CN111050901B - 微型反应器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的微型反应器系统(1)有微型反应器(10)、第1泵(112)、第2泵(122)、检测第1流体向一方的流入口的到达的第1流体检测器(113)、以及检测第2流体向另一方的流入口的到达的第2流体检测器(123)；第1泵(112)在向一方的流入口开始第1流体的移送后，根据第1流体检测器(113)的检测，停止移送；第2泵(122)在向另一方的流入口开始第2流体的移送后，根据第2流体检测器(123)的检测，停止移送；第1泵(112)及第2泵(122)分别在第1流体的移送被停止后、且第2流体的移送被停止后，再开始移送，移送被暂时停止的第1流体和移送被暂时停止的第2流体被向微型反应器(10)导入并混合。
Description
技术领域
本发明涉及具备将流体混合的微型反应器的微型反应器系统。
背景技术
近年来，在生物相关、医药品、化学产品等的制造领域，微型反应器的利用正在被推进。微型反应器是具有μm量级的微小流路的流型反应器，被用于流体彼此的混合及反应。微型反应器通常利用模铸成型、光刻等的微加工技术而制作，也研究了可更换的拆装式及设想了用后丢弃的一次性使用式。
微型反应器由于将微小流路作为反应场，所以能够迅速地进行通过分子扩散进行的流体的混合。此外，与以往的使用大型的反应器的批处理法相比，相对于流体的体积的表面积的效应变大，有热传递、热传导、化学反应等的效率变高的特征。因为这样的特性，在各种领域中期待由微型反应器的应用带来的反应时间的缩短及反应收获率的提高。
此外，微型反应器由于提供封闭系统的较小的反应场，所以适合于腐蚀性物质、反应性物质、其他危险物等，或伴随着危险的反应的处置。除此以外，由于占用体积较小，所以在编号增加时自由度较高，化学工学性的研究也简略化，能够实现物质的大量生产。因此，可以预见将微型反应器向广泛的领域应用的趋势会进一步加速。
通常，微型反应器被与泵、配管、温度调节装置等一起系统化，各种操作被半自动化而使用。在医药品等的制造的领域，由于要求与GMP(Good Manufacturing Practice：关于医药品的制造管理及品质管理的基准)对应，所以对于微型反应器系统也要求适合规则。
具体而言，不仅是微型反应器自身的设计、组装、维护等，关于配管等的液体接触部的整体，需要保证无菌性及非溶出性、也不发生原料及中间体等的变质及污染这样的性能。此外，被要求工艺的再现性，并且也需要与控制用的软件的确认(validation)及泄漏对策等的故障查找(trouble shooting)对应。
以往，对于微型反应器系统，进行了关于流体的移送(送液)的研究。
例如，在专利文献1中，作为微型反应器系统的一例，记载了具备微流体芯片的微流体装置。该微流体装置为以下的结构：在微流体芯片的温度调整结束后，转移到液体的开头处理，在规定的条件下执行溶液的送液(参照段落0063)。
此外，在专利文献2中，作为微型反应器系统的一例，记载了具有微反应空间的液体反应装置。该液体反应装置为以下的结构：调整基板的温度，流路的清洗结束后，通过泵的动作，将原料溶液向处理流路压送(参照段落0263等)。记载有：在反应生成物容易析出到微反应空间的情况下，使用2个系统的混合基板和反应基板的系列(参照段落0279等)、使用混合促进物体(参照段落0346等)、使用反洗泵(参照段落0416等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4380492号公报
专利文献2：国际公开第2006/043642号
发明内容
发明要解决的课题
以往，罐等中准备的流体通过泵的动作而被导入通常的微型反应器中。准备的各个流体通过泵开始移送而开始流动，经由不同的流入口被导入到微型反应器中，沿微小流路流动而合流，由此开始混合及反应。流体的混合比通常通过单独地调节各个流体的流量来调整。
但是，在将准备于罐等中的流体随着泵的动作而向微型反应器导入的方法中，有难以在精密的定时(时点)进行流体的混合的问题。根据流体的组成、粘度及距准备有流体的罐等的距离等，当通过泵的动作而开始流体的移送时，各流体到达流体彼此合流的合流点的定时发生偏差。结果，在将流体刚导入到微型反应器之后，不能以希望的混合比进行混合，在通过流体的混合而固体析出的情况或在反应生成物中包含固体的情况下等，有可能生成不想要的固体而将微小流路封闭。
此外，在如混合比向一方的流体一侧偏倚的情况那样、在流体间出现较大的流量差的情况下，对于流体的混合的定时更要求精密性。例如，当将准备于罐等中的流体随着泵的动作向微型反应器导入、要使其在微小流路中合流时，如果各流体到达合流点的定时不适当，则有可能流量较高侧的流体从合流点向流量较低侧的流路倒流。
特别是，与微型反应器连接的作为配管的管、腔室等，即使是相同的规格，在内径等方面有制品差的情况也不少。在有制品差的情况下，当将准备于罐等中的流体随着泵的动作向微型反应器导入、要使其在微小流路中合流时，由于在移送的途中容易带有流速差，所以各流体到达合流点的定时容易偏差。
关于使流体合流的定时的问题，如在专利文献1中记载那样，在通过将溶液送液直到全部液体检测传感器成为开启的应对方式中，在通过流体的混合而固体析出的情况或在反应生成物中包含固体的情况下等，有可能在结束了开头处理的定时，在微小流路中生成固体。此外，如在专利文献2中记载那样，在通过使用2个系统的基板的系列、或使用混合促进物体、或使用反洗泵的应对方式中，装置复杂化而花费成本，配管的制品差所造成的问题没有被解决。
所以，本发明的目的是提供一种能够在精密的定时进行流体的混合的微型反应器系统。
为了解决上述课题，有关本发明的微型反应器系统具备：微型反应器，具有被导入流体的2个流入口和使上述流体合流的流路，将从一方的上述流入口导入的第1流体和从另一方的上述流入口导入的第2流体在上述流路中混合；第1泵，将上述第1流体朝向上述流入口供给；第2泵，将上述第2流体朝向上述流入口供给；第1流体检测器，检测上述第1流体向一方的上述流入口的到达；以及第2流体检测器，检测上述第2流体向另一方的上述流入口的到达；上述第1泵在朝向一方的上述流入口开始上述第1流体的移送之后，根据上述第1流体检测器的检测，将移送停止；上述第2泵在朝向另一方的上述流入口开始上述第2流体的移送之后，根据上述第2流体检测器的检测，将移送停止；上述第1泵及上述第2泵分别在上述第1流体的移送被停止后且上述第2流体的移送被停止后，再开始移送；移送被暂时停止的上述第1流体和移送被暂时停止的上述第2流体被导入到上述微型反应器中而被混合。
发明效果
有关本发明的微型反应器系统能够在精密的定时(时点)进行流体的混合。
附图说明
图1是有关第1实施方式的微型反应器系统的示意图。
图2是表示微型反应器的一例的图。
图3是表示有关第1实施方式的微型反应器系统的运转方法的一例的流程图。
图4是表示有关第1实施方式的微型反应器系统的运转方法的另一例的流程图。
图5是有关第2实施方式的微型反应器系统的示意图。
图6是表示有关第2实施方式的微型反应器系统的运转方法的一例的流程图。
图7是有关第3实施方式的微型反应器系统的示意图。
图8是有关第4实施方式的微型反应器系统的示意图。
图9是表示有关第4实施方式的微型反应器系统的运转方法的一例的流程图。
图10是有关第5实施方式的微型反应器系统的示意图。
图11是有关第6实施方式的微型反应器系统的示意图。
图12是表示有关第6实施方式的微型反应器系统的运转方法的一例的流程图。
图13是有关第7实施方式的微型反应器系统的示意图。
图14是表示微型反应器的变形例的图。
具体实施方式
<第1实施方式>
首先，参照附图对有关本发明的第1实施方式的微型反应器系统进行说明。另外，在以下的各图中，对于共通的结构赋予相同的标号，省略重复的说明。
图1是有关第1实施方式的微型反应器系统的示意图。
如图1所示，有关第1实施方式的微型反应器系统1具备微型反应器10、第1流体用容器111、第1流体用泵(第1泵)112、第1流体检测传感器(第1流体检测器)113、第2流体用容器121、第2流体用泵(第2泵)122、第2流体检测传感器(第2流体检测器)123、回收用容器118和管t。
图1所示的微型反应器系统1将导入到微型反应器10中的流体彼此混合，产生流体彼此混和后的混合物或由流体彼此的反应带来的反应生成物(混合流体)。微型反应器10是流型反应器，具有供各个流体被导入的两个流入口、使流体彼此合流而混合的微小流路、以及使合流后的混合流体流出的流出口。
在微型反应器系统1中，如后述那样，由流体检测传感器检测流体向微型反应器10所具有的流入口的到达。并且，在通到流入口的各管路都成为被流体充满的状态后，开始进行基于流体向微型反应器10的导入的混合。在以下的说明中，以使用液体的第1流体和液体的第2流体作为流体的情况为例进行说明。
如图1所示，在微型反应器10的一方的流入口，经由管t连接着收容所准备的第1流体的第1流体用容器111和将第1流体朝向微型反应器10的一方的流入口供给的第1流体用泵112。第1流体用容器111与第1流体用泵112连接，第1流体用泵112与微型反应器10所具有的一方的流入口连接。
此外，在微型反应器10的另一方的流入口，经由管t连接着收容所准备的第2流体的第2流体用容器121和将第2流体朝向微型反应器10的另一方的流入口供给的第2流体用泵122。第2流体用容器121与第2流体用泵122连接，第2流体用泵122与微型反应器10所具有的另一方的流入口连接。
此外，在微型反应器10的流出口，经由管t连接着回收用容器118。管t例如是聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene：PTFE)制等。管t经由未图示的接头等与微型反应器10、泵、容器等连接。
作为第1流体用泵112及第2流体用泵122，使用例如管泵、柱塞泵、隔膜泵、螺旋泵等的适当的泵。作为泵所具备的管、压油器、隔膜等的液体接触部的材料，可以举出以聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane：PDMS)、硅树脂、PP(聚丙烯)、PTFE为代表的氟类树脂等的树脂材料。
这里，对能够在微型反应器系统1中使用的微型反应器10的具体例进行说明。
图2是表示微型反应器的一例的图。
作为微型反应器10，如图2所示，可以使用流路体积在流体间不对称的结构。微型反应器10具有分别供流体导入的2个流入口(101、102)、使分别被导入的流体合流并混合的微小流路(110、120、140)、以及使在合流点130合流后的混合流体流出的流出口104。
微型反应器10通过将上侧板100A与下侧板100B重叠而形成。对于上侧板100A，施以了槽加工，将下侧板100B重叠以将槽盖上，在同一平面上形成微小流路(110、120、140)。在下侧板100B，在与微小流路(110、120、140)的各末端重叠的位置设有贯通孔，高流量侧流入口101、低流量侧流入口102及流出口104分别在相反侧的面上开口。
下侧板100B的贯通孔设置为与微小流路(110、120、140)相比为大径。在贯通孔中，形成有未图示的螺纹槽，管t经由能够与该螺纹槽螺合的接头而连接在贯通孔。但是，也可以是贯通孔不一定设置得比微小流路(110、120、140)大径。例如，也可以是不在贯通孔形成螺纹槽而将管t直接与贯通孔连接。
微小流路(110、120、140)由从高流量侧流入口101到合流点130的高流量侧流路110、从低流量侧流入口102到合流点130的低流量侧流路120、和从合流点130到流出口104的排出流路140构成。
高流量侧流路110、低流量侧流路120及排出流路140优选的是流路宽度及流路深度被设为2mm以下。特别是，从进行迅速的混合的观点来看，合流点130的紧前或排出流路140优选的是流路宽度及流路深度被设为几十μm以上且1mm以下的范围。
高流量侧流路110被用于使被混合的流体中的混合比高、被设定为相对较高的流量的流体流过。另一方面，低流量侧流路120被用于使被混合的流体中的混合比低、被设定为相对较低的流量的流体流过。
高流量侧流路110如图2所示，被设置为与低流量侧流路120相比总流路体积大。例如，高流量侧流路110被设置为与被设为同等的流路宽度及流路深度的低流量侧流路120相比流路长度长。通过这样的构造，在混合比向一方的流体的一侧偏倚，在流体间出现较大的流量差的情况下，各流体到达合流点130的定时(时点)的偏差变小。
此外，高流量侧流路110如图2所示，在中间部分支为2条对称的分支流路110a、110b，在合流点130相互合流。低流量侧流路120从2条分支流路110a、110b之间连接到合流点130，使得从相同侧流入的低流量的流体和高流量的流体向处于相反侧的排出流路140流动。通过这样的构造，低流量的流体被高流量的流体夹着而开始混合，流体间的界面的面积扩大，混合的效率变高。
微型反应器10由在化学上稳定、与流体的反应性及溶出性较低、具备需要的加工性及机械性质的适当的材料形成。作为微型反应器10的材料，例如可以举出不锈钢、硅、金、玻璃、哈斯特洛合金(Hastelloy)、陶瓷、硅树脂、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PMP(聚甲基戊烯)、PDMS(聚二甲基硅氧烷)、ABS(丙烯腈－丁二烯－苯乙烯)树脂、PC(聚碳酸酯)、丙烯树脂、各种氟类树脂等。此外，也可以是搪瓷、镍、金等的涂层，或对硅等施以了氧化处理的材料。
如图1所示，在微型反应器系统1中，在第1流体用泵112与微型反应器10之间，接近于微型反应器10的一方的流入口而设置第1流体检测传感器113。第1流体检测传感器113对于被从微型反应器10的一方的流入口导入的第1流体，检测其向流入口的到达。
此外，在第2流体用泵122与微型反应器10之间，与微型反应器10的另一方的流入口接近而设置第2流体检测传感器123。第2流体检测传感器123对于被从微型反应器10的另一方的流入口导入的第2流体，检测其向流入口的到达。
作为第1流体检测传感器113及第2流体检测传感器123，根据流体的种类而使用适当的检测器。例如，可以使用检测图像、或光的吸收、折射、反射、散射、或电的导通、电阻、静电电容、或压力、温度、超声波、磁等的变化的检测器。检测器也可以是进行基于紫外线分光法、红外线分光法、拉曼分光法等的特定的成分的检测、或基于浑浊度等的检测的设备。
第1流体检测传感器113及第2流体检测传感器123能够向未图示的控制装置传送检测信号。控制装置具有通过来自第1流体检测传感器113或第2流体检测传感器123的检测信号的输入来控制第1流体用泵112及第2流体用泵122的动作的停止的功能。
另外，微型反应器10也可以为在单一次的使用后丢弃的一次性使用(用后丢弃)式。作为一次性使用式的微型反应器10的材料，优选的是使用上述的树脂材料类。此外，除了微型反应器10以外，也可以将第1流体用容器111、第2流体用容器121、回收用容器118、管t、接头等或其他的液体接触部做成一次性使用(用后丢弃)式。
接着，对微型反应器系统1的具体的运转方法进行说明。
在微型反应器系统1中，由第1流体检测传感器113及第2流体检测传感器123检测流体向微型反应器10所具有的流入口的到达。并且，在通到一方的流入口的管路以及通到另一方的流入口的管路都成为被流体充满的状态后，开始进行基于流体向微型反应器10的导入的混合。
通过在流入口(101、102)的附近检测流体的到达，将流体的移送(送液)暂时停止，由此通到各流入口的管路成为被流体充满的状态。微型反应器10所具有的流入口(101、102)以后的微小流路(110、120、140)的流路体积是微小的。因此，通过使通到各流入口的管路成为被流体充满的状态，将各流体的前端位置直到要混合之前都置于控制下，由此能够实质性地控制各流体到达合流点130的定时(时点)。
此外，由微型反应器10进行的流体的混合通过将两种流体都导入到微型反应器10中从而开始。由此，只要将第1流体及第2流体中的至少一方的移送(送液)暂时停止，就能够将移送(送液)成为停止状态的流体的移送(送液)在适当的定时再开始，从而使各流体到达合流点130的定时一致。
图3是表示有关第1实施方式的微型反应器系统的运转方法的一例的流程图。
在图3中，表示了在微型反应器系统1中将第1流体及第2流体的双方的移送(送液)暂时停止的运转方法。
在该运转方法中，当进行流体的混合时，首先开始第1流体用泵112进行的流体的移送(步骤S11)。通过第1流体用泵112开始工作，朝向微型反应器10的一方的流入口开始第1流体的移送。第1流体通过第1流体用泵112的工作，从第1流体用容器111朝向微型反应器10的一方的流入口在管t中被移送(步骤S12)。
在朝向微型反应器10的一方的流入口开始第1流体的移送后，如果第1流体的前端位置到达微型反应器10的一方的流入口，则由第1流体检测传感器113检测到第1流体的到达(步骤S13)。第1流体检测传感器113的检测信号被向控制装置传送。
接着，控制装置根据第1流体检测传感器113进行的检测，将第1流体用泵112停止，将第1流体的移送停止(步骤S14)。如果第1流体的移送被停止，则通到微型反应器10的一方的流入口的管路成为被移送成为停止状态的第1流体充满的状态。
此外，在进行流体的混合时，与第1流体同样，对于第2流体也朝向微型反应器10的另一方的流入口进行移送(送液)，如果第2流体的前端位置到达微型反应器10的另一方的流入口，则将移送(送液)暂时停止。
具体而言，开始第2流体用泵122进行的流体的移送(步骤S21)，将第2流体朝向微型反应器10的另一方的流入口移送(步骤S22)。并且，在朝向微型反应器10的另一方的流入口开始第2流体的移送之后，由第2流体检测传感器123检测出第2流体的到达(步骤S23)，根据检测，将第2流体用泵122停止，将第2流体的移送停止(步骤S24)。如果第2流体的移送被停止，则通到微型反应器10的另一方的流入口的管路成为被移送成为停止状态的第2流体充满的状态。
另外，将第1流体移送并使其暂时停止的操作、和将第2流体移送并使其暂时停止的操作的先后顺序没有被特别限制。既可以对第1流体先进行，也可以对第2流体先进行，也可以同时进行。
接着，第1流体用泵112及第2流体用泵122分别在第1流体检测传感器113进行的检测之后、且第2流体检测传感器123进行的检测之后，根据来自控制装置的信号输入而再开始移送(步骤S31)。即，根据检测而第1流体用泵112被暂时停止，第1流体的移送被停止之后，且第2流体用泵122被暂时停止，第2流体的移送被停止之后，将流体的移送在任意的时期再开始。
在再开始移送的情况下，在微型反应器10的流入口处移送被暂时停止了的停止状态的第1流体、和移送被暂时停止了的停止状态的第2流体，被向微型反应器10导入(步骤S32)。并且，第1流体被从微型反应器10的一方的流入口、例如高流量侧流入口101导入，在高流量侧流路110中流动，到达合流点130。此外，第2流体被从微型反应器10的另一方的流入口、例如低流量侧流入口102导入，在低流量侧流路120中流动，到达合流点130。并且，第1流体和第2流体在合流点130处合流，开始混合及反应。
接着，在合流点130合流后的混合流体在排出流路140中流动，被从流出口104排出(步骤S33)。然后，混合流体一边继续混合及反应一边在管t中通流，最终被回收到回收用容器118中。
这样，根据将第1流体及第2流体的双方的移送暂时停止的运转方法，能够使通到微型反应器10的流入口的管路分别在要进行流体的混合之前成为被流体充满的状态。因此，能够将各流体的前端位置直到要混合之前都容易地置于控制下。由此，能够实质性地控制各流体到达合流点130的定时，还能够通过控制使定时一致。因而，根据微型反应器系统1，能够在精密的定时进行流体的混合。
此外，根据这样的运转方法，在如混合比向一方的流体的一侧偏倚的情况那样、在流体间出现较大的流量差的情况下，也能够控制各流体到达合流点130的定时，所以能够防止流量较高的一侧的流体从合流点130向流量较低的一侧的流路倒流。此外，由于使流体的前端位置在微型反应器10的流入口处对齐，所以配管(管t)的内径等的制品差所造成的影响变小，也防止在流体的移送的途中出现不想要的流速差。进而，由于能够将流体的混合在精密的定时进行，所以结果能够缩短将流体混合的操作的处理时间，也能够将流体没有浪费地利用。
图4是表示有关第1实施方式的微型反应器系统的运转方法的另一例的流程图。
在图4中，表示了在微型反应器系统1中仅将第1流体及第2流体中的第2流体的移送(送液)暂时停止的运转方法。
在该运转方法中，当进行流体的混合时，在任意的时期，开始第1流体用泵112进行的流体的移送(步骤S11)。通过第1流体用泵112开始工作，朝向微型反应器10的一方的流入口开始第1流体的移送。通过第1流体用泵112的工作，第1流体从第1流体用容器111朝向微型反应器10的一方的流入口而在管t中被移送(步骤S12)。
另一方面，当进行流体的混合时，对于第2流体，朝向微型反应器10的另一方的流入口进行移送(送液)，如果第2流体的前端位置到达微型反应器10的另一方的流入口，则将移送(送液)暂时停止。
具体而言，开始第2流体用泵122进行的流体的移送(步骤S21)，将第2流体朝向微型反应器10的另一方的流入口移送(步骤S22)。并且，在朝向微型反应器10的另一方的流入口开始第2流体的移送之后，由第2流体检测传感器123检测第2流体的到达(步骤S23)，根据检测，将第2流体用泵122停止，将第2流体的移送停止(步骤S24)。如果第2流体的移送被停止，则通到微型反应器10的另一方的流入口的管路成为被移送成为停止状态的第2流体充满的状态。
另外，将第2流体移送并使其暂时停止的操作既可以在开始第1流体的移送之前预先进行，也可以在开始第1流体的移送之后并且第1流体到达微型反应器10的一方的流入口之前进行。
另一方面，第1流体用泵112继续工作，将第1流体朝向微型反应器10的一方的流入口移送。如果第1流体的前端位置到达微型反应器10的一方的流入口，则由第1流体检测传感器113检测第1流体的到达(步骤S41)。第1流体检测传感器113的检测信号被向控制装置传送。
接着，第2流体用泵122在第2流体检测传感器123的检测之后、并且在第1流体检测传感器113的检测之后，根据来自控制装置的信号输入而再开始移送(步骤S42)。即，在根据检测而第2流体用泵122被暂时停止、第2流体的移送被停止后，并且在第1流体检测传感器113的检测之后，即时地再开始流体的移送。
如果再开始移送，则被移送的第1流体和在微型反应器10的另一方的流入口处成为移送被暂时停止的停止状态的第2流体被向微型反应器10导入(步骤S43)。并且，第1流体和第2流体在合流点130处合流，开始混合及反应。
接着，在合流点130处合流后的混合流体在排出流路140中流动，被从流出口104排出(步骤S44)。然后，混合流体一边继续混合及反应一边在管t中通流，最终被回收到回收用容器118中。
这样，根据仅将第1流体及第2流体中的一方的流体的移送暂时停止的运转方法，能够一边使另一方的流体持续流动，一边使通到微型反应器10的流入口的管路分别在要进行流体的混合之前成为被流体充满的状态。因此，能够将各流体的前端位置直到要混合之前都容易地置于控制下。由此，能够实质性地控制各流体到达合流点130的定时，还能够通过控制使定时一致。因而，根据微型反应器系统1，能够在精密的定时进行流体的混合。
此外，根据这样的运转方法，在如混合比向一方的流体的一侧偏倚的情况那样、在流体间出现较大的流量差的情况下，也能够控制各流体到达合流点130的定时，所以能够防止流量较高的一侧的流体从合流点130向流量较低的一侧的流路倒流。此外，由于使流体的前端位置在微型反应器10的流入口处对齐(一致)，所以配管(管t)的内径等的制品差产生的影响变小，也防止在流体的移送的途中出现不想要的流速差。进而，由于能够在精密的定时进行流体的混合，所以结果是能够缩短将流体混合的操作的处理时间，还能够将流体没有浪费地利用。
<第2实施方式>
接着，参照附图对有关本发明的第2实施方式的微型反应器系统进行说明。
图5是有关第2实施方式的微型反应器系统的示意图。
如图5所示，有关第2实施方式的微型反应器系统2具备初段的微型反应器10A、下段以后的多个微型反应器(10B、10C)、流体A用容器11、流体A用泵(初段第1流体用的泵)12、流体A检测传感器(初段第1流体用的流体检测器)13a、下段以后的多个混合流体用流体检测传感器(混合流体用的流体检测器)13b、13c、流体B用容器21、流体B用泵(初段第2流体用的泵)22、流体B检测传感器(初段第2流体用的流体检测器)23、流体C用容器31、流体C用泵(被混合流体用的泵)32、流体C检测传感器(被混合流体用的流体检测器)33、流体D用容器41、流体D用泵(被混合流体用的泵)42、流体D检测传感器(被混合流体用的流体检测器)43、回收用容器18和管。
图5所示的微型反应器系统2具备相互串联连接的多个微型反应器(10A、10B、10C)。微型反应器系统2将向多个微型反应器(10A、10B、10C)依次导入的流体彼此混合，产生由流体彼此混和的混合物或流体彼此的反应带来的反应生成物(混合流体)。
初段的微型反应器10A具有供流体被导入的2个流入口、使分别被导入的流体合流而混合的微小流路、以及使合流后的混合流体流出的流出口。对于初段的微型反应器10A，从一方的流入口导入流体A(初段第1流体)。此外，从另一方的流入口导入流体B(初段第2流体)。
在初段的微型反应器10A中，流体A与流体B被一次混合而产生一次混合流体(流体A+B)。作为初段的微型反应器10A，优选的是使用图2所示的微型反应器10。
第2段的微型反应器10B被串联地设置在初段的微型反应器10A的下游。第2段的微型反应器10B同样具有供流体被导入的2个流入口、使分别被导入的流体合流而混合的微小流路、和使合流后的混合流体流出的流出口。对于第2段的微型反应器10B，从一方的流入口导入一次混合流体(流体A+B)。此外，从另一方的流入口导入作为被混合流体的流体C。
在第2段的微型反应器10B中，一次混合流体(流体A+B)和流体C被二次混合而产生二次混合流体(流体A+B+C)。作为第2段的微型反应器10B，优选的是使用图2所示的微型反应器10。
第3段的微型反应器10C被串联地设置在第2段的微型反应器10B的下游。第3段的微型反应器10C同样具有供流体被导入的2个流入口、使分别被导入的流体合流而混合的微小流路、和使合流后的混合流体流出的流出口。对于第3段的微型反应器10C，从一方的流入口导入二次混合流体(流体A+B+C)。此外，从另一方的流入口导入作为被混合流体的流体D。
在第3段的微型反应器10C中，二次混合流体(流体A+B+C)和流体D被三次混合，产生三次混合流体(流体A+B+C+D)。作为第3段的微型反应器10C，优选的是使用图2所示的微型反应器10。
如图5所示，在初段的微型反应器10A的一方的流入口，经由管连接着收容有被准备的流体A的流体A用容器11、和将流体A朝向初段的微型反应器10A的一方的流入口供给的流体A用泵12。流体A用容器11与流体A用泵12连接，流体A用泵12与初段的微型反应器10A所具有的一方的流入口连接。
此外，在初段的微型反应器10A的另一方的流入口，经由管连接着收容有被准备的流体B的流体B用容器21、和将流体B朝向初段的微型反应器10A的另一方的流入口供给的流体B用泵22。流体B用容器21与流体B用泵22连接，流体B用泵22与初段的微型反应器10A所具有的另一方的流入口连接。
此外，在初段的微型反应器10A所具有的流出口，经由管连接着第2段的微型反应器10B的一方的流入口。
同样，在第2段的微型反应器10B的另一方的流入口，经由管连接着收容有被准备的流体C的流体C用容器31、和将流体C朝向第2段的微型反应器10B的另一方的流入口供给的流体C用泵32。流体C用容器31与流体C用泵32连接，流体C用泵32与第2段的微型反应器10B所具有的另一方的流入口连接。
此外，在第2段的微型反应器10B所具有的流出口，经由管连接着第3段的微型反应器10C的一方的流入口。
同样，在第3段的微型反应器10C的另一方的流入口，经由管连接着收容有被准备的流体D的流体D用容器41、和将流体D朝向第3段的微型反应器10C的另一方的流入口供给的流体D用泵42。流体D用容器41与流体D用泵42连接，流体D用泵42与第3段的微型反应器10C所具有的另一方的流入口连接。
此外，在第3段的微型反应器10C的流出口，经由管连接着回收用容器18。
如图5所示，在微型反应器系统2中，在流体A用泵12与初段的微型反应器10A之间，与初段的微型反应器10A的一方的流入口接近地设置流体A检测传感器13a。流体A检测传感器13a对于被从初段的微型反应器10A的一方的流入口导入的流体A，检测其向流入口的到达。
此外，在流体B用泵22与初段的微型反应器10A之间，与初段的微型反应器10A的另一方的流入口接近地设置流体B检测传感器23。流体B检测传感器23对于被从初段的微型反应器10A的另一方的流入口导入的流体B，检测其向流入口的到达。
同样，在初段的微型反应器10A所具有的流出口与第2段的微型反应器10B之间，与第2段的微型反应器10B的一方的流入口接近地设置一次混合流体检测传感器13b。此外，在第2段的微型反应器10B所具有的流出口与第3段的微型反应器10C之间，与第3段的微型反应器10C的一方的流入口接近地设置二次混合流体检测传感器13c。
另一方面，在流体C用泵32与第2段的微型反应器10B之间，与第2段的微型反应器10B的另一方的流入口接近地设置流体C检测传感器33。此外，在流体D用泵42与第3段的微型反应器10C之间，与第3段的微型反应器10C的另一方的流入口接近地设置流体D检测传感器43。
作为流体A检测传感器13a、一次混合流体检测传感器13b、二次混合流体检测传感器13c、流体B检测传感器23、流体C检测传感器33及流体D检测传感器43，使用与上述的第1流体检测传感器113及第2流体检测传感器123同样的检测器。
接着，对微型反应器系统2的具体的运转方法进行说明。
在微型反应器系统2中，流体向串联连接的多个微型反应器(10A、10B、10C)各自所具有的流入口的到达，依次通过流体检测传感器(13a、23、13b、33、13c、43)而被检测。并且，与上述的微型反应器系统1同样，在通到一方的流入口的管路及通到另一方的流入口的管路都成为被流体充满的状态后，开始基于流体向微型反应器10导入而进行的混合。
具体而言，对于初段的微型反应器10A，将初段的一方的流体(初段第1流体：流体A)及初段的另一方的流体(初段第2流体：流体B)的双方的移送(送液)暂时停止。另一方面，对于下段以后的微型反应器(10B、10C)，仅将混合流体(一次混合流体、二次混合流体)及被混合流体(流体C、流体D)中的被混合流体(流体C、流体D)的移送(送液)暂时停止。在微型反应器系统2中，对于一次混合流体(A+B)、二次混合流体(A+B+C)及三次混合流体(A+B+C+D)，通过流体A用泵12、流体B用泵22、流体C用泵32、流体D用泵42的某个或其组合而继续移送(送液)，不进行将移送(送液)暂时停止的操作而继续运转。
图6是表示有关第2实施方式的微型反应器系统的运转方法的一例的流程图。
在图6中，基于微型反应器系统2所具备的一系列的微型反应器(10A、10B、10C)的顺序表示运转方法。
在该运转方法中，当进行流体的混合时，首先开始流体A用泵12进行的流体的移送(步骤S111)。通过流体A用泵12开始工作，流体A从流体A用容器11朝向初段的微型反应器10A的一方的流入口，在管中被移送(步骤S112)。
在朝向初段的微型反应器10A的一方的流入口开始流体A的移送之后，如果流体A的前端位置到达初段的微型反应器10A的一方的流入口，则流体A检测传感器13a检测流体A的到达(步骤S113)。流体A检测传感器13a的检测信号被向控制装置传送。
接着，控制装置根据流体A检测传感器13a的检测，将流体A用泵12停止，将流体A的移送停止(步骤S114)。如果流体A的移送被停止，则通到初段的微型反应器10A的一方的流入口的管路成为被移送成为停止状态的流体A充满的状态。
此外，在进行流体的混合时，与流体A同样，对于流体B也朝向初段的微型反应器10A的另一方的流入口进行移送(送液)，如果流体B的前端位置到达初段的微型反应器10A的另一方的流入口，则将移送(送液)暂时停止。
具体而言，开始流体B用泵22进行的流体的移送(步骤S121)，将流体B朝向初段的微型反应器10A的另一方的流入口移送(步骤S122)。并且，在朝向初段的微型反应器10A的另一方的流入口开始流体B的移送之后，流体B检测传感器23检测流体B的到达(步骤S123)，根据检测，将流体B用泵22停止，将流体B的移送停止(步骤S124)。如果流体B的移送被停止，则通到初段的微型反应器10A的另一方的流入口的管路成为被移送成为停止状态的流体B充满的状态。
接着，流体A用泵12及流体B用泵22分别在流体A检测传感器13a的检测之后、并且流体B检测传感器23的检测之后，根据来自控制装置的信号输入而再开始移送(步骤S151)。即，在根据检测而流体A用泵12被暂时停止、流体A的移送被停止之后，并且流体B用泵22被暂时停止、流体B的移送被停止之后，在任意的时期再开始流体的移送。
如果再开始移送，则在初段的微型反应器10A的流入口移送被暂时停止的停止状态的流体A、和移送被暂时停止的停止状态的流体B被向初段的微型反应器10A导入(步骤S152)。并且，流体A和流体B相互合流，开始混合及反应。
接着，合流之后的一次混合流体(流体A+B)被从初段的微型反应器10A的流出口排出(步骤S153)。然后，通过流体A用泵12和流体B用泵22，一次混合流体(流体A+B)从初段的微型反应器10A朝向第2段的微型反应器10B的一方的流入口而在管中被移送。
如图6所示，当进行流体的混合时，与流体B同样，对于流体C，也朝向第2段的微型反应器10B的另一方的流入口进行移送(送液)，如果流体C的前端位置到达第2段的微型反应器10B的另一方的流入口，则将移送(送液)暂时停止。
具体而言，开始流体C用泵32进行的流体的移送(步骤S131)，将流体C朝向第2段的微型反应器10B的另一方的流入口移送(步骤S132)。并且，在朝向第2段的微型反应器10B的另一方的流入口开始流体C的移送之后，由流体C检测传感器33检测流体C的到达(步骤S133)，根据检测，将流体C用泵32停止，将流体C的移送停止(步骤S134)。如果流体C的移送被停止，则通到第2段的微型反应器10B的另一方的流入口的管路成为被移送成为停止状态的流体C充满的状态。
另外，将流体C移送并使其暂时停止的操作既可以在开始流体A及流体B的移送之前预先进行，也可以在开始流体A及流体B的移送之后、并且一次混合流体(流体A+B)到达第2段的微型反应器10B的一方的流入口之前进行。
另一方面，流体A用泵12和流体B用泵22继续工作，将一次混合流体(流体A+B)朝向第2段的微型反应器10B的一方的流入口移送。如果一次混合流体(流体A+B)的前端位置到达第2段的微型反应器10B的一方的流入口，则由一次混合流体检测传感器13b检测一次混合流体(流体A+B)的到达(步骤S161)。一次混合流体检测传感器13b的检测信号被向控制装置传送。
接着，流体C用泵32在流体C检测传感器33的检测之后、并且一次混合流体检测传感器13b的检测之后，根据来自控制装置的信号输入而再开始移送(步骤S162)。即，在根据检测而流体C用泵32被暂时停止、流体C的移送被停止之后，并且一次混合流体检测传感器13b的检测之后，即时地再开始流体的移送。
如果再开始移送，则被移送的一次混合流体(流体A+B)和移送被暂时停止的停止状态的流体C被向第2段的微型反应器10B导入(步骤S163)。并且，一次混合流体(流体A+B)和流体C相互合流，开始混合及反应。
接着，合流后的二次混合流体(流体A+B+C)被从第2段的微型反应器10B的流出口排出(步骤S164)。然后，通过流体A用泵12、流体B用泵22和流体C用泵32，二次混合流体(流体A+B+C)从第2段的微型反应器10B朝向第3段的微型反应器10C的一方的流入口而在管中被移送。
如图6所示，当进行流体的混合时，与流体B及流体C同样，对于流体D，也朝向第3段的微型反应器10C的另一方的流入口进行移送(送液)，如果流体D的前端位置到达第3段的微型反应器10C的另一方的流入口，则将移送(送液)暂时停止。
具体而言，开始流体D用泵42进行的流体的移送(步骤S141)，将流体D朝向第3段的微型反应器10C的另一方的流入口移送(步骤S142)。并且，在朝向第3段的微型反应器10C的另一方的流入口开始流体D的移送之后，由流体D检测传感器43检测流体D的到达(步骤S143)，根据检测，将流体D用泵42停止，将流体D的移送停止(步骤S144)。如果流体D的移送被停止，则通到第3段的微型反应器10C的另一方的流入口的管路成为被移送成为停止状态的流体D充满的状态。
另外，将流体D移送而使其暂时停止的操作既可以在开始流体A、流体B及流体C的移送之前预先进行，也可以在开始流体A、流体B及流体C的移送之后、并且二次混合流体(流体A+B+C)到达第3段的微型反应器10C的一方的流入口之前进行。
另一方面，流体A用泵12、流体B用泵22和流体C用泵32继续工作，将二次混合流体(流体A+B+C)朝向第3段的微型反应器10C的一方的流入口移送。如果二次混合流体(流体A+B+C)的前端位置到达第3段的微型反应器10C的一方的流入口，则通过二次混合流体检测传感器13c检测二次混合流体(流体A+B+C)的到达(步骤S171)。二次混合流体检测传感器13c的检测信号被向控制装置传送。
接着，流体D用泵42在流体D检测传感器43的检测出之后、并且二次混合流体检测传感器13c的检测之后，根据来自控制装置的信号输入而再开始移送(步骤S172)。即，在根据检测而流体D用泵42被暂时停止、流体D的移送被停止之后，并且二次混合流体检测传感器13c的检测之后，即时地再开始流体的移送。
如果再开始移送，则被移送的二次混合流体(流体A+B+C)和移送被暂时停止的停止状态的流体D被向第3段的微型反应器10C导入(步骤S173)。并且，二次混合流体(流体A+B+C)和流体D相互合流，开始混合及反应。
接着，合流后的三次混合流体(流体A+B+C+D)被从第3段的微型反应器10C的流出口排出(步骤S174)。然后，三次混合流体(流体A+B+C+D)被向回收用容器18回收。
根据以上的微型反应器系统2及其运转方法，能够一边使混合流体继续流动，一边使通到各微型反应器的流入口的管路分别在要进行流体的混合之前成为被流体充满的状态。因此，能够将各流体的前端位置直到要混合之前都容易地置于控制下。由此，能够实质性地控制各流体到达合流点的定时(时点)，也能够通过控制使定时一致。因而，根据微型反应器系统2，能够在精密的定时连续地进行3种以上的流体的混合。
<第3实施方式>
接着，参照附图对有关本发明的第3实施方式的微型反应器系统进行说明。
图7是有关第3实施方式的微型反应器系统的示意图。
如图7所示，有关第3实施方式的微型反应器系统3与上述的微型反应器系统2同样，具备串联连接的多个微型反应器(10A、10B、10C)、流体用容器(11、21、31、41)、流体用泵(12、22、32、42)、流体检测传感器(13a、13b、13c、23、33、43)、回收用容器18和管。
有关第3实施方式的微型反应器系统3与上述微型反应器系统2不同的点是在微型反应器(10A、10B、10C)的流入口还具备阀(14a、14b、14c、24、34、44)这一点。
在微型反应器系统3中，在流体A检测传感器13a与初段的微型反应器10A之间设有流体A用阀14a。此外，在初段的微型反应器10A所具有的流出口与第2段的微型反应器10B之间设有一次混合流体用阀14b。此外，在第2段的微型反应器10B所具有的流出口与第3段的微型反应器10C之间设有二次混合流体用阀14c。
此外，在流体B检测传感器23与初段的微型反应器10A之间设有流体B用阀24。此外，在流体C检测传感器33与第2段的微型反应器10B之间设有流体C用阀34。此外，在流体D检测传感器43与第3段的微型反应器10C之间设有流体D用阀44。
作为流体A用阀14a、一次混合流体用阀14b、二次混合流体用阀14c、流体B用阀24、流体C用阀34及流体D用阀44，使用闸阀、蝶形阀、截止阀、夹管阀等的适当的阀。作为一次性使用式的阀，在仅管接触液体这一点上，特别优选的是使用夹管阀。
当由流体检测传感器(13a、13b、13c、23、33、43)检测到流体向各微型反应器(10A、10B、10C)的流入口的到达时，流体A用阀14a、一次混合流体用阀14b、二次混合流体用阀14c、流体B用阀24，流体C用阀34及流体D用阀44与流体用泵(12、22、32、42)的停止一起，被从开放的状态关闭。并且，与流体A用泵12的移送开始一起，流体A用阀14a、一次混合流体用阀14b及二次混合流体用阀14c被从封闭的状态设为打开的状态。此外，与流体B用泵22的移送开始一起，流体B用阀24、一次混合流体用阀14b及二次混合流体用阀14c被从封闭的状态设为打开的状态。此外，与流体C用泵32的移送开始一起，流体C用阀34及二次混合流体用阀14c被从封闭的状态设为打开的状态。此外，与流体D用泵42的移送开始一起，流体D用阀44被从封闭的状态设为打开的状态。
根据以上的微型反应器系统3及其运转方法，流体的移送在微型反应器的流入口处被可靠地停止，并且使向微型反应器导入的流体的前端位置可靠地对齐(一致)，所以能够在更精密的定时进行流体的混合。特别是，在如混合比向一方的流体的一侧偏倚的情况那样、在流体间出现较大的流量差的情况下，也能够可靠地防止微型反应器的合流点处的倒流。
<第4实施方式>
接着，参照附图对有关本发明的第4实施方式的微型反应器系统进行说明。
图8是有关第4实施方式的微型反应器系统的示意图。
如图8所示，有关第4实施方式的微型反应器系统4与上述的微型反应器系统3同样，具备串联连接的多个微型反应器(10A、10B、10C)、流体用容器(11、21、31、41)、流体用泵(12、22、32、42)、流体检测传感器(13a、13b、13c、23、33、43)、管和阀(14a、14b、14c、24、34、44)。
有关第4实施方式的微型反应器系统4与上述微型反应器系统3不同的点是：在最终段的微型反应器10C的下游分支连接着用来将混合后的流体回收的回收管(回收路径)t10、和用来将流体废弃的废弃管(废弃路径)t20，在回收管t10具备回收侧阀84a和回收用容器18a，在废弃管t20具备废弃侧阀84b和废弃用容器18b。
回收管t10在最终段的微型反应器10C的流出口的下游处分支，与分支点接近地设置有回收侧阀84a。并且，在回收管t10的下游，设置有回收用容器18a。由串联连接的多个微型反应器(10A、10B、10C)混合后的混合流体被向回收用容器18a回收。
另一方面，废弃管t20在最终段的微型反应器10C的流出口的下游处分支，与分支点接近地设置有废弃侧阀84b。并且，在废弃管t20的下游，设置有废弃用容器18b。没有被以适当的混合比混合的流体代替被向回收用容器18a回收而被向废弃用容器18b废弃。
图9是表示有关第4实施方式的微型反应器系统的运转方法的一例的流程图。
在图9中，表示在微型反应器系统4中开始了流体的混合之后、在混合的初期阶段进行的运转方法。
在该运转方法中，与上述微型反应器系统2的运转方法同样，使通到串联连接的多个微型反应器(10A、10B、10C)的各流入口的管路成为被流体充满的状态，开始流体的混合。在开始流体的混合的初期的阶段，回收侧阀84a是封闭的状态，废弃侧阀84b是开放的状态。
在开始了流体的混合的初期阶段，合流后的三次混合流体(流体A+B+C+D)被从第3段的微型反应器10C的流出口排出，经由废弃管t20被向废弃用容器18b废弃(步骤S211)。
接着，在三次混合流体(流体A+B+C+D)被向废弃用容器18b废弃的期间中，由控制装置判定是否经过了规定时间(步骤S212)。例如，基于流体用泵(12、22、32、42)开始流体的移送后的经过时间、二次混合流体检测传感器13c检测到流体的到达之后的经过时间等，判定是否混合比容易变得不稳定的初期的混合已结束。
控制装置，在没有经过规定时间(步骤S212；否)的情况下，有可能与所期望的混合比有偏差的混合流体被回收，因此将处理向步骤S211返回。
另一方面，控制装置，在经过了规定时间(步骤S212；是)的情况下，与所期望的混合比有偏差的混合流体被回收的可能性较低，因此将处理向步骤S213前进。
接着，控制装置在步骤S213中将封闭的状态的回收侧阀84a打开，另一方面，将开放的状态的废弃侧阀84b关闭(步骤S213)。另外，阀的切换操作也可以在将回收侧阀84a打开、将废弃侧阀84b也打开的状态维持一定时间后，将废弃侧阀84b关闭。通过这样的操作，能够防止系统内的压力急剧地增大。
并且，被从第3段的微型反应器10C排出的合流后的三次混合流体(流体A+B+C+D)通过阀的切换操作，经由回收管t10被向回收用容器18a回收(步骤S214)。
根据以上的微型反应器系统4及其运转方法，能够将在开始流体的混合的初期的阶段有可能发生的与所期望的混合比有偏差的混合流体不回收而废弃。即，能够仅将以所期望的混合比混合的混合流体高效率地回收。
<第5实施方式>
接着，参照附图对有关本发明的第5实施方式的微型反应器系统进行说明。
图10是有关第5实施方式的微型反应器系统的示意图。
如图10所示，有关第5实施方式的微型反应器系统5与上述微型反应器系统4同样，具备串联连接的多个微型反应器(10A、10B、10C)、流体用容器(11、21、31、41)、流体用泵(12、22、32、42)、流体检测传感器(13a、13b、13c、23、33、43)、管、阀(14a、14b、14c、24、34、44、84a、84b)、回收用容器18a和废弃用容器18b。
有关第5实施方式的微型反应器系统5与上述微型反应器系统4不同的点是：在各微型反应器(10A、10B、10C)及各流体用泵(12、22、32、42)的各自中具备检测流体的泄漏的泄漏检测传感器(泄漏检测器)(16a、16b、16c、15、25、35、45)。
在微型反应器系统5中，如在图10中用虚线表示那样，分别在初段的微型反应器10A具备第1泄漏检测传感器16a、在第2段的微型反应器10B具备第2泄漏检测传感器16b、在第3段的微型反应器10C具备第3泄漏检测传感器16c。此外，分别在流体A用泵12具备流体A泄漏检测传感器15、在流体B用泵22具备流体B泄漏检测传感器25、在流体C用泵32具备流体C泄漏检测传感器35、在流体D用泵42具备流体D泄漏检测传感器45。
作为泄漏检测传感器(16a、16b、16c、15、25、35、45)，例如可以使用电极间电阻检测方式、光学方式、流量检测方式、重量检测方式等的适当的检测器。
根据以上的微型反应器系统5及其运转方法，能够由泄漏检测传感器检测有可能在微型反应器及泵中发生的流体的泄漏。因此，能够可靠地防止流体从微型反应器或泵泄漏、与所期望的混合比有偏差地被混合的混合流体被回收的情况。
<第6实施方式>
接着，参照附图对有关本发明的第6实施方式的微型反应器系统进行说明。
图11是有关第6实施方式的微型反应器系统的示意图。
如图11所示，有关第6实施方式的微型反应器系统6与上述微型反应器系统5同样，具备串联连接的多个微型反应器(10A、10B、10C)、流体用容器(11、21、31、41)、流体用泵(12、22、32、42)、流体检测传感器(13a、13b、13c、23、33、43)、管、阀(14a、14b、14c、24、34、44、84a、84b)、回收用容器18a、废弃用容器18b和泄漏检测传感器(16a、16b、16c、15、25、35、45)。
有关第6实施方式的微型反应器系统6与上述微型反应器系统5不同的点是：具备检测被向各微型反应器(10A、10B、10C)导入的流体各自的重量变化的被混合流体用重量传感器(第1重量检测器)(17、27、37、47)、和检测被从微型反应器10C回收的混合流体的重量变化的混合流体用重量传感器(第2重量检测器)87。
在微型反应器系统6中，如图11所示，分别以载置着流体用容器(11、21、31、41)的状态而装备有计测准备于流体A用容器11中的流体A的重量的流体A用重量传感器17、计测准备于流体B用容器21的流体B的重量的流体B用重量传感器27、计测准备于流体C用容器31的流体C的重量的流体C用重量传感器37、以及计测准备于流体D用容器41的流体D的重量的流体D用重量传感器47。
此外，以载置着回收用容器18a的状态而装备有测量被向回收用容器18a回收的三次混合流体(流体A+B+C+D)的重量的混合流体用重量传感器87。被混合流体用重量传感器(17、27、37、47)及混合流体用重量传感器87例如由电子天平等构成，但也可以是基于载荷来检测重量变化的载荷传感器(负载传感器)等。此外，被混合流体用重量传感器(17、27、37、47)及混合流体用重量传感器87也可以不载置各容器而以悬挂的状态装备。由被混合流体用重量传感器(17、27、37、47)及混合流体用重量传感器87计测流体A、流体B、流体C及流体D的重量的合计的每单位时间的减少量和被回收的混合流体的重量的每单位时间的增加量，由此，掌握时时刻刻的质量平衡。
图12是表示有关第6实施方式的微型反应器系统的运转方法的一例的流程图。
在图12中，表示了在微型反应器系统6中开始流体的混合之后、继续流体的混合时的运转方法。
在该运转方法中，与上述微型反应器系统2的运转方法同样，使通到串联连接的多个微型反应器(10A、10B、10C)的各流入口的管路成为被流体充满的状态，开始流体的混合。在初期的阶段结束之后，在继续流体的混合的阶段，回收侧阀84a是开放的状态，废弃侧阀84b是封闭的状态。
在继续流体的混合的阶段，合流后的三次混合流体(流体A+B+C+D)被从第3段的微型反应器10C的流出口排出，经由回收管t10被向回收用容器18a回收(步骤S311)。
接着，在三次混合流体(流体A+B+C+D)被向回收用容器18a回收的期间中，由控制装置判定是否检测到了流体的泄漏(步骤S312)。具体而言，判定是否第1泄漏检测传感器16a、第2泄漏检测传感器16b、第3泄漏检测传感器16c、流体A泄漏检测传感器15、流体B泄漏检测传感器25、流体C泄漏检测传感器35及流体D泄漏检测传感器45的某个检测到了从微型反应器或泵的流体的泄漏，及是否流体检测传感器(13a、13b、13c、23、33、43)检测到了流体的流动的异常。
控制装置，在检测到了某个流体的泄漏(步骤S312；是)的情况下，有可能与所期望的混合比有偏差的混合流体被回收，因此将处理向步骤S319前进。
另一方面，控制装置，在没有检测到流体的泄漏(步骤S312；否)的情况下，由于与所期望的混合比有偏差的混合流体被回收的可能性较低，因此将处理向步骤S313前进。
接着，控制装置在步骤S313中判定在泵中是否有异常(步骤S313)。例如，基于流体的流量的变化等，判定是否在流体用泵(12、22、32、42)的某个中发生了失调。
控制装置，在泵中有异常(步骤S313；是)的情况下，有可能与所期望的混合比有偏差的混合流体被回收，因此将处理向步骤S319前进。
接着，控制装置在步骤S319中将微型反应器系统6的运转进行停止处理(步骤S319)。由于流体从微型反应器或泵的泄漏，难以将所期望的混合比的混合流体回收，所以转移到既定的停止处理，结束微型反应器系统6的运转。
以下的表1例示了各流体检测传感器(13a、13b、13c、23、33、43)检测到流体的流动的异常的情况下的所设想的异常部位(异常检测位置)、具体的现象和其对策。例如，通过转移到由表1所示的对策进行的既定的停止处理、将与泄漏的部分对应的流体先停止，能够防止流体的倒流及向被回收的混合流体的大量的混入。
[表1]
另一方面，控制装置，在泵中没有异常(步骤S313；否)的情况下，由于与所期望的混合比有偏差的混合流体被回收的可能性较低，所以将处理向步骤S314前进。
接着，控制装置在步骤S314中，判定流体A、流体B、流体C及流体D重量的合计的每单位时间的减少量和被回收的混合流体的重量的每单位时间的增加量的质量平衡中是否有异常(步骤S314)。具体而言，基于由被混合流体用重量传感器(17、27、37、47)计测的被准备的流体A、流体B、流体C及流体D的重量的合计的每单位时间的减少量、和由混合流体用重量传感器87计测的最终的三次混合流体(流体A+B+C+D)的重量的每单位时间的增加量，判定是否保持了质量平衡。
控制装置，在质量平衡没有异常(步骤S314；否)的情况下，与所期望的混合比有偏差的混合流体被回收的可能性较低，因此将处理向步骤S311返回。
另一方面，控制装置，在质量平衡有异常(步骤S314；是)的情况下，有可能与所期望的混合比有偏差的混合流体被回收，因此将处理向步骤S315前进。
接着，控制装置在步骤S315中将开放的状态的回收侧阀84a关闭，另一方面，将封闭的状态的废弃侧阀84b打开(步骤S315)。有可能与所期望的混合比有偏差的三次混合流体(流体A+B+C+D)经由废弃管t20被向废弃用容器18b废弃。
接着，控制装置将流体A用泵12、流体B用泵22、流体C用泵32及流体D用泵42停止，将流体A、流体B、流体C及流体D的移送停止，并且将一次混合流体(流体A+B)、二次混合流体(流体A+B+C)及三次混合流体(流体A+B+C+D)的移送停止(步骤S316)。此时，对于流体A用阀14a、流体B用阀24、流体C用阀34、流体D用阀44，也根据需要而关闭。然后，结束微型反应器系统6的运转。
根据以上的微型反应器系统6及其运转方法，不论泄漏检测传感器如何，都能够基于质量平衡的变化掌握流体的泄漏。因此，对于从不设置泄漏检测传感器的部位及从不能设置泄漏检测传感器的部位的泄漏也能够检测。
<第7实施方式>
接着，参照附图对有关本发明的第7实施方式的微型反应器系统进行说明。
图13是有关第7实施方式的微型反应器系统的示意图。此外，图14是表示微型反应器的变形例的图。
如图13所示，有关第7实施方式的微型反应器系统7与上述微型反应器系统6同样，具备串联连接的多个微型反应器(10A、10B、10C)、流体用容器(11、21、31、41)、流体用泵(12、22、32、42)、流体检测传感器(13a、13b、13c、23、33、43)、管、阀(14a、14b、14c、24、34、44、84a、84b)、回收用容器18a、废弃用容器18b、泄漏检测传感器(16a、16b、16c、15、25、35、45)、被混合流体用重量传感器(17、27、37、47)和混合流体用重量传感器87。
有关第7实施方式的微型反应器系统7与上述微型反应器系统6不同的点是：在各微型反应器(10A、10B、10C)具备调节微型反应器的温度的温度调节块(温度调节装置)(200a、200b、200c)、并且在各微型反应器(10A、10B、10C)的下游具备调节由微型反应器(10A、10B、10C)混合后的混合流体的温度的流体用温度调节器(温度调节装置)(19a、19b、19c)。
在微型反应器系统7中，如图13所示，分别在初段的微型反应器10A具备第1温度调节块200a，在第2段的微型反应器10B具备第2温度调节块200b，在第3段的微型反应器10C具备第3温度调节块200c。
此外，分别在初段的微型反应器10A所具有的流出口与第2段的微型反应器10B所具有的流入口之间具备一次混合流体用温度调节器19a，在第2段的微型反应器10B所具有的流出口与第3段的微型反应器10C所具有的流入口之间具备二次混合流体用温度调节器19b，在第3段的微型反应器10C所具有的流出口的下游具备三次混合流体用温度调节器19c。
如在图14中用标号200表示那样，第1温度调节块200a、第2温度调节块200b及第3温度调节块200c与各微型反应器(10A、10B、10C)(由标号10表示)的一面邻接地装备。图14所示的温度调节块200通过定位用贯通孔210进行相对于微型反应器(10)的对位，通过带有弹簧的螺钉220以与微型反应器(10)密接的状态而被固定。
温度调节块200具有供热介质被导入的导入口203、和将热介质排出的排出口204。对于温度调节块200，经由导入口203供给未图示的温度调节装置进行了温度调节后的热介质。并且，从导入口203导入的热介质在将微型反应器(10)调温后，被从排出口204排出。
温度调节块(200a、200b、200c)例如由不锈钢、哈斯特洛合金、铜等的热传导率较大的材料形成。热介质通流的流路相对于微型反应器(10)的微小流路可以设置为任意的形状。例如，既可以相对于微小流路平行地设置，也可以设置为在剖视时相对于微小流路交叉的形状。此外，工作介质所通流的流路也可以是将板状的温度调节块层叠而构成的层叠型。
如在图13中用双点划线表示那样，一次混合流体用温度调节器19a、二次混合流体用温度调节器19b及三次混合流体用温度调节器19c对在与各微型反应器(10A、10B、10C)的流出口连接的管中流动的流体进行温度调节。一次混合流体用温度调节器19a、二次混合流体用温度调节器19b及三次混合流体用温度调节器19c例如由各种检测式的管型恒温器构成。
根据以上的微型反应器系统7及其运转方法，在通过各微型反应器(10A、10B、10C)混合的流体产生发热反应或吸热反应那样的情况下，也通过用温度调节块(200a、200b、200c)或流体用温度调节器(19a、19b、19c)适当地进行温度调节，能够将反应效率维持得较高。
以上，对本发明的实施方式及变形例进行了说明，但本发明并不限定于上述形态，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种的变更。例如，本发明并不限定于一定具备上述实施方式及变形例具备的全部结构。也可以将某个实施方式或变形例的结构的一部分替换为其他实施方式或变形例的结构，或将某个实施方式或变形例的结构的一部分追加到其他实施方式或变形例中，或将某个实施方式或变形例的结构的一部分省略。
例如，上述的微型反应器系统1也可以做成将多个微型反应器10串联连接的结构。在这样的结构中，将图3及图4所示的运转方法对任一段的微型反应器10都可以应用。此外，上述的微型反应器系统1、2、3、4、5、6、7其串联连接的微型反应器的段数也可以是1个以上的任意的数量，也可以是混合了2种以上的任意的种类的数量的流体的结构。
此外，流体用泵、流体检测传感器、阀、泄漏检测传感器、重量传感器、温度调节块、流体用温度调节器等只要不损害其功能，也可以将设置位置变更，也可以将一部分的设置省略。作为第1流体、第2流体、其他流体，既可以使用液体，也可以使用气体，也可以使用包含固体的液体，也可以使用包含气体的液体，也可以分别使用液体和气体，也可以使用作为流体处理的物体。
此外，上述的微型反应器系统1、2、3、4、5、6、7所具备的微型反应器只要是具有将至少两种流体混合的微小流路，可以是适当的形状。例如，既可以设置为俯视时呈Y字型、T字型等的适当的形状，也可以设置为流体形成多层流而合流的形状。到两种流体流入而合流为止的流路体积既可以偏倚，也可以不偏倚。
标号说明
1、2、3、4、5、6、7 微型反应器系统；
10 微型反应器；
10A 初段的微型反应器；
10B 第2段的微型反应器；
10C 第3段的微型反应器；
11 流体A用容器；
12 流体A用泵(初段第1流体用的泵)；
13a 流体A检测传感器(初段第1流体用的流体检测器)；
13b 一次混合流体检测传感器(混合流体用的流体检测器)；
13c 二次混合流体检测传感器(混合流体用的流体检测器)；
14a 流体A用阀；
14b 一次混合流体用阀；
14c 二次混合流体用阀；
15 流体A泄漏检测传感器(泄漏检测器)；
16a 第1泄漏检测传感器(泄漏检测器)；
16b 第2泄漏检测传感器(泄漏检测器)；
16c 第3泄漏检测传感器(泄漏检测器)；
17 流体A用重量传感器(第1重量检测器)；
18 回收用容器；
18a 回收用容器；
18b 废弃用容器；
19a 一次混合流体用温度调节器(温度调节装置)；
19b 二次混合流体用温度调节器(温度调节装置)；
19c 三次混合流体用温度调节器(温度调节装置)；
21 流体B用容器；
22 流体B用泵(初段第2流体用的泵)；
23 流体B检测传感器(初段第2流体用的流体检测器)；
24 流体B用阀；
25 流体B泄漏检测传感器(泄漏检测器)；
27 流体B用重量传感器(第1重量检测器)；
31 流体C用容器；
32 流体C用泵(被混合流体用的泵)；
33 流体C检测传感器(被混合流体用的流体检测器)；
34 流体C用阀；
35 流体C泄漏检测传感器(泄漏检测器)；
37 流体C用重量传感器(第1重量检测器)；
41 流体D用容器；
42 流体D用泵(被混合流体用的泵)；
43 流体D检测传感器(被混合流体用的流体检测器)；
44 流体D用阀；
45 流体D泄漏检测传感器(泄漏检测器)；
47 流体D用重量传感器(第1重量检测器)；
84a 回收侧阀；
84b 废弃侧阀；
87 混合流体用重量传感器(第2重量检测器)；
100A 上侧板；
100B 下侧板；
101 高流量侧流入口；
102 低流量侧流入口；
104 流出口；
110 高流量侧流路；
110a、110b 分支流路；
120 低流量侧流路；
130 合流点；
140 排出流路；
111 第1流体用容器；
112 第1流体用泵(第1泵)；
113 第1流体检测传感器(第1流体检测器)；
118 回收用容器；
121 第2流体用容器；
122 第2流体用泵(第2泵)；
123 第2流体检测传感器(第2流体检测器)；
200a 第1温度调节块(温度调节装置)；
200b 第2温度调节块(温度调节装置)；
200c 第3温度调节块(温度调节装置)；
203 导入口；
204 排出口；
t 管；
t10 回收管(回收路径)；
t20 废弃管(废弃路径)。
Claims (10)
1.一种微型反应器系统，
具备：
微型反应器，具有供流体被导入的2个流入口和使上述流体合流的流路，将从一方的上述流入口导入的第1流体和从另一方的上述流入口导入的第2流体在上述流路中混合；
第1泵，将上述第1流体朝向上述流入口供给；
第2泵，将上述第2流体朝向上述流入口供给；
第1流体检测器，检测上述第1流体向一方的上述流入口的到达；以及
第2流体检测器，检测上述第2流体向另一方的上述流入口的到达；
上述第1泵在朝向一方的上述流入口开始上述第1流体的移送之后，根据上述第1流体检测器进行的检测，将移送停止；
上述第2泵在朝向另一方的上述流入口开始上述第2流体的移送之后，根据上述第2流体检测器进行的检测，将移送停止；
上述第1泵及上述第2泵的各自在上述第1流体的移送被停止后且上述第2流体的移送被停止后，再开始移送；
移送被暂时停止的上述第1流体和移送被暂时停止的上述第2流体被导入至上述微型反应器而被混合，
上述流路包括供要被混合的流体中的混合比高且流量相对高的上述第1流体流动的高流量侧流路、供要被混合的流体中的混合比低且流量相对低的上述第2流体流动的低流量侧流路、以及从上述高流量侧流路与上述低流量侧流路的合流点到流出口的排出流路，
上述高流量侧流路在中间部分分支为2条对称的分支流路，上述分支流路在上述合流点合流，上述低流量侧流路从2条上述分支流路之间连接到上述合流点，以使从相同侧流入的上述第1流体与上述第2流体向处于相反侧的上述排出流路流动，
供上述第1流体流动的上述高流量侧流路的流路体积比供上述第2流体流动的上述低流量侧流路的流路体积大。
2.一种微型反应器系统，
具备：
微型反应器，具有供流体被导入的2个流入口和使上述流体合流的流路，将从一方的上述流入口导入的第1流体和从另一方的上述流入口导入的第2流体在上述流路中混合；
第1泵，将上述第1流体朝向一方的上述流入口供给；
第2泵，将上述第2流体朝向另一方的上述流入口供给；
第1流体检测器，检测上述第1流体向上述流入口的到达；以及
第2流体检测器，检测上述第2流体向上述流入口的到达；
上述第2泵在朝向另一方的上述流入口开始上述第2流体的移送之后，根据上述第2流体检测器进行的检测，将移送停止；
上述第1泵朝向一方的上述流入口移送上述第1流体；
上述第2泵在上述第2流体的移送被停止后、且上述第1流体检测器检测出到达之后，再开始移送；
被移送的上述第1流体、和移送被暂时停止的上述第2流体被导入至上述微型反应器而被混合，
上述流路包括供要被混合的流体中的混合比高且流量相对高的上述第1流体流动的高流量侧流路、供要被混合的流体中的混合比低且流量相对低的上述第2流体流动的低流量侧流路、以及从上述高流量侧流路与上述低流量侧流路的合流点到流出口的排出流路，
上述高流量侧流路在中间部分分支为2条对称的分支流路，上述分支流路在上述合流点合流，上述低流量侧流路从2条上述分支流路之间连接到上述合流点，以使从相同侧流入的上述第1流体与上述第2流体向处于相反侧的上述排出流路流动，
供上述第1流体流动的上述高流量侧流路的体积比供上述第2流体流动的上述低流量侧流路的体积大。
3.一种微型反应器系统，
具备：
初段的微型反应器，具有供流体被导入的2个流入口和使上述流体合流的流路，将从一方的上述流入口导入的初段第1流体和从另一方的上述流入口导入的初段第2流体在上述流路中混合；
下段以后的多个微型反应器，串联地设置在初段的上述微型反应器的下游，具有供流体被导入的2个流入口和使上述流体合流的流路，将从一方的上述流入口导入的前段的微型反应器所产生的混合流体和从另一方的上述流入口导入的被混合流体在上述流路中混合；
初段第1流体用的泵，将上述初段第1流体朝向初段的上述微型反应器的一方的上述流入口供给；
初段第2流体用的泵，将上述初段第2流体朝向初段的上述微型反应器的另一方的上述流入口供给；
多个被混合流体用的泵，按下段以后的各上述微型反应器而设置，将上述被混合流体朝向下段以后的上述微型反应器的另一方的各上述流入口供给；
初段第1流体用的流体检测器，检测上述初段第1流体向初段的上述微型反应器的一方的上述流入口的到达；
初段第2流体用的流体检测器，检测上述初段第2流体向初段的上述微型反应器的另一方的上述流入口的到达；
多个混合流体用的流体检测器，按下段以后的各上述微型反应器而设置，检测前段的上述微型反应器所产生的上述混合流体向下段以后的上述微型反应器的一方的各上述流入口的到达；以及
多个被混合流体用的流体检测器，按下段以后的各上述微型反应器而设置，对于上述被混合流体，检测向下段以后的上述微型反应器的另一方的各上述流入口的到达；
上述初段第1流体用的泵在朝向初段的上述微型反应器的一方的上述流入口开始上述初段第1流体的移送之后，根据上述初段第1流体用的流体检测器进行的检测，将移送停止；
上述初段第2流体用的泵在朝向初段的上述微型反应器的另一方的上述流入口开始上述初段第2流体的移送之后，根据上述初段第2流体用的流体检测器进行的检测，将移送停止；
各上述被混合流体用的泵在朝向下段以后的上述微型反应器的另一方的上述流入口开始上述被混合流体的移送之后，根据上述被混合流体用的流体检测器进行的检测，将移送停止；
上述初段第1流体用的泵及上述初段第2流体用的泵的各自在上述初段第1流体用的流体检测器检测出到达之后、且上述初段第2流体用的流体检测器检测出到达之后，再开始移送；
移送被暂时停止的上述初段第1流体和移送被暂时停止的上述初段第2流体被向初段的上述微型反应器导入并混合；
上述被混合流体用的泵，在上述被混合流体的移送被停止之后、且在上述混合流体用的流体检测器检测出到达之后，再开始移送；
前段的上述微型反应器所产生的上述混合流体、和移送被暂时停止的上述被混合流体被向下段以后的上述微型反应器导入并混合；
在下段以后的各上述微型反应器中，上述混合流体和上述被混合流体依次被混合，
上述初段的微型反应器的上述流路包括供要被混合的流体中的混合比高且流量相对高的上述初段第1流体流动的高流量侧流路、供要被混合的流体中的混合比低且流量相对低的上述初段第2流体流动的低流量侧流路、以及从上述高流量侧流路与上述低流量侧流路的合流点到流出口的排出流路，
上述高流量侧流路在中间部分分支为2条对称的分支流路，上述分支流路在上述合流点合流，上述低流量侧流路从2条上述分支流路之间连接到上述合流点，以使从相同侧流入的上述第1流体与上述第2流体向处于相反侧的上述排出流路流动，
供上述初段第1流体流动的上述高流量侧流路的体积比供上述初段第2流体流动的上述低流量侧流路的体积大。
4.如权利要求1～3中任一项所述的微型反应器系统，其特征在于，
在上述微型反应器的各上述流入口具备将流路自如地开闭的阀。
5.如权利要求1～3中任一项所述的微型反应器系统，其特征在于，
在上述微型反应器的下游，分支地连接着用来将混合的流体回收的回收路径、和用来将流体废弃的废弃路径。
6.如权利要求1～3中任一项所述的微型反应器系统，其特征在于，
在各上述微型反应器具备检测流体的泄漏的泄漏检测器。
7.如权利要求1～3中任一项所述的微型反应器系统，其特征在于，
在各上述泵具备检测流体的泄漏的泄漏检测器。
8.如权利要求1～3中任一项所述的微型反应器系统，其特征在于，
具备：
第1重量检测器，检测向上述微型反应器导入的流体的各自的重量变化；以及
第2重量检测器，检测从上述微型反应器回收的流体的重量变化。
9.如权利要求1～3中任一项所述的微型反应器系统，其特征在于，
在上述微型反应器具备调节上述微型反应器的温度的温度调节装置。
10.如权利要求1～3中任一项所述的微型反应器系统，其特征在于，
在上述微型反应器的下游，具备调节由上述微型反应器混合后的流体的温度的流体用的温度调节装置。
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