JP2006239638A - Mixer and mixing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、化学反応、特に、有機化学合成等を行うフロー系反応装置として用いる混合器および混合方法に関する。 The present invention relates to a mixer and a mixing method used as a flow reaction apparatus for performing chemical reactions, particularly organic chemical synthesis.
近年、微小な流路断面積の流路(微小流路)を用いて溶液や気体を流通させながら種々の化学反応を起こさせるマイクロチャンネルチップが注目されている。マイクロチャンネルチップは、1つのチップ上に混合、加熱、反応等のための領域とこれらを連通させる流路が設けられており、これに素材(原料)を供給すれば、特定の反応が実行されるように構成されている。 2. Description of the Related Art In recent years, microchannel chips that cause various chemical reactions while flowing a solution or gas using a flow channel (micro flow channel) having a small flow channel cross-sectional area have attracted attention. A microchannel chip is provided with a region for mixing, heating, reaction, and the like on one chip and a flow path for communicating them, and a specific reaction is performed if a material (raw material) is supplied to this. It is comprised so that.
マイクロチャンネルチップは、流路断面積が微小であることから、溶液、検体の体積が少量で十分であるという利点が有る。さらに、流路を流れる流体の比表面積(単位体積当たりの表面積)が大きくなるので、熱交換効率が極めて高く、温度制御を迅速に行うことが容易であるため、反応生成物の幾何異性や位置異性等の立体化学特性に対して高い選択性が得られ、反応を効率的に行わせることができる等のメリットがある。このためマイクロチャンネルチップは、所定物質の生産を目的とした合成反応(マイクロリアクションシステム)、あるいは検査を目的とした溶液と検査体との反応を行わせる(マイクロトータルアナリシスシステム、μTAS)ために使用されることが多い。 The microchannel chip has an advantage that a small volume of the solution and the sample is sufficient because the cross-sectional area of the channel is very small. Furthermore, since the specific surface area (surface area per unit volume) of the fluid flowing through the flow path is increased, the heat exchange efficiency is extremely high and the temperature can be controlled quickly, so the geometric isomerism and position of the reaction product There are advantages such as high selectivity for stereochemical properties such as isomerism, and efficient reaction. For this reason, the microchannel chip is used for the synthesis reaction (micro reaction system) for the purpose of producing a predetermined substance, or for the reaction between the solution and the test object for the purpose of inspection (micro total analysis system, μTAS). Often done.
新たな用途に用いるチップを作成する場合には、一連の工程について、流れ解析などのシミュレーションを利用することにより、流路等の形状・寸法等を設計する。しかしながら、薬品の物性値は一定でなく、温度による物性値の変化が大きいことや、薬品ごとの動粘度、粘性係数、熱伝達率など、不確定な要素が極めて多くあり、シミュレーションをしたとしても精度に欠ける。特に分子レベルの運動を考慮した、流れ解析によるシミュレーション手法は確立されていない。よって、シミュレーションによる結果に基づいた設計・製作した混合器の中には、混合器として、機能しないものも発生する可能性がある。 When creating a chip to be used for a new application, the shape and dimensions of the flow path and the like are designed for a series of processes by using a simulation such as flow analysis. However, the physical properties of chemicals are not constant, and there are many uncertain factors such as changes in physical properties due to temperature, kinematic viscosity, viscosity coefficient, and heat transfer coefficient for each chemical. Lack of accuracy. In particular, no simulation method has been established by flow analysis that takes into account the movement at the molecular level. Therefore, some mixers designed and manufactured based on the result of the simulation may not function as a mixer.
また、化学合成は、液・液、気・液など多種があり、特定流路のパターンが、あらゆる化学合成に適合する汎用性のあるものとは限らないし、反応が達成できても、同一の混合器で反応生成物が高収率で得られる可能性は極めて低い。 In addition, there are many types of chemical synthesis such as liquid / liquid, gas / liquid, etc., and the pattern of the specific flow path is not always versatile and compatible with all chemical synthesis. It is very unlikely that the reaction product will be obtained in high yield in the mixer.
しかしながら、マイクロチャンネルチップのような既存のフロー系混合器では、混合流路の形状を柔軟、容易に変更できない。したがって、製造後に、目的とする化学反応が達成できなかった場合には、再度、製作する必要がある。そのためにチップが高価となり、作業効率が悪く、コストも高くなる。
また、既存のフロー系混合器では、混合器流路内の洗浄性が低いという不利点も有る。特に、0.1mm以下のマイクロオーダで流路幅が構成されているマイクロ混合器では析出系の生成物が発生した場合、流路のつまりを洗浄するのに時間、コストがかかってしまう。
However, in the existing flow type mixer such as a microchannel chip, the shape of the mixing channel cannot be changed flexibly and easily. Therefore, if the target chemical reaction cannot be achieved after manufacturing, it is necessary to manufacture again. For this reason, the chip becomes expensive, the working efficiency is low, and the cost is high.
Further, the existing flow mixer has a disadvantage that the cleaning performance in the mixer flow path is low. In particular, in a micromixer having a channel width of 0.1 mm or less, when a precipitation-type product is generated, it takes time and cost to clean the channel.
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、目的とする反応を行わせ、または目的とする反応生成物を生成するために、状況に応じて柔軟に対応可能な混合器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a mixer that can flexibly cope with a situation in order to perform a target reaction or generate a target reaction product. For the purpose.
前記目的を達成するために、請求項1に記載の混合器は、1または複数の流体を混合させる混合器であって、内部に互いに合流または分岐する流路が形成された流路ブロックと、前記流路ブロックの流路に継手を介して接続されるチューブとを有することを特徴とする。
請求項1に記載の発明においては、予め流路が形成された流路ブロックを、原料供給部や混合した製品を回収する回収部にチューブを介して接続することにより、必要な流体回路が形成され、流体は合流または分岐する流路において混合し、その結果として場合によっては反応する。
In order to achieve the above object, the mixer according to claim 1 is a mixer for mixing one or a plurality of fluids, and a flow channel block in which a flow channel that merges or branches is formed. And a tube connected to the flow path of the flow path block via a joint.
In the first aspect of the present invention, a necessary fluid circuit is formed by connecting a flow channel block, in which a flow channel is formed in advance, to a raw material supply unit or a collection unit for collecting mixed products through a tube. The fluid mixes in the flow path where it joins or branches, and as a result reacts in some cases.
請求項2に記載の混合器は、請求項1に記載の発明において、複数の前記流路ブロックを接続することにより、合流と分岐を含む流体回路を構成することを特徴とする。
請求項3に記載の混合器は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記チューブを介して、該チューブより拡径する容積部を有する容積体が接続されていることを特徴とする。
請求項4に記載の混合器は、請求項3に記載の発明において、前記容積体には、前記容積部における流体の攪拌を促進する攪拌促進要素が設けられていることを特徴とする。
The mixer according to
The mixer according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the mixer according to the third aspect, wherein the volume member is provided with a stirring promoting element for promoting stirring of the fluid in the volume portion.
請求項5に記載の混合器は、1または複数の流体を混合させる混合器であって、内部に互いに合流または分岐する流路が形成された複数の流路ブロックを有し、前記流路の少なくとも一部は前記流路ブロックの接合表面に開口しており、前記流路ブロックを互いの接合面を接合することにより前記流路が連通するようになっていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明においては、予め流路が形成された複数の流路ブロックどうしを接合することにより、必要な流体回路が形成され、流体は合流または分岐する流路において混合し、その結果として場合によっては反応する。
The mixer according to claim 5 is a mixer for mixing one or a plurality of fluids, and has a plurality of flow path blocks in which flow paths that merge or branch from each other are formed. At least a part of the channel block is open to the bonding surface of the channel block, and the channel is connected to each other by bonding the channel blocks to each other.
In the invention according to claim 5, a necessary fluid circuit is formed by joining a plurality of flow channel blocks in which a flow channel is formed in advance, and the fluid is mixed in the flow channel that merges or branches. As a result, it reacts.
請求項6に記載の混合方法は、1または複数の流体を混合させる混合方法であって、内部に互いに合流または分岐する流路が形成された流路ブロックを用い、前記流路ブロックを用いて構成した流体回路に前記1または複数の流体を供給することを特徴とする。
請求項7に記載の混合方法は、請求項6に記載の発明において、複数の前記流路ブロックを用意し、これらの流路ブロックを選択的に接続することにより、合流と分岐を含む流体回路を構成することを特徴とする。
The mixing method according to claim 6 is a mixing method in which one or a plurality of fluids are mixed, wherein a flow path block in which flow paths that merge or branch with each other are formed is used, and the flow path block is used. The one or more fluids are supplied to the fluid circuit configured.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the mixing method according to the sixth aspect of the present invention, wherein a plurality of the flow path blocks are prepared, and the flow path blocks are selectively connected to each other so as to include the merging and branching. It is characterized by comprising.
請求項8に記載の流体回路の作製方法は、請求項6または請求項7に記載の混合方法を用いて混合を行い、良好な結果を確認した流体回路を基板上に形成することを特徴とする。 The fluid circuit manufacturing method according to claim 8 is characterized in that mixing is performed using the mixing method according to claim 6 or claim 7 and a fluid circuit in which good results are confirmed is formed on a substrate. To do.
請求項1ないし請求項7に記載の混合器または混合方法によれば、目的とする反応を行わせ、目的とする反応生成物を生成するために、状況に応じて柔軟に対応可能な混合器を提供することができる。 According to the mixer or the mixing method according to any one of claims 1 to 7, a mixer capable of flexibly responding to a situation in order to cause a target reaction and generate a target reaction product. Can be provided.
請求項8に記載の流体回路の作製方法によれば、良好な結果を確実に得ることができる流体回路を基板上に形成することができる。 According to the fluid circuit manufacturing method of the eighth aspect, it is possible to form a fluid circuit on the substrate that can surely obtain good results.
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の混合器または反応器の構成要素である流路ブロック10の1つの実施の形態を示すもので、この流路ブロック10は、樹脂、金属、セラミックス等の適宜の素材から形成され、あらかじめ各種の流路12がその内部に形成されている。図1の例では、流路ブロック10は扁平な円筒状に形成され、軸方向中央部に放射状に3本の流路12が、流路ブロック10の軸線上で合流するように形成されている。これらの流路12の外端は流路ブロック10の外周面にそれぞれ設けられた継手14に結合している。この流路ブロック10は、混合器として用いられる場合には、2本の流路12を流体が流入する導入流路として、1本を流体が混合して流出する導出流路として用いる。分割流路として用いる場合は逆になる。2本の導入流路は同径かつ導出流路に対して等角度に配置され、各流入流体は同じ量ずつ導出流路に流れ込むようになっているが、これに限られるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows one embodiment of a
このような流路ブロック10は、このような流路12を有する形状に型成形するか、中実の流路ブロック10を形成してから穿孔等により流路12を形成する。または、接合面に流路12を有する2つの半割流路ブロック10を接着剤等で接合して構成してもよい。流路12の断面形状は、図1(c)に示すような円形、図1(d)に示すような矩形(多角形)、あるいは図1(e)に示すような複合形状等、適宜に採用することができる。また、各流路12で断面形状を変えるようにしてもよい。流路12の内面には必要に応じて適宜の表面処理がなされる。継手14は流路ブロック10に接着もしくはねじ込みなどの方法によって接合される。また継手14は、共通のものを用いておき、同様に共通に仕様できるチューブによって互いに結合して用いられる。継手14には、流体の漏洩を防止するため、JIS規格もしくはISO規格など既存の規格の流体漏れ封止形状が用いられている。
Such a
図2に示すのは、他の流路12形状を有する流路ブロック10を示すもので、(a)及び(b)は3本の流路12がT字状に配置されているもの、(c)及び(d)は4本の流路12が、(e)及び(f)は6本の流路12がそれぞれ等間隔に配置されているものである。また、図3に示すのは、流路ブロック10の上下方向にも流路12を配置したもので、これらの流路12は流路ブロック10の中心で3次元的に合流するようになっている。図3において、(a)及び(b)は図1の流路ブロック10の上面及び上下面に開口する上下方向流路を設けたもの、(c)及び(d)は図2(a)の流路ブロック10の上面及び上下面に開口する上下方向流路を設けたもの、(e)及び(f)は図2(c)の流路ブロック10の上面及び上下面に開口する上下方向流路を設けたもの、(g)及び(h)は図2(e)の流路ブロック10の上面及び上下面に開口する上下方向流路を設けたものである。これらの流路ブロック10に設けた流路12は、互いの角度、間隔、それぞれの径や断面形状を適宜に設定できる。これらの流路12はいずれを導入流路12にし、いずれを導出流路12に設定してもよい。また、流路12は必要に応じて、5方向、8方向、10方向などの多数に分岐するように形成することができる。また流路ブロック10の外周形状は円形に限らない。
FIG. 2 shows a
これらの流路ブロック10は、それぞれのタイプを規格化し、予め使用頻度に応じた数を用意しておくことにより、ユーザが設計した反応のための流体回路をこれらの流路ブロック10を組み合わせることにより構成することができる。これらの流路ブロック10は、ユーザが用意しておくことも、また、これを製品として提供する側が用意することもできる。 These channel blocks 10 are standardized for each type, and by preparing a number corresponding to the frequency of use in advance, a fluid circuit for reaction designed by the user is combined with these channel blocks 10. Can be configured. These flow path blocks 10 can be prepared by the user, or can be prepared by the side providing them as products.
図4は、これらの流路ブロック10を結合して構成した流体回路の例であり、流体のフローは図4Aに示されている。シリンジ16により供給される2つの試薬はチューブ18aを通じて、各々第1の流路ブロック10a(3方向流路ブロック:1導入流路、2導出流路)に導入される。ここで、2支流に分岐した流体の流量(流速)は1/2になる。その後、この流速のままチューブ18bを通じて第2の流路ブロック10b(4方向流路ブロック:2導入流路、2導出流路)で各流体は合流(混合)される。この時点で各流体は、初期導入時の1/2の流速で合成(混合)されるので、合成(混合)時間が長くなり、この間で混合が促進される。次に第3の流路ブロック10c(3方向流路ブロック:2導入流路、1導出流路)により再び第3の合流(混合)がなされた後、第4の流路ブロック10d(3方向流路ブロック:2導入流路、1導出流路)により第3の合流(混合)がなされ、回収容器20に排出される。
FIG. 4 is an example of a fluid circuit configured by combining these flow path blocks 10, and the flow of the fluid is shown in FIG. 4A. The two reagents supplied by the
この実施の形態では、上記の計4段のステップ(「第1:分岐」→「第2:合流・分岐」→「第3:合流」→「第4:合流」)を経て流体を混合する。このように、複数の分岐および合流を行うことで、複数流体が確実に混合する。互いに反応する流体であれば、混合の時に反応が起こり、新たな物質の合成がなされるが、この実施の形態では4段のステップで確実に合成がなされる。なおこの例では、流体の送液要素としてシリンジ16を用いているが、通常のピストンポンプやダイヤフラムラムポンプなどを用いてもよく、前記送液要素はこの例に限るものではない。
In this embodiment, the fluid is mixed through the above four steps (“first: branch” → “second: merge / branch” → “third: merge” → “fourth: merge”). . Thus, a plurality of fluids are reliably mixed by performing a plurality of branches and merging. In the case of fluids that react with each other, a reaction occurs at the time of mixing, and a new substance is synthesized. In this embodiment, the synthesis is reliably performed in four steps. In this example, the
これらの流路ブロック10は、流体を分岐させる機能、混合させる(反応させる)機能を有する、流体回路の基本的な構成要素であるが、他の機能ブロックを用いることができる。図5に示すのは、流体を攪拌させて混合と場合によってはそれによる反応を促進する容積体22である。これは、必要に応じて各流路ブロック10間に設置される。
These flow path blocks 10 are basic components of a fluid circuit having a function of branching fluid and a function of mixing (reacting), but other functional blocks can be used. Shown in FIG. 5 is a
図5(a)及び(b)に示す容積体22は、チューブ18の内径より大きな内径を有する空間(容積部)24を形成するもので、通過流体が容積部に進入し、流速の低下および滞留時間の確保を単に行うものである。図5(c)に示す容積体22には、通電することにより駆動する圧電素子などのアクチュエータが振動要素26として設置されている。この振動要素26の動作に伴って容積体22が振動し、流体(薬液)が容積体22を通過するときに、振動による攪拌混合がなされ、流体の混合が促進する。また、図5(d)に示す容積体22には、容積体22内部に磁性体片28が、容積体22外部には電気(電流もしくは電圧)を付与することにより磁力が発生する励磁要素30が付設されている。この容積体22では、励磁要素30に電気を付与することにより磁力が発生し、容積体22内部の磁性体片28が自由運動をする。これにより容積体22を通過する流体(薬液)が強制混合させられる。なお、磁性体片28の形状はこれに限られない。
The
図5(e)に示す容積体22は、内部にガラスもしくは、樹脂またはセラミックスの製のビーズ32を充填し、通過流に乱れを発生させて混合を促進させるものである。なお、該ビーズ32には触媒を修飾し、反応を促進させる機能をもたせる場合もある。ビーズ32の形状は球形に限らず、適宜のものを採用することができる。さらに、図5(f)に示す容積体22は、内部にラビリンス壁34を構成し、ラビリンス型の流路を形成するものである。これにより、通過流体に乱流を発生させ、混合を促進させる。また、該ラビリンス壁34に触媒を修飾することで反応を促進させる機能を持たせることもできる。これらの容積体22も、予めいくつかのタイプを用意しておき、表等な場合にそれを継手14とチューブ18を介して他の流路ブロック10と結合して、使用することができる。
The
この発明の流路ブロック10を用いることにより、流路ブロック10の組み合わせパターンを柔軟に変更することができ、また試行することができる。流路ブロック10による組み合わせにより、流速の分岐による減速や合流による増速、および各角度衝突角度における混合を1または複数回実施することで、分岐目的生成物を高速、高収率で得られるパターンを適時探索し、最適な流路パターンを見出すことができる。従って、目的とする化学(合成)反応に合わせた混合装置または反応装置を構成し、高収率を達成させることが可能である。 By using the flow path block 10 of the present invention, the combination pattern of the flow path blocks 10 can be flexibly changed and a trial can be performed. A pattern in which the target product for branching can be obtained at high speed and in high yield by combining the flow path block 10 by performing deceleration one or more times by decelerating or converging the flow velocity and mixing at each angle collision angle. Can be searched in a timely manner to find the optimum flow path pattern. Therefore, it is possible to achieve a high yield by configuring a mixing device or a reaction device in accordance with the target chemical (synthesis) reaction.
図6A以下において、いくつかのパターンを例示的に説明する。図6Aでは、流路ブロック10を1つ用いた簡単な構成であり、(a)では3流路の流路ブロック10による混合を、(b)では、それに容積体22を2つ繋げたものである。従来の手法(バッチ)による合成においても短時間で高収率が得られるような化学反応においては、単に連続的に反応生成物が得られればよいので、このような比較的構成が簡単なパターンを選択することができる。
In FIG. 6A and below, some patterns will be described by way of example. 6A shows a simple configuration using one
一方、従来の手法(バッチ)では、高収率を得るために長時間を要する反応などは、図6A(c)のように、流路ブロック10を2つ繋げて、混合・分岐が2回行われる、比較的構成が複雑なものを選択する。さらに反応が遅い場合には、図4に示したようなより複雑なパターンの流体回路が採用される。勿論、流体回路のパターンはこれらに限られず、図6B以降に示すようなものを適宜に採用することができる。図6Bは3個の流路ブロック10を用いたもの、図6Cは4個の流路ブロック10を用いたもの、図6Dは5個の流路ブロック10を用いたもの、図6E及び図6Fは6個の流路ブロック10を用いたもの、図6Gは、図4と同じく7個の流路ブロック10を用いたものである。
On the other hand, in the conventional method (batch), for a reaction that takes a long time to obtain a high yield, as shown in FIG. 6A (c), two flow path blocks 10 are connected and mixed and branched twice. Select a relatively complex configuration to be performed. Further, when the reaction is slow, a fluid circuit having a more complicated pattern as shown in FIG. 4 is adopted. Of course, the pattern of the fluid circuit is not limited to these, and those shown in FIG. FIG. 6B shows a configuration using three
以上の実施の形態では、2(薬)液混合の場合について各例を挙げたが、初段に3方向流路ブロック10もしくは4方向流路ブロック10などを用いて、3(薬)液混合、4(薬)液混合などをはじめとする、複数の混合も上記同様の構成にて実施することが可能である。 In the above embodiment, each example is given in the case of 2 (drug) liquid mixing. However, 3 (drug) liquid mixing, A plurality of mixings such as 4 (drug) liquid mixing can also be performed with the same configuration as described above.
また、この発明によれば、各流路ブロック10間に設置される、各チューブ18の長さを任意に設定でき、チューブ18内を通過する薬液の混合時間も任意に設定可能である。つまり、チューブ18長を長くすれば、同一の試薬流量(流速)でも、反応時間を長くすることができる。また、図6A(b)、図6B(c)に示すように、チューブ18中に容積体22を設置し、薬液通過時に流れの乱れを発生させ混合を促進させることもできる。容積体22の設置位置および個数は、これらの例に限られるものではない。また、チューブ18には予め、その内面に化学触媒を修飾し、反応を促進させる効果を生じさせることも可能である。
Moreover, according to this invention, the length of each
また、一般的に化学反応(有機化学合成)においては、狭い空間で反応(合成・混合)させればさせるだけ、比界面積が大きくなり、分子の拡散混合が促進され、短時間で高収率が得られる。上述した特徴を有する混合器もしくは反応器として、マイクロリアクタなどがある。しかしながら、反応空間を狭くすると、化学反応の結果(生成物もしくは副生成物)として析出物が発生する反応においては、単に反応空間を狭くした場合、反応の進行とともに析出物が狭い空間につまり、リアクタ内部の流路12を閉塞させ、混合器もしくは反応器として機能しなくなる場合がある。
In general, in chemical reactions (organic chemical synthesis), the specific interfacial area increases only if the reaction (synthesis / mixing) is performed in a narrow space, and molecular diffusion mixing is promoted. Rate is obtained. There exists a microreactor etc. as a mixer or a reactor which has the characteristics mentioned above. However, when the reaction space is narrowed, in a reaction in which precipitates are generated as a result of a chemical reaction (product or by-product), if the reaction space is simply narrowed, the precipitates become narrower as the reaction proceeds, that is, The
この詰まりの問題を省みた1つの実施の形態として、比界面積を利用した分子の拡散混合による高収率を保持しつつ、化学反応の結果として析出物が発生した際でも、流路12の閉塞を抑制するために、流路ブロック10内の流路12の断面積およびチューブ18の断面積を1mm2以下(上限1mm2)とすることを推奨する。また、流路ブロック10およびチューブ18の材質は、PTFEなどの各種樹脂、ガラス、金属、セラミックスなどであり、特に樹脂で加工すれば、コストの低減化が可能である。
As one embodiment in which this problem of clogging is eliminated, even when precipitates are generated as a result of a chemical reaction, while maintaining a high yield by diffusion mixing of molecules using specific interface, In order to suppress the blockage, it is recommended that the cross-sectional area of the
図7に、この発明による流路ブロック10を用いて構成した混合器(流体回路)を用いて、フェノールのアセチル化を実施した結果を示す。なお、混合器の流路パターンは先に説明した図6D(a)に示したものである。この実験結果は、反応時間に対する生成物の収率を示したものである。この結果より、本発明による混合器により、高速(短時間)、高収率が実現していることがわかる。 FIG. 7 shows the result of acetylation of phenol using a mixer (fluid circuit) configured using the flow path block 10 according to the present invention. The flow path pattern of the mixer is that shown in FIG. 6D (a) described above. This experimental result shows the yield of the product with respect to the reaction time. From this result, it can be seen that the mixer according to the present invention achieves high speed (short time) and high yield.
図8に、本発明による流路ブロック10の他の実施の形態の混合器を用いて、フェノールのアセチル化を実施した例を示す。なお、混合器の流路パターンは前記例中の図6B(c)に示した容積体22が設置されているものである。ここで設置した容積体22は、図5(a)及び(b)に示す単純な構造のものである。図7の場合と同様に、本発明による混合器により、高速(短時間)、高収率が実現していることがわかる。
FIG. 8 shows an example in which phenol acetylation is performed using a mixer according to another embodiment of the flow path block 10 according to the present invention. The flow path pattern of the mixer is one in which the
図9は、流路ブロック10を積層化することで、その機能(流路)を保持したまま小型化を図るようにしたものである。各流路ブロック10には、上下面に流路ブロック10どうしを繋ぐ流路12が開口して設けられており、さらに、環状の凹凸もしくは位置決めピンが設けられている。従って、各流路ブロック10を積層する時には、流路ブロック10間の連通流路の位置決めが容易になされるとともに、付け替え(取り外し、取り付け)も容易となっている。また、各積層用流路ブロック10間にはOリングをはじめとするシールを設置し、各流路ブロック10間の通過流体が、漏れないようにしている。なお、混合器の流路パターンは先に説明した図6D(a)に示したものである。
FIG. 9 shows a structure in which the flow path blocks 10 are stacked to reduce the size while maintaining the function (flow path). Each flow path block 10 is provided with a
図10は、図9の実施の形態による混合器を用いて、フェノールのアセチル化を実施した結果を示す。この実験結果は、反応時間に対する生成物の収率を示したものである。これより、本発明による混合器により、高速(短時間)、高収率が実現していることがわかる。 FIG. 10 shows the result of acetylation of phenol using the mixer according to the embodiment of FIG. This experimental result shows the yield of the product with respect to the reaction time. From this, it can be seen that the mixer according to the present invention achieves high speed (short time) and high yield.
図11は、本発明の応用の例を示すもので、流路ブロック10を用いて実験的に見出した最適な流路パターンを、平板状の基板36に加工してチップ化するようにしたものである。基板36に開口した流路38は、先に説明した図9に示した流路パターンである。図11(a)は流路パターンを加工した基板36の斜視図であり、図11(b)は上面図である。基板36の流路38は継手42を介して他の機器に接続される。この構成においても、前記各構成例および実施例と同様に短時間で高収率の結果が得られると考えられる。
FIG. 11 shows an example of application of the present invention, in which an optimal flow path pattern found experimentally using the flow path block 10 is processed into a
以上説明したように、本発明によれば、フロー系有機化学合成における、混合パターンを容易に変更することが可能である。その結果、低コストでフロー系化学合成用の混合器が製作可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily change the mixing pattern in the flow organic chemical synthesis. As a result, a mixer for flow chemical synthesis can be manufactured at low cost.
10 流路ブロック
10a 流路ブロック
10b 流路ブロック
10c 流路ブロック
10d 流路ブロック
12 流路
14 継手
16 シリンジ(原料供給部)
18,18a,18b チューブ
20 回収容器
22 容積体
26 振動要素
28 磁性体片
30 励磁要素
32 ビーズ
34 ラビリンス壁
36 基板
38 流路
42 継手
10
18, 18 a, 18
Claims (8)
内部に互いに合流または分岐する流路が形成された流路ブロックと、
前記流路ブロックの流路に継手を介して接続されるチューブとを有することを特徴とする混合器。 A mixer for mixing one or more fluids,
A flow path block in which flow paths that merge or branch into each other are formed;
A mixer having a tube connected to a flow path of the flow path block via a joint.
内部に互いに合流または分岐する流路が形成された流路ブロックを用い、
前記流路ブロックを用いて構成した流体回路に前記1または複数の流体を供給することを特徴とする混合方法。 A mixing method for mixing one or more fluids,
Using a channel block in which channels that merge or branch together are formed inside,
A mixing method comprising supplying the one or more fluids to a fluid circuit configured using the flow path block.
8. A fluid circuit manufacturing method, wherein mixing is performed by using the mixing method according to claim 6 or 7 and a fluid circuit whose good result is confirmed is formed on a substrate.
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