JP5139628B2 - Micro chemical devices - Google Patents

Micro chemical devices Download PDF

Info

Publication number
JP5139628B2
JP5139628B2 JP2005156845A JP2005156845A JP5139628B2 JP 5139628 B2 JP5139628 B2 JP 5139628B2 JP 2005156845 A JP2005156845 A JP 2005156845A JP 2005156845 A JP2005156845 A JP 2005156845A JP 5139628 B2 JP5139628 B2 JP 5139628B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inlet port
microchannel
micromixer
reacted
microreactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005156845A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006326542A (en
Inventor
美貴男 馬場
昭三 森下
卓 岩出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Engineering Co Ltd
Original Assignee
Toray Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Engineering Co Ltd filed Critical Toray Engineering Co Ltd
Priority to JP2005156845A priority Critical patent/JP5139628B2/en
Publication of JP2006326542A publication Critical patent/JP2006326542A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5139628B2 publication Critical patent/JP5139628B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、微少な流路を用いて、流体の混合及び反応を行うマイクロ化学デバイスに関する。   The present invention relates to a microchemical device that mixes and reacts fluids using minute flow paths.

マイクロ化学プラントは、マイクロスケールの空間内での混合、化学反応、分離などを利用した生産設備であり、大型タンク等を用いた従来のバッチ方式のプラントと比較して多くの有利点を備える。例えば、複数の流体の混合や化学反応を短時間且つ微量の試料で行えること、装置が小型であるため実験室レベルで生成物の製造技術を確立できればナンバリングアップを行うことで容易に量産用の設備化ができること、爆発などの危険を伴う反応にも適用可能であること、多品種少量生産を必要とする化合物の生成などにも素早く適応できること、需要量に合わせた生産量の調整が容易にできることなどである。このため、化学工業や医薬品工業の分野では、流体の混合または反応を行い材料や製品を製造するための好適な装置として注目され、近年、その研究開発が盛んに行われている。   A microchemical plant is a production facility that uses mixing, chemical reaction, separation, etc. in a microscale space, and has many advantages over conventional batch-type plants using large tanks and the like. For example, mixing of multiple fluids and chemical reactions can be performed in a short amount of time with a small amount of sample. It can be installed in equipment, can be applied to reactions involving dangers such as explosions, can be quickly adapted to the production of compounds that require high-mix low-volume production, and production volume can be easily adjusted to meet demand. It can be done. For this reason, in the fields of chemical industry and pharmaceutical industry, it has been attracting attention as a suitable apparatus for producing materials and products by mixing or reacting fluids, and research and development has been actively conducted in recent years.

マイクロ化学プラントは、材料供給装置、マイクロミキサ、熱交換装置、マイクロリアクタ、分離装置、これらの各装置を接続する配管、及び制御装置などを主構成要素とする。このうち、マイクロミキサ及びマイクロリアクタは、それぞれ流路幅が数μm〜1mm程度のオーダーである微少な流路を有し、この流路に導かれた複数種類の流体を互いに接触させることで混合または化学反応を生起するものである。マイクロミキサとマイクロリアクタとは、基本的には共通な構成とされ、一般にその用途が混合である場合はマイクロミキサと呼び、化学反応である場合はマイクロリアクタと呼ぶ。   The micro chemical plant has, as main components, a material supply device, a micromixer, a heat exchange device, a microreactor, a separation device, piping connecting these devices, a control device, and the like. Among these, the micromixer and the microreactor each have a minute flow channel having a flow channel width on the order of several μm to 1 mm, and are mixed or mixed by bringing a plurality of types of fluids led to the flow channel into contact with each other. It causes a chemical reaction. The micromixer and the microreactor are basically configured in common, and are generally called a micromixer when the application is mixing, and called a microreactor when they are chemical reactions.

このようなマイクロミキサ及びマイクロリアクタは、マイクロ化学プラントにおいては非常に重要なデバイスであり、特許文献としてもいくつか提示されている。このようなマイクロミキサとマイクロリアクタとをこの順で結合することで、混合と化学反応とをこの順で行うマイクロ化学デバイスを構成することができる。この結合には、従来においては、例えば図8に示すように、マイクロミキサ1’における導出口P2’とマイクロリアクタ7’における導入口P3’とを例えばニップルやチューブ等の配管NPを用いて連通接続していた。   Such a micromixer and a microreactor are very important devices in a microchemical plant, and some patent literatures are also presented. By connecting such a micromixer and a microreactor in this order, a microchemical device that performs mixing and chemical reaction in this order can be configured. Conventionally, for this connection, as shown in FIG. 8, for example, as shown in FIG. 8, the outlet P2 ′ in the micromixer 1 ′ and the inlet P3 ′ in the microreactor 7 ′ are connected to each other using a pipe NP such as a nipple or a tube. Was.

特開2005−77219号公報JP-A-2005-77219 特開2005−46652号公報JP 2005-46652 A

しかしながら、マイクロミキサ1’とマイクロリアクタ7’とを配管NPにより連通接続することにより、配管NP内で流体が滞留することがあった。また、マイクロミキサ1’で混合された流体がマイクロリアクタ7’へ導入される前に、放熱や受熱などにともなう温度変動のような外乱の影響を受け、化学反応を起こしてしまうことがあった。配管NP内は、温度条件等が制御できない空間であり、精密な反応制御を行うマイクロリアクタ7’へ導入される前に、このような化学反応が生じることは、生成品の品質劣化につながる。本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、流体の滞留や温度変動のような外乱の影響を排除でき、生成品の品質の向上を図ることのできるマイクロ化学デバイスを提供することを目的とする。   However, when the micromixer 1 ′ and the microreactor 7 ′ are connected to each other through the pipe NP, the fluid may stay in the pipe NP. Further, before the fluid mixed in the micromixer 1 ′ is introduced into the microreactor 7 ′, a chemical reaction may occur due to the influence of a disturbance such as temperature fluctuation caused by heat dissipation or heat reception. The inside of the pipe NP is a space in which the temperature conditions and the like cannot be controlled, and the occurrence of such a chemical reaction before being introduced into the microreactor 7 ′ that performs precise reaction control leads to quality degradation of the product. The present invention has been made in view of such problems, and provides a microchemical device that can eliminate the influence of disturbance such as fluid retention and temperature fluctuation, and can improve the quality of a product. For the purpose.

請求項1の発明は、複数種類の被反応流体をマイクロ流路を介して混合及び反応させるマイクロ化学デバイスMDにおいて、被反応流体を導入するための第1入口ポートP1と、第1入口ポートP1に連通し被反応流体を混合させるための第1マイクロ流路43R,43Lと、第1マイクロ流路43R,43Lに連通し混合済みの被反応流体を導出するための第1出口ポートP2とを備えるマイクロミキサ1と、マイクロミキサ1により混合された混合済流体を導入するための第2入口ポートP3と、第2入口ポートP3に連通し混合済流体を反応させるための複数の第2マイクロ流路91と、各第2マイクロ流路91に連通し反応済みの被反応流体を導出するための第2出口ポートP4とを備えるマイクロリアクタ7とを有し、マイクロミキサ1とマイクロリアクタ7とは、第1出口ポートP2と第2入口ポートP3とが直接に連通接続しており、第2入口ポートP3は、千鳥状に貫穿された複数のチューブ支持孔92Hを有し、第2マイクロ流路91はチューブ状であり、第2入口ポートP3の各チューブ支持孔92Hに嵌入されて支持されることにより、千鳥状に配列されて第2入口ポートP3と連通していることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, in the microchemical device MD that mixes and reacts a plurality of types of fluids to be reacted via the microchannel, the first inlet port P1 for introducing the fluid to be reacted and the first inlet port P1 The first micro flow paths 43R and 43L for communicating with the fluid to be reacted and the first outlet port P2 for communicating the mixed fluids to be communicated with the first micro flow paths 43R and 43L. A micromixer 1 provided, a second inlet port P3 for introducing the mixed fluid mixed by the micromixer 1, and a plurality of second microflows for reacting the mixed fluid in communication with the second inlet port P3 A microreactor 7 having a channel 91 and a second outlet port P4 that communicates with each of the second microchannels 91 and leads out a reacted fluid that has been reacted. Sa 1 and the microreactor 7, a first outlet port P2 and the second inlet port P3 is communicatively connected directly to the second inlet port P3 is have a plurality of tube support hole 92H that is Nuki穿in zigzag and, second microchannel 91 is tubular, by being supported by being fitted into each tube support hole 92H of the second inlet port P3, in communication with the second inlet port P3 are arranged in a staggered manner It is characterized by being.

請求項2の発明は、第1出口ポートP2が形成された面と第2入口ポートP3が形成された面とは、それぞれ互いに密接可能なフラット面とされている。   In the invention of claim 2, the surface on which the first outlet port P2 is formed and the surface on which the second inlet port P3 is formed are flat surfaces that can be in close contact with each other.

請求項3の発明は、第1マイクロ流路43R,43L及び第2マイクロ流路91の断面積はそれぞれ0.5mm以下である。 In the invention of claim 3, the cross-sectional areas of the first micro flow paths 43R and 43L and the second micro flow path 91 are each 0.5 mm 2 or less.

本発明のマイクロ化学デバイスMDによると、マイクロミキサ1における第1出口ポートP2とマイクロリアクタ7における第2入口ポートP3とは配管を介さずに直接に連通接続するので、流体の滞留や温度変動のような外乱の影響を排除でき、生成品の品質の向上を図ることができる。   According to the microchemical device MD of the present invention, the first outlet port P2 in the micromixer 1 and the second inlet port P3 in the microreactor 7 are directly connected to each other without a pipe, so that fluid stays and temperature fluctuations occur. The influence of various disturbances can be eliminated, and the quality of the product can be improved.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は本発明に係るマイクロ化学デバイスの正面一部断面図、図2はマイクロミキサの正面一部断面図、図3は図1のA−A線矢視図、図4は流路形成体を構成する第1エレメント及び第2エレメントの外観斜視図、図5はマイクロミキサにおけるマイクロ流路を模式的に示す図、図6はマイクロリアクタの正面一部断面図、図7は図6のB−B線矢視図である。なお、図4(A)は第1エレメントを示し、図4(B)は第2エレメントを示す。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 is a partial front sectional view of a microchemical device according to the present invention, FIG. 2 is a partial front sectional view of a micromixer, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a diagram schematically showing a micro flow path in the micromixer, FIG. 6 is a partial cross-sectional front view of the microreactor, and FIG. FIG. FIG. 4A shows the first element, and FIG. 4B shows the second element.

図1に示すように、本発明に係るマイクロ化学デバイスMDは、マイクロミキサ1及びマイクロリアクタ7から構成される。   As shown in FIG. 1, the microchemical device MD according to the present invention includes a micromixer 1 and a microreactor 7.

図2に示すように、マイクロミキサ1は、外殻体2、流路形成体室付蓋体3、流路形成体4及びプラグ5などから構成され、入口ポートP1から導入された被反応液であるモノマーと重合開始剤とを流路形成体4内で混合して、出口ポートP2から導出する装置である。上記構成要素はいずれもステンレス鋼を材質とする。   As shown in FIG. 2, the micromixer 1 is composed of an outer shell 2, a lid 3 with a flow path forming body chamber, a flow path forming body 4, a plug 5, and the like, and a liquid to be reacted introduced from an inlet port P1. The monomer and the polymerization initiator are mixed in the flow path forming body 4 and led out from the outlet port P2. All the above components are made of stainless steel.

外殻体2は、一端に開口部を備える有底筒状体である。その側壁21には冷却液入口ポートH1、冷却液出口ポートH2及びボルト締結穴H3が穿設され、底蓋22にはプラグ嵌入穴H4が穿設される。冷却液入口ポートH1及び冷却液出口ポートH2は、それぞれマイクロミキサ本体の軸線J1に対して等対角位置となるように側壁21の肉厚方向に穿設された貫通穴である。ボルト締結穴H3は、側壁21における開口部側の周面上に円周方向に等間隔となるように合計6箇所穿設された有底穴である。プラグ嵌入穴H4は、底蓋22の肉厚方向に穿設された貫通穴である。これら各穴には雌ネジが形成される。   The outer shell 2 is a bottomed cylindrical body having an opening at one end. The side wall 21 is provided with a coolant inlet port H1, a coolant outlet port H2, and a bolt fastening hole H3, and the bottom lid 22 is provided with a plug insertion hole H4. The coolant inlet port H1 and the coolant outlet port H2 are through holes formed in the thickness direction of the side wall 21 so as to be equidiagonal with respect to the axis J1 of the micromixer body. The bolt fastening holes H <b> 3 are bottomed holes that are formed in a total of six locations on the peripheral surface of the side wall 21 on the opening side so as to be equally spaced in the circumferential direction. The plug insertion hole H <b> 4 is a through hole formed in the thickness direction of the bottom lid 22. Each of these holes is formed with a female screw.

流路形成体室付蓋体3は、外殻体2の開口部を密閉するための蓋部31と、蓋部31の一端中央部から軸線J1方向に延設した中空の円柱状部32とからなる。円柱状部32における中空部分は、流路形成体4を内装するための流路形成体室32Sとして機能する。蓋部31の他端はフラット面とされる。図3に示すように、蓋部31の周縁部には、外殻体2におけるボルト締結穴H3の位置に対応するように、合計6個のボルト穴H5が貫穿される。また蓋部31は、円柱状部32における流路形成体室32Sと連通する出口ポートP2を備える。外殻体2と流路形成体室付蓋体3とはボルトB1(図1参照)により締結することで一体化する。円柱状部32の外周面と外殻体2の内周面との間には、冷却液室3Sとして機能する密閉空間が形成される。冷却液室3Sには、配管により冷却液入口ポートH1及び冷却液出口ポートH2に接続された図示しない冷却液循環ポンプから冷却液が供給される。   The lid 3 with the flow path forming body chamber includes a lid 31 for sealing the opening of the outer shell 2, and a hollow columnar portion 32 extending in the direction of the axis J 1 from the center of one end of the lid 31. Consists of. The hollow portion in the columnar portion 32 functions as a flow path forming body chamber 32S for interior of the flow path forming body 4. The other end of the lid 31 is a flat surface. As shown in FIG. 3, a total of six bolt holes H <b> 5 are penetrated through the peripheral portion of the lid portion 31 so as to correspond to the positions of the bolt fastening holes H <b> 3 in the outer shell body 2. The lid portion 31 includes an outlet port P2 communicating with the flow path forming body chamber 32S in the cylindrical portion 32. The outer shell body 2 and the flow path forming body chamber-attached lid body 3 are integrated by fastening with a bolt B1 (see FIG. 1). A sealed space that functions as the coolant chamber 3S is formed between the outer peripheral surface of the columnar portion 32 and the inner peripheral surface of the outer shell 2. The coolant is supplied to the coolant chamber 3S from a coolant circulation pump (not shown) connected to the coolant inlet port H1 and the coolant outlet port H2 by piping.

流路形成体4は、第1エレメント4Rと第2エレメント4Lとが直列に交互に複数段連結することにより構成される。本実施形態では5段としている。第1エレメント4Rは、図4(A)に示すように、ピン孔41及びマイクロ流路43Rを有する。具体的には、図5に示すように、2本の貫通孔内をそれぞれ時計回り方向の180度の捩り角をもった隔壁BWで仕切って形成される2本ずつのマイクロ流路43R1,43R2,43R1’,43R2’からなる。貫通孔の断面積は1mm、従って各マイクロ流路43Rの断面積は0.4mm程度である The flow path forming body 4 is configured by connecting a plurality of first elements 4R and second elements 4L alternately in series. In this embodiment, there are five stages. As shown in FIG. 4A, the first element 4R has a pin hole 41 and a micro flow path 43R. Specifically, as shown in FIG. 5, two microchannels 43R1 and 43R2 each formed by partitioning the inside of the two through holes with partition walls BW each having a twist angle of 180 degrees in the clockwise direction. , 43R1 ′, 43R2 ′. The cross-sectional area of the through hole is 1 mm 2 , and thus the cross-sectional area of each microchannel 43R is about 0.4 mm 2.

第2エレメント4Lは、図4(B)に示すように、ピン孔41及びマイクロ流路43Lを有する。2本の貫通孔内をそれぞれ反時計回り方向の180度の捩り角をもった隔壁で仕切って形成される2本ずつのマイクロ流路を備えることを除いては、第2エレメント4Lは基本的には第1エレメント4Rと同様の構成である。第1エレメント4Rと第2エレメント4Lとはピン孔41に挿着したピン45を介して、交互に直列に合計5個連結することで一体化して流路形成体4を構成し、流路形成体室32Sに内装される。   As shown in FIG. 4B, the second element 4L has a pin hole 41 and a micro flow path 43L. The second element 4L is basically the same except that it includes two microchannels each formed by partitioning the inside of the two through holes with a partition wall having a twist angle of 180 degrees in the counterclockwise direction. The configuration is the same as that of the first element 4R. The first element 4R and the second element 4L are integrated by connecting a total of five in series via pins 45 inserted into the pin holes 41, thereby forming the flow path forming body 4 to form the flow path. The interior of the body chamber 32S.

プラグ5は、末窄まり状に貫穿された入口ポートP1を備えると共に、プラグ穴H4の雌ネジと螺合可能な雄ネジを外周面に備える。プラグ5の先端51は流路形成体室32Sの上流側に嵌入して流路形成体4の上流側の端面を押圧可能な押圧部とされる。流路形成体4を内装した状態で、流路形成体4の上流側の端面を圧接するようにプラグ5をプラグ嵌入穴H4に締結することで、流路形成体4を固定保持する。入口ポートP1は、配管により図示しない被反応液供給系に接続される。なお被反応液供給系はモノマーと重合開始剤とを被反応液としてマイクロミキサ1に同時に圧送する手段である。   The plug 5 includes an inlet port P1 penetrating in a constricted shape, and a male screw that can be screwed with a female screw of the plug hole H4 on the outer peripheral surface. The tip 51 of the plug 5 is fitted into the upstream side of the flow path forming body chamber 32S and serves as a pressing portion that can press the upstream end face of the flow path forming body 4. In a state where the flow path forming body 4 is installed, the flow path forming body 4 is fixedly held by fastening the plug 5 to the plug insertion hole H4 so as to press-contact the upstream end face of the flow path forming body 4. The inlet port P1 is connected to a reaction liquid supply system (not shown) by piping. The reaction liquid supply system is means for simultaneously feeding the monomer and the polymerization initiator to the micromixer 1 as the reaction liquid.

なお、ラジカル重合を行ってポリマーを生成する場合は、モノマーとして、例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリロニトリル、スチレンなどが用いられ、そのときの重合開始剤として、例えば過酸化ベンゾイル、2,2−アゾビスイソブチロニトリルなどが用いられる。また、アニオン重合を行ってポリマーを生成する場合は、モノマーとして、例えばスチレン、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチルなどが用いられ、そのときの重合開始剤として、例えばプチルリチウム、ナトリウム、ナトリウムフタレンなどが用いられる。   When a polymer is produced by radical polymerization, for example, vinyl chloride, vinyl acetate, methyl acrylate, methyl methacrylate, acrylonitrile, styrene or the like is used as a monomer. Benzoyl oxide, 2,2-azobisisobutyronitrile and the like are used. When a polymer is produced by anionic polymerization, for example, styrene, acrylonitrile, methyl acrylate, methyl methacrylate or the like is used as a monomer, and as a polymerization initiator at that time, for example, butyl lithium, sodium, sodium phthalate, etc. Ren etc. are used.

マイクロリアクタ7は、図6に示すように、ハウジング8、反応室形成体9及び蓋体10からなり、入口ポートP3から流入した混合済みの被反応液を反応室形成体9内で反応させて、出口ポートP4から導出する装置である。上記構成要素はいずれもステンレス鋼を材質とする。   As shown in FIG. 6, the microreactor 7 includes a housing 8, a reaction chamber formation body 9, and a lid body 10. The microreactor 7 reacts in the reaction chamber formation body 9 with the mixed liquid to be reacted flowing from the inlet port P <b> 3. The device is derived from the outlet port P4. All the above components are made of stainless steel.

ハウジング8は、その長手方向についての両端部にそれぞれ第1径大部81及び第2径大部82を備え、正面視が略H字形の略円筒体である。第1径大部81の側壁には、ハウジング8の空洞部に向かう熱媒出口ポートH6が貫穿され、更に熱媒出口ポートH6の貫穿方向と直交する方向に合計6個のボルト穴H8が貫穿される。第1径大部81の内周面端部は溝部811を有する。第2径大部82の側壁には、空洞部に向かう熱媒入口ポートH7が穿設され、熱媒入口ポートH7の貫穿方向と直交する方向に合計6個のボルト締結穴H9が貫穿される。ボルト締結穴H9は、第2径大部82における周面上に円周方向に等間隔となるように合計6箇所穿設された有底穴である。これら各穴には雌ネジが形成される。   The housing 8 is provided with a first large diameter portion 81 and a second large diameter portion 82 at both ends in the longitudinal direction, and is a substantially cylindrical body having a substantially H shape in front view. The side wall of the first large-diameter portion 81 is penetrated with a heat medium outlet port H6 toward the cavity of the housing 8, and a total of six bolt holes H8 are penetrated in a direction perpendicular to the penetration direction of the heat medium outlet port H6. Is done. An end portion of the inner peripheral surface of the first large diameter portion 81 has a groove portion 811. On the side wall of the second large diameter portion 82, a heat medium inlet port H7 toward the cavity is drilled, and a total of six bolt fastening holes H9 are drilled in a direction perpendicular to the penetration direction of the heat medium inlet port H7. . The bolt fastening holes H <b> 9 are bottomed holes that are formed in a total of six locations on the circumferential surface of the second large diameter portion 82 so as to be equally spaced in the circumferential direction. Each of these holes is formed with a female screw.

反応室形成体9は、合計19本の微細径チューブ91、及び微細径チューブ91の両端を支持する2つの支持体92(92A,92B)からなる。各支持体92は、その表面に千鳥状となるようにチューブ支持孔92Hが貫穿される。微細径チューブ91は、その内周面の断面積が0.5mm以下であり、両端部をそれぞれ各支持体92のチューブ支持孔92Hに嵌入しロウづけなどにより固着することにより両持ち支持される。このようにして製作した反応室形成体9は、まず支持体92Bを第1径大部81側の開口部からハウジング8の中空部8Sに挿入し、続いて第1径大部81側に形成された溝部811に支持体92Aを係合させることで、ハウジング8の中空部8S内に合計19本の微細径チューブ91が配設される構成となる。このとき、第2径大部82の端面と支持体92Bの端面とは面一となるように構成され、その面はフラット面とされる。また、第1径大部81の端面と支持体92Aの端面とは面一となるように構成され、その面はフラット面とされる。なお19本の微細径チューブ91の各開口部が本発明の第2入口ポートに相当する。 The reaction chamber forming body 9 includes a total of 19 fine-diameter tubes 91 and two supports 92 (92A and 92B) that support both ends of the fine-diameter tubes 91. Each support body 92 has a tube support hole 92H formed in a zigzag shape on the surface thereof. The small-diameter tube 91 has a cross-sectional area of 0.5 mm 2 or less on its inner peripheral surface, and is supported at both ends by fitting both ends into tube support holes 92H of the respective supports 92 and fixing them by brazing or the like. The In the reaction chamber forming body 9 thus manufactured, first, the support 92B is inserted into the hollow portion 8S of the housing 8 from the opening on the first diameter large portion 81 side, and subsequently formed on the first diameter large portion 81 side. By engaging the support 92 </ b> A with the groove 811 formed, a total of 19 fine-diameter tubes 91 are arranged in the hollow portion 8 </ b> S of the housing 8. At this time, the end surface of the second large diameter portion 82 and the end surface of the support 92B are configured to be flush with each other, and the surface is a flat surface. Further, the end surface of the first large-diameter portion 81 and the end surface of the support 92A are configured to be flush with each other, and the surface is a flat surface. In addition, each opening part of the 19 fine diameter tubes 91 is equivalent to the 2nd inlet port of this invention.

蓋体10は、ハウジング8における第2径大部82側の開口部を被覆可能なサイズとされる。蓋体10の周縁部には、ハウジング8におけるボルト締結穴H9の位置に対応するように、合計6個のボルト穴H10が貫穿される。また蓋体10は、反応室形成体9における微細径チューブ91と連通する出口ポートP4を備える。蓋体10のボルト穴H10と第2径大部82のボルト締結穴H9との位置が合うようにしてボルトB1を締め付けることでハウジング8に蓋体10が取り付けられる。その際、支持体2Bと蓋体10との間にパッキン等のシール部材を設けてもよい。2つの支持体92とハウジング8の内周面との間には、熱媒室8Sとして機能する密閉空間が形成される。熱媒室8Sには、配管により熱媒入口ポートH7及び熱媒出口ポートH6に接続された図示しない熱媒循環ポンプから熱媒が供給される。   The lid 10 is sized to cover the opening on the second large diameter portion 82 side of the housing 8. A total of six bolt holes H10 are penetrated through the peripheral edge of the lid 10 so as to correspond to the positions of the bolt fastening holes H9 in the housing 8. The lid body 10 also includes an outlet port P4 that communicates with the fine-diameter tube 91 in the reaction chamber forming body 9. The lid 10 is attached to the housing 8 by tightening the bolt B1 such that the bolt hole H10 of the lid 10 and the bolt fastening hole H9 of the second large diameter portion 82 are aligned. In that case, you may provide sealing members, such as packing, between the support body 2B and the cover body 10. FIG. A sealed space that functions as the heat medium chamber 8 </ b> S is formed between the two support bodies 92 and the inner peripheral surface of the housing 8. A heat medium is supplied to the heat medium chamber 8S from a heat medium circulation pump (not shown) connected to the heat medium inlet port H7 and the heat medium outlet port H6 by piping.

以上のように構成されたマイクロミキサ1とマイクロリアクタ7とは、マイクロミキサ1における蓋部31のボルト穴H5と外殻体2のボルト締結穴H3とマイクロリアクタ7における第1径大部81のボルト穴H8との位置が合うようにしてボルトB2を締め付けることで合体する。ここで、蓋部31の他端はフラット面とされ、第1径大部81の端面と支持体92Aの端面とは面一となるように構成され、その面はフラット面とされているため、マイクロミキサ1における出口ポートP2とマイクロリアクタ7における入口ポートP3とが直接に連通接続する。   The micromixer 1 and the microreactor 7 configured as described above are the bolt hole H5 of the cover portion 31 in the micromixer 1, the bolt fastening hole H3 of the outer shell 2, and the bolt hole of the first large diameter portion 81 in the microreactor 7. The bolts B2 are tightened so that the positions of the bolts H8 are aligned with each other. Here, the other end of the lid portion 31 is a flat surface, and the end surface of the first large-diameter portion 81 is configured to be flush with the end surface of the support 92A, and the surface is a flat surface. The outlet port P2 in the micromixer 1 and the inlet port P3 in the microreactor 7 are in direct communication connection.

従って、マイクロミキサ1における入口ポートP1とマイクロリアクタ7における出口ポートP4とは、流路形成体4内の各マイクロ流路43R,43L、出口ポートP2、微細径チューブ91を介して連通することになる。被反応液供給系により入口ポートP1に圧送された被反応液は、まずマイクロミキサ1において時計回り方向の旋回と反時計回り方向の旋回とを交互に行うように流れることで混合が行われ、続いてマイクロリアクタ7において化学反応が行われて出口ポートP4から導出される。   Therefore, the inlet port P1 in the micromixer 1 and the outlet port P4 in the microreactor 7 communicate with each other through the microchannels 43R and 43L, the outlet port P2, and the fine diameter tube 91 in the channel formation body 4. . The reaction liquid pumped to the inlet port P1 by the reaction liquid supply system is first mixed in the micromixer 1 by flowing so as to alternately perform clockwise rotation and counterclockwise rotation. Subsequently, a chemical reaction is performed in the microreactor 7 and is led out from the outlet port P4.

マイクロミキサ1における出口ポートP2とマイクロリアクタ7における入口ポートP3とは配管を介さずに直接に連通接続するので、流体の滞留や温度変動のような外乱の影響を排除でき、生成品の品質の向上を図ることができる。   Since the outlet port P2 in the micromixer 1 and the inlet port P3 in the microreactor 7 are directly connected to each other without a pipe, the influence of disturbance such as fluid retention and temperature fluctuation can be eliminated, and the quality of the product is improved. Can be achieved.

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment disclosed above is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to these embodiment. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明に係るマイクロ化学デバイスの正面一部断面図である。1 is a partial front sectional view of a microchemical device according to the present invention. マイクロミキサの正面一部断面図である。It is a partial front sectional view of a micromixer. 図1のA−A線矢視図である。It is an AA arrow line view of FIG. 流路形成体を構成する第1エレメント及び第2エレメントの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the 1st element and 2nd element which comprise a flow-path formation body. マイクロミキサにおけるマイクロ流路を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the micro flow path in a micro mixer. マイクロリアクタの正面一部断面図である。It is a front fragmentary sectional view of a microreactor. 図6のB−B線矢視図である。It is a BB line arrow line view of FIG. 従来のマイクロ化学デバイスの正面一部断面図である。It is a front fragmentary sectional view of the conventional microchemical device.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロミキサ
7 マイクロリアクタ
43 マイクロ流路(第1マイクロ流路)
91 微細径チューブ(第2マイクロ流路)
MD マイクロ化学デバイス
P1 入口ポート(第1入口ポート)
P2 出口ポート(第1出口ポート)
P3 入口ポート(第2入口ポート)
P4 出口ポート(第2出口ポート)
1 Micromixer 7 Microreactor 43 Microchannel (first microchannel)
91 Micro tube (second micro flow path)
MD micro chemical device P1 inlet port (first inlet port)
P2 exit port (1st exit port)
P3 inlet port (second inlet port)
P4 exit port (second exit port)

Claims (3)

複数種類の被反応流体をマイクロ流路を介して混合及び反応させるマイクロ化学デバイスにおいて、被反応流体を導入するための第1入口ポートと、第1入口ポートに連通し被反応流体を混合させるための第1マイクロ流路と、第1マイクロ流路に連通し混合済みの被反応流体を導出するための第1出口ポートとを備えるマイクロミキサと、マイクロミキサにより混合された混合済流体を導入するための第2入口ポートと、第2入口ポートに連通し混合済流体を反応させるための複数の第2マイクロ流路と、各第2マイクロ流路に連通し反応済みの被反応流体を導出するための第2出口ポートとを備えるマイクロリアクタとを有し、マイクロミキサとマイクロリアクタとは、第1出口ポートと第2入口ポートとが直接に連通接続しており、第2入口ポートは、千鳥状に貫穿された複数のチューブ支持孔を有し、第2マイクロ流路はチューブ状であり、第2入口ポートの各チューブ支持孔に嵌入されて支持されることにより、千鳥状に配列されて第2入口ポートと連通していることを特徴とするマイクロ化学デバイス。 In a microchemical device that mixes and reacts a plurality of types of fluids to be reacted via a microchannel, a first inlet port for introducing the fluid to be reacted and a fluid to be reacted communicated with the first inlet port A micromixer having a first microchannel and a first outlet port communicating with the first microchannel to extract a mixed fluid to be reacted, and the mixed fluid mixed by the micromixer is introduced A second inlet port for communicating with the second inlet port, a plurality of second microchannels for reacting the mixed fluid, and a reacted fluid that has been reacted by communicating with each second microchannel and a microreactor and a second outlet port for a micro mixer and micro reactor, a first outlet port and the second inlet port is communicatively connected directly to the Inlet port has a plurality of tube support hole which is Nuki穿in zigzag, the second microchannel is tubular, by being supported by being fitted into each tube support holes of the second inlet port, a staggered A microchemical device that is arranged in a line and communicates with a second inlet port. 第1出口ポートが形成された面と第2入口ポートが形成された面とは、それぞれ互いに密接可能なフラット面とされている請求項1に記載のマイクロ化学デバイス。   The microchemical device according to claim 1, wherein the surface on which the first outlet port is formed and the surface on which the second inlet port is formed are flat surfaces that can be in close contact with each other. 第1マイクロ流路及び第2マイクロ流路の断面積はそれぞれ0.5mm以下である請求項1または請求項2に記載のマイクロ化学デバイス。 The microchemical device according to claim 1 or 2, wherein each of the first microchannel and the second microchannel has a cross-sectional area of 0.5 mm 2 or less.
JP2005156845A 2005-05-30 2005-05-30 Micro chemical devices Active JP5139628B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005156845A JP5139628B2 (en) 2005-05-30 2005-05-30 Micro chemical devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005156845A JP5139628B2 (en) 2005-05-30 2005-05-30 Micro chemical devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006326542A JP2006326542A (en) 2006-12-07
JP5139628B2 true JP5139628B2 (en) 2013-02-06

Family

ID=37548823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005156845A Active JP5139628B2 (en) 2005-05-30 2005-05-30 Micro chemical devices

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5139628B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4996958B2 (en) 2007-03-29 2012-08-08 富士フイルム株式会社 Microfluidic device
JP4936970B2 (en) * 2007-04-20 2012-05-23 東レエンジニアリング株式会社 Micro chemical plant
JP5541481B2 (en) * 2009-06-30 2014-07-09 Dic株式会社 Method for producing radical polymer
CN102249888A (en) * 2010-05-19 2011-11-23 拜耳技术工程(上海)有限公司 Method and device for continuously preparing tertiary alkyl acetic acid
JP2012213693A (en) * 2011-03-31 2012-11-08 Toray Eng Co Ltd Microreactor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7485454B1 (en) * 2000-03-10 2009-02-03 Bioprocessors Corp. Microreactor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006326542A (en) 2006-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4257795B2 (en) Microreactor
US9962678B2 (en) Micro-reactor system assembly
JP5139628B2 (en) Micro chemical devices
JP5604038B2 (en) Reaction apparatus and reaction plant
EP2608877A1 (en) Micro-fluidic device
JP5004444B2 (en) Microreactor
JP2009262106A (en) Microreactor
CN106423004B (en) A kind of stratiform membrane dispersion type micro-channel heat-exchanging mixer and its application
KR100818564B1 (en) Emulsifying and separating device for liquid phases
JP4592644B2 (en) Microreactor
CN211463116U (en) Premixing device and tubular micro-reactor with same
US9500319B2 (en) Flow module port fitting
JP2007007558A (en) Micro-reactor
JP5319911B2 (en) Microreactor
CN214636446U (en) Improved reaction device
US10987644B2 (en) Fluid dispersing device and heat treatment device
JP2007007570A (en) Micro-reactor
JP6647858B2 (en) Micro reactor
CN215611612U (en) Reaction device
JP2010104868A (en) Micro-reactor
US20120120756A1 (en) Modular mixer
JP2007098222A (en) Fluid device
JP2010023016A (en) Micromixer
JP2012213693A (en) Microreactor
JP2007014860A (en) Flow cell and chemical process for operation using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080314

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090430

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110629

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120309

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120507

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121109

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121116

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5139628

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151122

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250