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Evaluación óptica
Fig u ra 3 muestra las imágenes de reconocimiento de las partículas después de un tiempo de bombeo de 1 hr. Los superiores cuatro imágenes muestran las gotas antes del reconocimiento y las cuatro imágenes inferiores muestran las gotas marcadas por el software de reconocimiento. Las gotas detectados aparecen resaltados con un borde verde. Comparando las imágenes superior e inferior muestra que los bordes de la gota se detectaron precisamente por el software de reconocimiento de imágenes. Las imágenes de la izquierda muestran la distribución de la gota para la centrífuga MagLev bombas PuraLev 200mu y PuraLev 600MU, y los de la derecha muestran el diafragma de 4 pistones y la bomba peristáltica. Una evaluación óptica permite una clasificación inicial de la tensión mecánica en el sistema modelo de emulsión. Esto reveló que tamaños de gota más grandes y gota cuenta inferiores fueron generadas por las bombas centrífugas MagLev comparación con el diaphr 4 pistonesbomba de agm y peristáltica. En consecuencia, las bombas centrífugas MagLev, especialmente el PuraLev 200mu, mostraron una reducción rotura gota, indicando tensiones mecánicas inferiores.

Figura 3. Imágenes de la endoscopia en línea. Emulsión gotas antes (A, B, C, D) y después (E, F, G, H) el reconocimiento de las partículas después de 1 hora de bombear usando (A, E) el PuraLev 200mu, ( B, F) el PuraLev 600MU, (C, G) la bomba de diafragma de 4 pistones, y (D, H) de la bomba peristáltica en condiciones de funcionamiento idénticas (3,4 L min -1 y 0,03 bar). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta cifra.
Me Sauterun diámetro
Investigaciones posteriores revelaron desviaciones estándar por debajo d 32 ± 0,4 micras y garantiza resultados reproducibles utilizando inline endoscopia 19. Por lo tanto, múltiples investigaciones no eran necesarios para este enfoque, que reduce adicionalmente el gasto experimental.
Con el fin de expresar el tamaño de la gota, el diámetro medio Sauter d 32 (ver Ec. 1) se utilizó como el diámetro representante de gotas en la emulsión aceite-agua para este enfoque. En general, el diámetro medio Sauter disminuyó con el tiempo para todos los tipos de bombas y ajustes de la bomba hasta alcanzar el estado de equilibrio 12. Las investigaciones en este estudio confirmaron la progresión del diámetro medio Sauter (Fig u re 4A a D), curvas de la PuraLev 200mu (Fig u RE &# 160; 4A) y la bomba peristáltica (fig u re 4D) están discutiendo ejemplarmente en este protocolo.
En contraste con la PuraLev 200mu, el medio Sauter diámetros eran hasta 40% más pequeño para la bomba peristáltica a las mismas condiciones de operación (caudal = 3,4 L min -1; caída de presión = 0,03 bar). Como consecuencia de ello, las tensiones mecánicas superiores resultaron en un aumento de la ruptura de la gota y tamaños de gota, por lo tanto de menor tamaño. Además, el diámetro de Sauter media disminuyó con el aumento de la caída de presión en el PuraLev 200mu (Fig u re 4A), lo que indica la dependencia del tamaño de la gota en caída de presión. En contraste, la bomba peristáltica mostró un diámetro medio Sauter de 32,60min d = 10 micras, con el final del experimento para todos los parámetros del proceso (Figu re 4D). Por lo tanto, el diámetro medio Sauter se encontró que era independiente de la caída de presión. Sin embargo, los resultados reflejan la comprensión física de la ruptura caída: de mayor tensión mecánica, se determinaron Sauter diámetros medios más pequeños (véase también la Fig u ra 5).
Para cada punto de medición, al menos 300 gotas se determinaron con el fin de garantizar la seguridad estadística. La desviación estándar máxima disminuyó por PuraLev 200mu de d 32,4min ± 42 micras y para el PuraLev 600MU de d 32,6min ± 21 micras a aproximadamente 32 d ± 0,5 micras, con el final del proceso de bombeo. La desviación estándar de la disminución se debió a una mayor distribución del tamaño de gota homogénea hasta que se alcanzó el estado de equilibrio. En comparación to las bombas centrífugas MagLev, las bombas de diafragma peristálticos y 4 pistones revelaron desviaciones estándar por debajo d 32 ± 10 micras.
(1)

Figura 4. perfiles típicos de Sauter significan diámetros d 32 con el tiempo y la determinación de los diámetros medios medidos Sauter d 32, m. Comparación de Sauter diámetros medios d 32 (A) para el PuraLev 200mu, (B) para el PuraLev 600MU, (C) para la bomba de diafragma 4-pistón, y (D) para la bomba peristáltica. Los diámetros medios Sauter D 32 se determinaron con un caudal de 3,4 L min -1 y caídas de presión que van desde 0,03 hasta 0,61 bar.La medida Sauter diámetro medio d 32, se calculó m para los últimos 10 minutos (límite). La desviación estándar resultante de los diámetros medios Sauter d 32 (N ≥ 300) se muestra. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Sauter diámetro medio medido como un sistema de comparación
Como se describió anteriormente, el diámetro medio Sauter disminuyó con el tiempo hasta que los tamaños de gota alcanzaron el estado estacionario. En el último 10 min del tiempo experimental, el valor medio de la Sauter diámetro medio se calculó para determinar el diámetro medido Sauter, que se utilizó como criterio de comparación de medias (ver límite de la Fig u ra 4A-D). Los diámetros medios medidos Sauter d 32, m se muestran para una velocidad de flujo de 3,4 L &# 160; min -1 y una caída de presión rango 0,03-0,61 bar en la Fig u ra 5. Más grandes medidos Sauter diámetros medios se determinaron para ambas bombas centrífugas MagLev (200mu y 600MU) y la bomba de diafragma 4-pistón en menores caídas de presión y las velocidades del impulsor. La bomba peristáltica reveló mide medio Sauter diámetros de d 32, m = 10 m para todos los parámetros del proceso. Como se mencionó anteriormente, las fuerzas de cizallamiento fueron independientes de la caída de presión para la bomba peristáltica.
Los Sauter diámetros medios medidos más grande de d 32, m = 36 micras para el PuraLev 200mu yd 32, m = 34 micras para el PuraLev 600MU se obtuvieron a una caída de presión de 0,03 bar. En comparación con sus homólogos, el MagLev bomba centrífuga serie obtiene hasta un 59% más grande mide medio Sauter diámetros. Estos resultados indica una menor tasa de ruptura de la gota y por lo tanto menor tensión mecánica resultante de la utilización de las bombas centrífugas.
La desviación estándar de la medida medio Sauter diámetros durante el estado estacionario fue inferior al 15%, confirmando de ese modo valores fiables y precisos para los tamaños de gota.

Figura 5. Comparación de las medidas Sauter diámetros medios d 32, m. Medido Sauter diámetros medios de las bombas centrífugas MagLev y sus contrapartes en el 3,4 L min -1 y presión gotas de 0,03, 0,30 y 0,61 bar. Las desviaciones estándar resultantes de los Sauter diámetros medios medidos d 32, m durante el estado estacionario se muestran.
Abreviaturas Please clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| 2D-ORM | medición de reflectancia óptica bidimensional |
| CCD | dispositivo de carga acoplada |
| CHO | Ovario de hámster chino |
| cmc | concentración micelar crítica |
| FBR | adelante-atrás-relación |
| FBRM | método de reflectancia haz enfocado |
| MU | multiuso |
| SU | de un solo uso |
Nomenclatura
 | [M 3 s -1] | velocidad de flujo |
| c | [M 3 m -3] | concentración |
| d 32 | [M] | Diámetro medio de Sauter |
| d 32, m | [M] | Sauter diámetro medio medido |
| d s | [M] | diámetro de la superficie |
| d v | [M] | diámetro de volumen |
| F | [Hz] | frecuencia |
| n | [S-1] | velocidad del impulsor |
| N | [-] | número de gotas |
| p | Papá | Presión |
| t | segundo | hora |
| β | [kg m -3] | concentración de masa |
| ρ | [kg m -3] | densidad |
| 69; | [M 3 m -3] | fracción de masa |
Tabla 1. Tabla de abreviaturas y nomenclatura.