DE102005003965A1 - Micro-mixer for precipitation and/or crystallization reactions comprises reverse flow prevention unit placed between mixing and reaction zone and at least one channel for introducing partial stream - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Mikromischer zum Vermischen von mindestens zwei unter Bildung von Ausfällungen oder Suspensionen reagierenden Fluiden.The The invention relates to a micromixer for mixing at least two to form precipitates or suspensions reacting fluids.
Durch den Einsatz mikrostrukturierter Bauteile in Apparaten zur Vermischung von Fluiden werden Vorteile bei der Produktqualität erzielt sowie Mischzeiten und Größe der erforderlichen Apparaturen im Vergleich zu herkömmlichen Aufbauten verringert. Ein wesentliches Merkmal mikrostrukturierter Bauteile sind die kleinen Abmessungen der Fluidkanäle, die typischerweise im Bereich zwischen 10 und 5.000 μm angesiedelt sind. Aus diesem Grund können beispielsweise mit Multilaminationsmischern feine Fluidlamellen erzeugt werden, zwischen denen aufgrund ihrer geringen Dicke ein schneller Stoffaustausch durch Diffusion erfolgen kann. Die kleinen Abmessungen der durchströmten Querschnitte verlangen allerdings auch besondere Maßnahmen, um sie im Betrieb gegen Ablagerungen und Verstopfungen zu schützen. So werden beispielsweise im Zulauf derartiger Bauteile Partikelfilter eingesetzt, wobei sich die Auswahl der Trenngrenze an den Abmessungen der Mikrostruktur orientiert.By the use of microstructured components in apparatus for mixing Fluids have advantages in product quality as well as mixing times and size of required Apparatuses compared to conventional ones Structures reduced. An essential feature of microstructured components are the small dimensions of the fluid channels, which are typically in the range between 10 and 5,000 μm are settled. For this reason, for example, with multilamination mixers fine fluid fins are generated, between which, due to their small thickness a rapid mass transfer by diffusion take place can. The small dimensions of the flow-through cross sections require but also special measures, to protect them against deposits and blockages during operation. So For example, in the feed of such components particulate filter used, with the selection of the separation limit on the dimensions oriented to the microstructure.
Außer durch
Partikel, die über
die Zulaufkanäle
für die
einströmenden
Medien in einen Mikromischer gelangen können, besteht auch aufgrund
von chemisch-physikalischen Prozessen, die in den Bauteilen etwa
nach einer Vermischung ablaufen, die Gefahr von Ablagerungen und
Verstopfungen. So können
feste Produkte zum Beispiel durch Fällung in Folge einer Neutralisationsreaktion,
durch Überschreiten
des Löslichkeitsprodukts
oder durch Kristallisation des Reaktionsprodukts bei einer Umsetzung
organischer oder anorganischer Verbindungen gebildet werden. Aus
der
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die bisher verwendeten Lösungen gegen Ablagerungen und Verstopfungen der Mikrostrukturen in den folgenden Maßnahmen bestehen: Die Bauteile der Mikrostrukturen werden so konstruiert, dass sie gut zugänglich und leicht zu reinigen sind, auch werden sie deutlich größer als die Partikel gebaut, darüber hinaus können Verweilstrecken und zusätzliche Kanäle für Hilfsströme vorgesehen sein. Die Verfahren zur Vermeidung von Ablagerungen und Verstopfungen an Mikroreaktoren sehen eine prozessbegleitende Reinigung vor, geeignete Strömungsführungen, Vermischungen fern der Zuleitungskanäle oder Erzeugung von Turbulenzen. Allen Maßnahmen ist gemein, dass sie die Effizienz der Mikroreaktoren beeinträchtigen oder großen zusätzlichen Aufwand bedeuten.In summary It should be noted that the previously used solutions against deposits and Blockages of the microstructures in the following measures consist: the components of the microstructures are constructed that they are easily accessible and are easy to clean, they are also significantly larger than the particles are built over it can out Dives and additional Channels for auxiliary currents provided be. The procedures for avoiding deposits and blockages Microreactors provide a process-accompanying cleaning, suitable Flow guides, Mixing away from the supply ducts or generating turbulence. All measures is common that they affect the efficiency of microreactors or big ones additional Mean effort.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Mikromischer zum Vermischen von mindestens zwei Fluiden zur Verfügung zu stellen, der eine schnelle und effiziente Vermischung der Fluide gewährleistet und gleichzeitig gute Beständigkeit gegenüber unerwünschten Ablagerungen und Verstopfungen in der Mikrostrukturen aufweist.task The object of the present invention is to provide a micromixer for mixing of at least two fluids to provide a fast and efficient mixing of fluids and simultaneously good resistance across from undesirable Has deposits and blockages in the microstructures.
Die Aufgabe wird überraschenderweise durch den erfindungsgemäßen Mikromischer gelöst.The Task is surprisingly by the micromixer according to the invention solved.
Gegenstand
der Erfindung sind daher Mikromischer zum Vermischen von mindestens
zwei unter Bildung von Ausfällungen
oder Suspensionen reagierenden Fluiden mit einem ersten Kanal für die Zufuhr eines
ersten Teilstroms (
Der erfindungsgemäße Mikromischer zum Vermischen von mindestens zwei unter Bildung von Ausfällungen oder Suspensionen reagierenden Fluiden weist einen ersten Kanal für die Zufuhr eines ersten Teilstroms und einen zweiten Kanal für die Zufuhr eines zweiten Teilstroms auf. Beide Kanäle münden vorzugsweise in schmalen Eintrittsspalten in eine Misch- und Reaktionszone und verlassen diese über einen Auslasskanal. Zwischen der Misch- und Reaktionszone und mindestens einem Kanal für die Zufuhr eines Teilstroms ist eine Rückströmsperre angeordnet. Als Vorteil des erfindungsgemäßen Mikromischers erweist es sich, dass in der Misch- und Reaktionszone keine Rückströmungen auftreten. Dadurch werden die damit verbundenen Fällungsreaktionen in den Einlaufbereichen der Misch- und Reaktionszone vermieden. In der Misch- und Reaktionszone erfolgt die primäre Keimbildung für die später erfolgenden Ausfällungen und Kristallisationsprozesse. Zur Herstellung fein disperser Feststoffe, wie sie in Ausfällung oder Suspensionen auftreten, müssen hohe Keimbildungsraten erzielt werden. In großtechnischen Prozessen werden daher in entsprechenden Misch- und Reaktionszonen hohe Schergeschwindigkeiten durch schnelle Strömungen oder intensives Rühren realisiert. Hohe Keimbildungsraten mit Hilfe mikrostrukturierter Bauteile lassen sich erzielen, wenn feine Fluidstrahlen in ein strömendes Fluid injiziert werden. Die zugeführten Fluide können selbst bereits partikelhaltig sein.Of the micromixer according to the invention for mixing at least two to form precipitates or suspensions reacting fluids has a first channel for the Supply of a first partial flow and a second channel for the supply of a second partial flow on. Both channels preferably open in narrow Entrance columns in a mixing and reaction zone and leave these over one Outlet channel. Between the mixing and reaction zone and at least a channel for the supply of a partial flow is arranged a backflow preventer. As an advantage of the micromixer according to the invention it turns out that no backflows occur in the mixing and reaction zone. As a result, the associated precipitation reactions in the inlet areas avoided the mixing and reaction zone. In the mixing and reaction zone is the primary one Germination for The later resulting precipitations and crystallization processes. For producing finely dispersed solids, as they are in precipitation or suspensions must occur high nucleation rates can be achieved. In large-scale processes will be Therefore, in corresponding mixing and reaction zones high shear rates through fast currents or intensive stirring realized. High nucleation rates with the help of microstructured Components can be achieved when fine fluid jets in a flowing fluid be injected. The supplied Fluids can already be particle-containing.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Mikromischers sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous embodiments the micromixer are the subject of the dependent claims.
Ein gleichmäßiges Wachstum gebildeter Keime zu einheitlicher Partikelgröße setzt voraus, dass sich der Misch- und Reaktionszone ein gleichförmiges Strömungsfeld mit niedrigen Geschwindigkeiten anschließt. Dies wird mit Vorteil realisiert durch einen Auslasskanal mit einer glatten und sich aufweitenden Geometrie.A steady growth of educated kei To uniform particle size requires that the mixing and reaction zone follow a uniform flow field at low speeds. This is realized with advantage by an outlet channel with a smooth and widening geometry.
Die Rückströmsperre des Mikromischers ist vorzugsweise als Rückschlagventil oder als Membrananordnung ausgebildet. Die Vorspannung der Feder des Rückschlagventils kann mit Hilfe von mechanischen Mitteln eingestellt werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführung kann die Federvorspannung und/oder die Federkonstante und damit der Ansprechdruck bzw. das Öffnungsverhalten des Rückschlagventils während des Betriebs des Mischers von außen eingestellt werden. Insbesondere bei einer Einbindung des Rückschlagventils in einen externen Regelkreis erweist sich die Verwendung eines elektrischen, pneumatischen, hydraulischen oder elektromagnetischen Antriebs für das Rückschlagventil als vorteilhaft.The backflow of the micromixer is preferably as a check valve or as a membrane assembly educated. The bias of the spring of the check valve can help with be adjusted by mechanical means. In a particularly advantageous execution can the spring preload and / or the spring constant and thus the set pressure or the opening behavior the check valve while be adjusted from the outside of the operation of the mixer. Especially in an integration of the check valve in an external control loop, the use of an electrical, pneumatic, hydraulic or electromagnetic drive for the check valve as advantageous.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Mischers kann die Breite wenigstens eines der Eintrittsspalte und/oder die charakteristische Dimension der Misch- und Reaktionszone während des Betriebs des Mischers kontinuierlich oder stufenweise eingestellt werden. Die Einstellung dieser Größen kann dabei durch mechanischen, pneumatischen, hydraulischen, piezoelektrischen, elektrostatischen oder elektromagnetischen Antrieb erfolgen. In einer besonders vorteilhaften Ausführung des Mischers können diese Größen darüber hinaus als Stellgrößen in einen Regelkreis eingebunden werden.In a further advantageous embodiment of the mixer can the width of at least one of the entrance slits and / or the characteristic Dimension of the mixing and reaction zone during operation of the mixer be set continuously or stepwise. The attitude of these sizes can mechanical, pneumatic, hydraulic, piezoelectric, electrostatic or electromagnetic drive. In a particularly advantageous embodiment of the mixer, this can Sizes beyond that as manipulated variables in one Be integrated loop.
Als Regelgrößen für die Einstellung des Ansprechdrucks bzw. Öffnungsverhaltens des Rückschlagventils, der Breite wenigstens einer der Eintrittsspalte und/oder der charakteristischen Dimension der Misch- und Reaktionszone werden bevorzugt chemische oder physikalische Eigenschaften des Misch- bzw. Reaktionsprodukts, insbesondere solche, die sich durch eine schnelle online-Messung ermitteln lassen, wie z.B. Temperatur, Farbe, Lichtstreu- oder Absorptionsverhalten, pH-Wert oder elektrische Leitfähigkeit, herangezogen.When Controlled variables for the adjustment the response pressure or opening behavior the check valve, the width of at least one of the entrance slits and / or the characteristic one Dimension of the mixing and reaction zone are preferably chemical or physical properties of the mixed or reaction product, especially those that are characterized by a fast online measurement determine, e.g. Temperature, color, light scattering or absorption behavior, pH or electrical conductivity, used.
Die
Eintrittsspalte für
die verschiedenen Teilströme
können
linear – dann
vorzugsweise parallel – oder
radial, oder gekrümmt – dann vorzugsweise ringförmig konzentrisch
oder axial in Folge – angeordnet
sein. Linear angeordnete Eintrittsspalte eignen sich in besonders
vorteilhafter Weise, um erfindungsgemäße Mikromischer für hohe Volumenströme, z.B.
oberhalb einiger 100 L/h zu realisieren. Im Fall einer ebenfalls
vorteilhaften ringförmigen
konzentrischen Anordnung kann die Rückströmsperre sowohl Bestandteil
des inneren und/oder des äußeren Kanals
sein. Für
den Fall, dass das Rückschlagventil
Bestandteil des inneren Kanals ist, ist die Funktionsweise des Mischers
in den
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung besteht der Mikromischer aus mindestens einem innen
liegenden als auch einem außen
liegenden Rückschlagventil,
siehe
Die
in die Misch- und Reaktionszone zulaufenden Teilströme können in
vielfältiger
Weise durch eine entsprechende Gestaltung der Strömungsführung aufgefächert werden,
wodurch die Mischgeschwindigkeit und damit die Keimbildungsrate
erhöht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, wie sie in den
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Mikromischers ist die Rückstromsperre elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch ansteuerbar. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführung, bei der die Rückstromsperre durch einen äußeren Erreger mit hoher Frequenz periodisch bewegt werden kann. Besonders bevorzugt ist hier Ausführung als Rückschlagventil mit einem leichten Ventilteller und periodischer Erregung durch einen Piezoschwinger oder Elektromagneten. Als Erregerfrequenzen sind hierbei Frequenzen im Mega-Hertz-Bereich besonders bevorzugt.In a further advantageous embodiment of the micromixer according to the invention is the backflow stop electrically, pneumatically, hydraulically or electromagnetically controllable. Particularly advantageous is an embodiment in which the backflow lock through an external pathogen can be moved periodically with high frequency. Especially preferred is here execution as a check valve with a slight valve disc and periodic excitement through a piezoelectric vibrator or electromagnet. As exciter frequencies In this case, frequencies in the megahertz range are particularly preferred.
Für den Einsatz des erfindungsgemäßen Mischers bei hohen Volumendurchsätzen der eingehenden Teilströme ist bevorzugt eine Mischereinheit bestehend aus mehreren parallel betriebenen identischen Anordnungen von Eintrittsspalten mit jeweils separaten Rückstromsperren und Mischzonen in einem gemeinsamen Gehäuse und mit gemeinsamer Fluidzuführung einzusetzen, wobei die Fluidzuführung zu den einzelnen Anordnungen bevorzugt derart gestaltet und die Öffnungsdrücke der einzelnen Rückstromsperren derart aufeinander abgestimmt sind, dass in allen Mischzonen der Mischereinheit im Betrieb dieselben Mischungs- und Strömungsverhältnisse herrschen.For use of the mixer according to the invention at high volumetric throughputs of the incoming substreams, it is preferable to use a mixer unit consisting of several identical arrangements of entry slits operated in parallel, each with separate backflow locks and mixing zones in a common housing and with common fluid supply, the fluid supply to the individual arrangements preferably being such designed and the opening pressures of each Return flow locks are matched to one another such that prevail in all mixing zones of the mixer unit in operation the same mixing and flow conditions.
Die erfindungsgemäßen Mikromischer werden bevorzugt durch Verfahren der Feinwerktechnik und Mikrofertigungstechnik hergestellt. Dies umfasst alle gängigen Methoden, wie z.B. die spanabhebende Bearbeitung, Funkenerosion oder Materialbearbeitung mit Laserstrahlung. Wird ein Rückschlagventil als Rückströmsperre eingesetzt, so wird dessen Dichtwirkung in vorteilhafter Weise durch Ausstattung mit einer Elastomerdichtung erreicht. In einer anderen vorteilhaften Ausführung wird die Dichtwirkung des Rückschlagventils durch Einschleifen des Ventilkonus in seinen Sitz erreicht. Diese Form der Dichtung eignet sich in besonders vorteilhafter Weise, wenn der Mischer bei hohen Temperaturen eingesetzt werden soll.The micromixer according to the invention are preferred by precision engineering and microfabrication techniques produced. This includes all common ones Methods, such as the machining, spark erosion or material processing with laser radiation. Will be a check valve as Rückströmsperre used, so its sealing effect in an advantageous manner Equipped with an elastomer seal. In another advantageous embodiment becomes the sealing effect of the check valve achieved by grinding the valve cone into its seat. These Shape of the seal is particularly advantageous, when the mixer is to be used at high temperatures.
Die Mikromischer können dabei vorteilhaft aus den in der Verfahrenstechnik gängigen Materialien wie Edelstählen, Nickelbasis-Legierungen, Titan. oder Tantal gefertigt werden. Insbesondere bei Einsatz der Mikromischer unter hohen Temperaturen oder mit korrosiven Medien sind jedoch auch bevorzugt keramische Materialien wie z.B. Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid oder Siliziumcarbid einzusetzen.The Micromixers can while advantageous from the commonly used in process engineering materials like stainless steels, Nickel-based alloys, titanium. or tantalum are made. Especially when using the micromixer under high temperatures or with corrosive However, media are also preferred ceramic materials such as e.g. Alumina, zirconia, silicon nitride, aluminum nitride or Use silicon carbide.
Die erfindungsgemäßen Mikroreaktoren werden dabei bevorzugt für Kristallisations- und Fällungsreaktionen eingesetzt.The microreactors according to the invention are preferred for Crystallization and precipitation reactions used.
Wenn in den Mikromischer Substanzen eindringen, die spontan kristallisieren, ist es sinnvoll, die Rückströmsperren mit Reinigungsstiften zu versehen, die vorzugsweise eine nadelförmige Spitze aufweisen. Die Reinigungsstifte befreien die Mikrostrukturen bei jedem Öffnungs- und Schließ vorgang von etwaigen Ablagerungen. Die Reinigungsstifte können entweder entgegen der Strömungsrichtung in eine betreffende Austrittsöffnung eingeführt werden oder in Strömungsrichtung. Werden etwaige Ablagerungen durch die Reinigungsstifte in Strömungsrichtung herausgedrückt, so erweist sich das als besonders vorteilhaft. Die Mikrostrukturen können auch durch kurzzeitiges Betätigen der Rückströmsperren im laufenden Betrieb mit Hilfe der Reinigungsstifte von Ablagerungen befreit werden. Der Betrieb muss dafür nicht unterbrochen werden. Das kurzzeitige Schließen zu Reinigungszwecken kann manuell, über gezielt aufgebrachte Druckschwankungen oder über einen externen Regelkreis ausgelöst werden.If into the micromixer substances that spontaneously crystallize, it makes sense to use the backflow valves provided with cleaning pins, preferably a needle-shaped tip exhibit. The cleaning pens free the microstructures every opening and closing process from any deposits. The cleaning pens can either against the flow direction in a respective outlet opening introduced or in the flow direction. Be any deposits pushed out by the cleaning pins in the flow direction, so this proves to be particularly beneficial. The microstructures can also by short-term pressing the backflow stops during operation with the help of cleaning pins of deposits be freed. The operation does not have to be interrupted for this. The short-term closing For cleaning purposes can be manually, via specifically applied pressure fluctuations or over triggered an external control loop become.
Die Zuführung der Teilströme in einen kreis- oder ringförmigen Querschnitt kann unter hohem Druck und aus feinen Düsen erfolgen. Da Kristallisationsprozesse in verschiedenen Phasen ablaufen, die durch die Schergradienten beeinflusst werden, ist das Aufeinandertreffen der Teilströme unter verschiedenen Winkeln vorteilhaft, um unterschiedliche Geschwindigkeitsgradienten zwischen den Teilströmen zu realisieren. Die Teilströme treffen bevorzugt in einem Winkel zwischen 5 und 175° aufeinander. Treffen die Teilströme in spitzen Winkeln aufeinander, so weist eine Hauptkomponente ihre Bewegung in Ausströmrichtung, so dass sich die Relativgeschwindigkeiten der einzelnen Teilströme langsam angleichen. Auf diese Weise können am Einspritzpunkt hohe Schergradienten realisiert werden, um die Keimbildung zu begünstigen. Die nachfolgende Abnahme der Relativgeschwindigkeiten wirkt sich günstig auf das Kristallwachstum aus. Bei einer Einspritzung eines Teilstroms im rechten Winkel können höhere Geschwindigkeitsgradienten in der Nähe der Dosierstelle realisiert werden, woraus eine hohe Keimbildungsrate resultiert. Anschließend kann ein erster Teilstrom durch einen zweiten Teilstrom in Ausströmrichtung bewegt werden, wobei sich die Relativgeschwindigkeit zwischen den Teilströmen verringert. Die Keimbildungsrate lässt sich weiter steigern, wenn die Einspritzung unter einem stumpfen Winkel erfolgt, beispielsweise 175°. In diesem Fall treten die größten Geschwindigkeitsgradienten an der Einspritzstelle auf.The feed the partial flows in a circular or ring-shaped Cross-section can be done under high pressure and from fine nozzles. Since crystallization processes take place in different phases, the influenced by the shear gradients, is the clash the partial flows at different angles advantageous to different velocity gradients between the substreams too realize. The partial flows Preferably meet at an angle between 5 and 175 ° to each other. Meet the partial flows at acute angles to each other, so has a major component their Movement in the outflow direction, so that the relative velocities of the individual streams are slow assimilate. That way you can At the injection point high shear gradients are realized to the To favor nucleation. The subsequent decrease in relative velocities has an effect Cheap on the crystal growth. At an injection of a partial flow at right angles higher Velocity gradients realized near the dosing which results in a high nucleation rate. Then you can a first partial flow moves through a second partial flow in the outflow direction be, with the relative velocity between the partial streams is reduced. The nucleation rate is Continue to increase if the injection under a dull Angle takes place, for example, 175 °. In this case, the highest velocity gradient at the injection point.
Kristallisations- und Fällungsprodukte bedürfen in vielen Fällen einer weiteren Behandlung, um beispielsweise den pH-Wert im Produktstrom durch Nachdosierung einer Säure oder einer Lauge zu regeln oder mit Hilfe von Inhibitoren oder Stabilisatoren die Kristallgröße zu steuern. Oft sind dafür weitere Dosierstellen erforderlich. Diese können in einem oder in mehreren hintereinander geschalteten Apparaturen realisiert werden. In diesem Zusammenhang kann es auch notwendig sein, die zuströmenden Medien, ein gesamtes Bauteil, die Misch- und Reaktionszone oder weitere sich anschließende Bauteile gezielt zu temperieren.crystallization and precipitation products need in many cases a further treatment, for example, the pH in the product stream by addition of an acid or a lye or with the help of inhibitors or stabilizers To control crystal size. Often they are for it additional dosing required. These can be in one or more be implemented in series devices. In this It may also be necessary to identify the inflowing media, an entire component, the mixing and reaction zone or more subsequent Tempered components targeted.
Eine Beeinflussung der Partikelgröße der gebildeten Kristallisations- oder Fällungsprodukte kann erfolgen, indem der Querschnitt des Auslasskanals regelmäßig oder unregelmäßig gestaltet wird. Aufgrund ihrer gegenüber dem Medium unterschiedlichen Dichte bewegen sich die Fällungspro dukte meist mit geringerer Geschwindigkeit als die strömende Flüssigkeit. An einer Engstelle kommt es zu einer Beschleunigung der Strömung, an einer Erweiterung zu einer Beruhigung der Strömung. Auf diese Weise können gezielt Geschwindigkeitsgradienten aufgeprägt werden, die eine Zerschlagung großer Aggregate oder deren Vergrößerung bewirken.A Influencing the particle size of the formed Crystallization or precipitation products can be done by the cross section of the outlet channel regularly or irregularly designed becomes. Because of their opposite The medium of different density, the precipitation products usually move at a slower rate than the flowing liquid. At a bottleneck there is an acceleration of the flow, on an extension to calm the flow. That way you can targeted velocity gradients are imprinted, which is a smashing large aggregates or cause their enlargement.
Fällungs- und Kristallisationsprodukte neigen in Abhängigkeit von ihren Eigenschaften, der Wandrauhigkeit und den Strömungsbedingungen zur Ablagerung an den Wandungen des Mikromischers. Es erweist sich daher als günstig, die ausströmenden Produkte im Auslasskanal in einen Mantelstrahl einzuschließen, der zwischen der Wandung des Auslasskanals und dem ausströmenden Produkt als geschlossener Film zugeleitet wird.Precipitation and crystallization products tend to deposit on the walls of the micromixer depending on their properties, wall roughness and flow conditions. It therefore proves to be beneficial to include the effluent products in the outlet channel in a jacketed jet which is fed between the wall of the outlet channel and the effluent product as a closed film.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des Mikromischers ist dieser im Bereich des Auslasskanals aus einem gegen Anhaftungen besonders resistenten Material, wie z.B. PTFE, gefertigt, die Wandung des Auslasskanals ist mit einem solchen Material beschichtet und/oder die Oberfläche dieser Wandung ist, z.B. durch Einsatz eines Politur oder Elektropoliturverfahrens, besonders glatt ausgeführt.In another advantageous embodiment of the micromixer this is in the region of the outlet channel of a anti-adherence material, e.g. PTFE, manufactured, the wall of the outlet channel is made with such a material coated and / or the surface this wall is, e.g. by using a polish or electropolishing process, very smooth.
Bei der Erzeugung von Partikeln oder Nanopartikeln ist vorzugsweise wenigstens einer der dem Mischer zugeführten Teilströme eine Flüssigkeit, Gas, ein kondensiertes Gas, ein überkritisches Lösungsmittel, ein Nebel, ein Gas mit festen, gegebenenfalls katalytisch aktiven Bestandteilen oder eine Emulsion. oder ein sich infolge der in der Mischzone stattfindenden Prozesse im Mischer bildendes Medium.at the generation of particles or nanoparticles is preferred at least one of the part streams supplied to the mixer Liquid, gas, a condensed gas, a supercritical Solvent, a mist, a gas with solid, optionally catalytically active Ingredients or an emulsion. or as a result of in the Mixing zone occurring processes in the mixer forming medium.
Bei den Fällungsreaktionen kann die Reaktion beispielsweise durch die Zufuhr eines weiteren Stroms unterbrochen werden oder es können weitere Schichten anderer Feststoffe auf die durch Fällung erzeugten Partikel aufgebracht werden. Auf diese Weise eignet sich der Mischer u.a. vorteilhaft zur Erzeugung von Partikeln bzw. Nanopartikeln mit mehreren in konzentrischer Abfolge angeordneten Schichten aus unterschiedlichen Substanzen. Zur Beeinflussung der Teilchengröße sowie zwecks Überführung der erzeugten Partikel in eine andere fluide Phase können ferner oberflächenaktive Substanzen zum Produktstrom zugeführt werden.at the precipitation reactions For example, the reaction may be by the supply of another stream be interrupted or it can other layers of other solids are produced by precipitation Particles are applied. In this way, the mixer is suitable et al advantageous for the production of particles or nanoparticles having a plurality of layers arranged in a concentric sequence different substances. For influencing the particle size as well for the purpose of transferring the particles produced in another fluid phase can also be surface-active Substances are supplied to the product stream.
Der erfindungsgemäße Mischer ermöglicht zudem die Herstellung von Nanopartikeln in der Gasphase, wobei wenigstens einer der zugeführten Teilströme bereits fein verteilte Partkel wie z.B. Nanopartikel mit katalytischer Wirkung enthalten kann. Auf diese Weise kann der Mischer z.B. vorteilhaft zur Vermischung von mit katalytisch aktiven Nanopartikeln versetzten gasförmigen Kohlenwasserstoffen und Ammoniakgas verwendet werden, um durch chemische Umsetzung des so erzeugten Gemischs Kohlenstoff-Nanoröhrchen zu erzeugen.Of the inventive mixer also allows the production of nanoparticles in the gas phase, wherein at least one of the supplied substreams already finely divided particles such as e.g. Nanoparticles with catalytic May contain effects. In this way, the mixer may e.g. advantageous for mixing with catalytically active nanoparticles offset gaseous Hydrocarbons and ammonia gas are used by chemical Implementation of the mixture thus produced carbon nanotubes too produce.
Ferner ist mit dem Mischer vorteilhaft die In-Situ-Herstellung von Emulsionen möglich, welche somit auch dann für die Durchführung von Fällungs- und Kristallisationsreaktionen sowie für die Herstellung von Nanopartikeln genutzt werden können, wenn sie sehr instabil sind.Further is advantageous with the mixer, the in-situ production of emulsions possible, which therefore also for the implementation of precipitation and Crystallization reactions and for the production of nanoparticles can be used if they are very unstable.
Eine weitere vorteilhafte Verwendung des Mischers besteht in der Fällung bzw. Kristallisation von Partikeln unter Verwendung überkritischer Lösungsmittel sowie hoch komprimierter oder kondensierter Gase, da der Mikromischer in besonders vorteilhafter Weise das Arbeiten bei hohen Drücken ermöglicht. Im Falle einer solchen Verwendung kann das Mischungsprodukt stromabwärts hinter dem Mischer auf vorteilhafte Weise durch adiabatische Entspannung des Trägermediums abgekühlt werden. Eine solche Abkühlung kann sehr schnell erfolgen und damit in vorteilhafter Weise eine schnelle Keimbildung einleiten oder aber sehr kurz nach dem Einsetzen des Partikelwachstums die chemische Reaktion bzw. ein weiteres Partikelwachstum stoppen.A Another advantageous use of the mixer consists in the precipitation or Crystallization of particles using supercritical solvents as well as highly compressed or condensed gases, since the micromixer in a particularly advantageous manner allows working at high pressures. In case of such use, the mixture product may be downstream downstream the mixer in an advantageous manner by adiabatic relaxation of the carrier medium chilled become. Such a cooling can be done very quickly and thus advantageously one initiate rapid nucleation or very soon after insertion Particle growth, the chemical reaction or further particle growth to stop.
Diese Verwendungen sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.These Uses are also the subject of the invention.
Für komplexere,
z.B. mehrstufige Reaktionen kann der erfindungsgemäße Mischer
auch mit weiteren Bauelementen kombiniert werden, die zum Aufbau
eines Mikroreaktionssystems notwendig sind, wie z.B. Wärmetauscher,
elektrische Heizmodule (
Stromabwärts hinter dem Mischer angeordnete Dosierstellen können auch zur Temperierung des Produktstroms eingesetzt werden, indem sie diesem ein geeignet temperiertes Fluid zuführen.Downstream behind The mixer arranged metering can also be used to control the temperature Product stream are used by this a suitably tempered Supply fluid.
Der erfindungsgemäße Mikromischer wird anhand der folgenden Figuren beispielhaft erläutert.Of the micromixer according to the invention will be explained by way of example with reference to the following figures.
Es zeigen:It demonstrate:
In
der
Die
Die
In
den
Die
Die
Die
In
der
In
der
Die
In
der
In
In
- 11
- Grundkörperbody
- 22
- Mittelteilmidsection
- 33
- Deckelcover
- 44
- erster O-Ringfirst O-ring
- 55
- zweiter O-Ringsecond O-ring
- 66
- erster Teilstromfirst partial flow
- 77
- zweiter Teilstromsecond partial flow
- 88th
- Ringkanal für den ersten Teilstromannular channel for the first partial flow
- 99
- Ventilstößeltappet
- 1010
- Misch- und Reaktionszonemixing and reaction zone
- 1111
- Auslasskanalexhaust port
- 1212
- Bohrungen im Ventilkörper für den zweiten Teilstromdrilling in the valve body for the second partial flow
- 1313
- Spiralfederspiral spring
- 1414
- Muttermother
- 1515
- Kontermutterlocknut
- 1616
- Abstandsscheibespacer
- 1717
- Ventilkörpervalve body
- 1818
- dritter O-Ringthird O-ring
- 1919
- Eintrittsspalt für den ersten Teilstromentrance slit for the first partial flow
- 2020
- Eintrittsspalt für den zweiten Teilstromentrance slit for the second partial flow
- 2121
- mikrostrukturierte Oberfläche des Ventilstößelsmicrostructured surface of the valve lifter
- 2424
- als Ventilmischer ausgebildetes Modulwhen Valve mixer trained module
- 2525
- Isolationsmodul zur thermischen Entkopplung benachbarter Bauteileisolation module for thermal decoupling of adjacent components
- 2626
- weitere DosierstelleFurther metering
- 2727
- elektrisches Heizmodulelectrical heating module
- 3030
- Abstanddistance
- 3434
- Membrankörpermembrane body
- 3737
- dritter Teilstromthird partial flow
- 3838
- Eintrittsspalt für dritten Teilstromentrance slit for third partial flow
- 4040
- Zentraler Konuscentral cone
- 4141
- Ventilringvalve ring
- 4242
- Kolbendichtungpiston seal
- 4343
- Gehäusecasing
- 4545
- verschließende Kraftwirkung auf Ventilringclosing force effect on valve ring
- 4646
- verschließende Kraftwirkung auf Ventilstößelclosing force effect on valve lifter
- 5151
- gemeinsamer Grundkörpercommon body
- 5252
- gemeinsamer Mittelteilcommon midsection
- 5353
- gemeinsame Auslassplattecommon outlet plate
- 5656
- gemeinsamer Versorgungskanal für ersten Teilstromcommon Supply channel for first partial flow
- 5757
- gemeinsamer Versorgungskanal für zweiten Teilstromcommon Supply channel for second partial flow
Claims (13)
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|---|---|
| DE (1) | DE102005003965A1 (en) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19707165A1 (en) * | 1997-02-22 | 1998-08-27 | Gelhard Volker Dipl Ing Dipl W | Assembly passing first fluid through jet with second concentric powder inlet |
| DE19851253A1 (en) * | 1996-04-12 | 2000-05-11 | Ben Gammill | Bisphenol A is recovered from a stream containing phenol, water and acetone |
| WO2001062374A2 (en) * | 2000-02-21 | 2001-08-30 | Bayer Aktiengesellschaft | Method for producing nanosuspensions |
| WO2001089695A2 (en) * | 2000-05-24 | 2001-11-29 | Micronics, Inc. | Valve for use in microfluidic structures |
| DE10031558A1 (en) * | 2000-06-28 | 2002-01-10 | Clariant Gmbh | Process for conditioning organic pigments |
| EP1165224B1 (en) * | 1999-04-08 | 2002-09-18 | Bernd Penth | Method and device for carrying out chemical and physical processes |
| DE10119718A1 (en) * | 2001-04-21 | 2002-10-31 | Boehringer Ingelheim Pharma | Process for the continuous production of inhalable medicinal substances, device for carrying out the process and medicinal substance produced by this process |
| EP0913187B1 (en) * | 1997-10-28 | 2003-01-29 | Atofina | Continuous polymerisation process with reactive fluids micromixer |
| DE20218972U1 (en) * | 2002-12-07 | 2003-02-13 | Ehrfeld Mikrotechnik AG, 55234 Wendelsheim | Static lamination micro mixer |
| DE10143189A1 (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-20 | Clariant Gmbh | Method and device for the in-process cleaning of micro and mini reactors |
| US20030075101A1 (en) * | 2000-03-31 | 2003-04-24 | Weigl Bernhard H. | Protein crystallization in microfluidic structures |
| DE10148615A1 (en) * | 2001-09-26 | 2003-04-24 | Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh | Carrying out chemical processes comprises introducing two fluids together into micro-mixer having fluid channels |
-
2005
- 2005-01-27 DE DE102005003965A patent/DE102005003965A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19851253A1 (en) * | 1996-04-12 | 2000-05-11 | Ben Gammill | Bisphenol A is recovered from a stream containing phenol, water and acetone |
| DE19707165A1 (en) * | 1997-02-22 | 1998-08-27 | Gelhard Volker Dipl Ing Dipl W | Assembly passing first fluid through jet with second concentric powder inlet |
| EP0913187B1 (en) * | 1997-10-28 | 2003-01-29 | Atofina | Continuous polymerisation process with reactive fluids micromixer |
| EP1165224B1 (en) * | 1999-04-08 | 2002-09-18 | Bernd Penth | Method and device for carrying out chemical and physical processes |
| WO2001062374A2 (en) * | 2000-02-21 | 2001-08-30 | Bayer Aktiengesellschaft | Method for producing nanosuspensions |
| US20030075101A1 (en) * | 2000-03-31 | 2003-04-24 | Weigl Bernhard H. | Protein crystallization in microfluidic structures |
| WO2001089695A2 (en) * | 2000-05-24 | 2001-11-29 | Micronics, Inc. | Valve for use in microfluidic structures |
| DE10031558A1 (en) * | 2000-06-28 | 2002-01-10 | Clariant Gmbh | Process for conditioning organic pigments |
| DE10119718A1 (en) * | 2001-04-21 | 2002-10-31 | Boehringer Ingelheim Pharma | Process for the continuous production of inhalable medicinal substances, device for carrying out the process and medicinal substance produced by this process |
| DE10143189A1 (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-20 | Clariant Gmbh | Method and device for the in-process cleaning of micro and mini reactors |
| DE10148615A1 (en) * | 2001-09-26 | 2003-04-24 | Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh | Carrying out chemical processes comprises introducing two fluids together into micro-mixer having fluid channels |
| DE20218972U1 (en) * | 2002-12-07 | 2003-02-13 | Ehrfeld Mikrotechnik AG, 55234 Wendelsheim | Static lamination micro mixer |
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