TWI425981B - 微反應器流體分配之裝置及方法 - Google Patents

Description

微反應器流體分配之裝置及方法

本申請案是有關於用以在微反應器中進行流體散佈的裝置及方法，並且特別是關於運用含有玻璃、陶瓷及玻璃陶瓷之微結構的微反應器裡以提供處理流體和熱控制流體兩者之所欲流動的裝置及方法。

本發明為新穎的技術，無先前技術。

根據本發明之一特點，一種微反應器(10)含有多個以m個處理單元(102)所排列的互連微結構(14、50、40)，而處理單元(102)係經配置設定以平行地運作。m個處理單元(102)各者具有n個各別處理流體注入口(104)，其中n個各別處理流體注入口(104)中的y個係分別地連接至各別無歧管流體泵浦(20A、20B、20C、20D；22A、22B、22C、22D；24A、 24B、24C、24D)，並且其中n個各別處理流體注入口(104)中的n減y個係經由歧管(80)而連接至一各別歧管流體泵浦(20、22、24、26、28、30)，其中y為自1至含n-1的整數。

10‧‧‧微反應器

12‧‧‧互連微結構網狀結構

14‧‧‧互連微結構

20‧‧‧歧管流體泵浦

20A、20B、20C、20D‧‧‧無歧管流體泵浦

22‧‧‧歧管流體泵浦

22A、22B、22C、22D‧‧‧無歧管流體泵浦

24‧‧‧歧管流體泵浦

24A、24B、24C、24D‧‧‧無歧管流體泵浦

26‧‧‧歧管流體泵浦

28‧‧‧歧管流體泵浦

30‧‧‧歧管流體泵浦

32‧‧‧泵浦

34‧‧‧泵浦

40‧‧‧互連微結構

50‧‧‧互連微結構

60‧‧‧歧管

60A、60B‧‧‧子歧管

62‧‧‧分支

70‧‧‧收集歧管

80‧‧‧歧管

102‧‧‧處理單元

104‧‧‧處理液體注入口

142‧‧‧液流監視器

144‧‧‧正位移液流計

146‧‧‧旋轉計

150‧‧‧處理資訊鏈結

160‧‧‧閥控制鏈結

162‧‧‧手動閥

164‧‧‧閥

170‧‧‧泵浦控制鏈結

210‧‧‧單元性微結構/單元性多層微流體裝置

220‧‧‧基板

230‧‧‧疊層

231‧‧‧疊層

232‧‧‧疊層

233‧‧‧通道高度

234‧‧‧壁板

235‧‧‧通道或路徑高度

240‧‧‧熱控制流體路徑

250‧‧‧處理流體路徑

264‧‧‧注入口洞孔

265‧‧‧排出口洞孔

282‧‧‧注入口洞孔

283‧‧‧排出口洞孔

312‧‧‧微流體裝置

320‧‧‧蜂巢體

322、323、324‧‧‧小室

326‧‧‧插塞

328‧‧‧處理流體路徑/通道

332‧‧‧第一末端

334‧‧‧第二末端

340‧‧‧流體外殼

342‧‧‧密封

348‧‧‧熱控制流體通道

360‧‧‧導管

382‧‧‧壁板

本發明的其他變化與特性將如後文中關聯於隨附圖式所說明，其中：圖1係以疊層微流體裝置210形式之微結構14的斷面圖；圖2係圖1之微結構14的另一斷面圖；圖3係以蜂巢體式單元性微流體裝置312形式之微結構14的另一實例之外觀視圖；圖4係以蜂巢體微流體裝置312形式，即類似於圖3者而具流體連接之微結構14的斷面圖；圖5係以多個多層微流體裝置210形式而含有三個單元性微結構之微結構14的外觀視圖；圖6係含有兩個多層微流體裝置210及一個蜂巢體式微流體裝置312之混合式或組合式微結構14的外觀視圖；圖7係含有多個微結構14之微反應器10的略圖；圖8係含有多個微結構14之另一微反應器10的略圖；圖9係圖7之微反應器10的略圖，其中顯示出熱控制流體及處理流體微流體連接兩者；圖10係根據本發明特點之微反應器或微反應器部 份的略圖，其具有兩個處理單元102並且在熱控制流體H的路徑裡具有歧管60；圖11係根據本發明另一特點之微反應器或微反應器部份的略圖，其含有四個以平行方式所排列的處理單元102；圖12係根據本發明另一特點之微反應器或微反應器部份的略圖，其相對於圖11的具體實施例，處理流體之一不同者係據此而被無歧管泵浦所施加力量；圖13係根據本發明又另一特點之微反應器或微反應器部份的略圖，處理流體之一個以上者係據此而被無歧管泵浦所施加力量；圖14係根據本發明再另一特點之微反應器或微反應器部份的部份略圖；圖15係根據本發明又另一特點之微反應器或微反應器部份的略圖，而據此可對來自於無歧管泵浦和歧管泵浦之其一或兩者的流動進行監視及/或回饋控制。

將在全篇各圖式中盡可能地使用相同的參考編號，藉以指稱相同或類似的部分。視需要所描述之特性屬較佳者，然為選擇性並代表本發明的變化項目。

在本文件中，「單元性微結構」是指單件式或另概經永久組裝之微流體裝置，此等裝置具備內部通道而擁有數公釐至次公釐範圍內的特徵性斷面維度。單元性微結構可包 含例如類似於並包括美國專利US 7,007,709，標題為「A Microfluidic Device and Manufacture Thereof」案文中所揭示及描述的裝置，而無論是由其內揭示之方法或其他方法所製作者皆然。單元性微結構可例如包含類似於並包括專利公開編號WO 2008/121390，標題為「Extruded Body Devices and Methods for Fluid Processing」案文中所揭示及描述的裝置，而無論是由其內揭示之方法或其他方法所製作者皆然。「微結構」是指單元性和其他微結構以及經接合或鄰近互連之微結構的組合而可視如單元以供流體散佈者。「微反應器」是指用以執行化學或物理製程或其組合的裝置，該裝置在本文件之情況中包含兩個或多個具有一個或多個生產單元所排列之相關流體連接的微結構。「生產單元」是指具有相關流體連接之多個微結構的組合，係經排列藉以能夠沿著行經或通過微結構之單一主路徑，然非以平行方式通過多個微結構而沿著多個平行主路徑，執行所欲反應或製程。「流動平衡」或「流動均化」則是關於在多個流體饋送之間或之中達到任何特定的所欲流動比例，而非僅為相等流動。

圖1係以單元性微結構或單元性多層微流體裝置210形式而可運用於本發明之微結構14實例的斷面圖。該微流體裝置210可包含多個基板220，一般至少為四個，即如圖式上方所示者，然可視需要含有更多而達總共「k」個，即如經標註於圖1左側邊緣處。在多個基板220的各個鄰近組對之間定義該裝置210的疊層230，使得出現多個疊層230通常是至少三個，並可視需要設置更多而達總共k-1層，即如經標 註於圖1右側邊緣處。基板220係經彼此接合併且藉由壁板234以相對於另一者而支撐(為便於閱覽故未予全部標註)，中的部份係由圖式斷面所切截，即如交叉線表示者。注入口和排出口洞孔264、265可延伸穿過基板220的一個或多個，並可供以外部接取至熱控制流體路徑240，此路徑係經定義於疊層230的一個或多個之內或穿過其間，在本例中為穿過疊層230的兩個疊層232。可視需要取代，或另增加，洞孔264而運用替代性接取路線，像是藉由穿過壁板234的洞孔或溝槽(未予圖示)。

圖2係圖1之微結構14或微流體裝置210的另一斷面圖，此圖係沿不同於圖1平面，與其相平行的平面所採繪。在圖2斷面裡可觀察到注入口及排出口洞孔282、283可經由基板220而供以接取至穿過該裝置之疊層230的一個或多個，在本例中為穿過疊層231，所定義之處理流體路徑250。該處理流體路徑250可包含一個或多個額外的注入口連接埠或洞孔282(在圖1及2中未顯示的斷面裡)，使得兩個以上的處理流體能夠在該處理流體路徑250內接觸及/或混合及/或一起反應。亦可在該處理流體路徑250之輸出末端上納入一個以上的排出口連接埠或洞孔283，使得能夠視需要在當處理流體離開該裝置210時予以劃分。

可運用各種材料及方法來構成圖1及2所示類型的微結構14或微流體裝置210，包含以單件方式同時地產生壁板基板的方法。額外方法例如包含在專利公開第EP1964817號且標題為「Method for Making Microfluidic Devices and Devices Produced Thereof」以及專利公開第US 2007/0154666號且標題為「Powder Injection Molding of Glass and Glass-Ceramics」案文中所揭示及描述者。

圖3係微結構14之另一實例的外觀視圖，此者係以蜂巢體式微流體裝置形式而可運用於本發明情況內。

該微流體裝置312包含蜂巢體320。該蜂巢體320含有多個小室323，係在自該蜂巢體320之一第一末端332至一第二末端334的共同方向上平行延伸，而由壁板382所分隔。小室323含有第一多個小室322，此等在該蜂巢體的兩者末端上開放；以及第二多個小室324，此等在該蜂巢體的其一或兩者末端上被一個或多個插塞326，或是被或多或少的連續插入材料323，插入材料係經設置於該蜂巢體之末端處或附近並且選擇性地至少部份地位在小室324內或者是藉由其他手段所封閉。第二多個小室324(封閉小室)至少部份地含有一個或多個延伸穿過該蜂巢體320的通道328。當考量為位於與小室323之共同方向相垂直的平面內時，該通道328可具有蜿蜒形狀，然亦可運用其他的通道形狀。若有需要，每個蜂巢體320亦可運用一條以上的通道328。

圖4係以微流體裝置312形式之蜂巢體微結構14的斷面圖，即類似於圖3者，然亦顯示出具有一種流體連接。在圖4中，流體外殼340可經由密封342來支撐該蜂巢體320。通常是運用於熱控制流體的通道348係經平行地構成，而穿過該蜂巢體320的所有開放通路322且與該外殼340協同運作。在該蜂巢體320之內的通道328是經由穿過密封343 的導管360所接取。即如可在圖4中觀察到，該蜂巢體320內的路徑或通道328可在與小室323之共同方向相平行的平面內為蜿蜒狀，然亦可採用其他的通道形狀。

該蜂巢體320最好是因耐用性及化學惰性之故而由突出玻璃，玻璃-陶瓷或陶瓷材料所構成。一般說來會偏好為鋁質陶瓷，原因是具有良好強度，良好惰性以及比起玻璃和一些陶瓷為較高的導熱性。可在前述PCT公開第WO 2008/121390號案文中尋獲有關由本發明人及/或本發明人同僚所開發之一般材料和製作程式的進一步細節。

像是圖1-4所示之單元性微結構亦可經合併以構成即如圖5及6所示的混合式或組合式微結構。圖5顯示微結構14，其中含有三個以多層微流體裝置210形式的單元性微結構，而彼此係藉由任何適當手段所實體地且流控地連接。圖6係含有兩個多層微流體裝置210及一個蜂巢體式微流體裝置312的混合式或組合式微結構14。

即如微反應器技術業界所能明瞭者，對於許多所欲微反應器技術應用項目而言，在具有位於一組給定微結構集合內或穿過其中之單一主路徑的單一生產單元裡所能達到之生產速率可能並不足以滿足商業需要。即便是其中所針對之微結構在流動通道裡運用所謂的「內部增數」或內部平行法亦復如是。為此原因，所希冀者為依平行方式來操作微結構的多個生產單元，亦即利用有時稱為「外部增數」的方式。

在經本申請案所有權人之專利公開第EP1854543號案文中可尋獲由本發明人及/或本發明人同僚所開發而運用於 流控微結構之架置與互連繫統的範例。可藉由串連方式和平行方式，以及以串連與平行排列之組合，連接多個微結構來運用此系統及其他的適當手段以利構成各種微反應器配置。

然對於許多製程而言，藉由複製生產單元之每一部份，包含多個泵浦以將多種處理及熱控制流體的串流饋送至各個生產單元以達到外部增數，並無足夠的經濟性。這可自圖7-9中顯示之微反應器10所知曉，各者代表微反應器10的實例含有互連的微結構14網狀結構12，而併同構成單一處理單元102或是單一處理單元102的部份。

圖7及8基本上為無限的可能排列方式中以互連微結構14網狀結構12形式之微反應器10的兩種排列之略圖。各個微結構14其內通常但非必需地含有處理流體通道或路徑以及熱控制或熱控制流體通道或路徑兩者，並因而經供置一個或多個個處理流體饋送和通常一個(然可為較多)熱控制流體饋送。而在第7及8圖中僅顯示出處理流體饋送，即處理流體A-F的饋送。第7及8圖中省略熱控制流體饋送以便於閱覽。

微結構14可採行擁有兩個以上流體輸入的微結構40，像是混合或接觸微結構，以及具備僅單一處理流體輸入的微結構50，像是熱控制或暫流時間或催化微結構，或者是各種任何其他具有各式處理流體輸入與輸出之組合的微結構的形式。在圖7所示之具體實施例裡，處理流體A是由該泵浦20所泵運，並且處理流體B是由該泵浦22所泵運，直接地進入該第一微結構40而於其內將流體予以合併與混合。處 理流體C則是由該泵浦24所泵運通過該微結構50，其中該流體在進入該第二微結構40之前會先被預加熱或預冷卻以供合併及混合於流體A及B經混合後的混合物或產出物。後續的處理流體D、E及F會由泵浦26、28及30以類似方式增入，並且所獲流體產出物會被遞送於輸出O處。

圖8的微反應器等同於圖7者並可以類似方式運作，但下述除外：微反應器係經排列以使得在處理流體D、E及F各者經增入和初始組合與混合後，該處理流體串流通過提供額外暫流時間與熱控制功能性的各別熱微結構50。

圖9顯示圖7的微反應器10，然增設有熱控制流體饋送。可運用兩種或以上的熱控制流體。在本具體實施例裡使用兩種熱控制流體G及H，並可供以在該微反應器10的各別相關部份處驅近或維持兩個不同溫度。該熱控制流體G是經由該微結構50由泵浦32饋送並離開至流體返回RG，在此可視需要於任何必要加熱或冷卻之後經相同迴路回收該流體。該熱控制流體H則是由泵浦34饋送，然是經由歧管60所饋送，而其分支62是以平行方式進入五個微結構40。收集歧管70於流體回返RH處收集並送返該熱控制流體H。在可能情況下，這種平行的熱控制流體饋送從效率性，成本及可靠性考量而言確為所欲者。

當即如在圖9中由該泵浦34以平行方式饋送熱流體時，各個經如此饋送之微結構40應可獲得所需要的熱控制流體流量。不適當的熱流體流動可能導致不良的反應控制或甚至是失去控制的情況。

圖9的微反應器10僅由單一處理單元102構成，亦即擁有在多個微結構內或穿過其間之單一主處理路徑的微反應器-處理流體路徑，而沿此路徑上並未平行地運用多個微結構來構成多條主處理路徑。在圖9的微反應器裡，單一處理單元102具有六個處理流體饋送A-F以及兩個熱控制流體饋送G及H。根據待予進行的反應而定，可能會需要更多的處理流體饋送，更多的熱控制流體饋送，及/或更複雜的微結構14網狀結構12。

從圖9(以及自圖8，其中熱控制流體饋送係經省略而所示)即可瞭解僅含有單一處理單元102的微反應器10可為相當地複雜。然而，為滿足所要求的高生產通量，故而可能會希望多個處理單元102平行地運作。雖可平行地複製整個處理單元102，然各種流體連接和流體處置元件，尤其是泵浦會提高成本，同時在跨於多個處理單元上將圖9的泵浦複製八個對於許多製程而言可能會是令人望之卻步地昂貴。故而所欲者為，在儘可能的情況下對於各個饋送由單一泵浦以平行方式操作多個處理單元102。

為此目的，其中運用多個處理單元102時，除在各個處理單元裡跨於多個微結構40、50歧管化以外，該熱控制流體饋送亦可視需要跨於多個處理單元上歧管化，即如圖10的具體實施例所示。

圖10的微反應器10含有兩個處理單元102，係經標註為1及2且經配置設定以以平行方式運作。再度地，處理流體係經省略以便於閱覽。該微反應器10含有兩個熱控制 流體泵浦32、34，並且在各者係經由一各別熱控制歧管60所連接的情況下，其中一者會進一步含有子歧管60A及60B。歧管60(以及子歧管60A、60B)各者將熱控制流體提供至多個互連微結構40、50的兩個或多個者。熱控制流體子歧管60A及60B各者含有分支62。

位於各別微結構40及50內部的熱控制通道或路徑或通道像是圖1及2之微結構內的路徑或通道240，或者是圖3及4之微結構內的路徑或通道348，以及圖5及6之路徑或通道的組合最好是擁有相當低度的流動阻抗，藉以在給定微反應器裡提供相當高度的熱控制流體流量。

流動阻抗雖希望為低，然該(等)疊層232的高度233亦最好為低度，通常是在0.2至3mm的範圍內，最好是在0.2至1.5mm的範圍內，而更希望是在0.5至1.0mm的範圍內，使得任何在熱流體流動過程中所構成的邊界層為微薄，如此保留良好的熱效能。可藉由圖1及2裡的排出口洞孔265在顯著部份裡獲致所欲之低流動阻抗，洞孔具有1至10mm範圍內的直徑，最好是在2至5mm的範圍內，或更希望是在3至5mm的範圍內。該處理流體路徑250亦非大型，最好是具有在0.1至2mm範圍內的通道或路徑高度235，且該處理流體路徑250是位於概略平面的體積或疊層231之內。該熱控制流體層232可具備注入口洞孔264，此洞孔擁有與該排出口265相同範圍內的直徑。

在必須將熱傳速率最大化的情況下，該熱流體通道的高度233(疊層的高度)應保持為低小，例如像是在 0.5-1.0mm的範圍內。而在熱傳速率並非關鍵的情況下，可增加該高度233以利於疊層232內之路徑240中的低流動阻抗。無論是否能夠運用該高度233的彈性，藉由此一類型的微結構皆能相對於先前作業而增加輸入及輸出連接埠的直徑以提供所欲之低流動阻抗益處，即使是在要求高熱傳速率的情況下亦同。

雖為相當大型直徑的連接埠或洞孔264、265，即如本揭所述，然輸入及輸出連接埠或洞孔264、265相對於具有較小孔徑的先前裝置並未體驗到顯著的張力增加，或甚略微降低，如此提供至少與先前所能獲得者相同的壓阻效能。這可藉由實驗以及有限元素模型化所展現。此等對於輸入及輸出連接埠或洞孔的放大直徑亦可視需要運用於該處理流體路徑，亦即輸入及輸出連接埠或洞孔282及283亦依所希冀在自1至10mm的大小範圍內，最好是在自2至5mm且以自3至5mm為佳，藉以在該處理流體路徑250里減少流動阻抗而具有至少相同壓力阻抗。

在類似於圖10的微反應器裡，除減少熱控制流體所需要的泵浦數量外，亦希望減少處理流體所需要的泵浦數量。由於許多對於在化學劑量學上微小變化的反應敏感性之故，處理流體的流體均化可為關鍵。

圖11顯示根據本發明之微反應器10的另一具體實施例。圖11的微反應器10含有四個處理單元102，係經平行排列且標註為1-4。然僅顯示出處理流體饋送線路。熱流體饋送線路則經省略以便於閱覽。

在圖11的具體實施例裡，處理流體饋送B-F皆為由跨於四個處理單元102所連接的各別歧管泵浦22-30所泵運。可藉由具有一種處理流體，在本例中為該處理流體A，由無歧管泵浦20A-20D泵運，而各個處理單元102對應一個以顯著程度地保留流體平衡。藉由以理想速率流動驅流處理流體流動之一，並且藉由利用低限制歧管80即可抑制各個處理單元102中的下游變異性。最好，該第一或頭端處理流體在圖式裡為處理流體A被施加於力量，即如本例中者或者是至少一個被施加力量者，即如後文在圖13中所示者。換言之，經各別地連接至各別無歧管流體泵浦的處理流體注入口(104)最好就是對於該頭端處理流體A的注入口(104)。

即如圖11之具體實施例的替代方式，處理流體之一不同者可為由無歧管泵浦所施加力量，像是圖12中所示。例如，特別低流量的處理流體流動可被施加力量，或是該流體流動可被施加力量，而如此產生最大的反應效能變異性或另為對於所欲結果具有最大效應者。例如，在該流體B比起該流體A具有較低要求的情況下，最好是利用圖12的微反應器10以提供對於引入該流體B的嚴格控制。而經如此運用，在圖12的反應器裡，經各別地連接至各別無歧管流體泵浦的處理流體注入口(104)為對於該處理流體B的注入口(104)，此流體B的注入口最好是具有低於該流體A的注入口的流動要求。經連接至無歧管泵浦的流體B注入口可為如此所連接的唯一注入口，或者即如另一替代方式，兩個或以上的處理流體可被施加力量，即如圖13的微反應器10中所示者。由於該微反 應器10之故，因此該處理流體A(頭端流體)和該處理流體B(下方流動流體，在所欲替代方式的情況下)兩者皆由各別的無歧管泵浦20A-20D及22A-22D所施加力量。其他組合當然亦為可行。

圖14顯示根據本發明而含有總共m個處理單元102之微反應器10的部份略圖。該微反應器10含有多個互連微結構14，此等係以m個處理單元102所排列(在該圖式中出現如橫列，即如在左方所標註)，而處理單元102係經配置設定以供平行地併同運作，m個處理單元各者具有n個各別處理流體注入口104(在該圖式中係以在上方標註之縱行所排列)。應注意該圖式雖為以橫列與縱行，然此排列與根據本發明的元件實體佈置確無太大關聯。例如，處理單元102無須為線性或單一分支或以橫列所排列。重點是在於本揭所述並藉助於圖式所瞭解的關係確實成立。對於各個處理單元102，n個各別處理流體注入口104中的y個係經分別地連接至一各別無歧管流體泵浦(為便於閱覽而未予圖示)。在此特定情況下，處理流體注入口中對於圖14左方處之處理流體A、B及C的三個係經分別地連接至無歧管泵浦(對於A的20A-20D，而對於B和C則未予圖示)。n個各別處理流體注入口104的n-y個，在本例中為位於圖式右方處的至少兩個，即對於處理流體E和F-係經由歧管80連接至一各別歧管流體泵浦28、30，其中y可為從1至含n-1的整數。最好，自一個別歧管流體泵浦沿該相關歧管80至相關微結構14的流動阻抗會小於經過該(等)相關微結構14之相關處理流體路徑150的流動阻抗，或者換句話說，會希望該歧管80相對於該(等)相關微結構14 為低阻性歧管。亦希望將各別泵浦的數量最小化，故而y最好是1或2，同時為依需要儘可能地高，藉以適當地控制待予執行的所欲反應。其淨結果為可利用微結構，包括含有玻璃，玻璃-陶瓷和陶瓷材料的微結構在內，以在經外部增數之微反應器裡進行高度複雜且敏感的反應，而無須對於連至每個微結構的每個饋送要求各別的饋送線路與泵浦。

圖15係根據本發明又另一特點之微反應器或微反應器部份的略圖，而據此可對來自於無歧管泵浦及/或歧管泵浦之其一或兩者的流動進行監視及/或回饋控制。在其中來自歧管泵浦之流動的嚴格被動劃分並不足以維持所需流動平衡的情況下，可運用一個或多個具有適當類型的流動監視器142以對一個或多個歧管泵浦的輸出進行監視。這些可例如包含正位移流動計144，或較佳為旋轉計146。可由操作者監視該量計輸出，並調整手動閥162以諧調該微反應器的流動平衡。或另者，控制系統電腦，工廠生產控制系統，微處理器等等114可經由流動資訊鏈結140接收流動資訊，並且可運用該所收資訊以透過閥控制鏈結160來自動地調整所控制的閥164。該控制系統電腦，工廠生產控制系統，微處理器等等110亦可經由處理資訊鏈結150以自個別微結構或與其相關聯的感測器接收各種輸入，同時可透過泵浦控制鏈結170以自動地調整無歧管泵浦，像是泵浦20D的流量。應瞭解此等連接無須為硬體接線。

本發明揭示內容使用方法及/或裝置概為適用於微結構裡，進行任何牽涉到混合、分離、提煉、結晶、沉澱或 其他處理流體或流體混合物的製程，包含多相態的流體混合物，並且包含含有亦納入有部份固體之多相態流體混合物的流體或流體混合物。該處理可包含物理性製程，經定義如製程而可獲致有機，無機或有機和無機兩者物種之互變的化學性反應，生物化學性製程或是任何其他形式的處理。可藉由本揭方法及/或裝置以進行下列非限制性的反應列表：氧化、還原、取代、消除、加成聚合、配位基交換、金屬交換及離子交換。更詳細地說，可藉由本揭方法及/或裝置以進行下列非限制性列表的任何反應：聚合、烷基化、脫烷基化、硝化、過氧化、硫氧化、環氧化、氨氧化、氫化、脫氫化、有機金屬反應、貴金屬化學/均相催化劑反應、羰基化、硫碳醯化、烷氧基化、鹵化、脫鹵氫化、脫鹵化、醛化、羧基化、脫羧基化、胺化、芳基化、肽耦合、醛醇縮合、環化縮合、脫氫環化、酯化、醯胺化、雜環合成、脫水、醇解、水解、氨解、醚化、酶促合成、縮酮、皂化、異構化、季銨化、甲醯化、相轉移反應、矽烷化、腈合成、磷酸化、臭氧化、疊氮化學、複分解、矽氫化、耦合反應、以及酶反應。

14‧‧‧互連微結構

210‧‧‧單元性微結構/單元性多層微流體裝置

220‧‧‧基板

230‧‧‧疊層

232‧‧‧疊層

234‧‧‧壁板

235‧‧‧通道或路徑高度

240‧‧‧熱控制流體路徑

264‧‧‧注入口洞孔

265‧‧‧排出口洞孔

Claims (15)

1. 一種微反應器(10)，包含以m個處理單元(102)所排列的多個互連微結構(14、50、40)，該處理單元(102)係經配置以平行地併同運作，該m個處理單元(102)的各者具有n個各別處理流體注入口(104)，其中該n個各別處理流體注入口(104)中的y個係分別地連接至各別無歧管流體泵浦(20A、20B、20C、20D；22A、22B、22C、22D；24A、24B、24C、24D)，並且其中該n個各別處理流體注入口(104)中的n減y個係經由一歧管(80)而連接至各別歧管流體泵浦(20、22、24、26、28、30)，其中y為自1至含n-1的整數。
2. 如請求項1所述之微反應器(10)，其中自一各別歧管流體泵浦(20、22、24、26、28、30)沿該相關歧管(80)至一相關微結構(14、40、50)的流動阻抗是小於經過該相關微結構(14、40、50)之一相關處理流體路徑(250、328)的流動阻抗。
3. 如請求項1或2所述之微反應器(10)，其中該微反應器(10)包含至少一個熱控制流體泵浦(32、34)，其係透過一熱控制流體歧管(60、60A、60B)而連接至兩個以上的該多個互連微結構(14、40、50)。
4. 如請求項3所述之微反應器，其中兩個以上的該多個互連微結構(14、40、50)包含一熱控制流體排出口洞孔(265)，其直徑在1至10mm範圍內。
5. 如請求項4所述之微反應器，其中兩個以上的該多個互連微結構(14、40、50)包含一熱控制流體排出口洞孔(265)，其直徑在2至5mm範圍內。
6. 如請求項4所述之微反應器，其中兩個以上的該多個互連微結構(14、40、50)包含一熱控制流體注入口洞孔(264)，其直徑在2至5mm範圍內。
7. 如請求項1或2所述之微反應器，其中該微結構(14、40、50)包含玻璃、陶瓷、以及玻璃陶瓷中的至少一種。
8. 如請求項1或2所述之微反應器，其中該微結構(14、40、50)包括至少一個多層微流體裝置(210)。
9. 如請求項1或2所述之微反應器，其中該微結構(14、40、50)包括至少一個蜂巢體式微流體裝置(312)。
10. 如請求項1或2所述之微反應器，其中y為2。
11. 如請求項1或2所述之微反應器，其中y為1。
12. 如請求項1或2所述之微反應器，其中分別地連接至各別無歧管流體泵浦(20A、20B、20C、20D；22A、22B、22C、 22D；24A、24B、24C、24D)的一處理流體注入口(104)為一頭端流體(A)的注入口(104)。
13. 如請求項1或2所述之微反應器，其中分別地連接至各別無歧管流體泵浦(20A、20B、20C、20D；22A、22B、22C、22D；24A、24B、24C、24D)的一處理流體注入口(104)為一流體(B)的注入口(104)，其比該頭端流體(A)的注入口(104)具有較低的流動要求。
14. 如請求項1或2所述之微反應器，更進一步包含一個或多個流動計(142、144、146)，用於監測一各別歧管流體泵浦(20、22、24、26、28、30)之輸出流量。
15. 一種調整一微反應器的流動平衡之方法，該方法包含下列步驟：提供如請求項1至14中任何一項所述之一微反應器，該微反應器更進一步包含一個或多個流動計(142)以及一個或多個手動閥(162)；監測該一個或多個流動計(142)；以及調整該一個或多個手動閥(162)以調整該微反應器之流動平衡。