CN112584920B - 流体混合单元及流体混合方法 - Google Patents

Abstract

将在流通空间流动的多种流体可靠地混合而生成混合流体，并且，以一流体中的另一流体的浓度逐渐上升的方式进行混合。一种流体混合单元，其具备：容器，其被分别供给第一流体和第二流体；筒体，其由多孔体构成，将容器内区分成第一流通空间和包围该第一流通空间的第二流通空间；第一供给口，其向第一流通空间和第二流通空间中的一流通空间供给第一流体；第二供给口，其设置于筒体的轴向上的容器的一端侧，用于向另一流通空间供给第二流体；流出口，其以仅在另一流通开口的方式设置于容器的另一端侧；闭塞部件，其为了在另一流通空间形成曲流并生成混合流体，以在另一流通空间将在轴向上观察的该另一流通空间的左右交替闭塞的方式沿着该轴向设置多级。

Description

流体混合单元及流体混合方法

技术领域

本发明涉及在容器内混合多种流体而生成混合流体的流体混合单元及流体混合方法。

背景技术

在药品等制造工艺中，进行混合多种液体的处理。作为该混合处理的一例，举出从原料液中得到目的物质的结晶的晶析。例如，贫溶剂晶析是对溶解有目的物质的原料液混合降低目的物质的溶解度的贫溶剂，在得到的混合液中使目的物质的结晶析出。另外，反应晶析是通过对包含原料物质的原料液混合与原料物质反应而生成溶解度更小的目的物质的反应液，使目的物质的结晶析出。

作为上述晶析，进行在将其它液体滴加到收容于容器内的一种液体中后，搅拌并混合容器内的各液体，生成大量的结晶，将该结晶从容器内一块取出，制造制品的批量制造。但是，作为进行该批量制造的装置，通过构成为进行这样的各工序，变得大型。进而，将液体加入到容器内或排出析出结晶的混合液等、装置的运用变得繁杂。因此，根据批量制造，制品的制造成本可能会变高。根据这种情况，出于降低实现制品的制造成本的目的，实现将液体彼此连续混合，生成少量的结晶，取出该结晶，连续地制造制品的连续制造的转换。

在进行这样的连续制造时，正在研究怎样进行上述混合。具体而言，在为了抑制上述制造成本而装置被小型化时，用于在装置内使液体流通的配管被小型化，因此，配管直径也变得较小。但是，当配管径像这样小时，在该配管内流通的各液体受到的压力损失大。进而，从少量进行生产的连续制造的目的考虑，在配管流动的各液体的流量较小。

即，难以提高在装置内流动的各液体的流速，各液体以层流的状态在装置内的流路流通，由此，层流彼此难以在流路内相互混合。因此，即使实现将各液体供给到共通的流路(流通空间)，并在该流路中相互混合，也有可能不能进行充分的混合。以进行晶析的情况为例进行了说明，但在进行进行晶析以外的液体的混合的处理(具体例以用于实施发明的方式的项目来描述)的情况下也存在同样的问题。此外，已知被称为在流路中混合多种液体的静态混合器的器具。但是，在使用该静态混合器的情况下，为了进行液体彼此的充分的混合，也寻求以较高的流速将各液体供给到设置有高静态混合器的流路，以成为乱流。

然而，在进行液体的混合的各处理中，为了抑制液体彼此的剧烈的反应，有时寻求逐渐提高混合液中的第二液体相对于第一液体中的浓度，抑制剧烈的浓度变化。目前，在下游侧，通过从以成为共通的流路的方式合流的T字状的配管或Y字状的配管的上游侧向两种液体同时供给各液体，进行液体彼此的混合。但是，根据这样的混合方法，因为各液体一次流入共通的流路，所以有可能引起上述剧烈的反应。

此外，专利文献1中示出了在容器300内设置有多孔的主体150的装置，在上述主体150上相互正交地设置有第一流(第一流体)通过的多条供给通道(孔部)110和第二流(第二流体)通过的多条扫描通道210(孔部)。在上述容器300上设置有用于将该容器300内的上述第二流设为曲流的分隔件358和排出通过了扫描通道210的第二流的清洗排出口2102。而且，示出了通过了供给通道110的第一流与第二流分开，作为第二组成物1802从容器300流出。即，专利文献1中还记载了能够进行流体彼此的混合，但该专利文献1的装置是经由多孔的主体150在第一流和第二流之间使物质移动，将这样进行了物质的移动的第一流和第二流从分开设置于容器300的取出口取出的装置。因此，不是如本发明那样混合两种流体并作为混合流体取出，结构与本发明不同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－521595(图7)

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是鉴于这样的事情而开发的，其目的在于，提供一种能够将在流通空间流动的多种流体可靠地混合而生成混合流体，并且，以一流体中的另一方的流体的浓度逐渐上升的方式进行混合的技术。

用于解决问题的技术方案

本发明的流体混合单元具备：

容器，其被分别供给第一流体和第二流体；

筒体，其由多孔体构成，用于将所述容器内区分成第一流通空间和包围该第一流通空间的第二流通空间，并且，使流体从该第一流通空间及第二流通空间中的一流通空间移动到另一流通空间；

第一供给口，其设置于所述容器，用于向所述第一流通空间及第二流通空间中的一流通空间供给所述第一流体；

第二供给口，其设置于所述筒体的轴向上的所述容器的一端侧，用于向所述第一流通空间及第二流通空间中的另一流通空间供给所述第二流体；

流出口，其以仅在所述一流通空间及另一流通空间中的另一流通空间开口的方式设置于所述筒体的轴向上的所述容器的另一端侧，用于使所述第一流体及所述第二流体的混合流体流出；

闭塞部件，其以在所述另一流通空间将在所述轴向上观察的该另一流通空间的左右交替闭塞的方式沿着该轴向设置多级，用于在所述另一流通空间形成所述第一流体及第二流体的曲流而生成所述混合流体。

发明效果

根据本发明，通过由多孔体构成的筒体将容器内区分为第一流通空间和第二流通空间，因此，从第一流通空间及第二流通空间中的一流通空间向另一流通空间沿筒体的轴向均匀性高地供给流体。而且，在另一流通空间沿着该轴向设置有多级将朝向轴向的流体的流动设为曲流的闭塞部件，因此，在第二流通空间，流体彼此接触的接触时间较长，且经由筒体供给到第二流通空间的流体通过经由在第二流通空间开口的供给口供给到该第二流通空间的流体进行搅拌。因此，能够将多种流体可靠地混合而生成混合流体，且能够以一流体中的另一流体的浓度逐渐上升的方式进行混合。

附图说明

图1是包含本发明的第一实施方式的流体混合单元的晶析装置的结构图。

图2是上述流体混合单元的纵截面侧视图。

图3是上述流体混合单元的横截面俯视图。

图4是表示构成上述流体混合单元的容器的内部的立体图。

图5是设置于上述容器的内部的挡板的立体图。

图6是上述挡板的侧视图。

图7表示上述容器的内部的各液体的流动的示意图。

图8是第二实施方式的流体混合单元的纵截面侧视图。

图9是上述第二实施方式的流体混合单元的横截面俯视图。

图10是第三实施方式的流体混合单元的纵截面侧视图。

图11是上述第三实施方式的流体混合单元的横截面俯视图。

图12是表示上述挡板的其它结构例的俯视图。

图13是表示上述挡板的其它结构例的俯视图。

具体实施方式

图1表示具备本发明的第一实施方式的流体混合单元3的晶析装置1，该晶析装置1构成为连续实施贫溶剂(不良溶剂、poor solvent)晶析。晶析装置1具备：原料液供给部11；贫溶剂供给部21；流体混合单元3，其将原料液及贫溶剂混合而生成混合液(混合流体)；老化管5，其使目的物质的结晶从自流体混合单元3流出的混合液中析出/生长；固液分离部50，其对在老化管5中生长的结晶进行分离；排气部，其捕获并除去朝向老化管5的混合液中的气泡。另外，晶析装置1构成为从构成流体混合单元3的处理容器31的下部侧分别供给原料液及贫溶剂，并使上述混合液从该处理容器31的上部侧流出的向下流动型的装置。

原料液供给部11具备积存原料液的原料液罐12和用于将从该原料液罐12抽出的原料液供给到处理容器31的原料液供给线13。在原料液供给线13上从上游侧依次设置有隔膜泵14、压力计15以及开闭阀16。如背景技术的项目所述，原料液中含有晶析的目的物质。此外，该原料液中也可以包含目的物质的微细结晶(种晶)。

贫溶剂供给部21具备积存贫溶剂的贫溶剂罐22和用于将从该贫溶剂罐22抽出的贫溶剂供给到处理容器31的贫溶剂供给线23。在贫溶剂供给线23上从上游侧依次设置有隔膜泵24、压力计25、开闭阀26以及压力计27。

接着，参照作为纵截面侧视图的图2、及作为横截面俯视图的图3对流体混合单元3进行说明。流体混合单元3具备上述处理容器31、多孔膜32以及作为闭塞部件的多个挡板4。处理容器31为垂直立起的纵长的圆形的容器，在该处理容器31中，在侧壁的下端部开口有侧壁供给口33，在底壁开口有底壁供给口34。上述原料液供给线13的下游端与处理容器31的下部侧的侧壁连接，以能够向第二供给口即侧壁供给口33供给原料液(第二流体)。上述贫溶剂供给线23的下游端与处理容器31的底部连接，以能够向第一供给口即底壁供给口34供给贫溶剂(第一流体)。

上述多孔膜32作为纵长的圆筒体设置于处理容器31内，处理容器31的侧壁和多孔膜32形成相互的筒轴一致的双重管。此外，图3中的O表示该筒轴。多孔膜32在处理容器31的内部空间的下端至上端的范围内设置，该内部空间通过该多孔膜32区分为第一流通空间35和包围该第一流通空间35的第二流通空间36。上述侧壁供给口33在第二流通空间36开口，上述底壁供给口34在第一流通空间35开口。

关于上述多孔膜32，能够利用由多孔玻璃、多孔陶瓷、多孔高分子等各种材料构成的膜。例如，多孔膜32能够使用平均细孔径为0.01～50μm的范围的膜。另外，更优选使用平均细孔径为0.01～10μm的膜。多孔膜32的细孔径分布例如能够通过压汞法及气体吸附法进行测定。

在该晶析装置1中，从原料液供给部11、贫溶剂供给部21分别向处理容器31供给原料液、贫溶剂，以使第一流通空间35的压力比第二流通空间36的压力高。通过这样在第一流通空间35和第二流通空间36之间形成压力差，贫溶剂如图3中虚线的箭头所示，经由设置于多孔膜32的细孔从第一流通空间35流入第二流通空间36。贫溶剂通过这样流入第二流通空间36，如之后图6中详细的说明那样，形成越朝向该第二流通空间36的上方侧，混合液中的贫溶剂的浓度越高的浓度分布。

此外，上述贫溶剂供给线23的压力计27如前文所述那样，用于监视将第一流通空间35的压力保持为比第二流通空间36的压力高。另外，在能够形成上述混合液中的贫溶剂的浓度分布的情况下，也能够使用平均细孔径比50μm大的多孔膜32。作为构成这样的多孔膜32的材料，可例示烧结金属。

然而，在处理容器31的侧壁的上端部形成有用于使上述混合液流出的流出口39。通过形成于这样的位置，该流出口39仅在第一流通空间35及第二流通空间36中的第一流通空间35开口。此外，如上述，处理容器31垂直立起，因此，作为筒体的多孔膜32的轴向为垂直方向，上述侧壁供给口33及底壁供给口34在该轴向上的处理容器31的一端侧(下端侧)开口，流出口39在该轴向上的处理容器31的另一端侧(上端侧)开口。

接着，还参照图4～图6对设置于处理容器31内的挡板4进行说明。图4、图5为挡板4的立体图，图6为挡板4的侧视图。各挡板4为圆环部件，更详细而言，为端部沿着连结圆环的外周圆的两点的弦被切去的形状。图中41为被切去的部位的侧壁，在与处理容器31的内壁之间形成间隙40。挡板4相互空开等间隔而配置，沿着作为筒体的多孔膜32的轴向(垂直方向)多级地设置。而且，当沿轴向观察时，挡板4闭塞第二流通空间36的左右的一方或另一方。另外，当沿着轴向时，挡板4配置为交替闭塞第二流通空间36的左右的一方、另一方，且在第二流通空间36形成有曲流的流路。

将上述第二流通空间36的左右设为挡板4的左右。在该挡板4的左右，将设置有侧壁41且未闭塞第二流通空间36的一侧设为开放侧，将与该开放侧相反且闭塞第二流通空间36的一侧设为封闭侧。挡板4的厚度随着从开放侧的端部朝向封闭侧的端部而上升。更具体而言，挡板4在侧方看时为上下对称，具备随着从开放侧朝向封闭侧而朝向下侧(处理容器31的一端侧)逐渐接近的下侧倾斜面42和随着从开放侧朝向封闭侧而朝向上侧(处理容器31的另一端侧)逐渐接近的上侧倾斜面43。

对这样设置下侧倾斜面42及上侧倾斜面43的理由进行说明。认为在从原料液供给部11供给到第二流通空间36的原料液中含有气泡101(参照图6)。该气泡101通过该浮力和从第二流通空间36中的液流受到的压力而沿着挡板4的下表面移动，但通过将该下表面构成为下侧倾斜面42，如图6中实线的箭头所示，容易向该下侧倾斜面42引导并排出到上方。因此，能够防止第二流通空间36中的液体的体积减少气泡101的体积的量而不易引起液体彼此的混合。在第二流通空间36中的液体的雷诺数(Reynolds number)成为后述的低的值的情况下，气泡101难以被液流冲走，因此，为了促进该气泡101的排出，特别优选设置这样的下侧倾斜面42。

另外，如上述，贫溶剂经由多孔膜32从第一流通空间35流入第二流通空间36，但这样流出到第二流通空间36的贫溶剂被下侧倾斜面42及上侧倾斜面43引导，朝向上方侧，从而抑制该贫溶剂的流动在挡板4的周围停滞，有效地进行与原料液的混合。

图6中由L0表示水平面(相对于筒轴O的正交面)。上述下侧倾斜面42及上侧倾斜面43构成为相较于封闭侧，开放侧相对于水平面L0的倾斜大。另外，图6中将开放侧的端部的下侧倾斜面42、上侧倾斜面43分别相对于水平面L0而形成的角度表示为θ1、θ2。如果角度θ1、θ2过大，则挡板4的厚度变大，在第二流通空间36不能配置多块挡板4。因此，角度θ1、θ2例如优选为0°～40°。

然而，挡板4如稍后详细地说明那样，通过使处理容器31内的流路变长且变窄，促进第二流通空间36中的原料液和贫溶剂的混合。从该观点出发，如图2所示，当将处理容器31的内部空间的轴向上的长度设为L1，将相邻的挡板4的间隔设为L2，将挡板4的封闭侧的端部的厚度设为L3时，例如将L2/L1设为0.1以下，例如将L3/L1设为0.1以下，作为设置于处理容器31内的挡板4的片数，优选为10片以上。此外，对上述间隔L2进行补充说明，间隔L2为关于各挡板4的封闭侧的一端的上述轴向上的间隔。另外，从这样使流路变长且变窄的观点出发，如图3所示，当将筒轴O和处理容器31的内壁的距离设为L4，将沿筒轴向观察的间隙40的宽度(将弦等分的点和将弧等分的点的距离)设为L5时，L5/L4优选为1以下。

返回图1，对除流体混合单元3以外的晶析装置1的各部的结构进行说明。从流出口39流出的混合液被供给到设置于处理容器31的上部侧的侧壁的T型接头51。在该T型接头51连接有线52。在线52上从上游侧依次设置有压力计53、针阀54。线52中的针阀54的下游侧构成为上述老化管5，该老化管5具有直至从原料液和贫溶剂的混合液中析出目的物质的结晶并生长成期望的结晶径为止，使上述混合液流通的作用。而且，在老化管5的下游端部设置有上述固液分离部50。固液分离部50例如将固液分离用的过滤器和吸引器组合而构成，将混合液分离成结晶和废液。图中55是收容被分离的结晶的接收容器。

接着，对排气部进行说明。该排气部6具备：气液分离部62，其为与从上述T型接头51的侧面分支的分支管61连接的容器；液面计63，其例如由超声波液位传感器构成，测定气液分离部62内的液面液位(气体积存和液体的界面高度)；阀控制器64，其基于液面计63测定的液面液位的检测结果，执行脱气阀65的开闭。从上述流出口39放出并流入气液分离部62的气泡101被该气液分离部62捕获，形成气体积存。阀控制器64构成为在由液面计63检测的液面液位成为预定的液面液位以下的情况下，打开脱气阀65，将气体积存的气体排出到外部。

接着，关于晶析装置1的作用，还参照由实线的箭头、虚线的箭头分别表示的图7对处理容器31内的原料液的流动、贫溶剂的流动进行说明。首先，打开开闭阀16、26，驱动隔膜泵14、15，将原料液罐12内的原料液以规定流量经由侧壁供给口33连续地供给到第二流通空间36，并且，将贫溶剂罐22内的贫溶剂以规定流量连续地供给到第一流通空间35。

在第一流通空间35内流动的贫溶剂的雷诺数及在第二流通空间36内流动的原料液的雷诺数例如各自为2000以下。由于为这样的雷诺数，所以在第一流通空间35内流动的贫溶剂、在第二流通空间36内流动的原料液分别为层流。原料液及贫溶剂被以第一流通空间35的压力比第二流通空间36的压力高的方式供给，贫溶剂从第一流通空间35经由设置于多孔膜32的细孔37流入第二流通空间36。

通过设置挡板4，在第二流通空间36中从底壁供给口34直到流出口39的流路较长的形成，因此，原料液和贫溶剂从流入处理容器31后到流出为止以较长的时间相互相接。另外，原料液由于挡板4而沿多孔膜32的左右曲折地流动，由此，相对于从多孔膜32流出的贫溶剂得到搅拌作用。进而，因为被挡板4夹着而形成的第二流通空间36中的流路的高度较小，因此，与未设置挡板4的情况相比，在第二流通空间36内流动的原料液及贫溶剂的流速变高，且上述搅拌作用较高。由于这些要因，原料液和贫溶剂的混合有效地进行。通过这样进行与贫溶剂的混合，原料液中所含的目的物质的溶解度降低。此外，通过贫溶剂的混合，从混合液中的目的物质的浓度成为饱和状态后到开始目的物质的结晶的析出为止需要经过某种程度的时间，将该时间称为感应时间。

另外，在多孔膜32中，多个细孔37在多孔膜32的面内均匀性高地分布。因此，贫溶剂从多孔膜32的面内的各位置以大致相同的流速流入第二流通空间56内，进行上述的混合。因此，如果从曲折地向上方流动地原料液观察，则成为逐渐供给贫溶剂的状态。作为该结果，如图7中并记的图表所示，形成第二流通空间56的各高度位置处的混合液中的贫溶剂的平均浓度从下部侧朝向上部侧连续地变高的浓度分布。(图7中表示贫溶剂的浓度成比例地增加的例子)。

如上述那样，在第二流通空间36中生成的混合液从流出口39连续地流出，经由线52、针阀54供给到老化管5。而且，混合液在老化管5内流通的过程中经过感应时间，使目的物质的结晶析出、生长。该混合液被供给到固液分离部50，且目的物质的结晶从液体分离，被收容到受入容器55。分离了结晶的液体被作为废液处理。此外，在由于析出的目的物质的结晶而产生线52上的针阀54的闭塞的情况下，因为作为压力计53的压力上升被探测，所以隔膜泵14、24的动作停止。另外，这样，在向老化管5供给混合液的过程中，气泡流入气液分离部62，形成气体积存。而且，在由液面计63检测的液面液位成为预定的液位以下之后，如前文所述的那样打开脱气阀65，将气液分离部62内的气体排出到外部。

通过如上述使用流体混合单元3，能够可靠地混合原料液和贫溶剂，使其作为混合液从流出口39流出，能够以使第二流通空间36朝向流出口39流通的原料液中的贫溶剂的浓度逐渐上升的方式进行混合。因此，例如，如果原料液中的贫溶剂的浓度急剧变高，则在产生生成的结晶的性质劣化的情况等不合适的情况等下，能够优选使用流体混合单元3。

此外，上述说明中“连续地供给”原料液及贫溶剂的操作中除将这些液体的流量设为恒定并连续地供给的情况外，还包含以规定流量的供给和停止及将供给量的增减断续地反复的情况。另外，混合液“连续地流出”除混合液的流量恒定且连续地流出的情况外，还包含进行以规定流量的流出和流出的停止，或以一定间隔断续地反复流出量的增减的情况。

但是，例如，在具有配管径为数10mm的配管的装置中，在该配管中以较低的流量使多种液体流动而进行混合。该情况下，有时该配管中的液体的雷诺数小至数10。在该装置中，如果能够提高各液体的流速，则提高流速，形成乱流，将它们相互混合，在缓冲罐中接收混合液等，得到混合液。但是，通过使用流体混合单元3，不需要这样形成乱流，或设置缓冲罐。因此，具有通过使用流体混合单元3，在进行液体彼此的混合时，能够使装置结构简单的优点。此外，如背景技术的项目中所述，在装置的结构上，有时不能提高各液体的流速，在该情况下，为了进行液体彼此的混合，使用该流体混合单元3特别有效。另外，用于进行背景技术的项目中所述的批量制造的装置为了搅拌供给到容器内的液体彼此而在该容器内设置有搅拌机构。但是，根据流体混合单元3，因为在混合液体时，不需要这样的搅拌机构，所以从该观点考虑，通过使用该流体混合单元3，也能够使装置结构简单。

另外，已知有具备上游侧进行分支，并且，下游侧合流的微小的T字或Y字的流路的被称为微反应器的器具。上游侧被分别供给两种液体，通过毛细管现象，各液体自动向下游侧流动，并相互相接进行合流。但是，该微反应器进行的混合如背景技术的项目中所述那样，一方液体中的另一方的液体的浓度会急剧上升，因为流路微小以作用毛细管现象，所以在能够供给的液体的流量中具有制限。可以使用流体混合单元3代替微反应器，在该情况下，具有能够防止上述浓度的急剧上升，且可供给的液体的流量的自由度高的之类的优点。

接着，参照作为纵截面侧视图的图8及作为横截面俯视图的图9，以与流体混合单元3的差异点为中心对第二实施方式的流体混合单元7进行说明。在流体混合单元7中，代替在第二流通空间36设置有挡板4，在第一流通空间35设置有挡板44。通过该挡板44，在流体混合单元7中，在第一流通空间45形成曲流。另外，流出口39设置于处理容器31的顶部，仅在第一流通空间35及第二流通空间36中的第一流通空间35开口。而且，原料液供给线13与处理容器31的底壁供给口34连接，贫溶剂供给线23与处理容器31的侧壁供给口33连接。

上述挡板44构成为大致圆形，更详细而言，被设为圆的端部以沿着连结圆周的两点的弦的方式被切去的形状。图中的48为这样被切去的部位的侧壁，49为侧壁48和多孔膜32之间的间隙。该挡板44也与挡板4相同，厚度随着从开放侧(设置有侧壁48的一侧)朝向封闭侧(设置有侧壁48的侧的相反侧)变大，以具备下侧倾斜面42及上侧倾斜面43。而且，挡板44也与挡板4相同，在多孔膜32的筒体的轴向上多级地设置，沿着该轴向观察，配置为将左右的一方、另一方交替闭塞。

以第一流通空间35中的压力比第二流通空间36中的压力低的方式，供给原料液及贫溶剂，并通过挡板44，使原料液在第一流通空间35向左右曲折地朝向上方。另一方面，贫溶剂从多孔膜32的内周面的各部均匀性高地供给到第一流通空间35。此外，图9的虚线的箭头表示贫溶剂的流动。与在前文所述的第二流通空间36设置有挡板4的情况同样，通过设置挡板44，原料液和贫溶剂的接触时间变长，并且搅拌性变高，能够有效地进行混合，使生成的混合液从流出口39流出。另外，如上述那样经由多孔膜32向第一流通空间35供给贫溶剂，因此，向朝向流出口39流通的原料液渐渐供给贫溶剂，且第一流通空间35的各高度位置处的混合液中的贫溶剂的平均浓度从下部侧朝向上部侧连续地变高。即，流体混合单元7也起到与流体混合单元3同样的效果。

为了便于说明，说明了进行贫溶剂晶析的情况，但本技术可以应用于反应晶析，不限于仅应用于晶析。例如，当一次大量混合一种液体和其它液体时，各液体彼此剧烈反应，成为引起发热等的危险的状态，或会固化的情况下，通过使用流体混合单元3、7，能够抑制这种发热及固化。例如，能够应用于将作为一种液体的水和作为其它液体的硫酸混合的情况，能够防止过渡发热及突然沸腾。另外，在药品的连续制造中，为了调节包含蛋白质的原料液的pH，作为pH调节剂，有时供给碱性水溶液(例如NaOH)。例如，当将碱性水溶液经由配管滴加到积存于容器内的原料液中时，在容器内的原料液的液积存中，滴加碱的位置的pH局部且剧烈变化，原料液中的蛋白质改性，有可能会引起制品的品质降低。但是，通过使用流体混合单元3、7，能够抑制这样的剧烈的pH的变化，抑制制品的品质降低。

接着，分别参照作为纵截面侧视图的图10、作为横截面俯视图的图11，以与上述流体混合单元3的差异点为中心对第三实施方式的流体混合单元8进行说明。在该流体混合单元8中，作为与流体混合单元3的差异点，设置有多孔膜32A、32B、32C、第一流通空间35A、35B、35C、底壁供给口34A、34B、34C，多孔膜32A～32C被设置为贯通挡板4。通过这样的结构，能够向第一流通空间35A、35B、35C分别供给不同的液体，能够经由多孔膜32A、32B、32C将各液体向第二流通空间36供给。

例如，从底壁供给口34A、34B、34C分别供给作为液体的药品81、82、83，从侧壁供给口33供给作为液体的药品84。而且，使作为药品81～84的反应生成物的液体从流出口39流出。图中85为覆盖多孔膜32C的下部侧的薄膜，药品83未从被该薄膜85覆盖的部位流出。因此，在药品84与药品81及药品82反应后，与药品83进行反应。能够这样通过薄膜85调节第二流通空间36中的反应的顺序。关于该流体混合单元8也与流体混合单元3同样，能够通过挡板4的作用可靠地进行各药品81～84的混合。而且，能够对在第二流通空间36流通的药品84逐渐供给药品81～83并进行混合。

但是，关于第一实施方式的流体混合单元3的挡板，只要将处理容器31内左右交替闭塞即可，因此，不限于如前文所述的挡板4那样构成。例如，也可以代替具备形成上述间隙40的切口，设置将挡板在厚度方向上贯通的贯通孔46。另外，作为挡板，不限于构成为环状部件，也可以如图13所示形成为拱形状。但是，如前文所述的那样，通过使曲流的流路变长，能够更可靠地进行液体彼此的混合。从该观点考虑，作为挡板，优选设为如上述的挡板4那样设为环状部件，并且具备切口的结构。此外，关于设置于第二实施方式的流体混合单元7的挡板，也不限于如挡板44那样构成，可以为具备贯通孔46的结构，例如也可以构成为半圆状。

另外，前文所述的各流体混合单元3、7、8不限于如前文所述那样以流出口39成为上侧，侧壁供给口33及底壁供给口34成为下侧的方式使用，可以将上下相反地配置来使用，也可以水平放置地使用。但是，如图6中说明的那样，因为通过挡板4容易将气泡101向处理容器31的上方排出，因此，如前文所述的例那样，优选以流出口39成为上侧，侧壁供给口33及底壁供给口34成为下侧的方式来使用。

此外，在第一实施方式的流体混合单元3中，向第一流通空间35、第二流通空间36从下部侧朝向上部侧分别供给贫溶剂、原料液，但也可以从处理容器31的上部侧向第一流通空间35供给贫溶剂。即，也可以代替设置底壁供给口34，在处理容器31的顶部设置供给口，从该顶部的供给口向第一流通空间35供给贫溶剂。即使作为这样的结构，也能够如上述那样从多孔膜32的各部将贫溶剂均匀性高地供给到第二流通空间36，因此，能够以在第二流通空间36流通的原料液中的贫溶剂的浓度逐渐上升的方式进行混合。同样，关于第二实施方式的流体混合单元7，作为贫溶剂的供给口，不限于形成于处理容器31的底壁，也可以形成于顶部或侧壁。

此外，挡板4、44例如也可以形成为厚度随着从开放侧朝向封闭侧而增大，以仅具备上侧倾斜面43及下侧倾斜面42的任一方。另外，作为闭塞部件，不限于如挡板4、44那样形成为板状，也可以形成为厚度较大的块状。但是，为了在处理容器31内设置多个且如上述那样使流路变长，优选设为板状。另外，上述各实施方式中说明的挡板和多孔膜32可以为分开成型且相互接合的挡板和多孔膜，也可以为一体成型的挡板和多孔膜。另外，处理容器31不限为圆形，也可以为方型。另外，关于多孔膜32的筒体也不局限为圆形，也可以为方型。进而，作为在各流体混合单元中混合的流体，不限于液体，也可以为气体。

然而，关于第一实施方式的流体混合单元3，说明了在第一流通空间35流动的贫溶剂的雷诺数及在第二流通空间36流动的原料液的雷诺数例如分别为2000以下。为了补充说明，如上述，在第二流通空间36设置挡板4，但在此所说的第二流通空间36是假定未设置挡板4时的第二流通空间36。即，在没有挡板4的状态下供给原料液时，第二流通空间36中的原料液的雷诺数例如为2000以下。另外，关于第二实施方式的流体混合单元7，在第一流通空间35流动的原料液的雷诺数及在第二流通空间36流动的贫溶剂的雷诺数例如也分别为2000以下。在第二实施方式中，在第一流通空间35设置有挡板44，但在此所说的第一流通空间35是假定未设置有挡板44时的第一流通空间35。即，在没有挡板44的状态下供给原料液时，第一流通空间36中的原料液的雷诺数例如为2000以下。

此外，此次公开的实施方式在所有的点上为例示，应被认为不是限制性的实施方式。上述实施方式不脱离随附的权利要求书的范围及其宗旨而也可以以各种方式进行省略、替换、变更。

(评价试验)

作为评价试验，使用与上述流体混合单元3大致同样地构成的试验用的流体混合单元，确认是否适当进行液体彼此的混合。表示该试验用的流体混合单元的详细时，构成该流体混合单元的多孔膜32为外径6mm、内径4mm、高度20cm。挡板4以5mm间隔安装38片。挡板4的封闭侧的端部的厚度L3(图2参照)为2mm。另外，避开切口而测量的挡板4的直径为1.96cm。另外，挡板4和处理容器31的内壁的间隙40的宽度L5(图3参照)为2mm。另外，在该例中，挡板4由聚四氟乙烯构成，处理容器31的侧壁由透明的丙烯酸树脂构成。此外，前文所述的实施方式中的挡板4、处理容器31也可以分别由这样的材料构成。

以20mL/分钟从这样的试验用的流体混合单元的底壁供给口34供给添加食用红而被上色的水(食用色素)，以50mL/分钟从侧壁供给口33供给无色的水。其结果，目视确认了流通的液体的颜色随着从第二流通空间36的下侧朝向上侧而变浓。而且，在第二流通空间36的相同的高度处，在横方向上不同的各位置处的颜色的浓度相同。因此，确认了以食用色素的浓度越朝向第二流通空间36的上侧越高的方式，进行液体彼此的混合。

作为比较试验，除未设置挡板4外，进行了与评价试验同样的条件的试验。其结果，确认到以从外周包围在第二流通空间36被上色的液体的层的方式形成无色的液体的层。被上色的层的厚度以与处理容器31的高度成比例的方式增加。即，食用色素从多孔膜32的各部均匀性高地流入到第二流通空间36，但没有充分进行混合。因此，根据该评价试验及比较试验的结果，确认到通过使用上述实施方式的流体混合单元3，能够如前文所述的那样良好地进行液体彼此的混合。

符号说明

3、7、8 流体混合单元

31 多孔膜

33 侧壁供给口

34 底壁供给口

35 第一流通空间

36 第二流通空间

39 流出口

4、44 挡板。

Claims (10)

1.一种流体混合单元，其具备：

容器，其被分别供给第一流体和第二流体；

筒体，其由多孔体构成，用于将所述容器内区分成第一流通空间和包围该第一流通空间的第二流通空间，并且，使流体从该第一流通空间和第二流通空间中的一流通空间移动到另一流通空间；

第一供给口，其设置于所述容器，用于向所述第一流通空间和第二流通空间中的一流通空间供给所述第一流体；

第二供给口，其设置于所述筒体的轴向上的所述容器的一端侧，用于向所述第一流通空间和第二流通空间中的另一流通空间供给所述第二流体；

流出口，其以仅在所述一流通空间和另一流通空间中的另一流通空间开口的方式设置于所述筒体的轴向上的所述容器的另一端侧，用于使所述第一流体和所述第二流体的混合流体流出；和

闭塞部件，其以在所述另一流通空间将在所述轴向上观察的该另一流通空间的左右交替闭塞的方式沿着该轴向设置多级，用于在所述另一流通空间形成所述第一流体和第二流体的曲流而生成所述混合流体，

对于所述闭塞部件，将未闭塞所述另一流通空间的左右的一侧设为开放侧，将闭塞所述另一流通空间的左右的另一侧设为封闭侧，

该闭塞部件的厚度随着从该开放侧朝向封闭侧而增大，

在所述闭塞部件设置有：

第一倾斜面，其设置于所述容器的一端侧，随着从所述开放侧朝向所述封闭侧而逐渐接近该容器的一端；

第二倾斜面，其设置于所述容器的另一端侧，随着从所述开放侧朝向所述封闭侧而逐渐接近所述容器的另一端。

2.根据权利要求1所述的流体混合单元，其中，

所述一流通空间为所述第一流通空间，所述另一流通空间为所述第二流通空间。

3.根据权利要求2所述的流体混合单元，其中，

所述闭塞部件为包围所述筒体的环状部件。

4.根据权利要求3所述的流体混合单元，其中，

所述环状部件的侧壁的一部分远离所述容器的内壁，在与该内壁之间形成构成所述曲流的流路的间隙。

5.根据权利要求4所述的流体混合单元，其中，

沿所述轴向观察，该第二流通空间形成为圆环状，并且所述环状部件形成为端部沿着弦而被切去的圆环状。

6.根据权利要求1所述的流体混合单元，其中，

所述一流通空间为所述第二流通空间，所述另一流通空间为所述第一流通空间。

7.根据权利要求2所述的流体混合单元，其中，

由所述多孔体构成的筒体分别贯通所述各闭塞部件并设置有多个。

8.一种流体混合方法，其具备以下工序：

向通过由多孔体构成的筒体将内部区分为第一流通空间、和包围该第一流通空间的第二流通空间的容器供给第一流体和第二流体；

使流体从所述第一流通空间和所述第二流通空间中的一流通空间经由所述筒体向另一流通空间移动；

从设置于所述容器的第一供给口向所述第一流通空间和第二流通空间中的一流通空间供给所述第一流体；

从设置于所述筒体的轴向上的所述容器的一端侧的第二供给口向所述第一流通空间和第二流通空间中的另一流通空间供给所述第二流体；

使所述第一流体和所述第二流体的混合流体从以仅在所述一流通空间和另一流通空间中的另一流通空间开口的方式设置于所述筒体的轴向上的所述容器的另一端侧的流出口流出；

以在所述另一流通空间中将沿所述轴向观察的该另一流通空间的左右交替闭塞的方式，沿着该轴向设置有多级闭塞部件，并在所述另一流通空间形成所述第一流体和第二流体的曲流，生成所述混合流体，

对于所述闭塞部件，将未闭塞所述另一流通空间的左右的一侧设为开放侧，将闭塞所述另一流通空间的左右的另一侧设为封闭侧，

该闭塞部件的厚度随着从该开放侧朝向封闭侧而增大，

在所述闭塞部件设置有：

第一倾斜面，其设置于所述容器的一端侧，随着从所述开放侧朝向所述封闭侧而逐渐接近该容器的一端；

第二倾斜面，其设置于所述容器的另一端侧，随着从所述开放侧朝向所述封闭侧而逐渐接近所述容器的另一端。

9.根据权利要求8所述的流体混合方法，其中，

供给所述第一流体和第二流体的工序包含如下工序：分别向所述第一供给口、所述第二供给口供给所述第一流体、所述第二流体，以使假定为未设置所述闭塞部件时的所述第一流通空间中的第一流体的雷诺数、第二流通空间中的第二流体的雷诺数分别成为2000以下。

10.根据权利要求8所述的流体混合方法，其中，

所述混合流体为混合液，

所述第一流体和所述第二流体中的一方为包含结晶化的目的物质或成为该目的物质的原料的原料物质的原料液，

所述第一流体和所述第二流体中的另一方为使所述目的物质相对于所述混合液的溶解度降低，使所述目的物质的结晶析出的贫溶剂、或与所述原料物质反应，用于生成与该原料物质相比相对于所述混合液的溶解度小的目的物质的结晶。