ES3034061T3 - Method and system for a production of solids - Google Patents

Method and system for a production of solids

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ES3034061T3
ES3034061T3 ES18851112T ES18851112T ES3034061T3 ES 3034061 T3 ES3034061 T3 ES 3034061T3 ES 18851112 T ES18851112 T ES 18851112T ES 18851112 T ES18851112 T ES 18851112T ES 3034061 T3 ES3034061 T3 ES 3034061T3
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Russell Goldfarbmuren
Luke Erickson
Josh Nelson
John Darrah
Mauricio Sanchez
Chance Lord
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Abstract

Se proporcionan métodos, sistemas y dispositivos para la solidificación o producción de sólidos, como la producción de hielo, de acuerdo con diversas realizaciones. Por ejemplo, algunas realizaciones incluyen un método de producción de sólidos que puede incluir el contacto de un primer fluido con un segundo fluido para facilitar la solidificación de este último; ambos fluidos pueden ser inmiscibles entre sí. El método puede incluir la solidificación del segundo fluido. Algunas realizaciones incluyen un sistema de producción de sólidos que puede incluir un primer fluido y un segundo fluido; ambos fluidos pueden ser inmiscibles entre sí. El sistema puede incluir una o más superficies configuradas para contactar ambos fluidos y formar uno o más sólidos a partir del segundo fluido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método y sistema para la producción de sólidos
Antecedentes de la invención
Generalmente se pueden utilizar diferentes herramientas y técnicas para la solidificación y/o producción de sólidos, como por ejemplo la producción de hielo, la formación de gotas, la congelación de bloques, la congelación de escamas y muchos otros dispositivos.
Puede existir la necesidad de nuevas herramientas y técnicas para abordar la solidificación y/o la producción de sólidos. Los documentos pertinentes del estado anterior de la técnica son WO87/07250A1, US3869870A, US3906742A, EP0081913A1, FR2795810A1 y US2017/167770A1.
Sumario
La presente invención se divulga en las reivindicaciones independientes 1 y 7. Se divulgan realizaciones adicionales en las reivindicaciones dependientes.
En algunas realizaciones del método, el primer fluido incluye un material apolar y el segundo fluido incluye un material polar. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye al menos aceite de hidrocarburo, aceite aromático, aceite fluorado o aceite de silicona. En algunas realizaciones, el segundo fluido incluye al menos agua, ácido acídico, ácido fórmico, ácidos carbocíclicos, ácido sulfúrico, etilenglicol, polietilenglicol, tert-butilo o dimetilsulfóxido (DMSO).
En algunas realizaciones del método, el primer fluido incluye un material polar y el segundo fluido incluye un material apolar. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye al menos agua, alcohol, propilenglicol, etilenglicol, DMSO, amoníaco o ácido nítrico. En algunas realizaciones, el segundo fluido incluye al menos aceite fluorado, cresol, aceite de silicona de alto peso molecular, aceite de hidrocarburo de alto peso molecular, parafina de alto peso molecular, polímero termoestable o aleación metálica. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye agua y el segundo fluido incluye al menos parafina de alto peso molecular o polímero termoestable, por ejemplo.
En realizaciones del método, el contacto del primer fluido con el segundo fluido incluye el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye aceite aromático y el segundo fluido incluye agua. Algunas realizaciones también incluyen el enfriamiento del primer fluido antes de arrastrar el segundo fluido dentro del primer fluido. En algunas realizaciones, el primer fluido y el segundo fluido se enfrían simultáneamente.
En realizaciones del método, el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido incluye el flujo del primer fluido y del segundo fluido a través de un serpentín para solidificar al menos una parte del segundo fluido. En algunas realizaciones, una o más propiedades hidrodinámicas del primer fluido transforman el segundo fluido en una o más formas solidificadas. La forma o las formas solidificadas se pueden formar con al menos un tamaño o una forma predecibles. Una o más características del serpentín pueden controlar la propiedad o las propiedades hidrodinámicas del primer fluido que transforman el segundo fluido en una o más formas solidificadas con al menos el tamaño o la forma predecibles. La característica o las características del serpentín pueden incluir al menos uno o más diámetros del serpentín, una o más geometrías del serpentín, una o más estructuras internas del serpentín, una o más orientaciones del serpentín o una o más longitudes del serpentín. La característica o las características pueden incluir un cambio de orientación del serpentín. La característica o las características pueden incluir un cambio de diámetro del serpentín.
En algunas realizaciones del método, el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido incluye la introducción del segundo fluido como un flujo paralelo al primer fluido. En algunas realizaciones, el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido incluye la introducción del segundo fluido como un flujo perpendicular al primer fluido.
De acuerdo con algunos métodos divulgados, el contacto del primer fluido con el segundo fluido incluye la introducción del primer fluido y el segundo fluido con respecto a una o más superficies frías; el primer fluido puede tener afinidad por la superficie o las superficies frías. Algunas divulgaciones incluyen la extracción de una forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías. El primer fluido puede recubrir al menos una parte de la superficie o las superficies frías y puede impedir que el segundo fluido se adhiera a la superficie o las superficies frías. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye aceite de hidrocarburo y el segundo fluido incluye agua.
De acuerdo con algunas divulgaciones, el contacto del primer fluido con el segundo fluido incluye la mezcla del segundo fluido con el primer fluido antes de introducir el primer y el segundo fluidos con respecto a la superficie o las superficies frías. En algunas divulgaciones, el contacto del primer fluido con el segundo fluido incluye la introducción por separado del primer fluido y el segundo fluido con respecto a la superficie o las superficies frías.
De acuerdo con algunas divulgaciones, la superficie o las superficies frías comprenden un metal. Algunas realizaciones pueden incluir otros materiales como plástico, cerámica y/o vidrio para la superficie o las superficies frías.
De acuerdo con algunas divulgaciones, la extracción de la forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías incluye la utilización de una barrena para extraer la forma solidificada del segundo fluido de una superficie fría cilíndrica. En algunas divulgaciones, la extracción de la forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías incluye la utilización de un raspador giratorio para extraer la forma solidificada del segundo fluido de la superficie fría con forma de tambor. En algunas divulgaciones, la extracción de la forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías incluye la utilización de uno o más raspadores lineales para extraer la forma solidificada del segundo fluido de una o más superficies frías planas.
Algunas divulgaciones incluyen un sistema de producción de sólidos que puede incluir un primer fluido y un segundo fluido; el primer fluido y el segundo fluido pueden ser inmiscibles entre sí. El sistema puede incluir una o más superficies configuradas para que el primer fluido y el segundo fluido entren en contacto entre sí y formen uno o más sólidos a partir del segundo fluido.
En algunas divulgaciones del sistema, la superficie o las superficies están configuradas de tal manera que el primer fluido y el segundo fluido entran en contacto entre sí, de modo que el segundo fluido es arrastrado dentro del primer fluido. La superficie o las superficies pueden incluir uno o más serpentines configurados para solidificar al menos una parte del segundo fluido.
En algunas divulgaciones del sistema, la superficie o las superficies incluyen una o más superficies frías, de modo que el primer fluido tiene afinidad por la superficie o las superficies frías. Algunas divulgaciones incluyen uno o más extractores de sólidos configurados para extraer una forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías.
En algunas realizaciones del sistema, el primer fluido incluye un material apolar y el segundo fluido incluye un material polar. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye al menos aceite de hidrocarburo, aceite aromático, aceite fluorado o aceite de silicona. En algunas realizaciones, el segundo fluido incluye al menos agua, ácido acídico, ácido fórmico, ácidos carbocíclicos, ácido sulfúrico, etilenglicol, polietilenglicol, tert-butilo o DMSO. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye aceite aromático y el segundo fluido incluye agua. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye aceite de hidrocarburo y el segundo fluido incluye agua.
En algunas realizaciones del sistema, el primer fluido incluye un material polar y el segundo fluido incluye un material apolar. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye al menos agua, alcohol, propilenglicol, etilenglicol, DMSO, amoníaco o ácido nítrico. En algunas realizaciones, el segundo fluido incluye al menos aceite fluorado, cresol, aceite de silicona de alto peso molecular, aceite de hidrocarburo de alto peso molecular, parafina de alto peso molecular, polímero termoestable o aleación metálica. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye agua y el segundo fluido incluye al menos parafina de alto peso molecular o polímero termoestable.
Algunas realizaciones del sistema incluyen un intercambiador de calor posicionado para enfriar el primer fluido antes de arrastrar el segundo fluido dentro del primer fluido. En algunas realizaciones, el primer y el segundo fluido se enfrían simultáneamente dentro de uno o más serpentines. En algunas realizaciones del sistema, una o más propiedades hidrodinámicas del primer fluido dentro de uno o más serpentines transforman el segundo fluido en una o más formas solidificadas. En algunas realizaciones del sistema, la forma o las formas solidificadas se crean con al menos un tamaño o una forma predecibles. En algunas realizaciones, una o más características del serpentín controlan la propiedad o las propiedades hidrodinámicas del primer fluido que transforman el segundo fluido en la forma o las formas solidificadas con al menos el tamaño o la forma predecibles. En algunas realizaciones, la característica o las características del serpentín incluyen al menos uno o más diámetros del serpentín, una o más geometrías del serpentín, una o más estructuras interiores del serpentín, una o más orientaciones del serpentín o una o más longitudes del serpentín. En algunas realizaciones, la característica o las características del serpentín incluyen un cambio de orientación del serpentín. En algunas realizaciones, la característica o las características del serpentín incluyen un cambio de diámetro del serpentín.
Las realizaciones del sistema incluyen una boquilla de mezclado configurada para arrastrar el segundo fluido dentro del primer fluido. Algunas realizaciones incluyen un tubo posicionado dentro de la boquilla de mezclado de modo que el segundo fluido se introduce como un flujo paralelo al primer fluido. Algunas realizaciones incluyen un tubo posicionado dentro de la boquilla de mezclado, de modo que el segundo fluido se introduce como un flujo perpendicular al primer fluido.
Opcionalmente, el primer fluido recubre al menos una parte de la superficie o las superficies frías e impide que el segundo fluido se adhiera a la superficie o las superficies frías. Algunas realizaciones incluyen un primer depósito de almacenamiento configurado para contener el primer fluido y un segundo depósito de almacenamiento configurado para contener el segundo fluido. Algunos sistemas divulgados incluyen un combinador configurado para combinar el primer fluido del primer depósito de almacenamiento con el segundo fluido del segundo depósito de almacenamiento para su suministro a la superficie o las superficies frías. Los sistemas pueden incluir un primer conducto acoplado al primer depósito de almacenamiento y un segundo conducto acoplado al segundo depósito de almacenamiento. El primer conducto y el segundo conducto pueden estar configurados para suministrar el primer fluido y el segundo fluido por separado a la superficie o las superficies frías. Opcionalmente, el primer conducto se acopla al extractor o los extractores de sólidos para facilitar el suministro del primer fluido a la superficie o las superficies frías.
En algunos sistemas divulgados, la superficie o las superficies frías comprenden un metal. Los sistemas divulgados pueden incluir otros materiales como por ejemplo plástico, cerámica o vidrio para la superficie o las superficies frías. En algunos sistemas divulgados, el extractor o los extractores de sólidos configurados para extraer la forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías incluyen una barrena para extraer la forma solidificada del segundo fluido de una superficie fría cilíndrica. Opcionalmente, el extractor o los extractores de sólidos configurados para extraer la forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías incluyen un raspador giratorio para extraer la forma solidificada del segundo fluido de una superficie fría con forma de tambor. En algunas divulgaciones, el extractor o los extractores de sólidos configurados para extraer la forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías incluyen uno o más raspadores lineales para extraer la forma solidificada del segundo fluido de una o más superficies frías planas.
En lo anterior se ha descrito de forma bastante general las características y ventajas técnicas de las realizaciones de acuerdo con la presente divulgación para facilitar la comprensión de la descripción detallada que se muestra a continuación. Más adelante se describirán características y ventajas adicionales. El concepto y las realizaciones específicas divulgados pueden utilizarse fácilmente como base para modificar o diseñar otras estructuras con el fin de lograr los mismos fines que la presente divulgación. Dichas construcciones equivalentes pueden no abandonar el ámbito de la invención, tal y como se define en las reivindicaciones adjuntas. Las características que se consideran típicas de los conceptos divulgados en la presente, tanto en su organización como en su método de funcionamiento, así como sus ventajas asociadas, se comprenderán mejor al estudiar la siguiente descripción y considerarla en relación con las figuras adjuntas. Cada figura se proporciona únicamente a título ilustrativo y descriptivo, y no como una definición de los límites de las reivindicaciones.
Breve descripción de los dibujos
Se podrá comprender mejor la naturaleza y las ventajas de las diferentes realizaciones haciendo referencia a los siguientes dibujos. En las figuras adjuntas, componentes o características similares pueden tener la misma etiqueta de referencia. Además, se pueden distinguir varios componentes del mismo tipo mediante un guion y una segunda etiqueta que los distingue de otros componentes similares. Si solo se utiliza la primera etiqueta de referencia en la especificación, la descripción es aplicable a cualquiera de los componentes similares que tengan la misma primera etiqueta de referencia, independientemente de la segunda etiqueta de referencia.
La Figura 1A muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 1B muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 1C muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 2A muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 2B muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 3 muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 4 muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 5 muestra sistemas de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 6 muestra sistemas de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 7 muestra sistemas de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 8 muestra sistemas de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 9 muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 10 muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 11 muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 12 muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 13 muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 14 muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 15 muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 16 muestra un sistema de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 17A muestra un diagrama de bloques de un método de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 17B muestra un diagrama de bloques de un método de acuerdo con diversas realizaciones.
La Figura 17C muestra un diagrama de bloques de un método de acuerdo con diversas realizaciones.
Descripción detallada
Las Figuras 1A-1C, 2A, 2B y 4-17C muestran realizaciones útiles para la comprensión de la invención que quedan fuera del objeto de las reivindicaciones. La Figura 3 muestra una realización, de acuerdo con la presente invención, que divulga un método para la producción de sólidos de acuerdo con la reivindicación 1 y un sistema para la producción de sólidos de acuerdo con la reivindicación 7. Esta descripción da a conocer realizaciones y no tiene como objetivo limitar el alcance, la aplicabilidad ni la configuración de la divulgación. Más bien, la descripción que se ofrece más adelante proporcionará a los expertos en la materia una descripción que permita implementar las realizaciones de la divulgación. Se pueden realizar diversos cambios en la función y la disposición de los elementos.
Por lo tanto, diversas divulgaciones pueden omitir, sustituir o añadir diversos procedimientos o componentes según se considere apropiado. Por ejemplo, cabe destacar que los métodos pueden ejecutarse en un orden diferente al descrito y que pueden añadirse, omitirse o combinarse diversas etapas. Asimismo, los aspectos y elementos descritos con respecto a determinadas realizaciones pueden combinarse en varias otras divulgaciones. Cabe destacar también que los siguientes sistemas, dispositivos y métodos pueden ser, individual o colectivamente, componentes de un sistema mayor, en el que otros procedimientos pueden prevalecer sobre su aplicación o modificarla de otro modo. Se dan a conocer métodos, sistemas y dispositivos para la solidificación o producción de sólidos, como por ejemplo la producción de hielo, de acuerdo con diversas realizaciones. Algunas realizaciones pueden permitir la creación de un sólido con una gran superficie volumétrica, la cantidad de superficie por volumen determinado de material, mediante una máquina y un proceso que pueda implicar un consumo de energía, una complejidad mecánica y/o un área de transferencia de calor mínimos.
Algunas realizaciones pueden incluir la formación hidráulica del sólido mientras se provoca simultáneamente su solidificación mediante enfriamiento.
En algunas realizaciones, se controla la formación hidráulica mediante la introducción de los dos materiales en un serpentín donde las propiedades hidrodinámicas del fluido de arrastre (el primer fluido) pueden hacer que el fluido de solidificación (el segundo fluido) cree automáticamente formas de un tamaño y/o una forma predecibles. Las propiedades hidrodinámicas del primer fluido pueden controlarse mediante características de diseño específicas del serpentín, entre las que figuran, por ejemplo, su diámetro, geometría, estructura interior, longitud y/o combinación de diferentes zonas con características cambiantes.
Los fluidos son inmiscibles, lo que permite su contacto físico y térmico directo durante todo el proceso. En algunas realizaciones, el primer fluido es un material apolar y el segundo fluido es un material polar. Por ejemplo, el primer fluido puede incluir un aceite de hidrocarburo, aromático, fluorado o de silicona, mientras que un ejemplo del segundo fluido puede incluir un fluido polar inmiscible, como por ejemplo agua, ácido acídico, ácido fórmico y otros ácidos carbocíclicos, ácido sulfúrico, etilenglicol o polietilenglicol, alcoholes de tamaño medio como el tert-butilo, o DMSO. En algunas realizaciones, el primer fluido es un material polar y el segundo fluido es un material apolar. Por ejemplo, el primer fluido puede incluir agua, alcohol, propilenglicol o etilenglicol, DMSO, amoníaco o ácido nítrico, mientras que el segundo fluido puede incluir un aceite fluorado, cresol, un aceite de silicona de alto peso molecular, un aceite de hidrocarburo o parafina de alto peso molecular, un polímero termoestable o una aleación metálica.
Para que el serpentín funcione, se utilizan un conjunto de serpentín y diversos equipos periféricos. Estos equipos periféricos incluyen una bomba para el primer fluido, una boquilla de mezclado para ambos fluidos, un intercambiador de calor para enfriar el primer fluido o la mezcla, y/o depósitos para almacenar la mezcla, el primer fluido y el segundo fluido.
Algunas realizaciones pueden utilizar una superficie fría que puede estar protegida por un primer fluido. Se puede permitir que un segundo fluido entre en contacto estrecho con la superficie fría y se solidifique. La protección con respecto al fluido inmiscible puede permitir la extracción del sólido mediante un dispositivo mecánico de baja potencia y/o menos complejo o de una complejidad mínima.
Los fluidos utilizados son inmiscibles, lo que puede permitir que entren en contacto físico y/o térmico entre sí durante todo el proceso. Además, puede elegirse el primer fluido en función de su afinidad por la superficie fría. Si tiene mayor afinidad por la superficie que el segundo fluido, los efectos de la tensión superficial pueden contrarrestar la flotabilidad o las fuerzas mecánicas, protegiéndose de esta forma la superficie fría.
En algunas realizaciones, el primer fluido puede ser un aceite como un aceite de hidrocarburo, un aceite aromático o un aceite de silicona. El segundo fluido puede ser un fluido polar, como agua o DMSO. En algunas realizaciones, si la superficie fría es un metal o plástico, el aceite puede cubrir preferentemente la superficie, protegiéndola incluso bajo una alta carga hidrostática o mecánica del agua. Esto puede permitir una alta transferencia de calor entre el agua y la superficie fría, pero deja el agua poco adherida a la superficie fría, lo que permite su extracción con poca energía y complejidad mecánica.
Se proporcionan diversos ejemplos de acuerdo con diversas realizaciones. Algunas realizaciones pueden, en general, mostrar las líneas de fluido y los intercambiadores de calor como no integrales respecto a otras partes de los equipos de proceso. Aunque un experto en la materia sabe que esto no siempre es así, se puede representar en la presente para mayor claridad. Además, no todas las representaciones en estas figuras son ilustrativas y podrían no representar las características geométricas del serpentín; algunas pueden proporcionar un mayor detalle.
Por lo que respecta ahora a la Figura 1A, se da a conocer un sistema 100 para la producción de sólidos de acuerdo con diversas realizaciones. El sistema 100 puede incluir un primer fluido 104 y un segundo fluido 102; el primer fluido 104 y el segundo fluido 102 pueden ser inmiscibles entre sí. El sistema 100 puede incluir una o más superficies 109 configuradas para hacer que el primer fluido 104 y el segundo fluido 102 entren en contacto entre sí y formar uno o más sólidos a partir del segundo fluido 102.
En algunas realizaciones del sistema 100, la superficie o las superficies 109 están configuradas de tal manera que el primer fluido 104 y el segundo fluido 102 entran en contacto entre sí de tal manera que el segundo fluido 102 es arrastrado dentro del primer fluido 104. La superficie o las superficies 109 pueden incluir uno o más serpentines configurados para solidificar al menos una parte del segundo fluido 102.
En algunas realizaciones del sistema 100, la superficie o las superficies 109 incluyen una o más superficies frías, de modo que el primer fluido 104 tiene afinidad por la superficie o las superficies frías. Algunas realizaciones incluyen uno o más extractores de sólidos configurados para extraer una forma solidificada del segundo fluido 102 de la superficie o las superficies frías.
En algunas realizaciones del sistema 100, el primer fluido 104 incluye un material apolar y el segundo fluido 102 incluye un material polar. En algunas realizaciones, el primer fluido 104 incluye al menos aceite de hidrocarburo, aceite aromático, aceite fluorado o aceite de silicona. En algunas realizaciones, el segundo fluido 102 incluye al menos agua, ácido acídico, ácido fórmico, ácidos carbocíclicos, ácido sulfúrico, etilenglicol, polietilenglicol, tert-butilo o DMSO. En algunas realizaciones, el primer fluido 104 incluye aceite aromático y el segundo fluido 102 incluye agua. En algunas realizaciones, el primer fluido 104 incluye aceite de hidrocarburo y el segundo fluido 102 incluye agua.
En algunas realizaciones del sistema 100, el primer fluido 104 incluye un material polar y el segundo fluido 102 incluye un material apolar. En algunas realizaciones, el primer fluido 104 incluye al menos agua, alcohol, propilenglicol, etilenglicol, DMSO, amoníaco o ácido nítrico. En algunas realizaciones, el segundo fluido 102 incluye al menos aceite fluorado, cresol, aceite de silicona de alto peso molecular, aceite de hidrocarburo de alto peso molecular, parafina de alto peso molecular, polímero termoestable o aleación metálica. En algunas realizaciones, el primer fluido 104 incluye agua y el segundo fluido 102 incluye al menos parafina de alto peso molecular o polímero termoestable.
Algunas realizaciones del sistema 100 incluyen un intercambiador de calor posicionado para enfriar el primer fluido 104 antes de arrastrar el segundo fluido 102 dentro del primer fluido 104. En algunas realizaciones, el primer fluido 104 y el segundo fluido 102 se enfrían simultáneamente dentro de uno o más serpentines. En algunas realizaciones del sistema 100, una o más propiedades hidrodinámicas del primer fluido 104 dentro del serpentín o serpentines transforman el segundo fluido 102 en una o más formas solidificadas. En algunas realizaciones del sistema 100, la forma o las formas solidificadas se crean con al menos un tamaño o una forma predecibles. En algunas realizaciones, una o más características del serpentín controlan la propiedad o las propiedades hidrodinámicas del primer fluido 104 que transforman el segundo fluido 102 en la forma o las formas solidificadas con al menos el tamaño o la forma predecibles. En algunas realizaciones, la característica o las características del serpentín incluyen al menos uno o más diámetros del serpentín, una o más geometrías del serpentín, una o más estructuras internas del serpentín, una o más orientaciones del serpentín o una o más longitudes del serpentín. En algunas realizaciones, la característica o las características incluyen un cambio de orientación del serpentín. En algunas realizaciones, la característica o las características incluyen un cambio de diámetro del serpentín.
Algunas realizaciones del sistema 100 incluyen una boquilla de mezclado configurada para arrastrar el segundo fluido 102 dentro del primer fluido 104. Algunas realizaciones incluyen un tubo posicionado dentro de la boquilla de mezclado de manera que el segundo fluido 102 se introduce como un flujo paralelo al primer fluido 104. Algunas realizaciones incluyen un tubo posicionado dentro de la boquilla de mezclado de manera que el segundo fluido 102 se introduce como un flujo perpendicular al primer fluido 104.
En algunas realizaciones del sistema 100, el primer fluido 104 recubre al menos una parte de la superficie o las superficies frías e impide que el segundo fluido 102 se adhiera a la superficie o las superficies frías. Algunas realizaciones incluyen un primer depósito de almacenamiento configurado para contener el primer fluido 104 y un segundo depósito de almacenamiento configurado para contener el segundo fluido 102. Algunas realizaciones incluyen un combinador configurado para combinar el primer fluido 104 del primer depósito de almacenamiento con el segundo fluido 102 del segundo depósito de almacenamiento para su suministro a la superficie o las superficies frías; el combinador puede ser un ejemplo de una boquilla de mezclado. Algunas realizaciones incluyen un primer conducto acoplado al primer depósito de almacenamiento y un segundo conducto acoplado al segundo depósito de almacenamiento; el primer conducto y el segundo conducto pueden estar configurados para suministrar el primer fluido 104 y el segundo fluido 102 por separado a la superficie o las superficies frías. En algunas realizaciones, el primer conducto está acoplado con el extractor o los extractores de sólidos para facilitar el suministro del primer fluido 104 a la superficie o las superficies frías.
En algunas realizaciones del sistema 100, la superficie o las superficies frías comprenden un metal. Algunas realizaciones pueden incluir otros materiales, como por ejemplo plástico, cerámica y/o vidrio, para la superficie o las superficies frías.
En algunas realizaciones del sistema 100, el extractor o los extractores de sólidos configurados para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102 de la superficie o las superficies frías incluyen una barrena para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102 de una superficie fría cilíndrica. En algunas realizaciones, el extractor o los extractores de sólidos configurados para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102 de la superficie o las superficies frías incluyen un raspador giratorio para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102 de una superficie fría con forma de tambor. En algunas realizaciones, el extractor o los extractores de sólidos configurados para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102 de la superficie o las superficies frías incluyen uno o más raspadores lineales para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102 de la superficie o las superficies frías planas.
Por lo que respecta ahora a la Figura 1B, se da a conocer un sistema 100-a para la producción de sólidos de acuerdo con diversas realizaciones. El sistema 100-a puede ser un ejemplo del sistema 100 de la Figura 1A. El sistema 100-a puede incluir un primer fluido 104-a y un segundo fluido 102-a; el primer fluido 104-a y el segundo fluido 102-a pueden ser inmiscibles entre sí. El sistema 100-a puede incluir una o más superficies 109-a configuradas para hacer que el primer fluido 104-a y el segundo fluido 102-a entren en contacto entre sí y formen uno o más sólidos a partir del segundo fluido 102-a. Por ejemplo, la superficie o las superficies 109-a pueden configurarse de tal manera que el primer fluido 104-a y el segundo fluido 102-a entren en contacto, de modo que el segundo fluido 102-a sea arrastrado dentro del primer fluido 104-a. La superficie o las superficies 109-a pueden incluir uno o más serpentines configurados para solidificar al menos una parte del segundo fluido 102-a. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-a puede almacenarse en un primer depósito de almacenamiento de fluidos 103 antes de ser suministrado a la superficie o las superficies 109-a; de forma similar, el segundo fluido 102-a puede almacenarse en un segundo depósito de almacenamiento de fluidos 101 antes de ser suministrado a la superficie o las superficies frías 109-a.
En algunas realizaciones, el primer fluido 104-a puede extraerse del primer depósito de almacenamiento de fluidos 103 y enviarse a la superficie o las superficies 109-a que pueden estar configuradas como un conjunto de arrastre o mezcla, que puede ser un ejemplo de la superficie o las superficies 109 de la Figura 1A. El segundo fluido 102-a puede extraerse del segundo depósito de almacenamiento de fluidos 101 y enviarse al conjunto de arrastre o mezcla 109-a; esto puede ocurrir simultáneamente con la extracción del primer fluido 104-a del primer depósito de almacenamiento de fluidos 103. En el conjunto de arrastre o mezcla 109-a, los fluidos 104-a y 102-a pueden arrastrarse o mezclarse y enfriarse de forma que se produzca un sólido con un tamaño predecible, como por ejemplo una gran área superficial, y/o una forma predecible. El resultado puede ser un flujo arrastrado o mezclado 106 con el primer fluido 104-a y el segundo fluido 102-a, en donde el segundo fluido 102-a puede haberse convertido en un sólido y puede ser transportado por el primer fluido 104-a.
Algunas realizaciones del sistema 100-a incluyen un intercambiador de calor posicionado para enfriar el primer fluido 104-a antes de arrastrar el segundo fluido 102-a dentro del primer fluido. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-a y el segundo fluido 102-a se enfrían simultáneamente dentro de uno o más serpentines. En algunas realizaciones del sistema 100-a, una o más propiedades hidrodinámicas del primer fluido 104-a dentro del serpentín o los serpentines transforman el segundo fluido 102-a en una o más formas solidificadas. En algunas realizaciones del sistema 100-a, la forma o las formas solidificadas se crean con al menos un tamaño o una forma predecibles. En algunas realizaciones, una o más características del serpentín controlan la propiedad o las propiedades hidrodinámicas del primer fluido 104-a que transforman el segundo fluido 102-a en una o más formas solidificadas con al menos el tamaño o la forma predecibles. En algunas realizaciones, la característica o las características del serpentín incluyen al menos uno o más diámetros del serpentín, una o más geometrías del serpentín, una o más estructuras internas del serpentín, una o más orientaciones del serpentín o una o más longitudes del serpentín. En algunas realizaciones, la característica o las características incluyen un cambio de orientación del serpentín. En algunas realizaciones, la característica o las características incluyen un cambio de diámetro del serpentín.
Algunas realizaciones del sistema 100-a incluyen una boquilla de mezclado configurada para arrastrar el segundo fluido 102-a dentro del primer fluido 104-a. Algunas realizaciones incluyen un tubo posicionado dentro de la boquilla de mezclado de manera que el segundo fluido 102-a se introduce en un flujo paralelo al primer fluido 104-a. Algunas realizaciones incluyen un tubo posicionado dentro de la boquilla de mezclado de manera que el segundo fluido 102-a se introduce en un flujo perpendicular al primer fluido 104-a.
Por lo que respecta ahora a la Figura 1C, se da a conocer un sistema 100-b para la producción de sólidos de acuerdo con diversas realizaciones. El sistema 100-b puede ser un ejemplo del sistema 100 de la Figura 1A. El sistema 100-b puede incluir un primer fluido 104-b y un segundo fluido 102-b; el primer fluido 104-b y el segundo fluido 102-b pueden ser inmiscibles entre sí. El sistema 100-b puede incluir una o más superficies 109-b configuradas para hacer que el primer fluido 104-b y el segundo fluido 102-b entren en contacto entre sí y para formar uno o más sólidos a partir del segundo fluido 102-b. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-b puede almacenarse en un primer depósito de almacenamiento de fluidos 103-b antes de ser suministrado a una o más superficies 109-b. De manera similar, el segundo fluido 102-b puede almacenarse en un segundo depósito de almacenamiento de fluidos 101-b antes de ser suministrado a la superficie o las superficies frías 109-b.
La superficie o las superficies 109-b pueden incluir una o más superficies frías, de modo que el primer fluido 104-b tenga una afinidad por la superficie o las superficies frías. Por ejemplo, la superficie o las superficies frías pueden incluir un metal, mientras que el primer fluido puede incluir un aceite. En un ejemplo de caso donde el segundo fluido es agua, la afinidad del primer fluido basada en la energía superficial por la superficie metálica fría puede hacer que el primer fluido recubra preferentemente la superficie fría. El sistema 100-b puede incluir uno o más extractores de sólidos 107 configurados para extraer una forma solidificada del segundo fluido 102-b de la superficie o las superficies frías.
En algunas realizaciones del sistema 100-b, el primer fluido 104-b recubre al menos una parte de la superficie o las superficies frías e impide que el segundo fluido 102-b se adhiera a la superficie o las superficies frías. Algunas realizaciones incluyen un combinador configurado para combinar el primer fluido 104-b del primer depósito de almacenamiento 103-b con el segundo fluido 102-b del segundo depósito de almacenamiento 101-b para su suministro a la superficie o las superficies frías. Algunas realizaciones incluyen un primer conducto acoplado al primer depósito de almacenamiento 103-b y un segundo conducto acoplado al segundo depósito de almacenamiento 101-b; el primer conducto y el segundo conducto pueden estar configurados para suministrar el primer fluido 104-b y el segundo fluido 102-b por separado a la superficie o las superficies frías. En algunas realizaciones, el primer conducto está acoplado con el extractor o los extractores de sólidos 107 para facilitar el suministro del primer fluido 104-b a la superficie o las superficies frías.
En algunas realizaciones del sistema 100-b, el extractor o los extractores de sólidos 107 configurados para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102-b de la superficie o las superficies frías incluyen una barrena para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102-b de una superficie fría cilíndrica. En algunas realizaciones, el extractor o los extractores de sólidos 107 configurados para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102-b de la superficie o las superficies frías incluyen un raspador giratorio para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102-b de una superficie fría con forma de tambor. En algunas realizaciones, el extractor o los extractores de sólidos 107 configurados para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102-b de la superficie o las superficies frías incluyen uno o más raspadores lineales para extraer la forma solidificada del segundo fluido 102-b de la superficie o las superficies frías planas.
En la Figura 2A se muestra un sistema 100-c de acuerdo con diversas realizaciones, donde el enfriamiento de un primer fluido 104-c puede tener lugar antes de la mezcla de los dos fluidos, incluido un segundo fluido 102-c, y la formación de un sólido. El sistema 100-c puede ser un ejemplo del sistema 100 de la Figura 1A y/o del sistema 100-a de la Figura 1B. En esta realización, el proceso puede tener lugar dentro de un conjunto de mezclado 105. En esta realización, el primer fluido 104-c puede salir de un depósito de almacenamiento 103-c y entrar en una bomba 110. Un primer fluido bombeado 104-c-1 puede entonces pasar a un intercambiador de calor 112, donde puede enfriarse, produciendo un primer fluido enfriado 104-c-2. El intercambiador de calor 112 puede enfriarse mediante un refrigerante 113-114. El primer fluido 104-c-2 puede fluir entonces hacia una boquilla de mezclado 108, donde el segundo fluido 102-c puede inyectarse en el flujo para formar un flujo mezclado totalmente líquido 106-c. El primer fluido 104-c-2 y el segundo fluido 102-c pueden ser inmiscibles entre sí; el segundo fluido 102-c puede ser arrastrado dentro del primer fluido 104-c-2. Esta mezcla 106-c puede entonces entrar en un serpentín 109-c, donde puede transformarse hidrodinámicamente en una forma y/o tamaño predecibles. Dentro del serpentín 109-c, el primer fluido frío 104-c-2 puede ser calentado por el segundo fluido 102-c, más caliente, y el calor que se puede extraer del segundo fluido 102-c puede provocar su solidificación durante su transformación hidrodinámica. Esta mezcla 106-c-1 puede salir del serpentín 109-c con el segundo fluido 102-c solidificado al grado deseado y puede entrar al primer depósito de almacenamiento de fluidos 103-c, donde la hidrodinámica cambia debido al cambio de geometría y el segundo fluido solidificado 106-c-2 puede separarse en un lecho empacado 177. Posteriormente, el sólido puede extraerse 106-c-3 como una mezcla de segundo fluido solidificado altamente concentrado.
En la Figura 2B se muestra un sistema 100-d de acuerdo con diversas realizaciones. El sistema 100-d puede ser un ejemplo del sistema 100 de la Figura 1A, el sistema 100-a de la Figura 1B y/o el sistema 100-c de la Figura 2A. El sistema 100-d puede proporcionar una realización en la que el enfriamiento de un primer fluido 104-d puede tener lugar antes de la mezcla de los dos fluidos, incluido un segundo fluido 102-d, y la formación de un sólido. Este proceso puede tener lugar dentro de un conjunto mezclador 105-d. En esta realización, el primer fluido 104-d puede salir del depósito de almacenamiento 103-d y entrar en una bomba 110-d. El primer fluido bombeado 104-d-1 puede entonces pasar al intercambiador de calor 112-d, donde puede enfriarse, produciendo un primer fluido enfriado 104-d-2. El intercambiador de calor 112-d puede enfriarse con un refrigerante 113-d/114-d. El primer fluido 104-d-2, a continuación, puede fluir a una boquilla de mezclado 108-d-1, donde el segundo fluido 102-d puede inyectarse en el flujo para formar un flujo mezclado totalmente líquido 106-d. El primer fluido 104-d-2 y el segundo fluido 102-d pueden ser inmiscibles entre sí; el segundo fluido 102-d puede ser arrastrado dentro del primer fluido 104-d-2. Esta mezcla 106-d puede entrar en un serpentín 109-d-1, donde puede transformarse hidrodinámicamente en una forma y/o tamaño predecibles. Dentro del serpentín 109-d-1, el primer fluido frío 104-d-2 puede ser calentado por el segundo fluido 102-d, más caliente, y el calor que se extrae del segundo fluido 102-d, lo que puede provocar su solidificación parcial durante su transformación hidrodinámica. La mezcla 106-d-1 puede salir del serpentín 109-d-1 y entrar en otra boquilla de inyección 108-d-2, donde se puede añadir más segundo fluido 102-d-1 antes de que la mezcla 106-d-2 entre en un segundo serpentín 109-d-2. Dentro del serpentín 109-d-2, el segundo fluido 102-d puede continuar solidificándose. Esta mezcla 106-d-3 puede salir del serpentín 109-d-2 con el segundo fluido 102-d solidificado al grado deseado y puede entrar en el primer depósito de almacenamiento de fluidos 103-d, donde la hidrodinámica cambia debido a la geometría cambiante, y el segundo fluido solidificado 106-d-4 puede separarse en el lecho empacado 177-d. El sólido puede entonces extraerse 106-d-5 como una mezcla de segundo fluido solidificado de alta concentración. El sistema 100-e comprende todas las características de la reivindicación independiente 7. El sistema 100-e proporciona una realización en la que el enfriamiento de un primer fluido 104-e puede tener lugar después de la mezcla de los dos fluidos, incluido un segundo fluido 102-e, y durante el proceso de formación del sólido. Este proceso puede tener lugar dentro de un conjunto mezclador 105-e. En esta realización, el primer fluido 104-e puede salir de un depósito de almacenamiento 103-e y entrar en una bomba 110-e. El primer fluido bombeado 104-e-1 se desplaza entonces a una boquilla de mezclado 108-e, donde el segundo fluido 102-e se inyecta en el flujo para formar un flujo mezclado totalmente líquido 106-e. El primer fluido 104-e-1 y el segundo fluido 102-e son inmiscibles entre sí. El segundo fluido 102-e es arrastrado dentro del primer fluido 104-e1. Esta mezcla 106e entra después en un serpentín 109-e, donde puede transformarse hidrodinámicamente en una forma y/o tamaño predecibles. Dentro del serpentín 109-e, el primer fluido frío 104-e-1 es calentado por el segundo fluido 102-e, más caliente, y el calor que se extrae del segundo fluido, lo que provoca su solidificación parcial durante su transformación hidrodinámica. Esta mezcla 106-e-1 sale del serpentín 109-e con el segundo fluido 102-e parcialmente solidificado y puede entrar en el intercambiador de calor 112-e, donde las partículas parcialmente solidificadas pueden solidificarse, en algunos casos completamente, gracias al efecto de enfriamiento del intercambiador de calor 112-e. El intercambiador de calor 112-e puede enfriarse mediante un refrigerante 113-e/114-e. La mezcla con el segundo fluido solidificado 106-e-2, que en algunos casos puede estar completamente solidificado, puede entrar a continuación al primer depósito de almacenamiento de fluidos 103-e, donde la hidrodinámica cambia debido a la geometría cambiante, y el segundo fluido solidificado 106-e-3 puede separarse en un lecho empacado 117-e. El sólido puede entonces extraerse 106-e-4 como una mezcla de segundo fluido solidificado con una concentración alta.
En la Figura 4 se muestra un sistema 100-f para la producción de sólidos de acuerdo con diversas realizaciones. El sistema 100-f puede ser un ejemplo del sistema 100 de la Figura 1A y/o el sistema 100-a de la Figura 1B. El sistema 100-f puede proporcionar un/una [laguna] en la que el enfriamiento de un primer fluido 104-f se lleva a cabo simultáneamente con la mezcla de dos fluidos, incluido un segundo fluido 102-f, y el proceso de formación de sólidos. Este proceso puede tener lugar dentro de un conjunto de mezclado 105-f. En esta realización, el primer fluido 104-f puede salir de un depósito de almacenamiento 103-f y entrar en una bomba 110-f. A continuación, el primer fluido bombeado 104-f-1 puede pasar a una boquilla de mezclado 108-f, donde el segundo fluido 102-f puede inyectarse en el flujo para formar un flujo mezclado totalmente líquido 106-f. El primer fluido 104-f-1 y el segundo fluido 102-f pueden ser inmiscibles entre sí; el segundo fluido 102-f puede ser arrastrado dentro del primer fluido 100-f-1. Esta mezcla 106-f puede entonces entrar en un serpentín 109-f, donde puede transformarse hidrodinámicamente en una forma y/o tamaño predecibles. Dentro del serpentín 109-f, el primer fluido frío 104-f-1 puede ser calentado por el segundo fluido 102-f, más caliente, y el calor que puede extraerse del segundo fluido 102-f, lo que puede provocar su solidificación parcial durante su transformación hidrodinámica. De forma simultánea a esta transferencia de calor entre fluidos, la mezcla 106-f puede enfriarse mediante el enfriamiento de las paredes del serpentín gracias a la presencia de un refrigerante 113-f/114-f en el exterior de las paredes del serpentín. Este enfriamiento puede estar presente porque el serpentín 109-f puede formar parte integral de un intercambiador de calor 112-f. Mientras se encuentra dentro del serpentín 109-f, el segundo fluido 102-f puede solidificarse, en algunos casos por completo. Esta mezcla 106-f-1 puede salir del serpentín 109-f con el segundo fluido 102-f solidificado, en algunos casos por completo, y puede entrar en el primer depósito de almacenamiento de fluidos 103-f, donde la hidrodinámica cambia debido a la geometría cambiante, y el segundo fluido solidificado 106-f-2 puede separarse en el lecho empacado 177-f. El sólido puede entonces extraerse 106-f-3 como una mezcla de segundo fluido solidificado altamente concentrado.
Por lo que respecta ahora a la Figura 5, se presentan en la misma vistas transversales y laterales de aspectos de los sistemas 100-g-1, 100-g-2 y 100-g-3, de acuerdo con diversas realizaciones. Estas realizaciones pueden resaltar la hidrodinámica de un flujo completamente desarrollado dentro de los serpentines 109-g-1, 109-g-2 y 109-g-3, respectivamente. Los serpentines 109-g-1, 109-g-2 y/o 109-g-3 pueden ser ejemplos de superficies y/o serpentines 109 de la Figura 1A, Figura 1B, Figura 2A, Figura 2B, Figura 3 y/o Figura 4. Además, la Figura 5 puede ilustrar una forma en que la hidrodinámica puede controlar la formación de un sólido con forma y/o tamaño predecibles, creado a partir de un segundo fluido arrastrado dentro de un primer fluido. El segundo fluido puede ser un ejemplo del segundo fluido 102 de la Figura 1A o la Figura 1B, por ejemplo; el primer fluido puede ser un ejemplo del primer fluido 104 de la Figura 1A o la Figura 1B, por ejemplo. En la Figura 5, se muestra de forma general cómo el diámetro 116-g del serpentín 109-g puede producir un estado hidrodinámico diferente, el cual puede determinar el tamaño de la partícula sólida. En el primer sistema 100-g-1, el serpentín 109-g-1 con un diámetro determinado 116-g-1 puede producir un flujo con una turbulencia muy alta 118-g-1. En este caso, el sólido puede formar de forma natural una partícula esférica 115-g-1 a partir de un segundo fluido que puede ser transportado y arrastrado por el flujo de un primer fluido. El diámetro de esta partícula 117-g-1 puede ser controlado no solo mediante el diámetro del serpentín 116-g-1, sino también por las condiciones de flujo, las velocidades relativas entre los fluidos, las propiedades de ambos fluidos, la relación de carga entre ambos fluidos y/u otras fuerzas hidrodinámicas. En el sistema 100-g-2, el diámetro 116-g-2 o las condiciones de flujo 118-g-2 dentro de un serpentín 109-g-2 pueden modificarse para que el flujo sea menos turbulento 118-g-2 y se pueda producir una partícula sólida 115-g-2 más grande, más plana y/o más elíptica a partir de un segundo fluido arrastrado dentro de un primer fluido. En el sistema 100-g-2, el diámetro 116-g-3 y las condiciones de flujo 118-g-3 pueden modificarse de nuevo para producir un flujo completamente laminar del primer fluido 118-g-3 y un flujo estratificado de los dos fluidos 115-g-3, lo que produce láminas de un segundo fluido solidificado. La Figura 5 constituye solo un ejemplo. Dicha figura proporciona un ejemplo de cómo se puede modificar la geometría de un serpentín (es decir, el diámetro en este caso) para cambiar la forma o el tamaño del sólido producido.
En la Figura 6 se muestran aspectos de los sistemas 100-h-1, 100-h-2 y 100-h-2 que pueden ilustrar la hidrodinámica del flujo completamente desarrollado dentro de los serpentines 109-h-1, 109-h-2 y 109-h-3, respectivamente. Los serpentines 109-h-1, 109-h-2 y/o 109-h-3 pueden ser ejemplos de superficies y/o serpentines 109 de la Figura 1A, Figura 1B, Figura 2A, Figura 2b , Figura 3, Figura 4 y/o Figura 5. La Figura 6 puede ilustrar una manera en que la hidrodinámica puede controlar la formación de un sólido con forma y tamaño predecibles formado a partir de un segundo fluido arrastrado dentro de un primer fluido. El segundo fluido puede ser un ejemplo del segundo fluido 102 de la Figura 1A o la Figura 1B, por ejemplo; el primer fluido puede ser un ejemplo del primer fluido 104 de la Figura 1A o la Figura 1B, por ejemplo. En la Figura 6, se muestra cómo la geometría de los serpentines 109-h-1, 109-h-2 y/o 109-h-3 puede producir un estado hidrodinámico diferente, el cual puede determinar las propiedades de las partículas sólidas. En el sistema 100-h-1, se puede utilizar un tubo liso 109-h-1 para producir una bola esférica de sólido 115-h-1. El diámetro 116-h-1 de este tubo 109-h-1 puede ajustarse de forma que el caudal produzca un flujo turbulento 118-h-1 capaz de transportar el sólido 115-h-1 en el flujo, como en el sistema 100-g-1 de la Figura 5. En el sistema 100-h-2, la geometría de superficie del tubo 109-h-2 puede modificarse para aumentar la turbulencia y permitir la modificación del estado hidrodinámico. En este caso, la geometría permite modificar el diámetro del serpentín 116-h-2, manteniendo al mismo tiempo la turbulencia 118-h-2 necesaria para mantener el sólido 115-h-2 suspendido en el flujo. Esto puede permitir, además, que el sólido 115-h-2 cambie de forma o tamaño al mismo caudal que un serpentín liso. La geometría de superficie puede incluir nervaduras, ondulaciones, hendiduras, corrugaciones y/o cualquier otra geometría de superficie que pueda afectar la turbulencia del segundo fluido. El sistema 100-h-3 puede presentar un serpentín 109-h-3 en un ángulo no horizontal 119. Este cambio puede afectar la aceleración gravitacional relativa 120 entre el segundo fluido y el primer fluido, y, a su vez, puede permitir modificar la forma y el tamaño del primer fluido para un diámetro de serpentín determinado 116-h-3. En este caso, un flujo menos turbulento 118-h-3 puede seguir produciendo suficiente sustentación en la partícula sólida 115-h-3 para mantenerla arrastrada en el fluido y con forma esférica. Sin embargo, en esta condición, se puede obtener una partícula sólida mucho más grande 115-h-3 con el mismo diámetro de tubo 116-h-3 y caudal que en cualquiera de los otros ejemplos. La Figura 6 constituye solo un ejemplo. Dicha figura proporciona ejemplos de cómo se puede modificar la geometría de los serpentines (es decir, las características de la superficie e inclinaciones en este caso) para cambiar la forma y el tamaño del sólido producido.
En la Figura 7 se muestran aspectos de los sistemas 100-i-1, 100-i-2, 100-i-3 y 100-i-4 de acuerdo con varias realizaciones que pueden mostrar cómo un serpentín 109 puede no ser necesariamente un dispositivo homogéneo simple. Por el contrario, puede aprovecharse de múltiples aspectos geométricos para producir diversos efectos, lo que permite solidificar óptimamente un segundo fluido arrastrado dentro de un primer fluido. El segundo fluido puede ser un ejemplo del segundo fluido 102 de la Figura 1A o la Figura 1B, por ejemplo; el primer fluido puede ser un ejemplo del primer fluido 104 de la Figura 1A o la Figura 1B, por ejemplo. Los sistemas 100-i-1, 100-i-2, 100-i-3 y 100-i-4 pueden ser ejemplos de aspectos del sistema 100 de la Figura 1A, el sistema 100-a de la Figura 1B, el sistema 100-c de la Figura 2a , el sistema 100-d de la Figura 2B, el sistema 100-e de la Figura 3 y/o el sistema 100-f de la Figura 4. En el sistema 100-i-1, se muestra un serpentín homogéneo simple 109-i-1 con un diámetro constante 116-i-1. El primer fluido 104-i-1 y el segundo fluido 102-i-1 pueden mezclarse en la boquilla de mezclado 108-i-1 y luego pueden entran en el serpentín 109-i-1. El flujo en el serpentín 109-i-1 puede ser tal que la hidrodinámica crea automáticamente un segundo fluido 115-i-1 en solidificación de un tamaño y/o forma determinados. A la salida del serpentín 109-i-1, esta mezcla 106-i-1 puede salir como un flujo combinado. En el sistema 100-i-2, el serpentín puede incluir dos zonas 109-i-2-a y 109-i-2-b para lograr un resultado de solidificación diferente. El primer fluido 104-i-2 y el segundo fluido 102-i-2 pueden mezclarse en la boquilla de mezclado 108-i-2 y luego introducirse en el serpentín. La primera sección del serpentín 109-i-2-b puede tener un diámetro específico 116-i-2-b y una característica de superficie que permite ajustar el tamaño o la forma de la partícula sólida. Por ejemplo, puede tener un diámetro mayor con el mismo caudal del primer fluido. Esta zona permite la formación y solidificación parcial de esta partícula sólida de mayor tamaño 115-i-2.
El sólido puede entonces fluir hacia la segunda zona 109-i-2-a, donde puede fluir a través de un serpentín de superficie lisa y solidificarse hasta alcanzar la condición de salida deseada. De esta manera, se puede producir un tamaño de partícula sólido deseado en una sección del serpentín y luego solidificarse hasta la cantidad deseada en una sección separada con diferentes condiciones de flujo. La mezcla 106-i-2 puede entonces salir del serpentín. En el sistema 100-i-3, el serpentín puede mostrarse con dos diámetros diferentes. El primer fluido 104-i-3 y el segundo fluido 102-i-3 pueden mezclarse en la boquilla de mezclado 108-i-3 y luego pueden entrar en el serpentín. En la primera sección del serpentín 109-i-3-a, el segundo fluido 115-i-3-a puede formarse en un conjunto de condiciones de flujo basándose en el caudal y el diámetro 116-i-3-a. El flujo mezclado puede entonces entrar en la segunda sección del serpentín 109-i-3-b, donde el diámetro 116-i-3-b puede ser drásticamente diferente, modificando considerablemente la hidrodinámica. El segundo fluido, que puede estar parcialmente solidificado en la primera sección del serpentín, puede ahora adaptarse a las nuevas condiciones de flujo. Esta nueva forma 115-i-3-b puede incluir un cambio de diámetro, un cambio de forma de esférica a elíptica, un cambio de posición/velocidad dentro del serpentín para manipular la transferencia de calor, y/o una rotura en las partículas parcialmente solidificadas para reformarlas en formas muy orgánicas no geométricas. La salida de este serpentín puede producir un flujo mezclado 106-i-3 de los dos fluidos en el límite de solidificación deseado. El sistema 100-i-4 puede mostrar un serpentín con dos orientaciones diferentes con respecto a la gravedad y dos diámetros diferentes. Se pueden mezclar el primer fluido 104-i-4 y el segundo fluido 102-i-4 en la boquilla de mezclado 108-i-4 y después pueden entrar en el serpentín. En la primera sección del serpentín 109-i-4, el segundo fluido 115-i-4-a puede formarse con un conjunto de condiciones de flujo basándose en el caudal y el diámetro 116-i-4-a. El flujo mezclado puede entrar entonces en la segunda sección del serpentín, que también puede ser el depósito de almacenamiento 103-i-4 para el primer fluido. Aunque esta sección del serpentín puede considerarse un depósito, esto puede deberse únicamente a su gran diámetro total 116-i-4-b. En esta sección del serpentín, la aceleración gravitacional puede arrastrar el segundo fluido parcialmente solidificado hacia el flujo de la mezcla desde la primera sección del serpentín. Esto crea un lecho fluidizado que mezcla continuamente el segundo fluido en solidificación 115-i-4-b con el primer fluido procedente de la primera sección del serpentín. El segundo fluido sólido 106-i-4, deseablemente solidificado, puede entonces extraerse del depósito, y el primer fluido 104-i-4 puede extraerse del depósito para recircularlo por el sistema. La Figura 7 tiene un carácter ilustrativo. Las diferentes secciones del serpentín pueden combinarse de diversas maneras y con diferentes características para producir una partícula o masa sólida de diferente forma y tamaño. Además, las diferentes secciones pueden combinarse para lograr una transferencia de calor óptima, lo que tiene como resultado un tamaño de partícula sólido deseado, un tamaño total del equipo menor y/o una operación más eficiente.
En la Figura 8 se proporcionan sistemas 100-j y 100-k que muestran cómo se puede construir un serpentín 109 utilizando secciones transversales redondas de acuerdo con diversas realizaciones. Los sistemas 100-j y/o 100-k pueden ser ejemplos de aspectos del sistema 100 de la Figura 1A, el sistema 100-a de la Figura 1B, el sistema 100-c de la Figura 2A, el sistema 100-d de la Figura 2B, el sistema 100-e de la Figura 3 y/o el 100-f de la Figura 4. En el primer sistema 100-j, se puede mostrar un serpentín helicoidal de superficie lisa 109-j. Un primer fluido 104-j puede entrar en la boquilla de mezclado 108-j, donde se puede inyectar un segundo fluido 102-j. Una mezcla 106-j puede fluir a través del serpentín 109-j hasta que el segundo fluido 102-j es solidificado al grado deseado. En el segundo ejemplo 140, un fluido que incluye un primer fluido 104-k y un segundo fluido 102-k puede fluir a través de un serpentín 109-k compuesto por secciones rectas 121 y secciones curvas 120. El primer fluido 104-k puede inyectarse en la boquilla de mezclado 108-k, donde se mezcla con el segundo fluido 102-k. Posteriormente, las mezclas pueden fluir a través de las secciones rectas 121 y curvas 120 hasta que el segundo fluido 102-k se solidifica al nivel deseado antes de salir del serpentín 106-k. Estos dos ejemplos son solo ilustrativos. Pueden ilustrar cómo se pueden fabricar serpentines de secciones continuas o discretas, por ejemplo. Además, y considerando las características descritas en la Figura 7, estas técnicas de fabricación pueden no requerir una consistencia en todo el serpentín.
En la Figura 9 se proporcionan dos vistas de un sistema 100-l que puede incluir un serpentín 109-l con un perfil rectangular de acuerdo con diversas realizaciones; las vistas pueden incluir una vista ensamblada y una vista despiezada. El sistema 100-l puede ser un ejemplo de aspectos del sistema 100 de la Figura 1A, el sistema 100-a de la Figura 1B, el sistema 100-c de la Figura 2A, el sistema 100-d de la Figura 2B, el sistema 100-e de la Figura 3 y/o el sistema 100-f de la Figura 4. Este ejemplo puede ilustrar que el término “serpentín” puede no limitarse a perfiles circulares, sino que puede incluir otros perfiles. El serpentín 109-l puede incluir placas rectangulares repetidas 123 que pueden estar separadas por juntas de control de flujo 122 que pueden dirigir el flujo del fluido, que puede incluir un primer fluido 104-l y un segundo fluido 102-l desde la parte superior visible de la unidad hasta la parte inferior, y posteriormente a la siguiente placa 123, donde el flujo puede ser opuesto y puede conducir el fluido de vuelta a la parte superior visible del serpentín. La adición de deflectores internos alternos 124 puede proporcionar una mayor longitud de flujo y la dimensión deseada del canal de flujo. En este serpentín, el primer fluido 104-l y el segundo fluido 102-l pueden ser inyectados en la entrada del serpentín. En este caso, la boquilla de mezclado 108-l puede estar integrada directamente en el serpentín. La mezcla puede fluir a través del perfil rectangular hasta alcanzar el flujo de salida 106-l con el nivel de solidificación deseado. La Figura 9 tiene un carácter ilustrativo. Esta figura puede mostrar cómo el serpentín descrito de acuerdo con diversas realizaciones puede no tener un perfil circular o una naturaleza helicoidal/circular general.
En la Figura 10 se muestra un sistema 100-m, de acuerdo con diversas realizaciones, que puede poner de relieve otra forma de controlar la forma y/o el tamaño de un segundo fluido solidificado 102-m con respecto a un serpentín 109-m y una boquilla de mezclado 108-m. Los sistemas 100-m pueden ser un ejemplo de aspectos del sistema 100 de la Figura 1A, el sistema 100-a de la Figura 1B, el sistema 100-c de la Figura 2A, el sistema 100-d de la Figura 2B, el sistema 100-e de la Figura 3 y/o el sistema 100-f de la Figura 4. Un primer fluido 104-m puede entrar en la boquilla de mezclado 108-m a través de un área de entrada 127 y luego puede entrar en la boquilla de mezclado 108-m cuando los fluidos que transportan los fluidos convergen. El segundo fluido 102-m puede entrar en la boquilla de mezclado 108-m, pero puede no mezclarse inicialmente con el primer fluido 104-m; en su lugar, puede circular por un tubo 141 dentro de la boquilla de mezclado 108-m con una longitud de 125 mm, lo que permite que el flujo del primer fluido 104-m se estabilice tras su paso por la boquilla de mezclado 108-m. Esta área puede existir dentro del serpentín 109-m. El diámetro del tubo interior 126 puede seleccionarse con respecto al diámetro 116-m del serpentín 109-m, de modo que la forma y/o el tamaño de las gotas resultantes del segundo fluido 102-m puedan ser controladas de forma apropiada en la mezcla de salida 106-m y se pueda controlar la forma final solidificada del segundo fluido solidificado 102-m. La Figura 10 puede poner de relieve cómo la boquilla de mezclado también puede diseñarse para controlar la forma y el tamaño del sólido. Si se controlan adecuadamente los diámetros de estos dos tubos 126 y 116 m, se puede controlar la velocidad relativa en el punto de inyección. Si esta velocidad relativa es alta, se puede crear un sólido esférico pequeño, mientras que, si es baja, se puede crear un sólido elíptico de mayor tamaño. Además, este diseño puede ser independiente de las condiciones de flujo aguas abajo en el serpentín 109 m. Por lo tanto, es posible utilizar esta área de inyección para establecer las características del sólido, como las características del hielo, antes de que las características del serpentín totalmente desarrollado se impongan, o para crear secciones con múltiples puntos de inyección más aguas abajo con propiedades muy diferentes.
En la Figura 11 se muestra un sistema 100-n, de acuerdo con diversas/diversos [laguna], que puede poner de relieve otra forma de controlar la forma y/o el tamaño de un segundo fluido solidificado con respecto a un serpentín 109-n y una boquilla de mezclado 108-n, de acuerdo con diversas realizaciones. Los sistemas 100-n pueden ser un ejemplo de aspectos del sistema 100 de la Figura 1A, el sistema 100-a de la Figura 1B, el sistema 100-c de la Figura 2A, el sistema 100-d de la Figura 2B, el sistema 100-e de la Figura 3 y/o el sistema 100-f de la Figura 4. Un primer fluido 104-n puede entrar en la boquilla de mezclado 108-n a través de un área de entrada 127-n y luego puede entrar en la propia boquilla de mezclado 108-n cuando los fluidos que transportan los fluidos convergen. Un segundo fluido 102-n puede entrar en la boquilla de mezclado 108-n, pero no se mezcla inicialmente con el primer fluido 104-n; en su lugar, puede circular por un tubo 141-n dentro de la boquilla de mezclado durante un tramo con una longitud de 125-n, lo que puede permitir que el flujo del primer fluido 104-n se estabilice tras su paso por la boquilla de mezclado 108-n.<Esta área puede estar dentro del serpentín 109-n. El diámetro del tubo interior>126<-n y la geometría de la boquilla de>inyección, por ejemplo, el ángulo 128, pueden seleccionarse en función del diámetro del serpentín 116-n, de modo que la forma y/o el tamaño de las gotas resultantes del segundo fluido se controlen adecuadamente en la mezcla de salida 106-n y se pueda controlar la forma solidificada final del segundo fluido solidificado. La Figura 11 puede poner de relieve cómo la boquilla de mezclado 108-n también puede estar diseñada para controlar la forma y/o el tamaño del sólido. Si los diámetros de estos dos tubos 126-n y 116-n se controlan adecuadamente, se puede controlar la velocidad relativa en el punto de inyección. Si esta velocidad relativa es alta, se puede crear un sólido esférico pequeño, mientras que, si es baja, se puede crear un sólido elíptico de mayor tamaño. Además, este diseño puede ser independiente de las condiciones de flujo aguas abajo en el serpentín 109-n. Por lo tanto, es posible utilizar esta área de inyección para establecer características del sólido, como las características del hielo, antes de que las características del serpentín desarrolladas completamente se impongan, o para crear secciones con múltiples puntos de inyección más aguas abajo con propiedades muy diferentes.
Por lo que respecta ahora a las Figuras 12-16, algunas realizaciones pueden utilizar una superficie fría que puede estar protegida por un primer fluido. Se puede permitir que un segundo fluido entre en contacto cercano con la superficie fría y se solidifique. La protección con respecto al fluido inmiscible puede permitir la extracción del sólido mediante un dispositivo mecánico de baja potencia o con una complejidad inferior o mínima.
Los fluidos utilizados en diversas realizaciones son generalmente inmiscibles, lo que puede permitir que entren en contacto físico y/o térmico entre sí durante todo el proceso. Además, el primer fluido puede seleccionarse en función de su afinidad por la superficie fría. Si tiene mayor afinidad por la superficie que el segundo fluido, los efectos de la tensión superficial pueden contrarrestar la flotabilidad o las fuerzas mecánicas, protegiendo así la superficie fría.
En algunas realizaciones, el primer fluido es un material apolar y el segundo fluido es un material polar. Por ejemplo, el primer fluido puede incluir un aceite de hidrocarburo, aromático, fluorado o de silicona, mientras que un ejemplo del segundo fluido puede incluir un fluido polar inmiscible, como por ejemplo agua, ácido acídico, ácido fórmico u otros ácidos carbocíclicos, ácido sulfúrico, etilenglicol o polietilenglicol, alcoholes de tamaño medio como el tert-butilo o DMSO. En algunas realizaciones, el primer fluido es un material polar y el segundo fluido es un material apolar. Por ejemplo, el primer fluido puede incluir agua, alcohol, propilenglicol o etilenglicol, DMSO, amoníaco o ácido nítrico, mientras que el segundo fluido puede incluir un aceite fluorado, cresol, un aceite de silicona de alto peso molecular, un aceite de hidrocarburo o parafina de alto peso molecular, un polímero termoestable o una aleación metálica. En algunas realizaciones, si la superficie fría es un metal o plástico, el aceite puede cubrir preferentemente la superficie protegiéndola incluso bajo una elevada carga hidrostática o mecánica del agua, lo que puede permitir una alta transferencia de calor entre el agua y la superficie fría, pero deja el agua adherida débilmente a la superficie para que pueda extraerse con baja potencia y complejidad mecánica.
Por ejemplo, en la Figura 12 se muestra un sistema 100-o para la producción de sólidos de acuerdo con diversas realizaciones. El sistema 100-o puede ser un ejemplo del sistema 100 de la Figura 1A y/o del sistema 100-b de la Figura 1C.
Un primer fluido 104-o puede liberarse desde un depósito de almacenamiento 103-o y fluir hacia un volumen 155. Un segundo fluido 102-o puede liberarse desde un depósito de almacenamiento 101-o y fluir hacia el mismo volumen 155. El primer fluido 104-o y el segundo fluido 102-o pueden ser inmiscibles entre sí. Dentro del volumen 155, puede haber un mecanismo, como por ejemplo un extractor de sólidos 107-o, que puede moverse a lo largo de una superficie fría 109-o que rodea el volumen 155. El primer fluido 104-o puede tener afinidad por la superficie 109-o, de modo que el segundo fluido 102-o puede acercarse a la superficie fría 109-o y solidificarse debido a su baja temperatura, pero no puede adherirse fuertemente a la superficie 109-o. Esto puede permitir que el extractor de sólidos 107-o extraiga el segundo fluido 102-o en estado sólido de la superficie 109-o a baja velocidad y par. El segundo fluido 102-o puede solidificarse hasta alcanzar el contenido de sólidos deseado antes de salir del sistema como una mezcla del primer fluido y el segundo fluido 106-o. La superficie fría 109-o puede ser mantenida gracias a un segundo volumen 188 que puede rodear el primer volumen 155 y se puede enfriar con un suministro de refrigerante 110. Una vez que el refrigerante 110 extrae el calor de la superficie fría 109-o, sale del sistema a través de [laguna] como refrigerante de salida 111.
El primer fluido 104-o y el segundo fluido 102-o pueden suministrarse al volumen 155 y/o salir a la superficie fría 109-o a través de una variedad de conductos 160. Por ejemplo, el conducto 160-o-1 puede suministrar el segundo fluido 102-o a un combinador 161, donde puede combinarse con el primer fluido 104-o suministrado a través del conducto 160-o-2; los fluidos combinados pueden entonces suministrarse al volumen 155 y/o a la superficie fría 109-o. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-o y el segundo fluido 102-o pueden suministrarse por separado al volumen 155 y/o a la superficie fría 109-o. Por ejemplo, el conducto 160-o-3 puede suministrar el segundo fluido 102-o por separado del primer fluido 104-o suministrado a través del conducto 160-o-4. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-o puede suministrarse al volumen 155 y/o a la superficie fría 109-o a través del conducto 160-o-6, que puede estar acoplado al extractor de sólidos 107-o, lo que facilita el suministro del primer fluido 104-o a la superficie fría 109-o. En algunas realizaciones, el segundo fluido 102-o puede suministrarse al volumen 155 y/o a la superficie fría 109-o a través del conducto 160-o-5, que puede estar acoplado al extractor de sólidos 107-o, lo que puede facilitar el suministro del segundo fluido 102-o a la superficie fría 109-o. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-o puede suministrarse al volumen 155 y/o a la superficie fría 109-o a través del conducto 160-o-6 acoplado al extractor de sólidos 107-o, mientras que el segundo fluido 102-o puede suministrarse a través del conducto 160-o-3.
En la Figura 13 se muestra un sistema 100-p para la producción de sólidos de acuerdo con diversas realizaciones; también se puede poner de relieve el detalle A del sistema 100-p. El sistema 100-p puede ser un ejemplo del sistema 100 de la Figura 1A, el sistema 100-b de la Figura 1C y/o el sistema 100-o de la Figura 12. El sistema 100-p puede mostrar una realización donde una superficie fría 109-p es la superficie interior de un intercambiador de calor encamisado de doble tubo y el extractor de sólidos incluye una barrena 107-p. Un primer fluido 104-p puede suministrarse al volumen interno 155-p de forma simultánea con el suministro de un segundo fluido 102-p. El primer fluido 104-p puede tener afinidad por la superficie fría 109-p. El primer fluido 104-p y el segundo fluido 102-p pueden ser inmiscibles entre sí. La superficie fría 109-p puede comprender toda la forma cilíndrica del dispositivo, con la barrena 107-p en el centro que raspa la superficie fría 109-p. El calor se puede extraer de la superficie fría 109-p mediante un volumen encamisado 188-p, que puede llenarse con refrigerante 110-p y puede salir como flujo de refrigerante de salida 111 -p. El primer fluido 104-p y el segundo fluido 104-p pueden salir del volumen como una mezcla 106-p después de que el segundo fluido 102-p se haya solidificado al nivel deseado.
En la Figura 14 se muestra un sistema 100-q para la producción de sólidos de acuerdo con diversas realizaciones. El sistema 100-q puede ser un ejemplo del sistema 100 de la Figura 1A, el sistema 100-b de la Figura 1C y/o el sistema 100-o de la Figura 12. Con respecto al sistema 100-q, una superficie fría 109-q puede envolver un tambor con una herramienta giratoria 107-q en su interior que puede extraer el sólido. Un primer fluido 104-q puede liberarse desde un depósito de almacenamiento 103-q, mientras que un segundo fluido 102-q puede liberarse desde un segundo depósito de almacenamiento 101-q. El primer fluido 104-q puede tener afinidad por la superficie fría 109-p. El primer fluido 104-q y el segundo fluido 102-q pueden ser inmiscibles entre sí. El primer fluido 104-q y el segundo fluido 102-q pueden fluir dentro de un volumen 155-q dentro del tambor, que puede no estar ocupado por la herramienta giratoria 107-q, donde el segundo fluido 102-q se solidifica. Posteriormente, puede salir como una mezcla de sólido y líquido 106-q. El tambor puede enfriarse mediante un volumen externo que puede contener un refrigerante que fluye desde un flujo de entrada 110-q hasta un flujo de salida 111-q.
El primer fluido 104-q y el segundo fluido 102-q pueden suministrarse al volumen 155-q y/o a la superficie fría 109-q a través de diversos conductos 160-q. Por ejemplo, el conducto 160-q-1 puede suministrar el segundo fluido 102-q a un combinador 161-q, donde puede combinarse con el primer fluido 104-q suministrado a través del conducto 160-q-2; los fluidos combinados pueden entonces suministrarse al volumen 155-q y/o a la superficie fría 109-q.
En algunas realizaciones, el primer fluido 104-q y el segundo fluido 102-q pueden suministrarse por separado al volumen 155-q y/o a la superficie fría 109-q. Por ejemplo, el conducto 160-q-3 puede suministrar el segundo fluido 102-q por separado del primer fluido 104-q, suministrado a través del conducto 160-q-4. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-q puede suministrarse al volumen 155-q y/o a la superficie fría 109-q a través del conducto 160-q-6, que puede estar acoplado a la herramienta giratoria 107-q, lo que facilita la administración del primer fluido 104-q a la superficie fría 109-q. En algunas realizaciones, el segundo fluido 102-q puede suministrarse al volumen 155-q y/o a la superficie fría 109-q a través del conducto 160-q-5, que puede estar acoplado a la herramienta rotatoria 107-q, lo que puede facilitar el suministro del segundo fluido 102-q a la superficie fría 109-q. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-q puede suministrarse al volumen 155-q y/o a la superficie fría 109-q a través del conducto 160-q-6, acoplado a la herramienta rotatoria 107-q, mientras que el segundo fluido 102-q puede suministrarse a través del conducto 160-q-3.
En la Figura 15 se muestra un sistema 100-r para la producción de sólidos de acuerdo con diversas realizaciones. El sistema 100-r puede ser un ejemplo del sistema 100 de la Figura 1A y/o del sistema 100-b de la Figura 1C. Con respecto al sistema 100-r, un primer fluido 104-r puede liberarse desde un depósito de almacenamiento 103-r, mientras que un segundo fluido 102-r puede liberarse desde un segundo depósito de almacenamiento 101-r. El primer fluido 104-r y/o el segundo fluido 102-r pueden fluir sobre una superficie fría 109-r. El primer fluido 104-r puede tener afinidad por la superficie fría 109-r. El primer fluido 104-r y el segundo fluido 102-r pueden ser inmiscibles entre sí. Sobre esta superficie puede haber un mecanismo, como por ejemplo un raspador lineal 107-r, que puede desplazarse a lo largo de la superficie fría 109-r. La afinidad del primer fluido por la superficie 109-r puede hacer que el segundo fluido 102-r se acerque a la superficie fría 109-r y se solidifique debido a su baja temperatura, pero no se puede adherir adecuadamente a la superficie 109-r. Esto puede permitir que el mecanismo 107-r extraiga el sólido de la superficie 107-r a una velocidad y par bajos. El segundo fluido 102-r puede solidificarse hasta alcanzar el contenido de sólidos deseado antes de abandonar la superficie 109-r como una mezcla del primer fluido y el segundo fluido 106-r. La superficie fría 109-r puede ser mantenida por un volumen 188-r que puede rodear un lado de la superficie 109-r y puede enfriarse con un suministro de flujo de refrigerante 110-r. Una vez que el refrigerante extrae calor de la superficie fría 109-r, puede salir del volumen 188-r a través del flujo de refrigerante de salida 111-r.
El primer fluido 104-r y el segundo fluido 102-r pueden suministrarse a la superficie fría 109-r a través de diversos conductos 160-r. Por ejemplo, el conducto 160-r-1 puede suministrar el segundo fluido 102-r a un combinador 161-r, donde puede combinarse con el primer fluido 104-r suministrado a través del conducto 160-r-2; los fluidos combinados pueden entonces suministrarse a la superficie fría 109-r. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-r y el segundo fluido 102-r pueden suministrarse por separado a la superficie fría 109-r. Por ejemplo, el conducto 160-r-3 puede suministrar el segundo fluido 102-r independientemente del primer fluido 104-r suministrado a través del conducto 160-r-4. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-r puede suministrarse a la superficie fría 109-r a través del conducto 160-r-6, que puede estar acoplado al raspador lineal 107-r, lo que puede facilitar el suministro del primer fluido 104-r a la superficie fría 109-r. En algunas realizaciones, el segundo fluido 102-r puede suministrarse a la superficie fría 109-r a través del conducto 160-r-5, que puede estar acoplado al raspador lineal 107-r, lo que puede facilitar el suministro del segundo fluido 102-r a la superficie fría 109-r. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-r puede suministrarse a la superficie fría 109-r a través del conducto 160-r-6, acoplado al raspador lineal 107-r, mientras que el segundo fluido 102-r puede suministrarse a través del conducto 160-r-3.
En la Figura 16 se muestra un sistema 100-s para la producción de sólidos de acuerdo con diversas realizaciones. El sistema 100-s puede ser un ejemplo del sistema 100 de la Figura 1A, el sistema 100-b de la Figura 1C y/o el sistema 100-r de la Figura 15. Con respecto al sistema 100-s, un primer fluido 104-s puede liberarse desde un depósito de almacenamiento 103-s; un segundo fluido 104-s puede liberarse desde un segundo depósito de almacenamiento 101-s. El primer fluido 104-s y el segundo fluido 102-s pueden ser inmiscibles entre sí. Se puede permitir que el primer fluido 104-s y el segundo fluido 102-s fluyan sobre una superficie fría 109-s. El primer fluido 104-s puede tener afinidad por la superficie fría 109-s. Sobre esta superficie 109-s, puede haber dos mecanismos paralelos, como los raspadores lineales 107-s-1 y 107-s-1, que se pueden mover hacia adelante y hacia atrás sobre la superficie fría 109-s. El segundo fluido 102-s puede solidificarse hasta alcanzar el contenido de sólidos deseado antes de salir de la superficie 109-s como una mezcla 106-s del primer fluido 104-s y el segundo fluido 102-s. La superficie fría 109-s puede mantenerse a baja temperatura mediante un refrigerante 110-s que fluye a través de un volumen directamente detrás de la superficie 109-s. Una vez que el refrigerante extrae calor de la superficie fría 109-s, puede salir del sistema a través de un flujo de refrigerante de salida 111 -s.
El primer fluido 104-s y el segundo fluido 102-s pueden suministrarse a la superficie fría 109-s a través de diversos conductos 160-s. Por ejemplo, el conducto 160-s-1 puede suministrar el segundo fluido 102-s a un combinador 161-s, donde puede combinarse con el primer fluido 104-s suministrado a través del conducto 160-s-2; los fluidos combinados pueden entonces suministrarse a la superficie fría 109-s. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-s y el segundo fluido 102-s pueden suministrarse por separado a la superficie fría 109-s. Por ejemplo, el conducto 160-s-3 puede suministrar el segundo fluido 102-s independientemente del primer fluido 104-s suministrado a través del conducto 160-s-4. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-s puede suministrarse a la superficie fría 109-s a través del conducto 160-s-6, que puede estar acoplado al raspador lineal 107-s-1 (y/o al raspador lineal 107-s-2), lo que puede facilitar el suministro del primer fluido 104-s a la superficie fría 109-s. En algunas realizaciones, el segundo fluido 102-s puede suministrarse a la superficie fría 109-s a través del conducto 160-s-5 que puede estar acoplado al raspador lineal 107-s-1 (y/o al raspador lineal 107-s-2), lo que puede facilitar el suministro del segundo fluido 102-s a la superficie fría 109-s. En algunas realizaciones, el primer fluido 104-s puede suministrarse a la superficie fría 109-s a través del conducto 160-s-6 acoplado al raspador lineal 107-s-1, mientras que el segundo fluido 102-s puede suministrarse a través del conducto 160-s-3.
Por lo que respecta ahora a la Figura 17A, se da a conocer un método de producción de sólidos de acuerdo con diversas realizaciones. El método 1700 puede implementarse mediante una variedad de sistemas, como los que se muestran en la Figura 1A, Figura 1B, Figura 1C, Figura 2A, Figura 2B, Figura 3, Figura 4, Figura 5, Figura 6, Figura 7, Figura 8, Figura 9, Figura 10, Figura 11, Figura 12, Figura 13, Figura 14, Figura 15 y/o Figura 16.
En el bloque 1710, se puede poner en contacto un primer fluido con un segundo fluido para facilitar la solidificación del segundo fluido; el primer fluido y el segundo fluido pueden ser inmiscibles entre sí. En el bloque 1720, se puede solidificar el segundo fluido.
En algunas realizaciones del método 1700, el primer fluido incluye un material apolar y el segundo fluido incluye un material polar. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye al menos aceite de hidrocarburo, aceite aromático, aceite fluorado o aceite de silicona. En algunas realizaciones, el segundo fluido incluye al menos agua, ácido acídico, ácido fórmico, ácidos carbocíclicos, ácido sulfúrico, etilenglicol, polietilenglicol, tert-butilo o DMSO.
En algunas realizaciones del método 1700, el primer fluido incluye un material polar y el segundo fluido incluye un material apolar. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye al menos agua, alcohol, propilenglicol, etilenglicol, DMSO, amoníaco o ácido nítrico. En algunas realizaciones, el segundo fluido incluye al menos aceite fluorado, cresol, aceite de silicona de alto peso molecular, aceite de hidrocarburo de alto peso molecular, parafina de alto peso molecular, polímero termoestable o aleación metálica. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye agua y el segundo fluido incluye al menos parafina de alto peso molecular o polímero termoestable.
En algunas realizaciones del método 1700, el contacto del primer fluido con el segundo fluido incluye el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye aceite aromático y el segundo fluido incluye agua. Algunas realizaciones también incluyen el enfriamiento del primer fluido antes de arrastrar el segundo fluido dentro del primer fluido. En algunas realizaciones, el primer fluido y el segundo fluido se enfrían simultáneamente.
En algunas realizaciones del método 1700, el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido incluye el flujo del primer fluido y del segundo fluido a través de un serpentín para solidificar al menos una parte del segundo fluido. En algunas realizaciones, una o más propiedades hidrodinámicas del primer fluido transforman el segundo fluido en una o más formas solidificadas. La forma o formas solidificadas pueden crearse con al menos un tamaño o una forma predecibles. La característica o las características del serpentín pueden controlar la propiedad o propiedades hidrodinámicas del primer fluido que transforman el segundo fluido en la forma o formas solidificadas con al menos el tamaño o la forma predecibles. La característica o las características del serpentín pueden incluir al menos uno o más diámetros del serpentín, una o más geometrías del serpentín, una o más estructuras internas del serpentín, una o más orientaciones del serpentín o una o más longitudes del serpentín. La característica o las características del serpentín pueden incluir un cambio de orientación en el serpentín. La característica o las características del serpentín pueden incluir un cambio en el diámetro del serpentín.
En algunas realizaciones del método 1700, el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido incluye la introducción del segundo fluido como un flujo paralelo al primero. En algunas realizaciones, el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido incluye la introducción del segundo fluido como un flujo perpendicular al primer fluido.
En algunas realizaciones del método 1700, el contacto del primer fluido con el segundo fluido incluye la introducción del primer fluido y el segundo fluido con respecto a una o más superficies frías; el primer fluido puede tener afinidad por la superficie o las superficies frías. Algunas realizaciones incluyen la extracción de una forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías. El primer fluido puede recubrir al menos una parte de la superficie o las superficies frías e impide que el segundo fluido se adhiera a la superficie o las superficies frías. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye aceite de hidrocarburo y el segundo fluido incluye agua.
En algunas realizaciones del método 1700, el contacto del primer fluido con el segundo fluido incluye la mezcla del segundo fluido con el primer fluido antes de introducir el primer fluido y el segundo fluido con respecto a la superficie o las superficies frías. En algunas realizaciones, el contacto del primer fluido con el segundo fluido incluye la introducción por separado del primer fluido y el segundo fluido con respecto a la superficie o las superficies frías.
En algunas realizaciones del método 1700, la superficie o las superficies frías comprenden un metal. Algunas realizaciones pueden incluir otros materiales, como por ejemplo plástico, cerámica y/o vidrio, para la superficie o las superficies frías.
En algunas realizaciones del método 1700, la extracción de la forma solidificada del segundo fluido solidificado de la superficie o las superficies frías incluye el uso de una barrena para extraer la forma solidificada del segundo fluido de una superficie fría cilíndrica. En algunas realizaciones, la extracción de la forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías incluye la utilización de un raspador giratorio para extraer la forma solidificada del segundo fluido de una superficie fría con forma de tambor. En algunas realizaciones, la extracción de la forma solidificada del segundo fluido solidificado de la superficie o las superficies frías incluye la utilización de uno o más raspadores lineales para extraer la forma solidificada de una o más superficies frías planas.
En la Figura 17B se muestra un método 1700-a de producción de sólidos, proporcionado de acuerdo con diversas realizaciones. El método 1700-a puede implementarse mediante una variedad de sistemas, como los que se muestran en la Figura 1A, Figura 1B, Figura 2A, Figura 2B, Figura 3, Figura 4, Figura 5, Figura 6, Figura 7, Figura 8, Figura 9, Figura 10 y/o Figura 11. El método 1700-a puede ser un ejemplo del método 1700 de la Figura 17A.
En el bloque 1710-a, un segundo fluido puede ser arrastrado dentro de un primer fluido para facilitar la solidificación del segundo fluido; el primer fluido y el segundo fluido pueden ser inmiscibles entre sí. En el bloque 1720-a, el segundo fluido puede solidificarse dentro del primer fluido.
Algunas realizaciones del método 1700-a incluyen además el enfriamiento del primer fluido antes del arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido. En algunas realizaciones, el primer fluido y el segundo fluido se enfrían simultáneamente.
En algunas realizaciones del método 1700-a, el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido incluye el flujo del primer fluido y del segundo fluido a través de un serpentín para solidificar al menos una parte del segundo fluido. En algunas realizaciones, una o más propiedades hidrodinámicas del primer fluido transforman el segundo fluido en una o más formas solidificadas. La forma o las formas solidificadas pueden tener al menos un tamaño o una forma predecibles. La característica o las características del serpentín pueden controlar la propiedad o las propiedades hidrodinámicas del primer fluido que transforman el segundo fluido en la forma o las formas solidificadas, creadas con al menos el tamaño o la forma predecibles. La característica o las características del serpentín pueden incluir al menos uno o más diámetros del serpentín, una o más geometrías del serpentín, una o más estructuras internas del serpentín, una o más orientaciones del serpentín o una o más longitudes del serpentín. La característica o las características del serpentín pueden incluir un cambio de orientación en el serpentín. La característica o las características del serpentín pueden incluir un cambio en el diámetro del serpentín.
En algunas realizaciones del método 1700-a, el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido incluye la introducción del segundo fluido como un flujo paralelo al primer fluido. En algunas realizaciones, el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido incluye la introducción del segundo fluido como un flujo perpendicular al primer fluido.
En algunas realizaciones del método 1700-a, el primer fluido incluye un material apolar y el segundo fluido incluye un material polar. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye al menos aceite de hidrocarburo, aceite aromático, aceite fluorado o aceite de silicona. En algunas realizaciones, el segundo fluido incluye al menos agua, ácido acídico, ácido fórmico, ácidos carbocíclicos, ácido sulfúrico, etilenglicol, polietilenglicol, tert-butilo o DMSO. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye aceite aromático y el segundo fluido incluye agua.
En algunas realizaciones del método 1700-a, el primer fluido incluye un material polar y el segundo fluido incluye un material apolar. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye al menos agua, alcohol, propilenglicol, etilenglicol, DMSO, amoníaco o ácido nítrico. En algunas realizaciones, el segundo fluido incluye al menos aceite fluorado, cresol, aceite de silicona de alto peso molecular, aceite de hidrocarburo de alto peso molecular, parafina de alto peso molecular, polímero termoestable o aleación metálica. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye agua y el segundo fluido incluye al menos parafina de alto peso molecular o polímero termoestable.
En la Figura 17C se muestra un método 1700-b de producción de sólidos, proporcionado de acuerdo con diversas realizaciones. El método 1700-b puede implementarse mediante una variedad de sistemas, como los que se muestran en la Figura 1A, Figura 1C, Figura 12, Figura 13, Figura 14, Figura 15 y/o Figura 16. El método 1700-b puede ser un ejemplo del método 1700 de la Figura 17A.
En el bloque 1710-b, se pueden introducir un primer fluido y un segundo fluido con respecto a una o más superficies frías. El primer fluido puede tener una afinidad por la superficie o las superficies frías. Además, el primer fluido y el segundo fluido pueden ser inmiscibles entre sí. En el bloque 1720-b, el segundo fluido se puede solidificar con respecto a la superficie o las superficies frías. En el bloque 1730, se puede extraer una forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías.
En algunas realizaciones del método 1700-b, el primer fluido puede recubrir al menos una parte de la superficie o las superficies frías e impide que el segundo fluido se adhiera a la superficie o las superficies frías. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye aceite de hidrocarburo y el segundo fluido incluye agua.
En algunas realizaciones del método 1700-b, el contacto del primer fluido con el segundo fluido incluye la mezcla del segundo fluido con el primer fluido antes de introducir el primer fluido y el segundo fluido con respecto a la superficie o las superficies frías. En algunas realizaciones, el contacto del primer fluido con el segundo fluido incluye la introducción por separado del primer fluido y el segundo fluido con respecto a la superficie o las superficies frías.
En algunas realizaciones del método 1700-b, la superficie o las superficies frías comprenden un metal. Algunas realizaciones pueden incluir otros materiales, como por ejemplo plástico, cerámica y/o vidrio, para la superficie o las superficies frías.
En algunas realizaciones del método 1700-b, la extracción de la forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías incluye el uso de una barrena para extraer la forma solidificada del segundo fluido de una superficie fría cilíndrica. En algunas realizaciones, la extracción de la forma solidificada del segundo fluido de la superficie o las superficies frías incluye la utilización de un raspador giratorio para extraer la forma solidificada del segundo fluido de una superficie fría con forma de tambor. En algunas realizaciones, la extracción de la forma solidificada del segundo fluido solidificado de la superficie o las superficies frías incluye la utilización de uno o más raspadores lineales para extraer la forma solidificada del segundo fluido de una o más superficies frías planas.
En algunas realizaciones del método 1700-b, el primer fluido incluye un material apolar y el segundo fluido incluye un material polar. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye al menos aceite de hidrocarburo, aceite aromático, aceite fluorado o aceite de silicona. En algunas realizaciones, el segundo fluido incluye al menos agua, ácido acídico, ácido fórmico, ácidos carbocíclicos, ácido sulfúrico, etilenglicol, polietilenglicol, tert-butilo o DMSO. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye aceite de hidrocarburo y el segundo fluido incluye agua.
En algunas realizaciones del método 1700-b, el primer fluido incluye un material polar y el segundo fluido incluye un material apolar. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye al menos agua, alcohol, propilenglicol, etilenglicol, DMSO, amoníaco o ácido nítrico. En algunas realizaciones, el segundo fluido incluye al menos aceite fluorado, cresol, aceite de silicona de alto peso molecular, aceite de hidrocarburo de alto peso molecular, parafina de alto peso molecular, polímero termoestable o aleación metálica. En algunas realizaciones, el primer fluido incluye agua y el segundo fluido incluye al menos parafina de alto peso molecular o polímero termoestable.
Estas realizaciones pueden no abarcar la totalidad de la combinación y permutaciones de materiales y equipos de proceso. Sin embargo, pueden demostrar el rango de aplicabilidad del método, los dispositivos y/o los sistemas. Las diferentes realizaciones pueden utilizar más o menos etapas que las descritas.
Cabe señalar que los métodos, sistemas y dispositivos descritos anteriormente son meramente ilustrativos. Hay que destacar que diversas realizaciones pueden omitir, sustituir o añadir diversos procedimientos o componentes según corresponda. Por ejemplo, debe tenerse en cuenta que, en realizaciones alternativas, los métodos pueden ejecutarse en un orden diferente al descrito, y que se pueden añadir, omitir o combinar diversas etapas. Además, las características descritas con respecto a determinadas realizaciones pueden combinarse en otras realizaciones. Diferentes aspectos y elementos de las realizaciones pueden combinarse de forma similar. Asimismo, cabe destacar que la tecnología evoluciona y, por consiguiente, muchos de los elementos son de carácter ejemplar y no deben interpretarse como una limitación del alcance de las realizaciones.
En la descripción se proporcionan detalles específicos para facilitar una comprensión exhaustiva de las realizaciones. No obstante, un experto en la materia comprenderá que las realizaciones pueden llevarse a la práctica sin estos detalles específicos. Por ejemplo, se han mostrado circuitos, procesos, algoritmos, estructuras y técnicas bien conocidos sin detalles innecesarios con el objetivo de no oscurecer las realizaciones.
Además, cabe destacar que las realizaciones pueden describirse como un proceso que puede representarse mediante un diagrama de flujo, un diagrama de bloques o etapas. Aunque cada uno puede describir las operaciones como un proceso secuencial, muchas de ellas pueden realizarse en paralelo o simultáneamente. Además, el orden de las operaciones puede modificarse. Un proceso puede tener etapas adicionales no incluidas en la figura.
Tras describir varias realizaciones, los expertos en la materia comprenderán que se pueden utilizar diversas modificaciones, construcciones alternativas y equivalentes sin abandonar el alcance de la invención, tal y como se define en las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, los elementos anteriores pueden ser simplemente un componente de un sistema más amplio, en donde otras reglas pueden tener prioridad o modificar de otra forma la aplicación de las diferentes realizaciones. Asimismo, se pueden llevar a cabo varias etapas antes, durante o después de considerar los elementos anteriores. Por consiguiente, la descripción anterior no debe interpretarse como una limitación del alcance de las diferentes realizaciones. La presente invención se describe en las reivindicaciones siguientes.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un método para la producción de sólidos que comprende: formar un primer flujo de un primer fluido (104) utilizando una bomba (110); arrastrar un segundo fluido (102) dentro del primer flujo del primer fluido para formar un segundo flujo que incluye el primer fluido y el segundo fluido utilizando una boquilla (108), en donde el primer fluido y el segundo fluido son inmiscibles entre sí; hacer fluir el segundo flujo del segundo fluido arrastrado dentro del primer fluido a través de un serpentín (109); y solidificar, al menos parcialmente, dentro del serpentín el segundo fluido arrastrado dentro del primer fluido debido al intercambio de calor entre el segundo fluido más caliente y el primer fluido frío.
  2. 2. El método de la reivindicación 1, en donde el primer fluido (104) incluye aceite aromático y el segundo fluido (102) incluye agua.
  3. 3. El método de la reivindicación 1, que comprende además enfriar el primer fluido (104) antes de arrastrar el segundo fluido (102) dentro del primer fluido o en donde el primer fluido y el segundo fluido se enfrían simultáneamente.
  4. 4. El método de la reivindicación 1, en donde: a) una o más propiedades hidrodinámicas del primer fluido (104) transforman el segundo fluido (102) en una o más formas solidificadas: y/o b) la forma o las formas solidificadas se forman con al menos un tamaño predecible o una forma predecible.
  5. 5. El método de la reivindicación 4, en donde cuando la forma o las formas solidificadas se forman con al menos el tamaño o la forma predecibles, la característica o las características del serpentín (109) controlan la propiedad o las propiedades hidrodinámicas del primer fluido (104) que transforman el segundo fluido (102) en la forma o las formas solidificadas creadas con al menos el tamaño o la forma predecibles; opcionalmente, en donde: a) la característica o las características del serpentín incluyen al menos uno o más diámetros del serpentín, una o más geometrías del serpentín, una o más estructuras interiores del serpentín, una o más orientaciones del serpentín o una o más longitudes del serpentín; b) la característica o las características del serpentín incluyen un cambio en la orientación del serpentín; o c) en donde la característica o las características del serpentín incluyen un cambio en el diámetro del serpentín.
  6. 6. El método de la reivindicación 1, en donde el arrastre del segundo fluido (102) dentro del diámetro del primer fluido (104) incluye la introducción del segundo fluido como un flujo paralelo al primer fluido, o en donde el arrastre del segundo fluido dentro del primer fluido incluye la introducción del segundo fluido como un flujo perpendicular al primer fluido.
  7. 7. Un sistema (100e) para la producción de sólidos de acuerdo con el método de la reivindicación 1, el cual comprende: un primer fluido (104); un segundo fluido (102), en donde el primer fluido y el segundo fluido son inmiscibles entre sí; una bomba (110) configurada para formar un primer flujo del primer fluido; una boquilla (108) configurada para arrastrar el segundo fluido dentro del primer flujo del primer fluido para formar un segundo flujo que incluye el primer fluido y el segundo fluido; y uno o más serpentines (109) configurados para solidificar al menos parcialmente dentro del serpentín o serpentines al menos una parte del segundo fluido arrastrado dentro del primer fluido debido al intercambio de calor entre el segundo fluido más caliente y el primer fluido frío.
  8. 8. El sistema de la reivindicación 7, en donde el primer fluido (104) incluye un material apolar y el segundo fluido (102) incluye un material polar, y opcionalmente en donde: a) el primer fluido incluye al menos aceite de hidrocarburo, aceite aromático, aceite fluorado o aceite de silicona; y/o b) el segundo fluido incluye al menos agua, ácido acídico, ácido fórmico, ácidos carbocíclicos, ácido sulfúrico, etilenglicol, polietilenglicol, tert-butilo o DMSO.
  9. 9. El sistema de la reivindicación 7, en donde el primer fluido (104) incluye un material polar y el segundo fluido (102) incluye un material apolar, opcionalmente en donde: a) el primer fluido incluye al menos agua, alcohol, propilenglicol, etilenglicol, DMSO, amoníaco o ácido nítrico; b) el segundo fluido incluye al menos aceite fluorado, cresol, aceite de silicona de alto peso molecular, aceite de hidrocarburo de alto peso molecular, parafina de alto peso molecular, polímero termoestable o aleación metálica; y/o c) el primer fluido incluye agua y el segundo fluido incluye al menos parafina de alto peso molecular o polímero termoestable.
  10. 10. El sistema de la reivindicación 7, en donde el primer fluido (104) incluye aceite aromático y el segundo fluido (102) incluye agua.
  11. 11. El sistema de la reivindicación 7, en donde: a) el sistema comprende además un intercambiador de calor (112) posicionado para enfriar el primer fluido antes de arrastrar el segundo fluido dentro del primer fluido; o b) el primer fluido y el segundo fluido se enfrían simultáneamente dentro del serpentín o los serpentines (109).
  12. 12. El sistema de la reivindicación 7, en donde una o más propiedades hidrodinámicas del primer fluido (104) dentro del serpentín o los serpentines (109) transforman el segundo fluido (102) en una o más formas solidificadas, opcionalmente en donde la forma o las formas solidificadas se crean con al menos un tamaño predecible o una forma predecible.
  13. 13. El sistema de la reivindicación 12, en donde, cuando la forma o las formas solidificadas se crean con al menos un tamaño o una forma predecibles, una o más características del serpentín (109) controlan la propiedad o las propiedades hidrodinámicas del primer fluido (104) que transforman el segundo fluido (102) en la forma o las formas solidificadas creadas con al menos el tamaño o la forma predecibles, y opcionalmente en donde: a) la característica o las características del serpentín incluyen al menos uno o más diámetros del serpentín, una o más geometrías del serpentín, una o más estructuras interiores del serpentín, una o más orientaciones del serpentín o una o más longitudes del serpentín; b) la característica o las características del serpentín incluyen un cambio en la orientación del serpentín; y/o c) la característica o las características del serpentín incluyen un cambio en el diámetro del serpentín.
  14. 14. El sistema de la reivindicación 7, que comprende además: a) un tubo (141) posicionado dentro de la boquilla (108) de tal manera que el segundo fluido (102) se introduce como un flujo paralelo al primer fluido (104); o b) un tubo (141) posicionado dentro de la boquilla (108) de tal manera que el segundo fluido (102) se introduce como un flujo perpendicular al primer fluido (104). 100
    FIG. 1A
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