Production of uniform drops of viscous liquids using a coaxial airstream

Authors

  • John W. Blysniuk,

    1. Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, Toronto, Ontario M5S 1A4
    Current affiliation:
    1. Esso Chemicals. Sarnia, Ontario
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  • Michael V. Sefton

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, Toronto, Ontario M5S 1A4
    • Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, Toronto, Ontario M5S 1A4
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Abstract

The effect of coaxial airstream velocity on the size of polymer solution droplets (300–1000 μm in diameter) extruded from a tapered needle have been measured and shown to be consistent with a force balance that equates the drag force to surface tension. However, droplet diameter was also dependent on polymer solution viscosity at higher air velocities (> 22 m/s), indicating that viscous dissipation forces must also be considered in the force balance. These results are relevant to the design of devices used to microencapsulate live mammalian cells which are based on similar extrusion techniques.

Abstract

On a mesuré l'effet de la vitesse d'un courant d'air coaxial sur des gouttelettes d'une solution de polymères (300-1000 μm de diamètre) extrudées dans une aiguille tronconique; les résultats sont cohérents avec un bilan des forces basé sur l'égalité de la force de trainee et de la tension superficielle. Cependant, le diamètre des gouttelettes est aussi dépendant de la viscosité de la solution de polymères à grands débits d'air ( > 22 m/s), ce qui indique que les forces de dissipation visqueuse doivent également être considérées dans l'équilibre des forces. Ces résultats sont utiles pour la conception de dispositifs utilisés pour la micro-encapsulation des cellules de mammifères vivantes et s'appuyant sur des techniques d'extrusion similaires.

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