DE19536856A1 - Mikromischer und Mischverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikromischer mit minde­ stens einem Mischpunkt, der mit einer Eingangskanalan­ ordnung mit mindestens zwei Eingangskanälen und einer Ausgangskanalanordnung verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Mischverfahren für mindestens zwei Fluide, die aus unterschiedlichen Richtungen zugeführt werden.

Das Mischen von Fluiden ist vielfach erforderlich, um eine chemische Reaktion auszulösen. Derartige chemische Reaktionen sind beispielsweise bei einer Analyse erfor­ derlich, bei der das Vorhandensein und/oder die Konzen­ tration einer Spezies in einem Fluid ermittelt werden soll. Hierzu wird dem Fluid ein Reagenz (oder mehrere Reagenzien) zugeführt, die mit der Spezies ein Reak­ tionsprodukt bilden, das in einem Detektor erfaßt wer­ den kann. Wünschenswert ist hierbei eine kontrollierte und homogene Mischung zwischen dem Fluid und dem Rea­ genz, also zwischen zwei oder mehr Fluiden. Hierbei sollte allerdings das für die Mischung erforderliche Volumen möglichst kleingehalten werden, um den Ver­ brauch an Reagenzien nicht zu groß werden zu lassen.

Ein statischer Mikromischer der eingangs genannten Art ist von der Technischen Universität Ilmenau, Fakultät Maschinenbau, FG Mikrosystemtechnik in D-98684 Ilmenau vorgestellt worden. Der Grundkörper dieses Mikro­ mischers besteht aus Silizium. In diesem Grundkörper sind Mikrokanäle und Durchbrüche eingebracht. Diese Kanäle werden durch Silizium- oder Glassubstrate herme­ tisch dicht geschlossen. Das Mischen von zwei Flüssig­ keiten erfolgt dadurch, daß diese beiden Flüssigkeiten in einem Mischelement horizontal nebeneinander ge­ schichtet und anschließend vertikal getrennt werden. Das Mischelement wird hierbei durch eine Ausnehmung gebildet, in die die beiden Eingangskanäle von einander gegenüberliegenden Seiten einmünden. Aus dieser Ausneh­ mung werden dann gleichzeitig zwei Teilströme entnom­ men, die dann später auf die gleiche Art in einem fol­ genden Mischelement gemischt werden.

Bei diesem Aufbau ist es relativ schwierig, das Misch­ verhalten der Flüssigkeiten mit ausreichender Genauig­ keit vorherzusagen. Daher lassen sich nur in begrenztem Umfang Vorhersagen über den Reaktionsverlauf zwischen den beiden Fluiden treffen. Eine nachfolgende Analyse eines Reaktionsproduktes ist also immer mit der Unsi­ cherheit belastet, ob die Reaktion nach einer vollstän­ digen Durchmischung der beiden Fluide bereits zum Ab­ schluß gekommen ist oder, falls dies nicht der Fall ist, ob die einzelnen Reaktionszeiten reproduzierbar sind. Dieser Nachteil läßt sich natürlich dadurch aus­ gleichen, daß man nach dem Zusammenführen der beiden Fluide eine gewisse Zeit abwartet. Diese Totzeit ver­ langsamt jedoch die Analyse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schnelles und ein vorherbestimmbares Mischen von Fluiden zu er­ möglichen.

Diese Aufgabe wird bei einem Mikromischer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Eingangskanäle im Mischpunkt parallel zueinander in die gleiche Richtung verlaufen und daß ein Trennelement vorgesehen ist, das sich bis in einen Bereich des Mischpunkts erstreckt, in dem die Eingangskanäle parallel zueinander verlaufen.

Mit einem derartigen Mikromischer werden die beiden Fluidströme sozusagen aufeinander laminiert. Sie tref­ fen im Mischpunkt mit der gleichen Richtung und der gleichen Geschwindigkeit zusammen. Sobald das Trennele­ ment aufhört, legen sich die beiden Fluidströme glatt aneinander an und es entsteht eine Grenzfläche, durch die hindurch eine Mischung durch Diffusion erfolgen kann. Das Diffusionsverhalten der beiden Fluide ist bekannt oder bestimmbar. Aufgrund der Ausbildung des Mikromischers ist aber auch die Diffusionsfläche, die ein wesentlicher Faktor bei dem Ablauf der Diffusion ist, bekannt. Die Diffusionsfläche entspricht der Flä­ che des Ausgangskanals, in der auch das Trennelement liegt. Es läßt sich ein Mischen der beiden Fluide beob­ achten, das durch einen gegenseitigen Konzentrations­ ausgleich bewirkt wird.

Auch ist bevorzugt, daß die Eingangskanäle zumindest in einem dem Mischpunkt vorgelagerten Abschnitt parallel zueinander in versetzten Ebenen geführt sind. Man führt hierbei die Eingangskanäle übereinander. Auf diese Wei­ se kann man die Schichtung der beiden Fluide weiter beeinflussen, beispielsweise daraufhin, daß die einzel­ nen Schichten möglichst breit und möglichst dünn sind.

Vorzugsweise weisen die Eingangskanäle eine Breite auf, die größer als ihre Höhe ist. Die Breite kann im we­ sentlichen parallel zu den Ebenen gerichtet sein. Da­ durch entsteht eine recht große Diffusionsfläche bei dem Zusammenführen der beiden Fluide. Je größer die Diffusionsfläche ist, um so schneller kann das Mischen ablaufen. Die Diffusionsfläche ist eben. Die Schicht­ dicke oder die Höhe der beiden Fluide ist über die Breite konstant, so daß sich das Mischungsverhalten relativ leicht vorherbestimmen läßt. Bei ansonsten un­ veränderten Bedingungen nimmt mit zunehmender Breite auch die Höhe ab, so daß sich die Diffusionslänge ver­ kürzt.

Auch ist bevorzugt, daß sich die Eingangskanäle vor dem Mischpunkt verbreitern. Dadurch läßt sich eine noch größere Diffusionsfläche und eine kleinere Schichtdicke erzeugen. Da mit der Verbreiterung auf jeden Fall eine Richtungsänderung zumindest für einen Teil des Fluid­ stroms verbunden ist, muß man nach der Verbreiterung vor dem Zusammenführen der Fluide zunächst wieder die gleiche Richtung und gegebenenfalls Geschwindigkeit herstellen.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Verbreiterung eine Verdoppelung der Breite bewirkt. Gleichzeitig wird die Höhe der Eingangskanäle halbiert, so daß die Quer­ schnittsfläche konstant bleibt. Eine Geschwindigkeits­ änderung in der Strömung tritt hierdurch nicht auf.

Mit Vorteil ist die Ausgangskanalanordnung in die glei­ che Richtung wie die Eingangskanäle gerichtet. Die Fluide durchströmen also den Mikromischer im wesentli­ chen in eine Hauptrichtung. Größere Umlenkungen können vermieden werden, weil dort immer die Gefahr besteht, daß die Diffusionsfläche nicht mehr genau genug be­ stimmbar ist. Kleinere Richtungsänderungen können hin­ gegen zugelassen werden.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vor­ gesehen, daß sich mindestens ein Ausgangskanal der Aus­ gangskanalanordnung in mindestens zwei Teilkanälen auf­ teilt, die eine Eingangskanalanordnung eines nachfol­ genden Mischpunkts bilden. Hierdurch erreicht man bei jedem nachfolgenden Mischpunkt eine Verdoppelung (bei zwei Eingangskanälen des Mischpunkts) oder sogar eine Verdreifachung (bei drei Eingangskanälen eines Misch­ punkts) der Schichten. Dementsprechend wird auch die Anzahl der Diffusionsflächen vergrößert. Die einzelnen Fluide werden in immer dünner werdenden Schichten an­ einander angelegt. Neben der Vergrößerung der Diffu­ sionsflächen hat dies noch den Vorteil, daß die gegen­ seitige Durchdringung der Fluide wesentlich schneller erfolgen kann, weil die Dicke, die vom jeweils anderen Fluid durchdrungen werden muß, wesentlich kleiner ist.

Vorzugsweise liegen hierbei die Teilkanäle in der glei­ chen Ebene, die durch die Breitenerstreckung definiert ist. Die Teilung erfolgt also parallel zu den Schmal­ seiten oder der Höhe der Kanäle, während das Aneinan­ deranlegen parallel zu den Breitseiten der Kanäle er­ folgt oder senkrecht zu der Laminierungsfläche des vor­ herigen Mischpunkts. Hierdurch wird sichergestellt, daß die größtmögliche Diffusionsfläche genutzt wird.

Vorzugsweise weist die Ausgangskanalanordnung einen ein­ zigen Ausgangskanal auf. In diesem Fall läßt sich die Ausbildung der Diffusionsfläche zwischen den einzelnen Fluiden am besten sicherstellen.

Das Trennelement ist vorzugsweise als flache Platte ausgebildet. Beim Aneinanderanlegen der beiden Fluide entstehen dann keine merkbaren Stufen, die zu einer Störung beim Laminieren der beiden Fluide aneinander führen könnten.

Hierbei ist bevorzugt, daß das Trennelement Durchbrüche aufweist, die wesentlich kleiner als die den Eingangs­ kanälen ausgesetzte Fläche des Trennelementes sind. Trotz der Durchbrüche wird also eine Strömung der Flui­ de erzwungen und beibehalten, bis die Fluide die glei­ che Richtung und gegebenenfalls die gleiche Strömungs­ geschwindigkeit haben. Mit den Durchbrüchen wird aber die Fertigung des Mikromischers wesentlich vereinfacht. Man kann beispielsweise einen Eingangskanal durch das Trennelement hindurch bearbeiten.

Vorzugsweise weist ein Flüssigkeitspfad einen Verlauf in einer Ebene von mindestens einem Eingangskanal zur Ausgangskanalanordnung auf. Dies vereinfacht die Ferti­ gung. Ein derartiger Kanal kann leicht in einer Fläche eines Bauelements gefertigt werden.

Ein erfindungsgemäßer Mischer besteht vorzugsweise aus einem Unterteil und einem Oberteil, die an einer Ver­ bindungsfläche aneinander anliegen, wobei die Eingangs- und Ausgangskanäle als zur Verbindungsfläche hin offene Nuten im Unterteil und/oder Oberteil ausgebildet sind, und wobei das Trennelement einen Überdeckungsbereich von Nuten im Unterteil und Oberteil zumindest teilweise abdeckt. Ein derartiger Mischer läßt sich sehr gut in Planartechnologie fertigen. Man erreicht hierbei kleine Kanalquerschnitte mit einer hohen Präzision. Dadurch, daß das Trennelement einen Überdeckungsbereich der Nu­ ten in Unterteil und Oberteil zumindest teilweise ab­ deckt, erhält man die Möglichkeit, diese Nuten über eine gewisse Strecke parallel zu führen aber die Kanäle gleichzeitig getrennt zu halten. Diese Möglichkeit kann man, wie dies oben beschrieben worden ist, einerseits dazu ausnutzen, daß man das Trennelement in den Bereich der Eingangskanäle kurz vor dem Mischpunkt bzw. im Mischpunkt anordnet, so daß man die beiden Fluide vor dem Aneinander anlegen parallel zueinander ausrichten kann. Wenn man den Mischer allerdings in die umgekehrte Richtung betreibt, kann man mit dem Trennelement eine Trennung des Fluidstromes erreichen, wobei diese Tren­ nung durch das Trennelement erfolgt. Dieses wirkt als Messer oder Spalter. Dadurch, daß das Trennelement im Bereich der Verbindungsfläche angeordnet ist, stehen also oberhalb und unterhalb des Trennelementes die je­ weiligen Kanäle so zur Verfügung, daß das Fluid zumin­ dest über eine kleine Strecke noch geradeaus weiter­ fließen kann. Eine Verwirbelung des Fluids mit einer Änderung der Strömungscharakteristiken findet also nicht statt. Eine derartige Aufteilung des Fluidstromes kann man beispielsweise verwenden, um aus einem Fluid­ strom zwei zu machen, die man dann wieder übereinander führt, um sie aneinander anzulaminieren. Das "Überein­ anderführen" bezieht sich auf eine Ausrichtung in Bezug zu einer Ebene, in der auch das Trennelement liegt. Die beiden Teilströme werden also oberhalb bzw. unterhalb der Ebene geführt.

Vorteilhafterweise sind im Unterteil Teile der Ein­ gangskanalanordnung, Teile des Mischpunktes und die Ausgangskanalanordnung als zu der Verbindungsfläche hin offene Nuten ausgebildet und im Oberteil sind die verbleibenden Teile der Eingangskanalanordnung und die verbleibenden Teile des Mischpunkts als Ausnehmung an­ geordnet, die teilweise durch das Trennelement abge­ deckt ist. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Fertigung und einen kompakten Aufbau. Die Aus­ bildung der Nuten im Unterteil läßt sich mit bekannten Techniken problemlos herstellen. In Frage kommen bei­ spielsweise Fräsen, Ätzen oder andere aus dem Bereich der Halbleiter und Mikroelemente bekannte Bearbeitungs­ techniken. Auch die Herstellung der Ausnehmung im Ober­ teil ist problemlos möglich. Da nur eine einzige Ver­ bindungsfläche vorhanden ist, ist auch die Abdichtung relativ einfach.

Mit Vorteil ist das Trennelement Teil des Oberteils. Insgesamt liegen also nur noch zwei Teile vor, die ge­ fertigt werden müssen. Auch dann, wenn das Trennelement einstückig mit dem Oberteil ausgebildet ist, ist die Fertigung relativ einfach, weil das Trennelement Durch­ brüche aufweisen kann, durch die hindurch die Ausneh­ mung hergestellt werden kann.

Mit Vorteil weist das Trennelement eine zur Eingangs­ kanalanordnung hinweisende Ausnehmung auf, die konkav oder dreieckförmig ausgebildet ist. Eine derartige Aus­ bildung ermöglicht, daß die beiden Fluide in der Mitte der Kanäle früher zusammentreffen als an den Rändern. Hierbei trägt man der Tatsache Rechnung, daß bei einer laminaren Strömung in der Mitte die Strömungsgeschwin­ digkeit größer als an den Rändern ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorge­ sehen, daß die Eingangskanalanordnung drei Eingangska­ näle aufweist. In diesem Fall ergibt sich die Laminie­ rung von drei Fluidschichten aneinander.

In einer speziellen Ausgestaltung kann hierbei vorgese­ hen sein, daß der mittlere Eingangskanal zumindest im Mischpunkt eine geringere Breite als die beiden anderen Eingangskanäle aufweist. Hierbei ergibt sich nun die Möglichkeit, daß das Fluid aus dem mittleren Eingangs­ kanal von den beiden Fluiden aus den äußeren Eingangs­ kanälen eingekapselt wird. Dies ist ohne weiteres ein­ sichtig für die Deckschichten oben und unten, d. h. die beiden Schichten, die in der Ebene liegen, in die die beiden äußeren Eingangskanäle eingespeist haben. Nach­ dem aber in der Mitte zwischen diesen beiden Ebenen nur eine kleinere Breite von dem Eingangsfluid aus dem mittleren Eingangskanal abgedeckt ist, werden sich an den beiden äußeren Rändern in Breitenrichtung gesehen die beiden Fluide aus den äußeren Eingangskanälen an­ einander annähern und zur Anlage kommen. Es entsteht hierdurch eine Einkapselung des mittleren Fluides durch die beiden äußeren Fluide. Diese Einkapselung kann man auch zum Mischen verwenden. Es läßt sich aber noch ein ganz anderer Effekt erzielen, wenn man die Querschnitte der Kanäle entsprechend groß wählt: Man kann nämlich hierbei einen Mantel um das mittlere Fluid legen, der verhindert, daß zumindest für einen gewissen Zeitraum dieses Fluid in Kontakt mit den Wänden der anschließen­ den Kanäle kommt.

In einer anderen oder zusätzlichen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß dem Mischpunkt eine zusätzliche Eingangskanalanordnung mit Mischpunkt nachgeschaltet ist, deren Schichtungswirkung um 90° gegenüber dem er­ sten Mischpunkt verdreht ist. In diesem Fall erfolgt eine Laminierung nicht nur von oben und unten, sondern auch von links und rechts, was im Endeffekt den glei­ chen Effekt hat. Das mittlere Fluid ist dann eingekap­ selt und kann mit den Wänden des Kanals nicht mehr in Berührung kommen.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Art dadurch gelöst, daß man die Fluide parallel zueinander ausrichtet und daß man sie solange getrennt voneinander hält, bis ihre Strömungen der Richtung nach praktisch übereinstimmen und sie erst dann zur Anlage aneinander bringt.

Hierdurch erreicht man, wie oben im Zusammenhang mit dem Mikromischer ausgeführt, daß eine Laminierung der beiden Flüssigkeiten aneinander erfolgt, was letztend­ lich eine Mischung ermöglicht, die praktisch aus­ schließlich auf Diffusion beruht. Die Diffusionsfläche und die Diffusionslänge, also die Höhe der einzelnen Schichten, sind hierbei relativ gut vorherbestimmbar, so daß auch der Diffusionsvorgang an sich und damit die Mischungsabläufe relativ genau vorherbestimmbar sind.

Vorzugsweise gleicht man die Strömungsgeschwindigkeiten der Fluide aneinander an und hält sie solange getrennt voneinander, bis die Strömungsgeschwindigkeiten auch dem Betrag nach gleich sind und bringt sie erst dann zur Anlage aneinander. Damit wird eine Verwirbelung der Fluide beim Aneinanderanlegen mit großer Zuverlässig­ keit vermieden. Die Anlage erfolgt glatt. Die Anglei­ chung der Strömungsgeschwindigkeiten ist bevorzugt, aber nicht notwendig.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Fluide mit ihrer jeweils größten Begrenzungsfläche aneinander zur Anlage gebracht werden. Damit erreicht man eine große Diffusionsfläche und eine kleine Diffu­ sionslänge, so daß sich eine schnelle Durchmischung der Fluide ergibt, die praktisch ausschließlich auf Diffu­ sion beruht. Die Begrenzungsfläche oder Randfläche ist hierbei die Fläche, die das jeweilige Fluid parallel zur Strömungsrichtung begrenzt.

Vorzugsweise verbreitert man den Strömungsquerschnitt der Fluide vor dem Anlegen aneinander. Hierdurch wird die Diffusionsfläche weiter vergrößert und die Diffu­ sionslänge weiter verkleinert, was den Mischvorgang beschleunigt.

Auch ist bevorzugt, daß man den kombinierten Fluidstrom aufteilt, wobei die Aufteilung parallel zu einer Schmalseite des Strömungsquerschnitts erfolgt, und die Teilströme übereinander führt und nach dem Angleichen von der Richtung und Strömungsgeschwindigkeit aneinan­ der zur Anlage bringt. Durch ein wiederholtes Aufteilen und Schichten erreicht man einerseits sehr dünne Schichten, andererseits eine große Anzahl von Diffu­ sionsflächen, so daß der Mischvorgang in kurzer Zeit zum Abschluß gebracht werden kann.

Mit Vorteil kombiniert man drei Fluide miteinander, wobei das mittlere Fluid einen Strömungsquerschnitt mit gegenüber den beiden anderen Fluiden verminderter Brei­ te aufweist. Hierdurch erzielt man, wie oben ausge­ führt, eine Einkapselung des mittleren Fluids durch die beiden anderen Fluide.

Auch ist bevorzugt, daß man zusätzlich zwei weitere Fluide seitlich zuführt, deren Richtung und Geschwin­ digkeit an Richtung und Geschwindigkeit des bereits kombinierten Fluidstroms angleicht, die Fluide von dem kombinierten Fluidstrom getrennt hält, bis alle Ge­ schwindigkeiten und Richtungen übereinstimmen und erst dann die beiden Fluide an dem kombinierten Fluidstrom zur Anlage bringt. Die Übereinstimmung der Geschwindig­ keiten muß natürlich nur in den Grenzflächen zwischen den einzelnen Fluiden vorliegen. Nach dem Anlegen an­ einander wird sich dann ein kombinierter Fluidstrom einstellen, der wieder ein laminares Strömungsprofil annimmt. Auch mit einer derartigen Maßnahme läßt sich ein Einkapseln des Fluids im mittleren Fluidstrom er­ reichen.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Zufuhr von mindestens einem äußeren Fluidpaar gleichzeitig er­ folgt. Dies verkürzt die Baulänge, die zum Einkapseln des Fluids notwendig ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus­ führungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung be­ schrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Mischens zwei­ er Fluide,

Fig. 2 eine schematische perspektivische Explosionsan­ sicht eines Mikromischers,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Trennelement,

Fig. 4 eine Darstellung eines Fluidverbund-Aufbaus,

Fig. 5 einen anderen Fluidverbund im Querschnitt,

Fig. 6 einen dritten Fluidverbund im Querschnitt,

Fig. 7 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 mit einer Auf­ teilung der beiden aneinanderangelegten Fluide nach dem Mischpunkt und

Fig. 8 eine Darstellung entsprechend Fig. 7, bei der die Strömungsrichtung umgekehrt ist.

Für die folgende Erläuterung werden als Fluide Flüssig­ keiten verwendet. Es können jedoch genauso gut Gase auf die gleiche Art gemischt werden.

Fig. 1 zeigt schematisch, wie zwei Flüssigkeiten mit­ einander gemischt werden. Die Darstellung in Fig. 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Höhe stark übertrieben auseinandergezogen dargestellt. In Wirk­ lichkeit sind die dargestellten Stufen wesentlich nied­ riger. Sie gehen nur unwesentlich über die Höhe einer Flüssigkeitsschicht bzw. eines Flüssigkeitsstroms hin­ aus.

Die zwei Flüssigkeitsströme 1, 2 fließen in getrennten Kanälen, sogenannten Eingangskanäle 3, 4 (siehe Fig. 2), die zusammen eine Eingangskanalanordnung bilden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, haben die Flüssigkeits­ ströme eine wesentlich größere Breite b als Höhe h. Am Anfang der Eingangskanäle 3, 4 fließen beide Ströme 1, 2 in der gleichen Ebene.

Während der Flüssigkeitsstrom 1 in dieser Ebene bleibt und sich nur in soweit verändert, als er sich in einem bestimmten Abschnitt auf die doppelte Breite verbrei­ tert und auf die halbe Höhe verdünnt, wird der zweite Flüssigkeitsstrom 2 in eine Ebene geführt, die zu der Ebene des ersten Flüssigkeitsstromes 1 versetzt ist. In dieser Ebene wird der zweite Flüssigkeitsstrom 2 eben­ falls verbreitert auf seine doppelte Breite und auf seine halbe Höhe verdünnt. In diesem Bereich werden nun die beiden Flüssigkeitsströme 1, 2 übereinander ge­ führt. Da die beiden Flüssigkeitsströme 1, 2 ursprüng­ lich einmal nebeneinander angeordnet waren, bedingt das Übereinanderführen der beiden Flüssigkeitsströme 1, 2, daß sie aus verschiedenen Richtungen einem gemeinsamen Bereich A zugeführt werden, in dem sie übereinander angeordnet sind. In diesem Bereich A werden die beiden Flüssigkeitsströme 1, 2 nun so geleitet, daß sie am Ende die gleiche Strömungsrichtung und auch die gleiche Strömungsgeschwindigkeit haben. Solange dies noch nicht erreicht ist, werden sie von einem Trennelement 5 ge­ trennt gehalten. Das Trennelement 5 muß lediglich dafür sorgen, daß sich die beiden Strömungen der beiden Flüs­ sigkeitsströme 1, 2 gegenseitig nicht beeinflussen. Es ist daher möglich, am Ende des Bereichs A beide Flüs­ sigkeitsströme 1, 2 mit einer laminaren Strömung mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung fließen zu lassen. Wenn daher das Trennelement 5 auf­ hört, legen sich die beiden Flüssigkeitsströme in einer Berührungsfläche 6 aneinander an. Die kombinierten Flüssigkeitsströme haben dann eine Breite 2b und eine Höhe h. Die Gefahr, daß in der Berührungsfläche 6 zwi­ schen den einzelnen Flüssigkeitsströmen 1, 2 Verwirbe­ lungen entstehen, ist ausgesprochen gering. Die Mischung zwischen den beiden Flüssigkeiten aus den Flüssigkeitsströmen 1, 2 erfolgt praktisch ausschließ­ lich durch Diffusion, d. h. durch einen allmählichen Konzentrationsausgleich durch die Berührungsfläche 6. Der Mechanismus der Diffusion an sich ist bekannt. Maß­ gebliche Einflußfaktoren sind hierbei unter anderem die Größe der Berührungsfläche 6, durch die die Diffusion erfolgt und die daher im folgenden auch "Diffusionsflä­ che" genannt wird, und die Dicke der einzelnen Schich­ ten. Beides läßt sich bei dem hier vorgestellten Mischer recht genau einstellen. Die Breite der Diffu­ sionsfläche entspricht der Breite 2b eines Ausgangska­ nals 7 (Fig. 2), die Höhe entspricht der Hälfte der Höhe des Ausgangskanals 7.

Dadurch, daß die beiden Flüssigkeitsströme 1, 2 prak­ tisch aneinander anlaminiert werden, ergibt sich ein sehr gut kontrollierbares Mischen der beiden Flüssig­ keiten durch Diffusion.

Wie oben erwähnt, ist die Stufe, die der Flüssigkeits­ strom 2 aufweist, übertrieben groß dargestellt. In Wirklichkeit entspricht die Stufe von der unteren Ebene auf die obere Ebene nur etwa der Höhe h des ersten Flüssigkeitsstromes plus der Dicke des Trennelements 5. Bei der zweiten Stufe, die den Flüssigkeitsstrom 2 von der zweiten Ebene wieder auf den ersten Flüssigkeits­ strom 1 zurückführt, entspricht die Höhe sogar nur der Dicke des Trennelements 5.

Fig. 2 zeigt nun einen Mischer, wie er zur Durchführung des in Fig. 1 prinzipiell dargestellten Ablaufs verwen­ det werden kann. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Mischer 8 fehlt allerdings die Verbreiterung der Kanäle vor dem Mischpunkt. Dafür weist der Mischer 8 zwei hin­ tereinander geschaltete Mischpunkte 9, 10 auf, die im wesentlichen von gleichem Aufbau sind.

Der Mischer 8 besteht aus einem Unterteil 11 und einem Oberteil 12, die in Fig. 2 voneinander abgehoben darge­ stellt sind, in Wirklichkeit aber über eine Verbin­ dungsfläche 13 aneinander anliegen. Hier können sie beispielsweise miteinander verklebt sein.

Das Unterteil 11 besteht beispielsweise aus Glas. In die Verbindungsfläche 13 des Unterteils ist der eine Eingangskanal 4, der Ausgangskanal 7 und ein Teil der Mischpunkte 9, 10 eingebracht, beispielsweise durch Fräsen oder Ätzen oder andere Mikrotechniken. Wie man leicht erkennen kann, ergibt sich hierdurch im Unter­ teil 11 ein durchgehender Kanal, der im wesentlichen in einer Ebene verläuft. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Höhe dieses Kanals stark übertrieben darge­ stellt. Er ist in Wirklichkeit viel flacher. Die Breite liegt bei etwa 200 µm, die Höhe bei ca. 30 µm.

Das Oberteil 12, das beispielsweise aus Silizium beste­ hen kann, weist für jeden Mischpunkt 9, 10 eine Ausneh­ mung 14, 15 auf, die teilweise vom Trennelement 5 abge­ deckt ist. Das Trennelement 5 und das Oberteil 12 sind einteilig ausgebildet. Auch die Ausnehmungen 14, 15 können in das Oberteil 12 eingeätzt sein. Natürlich ist es auch möglich, das Trennelement 5 als eigenes Bauteil auszubilden und beim Zusammenbau von Oberteil 12 und Unterteil 11 dazwischen anzuordnen. Das Trennelement 5 kann als dünne Platte, aber auch als Folie ausgebildet sein.

In Strömungsrichtung vor dem Trennelement 5 entsteht dadurch eine Öffnung 16, durch die die Flüssigkeit vom Eingangskanal 3 nach oben in die Ausnehmung 14 aufstei­ gen kann. Dieser Aufstieg wird erzwungen, weil der Ein­ gangskanal 3 in diesem Bereich zu Ende ist. Die Flüs­ sigkeit hat gar keinen anderen Weg, als durch die Öff­ nung in die Ausnehmung einzutreten.

Ferner weist die Ausnehmung 14 eine Öffnung 17 in Strö­ mungsrichtung hinter dem Trennelement 5 auf, die den eigentlichen Mischpunkt 9 bildet. Hier legt sich die Flüssigkeit an den Flüssigkeitsstrom an, der aus dem zweiten Eingangskanal 4 dorthin geflossen ist. Am Ende der Öffnung 17 muß die Flüssigkeit wieder nach unten in den Ausgangskanal fließen.

Wie man erkennen kann, hat der Eingangskanal 4 bis zu dieser Position zwei Richtungsänderungen vollführt. Er ist nämlich um das Ende des ersten Eingangskanals 3 herumgeflossen und setzt sich nun praktisch in Verlän­ gerung des ersten Eingangskanals 3 fort. Das Trennele­ ment 5 ist hierbei so lang, daß es diese Richtungsände­ rung des zweiten Eingangskanals 4 vollständig abdeckt und die Öffnung 17 erst dann freigibt, wenn sich die Strömung aus dem zweiten Eingangskanal 4 wieder so ein­ gestellt hat, daß sie parallel zur vorderen Kante des Unterteils 11 fließt. Die gleiche Strömungsrichtung hat aber auch die Strömung in der Ausnehmung 14. Beide Flüssigkeiten fließen dann mit der gleichen Geschwin­ digkeit und der gleichen Richtung. Sie können dann glatt aneinander angelegt werden. Nach der Anlage be­ ginnt eine Diffusion. Durch die Führung des Eingangs­ kanals 4 hat der Weg, den die Flüssigkeit hier zurück­ legen muß, etwa die gleiche Länge wie der Weg der Flüs­ sigkeit aus dem Eingangskanal 3.

Der zweite Mischpunkt 10 wird aus dem Ausgangskanal 7 des ersten Mischpunkts 9 versorgt. Hierzu wird der Flüssigkeitsstrom aus dem Ausgangskanal 7 durch einen Vorsprung 18 im Unterteil 11, das zum Ausgangskanal 7 hin weist in zwei Teilströme aufgeteilt. Der eine Teil­ strom wird, weil sein Kanal dort zu Ende ist, in die Ausnehmung 15 des zweiten Mischpunkts 10 gezwungen. Der andere Teilstrom fließt außen herum und vereinigt sich mit dem ersten Teilstrom am Mischpunkt 9. Nachdem am ersten Mischpunkt 9 die beiden Flüssigkeiten aus den Eingangskanälen 3, 4 senkrecht aufeinander auflaminiert worden sind, ergibt sich am zweiten Mischpunkt 10 eine Verdoppelung der Anzahl der Schichten. Wenn die Höhe des Ausgangs 19 gleichgehalten wird, bedingt dies nicht nur eine Erhöhung der Anzahl der Diffusionsflächen, sondern gleichzeitig auch eine Verminderung der Höhe der einzelnen Schichten. Wenn man weitere Mischer die­ ser Art hintereinander schaltet, ergibt sich bei jedem Mischer eine Verdoppelung der Schichten und eine Hal­ bierung der Schichthöhe. Bei n Mischern ergeben sich also zwei 2ⁿ Schichten. Dies ist mit Hilfe der Pfeile in Fig. 2 schematisch angedeutet. Sämtliche Schichten liegen dann mit ihrer breitesten Fläche aneinander an, so daß hier eine gute Mischung durch Diffusion gewähr­ leistet werden kann.

In Fig. 2 ist schematisch dargestellt, daß das Trenn­ element 5 als flache Platte ausgebildet ist, die Durch­ brüche aufweist. Diese Durchbrüche 20 sind in Fig. 3 noch besser ersichtlich. Hier sind die beiden Eingangskanäle 3, 4 jeweils mit einer Richtungsänderung in den Bereich A geführt. Um die unterschiedlichen Ebenen deutlich zu machen, ist der eine Eingangskanal 3 mit durchgezogenen Linien dargestellt, während der andere Eingangskanal 4 mit gestrichelten Linien dargestellt ist.

Die Durchbrüche 20 sind aus Gründen der Übersichtlich­ keit übertrieben groß dargestellt. In Wirklichkeit sind die Durchbrüche 20 wesentlich kleiner. Ihre gesamte Fläche ist wesentlich kleiner als die verbleibende Flä­ che des Trennelements. Diese Durchbrüche dienen dazu, die Ausnehmungen 14, 15 im Oberteil 12 herauszuätzen. Sie sind aber immer noch klein genug, daß keine vorzei­ tige Durchmischung zwischen den einzelnen Flüssigkeits­ strömen in den Eingangskanälen 3, 4 stattfindet, bevor sich die Strömungen nach Geschwindigkeit und Richtung wieder aneinander angeglichen haben. Dargestellt ist, daß die Durchbrüche unter einem spitzen Winkel zum Aus­ gangskanal verlaufen. Sie können aber auch rechtwinklig dazu angeordnet sein oder in Richtung des Ausgangska­ nals verlaufen, wobei die letztere Alternative den Vor­ teil hat, daß man einen guten Druckausgleich zwischen der Oberseite und der Unterseite des Trennelements 5 erreicht.

Wie aus Fig. 3 ebenfalls ersichtlich ist, hat das Trennelement 5 eine dreieckförmige Aussparung 21 am strömungsseitigen Ende. Dort können die beiden Flüssig­ keiten schon früher aneinander zur Anlage gelangen. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, daß die Strö­ mungsgeschwindigkeit bei laminaren Strömungen in der Mitte größer als am Rand ist.

Das Hauptanwendungsgebiet des Mischers 8 ist das Mischen von zwei Flüssigkeiten. Überraschenderweise hat sich aber herausgestellt, daß man mit einer geringfügi­ gen Veränderung eines derartigen Mischers auch noch einen anderen Anwendungszweck verwirklichen kann. Man kann nämlich eine Flüssigkeit innerhalb von anderen Flüssigkeiten einkapseln. Dies soll anhand von Fig. 4 näher erläutert werden. Die einzukapselnde Flüssigkeit 22 ist hier schraffiert dargestellt. Die einkapselnden Flüssigkeiten sind weiß dargestellt.

Zum Einkapseln sind drei Flüssigkeitsströme vorgesehen, von denen der mittlere die Flüssigkeit 22 ist, während die beiden äußeren 23, 24 von der einkapselnden Flüs­ sigkeit gebildet werden. Diese drei Flüssigkeitsströme 22, 23, 24 werden mit einem Mischer, wie er in Fig. 2, linke Hälfte, dargestellt ist, aufeinander laminiert. Hierbei kann das Laminieren durchaus auch in hinterein­ ander geschalteten Mischpunkten erfolgen. Wenn man die Flüssigkeit 23 als obere Flüssigkeit und die Flüssig­ keit 24 als untere Flüssigkeit bezeichnet, werden in einem folgenden Schritt von links und rechts zwei wei­ tere Flüssigkeitsströme 25, 26 an die kombinierte Flüs­ sigkeit 22-24 anlaminiert, so daß schließlich die end­ gültige Flüssigkeitsströmung 27 entsteht, die rechts in Fig. 4 dargestellt ist. Bei einer derartigen Einkapse­ lung wird man natürlich die Schichten der einkapselnden Flüssigkeiten etwas dicker wählen, weil auch bei einer derartigen Einkapselung eine Diffusion zwischen den einzelnen Flüssigkeiten auftreten wird. Da die einzel­ nen Flächen, durch die hindurch die Diffusion erfolgen kann, und die Schichtdicken aber relativ genau vorher­ bestimmbar sind, kann man auch die Zeit relativ genau abschätzen, während der die Flüssigkeit 22 von den an­ deren Flüssigkeiten 23-26 eingekapselt ist.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform für das Ein­ kapseln, bei der die Flüssigkeit 22 nur noch von zwei Flüssigkeiten 23, 24 eingekapselt ist. Hierfür ist im Grunde genommen nur Voraussetzung, daß die Breite des Flüssigkeitsstromes 22 geringer als die der beiden an­ deren Flüssigkeitsströme 23, 24 ist. In diesem Fall werden die umgebenden Flüssigkeiten 23, 24 zumindest auch über einen Teil der Höhe der Flüssigkeit 22 vor­ treten und sich dann später aneinanderanlegen. Es ist allerdings festzustellen, daß hier im Bereich der Schmalseiten die Trennfläche zwischen den einzelnen Flüssigkeiten 22, 23 bzw. 22, 24 nicht so genau vorher­ bestimmbar ist. Eine derartige Einkapselung läßt sich nur dann mit der nötigen Zuverlässigkeit erreichen, wenn die Höhe der Flüssigkeit 22 sehr klein gegen ihre Breite ist.

Fig. 6 zeigt, daß es zum Laminieren der Flüssigkeiten aneinander nicht notwendig ist, daß die beiden Flüssig­ keiten 23, 24 genau übereinander ausgerichtet sind. Es reicht aus, wenn eine Überdeckung k vorhanden ist, die sehr groß gegen die Höhe h ist. Ansonsten entstehen, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, Diffusionsflächen 28, deren Verlauf nicht mehr ohne weiteres mit der ge­ wünschten und notwendigen Genauigkeit vorherbestimmt werden kann.

Fig. 7 zeigt schematisch, entsprechend der Darstellung von Fig. 1, wie zwei Flüssigkeiten miteinander gemischt werden. Es werden daher die gleichen Bezugszeichen ver­ wendet. Auch hier ist die Darstellung aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Höhe stark übertrieben ausein­ andergezogen dargestellt. In Wirklichkeit sind die dar­ gestellten Stufen wesentlich niedriger. Sie gehen nur unwesentlich über die Höhe einer Flüssigkeitsschicht bzw. des Trennelements 5 hinaus.

Nach dem Aneinanderanlegen der beiden Flüssigkeitsströ­ me 1, 2 an der Berührungsfläche 6 werden die beiden Flüssigkeitsströme senkrecht zur Ebene des Trennele­ ments 5 voneinander getrennt. Hierfür kann man bei­ spielsweise den in Fig. 2 dargestellten Vorsprung 18 verwenden. Die Trennstelle wird in Fig. 7 mit 29 be­ zeichnet. Es entstehen damit zwei Flüssigkeitsströme 30, 31, die aus den ursprünglichen Flüssigkeitsströmen 1, 2 gebildet sind und praktisch jeweils den gleichen Querschnitt wie die Flüssigkeitsströme 1 bzw. 2 haben. Allerdings bestehen sie aus zwei Schichten, so daß je­ der der beiden Ströme 30, 31 aus der Flüssigkeit 1 und der Flüssigkeit 2 besteht. Man kann nun die beiden Flüssigkeitsströme 30, 31 wieder an den Eingang einer nächsten Mischstufe führen und sie dort als Flüssig­ keitsströme 1, 2 verwenden. Nach einigen Mischstufen hat man dann sehr flache Flüssigkeitsschichten, diese aber in großer Zahl übereinander "gestapelt".

Der Flüssigkeitsdurchsatz erfolgt hierbei in Richtung des Pfeiles 32, also in Fig. 7 im wesentlichen von links nach rechts.

Fig. 8 zeigt die Funktionsweise, wenn ein derartiger Mischer in umgekehrte Richtung betrieben wird. Hierbei erfolgt im Bereich 29 ein Aneinanderanlegen der beiden Flüssigkeiten 30, 31, allerdings nicht mehr entlang einer horizontalen Ebene, wie dies in Fig. 7 der Fall war, sondern entlang einer vertikalen Ebene.

Mit Hilfe des Trennelementes 5 wird nun dieser gemein­ same Flüssigkeitsstrom aufgeteilt und zwar diesmal nicht entlang einer vertikalen Ebene wie in Fig. 7, sondern entlang einer horizontalen Ebene. Wenn man nun die beiden Flüssigkeitsströme als Flüssigkeitsströme 1, 2 am linken Ende der Fig. 8 wieder parallel nebenein­ anderführt, kann man sie in einer nachfolgenden Misch­ stufe wieder miteinander mischen, d. h. entlang einer vertikal verlaufenden Ebene aneinanderanlaminieren.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, ist es nicht unbedingt notwendig, daß beim Aneinanderanlaminieren ein Trenn­ element vorhanden ist, wenn man dafür sorgt, daß die Richtungsänderungen der beiden Flüssigkeiten 30, 31 vor dem Zusammentreffen nicht allzu groß werden. Ein Trenn­ element kann den Mischvorgang jedoch verbessern oder erleichtern.

Auf die dargestellte Weise läßt sich eine Schichtung erreichen, bei der die Fluide A, B immer abwechselnd angeordnet sind (A-B-A-B). Für bestimmte Anwendungs­ fälle kann es jedoch wünschenswert sein, eine Schich­ tung zu erreichen, die zu einer Mittelebene symmetrisch aufgebaut ist. In diesem Fall würde man beispielsweise zwei parallele Mischer, die mit Fluiden A-B und mit Fluiden B-A beschickt werden, mit einem dritten Mischer in Reihe schalten, so daß eine Schichtung A-B-B-A ent­ steht.

Claims (27)

1. Mikromischer mit mindestens einem Mischpunkt, der mit einer Eingangskanalanordnung mit mindestens zwei Eingangskanälen und einer Ausgangskanalanord­ nung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangskanäle (3, 4) im Mischpunkt parallel zuein­ ander in die gleiche Richtung verlaufen und daß ein Trennelement (5) vorgesehen ist, das sich bis in einen Bereich (A) des Mischpunkts erstreckt, in dem die Eingangskanäle (3, 4) parallel zueinander ver­ laufen.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangskanäle (3, 4) zumindest in einem dem Mischpunkt (9, 10) vorgelagerten Abschnitt par­ allel zueinander in versetzten Ebenen geführt sind.

3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eingangskanäle (3, 4) eine Breite (b) aufweisen, die größer als ihre Höhe (h) ist.

4. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Eingangskanäle (3, 4) vor dem Mischpunkt (9, 10) verbreitern.

5. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbreiterung eine Verdoppelung der Breite (b) bewirkt.

6. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangskanalanordnung (7) in die gleiche Richtung wie die Eingangskanäle (3, 4) gerichtet ist.

7. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens ein Ausgangs­ kanal (7) der Ausgangskanalanordnung in mindestens zwei Teilkanälen aufteilt, die eine Eingangskanal­ anordnung eines nachfolgenden Mischpunkts (10) bil­ den.

8. Mischer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkanäle in der gleichen Ebene liegen, die durch die Breitenerstreckung definiert ist.

9. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangskanalanordnung einen einzigen Ausgangskanal aufweist.

10. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (5) als flache Platte ausgebildet ist.

11. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (5) Durchbrü­ che (20) aufweist, die wesentlich kleiner als die den Eingangskanälen (3, 4) ausgesetzte Fläche des Trennelementes (5) sind.

12. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitspfad einen Ver­ laufin einer Ebene von mindestens einem Eingangs­ kanal (4) zur Ausgangskanalanordnung aufweist.

13. Mischer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, daß er aus einem Unterteil (11) und einem Oberteil (12) besteht, die an einer Verbindungsflä­ che (13) aneinander anliegen, wobei die Eingangs- und Ausgangskanäle (3, 4, 7) als zur Verbindungs­ fläche (13) hin offene Nuten im Unterteil (11) und/oder Oberteil (12) ausgebildet sind, und wobei das Trennelement (5) einen Überdeckungsbereich von Nuten im Unterteil (11) und Oberteil (12) zumindest teilweise abdeckt.

14. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterteil (11) Teile der Eingangskanalanordnung (3, 4), Teile des Mischpunk­ tes (9, 10) und die Ausgangskanalanordnung (7) als zu der Verbindungsfläche (13) hin offene Nuten aus­ gebildet sind, und im Oberteil (12) die verbleiben­ den Teile der Eingangskanalanordnung (3) und die verbleibenden Teile des Mischpunkts (9, 10) als Ausnehmung (14, 15) angeordnet ist, die teilweise durch das Trennelement (5) abgedeckt ist.

15. Mischer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (5) Teil des Oberteils (12) ist.

16. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (5) eine zur Eingangskanalanordnung hinweisende Ausnehmung (21) aufweist, die konkav oder dreieckförmig ausgebildet ist.

17. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangskanalanordnung drei Eingangskanäle aufweist.

18. Mischer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Eingangskanal zumindest im Misch­ punkt eine geringere Breite als die beiden anderen Eingangskanäle aufweist.

19. Mischer nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Mischpunkt eine zusätzliche Ein­ gangskanalanordnung mit Mischpunkt nachgeschaltet ist, deren Schichtungswirkung um 90° gegenüber dem ersten Mischpunkt verdreht ist.

20. Mischverfahren für mindestens zwei Fluide, die aus unterschiedlichen Richtungen zugeführt werden, da­ durch gekennzeichnet, daß man sie parallel zuein­ ander ausrichtet und daß man sie solange getrennt voneinander hält, bis ihre Strömungen der Richtung nach praktisch übereinstimmen und sie erst dann zur Anlage aneinander bringt.

21. Mischverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Strömungsgeschwindigkeiten der Fluide aneinander angleicht und sie solange getrennt voneinander hält, bis die Strömungsge­ schwindigkeiten auch dem Betrag nach gleich sind und sie erst dann zur Anlage aneinander bringt.

22. Mischverfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluide mit ihrer jeweils größten Begrenzungsfläche aneinander zur Anlage gebracht werden.

23. Mischverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strömungsquer­ schnitt der Fluide vor dem Anlegen aneinander ver­ breitert.

24. Mischverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß man den kombinierten Fluidstrom aufteilt, wobei die Aufteilung parallel zu einer Schmalseite des Strömungsquerschnitts er­ folgt, und die Teilströme übereinander führt und nach dem Angleichen von der Richtung und Strömungs­ geschwindigkeit aneinander zur Anlage bringt.

25. Mischverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß man drei Fluide mitein­ ander kombiniert, wobei das mittlere Fluid einen Strömungsquerschnitt mit gegenüber den beiden ande­ ren Fluiden verminderter Breite aufweist.

26. Mischverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich zwei weitere Fluide seitlich zuführt, deren Richtung und Geschwindigkeit an Richtung und Geschwindigkeit des bereits kombinierten Fluidstroms angleicht, die Fluide von dem kombinierten Fluidstrom getrennt hält, bis alle Geschwindigkeiten und Richtungen übereinstimmen und erst dann die beiden Fluide an dem kombinierten Fluidstrom zur Anlage bringt.

27. Mischverfahren nach Anspruch 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zufuhr von mindestens einem äuße­ ren Fluidpaar gleichzeitig erfolgt.