DE4414826C2 - Field flow fractionation apparatus and method - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feld- Fluß-Fraktionierung von in Mischung mit einem Fluid vorliegen den Komponenten, mit einem Einlaß, einem flachen Strömungskanal und einem Auslaß für die Mischung, wobei die durch den Strö mungskanal strömende Mischung eine im wesentlichen laminare Hauptströmung bildet, und mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Strömung quer zu einer laminaren Strömungsschicht der Hauptströmung, wobei letztere Einrichtung eine Membran und ei nen zugeordneten Querströmungsauslaß umfaßt, wobei die Membran wenigstens einen Teilbereich einer Wandung des Strömungskanals bildet und für wenigstens eine Komponente, impermeabel ist, so daß in der Hauptströmung eine Querströmung durch eine Diffusion von Fluid durch die Membran erzeugbar ist.The present invention relates to a device for field Flow fractionation of mixed with a fluid the components, with an inlet, a flat flow channel and an outlet for the mixture, the flow through the stream channel flowing mixture a substantially laminar Main flow forms, and with a device for generation a flow across a laminar flow layer of the Main flow, the latter device being a membrane and egg NEN assigned cross flow outlet, the membrane at least a portion of a wall of the flow channel forms and is impermeable to at least one component, so that in the main flow a cross flow through diffusion of fluid can be generated through the membrane.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Feld-Fluß-Fraktionierung von in Mischung mit einem Fluid vor liegenden Komponenten, wobei die Mischung durch einen flachen Strömungskanal in einer im wesentlichen laminaren Hauptströmung strömt und eine Strömung quer zu einer laminaren Strömungs schicht der Hauptströmung durch eine Diffusion von Fluid durch eine zumindest einen Teilbereich einer Wandung des Strömungs kanals bildende Membran erzeugt wird.The present invention further relates to a method for Field flow fractionation of mixed with a fluid before lying components, the mixture being a flat Flow channel in a substantially laminar main flow flows and a flow across a laminar flow stratifies the main flow through a diffusion of fluid an at least a partial area of a wall of the flow channel-forming membrane is generated.
Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus der US-PS 41 47 621 bekannt. Hierbei wird in einem ebenen, flachen Strömungskanal eine im wesentlichen laminare Hauptströmung von in einem flüssigen Fluid enthaltenen Stoffen bzw. Komponenten erzeugt. Der Strömungskanal wird an seinen großflächigen Seiten jeweils durch eine poröse Polypropylen- Platte begrenzt, die jeweils an ihrer dem Strömungskanal zuge wandten Seite mit einer Zellulose-Azetat-Membran beschichtet ist. Durch die porösen Platten mit den Membranen wird quer zu laminaren Strömungsschichten der Hauptströmung eine Querströ mung erzeugt, indem dem Strömungskanal durch eine der Platten seitlich Fluid zugeführt und über die gegenüberliegende Platte seitlich abgeführt wird. Dies hat zur Folge, daß im Fluid ent haltene Stoffe mit unterschiedlichen Diffusionskoeffizienten in verschiedenen laminaren Schichten der Hauptströmung angerei chert werden. Da die laminaren Strömungsschichten unterschied liche Fließgeschwindigkeiten aufweisen, findet man die zu tren nenden Stoffe in Strömungsrichtung beim Verlassen des Strö mungskanals in zeitlicher Folge nacheinander angereichert. Da mit kann eine Detektion einzelner Stoffe erfolgen.Such a device and such a method are known from US-PS 41 47 621. Here, in a flat, flat flow channel an essentially laminar Main flow of substances contained in a liquid fluid or components. The flow channel is at its large-area pages each by a porous polypropylene Plate limited, each at their the flow channel facing side coated with a cellulose acetate membrane is. Through the porous plates with the membranes is transversely to laminar flow layers of the main flow a cross flow mung generated by the flow channel through one of the plates Fluid supplied laterally and over the opposite plate is discharged laterally. This has the consequence that ent in the fluid substances with different diffusion coefficients in different laminar layers of the main flow be saved. Because the laminar flow layers differed flow velocities, you can find them substances in the direction of flow when leaving the stream channel successively enriched in chronological order. There can be used to detect individual substances.
Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist, daß die Effektivi tät der Trennung einzelner Stoffe mit unterschiedlichen Diffu sionskoeffizienten nicht optimal ist. Weiterhin ist die Her stellung der porösen Platten mit den einseitig aufgebrachten Membranen zeitund kostenintensiv.A disadvantage of this prior art is that the effectiveness separation of individual substances with different diffusion tion coefficient is not optimal. Furthermore, the Her position of the porous plates with the ones applied on one side Membranes are time and cost intensive.
Weiterhin sind eine eingangs genannte Vorrichtung und ein ein gangs genanntes Verfahren aus der US-PS 5,193,688 bekannt. Der Strömungskanal weist dabei an einer Flachseite eine Membran auf, die von einer darunterliegenden Frittenplatte getragen ist. Über dem Strömungskanal ist gegenüberliegend zu der Mem bran eine zweite Platte aus Frittenmaterial angeordnet, die ei nen Einlaß für eine zur Hauptströmung quer verlaufende Strömung sowie für eine zur Hauptströmung parallel gerichtete und diese überlagernde Zusatzströmung bildet. Es erfolgt eine Anhäufung eines abzutrennenden Stoffs im Bereich des Einlasses und des Auslasses des Strömungskanals. Furthermore, a device mentioned at the beginning and a known method from US Pat. No. 5,193,688. Of the Flow channel has a membrane on a flat side carried on by an underlying frit plate is. Above the flow channel is opposite the mem bran arranged a second plate of frit material, the egg NEN inlet for a flow transverse to the main flow as well as for one directed parallel to the main flow and this overlapping additional flow forms. There is an accumulation of a substance to be separated in the area of the inlet and the Outlet of the flow channel.
Auch bei diesem Stand der Technik ist nachteilig, daß keine optimale Trennung, insbesondere von einzelnen Stoffen mit unterschiedlichen Diffusionskoeffizienten, erreichbar ist.This prior art also has the disadvantage that none optimal separation, especially of individual substances different diffusion coefficients can be achieved.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine verbesserte Trennung von in dem Fluid ent haltenen Komponenten, eine einfache und kostengünstige Herstel lung sowie insbesondere ein einfaches Auswechseln oder Ersetzen der Membran ermöglichen.Accordingly, the invention is based on the object Device and a method of the type described above create an improved separation of ent in the fluid components, a simple and inexpensive manufacture tion, and in particular simple replacement or replacement enable the membrane.
Die Aufgabe wird für eine Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membran in der Feldfluß-Fraktioniervorrichtung in einem definierten vorgespannten Zustand gehalten ist. The object is achieved according to the invention for a device solved that the membrane in the field flow fractionator is kept in a defined prestressed state.
Die erfindungsgemäße Lösung für ein Verfahren sieht vor, daß die Membran in Abhängigkeit vom Druck im Strömungskanal mit ei ner vorgegebenen Kraft gespannt gehalten wird.The solution according to the invention for a method provides that the membrane depending on the pressure in the flow channel with egg ner given force is kept under tension.
Eine Alternative oder zusätzliche Lösungsvariante zeichnet sich bei einer Vorrichtung dadurch aus, daß die der Membran gegen überliegende Wandung des Strömungskanals eine glatte Ober fläche, insbesondere aus Glas, aufweist und das durch die Mem bran diffundierende Fluid als ein Teil der Hauptströmung ent nommen wird.An alternative or additional solution variant is emerging in a device characterized in that the membrane against overlying wall of the flow channel a smooth upper surface, in particular made of glass, and that through the mem bran diffusing fluid as part of the main flow ent is taken.
Bei dieser Lösungsvariante ist erfindungsgemäß für ein Verfah ren vorgesehen, daß ein Teil des Fluids der Hauptströmung zur Erzeugung der Querströmung durch die Membran diffundiert und der dem Strömungskanal abgewandten Seite von der Membran abge leitet wird.In this variant of the solution, according to the invention, for one method Ren provided that part of the fluid to the main flow Generation of cross flow diffuses through the membrane and the side facing away from the flow channel from the membrane is leading.
Eine grundlegende Idee der Erfindung liegt darin, daß eine be sonders gleichmäßige Dicke des Strömungskanals erreicht wird. Dies hat zur Folge, daß durch eine Reduzierung von Unebenheiten der Wandungen die laminare Hauptströmung weniger beeinflußt wird und sich damit homogener über den gesamten Strömungskanal ausbilden kann. So entstehen stabilere laminare Strömungs schichten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Dementspre chend erfolgt eine bessere und deutlichere Trennung der sich in unterschiedlichen laminaren Strömungsschichten aufgrund der Querströmung anreichernden Komponenten, und die Effektivität der Feld-Fluß-Fraktionierung wird erhöht. Erstaunlicherweise kann vielfach trotz der im Strömungs- oder Trennkanal auftre tende Druck von bis zu 30 bar zumindest zu großen Teilen auf einen die Membran stützenden Kontakt mit der porösen Platte verzichtet werden und man erhält trotzdem eine bessere Trenn leistung der Fraktioniervorrichtung. A basic idea of the invention is that a be particularly uniform thickness of the flow channel is achieved. This has the consequence that by reducing unevenness of the walls affects the laminar main flow less becomes and thus more homogeneous across the entire flow channel can train. This creates more stable laminar flow layers at different speeds. Dementia Accordingly, there is a better and clearer separation of the different laminar flow layers due to the Cross-flow enriching components, and effectiveness field-river fractionation is increased. Amazingly can often occur in spite of the flow or separation channel pressure of up to 30 bar at least to a large extent contact supporting the membrane with the porous plate be dispensed with and you still get a better separation performance of the fractionator.
Dadurch, daß die Membran nicht wie im Stand der Technik mit ei ner porösen Platte fest verbunden oder auf diese lose aufgelegt ist, sondern im wesentlichen frei gespannt wird, ergibt sich eine wesentlich glattere Wandung für den Strömungskanal, die dementsprechend die laminare Strömung weniger stört.The fact that the membrane is not as in the prior art with egg ner porous plate firmly connected or loosely placed on this is, but is essentially freely stretched, results a much smoother wall for the flow channel, the accordingly the laminar flow is less disturbing.
Bei der asymmetrischen Lösung, bei der durch die Membran ledig lich ein Teil der Hauptströmung diffundiert, wird die gegen überliegende Wandung des Strömungskanals durch eine besonders glatte Oberfläche, insbesondere aus Glas, gebildet. Somit wer den wiederum störende Einflüsse von Unebenheiten, die eine tur bulente Strömung hervorrufen, dadurch reduziert, daß die Un ebenheiten weitgehend vermieden werden.In the asymmetrical solution, in the single through the membrane diffuses part of the main flow, the opposite overlying wall of the flow channel through a special smooth surface, especially made of glass. So who the in turn disturbing influences of bumps that a door cause bulent flow, reduced by the fact that the Un flatness can be largely avoided.
Insbesondere eine Kombination der asymmetrischen Feld-Fluß- Fraktionierung mit einer aus Wandung dienenden gespannten Mem bran führt zu sehr gut optimierten Strömungsverhältnissen, die bei wesentlich verbesserter Homogenität der laminaren Haupt strömung eine deutlich verbesserte Trennung von im Fluid ent haltenen Komponenten ermöglicht.In particular, a combination of the asymmetrical field-flux Fractionation with a tensioned membrane serving from the wall bran leads to very well optimized flow conditions with significantly improved homogeneity of the laminar head flow a significantly improved separation of ent in the fluid components.
Vorzugsweise ist der Strömungskanal eben ausgebildet. So ist es besonders einfach, eine ideal laminare Hauptströmung zu erzeu gen.The flow channel is preferably designed to be flat. That's the way it is particularly easy to create an ideal laminar main flow gene.
Vorteilhafterweise wird die Membran auf der dem Strömungskanal abgewandten Seite durch einen fluiddurchlässigen Körper abge stützt. Bei diesem Körper handelt es sich insbesondere um eine Fritte, die beispielsweise plattenförmig ausgebildet ist. Da durch, daß die Membran über den mit einer flachen Oberfläche versehenen Körper gespannt ist, behält die Membran selbst bei einem hohen Druck im Strömungskanal aufgrund der Abstützung durch den Körper im wesentlichen ihre flache Form bei und ist nur punktweise abgestützt. Zudem werden kleine Unebenheiten, die im Porenbereich des Körpers oder der Fritte liegen, durch die Vorspannung der Membran wesentlich glatter überbrückt, als dies beim Stand der Technik möglich ist. So wird eine nahezu ideal flache, insbesondere ebene, Fläche als Wandung für den Strömungskanal verwirklicht.The membrane is advantageously on the flow channel facing away from a fluid-permeable body supports. This body is in particular a Frit, which is, for example, plate-shaped. There through that the membrane over that with a flat surface provided body is tensioned, the membrane maintains itself a high pressure in the flow channel due to the support through the body and is essentially flat in shape supported only at points. In addition, small bumps, which are in the pore area of the body or the frit bridges the bias of the membrane much smoother than this is possible with the prior art. So it becomes almost ideally flat, especially flat, surface as a wall for the Flow channel realized.
Durch ein Anspannen der Membran in Abhängigkeit vom Druck im Strömungskanal können auch bei unterschiedlichen Betriebszu ständen immer optimale Strömungsverhältnisse realisiert werden.By tightening the membrane depending on the pressure in the Flow channel can also operate at different operating conditions optimal flow conditions would always be realized.
Um eine Überbeanspruchung der Membran zu vermeiden und die Po renweite der Membran nicht oder nicht wesentlich zu verändern, wird die Membran auf maximal 30% ihrer Bruchlast gespannt.To avoid overstressing the membrane and the bottom not to change the width of the membrane or not significantly, the membrane is stretched to a maximum of 30% of its breaking load.
In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß zur Erzeugung einer symmetrischen Querströmung eine der Membran gegenüberlie gende Wandung des Strömungskanals durch einen fluiddurchlässi gen Körper gebildet ist. Diesem Körper wird auf der dem Strö mungskanal abgewandten Seite Fluid zugeführt, das in der Haupt strömung eine Querströmung erzeugt und durch die Membran aus dem Strömungskanal herausdiffundiert. Hierbei ist es nicht er forderlich, daß die der Membran gegenüberliegende Wandung auch eine Membran aufweist, diese kann jedoch zusätzlich wie beim Stand der Technik vorgesehen sein. So ergibt sich eine symme trische Querströmung in der Hauptströmung, die vorteilhafter weise ein sehr definiertes Trennverhalten der Komponenten zur Folge hat.In an embodiment variant it is provided that for generation a symmetrical cross flow opposite the membrane wall of the flow channel through a fluid permeable against the body. This body is on the river Mungkanal facing side fluid supplied in the main flow creates a cross flow and out through the membrane diffuses out of the flow channel. It is not him here required that the wall opposite the membrane also has a membrane, but this can also as in State of the art can be provided. So there is a symme trical cross flow in the main flow, the more advantageous assign a very defined separation behavior of the components Consequence.
Bevorzugterweise sind dem fluiddurchlässigen Körper auf der dem Strömungskanal abgewandten Seite jeweils diskrete, in Haupt strömungsrichtung hintereinander angeordnete Abschnitte zur Zu- oder Ableitung von Fluid zugeordnet. Auf diese Weise werden sehr stabile Strömungsverhältnisse bei der Zu- und Abführung von Fluid durch einen Quereinlaß und einen Querauslaß gewährleistet, so daß sich eine besonders gleichmäßige Quer strömung in der Hauptströmung ergibt. Der gleiche Effekt tritt auch bei der asymmetrischen Lösung ein, wobei dann nur ein Querauslaß mit in Hauptströmrichtung hintereinander angeordne ten, diskreten Abschnitten dem fluiddurchlässigen Körper, der die Membran abstützt, zugeordnet ist.Preferably, the fluid permeable body on the Flow channel side facing each discrete, in main Sections arranged one behind the other for flow or derivation of fluid associated. That way very stable flow conditions during supply and discharge of fluid through a cross inlet and a cross outlet ensures that there is a particularly uniform cross flow in the main flow. The same effect occurs also for the asymmetrical solution, whereby only one Cross outlet with one behind the other in the main flow direction th, discrete sections the fluid permeable body, the supports the membrane, is assigned.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwischen der Mem bran und der gegenüberliegenden Wandung des Strömungskanals ein Abstandhalter zur Bildung des Strömungskanals eingeklemmt ist. Hierdurch wird auf sehr einfache Art und Weise ein Strömungska nal gleichmäßiger Dicke erzeugt. Insbesondere ist der Abstand halter eine Folie, beispielsweise aus Polytetrafluor ethylen, Polyester (Mylar) oder Polyimid (Kapton). Dies hat den Vorteil, daß auch sehr dünne Strömungskanäle leicht herge stellt werden können, da auch sehr dünne Folien im Bereich von ca 70 bis 300 µm mit gleichmäßiger Dicke erhältlich sind.In one embodiment it is provided that between the mem bran and the opposite wall of the flow channel Spacer is clamped to form the flow channel. As a result, it becomes a flow ka in a very simple manner nal generated uniform thickness. In particular, the distance holder a film, for example made of polytetrafluor ethylene, polyester (Mylar) or polyimide (Kapton). this has the advantage that even very thin flow channels are easy can be provided, since very thin films in the range of approx. 70 to 300 µm are available with a uniform thickness.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß ein Unterteil mit Federspannvorrichtungen an dessen Längs- und Breitseiten vorgesehen ist, wobei die Membran in die Federspannvorrichtungen einklemmbar ist, und daß ein Oberteil gegen das Unterteil unter Einklemmen der Membran und des Ab standhalters verspannbar ist. Das Spannen der Membran mittels Federkraft ist besonders einfach zu realisieren. Dadurch, daß die Membran in die Federspannvorrichtungen einklemmbar ist, er übrigen sich Löcher oder dergleichen in der Membran, die ein gleichmäßiges Spannen der Membran erschweren. Dadurch, daß der Ein- und Auslaß für den Strömungskanal im Oberteil vorgesehen ist, kann sich die Membran über das gesamte Unterteil er strecken und allseitig an ihrem Rand verspannt werden. Durch das Verspannen des Oberteils mit dem Unterteil ergibt sich eine einfache und wirkungsvolle Abdichtung des Strömungskanals. A particularly preferred embodiment is characterized by this from that a lower part with spring tensioners on it Longitudinal and broad sides are provided, the membrane in the Spring clamps can be clamped, and that an upper part against the lower part by pinching the membrane and the Ab withstanders can be clamped. Tensioning the membrane using Spring force is particularly easy to implement. As a result of that the membrane can be clamped in the spring tensioners, he holes or the like remain in the membrane, the one even tensioning of the membrane complicates. The fact that the Inlet and outlet for the flow channel provided in the upper part the membrane can cover the entire lower part stretch and be braced on all sides at their edge. By the bracing of the upper part with the lower part results in a simple and effective sealing of the flow channel.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigen:The invention is based on the drawing he he purifies. Show it:
Fig. 1 einen seitlichen Schnitt einer erfindungsgemäßen Vor richtung zur Feld-Fluß-Fraktionierung; Figure 1 is a side section of an inventive device for field-river fractionation.
Fig. 2 eine explosionsartige perspektivische Ansicht eines Unterteils der Vorrichtung nach Fig. 1; und FIG. 2 shows an exploded perspective view of a lower part of the device according to FIG. 1; and
Fig. 3 eine explosionsartige perspektivische Ansicht eines Oberteils der Vorrichtung nach Fig. 1. Fig. 3 is an exploded perspective view of an upper portion of the apparatus of FIG. 1.
Fig. 1 zeigt in einem seitlichen Schnitt eine Vorrichtung 10 zur Feld-Fluß-Fraktionierung von in Mischung mit einem Fluid vorliegenden Komponenten. Die Vorrichtung 10 weist ein Unter teil 12 und ein Oberteil 14 auf. Das Unterteil 12 bildet eine ebene, im wesentlichen rechteckige Fläche 16 an seiner Obersei te. In diese Fläche 16 ist ein poröser Körper 18 in Form einer ebenen Fritte integriert. Hierzu weist das Unterteil 12 an sei ner Oberseite eine Ausnehmung 20 auf, die im Randbereich mit einem Auflagerand 22 versehen ist, so daß der plattenförmige Körper 18 vom Auflagerand 22 gehalten ist und mit seiner Ober fläche plan mit der Fläche 16 des Unterteils 12 abschließt. Fig. 1 shows a lateral section of a device 10 for field flow fractionation of present in admixture with a fluid component. The device 10 has a lower part 12 and an upper part 14 . The lower part 12 forms a flat, substantially rectangular surface 16 on its upper side. A porous body 18 in the form of a flat frit is integrated into this surface 16 . For this purpose, the lower part 12 on its upper side has a recess 20 which is provided in the edge region with a support edge 22 , so that the plate-shaped body 18 is held by the support edge 22 and with its upper surface is flush with the surface 16 of the lower part 12 .
Die Ausnehmung 20 weist ferner zwei quer verlaufende Stege 24 auf, die sich vom Boden der Ausnehmung 20 bis zur Unterseite des fluiddurchlässigen Körpers 18 und über den gesamten Quer schnitt der ungefähr quaderförmigen Ausnehmung 20 erstrecken, so daß die Ausnehmung 20 in drei kammerartige Abschnitte 26 un terteilt ist. Das Unterteil 12 weist jeweils einen Querauslaß 28 für jede Kammer 26 auf. Weiterhin erstrecken sich vom Boden der Ausnehmung 20 Stützstege 30 bis zur Unterseite des fluid durchlässigen Körpers 18, um diesen abzustützen. Die Stützstege 30 sind in einer mittleren Längsachse der Ausnehmung 20 ver teilt angeordnet. The recess 20 also has two transverse webs 24 which extend from the bottom of the recess 20 to the underside of the fluid-permeable body 18 and over the entire cross section of the approximately rectangular recess 20 , so that the recess 20 in three chamber-like sections 26 un is divided. The lower part 12 has a transverse outlet 28 for each chamber 26 . Furthermore, support webs 30 extend from the bottom of the recess 20 to the underside of the fluid-permeable body 18 in order to support it. The support webs 30 are arranged ver divides in a central longitudinal axis of the recess 20 .
Auf der Fläche 16 des Unterteils 12, von der die Oberseite des Körpers 18 einen Teil bildet, liegt eine Membran 32 punktweise auf, die zusammen mit einem flachen Abstandhalter 34 zwischen dem Unterteil 12 und dem Oberteil 14 eingeklemmt sind. Hierbei weist das Oberteil 14 eine zur Fläche 16 des Unterteils 12 kor respondierende Fläche 36 auf, die obenseitig auf dem Abstand halter 34 aufliegt. In die Fläche 36 ist ein fluiddurchlässiger Körper 38, der durch eine plattenförmige Fritte gebildet ist, integriert und bildet mit seiner Unterseite einen Teil der Flä che 36. In dieser Hinsicht stimmt der Aufbau des Oberteils 14 mit dem Aufbau des Unterteils 12 überein, wobei die korrespon dierenden Teile mit einer um 20 vergrößerten Bezugsnummer ver sehen sind. So weist das Oberteil 14 eine Ausnehmung 40 an sei ner Unterseite auf, die etwa quaderförmig ausgebildet und am Rand mit einem umlaufenden Auflagerand 42 versehen ist. Der Auflagerand 42 dient einer Abstützung des Körpers 38 und ist so bemessen, daß die Unterseite des fluiddurchlässigen Körpers 38 plan mit der Fläche 36 abschließt.On the surface 16 of the lower part 12 , of which the upper side of the body 18 forms a part, a membrane 32 rests point by point, which are clamped together with a flat spacer 34 between the lower part 12 and the upper part 14 . Here, the upper part 14 has a surface 36 corresponding to the surface 16 of the lower part 12 , which rests on the upper side on the spacer 34 . In the surface 36 is integrated with a fluid-permeable body 38, which is formed by a plate-shaped frit, and forms with its underside a part of the FLAE che 36th In this regard, the structure of the upper part 14 corresponds to the structure of the lower part 12 , the corresponding parts being provided with a reference number enlarged by 20. Thus, the upper part 14 has a recess 40 on its underside, which is approximately cuboid and is provided on the edge with a peripheral support edge 42 . The support edge 42 serves to support the body 38 and is dimensioned such that the underside of the fluid-permeable body 38 is flush with the surface 36 .
Durch in der Ausnehmung 40 quer verlaufende Stege 44 ist die Ausnehmung 40 in drei kammerartige Abschnitte 46 unterteilt. Jedem Abschnitt 46 ist Fluid über einen Quereinlaß 48 im Ober teil 14 zuführbar. Zudem weist die Ausnehmung 40 Stützstege 50 in ihrer mittleren Längserstreckung auf, die sich vom Boden der Ausnehmung 40 bis zur Oberseite des fluiddurchlässigen Körpers 38 erstrecken, um diesen abzustützen.By means of webs 44 running transversely in the recess 40 , the recess 40 is divided into three chamber-like sections 46 . Each section 46 is fluid via a transverse inlet 48 in the upper part 14 can be supplied. In addition, the recess 40 has support webs 50 in their central longitudinal extent, which extend from the bottom of the recess 40 to the top of the fluid-permeable body 38 in order to support it.
Zusätzlich weist das Oberteil 14 einen Einlaß 52 und einen Aus laß 54 zur Zu- und Abführung der Fluid/Komponenten-Mischung auf. Der Einlaß 52 und der Auslaß 54 enden jeweils in einem Be reich der Fläche 36 des Oberteils 14, in dem der Abstandhalter 34 einen Strömungskanal 56 bildet. Hierzu weist der Abstandhal ter 34 einen aufgrund der geringen Dicke des Abstandhalters un gefähr rechteckigen Durchbruch auf. An den kurzen Seiten des Rechtecks läuft der Durchbruch spitz zusammen, und in diesen Bereichen münden jeweils der Einlaß 52 und der Auslaß 54 des Oberteils 14. So wird der Strömungskanal 56 durch die Fläche 36, und hierbei insbesondere durch die Unterseite des fluid durchlässigen Körpers 38, gegenüberliegend durch die Membran 32 und als dazwischenliegende Querwandung durch den Rand des Durchbruchs im Abstandhalter 34 begrenzt. Da der Abstandhalter nur einige 100 µm dick ist, der Durchbruch hingegen einige 10 cm lang und mehrere Zentimeter breit ist, ergibt sich so ein sehr flacher, langgestreckter Strömungskanal 56.In addition, the upper part 14 has an inlet 52 and an outlet 54 for the supply and discharge of the fluid / component mixture. The inlet 52 and the outlet 54 each end in a loading area 36 of the upper part 14 , in which the spacer 34 forms a flow channel 56 . For this purpose, the spacer 34 has an un dangerous rectangular opening due to the small thickness of the spacer. On the short sides of the rectangle, the breakthrough converges, and in these areas the inlet 52 and the outlet 54 of the upper part 14 each open. Thus, the flow channel 56 is delimited by the surface 36 , and here in particular by the underside of the fluid-permeable body 38 , opposite by the membrane 32 and as an intermediate transverse wall by the edge of the opening in the spacer 34 . Since the spacer is only a few 100 μm thick, while the opening is a few 10 cm long and several centimeters wide, this results in a very flat, elongated flow channel 56 .
Die Membran 32 liegt auf der Fläche 16 des Unterteils 12 mit der integrierten Oberseite des Körpers 18 plan auf und steht an allen Seiten des etwa quaderförmigen Unterteils 12 über. An den Breit- und Längsseiten des Unterteils 12 ist jeweils eine Fe derspannvorrichtung 58 vorgesehen, die die Membran 32 in der Ebene der Fläche 16 plan zwischen jeweils einer unteren Klemm leiste 60 und einer oberen Klemmleiste 62 einklemmt. Um ein si cheres Einklemmen der Membran 32 zu gewährleisten, weisen die Klemmleisten 60 und 62 jeweils eine elastische Klemmlippe 64 auf. Jede Klemmlippe 64 ist im Querschnitt etwa O-ringförmig ausgebildet und teilweise in eine Nut in einer der Membran 32 zugewandten jeweiligen Klemmfläche der Klemmleisten 60 und 62 eingesteckt. Die Klemmlippen 64 erstrecken sich parallel zur Längserstreckung der Klemmleisten 60 und 62. Die Klemmlippen 64 in den gegenüberliegenden Klemmflächen der Klemmleisten 60 und 62 sind etwas parallel versetzt, so daß sie sich nicht direkt gegenüberliegen. Dies hat eine erhöhte Klemmkraft, die auf die Membran 36 von den Klemmleisten 60 und 62 ausgeübt werden kann, zur Folge, da die Membran 32 durch die versetzten elastischen Klemmlippen 64 scherenartig eingeklemmt wird.The membrane 32 lies flat on the surface 16 of the lower part 12 with the integrated upper side of the body 18 and projects on all sides of the approximately cuboid lower part 12 . On the broad and long sides of the lower part 12 a Fe derspannvorrichtung 58 is provided, which clamps the membrane 32 in the plane of the surface 16 flat between a lower clamping bar 60 and an upper clamping bar 62 . In order to ensure a safe clamping of the membrane 32 , the clamping strips 60 and 62 each have an elastic clamping lip 64 . Each clamping lip 64 is approximately O-shaped in cross section and partially inserted into a groove in a respective clamping surface of the clamping strips 60 and 62 facing the membrane 32 . The clamping lips 64 extend parallel to the longitudinal extent of the clamping strips 60 and 62 . The clamping lips 64 in the opposite clamping surfaces of the clamping strips 60 and 62 are offset somewhat parallel so that they are not directly opposite one another. This results in an increased clamping force, which can be exerted on the membrane 36 by the clamping strips 60 and 62 , since the membrane 32 is clamped like scissors by the offset elastic clamping lips 64 .
Die untere Klemmleiste 60 jeder Federspannvorrichtung 58 ist mittels Bolzen 66 parallel verschiebbar in der Membranebene und parallel verschiebbar zur jeweiligen Seite des Unterteils 12 gehalten. Weiter sind Spannfedern 68 vorgesehen, die die Bolzen 66 umgeben und sich einerseits vom Unterteil 12 und anderer seits an den Klemmleisten 60 abstützen.The lower clamping bar 60 of each spring tensioning device 58 is held by means of bolts 66 which can be moved in parallel in the membrane plane and can be moved in parallel to the respective side of the lower part 12 . Furthermore, tension springs 68 are provided which surround the bolts 66 and are supported on the one hand by the lower part 12 and on the other hand on the terminal strips 60 .
Die Klemmleisten 60 und 62 werden zum Einklemmen der Membran 60 miteinander verschraubt, wobei dies in einem Zustand erfolgt, in dem die unteren Klemmleisten 60 jeweils gegen die Federkraft der Spannfedern 68 in Richtung des Unterteils 12 angedrückt sind. Beim anschließenden Verschrauben der Klemmleisten 60 und 62 wird die dazwischenliegende Membran 32 von den Klemmlippen 64 eingeklemmt, und anschließend wird die Membran 32 durch die Federkraft der Spannfedern 68, die die Klemmleisten 60 und 62 vom Unterteil 12 weg nach außen drücken, gespannt.The clamping strips 60 and 62 are screwed together for clamping the membrane 60 , this taking place in a state in which the lower clamping strips 60 are pressed against the spring force of the tension springs 68 in the direction of the lower part 12 . When the terminal strips 60 and 62 are subsequently screwed, the intermediate membrane 32 is clamped in by the clamping lips 64 , and then the membrane 32 is tensioned by the spring force of the tension springs 68 , which press the terminal strips 60 and 62 away from the lower part 12 .
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Unterteils 12 und teilweise die Federspannvorrichtungen 58. Das Unterteil 12 weist im Bereich seiner beiden oberen Längskanten sich er streckende Ausnehmungen 70 auf, die eine Aufnahme der unteren Klemmleisten 60 der an den Längsseiten angeordneten Federspann vorrichtungen 58 mit Spiel ermöglichen. Entsprechende Ausneh mungen 72 sind an den unteren Längskanten des Oberteils 14 vor gesehen, wie dies Fig. 3 zu entnehmen ist. Die Ausnehmungen 72 sind an die oberen Klemmleisten 62 der sich längs erstreckenden Federspannvorrichtungen 58 angepaßt. Dementsprechend können sich im zusammengesetzten Zustand der Vorrichtung 1 die Feder spannvorrichtungen 58 der Längsseiten jeweils in dem aus den Ausnehmungen 70 und 72 gebildeten Raum mit eingeklemmter Mem bran 32 bewegen. Fig. 2 shows a perspective view of the lower part 12 and partially the spring clamping jigs 58. The lower part 12 has in the region of its two upper longitudinal edges it has extending recesses 70 which allow the lower clamping strips 60 of the spring tensioning devices 58 arranged on the long sides to be accommodated with play. Corresponding Ausneh lines 72 are seen on the lower longitudinal edges of the upper part 14 , as can be seen in FIG. 3. The recesses 72 are adapted to the upper terminal strips 62 of the longitudinally extending spring tensioning devices 58 . Accordingly, in the assembled state of the device 1, the spring tensioning devices 58 of the long sides can each move in the space formed by the recesses 70 and 72 with the membrane 32 clamped in.
Nach dem Einklemmen der Membran 32 in die Federspannvor richtungen 58 und dem Vorspannen der Membran 32 durch die Fe derspannvorrichtungen 58 werden der Abstandhalter 34 und das Oberteil 14 mit dem eingelegten fluiddurchlässigen Körper 38 obenseitig auf die Membran 32 aufgelegt. Anschließend wird das Unterteil 12 mit dem Oberteil 14 verspannt. Hierzu ist an der Unterseite des Unterteils 12 eine Spannplatte 74 und an der Oberseite des Oberteils 14 eine Spannplatte 76 angeordnet, die miteinander mittels Spannschrauben 78 und Gegenmuttern 80 ver schraubt werden. In den Fig. 2 und 3 ist beispielhaft nur jeweils eine Schraube 78 und Gegenmutter 80 dargestellt, wobei selbstverständlich eine Vielzahl von Spannschrauben 78 mit Ge genmuttern 80 an den Längsseiten der Spannplatten 74 und 76 verteilt angeordnet werden und diese jeweils in korrespondie rend gegenüberliegenden Löchern durchgreifen. Nach dem Verspan nen des Ober- und des Unterteils 14, 12 ist die Vorrichtung 1 für eine Feld-Fluß-Fraktionierung vorbereitet.After clamping the membrane 32 in the Federspannvor devices 58 and biasing the membrane 32 by the Fe derspannvorrichtungen 58 , the spacer 34 and the upper part 14 with the inserted fluid-permeable body 38 are placed on the top of the membrane 32 . Then the lower part 12 is clamped to the upper part 14 . For this purpose, a clamping plate 74 and on the top of the upper part 14, a clamping plate 76 is arranged on the underside of the lower part 12 , which are screwed together by means of clamping screws 78 and lock nuts 80 . In FIGS. 2 and 3, a screw 78 and counter nut 80 is exemplary only one shown, it being understood locknuts a plurality of clamping screws 78 with Ge are arranged distributed 80 to the longitudinal sides of the clamping plates 74 and 76 and pass through them respectively in korrespondie rend opposite holes . After the clamping of the upper and lower parts 14 , 12 , the device 1 is prepared for a field-river fractionation.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Unterteil 12 und das Oberteil 14 sowie die Federspannvorrichtungen 58 mit Ausnahme der Klemmlippen 64 aus Metall hergestellt. Gegebenen falls können jedoch auch andere, steife Werkstoffe, wie kohlen faserverstärkte Kunststoffe oder dergleichen, eingesetzt werden.In the illustrated embodiment, the lower part 12 and the upper part 14 and the spring tensioning devices 58, with the exception of the clamping lips 64, are made of metal. If necessary, however, other rigid materials, such as carbon fiber-reinforced plastics or the like, can also be used.
Als fluiddurchlässiger Körper 18, 38 wird vorzugsweise eine Fritte aus Polyethylen mit einer Porenweite von 5 bis 15 . 10-6 m und einer Dicke von 5 bis 10 mm verwendet. Jedoch sind auch Fritten aus Glas, Porzellan, gesintertem Metall und Metalloxid pulver verwendbar.A frit made of polyethylene with a pore size of 5 to 15 is preferably used as the fluid-permeable body 18 , 38 . 10 -6 m and a thickness of 5 to 10 mm used. However, frits made of glass, porcelain, sintered metal and metal oxide powder can also be used.
Als Abstandhalter 34 wird eine Folie aus Teflon, Polyester (My lar) oder Polyamid (Kapton) verwendet. Eine bevorzugte Dicke liegt zwischen 7 bis 30 . 10-5 m.A film made of Teflon, polyester (My lar) or polyamide (Kapton) is used as spacer 34 . A preferred thickness is between 7 and 30. 10 -5 m.
Die Membran 32 ist vorzugsweise aus Zellulose, Polysulfon oder Polypropylen hergestellt. Sie weist vorzugsweise eine Porenwei te von 1 bis 3 . 10-9 m auf. Auch hier sind andere Porenweiten denkbar, dies hängt insbesondere von dem zu trennenden Kompo nenten ab. Die Anspannkraft der Membran 32 wird so gewählt, daß 30% der Bruchlast nicht überschritten wird. So wird vermieden, daß eine im ungespannten Zustand vorhandene Porenweite der Mem bran 32 aufgrund des Anspannens zu stark verändert wird. Insbe sondere wird die Anspannkraft in Abhängigkeit von dem Arbeits druck im Strömungskanal 56 und auch in Abhängigkeit von der Glattheit der Oberfläche des die Membran 32 abstützenden porö sen Körpers 18 vorgewählt. Hier gilt die Relation, je höher der Arbeitsdruck im Strömungskanal 56 und je rauher die Oberfläche und je größer die Porenweite des Körpers 18 sind, desto stärker muß die Membran 32 vorgespannt werden, um eine ausreichend ebe ne Wandung des Strömungskanals 56 für eine im wesentlichen la minare Strömung und damit gute Trennung der Komponenten zu ge währleisten.The membrane 32 is preferably made of cellulose, polysulfone or polypropylene. It preferably has a pore size of 1 to 3. 10 -9 m on. Other pore sizes are also conceivable here, this depends in particular on the components to be separated. The clamping force of the membrane 32 is chosen so that 30% of the breaking load is not exceeded. This avoids that an existing pore size of the membrane 32 is changed too much due to the tensioning. In particular, the clamping force is preselected as a function of the working pressure in the flow channel 56 and also as a function of the smoothness of the surface of the porous body 18 which supports the membrane 32 . Here the relation applies, the higher the working pressure in the flow channel 56 and the rougher the surface and the larger the pore size of the body 18 , the more the membrane 32 has to be biased in order to provide a sufficiently flat wall of the flow channel 56 for a substantially la to ensure minimum flow and thus good separation of the components.
Als Fluid wird im dargestellten Ausführungsbeispiel bevorzugt eine Flüssigkeit verwendet. Jedoch ist grundsätzlich auch eine Verwendung des Verfahrens mit einem gasförmigen Fluid denkbar. Bevorzugt wurden bisher destilliertes Wasser mit 0,02 Gew.% NaN3 als Biozid und 0,05 Gew.% Natriumpolyphosphat als Stabi lisator oder statt dem letzteren mit 0,5 Gew.-% Natriumdodecyl sulfat als Tensid verwendet. Alternativ wurde auch als Fluid Tetrahydrofuran eingesetzt.In the illustrated embodiment, a liquid is preferably used as the fluid. In principle, however, use of the method with a gaseous fluid is also conceivable. Distilled water with 0.02% by weight NaN 3 as the biocide and 0.05% by weight sodium polyphosphate as the stabilizer or, instead of the latter, with 0.5% by weight sodium dodecyl sulfate as the surfactant has preferably been used. Alternatively, tetrahydrofuran was also used as the fluid.
Die Fluide können u. a. folgende Komponenten enthalten:
The fluids can include the following components:
- - Pigmente, einschließlich TiO2, ZnO, α-Fe2O3, -Fe2O3, -FeOOH, Fe(II)Fe(III)Cyjanokomplexe, Rußpartikel- Pigments, including TiO 2 , ZnO, α-Fe 2 O 3 , -Fe 2 O 3 , -FeOOH, Fe (II) Fe (III) cyjano complexes, soot particles
- - Füllstoffe - BaSO4, SiO2 - Fillers - BaSO 4 , SiO 2
- - Polymere - diverse Substanzen- Polymers - various substances
- - biologische Substanzen - biologische Zellen, Viren, Pro teine- biological substances - biological cells, viruses, pro teine
Bei der Durchführung der Feld-Fluß-Fraktionierung wird dem Strömungskanal 56 durch den Einlaß 52 das Fluid mit den zu trennenden Komponenten zugeführt. Die Fluid/Komponen ten-Mischung strömt durch den Strömungskanal 56 und verläßt diesen wieder durch den Auslaß 54. Hierbei stellt sich im Strö mungskanal 56 eine im wesentlichen laminare Hauptströmung ein. Die entstehenden laminaren Strömungsschichten verlaufen dabei parallel zur Membran 32 und zur Fläche 38. Der Durchfluß durch den Strömungskanal 56 kann beispielsweise zwischen 0,1 und 35 ml/min betragen. Dabei treten üblicherweise Drücke von 1 bis 30 bar auf.When performing the field-flow fractionation, the fluid with the components to be separated is supplied to the flow channel 56 through the inlet 52 . The fluid / component mixture flows through the flow channel 56 and leaves it again through the outlet 54 . Here, a substantially laminar main flow is established in the flow channel 56 . The resulting laminar flow layers run parallel to membrane 32 and surface 38 . The flow through the flow channel 56 can be, for example, between 0.1 and 35 ml / min. Usually pressures of 1 to 30 bar occur.
Eine Strömung quer zu den laminaren Strömungsschichten der Hauptströmung wird dadurch erzeugt, daß den Quereinlässen 48 im Oberteil 14 Fluid zugeführt wird. Dieses verteilt sich im je weiligen Abschnitt 46 und durchdringt den fluiddurchlässigen Körper 38 und gelangt so in den Strömungskanal 56. Gleichzeitig diffundiert auf der gegenüberliegenden Seite Fluid aus dem Strömungskanal 56 durch die Membran 32. Das diffundierte Fluid durchdringt den Körper 18 im Unterteil 12, sammelt sich in den Abschnitten 26 der Ausnehmung 20 und wird durch die Querausläs se 28 abgeleitet. Gegebenenfalls kann ein geschlossener Kreis lauf zwischen den Querauslässen 28 und den Quereinlässen 48 eingerichtet werden, wobei diese zu einer Leitung zusammenge faßt werden, in die eine Pumpe eingesetzt ist. Die Unterteilung der Ausnehmungen 20 und 40 in diskrete Abschnitte 26 und 46 hat zur Folge, daß eine möglichst gleichmäßige Querströmung im Ver lauf der Hauptstromrichtung im Strömungskanal 56 entsteht. Die segmentartige Zu- und Abführung des Fluids zu und von den Fritten führt aufgrund des nicht unerheblichen Strömungswider standes der Fritten zu einem besonders gleichmäßigen Einleiten des Fluids in den Strömungskanal 56 und einen besonders gleich mäßigen Herausdiffundieren des Fluids durch die Membran 32 aus dem Strömungskanal 56. Bei der Querströmung werden zur Haupt strömung vergleichbare Durchflußraten realisiert A flow across the laminar flow layers of the main flow is generated by supplying fluid to the cross inlets 48 in the top 14 . This is distributed in the respective section 46 and penetrates the fluid-permeable body 38 and thus reaches the flow channel 56 . At the same time, fluid diffuses from the flow channel 56 through the membrane 32 on the opposite side. The diffused fluid penetrates the body 18 in the lower part 12 , collects in the sections 26 of the recess 20 and is discharged through the transverse outlet 28 . If necessary, a closed circuit can be set up between the cross outlets 28 and the cross inlets 48 , these being combined to form a line into which a pump is inserted. The subdivision of the recesses 20 and 40 into discrete sections 26 and 46 has the result that the most uniform possible cross flow in the United course of the main flow direction in the flow channel 56 is formed. The segment-like supply and discharge of the fluid to and from the frits due to the not inconsiderable flow resistance of the frits leads to a particularly uniform introduction of the fluid into the flow channel 56 and a particularly uniform diffusion of the fluid through the membrane 32 out of the flow channel 56 . In the cross flow, comparable flow rates to the main flow are realized
.Üblicherweise diffundiert durch die Membran 32 nur das Fluid aus der Mischung im Strömungskanal 56 heraus. Jedoch können auch einzelne in der Mischung enthaltene Komponenten mit her ausdiffundieren, sofern diese nicht aufgetrennt und anschlie ßend nach dem Auslaß 54 detektiert werden sollen..Üblicherweise diffuses through the membrane 32 only the fluid from the mixture in the flow channel 56 out. However, individual components contained in the mixture can also diffuse out, provided that these are not to be separated and then to be detected after the outlet 54 .
Die Querströmung im Strömungskanal 56 hat zur Folge, daß Kompo nenten mit unterschiedlichem Diffusionskoeffizienten in ver schiedenen laminaren Strömungsschichten mit verschiedenen Strö mungsgeschwindigkeiten angereichert werden. Entsprechend er folgt über die Länge des Strömungskanals 56, also in Längsrich tung der Vorrichtung 1, eine aufeinander folgende Anreicherung aufzutrennender Komponenten, die ursprünglich als eine Mischung gemeinsam in den Strömungskanal 56 eingeleitet wurden. Dement sprechend werden am Auslaß 54 des Strömungskanals 56 nacheinan der die verschiedenen Komponenten ausgegeben und können abge trennt oder detektiert werden.The cross flow in the flow channel 56 has the consequence that components with different diffusion coefficients in different laminar flow layers are enriched with different flow velocities. Correspondingly, it follows over the length of the flow channel 56 , that is to say in the longitudinal direction of the device 1 , a successive enrichment of components to be separated which were originally introduced as a mixture together into the flow channel 56 . Dement speaking, the various components are output at the outlet 54 of the flow channel 56 and can be separated or detected.
Um eine möglichst gleichmäßige Auftrennung von Komponenten bei der Feld-Fluß-Fraktionierung zu erreichen, sind möglichst sta bile Strömungsverhältnisse wünschenswert. Dementsprechend sind bevorzugt dem Auslaß 54 und den Querauslässen 28 Drosselventile oder Stromregelventile zugeordnet, so daß jeweils eine mög lichst konstante Durchflußrate erreicht wird. Bei den bereits genannten Durchflußraten können Drücke im Bereich von 1 bis 30 bar im Strömungskanal 56 und ein entsprechend höherer Druck an den Quereinlässen 48 und in der Ausnehmung 40 des Oberteils 14 auftreten. Um bei diesen hohen Drücken eine möglichst gute Planheit der den Strömungskanal 56 begrenzenden Wandungen zu gewährleisten, ist einerseits die Membran 32 möglichst stark gespannt und andererseits der die Membran 32 abstützende Körper 18 durch die Stege 24 und die Stützstege 26 seinerseits unter stützt. Es ist eine Frage der Biegesteifigkeit des verwendeten Materials für den Körper 18 und auch für den Körper 38, inwie weit eine Unterstützung erforderlich ist. In order to achieve the most uniform possible separation of components in the field-river fractionation, stable flow conditions are desirable. Accordingly, the outlet 54 and the transverse outlets 28 are preferably assigned throttle valves or flow control valves, so that a flow rate which is as constant as possible is achieved in each case. At the flow rates already mentioned, pressures in the range from 1 to 30 bar can occur in the flow channel 56 and a correspondingly higher pressure at the transverse inlets 48 and in the recess 40 of the upper part 14 . In order to ensure the best possible flatness of the walls delimiting the flow channel 56 at these high pressures, on the one hand the membrane 32 is tensioned as much as possible and on the other hand the body 18 supporting the membrane 32 is supported by the webs 24 and the support webs 26 . It is a question of the flexural rigidity of the material used for the body 18 and also for the body 38 to what extent support is required.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine symmetri sche Querströmung erzeugt. Dies bedeutet, daß im wesentlichen die gleiche Menge Fluid dem Strömungskanal 56 an einer Seite zugegeben und auf der anderen Seite wieder entnommen wird.In the described embodiment, a symmetrical cross flow is generated. This means that essentially the same amount of fluid is added to the flow channel 56 on one side and removed on the other side.
Bei einer zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der porö se Körper 38 durch eine nicht dargestellte, undurchlässige Glasplatte ersetzt wird. In diesem Fall ergibt sich eine asym metrische Querströmung dadurch, daß beim Durchfördern der Flu id/Komponenten-Mischung durch den Strömungskanal 56 ein Teil des Fluids dieser Mischung durch die Membran 32 diffundiert und durch den fluiddurchlässigen Körper 18 und die Ausnehmung 20 sowie die Querauslässe 28 abgeleitet wird. Dementsprechend stellt sich wieder eine Querströmung zu den im Strömungskanal 56 entstehenden laminaren Strömungsschichten ein. Da die der Membran 32 gegenüberliegende Wandung bei der asymmetrischen Querströmung fluidundurchlässig ausgebildet ist, kann eine be sonders glatte Oberfläche, wie sie bevorzugt mit Glas reali siert wird, vorgesehen werden. Dies hat zur Folge, daß sich im Strömungskanal 56 eine von Wandungsunebenheiten verursachten Turbulenzen nur wenig beeinflußte laminare Hauptströmung ausbilden kann. So kann trotz der nicht idealen Querströmung eine sehr gute Auftrennung einzelner Komponenten aufgrund der idealen laminaren Hauptströmung erfolgen.In a second embodiment it is provided that the porous body 38 is replaced by an opaque glass plate, not shown. In this case, an asymmetrical cross flow results from the fact that when the fluid / component mixture is conveyed through the flow channel 56 , part of the fluid of this mixture diffuses through the membrane 32 and through the fluid-permeable body 18 and the recess 20 and the transverse outlets 28 is derived. Accordingly, a cross flow to the laminar flow layers arising in the flow channel 56 is established again. Since the wall opposite the membrane 32 is fluid-impermeable in the asymmetrical cross flow, a particularly smooth surface, as is preferably realized with glass, can be provided. The consequence of this is that a turbulence caused by unevenness in the wall can only have a slight influence on the laminar main flow in the flow channel 56 . In spite of the non-ideal cross flow, a very good separation of individual components can take place due to the ideal laminar main flow.
Die Menge an durch die Membran 32 diffundierendem Fluid hängt im wesentlichen nur vom Druck im Strömungskanal 56 ab. Dement sprechend kann zur Einstellung der Querströmung bei der asymme trischen Lösung gemäß der zweiten Ausführungsform mittels eines nicht dargestellten Drosselventils stromab des Auslasses 54 das Verhältnis von Hauptströmung zu Querströmung sehr einfach ein gestellt werden. In jedem Fall garantiert das Vorspannen der Membran 32 auf einen zum Druck im Strömungskanal 56 korrespon dierenden Wert eine optimal glatte Wandung für den Strömungska nal 56, so daß sich eine fast ungestörte laminare Schichtung in der Hauptströmung ausbilden kann, die wiederum eine Auftrennung einzelner Komponenten gewährleistet.The amount of fluid diffusing through the membrane 32 essentially depends only on the pressure in the flow channel 56 . Dement speaking to adjust the cross flow in the asymmetrical solution according to the second embodiment by means of a throttle valve, not shown, downstream of the outlet 54, the ratio of main flow to cross flow can be set very easily. In any case, the prestressing of the membrane 32 to a value corresponding to the pressure in the flow channel 56 guarantees an optimally smooth wall for the flow channel 56 , so that an almost undisturbed laminar stratification can form in the main flow, which in turn ensures separation of individual components .
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