llmites predefinidos pueden comprender un diametro de burbuja medio de entre 30 y 70

micrometres.

[0019] Los llmites predefinidos pueden comprender una uniformidad caracterizada por una desviacion estandar de menos de 35 micrometres.

55

[0020] Los llmites predefinidos pueden comprender una uniformidad caracterizada por una desviacion estandar de menos de 25 micrometres.

[0021] Los llmites predefinidos pueden comprender una uniformidad caracterizada por una desviacion

estandar de entre 10 y 35 micrometros.

[0022] Las dimensiones internas pueden comprender un millmetros cuadrados.

5

[0023] Las dimensiones internas pueden comprender un millmetros cuadrados.

area de superficie area de superficie

mojada

de mas de 1800 de mas de 3000

[0024] Las dimensiones internas pueden comprender un area de superficie mojada de entre 4500 y 6000 10 millmetros cuadrados.

[0025] Las dimensiones internas pueden comprender una relacion de area de superficie mojada con respecto a un volumen de espacio vaclo de mas de 4 millmetros cuadrados por millmetro cubico.

15 [0026] Las dimensiones internas pueden comprender una relacion de area de superficie mojada con respecto

a un volumen de espacio vaclo de mas de 16 millmetros cuadrados por millmetro cubico.

[0027] Las dimensiones internas pueden comprender una relacion de area de superficie mojada con respecto a un volumen de espacio vaclo de entre 20 y 25 millmetros cuadrados por millmetro cubico.

20

[0028] Las dimensiones internas pueden comprender una relacion de area de superficie mojada con respecto a una longitud de flujo de dos fases de mas de 3 millmetros cuadrados por millmetro.

[0029] Las dimensiones internas pueden comprender una relacion de area de superficie mojada con respecto 25 a una longitud de flujo de dos fases de mas de n millmetros cuadrados por millmetro.

30

35

40

45

50

[0030] Las dimensiones internas pueden comprender una relacion de area de superficie mojada con respecto a una longitud de flujo de dos fases de mas de 8 millmetros cuadrados por millmetro.

[0031] Las dimensiones internas pueden comprender una longitud de flujo de dos fases de mas de 40 millmetros.

[0032] Las dimensiones internas pueden comprender una longitud de flujo de dos fases de mas de 60 millmetros.

[0033] Las dimensiones internas pueden comprender una longitud de flujo de dos fases de mas de 1200

millmetros.

[0034] Las dimensiones internas pueden comprender un diametro de seccion de formacion de espuma de menos de 10 millmetros.

[0035] Las dimensiones internas pueden comprender un diametro de seccion de formacion de espuma de menos de 4 millmetros.

[0036] Las dimensiones internas pueden comprender un diametro de seccion de formacion de espuma de entre 0,1 y 10 millmetros.

[0037] Los llmites predefinidos pueden comprender una uniformidad caracterizada por una desviacion estandar de menos del 60 % del diametro de burbuja medio.

[0038] Los llmites predefinidos pueden comprender una uniformidad caracterizada por una desviacion estandar de menos del 50 % del diametro de burbuja medio.

[0039] El receptaculo puede contener una solucion de tensioactivo que tiene una tension superficial inferior a 50 dinas/cm. El receptaculo puede contener una solucion de tensioactivo que tiene una viscosidad por debajo de 200 c.P. El receptaculo puede contener una solucion de tensioactivo que tiene una viscosidad por debajo de 50 c.P.

[0040] El dispensador puede comprender ademas medios para aplicar presion a la solucion de tensioactivo

en dicho receptaculo para accionar dicha solucion de tensioactivo a lo largo de dicho conducto y hacia dicha seccion

de formacion de espuma y para conducir la espuma generada por dicha seccion de formation de espuma hasta dicha salida.

[0041] Los medios de aplicacion de presion pueden proporcionarse por dicho gas que se mantiene bajo 5 presion dentro de dicho receptaculo.

[0042] El gas puede mantenerse a una presion de entre 2 bar y 25 bar.

[0043] El gas puede mantenerse a una presion de entre 2 bar y 8 bar.

10

[0044] La concentration de dicho gas en dicha solution de tensioactivo puede ser inferior a 350 miligramos por kilogramo de dicha solucion de tensioactivo.

[0045] El gas puede comprender un gas no licuado. El gas no licuado puede comprender al menos uno de: 15 aire, nitrogeno, dioxido de carbono, uno o mas gases nobles, oxido nitroso, oxlgeno.

[0046] Los medios de transporte pueden comprender un tubo bifurcado que tiene una entrada de gas y una entrada de solucion de tensioactivo que se encuentran en un punto de bifurcation en el que dicho gas y dicha solucion de tensioactivo se mezclan, en operation, antes de entrar en la seccion de formacion de espuma.

20

[0047] La entrada de gas y dicha entrada de solucion de tensioactivo pueden estar separadas verticalmente entre si.

[0048] El punto de bifurcacion puede estar configurado para permanecer generalmente por debajo del nivel 25 de llquido de la solucion de tensioactivo.

[0049] El dispensador puede estar configurado para producir una espuma sin usar compuestos organicos volatiles, VOC.

30 [0050] Los medios de suministro de gas y los medios de transporte son operables para proporcionar dicho

gas y dicha solucion de tensioactivo a la seccion de formacion de espuma con caracterlsticas de fluido que comprenden una velocidad superficial de gas "Vg" y una velocidad superficial de llquido "Vl"; en los que dichas caracterlsticas de fluido estan caracterizadas por una relation entre la velocidad superficial de gas "Vg", la velocidad superficial de llquido "Vl", y las constantes Ci y C2, en las que "Vg" no es mayor de Ci multiplicado por "Vl" y

35 anadido a C2, y las constantes Ci y C2 tienen valores de 18,4 y 507,4 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.

[0051] Segun un ejemplo, se proporciona un dispensador para producir una microespuma sin requerir el uso de gas licuado, desde una salida, comprendiendo dicho dispensador: un receptaculo para contener una solucion de

40 tensioactivo; medios para suministrar un gas; medios para transportar dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y dicho gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia dicha salida; en el que dichos medios de transporte comprenden un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma para generar dicha espuma a partir de dicha solucion de tensioactivo y dicho gas; en el que dichos medios de suministro de gas y dichos medios de transporte son operables para proporcionar dicho gas y dicha solucion de tensioactivo a la seccion de formacion 45 de espuma con caracterlsticas de flujo de fluido que comprenden una velocidad superficial de gas "Vg" y una velocidad superficial de llquido "Vl"; y en la que dichas caracterlsticas de flujo de fluido se caracterizan por una relacion entre la velocidad superficial de gas "Vg", la velocidad superficial de llquido "Vl", y las constantes C1 y C2 en las que "Vg" no es mas de C1 veces "Vl" mas C2 y las constantes C1 y C2 tienen valores de 18,4 y 507,4 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.

50

[0052] Dichos medios de suministro de gas y dichos medios de transporte pueden ser operables para proporcionar dicho gas y dicha solucion de tensioactivo a la seccion de formacion de espuma con caracterlsticas de flujo de fluido caracterizadas por dicha relacion entre la velocidad superficial de gas "Vg", la velocidad superficial de llquido "Vl", y las constantes C1 y C2 mediante el ajuste de al menos uno de: una presion aplicada a al menos uno de

55 los gases y la solucion tensioactiva; un diametro de una trayectoria de flujo de fluido.

[0053] Segun otro aspecto de la presente invention, se proporciona un componente de formacion de espuma, para un dispensador de espuma, para producir una espuma sin requerir el uso de gas licuado, comprendiendo dicho elemento de formacion de espuma; medios para transportar una solucion de tensioactivo

desde un receptaculo y un gas a lo largo de una trayectoria de flujo; en el que dichos medios de transporte comprenden un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma para generar dicha espuma a partir dicha solucion de tensioactivo y dicho gas; en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene dimensiones internas que comprenden un area de superficie mojada interna "Aws", una longitud de flujo de dos fases Ltp, un volumen total 5 V y una porosidad "P"; y en el que dichas dimensiones internas estan caracterizadas por una relacion entre un parametro Y igual al area de superficie mojada "Aws" multiplicado por la longitud de flujo de dos fases Ltp y dividido por el volumen V, la porosidad "P", y las constantes Ki y K2, en el que Y es positivo y no menor que Ki multiplicado por P y menos K2 y las constantes Ki y K2 tienen valores de 1994 y 821 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.

10

[0054] Segun otro ejemplo, se proporciona un componente de formacion de espuma, para un dispensador de espuma, para producir una espuma sin requerir el uso de gas licuado, comprendiendo dicho elemento de formacion de espuma: medios para transportar una solucion de tensioactivo desde un receptaculo y un gas a lo largo de una trayectoria de flujo; en el que dichos medios de transporte comprenden un conducto que tiene una seccion de

15 formacion de espuma para generar dicha espuma a partir de dicha solucion de tensioactivo y dicho gas; y en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene dimensiones internas adaptadas para proporcionar una espuma que tiene una calidad caracterizada por llmites predefinidos.

[0055] Segun otro ejemplo, se proporciona un dispensador para producir una espuma sin requerir el uso de 20 gas licuado, desde una salida, comprendiendo dicho dispensador: un receptaculo para contener una solucion de

tensioactivo; medios para suministrar un gas; medios para transportar dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y dicho gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia dicha salida; en el que dichos medios de transporte comprenden un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma para generar dicha espuma a partir de dicha solucion de tensioactivo y dicho gas; y en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene 25 dimensiones internas que se ajustan a al menos uno de los siguientes parametros: un area de superficie mojada de mas de 1800 millmetros cuadrados; una relacion de area de superficie mojada con respecto a un volumen de espacio vaclo de mas de 4 millmetros cuadrados por millmetro cubico; un diametro de seccion de formacion de espuma de menos de 10 millmetros; y una longitud de flujo de dos fases de mas de 40 millmetros. El gas puede mantenerse a una presion de entre 2 bar y 8 bar.

30

[0056] Segun otro aspecto de la presente invencion, se proporciona un metodo para producir una espuma sin requerir el uso de gas licuado, utilizando un dispensador de espuma como se ha descrito anteriormente, o usando un componente de formacion de espuma como se ha descrito anteriormente.

35 [0057] Segun otro aspecto de la presente invencion, se proporciona una espuma producida sin requerir el uso

de gas licuado, usando un dispensador de espuma como se ha descrito anteriormente, o usando un componente de formacion de espuma como se ha descrito anteriormente.

[0058] La espuma puede comprende al menos uno de uno de los siguientes llmites: un diametro de burbuja 40 medio de menos de 70 micrometres; un diametro de burbuja medio de menos de 60 micrometres; un diametro de

burbuja medio de entre 30 y 70 micrometres; una desviacion estandar de menos de 35 micrometres; una desviacion estandar de menos de 25 micrometres; una desviacion estandar de entre 10 y 35 micrometres

[0059] De acuerdo con otro aspecto de la presente invencion, se proporciona un metodo para producir una 45 espuma sin requerir el uso de gas licuado, comprendiendo dicho metodo: contener, en un receptaculo, una solucion

de tensioactivo; transportar dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y un gas desde un suministro de gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia una salida; en el que dicha etapa de transporte comprende transportar dicha solucion de tensioactivo y dicho gas en un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma para generar dicha espuma a partir dicha solucion de tensioactivo y dicho gas; en el que dicha seccion de formacion de 50 espuma tiene dimensiones internas que comprenden un area de superficie mojada interna "Aws", una longitud de flujo de dos fases Ltp, un volumen total V y una porosidad "P"; y en el que dichas dimensiones internas estan caracterizadas por una relacion entre un parametro Y igual al area de superficie mojada "Aws" multiplicado por la longitud de flujo de dos fases Ltp y dividido por el volumen V, la porosidad "P", y las constantes K1 y K2, en el que Y es positivo y no menor que K1 multiplicado por P y menos K2 y las constantes K1 y K2 tienen valores de 1994 y 821 55 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.

[0060] Segun otro ejemplo, se proporciona un metodo para producir una espuma sin requerir el uso de gas licuado, comprendiendo dicho metodo: contener, en un receptaculo, una solucion de tensioactivo; transportar dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y un gas desde un suministro de gas a lo largo de una trayectoria de

flujo hacia una salida; en el que dicha etapa de transporte comprende transportar dicha solucion de tensioactivo y dicho gas en un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma para generar dicha espuma a partir de dicha solucion de tensioactivo y dicho gas; en el que dicho gas y dicha solucion de tensioactivo se proporcionan a la seccion de formacion de espuma con caracterlsticas de flujo de fluido que comprenden una velocidad superficial de 5 gas "Vg" y una velocidad superficial de llquido "Vl"; y en la que dichas caracterlsticas de flujo de fluido se caracterizan por una relacion entre la velocidad superficial de gas "Vg", la velocidad superficial de llquido "Vl", y las constantes Ci y C2 en las que "Vg" no es mas de Ci veces "Vl" mas C2 y las constantes Ci y C2 tienen valores de

18,4 y 507,4 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.

10 [0061] Dicho gas y dicha solucion de tensioactivo pueden proporcionarse a la seccion de formacion de

espuma con caracterlsticas de flujo de fluido caracterizadas por dicha relacion entre la velocidad superficial de gas "Vg", la velocidad superficial de llquido "Vl", y las constantes Ci y C2 ajustando al menos uno de: una presion aplicada a al menos uno de los gases y la solucion tensioactiva; un diametro de una trayectoria de flujo de fluido.

15 [0062] Segun otro ejemplo, se proporciona un dispensador para producir una microespuma sin requerir el uso

de gas licuado, desde una salida, comprendiendo dicho dispensador: un receptaculo para contener una solucion de tensioactivo; un suministro de gas para suministrar un gas; un canal para transportar dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y dicho gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia dicha salida; en el que dicho canal

comprende un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma para generar dicha espuma a partir dicha

20 solucion de tensioactivo y dicho gas; en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene dimensiones internas que comprenden un area de superficie mojada interna "Aws", una longitud de flujo de dos fases Ltp, un volumen total V y una porosidad "P"; y en el que dichas dimensiones internas estan caracterizadas por una relacion entre un parametro Y igual al area de superficie mojada "Aws" multiplicado por la longitud de flujo de dos fases Ltp y dividido por el volumen V, la porosidad "P", y las constantes K1 y K2, en el que Y es positivo y no menor que K1 multiplicado 25 por P y menos K2 y las constantes K1 y K2 tienen valores de 1994 y 821 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.

[0063] Segun otro ejemplo, se proporciona un dispensador para producir una microespuma sin requerir el uso

de gas licuado, desde una salida, comprendiendo dicho dispensador: un receptaculo para contener una solucion de 30 tensioactivo; un suministro de gas para suministrar un gas; un canal para transportar dicha solucion de tensioactivo

en dicho receptaculo y dicho gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia dicha salida; en el que dicho canal

comprende un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma para generar dicha espuma a partir de dicha solucion de tensioactivo y dicho gas; en el que dicho suministro de gas y dicho canal son operables para proporcionar dicho gas y dicha solucion de tensioactivo a la seccion de formacion de espuma con caracterlsticas de 35 flujo de fluido que comprenden una velocidad superficial de gas "Vg" y una velocidad superficial de llquido "Vl"; y en la que dichas caracterlsticas de flujo de fluido se caracterizan por una relacion entre la velocidad superficial de gas "Vg", la velocidad superficial de llquido "Vl", y las constantes C1 y C2 en las que "Vg" no es mas de C1 veces "Vl" mas C2 y las constantes C1 y C2 tienen valores de 18,4 y 507,4 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.

40 [0064] Segun otro ejemplo, se proporciona un metodo para producir una espuma sin requerir el uso de gas

licuado, comprendiendo dicho metodo: contener, en un receptaculo, una solucion de tensioactivo; transportar dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y un gas desde un suministro de gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia una salida; en el que dicha etapa de transporte comprende transportar dicha solucion de tensioactivo y dicho gas en un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma para generar dicha espuma a partir de 45 dicha solucion de tensioactivo y dicho gas; y en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene dimensiones internas adaptadas para proporcionar una espuma que tiene una calidad caracterizada por llmites predefinidos.

[0065] Segun otro ejemplo, se proporciona un dispensador para producir una espuma, desde una salida, comprendiendo dicho dispensador: un receptaculo para contener una solucion de tensioactivo; medios para

50 suministrar un gas; medios para transportar dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y dicho gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia dicha salida; en el que dichos medios de transporte comprenden un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma para generar dicha espuma a partir de dicha solucion de tensioactivo y dicho gas; y en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene dimensiones internas adaptadas para proporcionar una espuma que tiene una calidad caracterizada por llmites predefinidos.

55

[0066] Ahora se describiran realizaciones de la presente invencion, a modo de ejemplo solamente, con referencia a las siguientes figuras, en las que:

La Fig. 1 ilustra esquematicamente, en vista simplificada, un sistema dispensador para dispensar espuma;

la Fig. 2 ilustra, de forma simplificada, una realizacion especlfica de un dispositivo dispensador para dispensar una espuma;

la Fig. 3 ilustra, de forma simplificada, otra realizacion de un dispositivo dispensador para dispensar una espuma; la Fig. 4 ilustra, de forma simplificada, parte de una seccion de formation de espuma de un dispositivo dispensador;

5 la Fig. 5 ilustra, de manera simplificada, una muestra de espuma creada usando un dispensador de espuma conocido;

la Fig. 6 ilustra, de manera simplificada, una muestra de espuma creada usando un dispositivo dispensador que corresponde sustancialmente al dispositivo dispensador ilustrado en la Fig. 2;

la Fig. 7 es un grafico que muestra una distribution de densidad numerica para un intervalo de diametros de burbuja, 10 para las muestras de espuma ilustradas en las Figuras 5 y 6;

la Fig. 8 es una ilustracion simplificada de una seccion a traves de un dispositivo dispensador de acuerdo con otra realizacion;

la Fig. 9 es una ilustracion del aparato utilizado en el trabajo experimental relativo al dispositivo dispensador; la Fig. 10 es una ilustracion de elementos ejemplares de mejora de espuma para su uso en el dispositivo 15 dispensador;

la Fig. 11 es un grafico que ilustra las caracterlsticas dimensionales del dispositivo de formacion de espuma requerido para proporcionar una espuma; y

la Fig. 12 es un grafico que ilustra las caracterlsticas de fluido requeridas para proporcionar una espuma de una calidad deseada.

20

[0067] La Fig. 1 ilustra esquematicamente, en vista simplificada, un sistema dispensador 8 segun la presente

invention. El sistema dispensador comprende un suministro de una solution de tensioactivo 11 (o una solution que comprende otro agente de formacion de espuma apropiado) y un suministro de gas 13. La solucion de tensioactivo 11 y el suministro de gas 13 estan en comunicacion de fluido con una seccion de formacion de espuma 15 que esta 25 configurada para mezclar la solucion de tensioactivo con el gas proporcionado por el suministro de gas 13 para formar una espuma que tiene las propiedades deseadas. La seccion de formacion de espuma 15 esta en comunicacion de fluido con una salida 19 a traves de una valvula 17 para permitir que la mezcla en espuma de solucion de tensioactivo y el gas sea transportada desde la seccion de formacion de espuma 15 a la salida 17 donde la espuma puede salir del sistema dispensador 8. Ventajosamente, la seccion de formacion de espuma 15 esta 30 configurada para producir una espuma formada a partir de burbujas que son sustancialmente mas pequenas que el tamano de orificio mas pequeno en la seccion de formacion de espuma. Esto significa que se pueden crear burbujas pequenas, que tienen, por ejemplo, diametros de aproximadamente 60 micrometres, sin necesidad de fabricar aberturas muy pequenas, por ejemplo de un diametro proximo a 60 micrometres.

35 [0068] Se aplica presion a la solucion de tensioactivo 11, a partir de una fuente adecuada 10, con el fin de

conducir la solucion de tensioactivo 11 a la seccion de formacion de espuma 15. Aunque no se ilustra, se apreciara que se puede aplicar la misma fuente de presion 10, o una fuente de presion separada, para conducir el gas 13 a la seccion de formacion de espuma 15. La solucion de tensioactivo 11 comprende un tensioactivo llquido, mientras que el gas contenido en el suministro de gas comprende, en esta realizacion, un gas no licuado, que proporciona un 40 propulsor de gas comprimido. Ventajosamente, el gas no necesita contener compuestos organicos volatiles (VOC).

[0069] Dado que el gas 13 no se proporciona en forma licuada, en los ejemplos en los que el gas 13 y la solucion de tensioactivo 11 se almacenan en el mismo receptaculo, solo estara presente en la solucion de tensioactivo 11 una cantidad comparativamente pequena de gas (generalmente de forma disuelta), a diferencia de

45 los dispensadores de espuma que utilizan propulsores de gas licuado. En los ejemplos en los que el gas 13 y la solucion de tensioactivo 11 se almacenan en receptaculos diferentes, sus trayectorias de flujo pueden combinarse, por ejemplo, en un conector en T o un conector en Y antes de entrar en la seccion de formacion de espuma 15.

[0070] Durante el uso, por lo tanto, tanto la solucion de tensioactivo como el gas entran en la seccion de 50 formacion de espuma 15, haciendo que la solucion de tensioactivo y el gas se combinen para formar una espuma

que comprende burbujas del gas dentro del tensioactivo llquido, con caracterlsticas predefinidas deseadas.

[0071] En particular, el sistema dispensador 8 esta configurado para producir una "microespuma". Esto se define como una espuma en la que las propias burbujas no pueden resolverse por el ojo humano y, por lo tanto, la

55 espuma parece continua.

[0072] Las espumas en las que las propias burbujas no pueden resolverse por el ojo humano tlpicamente tienen un diametro de burbuja medio inferior a 100 micrometres y un alto grado de uniformidad.

[0073] Tlpicamente, las microespumas tendran las caracterlsticas descritas a continuation.

[0074] Las microespumas tendran un volumen de fase gaseosa relativamente alto, tlpicamente mayor del 90 % para soluciones tensioactivas. Para las microespumas formadas a partir de leches, el volumen en fase gaseosa

5 sera superior al 75 %, y para las microespumas formadas a partir de cremas lacteas, el volumen en fase gaseosa sera superior al 60 %.

[0075] Para ser invisible a simple vista, en la mayorla de los casos sera suficiente un diametro de burbuja medio inferior a 100 micrometros, aunque para una microespuma de calidad particularmente alta el diametro de

10 burbuja medio sera preferiblemente menor de 40 micrometros.

[0076] Las distribuciones de tamano de burbuja tendran un alto grado de uniformidad, tlpicamente teniendo una desviacion estandar de menos de 25 micrometros.

15 [0077] Una microespuma de buena calidad producida por un dispositivo de formation de espuma tendra

preferiblemente las caracterlsticas descritas anteriormente, y sera una espuma lisa y continua, sin la presencia de burbujas relativamente grandes (por ejemplo, de mas de un millmetro de diametro) o bolsas de aire.

[0078] Para muchas aplicaciones, por ejemplo, son generalmente deseables las siguientes caracterlsticas: un 20 volumen de fase gaseosa diana que sea relativamente alto (tlpicamente, por ejemplo, superior al 90 % o mas

preferiblemente superior al 95 %), un diametro de burbuja medio relativamente pequeno (tlpicamente, por ejemplo, por debajo de 100 micrometros, mas preferiblemente por debajo de 70 y mas preferiblemente en torno a 60 micrometros o incluso inferior, o entre 30 y 70 micrometros), una baja desviacion estandar en el diametro de la burbuja (tlpicamente, por ejemplo, por debajo de 35 micrometros y mas preferiblemente en la region de 25 25 micrometros mas o menos 2 micrometros, o un valor aun mas bajo, o entre 10 y 35 micrometros). Ademas, la desviacion estandar puede representar menos del 60 % del diametro de burbuja medio, o mas preferiblemente menos del 50 % del diametro de burbuja medio.

[0079] La presion ejercida sobre el tensioactivo por la fuente de presion 10, as! como la conduction del 30 tensioactivo contenido para entrar en la section de formacion de espuma 15, tambien conduce la espuma contenida

dentro de la seccion de formacion de espuma 15 para pasar a la valvula 17 y salir del sistema dispensador 8 en la salida 19. Si se utiliza una fuente de presion distinta de la fuente de presion 10 para propulsar el gas 13 a la seccion de formacion de espuma 15, entonces esta fuente de presion separada tambien ayuda a conducir la espuma retenida dentro de la seccion de formacion de espuma 15.

35

[0080] La valvula 17 puede ocupar una position abierta o cerrada. Cuando la valvula 17 esta en la position abierta, se permite que la espuma fluya desde la seccion de formacion de espuma 15 hasta la salida 19, y cuando la valvula 17 esta en la posicion cerrada, se evita o se restringe el flujo de espuma desde la seccion de formacion de espuma 15 a la salida 19. De esta manera, la valvula 17 controla la dispensation de espuma desde el sistema

40 dispensador 8.

[0081] A modo de ejemplo solamente, en una espuma ejemplar, producida en la experimentation inicial, la espuma formada tiene un diametro de burbuja medio de aproximadamente 60 micrometres, y una desviacion estandar en el diametro de la burbuja de aproximadamente 25 micrometres en un momento aproximadamente 3

45 segundos despues de la dispensacion de la espuma desde el sistema dispensador 8.

[0082] Ademas, en experimentos adicionales, se encontro que el sistema dispensador 8 ilustrado en la Fig. 1 era capaz de producir una "microespuma" cuando la seccion de formacion de espuma 15 se ajustaba a parametros particulares. Especlficamente, se identificaron una serie de parametros en la experimentacion adicional como un

50 indicador fuerte de si una seccion de formacion de espuma 15 puede producir una microespuma, y la calidad de la microespuma que se puede producir. Estos parametros se presentaran brevemente. El espacio parametrico que se encuentra que produce microespumas en general y que afecta a la calidad de las microespumas se describira con mas detalle posteriormente con respecto a los experimentos utilizados para obtenerlas.

55 [0083] Se encontro que la porosidad es un parametro importante para determinar si una seccion de formacion

de espuma 15 puede producir una microespuma de buena calidad. La porosidad se define como la proportion de espacio vaclo dentro de una seccion de formacion de espuma 15 con respecto al volumen total de la seccion de formacion de espuma. Por ejemplo, la porosidad de un tubo hueco es 1.

[0084] Se encontro que el area de superficie "Aws" de la seccion de formacion de espuma 15 es un

parametro importante para determinar si una seccion de formacion de espuma 15 puede producir una microespuma, en particular un parametro denominado Y que es igual al area de superficie mojada "Aws" multiplicada por la longitud de flujo de dos fases Ltp y dividido por el volumen total V de la seccion de formacion de espuma.

Y _ ^ws^tp

~ V

[0085] En el siguiente analisis, se supone que la seccion de formacion de espuma tiene un area de seccion

transversal constante Acs y, por lo tanto, el parametro Y es equivalente a la relacion Rws-cs del area de superficie 10 mojada "Aws" con respecto al area de seccion transversal Acs de la seccion de formacion de espuma 15.

imagen1

Aws

Acs

[0086] El area de superficie mojada "Aws" se define como el area de superficie total de la seccion de 15 formacion de espuma, incluyendo cualquier elemento de mejora de espuma (tambien denominado material de

relleno). En el caso de una seccion de formacion de espuma formada a partir de un tubo relleno con elementos de mejora de espuma, el area de superficie mojada "Aws" es el area de la superficie interior del tubo mas el area de superficie total de los elementos de mejora de espuma. En el caso de una seccion de formacion de espuma formada a partir de un material poroso, el area de superficie mojada "Aws" es el area de superficie de todos los poros a traves 20 de los cuales fluye llquido y gas. El area de seccion transversal Acs es el area total de una seccion a traves de la seccion de formacion de espuma, tomada perpendicular a la direccion total del flujo de fluido.

[0087] Se encontro que la velocidad superficial del gas 13 y la solucion de tensioactivo 11 son parametros importantes para determinar si una seccion de formacion de espuma 15 puede producir una microespuma de buena

25 calidad. La velocidad superficial se define como la velocidad del gas o llquido a traves del espacio vaclo en la seccion de formacion de espuma, es decir, velocidad superficial = Q/(e Acs) donde: Q es el caudal volumetrico del gas o llquido; £ es la porosidad de la seccion de formacion de espuma; Acs es el area en seccion transversal de la seccion de formacion de espuma. Se observa que cuando se calcula la velocidad superficial del llquido o gas, se ignora la presencia de la otra fase, por ejemplo, la velocidad superficial del gas se calcula asumiendo que no hay 30 llquido presente en el sistema y viceversa. Ademas, en los ejemplos en los que la seccion de formacion de espuma no tiene un area en seccion transversal constante, el parametro Acs se reemplaza con V/Ltp.

[0088] Ventajosamente, el sistema 8 de la Fig. 1 esta configurado de tal modo que la relacion Rws-cs del area de superficie humeda "Aws" con respecto al area en seccion transversal Acs de la seccion de formacion de espuma

35 15, la porosidad de la seccion de formacion de espuma 15, y las velocidades superficiales del gas 13 y la solucion de tensioactivo 11 estan en un espacio parametrico, como se describe con mas detalle mas adelante, lo que asegura que se puede producir una microespuma de buena calidad a partir del sistema dispensador 8.

[0089] La Fig. 2 ilustra una realizacion de un dispositivo dispensador 20. El dispositivo dispensador 20 40 comprende un recipiente en forma de un receptaculo cerrado 37 para contener una solucion de tensioactivo 21 y un

propulsor de gas comprimido 23 a presion, que se mezclan, en funcionamiento, mediante el dispositivo dispensador para formar una espuma 41. El receptaculo 37 tiene una abertura 39 que esta sellada por una valvula 27. La valvula 27 forma un cierre hermetico con el receptaculo 37 para que, cuando la valvula este cerrada, ni el propulsor de gas comprimido 23 ni la solucion de tensioactivo 21 pueden salir del receptaculo 37. Esto es particularmente importante 45 ya que en esta realizacion, el uso de un propulsor de gas comprimido significa que la presion dentro del receptaculo 37 sera mayor que la presion atmosferica que rodea al receptaculo.

[0090] Como se ilustra, en esta realizacion el receptaculo 37 actua tanto como suministro de gas como un suministro de una solucion de tensioactivo (por ejemplo, realizando las funciones tanto del suministro de la solucion

50 de tensioactivo 11 como del suministro de gas 13 de la Fig. 1).

[0091] La valvula 27 comprende una entrada de valvula 45 y un vastago de valvula 47 que esta conectado de forma movil a la valvula 27 de una manera deslizable. El vastago de valvula 47 comprende una entrada de vastago de valvula 49 dispuesta cerca de un extremo inferior del vastago de valvula 47 y una salida de valvula 57 dispuesta

55 cerca de un extremo superior del vastago de valvula 47, estando la entrada de vastago de valvula 49 y la salida de valvula 57 en comunicacion de fluido a traves de un canal 51. El vastago de valvula 47 puede moverse entre una

posicion abierta y una posicion cerrada. En la posicion abierta, se permite la comunicacion de fluido entre la entrada de valvula 45 y la salida de valvula 57, a traves de la entrada de vastago de valvula 49 y el canal 51. Cuando el vastago de valvula 47 esta en su posicion cerrada, dicha comunicacion de fluido se evita debido al sellado de la entrada de vastago de valvula 49 causado por el acoplamiento de la entrada de vastago de valvula 49 con una 5 superficie de la valvula 27. El vastago de valvula 47 es empujado hacia la posicion cerrada por un resorte 43.

[0092] El dispositivo dispensador comprende ademas un actuador 55 montado en el vastago de valvula 47

para accionar la valvula bajo presion de un usuario. El actuador 55 comprende una boquilla 29 para dirigir la espuma que sale de la salida de valvula 57 para descargar la espuma del dispositivo dispensador 20.

10

[0093] Como se muestra en la Fig. 2, se proporciona un conducto de fluido 60 en el receptaculo 37 para comunicar la solucion de tensioactivo 21 y el gas 23 a una seccion de formation de espuma 25 del conducto 60 y para comunicar la espuma desde la seccion de formacion de espuma 25 a la valvula 27. El conducto de fluido 60, en esta realization, comprende un tubo bifurcado que tiene una seccion de entrada de gas 35 dispuesta para recibir el

15 gas y una seccion de entrada de llquido 33 dispuesta para recibir la solucion de tensioactivo. Las secciones de entrada de gas y llquido 33, 35 convergen en un colector 31 en la union del tubo bifurcado para conducir el gas 23 y la solucion de tensioactivo 21 respectivamente a una seccion comun del conducto de fluido 60, en cuya seccion comun se proporciona la seccion de formacion de espuma 25. Por lo tanto, en este ejemplo, la seccion de formacion de espuma 25 esta aguas abajo de las secciones de entrada de llquido y gas 33, 35. En esta realizacion, la seccion 20 de formacion de espuma 25 del conducto de fluido 60 se extiende desde la bifurcation del conducto de fluido 60 hasta un extremo del conducto de fluido distan de la bifurcacion, dicho extremo en el que el conducto de fluido 60 se conecta a la valvula 27.

[0094] Preferiblemente, la longitud de la seccion de formacion de espuma 25 es mayor deque 10 mm y mas 25 preferiblemente esta en el intervalo de 50 a 70 mm.

[0095] Como se ilustra, la seccion de entrada de llquido 33 se extiende proxima a la base del receptaculo 37, mientras que la seccion de entrada de gas 35 se extiende proxima a la parte superior del receptaculo 37. Esta disposition asegura que, cuando el dispositivo dispensador 20 esta orientado en su posicion vertical (como se ilustra

30 en la Fig. 2), la solucion de tensioactivo 21, que tiene una densidad mas alta que el propulsor de gas comprimido 23, ocupara una parte inferior del receptaculo 37, mientras que el propulsor de gas comprimido 23 ocupara la parte restante en la parte superior del receptaculo 37 no ocupada por la solucion de tensioactivo, denominada espacio superior. Sin embargo, se observa que cuando el dispositivo dispensador 20 se mantiene en una orientation diferente, en particular una orientacion "invertida", la seccion de entrada de gas 35 puede servir como una seccion 35 de entrada de llquido y la seccion de entrada de llquido 33 puede servir como una seccion de entrada de gas.

[0096] Como se ha mencionado anteriormente, el propulsor de gas comprimido 23, debido a su naturaleza comprimida, crea una presion dentro del receptaculo 37 que es superior a la presion atmosferica que existe fuera del receptaculo. Por lo tanto, el propulsor de gas comprimido 23 ejerce una fuerza sobre la solucion de tensioactivo 21.

40 Preferentemente, la presion del propulsor de gas en el espacio superior es superior a 0,1 bar, y mas preferiblemente esta por encima de 2 bar, y preferiblemente por debajo de 25 bar. Dado que la entrada de llquido 33 esta situada por debajo del nivel de llquido de la solucion de tensioactivo (como se ilustra en la Fig. 2), la fuerza ejercida sobre la solucion de tensioactivo 21 por el propulsor de gas comprimido 23 conduce la solucion de tensioactivo 21 a entrar en la seccion de formacion de espuma 25 a traves de la seccion de entrada de gas 33. Puesto que la seccion de 45 entrada de gas 35 esta situada por encima del nivel de llquido de la solucion de tensioactivo, el propulsor de gas comprimido es capaz de entrar en la seccion de formacion de espuma 25 a traves de la entrada de gas 35.

[0097] Cuando la valvula 27 esta cerrada, es decir, cuando el vastago de valvula 47 ocupa su posicion cerrada, el dispositivo dispensador 20 se sella y no se permite que ni la solucion de tensioactivo ni el propulsor de

50 gas salgan del dispositivo dispensador 20. Sin embargo, cuando la valvula 27 esta abierta, es decir, cuando el vastago de valvula 47 ocupa su posicion abierta, la solucion de tensioactivo 21 y el propulsor de gas 23 pueden salir del dispositivo de distribution 20 a traves de la salida de valvula 57 y la boquilla 29. En esta situation, debido a la fuerza ejercida sobre la solucion de tensioactivo 21 por el propulsor de gas comprimido 23, la solucion de tensioactivo 21 se arrastra hasta la seccion de formacion de espuma 25 a traves de la entrada de llquido 33 y del 55 colector 31. La action de la solucion de tensioactivo 21 que pasa la entrada de gas del colector 31 hace que el propulsor de gas 23 se arrastre hasta la corriente de flujo de la solucion de tensioactivo y, por lo tanto, al colector 31 y la seccion de formacion de espuma 25. Ademas, el gas se conduce para entrar en el flujo de vapor por la presion del espacio superior en el receptaculo 37.

[0098] En esta realizacion, la seccion de formacion de espuma 25 comprende varios elementos de mejora de

espuma 53 dispuestos dentro de la seccion de formacion de espuma 25 ya lo largo de la trayectoria de flujo de la solucion de tensioactivo y el propulsor de gas. La presencia de los elementos de mejora de espuma 53 dentro de la seccion de formacion de espuma 25 da como resultado la seccion de formacion de espuma 25 que tiene parametros 5 que aseguran que la seccion de formacion de espuma es capaz de producir una microespuma. En particular, la relacion Rws-cs del area de superficie mojada "Aws" respecto al area en seccion transversal Acs, la porosidad de la seccion de formacion de espuma 25, y las velocidades superficiales del gas 23 y la solucion de tensioactivo 21 a traves de la seccion de formacion de espuma 25 estan configuradas para producir una microespuma.

10 [0099] La experimentacion inicial indico que la presencia de los elementos de mejora de espuma 53 dentro

de la seccion de formacion de espuma 25 permite que la seccion de formacion de espuma 25 se ajuste a al menos los parametros clave 1 y 2 de la Tabla 1, mientras se utiliza una seccion de formacion de espuma de dimensiones apropiadas (por ejemplo, una longitud de menos de 70 mm) de manera que pueda encajar facilmente dentro de un recipiente de aerosol de tamano tlpico (por ejemplo, de 100 a 200 mm de altura). La experimentacion adicional

15 ayudo a definir adicionalmente los parametros requeridos para producir una microespuma aceptable y los parametros que afectaron a la calidad de la microespuma (por ejemplo, como se indica en las Figs. 11 y 12).

[0100] La experimentacion inicial indico que la relacion del area de superficie mojada con respecto a la longitud de flujo de dos fases es mayor que 3 millmetros cuadrados por millmetro, o mas preferiblemente mayor de

20 millmetros cuadrados n por millmetro. Puede ser preferible una relacion de area de superficie mojada con respecto a la longitud de flujo de dos fases para producir una espuma deseada, por ejemplo, mayor de 8 millmetros cuadrados por millmetro.

[0101] En este ejemplo, los elementos de mejora de la espuma 53 comprenden una pluralidad de perlas de

25 vidrio generalmente esfericas (u otro material adecuado tal como un material plastico).

[0102] La seccion de formacion de espuma 25 tambien incluye unos retenedores 65 y 67 que estan dispuestos en extremos opuestos de la seccion de formacion de espuma 25. Los retenedores 65, 67 estan situados dentro de la trayectoria de flujo de la seccion de formacion de espuma 25, y estan formados a partir de un material

30 tipo malla, con el fin de permitir que la solucion de tensioactivo 21 y el gas 23 (junto con una espuma que comprende la solucion de tensioactivo y el gas) pasen a traves y, por lo tanto, viajen a lo largo del conducto de fluido 60. Sin embargo, los retenedores 65, 67 inhiben el movimiento de los elementos de mejora de espuma 53 a lo largo del conducto de fluido 60, manteniendo as! la posicion de los elementos de mejora de espuma 53 e impidiendo su descarga del dispositivo dispensador 20.

35

[0103] Mientras la valvula 27 permanece abierta, la espuma 41 formada a partir de la solucion de tensioactivo 21 y propulsor de gas 23 se transporta a traves de la seccion de formacion de espuma 25 y a la valvula 27 a traves de la entrada de valvula 45. La configuracion abierta del valor 27 permite que la espuma pase a traves de la valvula, y la espuma 41 se descarga entonces desde el dispositivo dispensador 20 en la salida del actuador 29.

40

[0104] La presencia de los elementos de mejora de espuma 53 provoca una mezcla mejorada del gas 23 con la solucion de tensioactivo 21 y mejora la formacion de la espuma 41 (para una forma y/o dimensiones de tubo de seccion de espuma dada) haciendo que los parametros de la seccion de formacion de espuma 25 se encuentre dentro del espacio parametrico identificado en la experimentacion adicional. Ademas, los elementos de mejora de la

45 espuma 53 pueden aumentar la relacion del area de superficie mojada con respecto al volumen de espacio vaclo en la seccion de formacion de espuma 25.

[0105] Se encontro en la experimentacion inicial que variando la geometrla de la seccion de formacion de espuma 25 que inclula los elementos de mejora de espuma 53, el area de superficie mojada "Aws" se puede adaptar

50 para proporcionar una espuma que tiene caracterlsticas particulares requeridas. En particular, se encontro en la experimentacion inicial que la relacion del area de superficie mojada "Aws" de la seccion de formacion de espuma 25 con respecto al volumen del espacio vaclo de la seccion de formacion de espuma 25, a traves de la cual pasa la solucion de tensioactivo y el gas, afecta a la calidad de la espuma producida. Por consiguiente, esta relacion puede adaptarse para proporcionar una espuma que tenga las caracterlsticas particulares requeridas. Otros parametros

55 hallados en la experimentacion inicial que tienen un efecto potencial sobre la calidad de la espuma incluyen: el diametro interno de la seccion de formacion de espuma 25; la relacion del area de superficie con respecto a la longitud de flujo de dos fases; el diametro interno de la entrada de llquido; el diametro interno de la entrada de gas; la tension superficial del tensioactivo; la viscosidad del tensioactivo; la presion (por ejemplo, presion en el espacio superior) aplicada al gas y/o el tensioactivo (o la relacion de tales presiones); y la longitud del conducto de fluido

desde el colector hasta la salida (siempre que la relacion del area de superficie mojada con respecto al volumen del espacio vacio en el conducto permanezca por encima de un umbral apropiado para el tipo de espuma producida).

[0106] Se encontro en la experimentacion inicial que al tener una seccion de formacion de espuma interna 5 25, el area superficial de al menos 1.800 milimetros cuadrados proporciona una espuma de calidad suficientemente

alta para muchas aplicaciones. Puede ser preferible un area de superficie mojada superior "Aws" para producir una espuma deseada, por ejemplo, mayor de 3000 milimetros cuadrados o mayor de 3700 milimetros cuadrados. Sin embargo, se pueden producir espumas particularmente de alta calidad usando un area de superficie mucho mas alta, por ejemplo, entre 4500 y 6000 milimetros cuadrados. Se ha encontrado que una relacion de area de superficie 10 mojada con respecto al volumen de espacio vario de al menos 4 milimetros cuadrados por milimetro cubico proporciona una espuma de calidad suficientemente alta para muchas aplicaciones. Puede ser preferible una relacion de area de superficie humedecida superior mas alta con respecto a un volumen de espacio vacio para producir una espuma deseada, por ejemplo, mayor de 16 milimetros cuadrados por milimetro cubico. Sin embargo, se pueden producir espumas de calidad particularmente alta usando una relacion mucho mas alta, por ejemplo, 15 entre 20 y 25 milimetros cuadrados por milimetro cubico.

[0107] La Fig. 3 es una ilustracion simplificada de una seccion a traves de un dispositivo dispensador 120 segun una realizacion adicional. Se proporciona un recipiente que comprende un receptaculo 137 que esta adaptado para contener un suministro de solucion tensioactiva 121 y un suministro de gas 123. En esta realizacion, el gas 123

20 no es un propulsor de gas comprimido y en su lugar se proporciona a una presion similar a la del aire ambiente que rodea el dispositivo dispensador 120. El dispositivo dispensador 120 incluye una entrada de liquido 133 situada cerca del fondo del receptaculo 137, y ademas incluye una entrada de gas 135 situada proxima a la parte superior del receptaculo 137. Esta disposition asegura que cuando el dispositivo dispensador 120 esta orientado en su position vertical, como se ilustra en la Fig. 3, la entrada de liquido 133 estara situada por debajo del nivel de liquido 25 de la solucion tensioactiva, mientras que la entrada de gas estara situada por encima del nivel liquido de la solucion de tensioactivo permitiendo asi que el gas entre en la entrada de gas 135. Preferiblemente, la entrada de Kquido 133 esta situada en el punto mas bajo del receptaculo 137 con el fin de asegurar que toda la solucion de tensioactivo 121 retenida dentro del receptaculo 137 pueda entrar en la entrada de liquido 133.

30 [0108] El dispositivo dispensador 120 incluye una valvula unidireccional 170 que esta configurada para

permitir que el aire ambiente entre en el receptaculo 137 y para restringir o impedir que el gas 123 y la solucion de tensioactivo 121 salgan del receptaculo 137. En esta realizacion, la valvula unidireccional 170 esta dispuesta cerca o en la parte superior del receptaculo 137 para que el aire que entra en el receptaculo 137 a traves de la valvula unidireccional 170 lo haga por encima del nivel de la solucion de tensioactivo, inhibiendo asi la creation de burbujas 35 de aire dentro de la solucion de tensioactivo 121.

[0109] El dispositivo dispensador 120 comprende ademas una seccion de formacion de espuma 125 que esta en comunicacion de fluido con la entrada de Kquido 133 y conectada a la entrada de gas 135 a traves de un tubo 160 que permite la comunicacion de fluido entre la seccion de formacion de espuma 125 y la entrada de gas 135.

40

[0110] En comun con la seccion de formacion de espuma 25 descrita anteriormente con respecto a la Fig. 2, la seccion de formacion de espuma 125 comprende varios elementos de mejora de espuma 135 que permiten la generation de una espuma de alta calidad formada a partir de la solucion de tensioactivo 121 y el gas 123, beneficioso dentro de una longitud relativamente corta de la seccion de formacion de espuma. En esta realizacion, el

45 gas 123 es preferiblemente aire. Se apreciara que, en otras realizaciones, se puede producir una espuma similar de alta calidad, que tiene las caracteristicas deseadas descritas, sin el uso de elementos de mejora de espuma 153.

[0111] La seccion de formacion de espuma 125 esta conectada a y en comunicacion de fluido con una salida 129 a partir de la cual puede dispensarse la espuma generada en la seccion de formacion de espuma. Una valvula

50 127 controla el flujo de espuma desde la seccion de formacion de espuma 125 a la salida 129 y preferiblemente esta configurada para permitir solamente que la espuma fluya desde la seccion de formacion de espuma 125 a la salida 129 cuando la espuma ejerce una presion por encima de una presion umbral sobre la valvula 127.

[0112] Con el fin de conducir tanto el gas 123 como la solucion de tensioactivo 121 para entrar en la seccion 55 de formacion de espuma 125, debe aplicarse una presion al gas 123 y a la solucion de tensioactivo 121. En esta

realizacion ejemplar, el receptaculo 137 es flexible y preferiblemente plegable hasta cierto punto, como se indica por los lados curvados del receptaculo 137. Por lo tanto, la presion puede aplicarse al gas 123 y al tensioactivo 121 mediante la compresion del receptaculo 137 y, por lo tanto, disminuir el volumen del receptaculo 137. Esta action puede realizarse manualmente o alternativamente se puede proporcionar un aparato para comprimir el receptaculo

137; tal aparato no se ilustra en la Fig. 3, pero dicho aparato podrla comprender una bomba accionada manualmente configurada para acoplarse con la salida 129 y usar succion para extraer el contenido del receptaculo 137.

[0113] La Fig. 4 ilustra, de forma simplificada, parte de una seccion de formation de espuma 425 que puede 5 proporcionarse, por ejemplo, como parte del dispositivo dispensador ilustrado en cualquiera de las figuras, o

suministrado por separado. La seccion de formacion de espuma 425 solo se muestra en parte, como se indica por las llneas de corte en la parte superior e inferior de la seccion de formacion de espuma. Como se muestra, la seccion de formacion de espuma 425 comprende varios elementos de mejora de espuma 453 que se mantienen dentro del conducto de fluido 460 y en la trayectoria de flujo del tensioactivo y el gas que son llevados a traves de la 10 seccion de formacion de espuma. En esta realization, los elementos de mejora de espuma 453 comprenden una pluralidad de perlas de vidrio generalmente esfericas.

[0114] La seccion de formacion de espuma 425 tambien incluye retenedores 465, 467 que son equivalentes a los retenedores 65, 67 mostrados en la Fig. 2.

15

[0115] Como se muestra, cada uno de los elementos de mejora de espuma 453 tiene un diametro, designado d, donde d esta preferiblemente en el intervalo de 0,5 a 2 mm y mas preferiblemente en el intervalo de 1 a 1,3 mm. Preferiblemente, el valor medio de d para la pluralidad de elementos de mejora de espuma 453 esta en el intervalo de 1 a 1,5 mm y mas preferiblemente en la proximidad de 1,23 mm, mas o menos 0,10 mm. El diametro de cada uno

20 de los elementos de mejora de espuma 453 es ventajosamente inferior a 1/3 del diametro interior del tubo que forma la seccion de formacion de espuma del conducto de fluido. De manera beneficiosa, esto ayuda a evitar que grandes vaclos indeseablemente grandes queden alrededor de la superficie circunferencial interior del tubo, lo que evitara que la relation de area de superficie mojada con respecto al volumen de espacio vaclo objeta un valor suficientemente alto.

25

[0116] Como se ilustra en la Fig. 4, la seccion de formacion de espuma 425 tiene un diametro interno, designado D. Preferiblemente, D en un diametro de la seccion de formacion de espuma 425 esta entre 0,1 mm y 10 mm, y mas preferiblemente es inferior a 4 mm, por ejemplo, entre 2 mm y 4 mm.

30 [0117] La Fig. 5 ilustra, de manera simplificada, una muestra de espuma 500 creada usando tecnicas

conocidas (veanse a continuation las etapas 9 a 12 del metodo experimental inicial) con el fin de determinar caracterlsticas tlpicas de espumas conocidas con fines de comparacion. Como se muestra en la Fig. 5, la espuma 500 comprende una pluralidad de burbujas de aire 501 mantenidas dentro de una solucion de tensioactivo 502. Cada burbuja de aire 501 tiene un diametro, designado por la etiqueta "A" en la Fig. 5. En la muestra de espuma 500, 35 ilustracion de la Fig. 5, el diametro de burbuja medio es de 80 micrometros, y la desviacion estandar de los diametros de las burbujas es de 60 micrometros. La burbuja mas grande en la muestra ilustrada tiene un diametro de 278 micrometros.

[0118] La Fig. 6 ilustra, de manera simplificada, una muestra de espuma 600 creada en la experimentation 40 inicial usando un dispositivo dispensador que corresponde sustancialmente al dispositivo dispensador ilustrado en la

Fig. 2. La espuma 600 se creo segun un metodo descrito en las etapas 1-8 del metodo experimental inicial, a continuacion. La espuma 600 comprende una pluralidad de burbujas de nitrogeno 601 retenidas dentro de una solution de tensioactivo 602. Cada burbuja 601 tiene un diametro, denominado "B" en la Fig. 6. El diametro de burbuja medio en la muestra ilustrada de espuma 600 es de 60 micrometros y la desviacion estandar en el diametro 45 de la burbuja es de 25 micrometros. La burbuja mas grande en la muestra de espuma 600 ilustrada en la Fig. 6 tiene un diametro de 130 micrometros.

[0119] La Fig. 7 es un grafico que muestra una distribution de densidad numerica para un intervalo de diametros de burbuja para la muestra de espuma 500 ilustrada en la Fig. 5 y para la muestra de espuma 600

50 ilustrada en la Fig. 6.

[0120] En el grafico ilustrado en la Fig. 7, el eje x representa el diametro de burbujas en las espumas 500, 600 medidas en micrometros y el eje y representa la densidad numerica de burbujas con un diametro particular. Los puntos de datos relativos a la espuma 500 ilustrada en la Fig. 5, generados por el mecanismo de espuma de la

55 tecnica anterior se indican mediante puntos de datos de forma de rombo, mientras que los puntos de datos correspondientes a la espuma 600, ilustrados en la Fig. 6, se representan por puntos cuadrados con forma de cuadrado. Se ha anadido un ajuste de curva a cada uno de los dos conjuntos de muestras. Como puede verse en el grafico, cuando se compara con la espuma 500, la espuma 600 tiene una mayor densidad de burbujas en el intervalo de 40 micrometros a 100 micrometros, con un maximo de alrededor de 53 micrometros. Ademas, puede verse que la

mayorla de las burbujas en la muestra de espuma 600 se encuentran en el intervalo de 40 a 100 micrometros. Tener un gran numero de burbujas en este intervalo produce una espuma de alta calidad que tiene una textura "mas rica". Ademas, puede verse a partir del grafico de la Fig. 7 que la desviacion estandar de la espuma 600 es menor que la de la espuma 500 generada por el mecanismo dispensador de la tecnica anterior. Tener una desviacion estandar 5 mas pequena en los tamanos de burbujas aumenta la homogeneidad y, por lo tanto, la calidad de la espuma.

[0121] Ventajosamente, los dispositivos dispensadores, el sistema y la seccion de formacion de espuma descritos permiten la creacion de espumas cremosas ricas (altos volumenes de fase gaseosa de >95 %, burbujas de aire con un diametro medio preferible de 60 micrometros y una distribucion de tamano estrecha, desviacion estandar

10 preferible: <25 micrometros), sin el uso de compuestos organicos volatiles (VOC).

[0122] El sistema, los dispositivos y las secciones descritas proporcionan espumas de mejor calidad que las producidas usando otros posibles mecanismos y gases disueltos en soluciones de tensioactivos. Esto se debe a que el volumen maximo de fase gaseosa de las espumas formadas usando gases disueltos en soluciones de

15 tensioactivo es tlpicamente solo 4 veces el volumen del llquido, ya que este es el llmite superior de la cantidad de gas que puede disolverse en la solucion de tensioactivo.

[0123] El sistema, los dispositivos y las secciones de formacion de espuma descritas tambien son ventajosos sobre dispositivos de de formacion de espuma alternativos que, por ejemplo, pueden implicar la creacion de burbujas

20 usando pequenas aperturas.

[0124] La presente invencion no requiere el mecanizado de pequenas aperturas, que pueden ser costosas de fabricar y requieren a menudo tecnicas especiales como perforation por laser. En su lugar, en la presente invencion, un gas y un tensioactivo llquido son ambos forzados a traves de una seccion de formacion de espuma que tiene una

25 geometrla con un area de superficie interna muy grande. El llquido recubre las superficies internas de la seccion de formacion de espuma y crea as! un area de superficie de gas-llquido similarmente grande. La relation del area de superficie interna superior con respecto al volumen de la presente invencion asegura que existe una superficie muy grande sobre la cual las fases gaseosa y llquida pueden interactuar y una multitud de oportunidades para que los flujos sean divididos y recombinados hasta que se forme una microespuma lisa. A diferencia de los dispositivos de 30 formacion de espuma de pequeno orificio donde se forman burbujas a traves de instabilidades de Rayleigh-Taylor en un orificio discreto y generalmente que tienen un diametro similar que el diametro del orificio, en la presente invencion, las burbujas producidas son tlpicamente de un orden de magnitud menor que el orificio mas pequeno en la seccion de formacion de espuma.

35 [0125] En realizaciones preferidas, los orificios mas pequenos en el dispensador estan en los elementos de

retention (por ejemplo, elementos de retention 465, 467 mostrados en la Fig. 4). Estos orificios solo necesitan ser lo suficientemente pequenos para evitar que los elementos que mejoran la espuma pasen a traves. En contraste con los dispositivos de formacion de espuma de orificios pequenos conocidos descritos en la introduction, los elementos de mejora de espuma de la presente invencion pueden ser del orden de millmetros y, por lo tanto, los orificios en los 40 elementos de retencion pueden ser del orden de millmetros, mientras que aun se permite que se produzcan microespumas.

[0126] Dado que la presente invencion no se basa en la formacion de burbujas a traves de instabilidades de Rayleigh-Taylor en un orificio discreto, los orificios en los elementos de retencion no necesitan estar situados varios

45 diametros entre si, por lo tanto, los elementos de retencion pueden fabricarse a partir de materiales de bajo coste como mallas o material sinterizado o poroso.

[0127] Ademas, el dispositivo dispensador de espuma descrito tiene una multitud de orificios grandes (comparados con el tamano de burbuja) y una multitud de trayectorias de flujo a traves de la seccion de formacion de

50 espuma, y por lo tanto, el dispositivo dispensador no es propenso a bloqueos.

[0128] Ademas, en el dispositivo dispensador de espuma descrito, el tamano de la entrada de aire no esta relacionado con el tamano de burbuja deseado, por lo que el diametro de la entrada de aire puede ser grande comparado con el diametro de las burbujas producidas. Por lo tanto, es posible introducir grandes cantidades de gas

55 en el flujo de llquido de tensioactivo incluso cuando se usan caudales de flujo de llquido modestos y una unica entrada de aire. Esto es ventajoso para crear espumas con altos volumenes de fase gaseosa (en algunos casos, del 98 % de gas).

[0129] El sistema descrito de dispositivo dispensador de espuma permite producir microespumas de buena

calidad, incluso cuando al someterse a cambios en la presion de conduccion. Por ejemplo, la calidad de espuma consistente en terminos de tamano de burbuja de gas, la uniformidad de tamano de burbuja y el volumen de fase gaseosa se puede lograr con la presente invencion sobre un amplio intervalo de presiones, por ejemplo, desde 0,1 bar hasta 10 bar, o desde 0,5 bar hasta 10 bar.

5

Como se ilustra en la Fig. 2, en las realizaciones preferidas, el dispensador de espuma incluye una entrada de gas que permanece por encima del nivel de liquido de la solucion de tensioactivo, mientras que la bifurcacion en cuyo punto el gas entra en el conducto de fluido (colector 31 en la Fig. 2) generalmente permanece por debajo del nivel liquido. Esto es ventajoso porque una porcion del conducto de fluido permanecera por debajo del nivel del liquido, lo 10 que fomenta a atraer la solucion de tensioactivo liquida hasta el conducto de fluido a traves de la accion capilar. A su vez, esto ayuda a mantener una solucion de tensioactivo liquida dentro del conducto de fluido y la seccion de formacion de espuma incluso cuando el dispensador de espuma no se ha descargado durante algun tiempo. Por lo tanto, se evita el secado del conducto de fluido y la seccion de formacion de espuma, lo que de otro modo podria provocar bloqueos. Ademas, la ubicacion de la bifurcacion por debajo del nivel de liquido permite que se proporcione 15 una longitud de flujo de dos fases mas larga dentro del conducto de fluido.

[0130] Los dispositivos dispensadores, el sistema y la seccion de formacion de espuma descritos pueden usarse para generar, por ejemplo, espumas de afeitar, espumas limpiadoras, mousse para el cabello, espumas de productos lacteos y otras espumas alimenticias, espumas industriales, espumas para equipos agricolas, espumas

20 para uso medico y espumas farmaceuticas. El dispositivo dispensador 20 ilustrado en la Fig. 2 utiliza un gas comprimido como propulsor y, por lo tanto, el dispositivo dispensador 20 puede producir un flujo sustancialmente continuo de espuma cuando se abre la valvula. Esto hace que el dispositivo dispensador 20 sea particularmente adecuado para producir las espumas de afeitar, la mousse para el cabello y las espumas lacteas, en las que a menudo se desea utilizar una cantidad relativamente grande de espuma. Por otra parte, el dispositivo dispensador 25 120 ilustrado en la Fig. 3 no utiliza un gas comprimido como propulsor y, por lo tanto, requiere que el receptaculo 137 sea comprimido con el fin de propulsar la solucion de tensioactivo y el gas dentro de la seccion de formacion de espuma del dispositivo dispensador 120. El dispositivo dispensador 120 ilustrado en la Fig. 3 es particularmente adecuado para producir espumas limpiadoras, por ejemplo, espumas para jabon de manos, en las que generalmente se requiere una cantidad relativamente pequena de espuma para cada uso.

30

[0131] Si esta tecnologia se utiliza junto con la tecnologia de congelacion (por ejemplo, un ciclo de refrigeracion, un disipador de temperatura fria o un material de cambio de fase a baja temperatura), entonces se podria fabricar un aparato dispensador de helado.

35 [0132] Parametros clave: Valores preferidos segun se indica por la experimentacion inicial

Tabla 1.

#: Parametro Valor Comentarios

1: Area de superficie mojada Aws >1800 mm2 Esta es el area de superficie total dentro de la seccion de formacion de espuma, desde la bifurcacion del conducto de fluido hasta el extremo del conducto de fluido (por ejemplo, el extremo donde el conducto de fluido se conecta a la valvula). Incluye el area superficial de la superficie interna de la seccion de formacion de espuma mas el area superficial de cualquier elemento de mejora de espuma contenido dentro de la seccion de formacion de espuma.

2: Relacion de area de superficie mojada con respecto a volumen de espacio vacio > 4 mm2/mm3 Esta es el area superficial dentro de la seccion de formacion de espuma dividida por el volumen de espacio libre dentro de la seccion de formacion de espuma.

3: Diametro de seccion de formacion de espuma 0,1 mm < a < 10 mm (preferiblemente menos de 4 mm)

4: Longitud de flujo de dos fases > 40 mm (preferiblemente mayor de 60 mm) Es el menor de: a) la distancia que la mezcla de gas/tensioactivo recorre desde el punto en el que el gas y la solucion de tensioactivo se ponen primero en contacto entre si hasta el punto en que el area de superficie mojada con respecto al volumen de espacio vacio se reduce (y permanece) por debajo de 4 mm2/mm3 b) la distancia que la mezcla de gas/tensioactivo recorre desde el punto en el que el gas y la solucion de tensioactivo se ponen primero en contacto entre si hasta el punto de dispensacion (por eiemplo, la boquilla de actuador)

5: Tamano minimo de constriccion en la valvula 0,1 mm2

6: Diametro de entrada de gas 0,1 mm2 a 4 mm2

7: Diametro de entrada de liquido 0,1 mm2 a 4 mm2

8: Tension superficial del tensioactivo < 50 dinas/cm

9: Viscosidad del tensioactivo <200 centiPoise

10: Presion del espacio superior 2 bar a 25 bar

11: Diametro medio de burbujas en la espuma <60 micrometros

12: Desviacion estandar de burbujas en la espuma <25 micrometros

13: Tamano maximo de la burbuja <130 micrometros

Metodo utilizado para obtener los datos de tamano de burbuja en la experimentacion inicial 5 [0133]

1. Se preparo una formulacion de muestra que consistia en 1 parte de Original Fairy Liquid® y 4 partes de agua.

2. Se pusieron 100 ml de esta muestra en una botella de 210 ml que se sello con una valvula de aerosol con un tamano minimo de constriccion de 1 mm de diametro.

10 3. Como seccion de formacion de espuma se utilizo un tubo de 60 mm con un diametro interno de 3.175 mm. El tubo se lleno con esferas de globo de vidrio en el intervalo de tamano 1-1,3 mm con un tamano medio de particula de 1,23 mm. El area superficial interna/mojada total del sistema era de 5294 mm2 y la relacion de area de superficie mojada con respecto al volumen de espacio vacio para este mezclador era de 22,5 mm2/mm3. El mezclador tenia un liquido circular de 2,5 mm de diametro y entradas de aire.

15 4. El mezclador se incorporo en el tubo de inmersion de una valvula de aerosol con constricciones de 3 x 1 mm.

5. El pliego de la valvula de sello la botella y se utilizo nitrogeno para presurizar el espacio superior a un calibre de 5 bares.

6. Se dispenso una muestra de la espuma sobre un portaobjetos de microscopio de vidrio y se tomo una imagen 3 segundos despues de la dispensacion.

20 7. La imagen se muestra en la Fig. 6 a continuacion.

8. La distribucion del tamano de la burbuja se determino a partir de la imagen. La distribucion de la densidad numerica se muestra en la Fig. 7 y se encontro que tenia un diametro de burbuja medio de 60 micrometros y una desviacion estandar de 25 micrometros (que representaba una desviacion estandar del 42 % del diametro medio de burbuja). La burbuja mas grande en esta imagen tenia un diametro de 130 micrometros. Los diametros de las 25 burbujas se determinaron como la longitud maxima de una linea que se puede dibujar dentro de las curvas cerradas en la imagen.

9. Se colocaron 100 ml de la muestra en una botella equipada con un mecanismo de la tecnica anterior.

10. Se dispenso una muestra de la espuma sobre un portaobjetos de microscopio de vidrio y se tomo una imagen 3 segundos despues de la dispensacion.

11. La imagen se muestra en la Fig. 5 a continuacion.

5 12. La distribucion del tamano de la burbuja se determino a partir de la imagen. La distribucion de la densidad numerica se encontro que tenia un diametro de burbuja medio de 80 micrometros y una desviacion estandar de 60 micrometros (que representaba una desviacion estandar del 75% del diametro medio de burbuja). La burbuja mas grande en esta imagen tenia un diametro de 278 micrometros. Los diametros de las burbujas se determinaron como la longitud maxima de una linea que se puede dibujar dentro de las curvas cerradas en la imagen.

10

Trabajo experimental adicional

[0134] La Fig. 9 ilustra, de forma simplificada, un aparato 90 utilizado en un trabajo experimental adicional. El aparato 90 comprende un compresor de aire 910, un regulador de presion 904, un medidor de flujo de gas 921, una

15 valvula de retencion 905, un recipiente de liquido 912 para contener el tensioactivo liquido 911, un recipiente de gas 913, valvulas de cierre 917a y 917b, valvulas de aguja 918a y 918b, un dispositivo espumador 915 (equivalente a la seccion de formacion de espuma descrita previamente) y una salida 919. Se apreciara que el aparato 90 mostrado en la Fig. 9 se usa para experimentacion, y que un sistema comercial practico puede no incluir todos los elementos del aparato 90.

20

[0135] El compresor de aire 910 se utiliza para suministrar aire a presion al recipiente de liquido 912 y al recipiente de gas 913. Este suministro de aire presurizado mantiene un volumen de aire a presion 914 en el recipiente de gas 913 y suministra aire al recipiente de liquido 912 para mantener el tensioactivo liquido bajo presion. El regulador de presion 904 controla la presion del aire suministrado por el compresor de aire 910.

25

[0136] La valvula de cierre 917a y la valvula de aguja 918a estan situadas en una linea de salida desde el recipiente de liquido 912, mientras que la valvula de cierre 917b y la valvula de aguja 918b estan situadas en una linea de salida del recipiente de gas 913. Las valvulas de aguja 918a, 918b se usan para hacer un ajuste fino de los caudales de tensioactivo liquido 911 y aire 914 que salen de los recipientes de liquido y gas y que fluyen hacia el

30 dispositivo de formacion de espuma 915.

[0137] Las dos lineas de salida se alimentan en un conector en T 923 (de manera similar al tubo bifurcado descrito anteriormente) que combina y suministra el tensioactivo liquido 911 y el aire 914 al dispositivo de formacion de espuma 915. El tensioactivo liquido 911 y el aire 914 pasan a traves del dispositivo de formacion de espuma 915

35 y salen de la salida 919 del dispositivo de formacion de espuma 915.

[0138] La valvula de retencion 905 esta situada aguas arriba del recipiente de liquido 912 para evitar que el tensioactivo liquido 911 o la espuma fluyan a traves del medidor de flujo de gas 921 o al recipiente de gas 913 durante la despresurizacion del sistema.

40

[0139] En ciertas condiciones, el liquido y el gas salen del dispositivo de formacion de espuma 915 como una microespuma. Como se ha explicado anteriormente, se trata de una espuma en la que el diametro de burbuja medio es inferior a 100 micrometros. Bajo otras condiciones operativas, el liquido y el gas salen de la salida como una espuma con grandes burbujas (1-3 mm) o con salpicaduras intermitentes de aire y espuma. Estos ultimos dos

45 estados son indeseables para las microespumas.

[0140] Aunque en la Fig. 9 se ilustra un unico dispositivo de formacion de espuma, en la experimentacion adicional se ensayaron varios dispositivos de formacion de espuma diferentes 915. Estos dispositivos de formacion de espuma 915 comprendian secciones de tubo con longitudes que variaban de 20 mm hasta 100 mm y diametros

50 de 2,5 mm, 3,75 mm, 6 mm y 12 mm.

[0141] Las secciones de tubo de los dispositivos de formacion de espuma 915 se llenaron con una pluralidad de elementos de relleno que se seleccionaron para variar el area de superficie mojada "Aws" y la porosidad del dispositivo de formacion de espuma 915. El area de superficie mojada "Aws" vario entre 269 milimetros cuadrados y

55 4163 milimetros cuadrados. Las porosidades variaron entre 0,38 y 0,78.

[0142] La Fig. 10 ilustra algunos materiales de relleno ejemplares, incluyendo sus dimensiones de llave, tales como altura 1001, radio 1002 y longitud lateral 1003. Estas dimensiones pueden ser utilizadas por los expertos en la tecnica para determinar el area de superficie mojada "AWS" de un dispositivo de formacion de espuma 915, usando

metodos conocidos para calcular areas superficies.

[0143] Para el tensioactivo liquido 911, se diluyo Fairy liquido a diferentes concentraciones que van desde 1 parte de Fairy liquido: 1 parte de agua a 1 parte de fairy liquido: 10 partes de agua.

5

Procedimiento experimental

[0144]

10 1. Cada dispositivo de formacion de espuma 915 se caracterizo en terminos de: longitud, diametro, porosidad y area de superficie mojada "Aws".

2. El recipiente de liquido 912 se lleno con un volumen predefinido de tensioactivo liquido, que comprendia Fairy liquido de dilucion predeterminada con agua como se ha descrito anteriormente.

3. El regulador de presion 904 se ajusto a una presion predefinida.

15 4. El compresor de aire 910 se encendio y las valvulas de cierre 917a, 917b se abrieron ambas, permitiendo que el aire 914 y el tensioactivo liquido 911 fluyeran a traves del aparato.

5. Las valvulas de aguja 918a, 918b se ajustaron y se aplicaron diferentes presiones de aire variando los ajustes del regulador de presion 904, con el fin de identificar caudales en los que se formo o no una microespuma. En cada caso, se tomo la lectura del caudal de aire del medidor de flujo de gas. El caudal liquido se determino llenando el

20 recipiente de liquido 912 con un volumen predeterminado de tensioactivo liquido 911 y midiendo el tiempo requerido para vaciar el recipiente para una presion de regulador particular y ajustes en las valvulas de aguja 918.

6. La etapa 5 se repitio con cada dispositivo de formacion de espuma 915 usando un tensioactivo liquido 911 que comprende diferentes diluciones de Fairy liquido (que varia tanto la viscosidad como la tension superficial).

7. Ademas, para cada dispositivo de formacion de espuma 915 en el que se formo con exito una microespuma en la 25 etapa 5, se uso el regulador de presion 904 para ajustar la presion de aire, y las valvulas de aguja 918a, 918b se

ajustaron para variar el nivel de restriccion de flujo para determinar que caudales de tensioactivo liquido 911 y aire

914 dieron como resultado buenas microespumas, y que dieron como resultado una microespuma de baja calidad. Como se ha descrito anteriormente, una microespuma de buena calidad producida por un dispositivo de formacion de espuma es generalmente lisa y continua sin la presencia de bolsas de aire, teniendo, por ejemplo, un diametro de

30 burbuja medio inferior a 100 micrometros, un volumen de fase gaseosa superior al 90 % y una desviacion estandar de menos de 25 micrometros. Los ejemplos de espumas de baja calidad producidas por los dispositivos de formacion de espuma incluyen salpicadura intermitente de aire y espuma, liquido que tiene grandes burbujas, espumas que consisten en burbujas grandes, y espumas con bajas relaciones de gas con respecto a liquido.

8. A continuacion, se repitio la etapa 7 con cada dispositivo de formacion de espuma 915 usando un tensioactivo 35 liquido 911 que comprendia diferentes diluciones de Fairy liquido.

Resultados

[0145] La Fig. 11 es un grafico que ilustra el exito de la produccion de una microespuma utilizando un 40 dispositivo de formacion de espuma particular 915 contra los parametros clave del dispositivo de formacion de

espuma 915. La porosidad, o P, esta representada en el eje x, mientras que el parametro Y esta representado en el eje y (donde Y es igual al area de superficie mojada "Aws" multiplicada^ por la longitud de flujo de dos fases Ltp y dividida por el volumen total V, que en este caso se ha simplificado a Area de superficie humeda/Area en seccion transversal, o la relacion de la relacion "Rws-cs" del area de superficie mojada "Aws" con respecto a la zona 45 transversal Acs). Se encontro que para parte del dispositivo de formacion de espuma 915 no era posible crear una microespuma bajo ningun conjunto de condiciones de funcionamiento. Los dispositivos de formacion de espuma fallidos 915 para los que se ha encontrado que no se pueden producir microespumas se indican en la grafica usando marcadores circulares, mientras que el dispositivo de formacion de espuma exitoso 915 para el que se encontro que se podria producir una microespuma se indica en la grafica usando marcadores cuadrados.

50

[0146] Como se muestra, se encontro que los dispositivos de formacion de espuma exitosos y no exitosos

915 forman dos grupos distintos sin solapamiento.

[0147] En la grafica de la Fig. 11 se incluye una linea que representa el limite entre estos dos grupos. La 55 ecuacion de la linea es y = 1994(x) - 821,58 (donde y es el area de superficie mojada/area en seccion transversal y x

es la porosidad del dispositivo de formacion de espuma 915).

[0148] Por lo tanto, los dispositivos de formacion de espuma que tienen dimensiones internas que se ajustan a y >1994,5x + 821,58, y donde y es positivo, pueden utilizarse con exito para producir una microespuma (una

espuma en la que el diametro de burbuja medio es inferior a 100 micrometros). Como apreciaran los expertos en la tecnica, basandose en el grafico de la Fig. 12, las constantes 1994,5 y 821,58 pueden variar hasta un 10 %.

[0149] La Fig. 12 es un grafico que ilustra el exito de la produccion de una buena microespuma frente a las 5 velocidades superficiales del tensioactivo liquido 911 y el aire 914. La velocidad superficial del liquido "'Vl'" esta

representada en el eje X mientras que la velocidad superficial del gas "'Vg'" esta representada en el eje Y.

[0150] Como se muestra, se encontro que las buenas microespumas y las malas espumas forman dos grupos distintos sin solapamiento. La linea y = 18,397x + 507,420 representa el limite entre estos dos grupos.

10

[0151] Por lo tanto, cuando y <18,397x + 507,420 se formo entonces una buena microespuma. Como apreciaran los expertos en la tecnica, basandose en el grafico de la Fig. 12, las constantes 18,397 y 507,420 pueden variar hasta un 10 %.

15 [0152] Adicionalmente, se encontro que si todos los parametros del aparato fueran tales que los puntos de

datos resultantes estuvieran en las regiones de "buena espuma" de la Fig. 12, entonces el aparato formo una microespuma lisa mientras la tension superficial del tensioactivo liquido 911 estaba por debajo de 50 dinas/cm (pero preferiblemente en el intervalo de 20-30 dinas/cm).

20 [0153] Ademas, se encontro que si todos los parametros del aparato fueran tales que los puntos de datos

resultantes estuvieran en las regiones de "buena espuma" de la Fig. 12 entonces el aparato formaba una microespuma lisa siempre y cuando la viscosidad del tensioactivo liquido 911 estuviera por debajo de 200 c.P o mas preferiblemente por debajo de 50 c.P.

25 [0154] Proporcionar dispositivos de formacion de espuma en los que la seccion de formacion de espuma

tiene dimensiones internas donde Rws-Cs no es menor de 1994 multiplicado por P y menos 821 permite ventajosamente a los expertos en la tecnica producir una seccion de formacion de espuma que producira con exito una microespuma, seleccionando las configuraciones apropiadas del dispositivo de formacion de espuma que cumplan esta condicion.

30

[0155] Por ejemplo, si un parametro particular de la seccion de formacion de espuma es fijo, digamos si las

perlas 100a ilustradas en la Fig. 10 se usaron como elementos de mejora de espuma, entonces seleccionar una seccion de formacion de espuma con un diametro interno de 3,175 mm y con una longitud de 80 mm garantizara que Rws-Cs no sea menor de 1994 multiplicado por P y menos 821 y, por lo tanto, la seccion de formacion de espuma 35 permitira la produccion exitosa de una microespuma. Por el contrario, seleccionar una seccion de formacion de espuma con un diametro interno de 3,175 mm y con una longitud de 60 mm no cumplira los criterios de que Rws-Cs no sea menor que 1994 multiplicado por P y menos 821 y, por lo tanto, la seccion de formacion de espuma no permitira la produccion de una microespuma.

40 [0156] De manera similar, proporcionar un dispensador de espuma en el que "Vg" no es mayor que 18,4

multiplicado por "Vl" y sumado a 507,4, permite ventajosamente a los expertos en la tecnica producir un dispensador de espuma que producira una microespuma de buena calidad, seleccionando valores apropiados de presion de gas y/o liquido o restricciones en la linea de gas/liquido, o densidad o viscosidad de tensioactivo liquido, para asegurar que se cumple la condicion anterior.

45

Modificaciones y alternativas

[0157] El gas utilizado en cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente puede comprender cualquier gas adecuado que no este licuado a la presion operativa del gas, que es preferiblemente entre 0,1 bar y 25

50 bar, y mas preferiblemente entre 2 bar y 8 bar y, ademas, preferiblemente entre 4 bar y 6 bar.

[0158] Preferiblemente, la concentracion de gas 13 en la solucion de tensioactivo 11 es de 350 miligramos por kilogramo de solucion de tensioactivo mas o menos 50 miligramos por kilogramo, o la concentracion puede ser inferior a 350 miligramos por kilogramo, o inferior a 100 miligramos por kilogramo de la solucion de tensioactivo 11.

55

[0159] Las caracteristicas deseadas predefinidas pueden incluir adicionalmente, o como alternativa, un volumen de fase gaseosa diana, que cumpla con un tamano de burbuja medio diana, que cumpla con una desviacion estandar diana, que cumpla con una concentracion de burbuja diana por unidad de volumen, y/o que tenga una distribucion de tamano de burbuja diana.

[0160] La seccion de formacion de espuma que tiene elementos de mejora de la espuma como se ha descrito

anteriormente puede configurarse adicionalmente o como alternativa para producir una espuma con las caracteristicas deseables descritas proporcionando un medio para aumentar el area de superficie mojada "Aws" de la 5 seccion de formacion de espuma 25, la relacion del area de superficie mojada con respecto al volumen de espacio vacio de la seccion de formacion de espuma 25 y la relacion del area de superficie mojada con respecto a la longitud de flujo de dos fases (veanse los comentarios sobre los parametros identificados en la experimentacion inicial en la Tabla 1). Preferiblemente, la seccion de formacion de espuma 25 se ajusta a al menos uno de los parametros clave 1 a 4 enumerados en la Tabla 1 y, mas preferiblemente, se ajusta a todos los parametros 1 a 4. Se apreciara que, en 10 otras realizaciones, se puede producir una espuma similar de alta calidad sin el uso de elementos de mejora de espuma 53. Tambien se apreciara que para cualquiera de los parametros enumerados en la Tabla 1 se puede elegir un valor (preferiblemente dentro del intervalo preferido dado) con el fin de producir una espuma que tenga una calidad deseada.

15 [0161] Si se utilizan elementos de mejora de espuma sustancialmente esfericos, tales como perlas, entonces

si los elementos de mejora de espuma son todos del mismo tamano, entonces la fraccion de relleno maxima teorica es ~0,66 y, por lo tanto, la porosidad es ~0,33. Si se usan perlas de tamano mas pequeno que son todas del mismo diametro, entonces el conjunto de perlas mas pequenas tendra un area superficial mas grande, pero la fraccion de relleno permanecera igual. Sin embargo, es posible disminuir la porosidad de la seccion de formacion de espuma 20 aumentando la polidispersidad de los elementos de mejora de espuma, por ejemplo utilizando una mezcla de perlas de diferentes tamanos.

[0162] Se apreciara que aunque en la ilustracion simplificada de la Fig. 1 la valvula 17 esta situada aguas abajo de la seccion de formacion de espuma, es posible que el valor se proporcione en cualquier lugar adecuado,

25 por ejemplo, aguas arriba de la seccion de formacion de espuma entre la seccion de formacion de espuma y un conector/colector T o Y, y adicionalmente o como alternativa se pueden proporcionar dos o mas valores respectivamente en las lineas de gas y liquido, por ejemplo, como se ilustra en la Fig. 10.

[0163] Como se ha descrito anteriormente, puede proporcionarse un unico receptaculo para contener tanto 30 gas como tensioactivo liquido. En este caso, el gas y el tensioactivo liquido se proporcionan preferiblemente en una

relacion que asegura que el sistema se encuentre dentro del espacio parametrico definido con referencia a la Fig. 12, donde se pueden producir espumas de buena calidad. El gas y el tensioactivo liquido se pueden convertir en una espuma gruesa (con burbujas de varios mm de tamano o incluso mayores) sacudiendo el recipiente o pasando el gas y el tensioactivo liquido a traves de una malla o uno o mas orificios (que puede ser grandes en comparacion con 35 las dimensiones de las burbujas de la microespuma). Si el recipiente se presuriza y se alimenta a una seccion de formacion de espuma (con parametros que se encuentran en el espacio parametrico definido con referencia a la Fig. 11), entonces se puede producir una microespuma de buena calidad.

[0164] Aunque los elementos de mejora de la espuma 53, 153, 453 se han descrito como perlas 40 generalmente esfericas de vidrio, los elementos de mejora de la espuma pueden ser generalmente bolas esfericas

de cualquier otro material adecuado, tal como un material plastico, y pueden ser perlas de diferente forma, por ejemplo, generalmente cuboide, generalmente cilindricas o generalmente conicas. Los elementos de mejora de la espuma pueden comprender, como alternativa, cualesquiera otras caracteristicas, por ejemplo, cerdas o salientes que se extienden desde la superficie interna del conducto de fluido a la trayectoria de flujo de la solucion de 45 tensioactivo y gas. Se apreciara que en una realizacion alternativa los elementos de mejora de la espuma pueden formarse como parte del propio conducto de fluido, por ejemplo, salientes que se extienden desde la superficie interior del conducto de fluido hasta la trayectoria de flujo de la solucion de tensioactivo y gas. Ademas, los elementos de mejora de espuma pueden comprender como alternativa un unico elemento de mejora de espuma, por ejemplo un material poroso.

50

[0165] Ademas, puede utilizarse cualquier combinacion de diferentes tipos de elementos de mejora de espuma.

[0166] La seccion de formacion de espuma 25, 125, 425 puede no comprender ningun elemento de mejora 55 de espuma 52, 153, 453. La seccion de formacion de espuma puede estar adaptada para mejorar la generacion de

espuma dentro de la seccion de formacion de espuma.

[0167] La seccion de formacion de espuma puede seguir una trayectoria serpentina, helicoidal u otra no lineal con el fin de aumentar la longitud de la seccion de formacion de espuma y aumentar la mezcla y posiblemente

inducir turbulencia en el flujo de solucion de tensioactivo y gas a traves del conducto de fluido, sin aumentar en gran medida el espacio que ocupa el conducto de fluido. Esto es especialmente beneficioso en realizaciones en las que la seccion de formacion de espuma se proporciona como un tubo largo y delgado sin contener ningun elemento de mejora de espuma.

5

[0168] La seccion de formacion de espuma puede proporcionarse como una seccion distinta, y puede conectarse a la valvula y al colector, o a las partes de conducto de fluido situadas a ambos lados de la seccion de formacion de espuma. La seccion de formacion de espuma puede tener un diametro mas estrecho o mas ancho que el resto del conducto de fluido.

10

[0169] Aunque los retenedores 65, 67, 465, 467 se describen como formados a partir de un material tipo malla, el experto en la tecnica apreciara que los retenedores pueden adoptar cualquier forma adecuada siempre que permitan que la solucion de tensioactivo y gas (junto con una espuma que comprende la solucion de tensioactivo y el gas) pase a traves de y tambien inhiba el movimiento de los elementos de mejora de espuma. Por ejemplo, cada

15 retenedor puede comprender al menos una apertura dimensionada de tal manera que los elementos de mejora de espuma no puedan pasar a traves de la apertura. Especificamente, el elemento de retencion puede comprender un orificio que es mas grande que los propios elementos de mejora de espuma, pero lo suficientemente pequeno para bloquear el movimiento de los elementos de mejora de espuma. Se ha encontrado que cuando los elementos de mejora de espuma son perlas de 1 mm de diametro, el retenedor puede comprender un unico orificio de 1,5 mm de 20 diametro, en el que el orificio esta bloqueado por varias perlas de 1 mm que quedan atrapadas en su entrada.

[0170] En una realizacion alternativa, no se proporcionan retenedores, y en su lugar los elementos de mejora de espuma se mantienen en posicion en la seccion de formacion de espuma en virtud de la friccion que existe entre los elementos de mejora de espuma y la superficie interna de la seccion de formacion de espuma y la friccion entre

25 los propios elementos de mejora de espuma. En esta realizacion alternativa, los elementos de mejora de espuma se disponen dentro de la seccion de formacion de espuma de tal manera que la seccion de formacion de espuma experimenta alguna deformacion en torno a los elementos de mejora de espuma, ayudando a mantener los elementos de mejora de de espuma en su sitio. Ademas, la seccion de formacion de espuma puede ser elastica y, como resultado, ejerce una fuerza de compresion sobre los elementos de mejora de espuma, aumentando la friccion 30 entre la seccion de formacion de espuma y los elementos de mejora de espuma, asi como entre los propios elementos de mejora de espuma.

[0171] En las figuras 2, 3 y 4 se muestra que los elementos de mejora de espuma 53, 153, 453 estan dispuestos a lo largo de parte de la longitud de la seccion de formacion de espuma. Sin embargo, los expertos en la

35 tecnica apreciaran que puede ser ventajoso proporcionar elementos de mejora de espuma a lo largo sustancialmente de toda la longitud de la seccion de formacion de espuma.

[0172] Se describe anteriormente que la seccion de formacion de espuma 25, 125, 425 se extiende desde la bifurcacion del conducto de fluido hasta el extremo del conducto de fluido distal de la bifurcacion, por ejemplo, el

40 punto de conexion entre el conducto de fluido y la valvula. Como alternativa, la seccion de formacion de espuma puede extenderse sustancialmente por la totalidad de la longitud de flujo de dos fases del dispositivo dispensador, siendo la longitud de flujo de dos fases la distancia que la mezcla gas/tensioactivo se desplaza desde el punto de bifurcacion hasta el punto de dispensacion (por ejemplo, la boquilla del actuador), siempre y cuando la relacion del area de superficie mojada con respecto al volumen de espacio vacio se mantenga por encima de 4 mm2/mm3.

45

[0173] Las valvulas a las que se hace referencia en la descripcion anterior pueden comprender cualquier tipo de valvula adecuada no limitada a los tipos de valvulas ilustradas en las figuras.

[0174] Aunque en las realizaciones anteriores el gas utilizado como propulsor se ha descrito como gas 50 comprimido, se puede usar un gas licuado en lugar de o ademas de un gas comprimido como propulsor.

[0175] El gas propulsor comprimido puede comprender cualquier gas adecuado, por ejemplo aire, nitrogeno, oxido nitroso, oxigeno o gas noble. Ademas, se puede usar gas disuelto (por ejemplo, dioxido de carbono u oxido nitroso) en lugar, o ademas, de gas comprimido, mejorando ademas ventajosamente la calidad de la espuma

55 producida por el dispositivo dispensador.

[0176] Aunque la Fig. 3 ilustra que la entrada de gas y el gas 123 se proporcionan en el recipiente 137, en una realizacion alternativa, la entrada de gas puede proporcionarse externamente del recipiente 137 como se ilustra en la Fig. 8. La Fig. 8 es una ilustracion simplificada de una seccion a traves de un dispositivo dispensador 220 de

acuerdo con esta realizacion alternativa. En esta realizacion, el recipiente 137 no contiene ningun suministro de gas sustancial. En su lugar, el gas usado para crear una espuma se toma del aire ambiente que rodea al dispositivo dispensador 220, utilizando la entrada de gas externa 135. La entrada de gas 135 puede incluir un valor unidireccional con el fin de evitar que el aire o la solucion de tensioactivo escape de la entrada de gas. Esta 5 realizacion del dispositivo dispensador podria usarse junto con un mecanismo de bombeo accionado a mano con el fin de proporcionar un espumador de cabeza de gatillo accionado manualmente.

[0177] Los dispositivos de distribucion, el sistema y la seccion de formacion de espuma descritos se pueden utilizar como parte de un modulo en un aparato mas grande para crear espuma, por ejemplo, un dispensador de

10 jabon de espuma montado en la pared o un espumador de leche.

[0178] Los dispositivos dispensadores, el sistema y la seccion de formacion de espuma descritos tambien pueden usarse en un aparato accionado por aire o vapor o incorporarse en una vaina desechable para generar espumas. Esto permitira la generacion de espumas (por ejemplo, espumas lacteas) sin el requisito de sifones

15 desechables. Por ejemplo, la seccion de formacion de espuma podria formar parte de una vaina que contiene leche o saporifero. La vaina se puede insertar en un aparato, para crear un batido espumoso o leche espumosa para cubrir un cafe.

[0179] El sistema dispensador, los dispositivos y la seccion de formacion de espuma pueden usarse para 20 generar emulsiones, que comprenden una suspension de globulos de un primer liquido dentro de un segundo

liquido, en el que el primer liquido no es miscible. Las entradas de gas y liquido podrian utilizarse como entradas para el primer y el segundo liquidos, respectivamente. Si es necesario, el receptaculo 37, 137 podria modificarse para mantener el primer y el segundo liquidos en secciones separadas. El paso del primer y segundo liquidos a traves de una seccion de formacion de espuma 25, 125, 425 mejora ventajosamente la mezcla del primer y segundo 25 liquidos, produciendo una emulsion bien mezclada y homogenea, formando el primer liquido pequenos globulos. De este modo, sera posible generar emulsiones bajo demanda, tales como emulsiones para aplicaciones medicas. Esto permitira la generacion de emulsiones en el punto de uso y, por lo tanto, relajara los requisitos de estabilidad en muchos productos de emulsion.

30 [0180] Especificamente, las emulsiones se podrian crear bajo demanda en un aerosol, vaina reutilizable o

aparato, para crear, por ejemplo, aderezos para ensaladas, cremas para la piel, microemulsiones antimicrobianas, emulsiones farmaceuticas, champus, acondicionadores y pinturas.

[0181] El presente sistema dispensador y los dispositivos, pueden utilizarse para producir un aerosol, que

35 comprende una suspension de gotitas de liquido en un gas. La solucion de tensioactivo podria reemplazarse con un liquido para su expulsion como un aerosol, y se podria usar un propulsor de gas licuado en lugar, o ademas, de un gas comprimido. El paso del liquido y el gas a traves de la seccion de formacion de espuma mejorara ventajosamente la mezcla del liquido-gas para producir un aerosol fino de gotitas de liquido muy pequenas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispensador para producir una microespuma sin requerir el uso de gas licuado, desde una salida, comprendiendo dicho dispensador:

5

un receptaculo (11) para contener una solucion de tensioactivo; medios (13) para suministrar un gas;

medios para transportar dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y dicho gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia dicha salida;

10 en el que dichos medios de transporte comprenden un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma (15) para generar dicha espuma a partir de dicha solucion de tensioactivo y dicho gas;

en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene dimensiones internas que comprenden un area de superficie mojada interna "Aws", una longitud de flujo de dos fases Ltp, un volumen total V y una porosidad "P"; y en el que dichas dimensiones internas estan caracterizadas por una relacion entre un parametro Y igual al area de 15 superficie mojada "Aws" multiplicada por la longitud de flujo de dos fases Ltp y dividida por el volumen V, la porosidad "P", y las constantes K1 y K2, en las que Y es positivo y no menor de K1 multiplicado por P y menos K2 y las constantes K1 y K2 tienen los valores 1994 y 821 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.
2. El dispensador segun la reivindicacion 1, en el que dicha seccion de formacion de espuma comprende 20 al menos un elemento de mejora de espuma (53) dispuesto en dicha trayectoria de flujo; y

en el que dichas dimensiones internas de la seccion de formacion de espuma estan proporcionadas, al menos en parte, por al menos un elemento de mejora de espuma (53).
3. El dispensador segun la reivindicacion 2, en el que dicho al menos un elemento de mejora de espuma 25 (53) comprende al menos uno de:

un elemento generalmente esferico; un elemento generalmente cuboide; un elemento generalmente cillndrico; un elemento generalmente conico; un elemento poroso; y un elemento que se extiende desde una superficie interna de la seccion de formacion de espuma en dicha trayectoria de flujo.

30
4. El distribuidor segun la reivindicacion 2 o 3, en el que dicha seccion de formacion de espuma comprende ademas al menos un elemento de retencion (67) para retener el al menos un elemento de mejora de espuma (53) dentro de la seccion de formacion de espuma.

35 5. El dispensador segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dichas dimensiones internas

comprenden al menos una de: un area de superficie mojada de mas de 1800 millmetros cuadrados;

un area de superficie humedecida de mas de 3000 millmetros cuadrados; y un area de superficie humedecida entre 4500 y 6000 millmetros cuadrados.

40
6. El dispensador segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dichas dimensiones internas

comprenden al menos una de: una relacion de area de superficie mojada con respecto al volumen espacial en vaclo de mas de 4 millmetros cuadrados por millmetro cubico;

45 una relacion de area de superficie mojada con respecto a un volumen de espacio vaclo de mas de 16 millmetros cuadrados por millmetro cubico; y

una relacion de area de superficie mojada con respecto a un volumen de espacio vaclo de entre 20 y 25 millmetros cuadrados por millmetro cubico.

50 7. El dispensador segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dichas dimensiones internas

comprenden al menos una de: una relacion de area de superficie mojada con respecto a una longitud de flujo de dos fases de mas de 3 millmetros cuadrados por millmetro;

una relacion de area de superficie mojada con respecto a una longitud de flujo de dos fases de mas de n millmetros 55 cuadrados por millmetro; y

una relacion de area de superficie mojada con respecto a una longitud de flujo de dos fases de mas de 8 millmetros cuadrados por millmetro.
8. El dispensador segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dichas dimensiones internas

comprenden al menos una de: una longitud de flujo de dos fases de mas de 40 millmetros;

una longitud de flujo de dos fases se mas de 60 millmetros. una longitud de flujo de dos fases se mas de 1200 millmetros.

5
9. El dispensador segun cualquier reivindicacion anterior, que comprende ademas:

medios para aplicar presion a la solucion de tensioactivo en dicho receptaculo para accionar dicha solucion de tensioactivo a lo largo de dicho conducto y hacia dicha seccion de formacion de espuma y para conducir la espuma 10 generada por dicha seccion de formacion de espuma hasta dicha salida.
10. El dispensador segun la reivindicacion 9, en el que dichos medios de aplicacion de presion se proporcionan por dicho gas que se mantiene bajo presion dentro de dicho receptaculo.

15 11. El dispensador segun la reivindicacion 10, en el que dicho gas se mantiene a una presion de entre 0,1

bar y 25 bar, y/o

en el que dicho gas se mantiene a una presion de entre 0,3 bar y 8 bar.

20 12. El dispensador segun la reivindicacion 10 o 11, en el que la concentracion de dicho gas en dicha

solucion de tensioactivo es inferior a 350 miligramos por kilogramo de dicha solucion de tensioactivo.
13. El dispensador segun cualquier reivindicacion anterior, en el que dicho gas comprende un gas no licuado.

25
14. El dispensador segun la reivindicacion 13, en el que dicho gas no licuado comprende al menos uno de: aire, nitrogeno, dioxido de carbono, uno o mas gases nobles, oxido nitroso, oxlgeno.
15. El dispensador segun cualquier reivindicacion anterior, en el que dichos medios de transporte 30 comprenden un tubo bifurcado que tiene una entrada de gas y una entrada de solucion de tensioactivo que se

encuentran en un punto de bifurcacion en el que dicho gas y dicha solucion de tensioactivo se mezclan, en operacion, antes de entrar en la seccion de formacion de espuma.
16. El dispensador segun la reivindicacion 15, en el que dicha entrada de gas y dicha entrada de solucion 35 de tensioactivo estan separadas verticalmente entre si.
17. El dispensador segun la reivindicacion 15 o 16, en el que dicho punto de bifurcacion esta configurado para permanecer generalmente por debajo del nivel de llquido de la solucion de tensioactivo.

40 18. El dispensador segun cualquier reivindicacion anterior, en el que el dispensador esta configurado para

producir una espuma sin usar compuestos organicos volatiles, VOC.
19. El dispensador segun cualquier reivindicacion anterior, en el que dichas dimensiones internas estan configuradas para producir una microespuma que tiene una calidad caracterizada por llmites predefinidos.

45
20. El dispensador segun la reivindicacion 19, en el que dichos llmites predefinidos comprenden al menos uno de: un diametro de burbuja medio de menos de 100 micrometres;

un diametro de burbuja medio de menos de 60 micrometres; y 50 un diametro de burbuja medio de entre 30 y 70 micrometres.
21. El dispensador segun cualquiera de las reivindicaciones 19 a 20, en el que dichos llmites predefinidos comprenden al menos uno de: una uniformidad caracterizada por una desviacion estandar de menos de 35 micrometros;

55

una uniformidad caracterizada por una desviacion estandar de menos de 25 micrometres;

una uniformidad caracterizada por una desviacion estandar de entre 10 y 35 micrometres;

una uniformidad caracterizada por una desviacion estandar de menos del 60 % del diametro de burbuja medio; y

una uniformidad caracterizada por una desviacion estandar de menos del 50 % del diametro de burbuja medio.
22. El dispensador segun cualquier reivindicacion anterior, en el que el receptaculo contiene una solucion

de tensioactivo que tiene una tension superficial de menos de 50 dinas/cm.

5 23. El dispensador segun cualquier reivindicacion anterior, en el que el receptaculo contiene una solucion

de tensioactivo que tiene una viscosidad por debajo de 200 c.P; y/o una viscosidad por debajo de 50 c.P.
24. El dispensador segun cualquier reivindicacion anterior, en el que dichos medios de suministro de gas 10 (13) y dichos medios de transporte son operables para proporcionar dicho gas y dicha solucion de tensioactivo a la

seccion de formacion de espuma con caracterlsticas de fluido que comprenden una velocidad superficial de gas "Vg" y una velocidad superficial de llquido "Vl";

en el que dichas caracterlsticas de fluido estan caracterizadas por una relacion entre la velocidad superficial de gas 15 "Vg", la velocidad superficial de llquido "Vl", y las constantes Ci y C2, en el que Vg no es mas de Ci multiplicado por Vl y sumado a C2, y las constantes Ci y C2 tienen valores de 18,4 y 507,4 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.
25. Un dispensador segun la reivindicacion 24, en el que dichos medios de suministro de gas (13) y dichos 20 medios de transporte son operables para proporcionar dicho gas y dicha solucion de tensioactivo a la seccion de

formacion de espuma con caracterlsticas de flujo de fluido caracterizadas por dicha relacion entre la velocidad superficial de gas "Vg", la velocidad superficial de llquido "Vl", y las constantes C1 y C2 por medio de ajuste de al menos uno de:

25 una presion aplicada a al menos uno del gas y la solucion de tensioactivo; un diametro de una trayectoria de flujo de fluido.
26. Un elemento de formacion de espuma para un dispensador de espuma segun cualquier reivindicacion anterior, para producir una espuma sin requerir el uso de gas licuado, comprendiendo dicho elemento de formacion

30 de espuma:

medios para transportar una solucion de tensioactivo desde un receptaculo (11) y un gas a lo largo de una trayectoria de flujo;

35 en el que dichos medios de transporte comprenden un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma (15) para generar dicha espuma a partir de dicha solucion de tensioactivo y dicho gas;

en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene dimensiones internas que comprenden un area de superficie mojada interna "Aws", una longitud de flujo de dos fases Ltp, un volumen total V y una porosidad "P"; y 40

en el que dichas dimensiones internas estan caracterizadas por una relacion entre un parametro Y igual al area de superficie mojada "Aws" multiplicada por la longitud de flujo de dos fases Ltp y dividida por el volumen V, la porosidad "P", y las constantes K1 y K2, en las que Y es positivo y no menor de K1 multiplicado por P y menos K2 y las constantes K1 y K2 tienen los valores 1994 y 821 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.

45
27. Un metodo para producir una espuma sin requerir el uso de gas licuado, utilizando un dispensador de espuma segun la reivindicacion 1 o 25, o utilizando un componente de formacion de espuma segun la reivindicacion 26.

50 28. Una espuma producida sin requerir el uso de gas licuado, utilizando un dispensador de espuma segun

la reivindicacion 1 o 25, o utilizando un componente de formacion de espuma segun la reivindicacion 26.
29. La espuma segun la reivindicacion 28, en la que dicha espuma comprende al menos uno de uno de

los siguientes llmites:

55

un diametro de burbuja medio de menos de 70 micrometres; un diametro de burbuja medio de menos de 60 micrometres; un diametro de burbuja medio de entre 30 y 70 micrometres; una desviacion estandar de menos de 35 micrometres; una desviacion estandar de menos de 25 micrometres; una desviacion estandar de entre 10 y 35 micrometres.
30. Un metodo para producir una espuma sin requerir el uso de gas licuado, comprendiendo dicho metodo:

5 contener, un receptaculo (11), una solucion de tensioactivo;

transportar dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y un gas de un suministro de gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia una salida;

en el que dicha etapa de transporte comprende transportar dicha solucion de tensioactivo y dicho gas en un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma (15) para generar dicha espuma a partir de dicha solucion 10 de tensioactivo y dicho gas;

en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene dimensiones internas que comprenden un area de superficie mojada interna "Aws", una longitud de flujo de dos fases Ltp, un volumen total V y una porosidad "P"; y en el que dichas dimensiones internas estan caracterizadas por una relacion entre un parametro Y igual al area de superficie mojada "Aws" multiplicada por la longitud de flujo de dos fases Ltp y dividida por el volumen V, la 15 porosidad "P", y las constantes Ki y K2, en las que Y es positivo y no menor de Ki multiplicado por P y menos K2 y las constantes K1 y K2 tienen los valores 1994 y 821 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %.
31. Un metodo segun la reivindicacion 30, en el que dicho gas y dicha solucion de tensioactivo se proporcionan a la seccion de formacion de espuma con caracterlsticas de flujo de fluido caracterizadas por dicha

20 relacion entre la velocidad superficial de gas "Vg", la velocidad superficial de llquido "Vl", y las constantes C1 y C2 por medio de ajuste de al menos uno de:

una presion aplicada a al menos uno del gas y la solucion de tensioactivo; un diametro de una trayectoria de flujo de fluido.

25
32. Un dispensador segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, comprendiendo dicho dispensador:

un receptaculo (11) para contener una solucion de tensioactivo; un suministro de gas para suministrar un gas;

30 un canal para transportar dicha solucion de tensioactivo en dicho receptaculo y dicho gas a lo largo de una trayectoria de flujo hacia dicha salida;

en el que dicho canal comprende un conducto que tiene una seccion de formacion de espuma (15) para generar dicha espuma a partir de dicha solucion de tensioactivo y dicho gas;

en el que dicha seccion de formacion de espuma tiene dimensiones internas que comprenden un area de superficie 35 mojada interna "Aws", una longitud de flujo de dos fases Ltp, un volumen total V y una porosidad "P"; y

en el que dichas dimensiones internas estan caracterizadas por una relacion entre un parametro Y igual al area de superficie mojada "Aws" multiplicada por la longitud de flujo de dos fases Ltp y dividida por el volumen V, la porosidad "P", y las constantes K1 y K2, en las que Y es positivo y no menor de K1 multiplicado por P y menos K2 y las constantes K1 y K2 tienen los valores 1994 y 821 respectivamente dentro de una tolerancia del 10 %,

40