CN109070041B - 微反应器、化学品制造***以及微反应器的制造方法 - Google Patents

Abstract

在流量比(体积比)不同(流量不同)的原料的混合中，为了实现良好的混合，其特征在于：具有供具有不同流量的原料中的高流量侧原料流通的高流量侧流路(102)、供低流量侧原料流通的低流量侧流路(103)、高流量侧流路分支的分支流路(102a、102b)、以及分支流路(102a、102b)与低流量侧流路(103)合流后的流路即滞留用流路(104)，分支流路(102a)与分支流路(102b)以将低流量侧流路(103)夹在中间的方式合流。

Description

微反应器、化学品制造***以及微反应器的制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于混合原料的微反应器、化学品制造***以及微反应器的制造方法的技术。

背景技术

近年来，正在积极地致力于将在由微加工技术等制作的微细流路内混合流体的装置、即所谓的微反应器应用于生物领域、医疗领域、医药品、化学品等的化学合成领域。

微反应器中合成反应的特征如下。即，随着微反应器中的反应场的尺寸减小，流体由于分子扩散而快速混合。其结果是，表面积对流体体积的效果变得相对较大，并且热传递对流体体积的效果变得相对较大。因此，与通常的间歇反应相比，期望通过缩短反应时间、提高产率来提高制造效率。

此外，由于微反应器提供封闭且较小的反应场，因此适用于处理腐蚀性高的物质、危险的合成反应。即使每一个微反应器的产量很小，也能够通过将微反应器乘以N倍、即将其并列增加来大量生产相同的生成物。

此外，在生物领域、医药品的合成领域，虽然由来自外部的异物的混入导致的交叉污染对要处理的物质的腐蚀性相对较低，但是往往不可取。

而且，通过使用PDMS(聚二甲基硅氧烷)、ABS树脂、PC(聚碳酸酯)等树脂作为材质，降低了包括材料和成型加工在内的成本，因此微反应器为单次使用(一次性)。

关于应用于上述各领域的、用于快速混合两种流体的微反应器的流路结构，迄今为止进行了各种开发及研究。

作为第一种方法，已知如下方法：将两种原料分别分支成多个，并使其能够呈放射状交替导入，朝向中心形成多层流并合流(例如，参考专利文献1及专利文献2)。

在此，专利文献1描述了一种微器件以及流体的合流方法，“一种微器件，其将流入的两种以上流体分别独立地供给至合流区域，并从合流区域排出这些流体，其特征在于：具有用于将流入微器件的各流体供给至合流区域的供给通道和用于将合流的流体从合流区域排出至微器件外部的排出通道，用于供给至少一种流体的供给通道具有多个子通道，这些子通道在相同的合流区域合流，并以多个子通道的至少一个中心轴与供给该子通道所供给的流体以外的其他种类的流体中的至少一种流体的供给通道或子通道的至少一个中心轴交叉于一点的方式，形成了这些子通道和供给通道”(参考权利要求1)。

此外，专利文献2描述了一种有机颜料微粒的制造方法，“一种有机颜料微粒的制造方法，使至少一种为将有机颜料溶解得到的有机颜料溶液、并且至少一种为pH调节剂的两种以上溶液在微流路中以非层流状态流通，在其流通过程中，使有机颜料微粒从所述有机颜料溶液中析出，其特征在于：所述有机颜料溶液是溶解于碱性或酸性的水性介质中的溶液，通过在所述微流路中的流通过程中改变所述有机颜料溶液的氢离子指数(pH)来析出所述有机颜料微粒，并且在将所述合流的所有溶液的厚度方向上的截面积的总和设为S1、将所述微流路的径向上的截面积设为S2时，将所述有机颜料溶液与所述pH调节剂的溶液彼此合流时的交叉角α、β设定为满足S1>S2”(参考权利要求1)。

此外，作为第二种方法，已知如下方法：将两种原料分别分支成多个，以通过将分支的一种原料夹在分支的另一种原料中间的方式合流，并最终合流(例如，参考专利文献3)。

专利文献3描述了一种乳化装置，“一种乳化装置，以层叠方式具备导入部件、与该导入部件连结的第一部件、与该第一部件连结的第二部件、与该第二部件连结的第三部件、以及与该第三部件连结的导出部件，其特征在于：在分散相流入流路、连续相流入流路、混合流路及扩大混合流路的各流路中，所述分散相流入流路、所述混合流路及所述扩大混合流路同轴设置，其中，所述分散相流入流路在层叠方向上贯穿所述导入部件和所述第一部件，供第一液体流通，所述连续相流入流路设置在所述第一部件与所述第二部件之间，供与所述第一液体不相溶的第二液体流通，所述混合流路在层叠方向上贯穿所述第二部件，形成以从所述分散相流入流路流入的第一液体为内侧、以从所述连续相流入流路流入的第二液体为外侧的混合液流动的鞘流，所述扩大混合流路在层叠方向上贯穿所述第三部件和所述导出部件，其流路宽度比所述混合流路更宽，所述混合流路和所述扩大混合流路分别形成于不同的部件，所述混合液中所含的所述第一液体在流过所述混合流路以及所述扩大混合流路的过程中被截断，成为乳液颗粒，从而进行乳化”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4339163号说明书

专利文献2：日本专利第5001529号说明书

专利文献3：日本专利第5023902号说明书

发明内容

发明要解决的问题

在此，在专利文献1描述的流路结构的技术中，将两种原料分别分支成多个，并使其能够呈放射状交替导入，朝向中心形成多层流并合流。在该技术中，即使分支，两种原料的流量比(体积比)也不改变，因此当流量比(体积比)较大地偏向一方时，会产生无法充分得到原料间的界面面积的问题。在此，流量为每单位时间流过的流体体积。

此外，在专利文献2描述的流路结构的技术中，将两种原料分别分支成多个，以通过将分支的一种原料夹在分支的另一种原料中间的方式合流，并最终合流。在该技术中，根据分支的数量需要微细流路，但是耐腐蚀性高的材料难以微细加工，因此会产生难以应用于腐蚀性高的物质、危险的合成反应的问题。

并且，在专利文献3描述的流路结构的技术中，从导入两种原料到合流为止，各原料的流路内体积(内容积)基本相同。这样，在两种原料的流量比(体积比)较大地偏向一方时，高流量侧原料流过更多。因此，会产生在化学品的制造开始时、高流量侧原料会流入低流量侧原料的流路的问题。

本发明是鉴于这样的背景而完成的，本发明的课题在于，在流量不同的原料的混合中实现良好的混合。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明的特征在于，具备供流量不同的多个原料分别流通的多个流路，所述流路以在高流量原料的流路分支为多个之后与低流量原料的流路合流的方式分支、合流。

对于其他解决手段，将在实施方式中进行描述。

发明效果

根据本发明，能够在流量不同的原料的混合中实现良好的混合。

附图说明

图1为第一实施方式涉及的微反应器的外观图。

图2为表示滞留用流路中的混合情况的图。

图3为第一实施方式涉及的化学品制造***的示意图。

图4为表示连接有调节用微反应器的微反应器的外观图。

图5为表示第一实施方式涉及的微反应器的制造方法的侧视图。

图6为第二实施方式涉及的微反应器的外观图。

图7为表示节流孔的详细结构的图。

图8为第三实施方式涉及的微反应器的外观图。

图9为表示第三实施方式涉及的微反应器的流路中的混合情况的图。

图10为第四实施方式涉及的微反应器的外观图。

图11为表示第四实施方式涉及的微反应器的流路中的混合情况的图。

图12为第五实施方式涉及的微反应器的外观图。

图13为第五实施方式涉及的微反应器的分解图。

图14为第五实施方式涉及的微反应器的流路的示意图。

图15为表示第五实施方式涉及的微反应器的流路中的混合情况的图。

图16为第六实施方式涉及的微反应器的外观图。

图17为第六实施方式涉及的微反应器的分解图。

图18为第六实施方式涉及的微反应器的流路的示意图。

图19为表示第六实施方式涉及的微反应器的流路中的混合情况的图。

具体实施方式

以下，将适当地参考附图对用于实施本发明的方式(称为“实施方式”)进行详细说明。

<第一实施方式>

以下，参考图1至图5对第一实施方式进行说明。

图1为第一实施方式涉及的微反应器的外观图。

图1中的微反应器101具有高流量侧流路102、低流量侧流路103、滞留用流路104、高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107。

如图1所示，当从高流量侧导入口105导入时，高流量侧原料(高流量原料)在由点划线表示的高流量侧流路102(高流量原料流路)中流通。此外，低流量侧原料(低流量原料)从低流量侧导入口106导入，并在由虚线表示的低流量侧流路103(低流量原料流路)中流通。在此，在分支点111a处，随着高流量侧流路102分支为由点划线表示的分支流路102a和分支流路102b这两个，高流量侧原料也分支为两个。而且，在合流点111b处，以高流量侧原料将低流量侧原料夹在中间的方式合流。在此，高流量原料与低流量侧原料混合。以下，将高流量侧原料与低流量侧原料混合而成的物质称为混合物。混合物最终在由双点划线表示的滞留用流路104中流通，并从排出口107排出。在此，在混合物的流量较小时，滞留用流路104成为反应场。然而，在混合物的流量较大时，在滞留用流路104中不反应，而是在混合物的状态下从排出口107排出。在这种情况下，滞留用流路104成为混合场。

此外，通过将高流量侧流路102分支为分支流路102a和分支流路102b这两个，高流量侧流路102的流路内体积(内容积)变得比低流量侧流路103的流路内体积大。

在此，高流量侧流路102的流路内体积与低流量侧流路103的流路内体积之比优选为接近两种原料的流量比(体积比)，但不限于此。高流量侧流路102的流路内体积与低流量侧流路103的流路内体积优选为两种原料流过时的压力损失相等或成为接近的值。

在此，从图5中后述的微反应器101的制造方法的观点出发，高流量侧流路102、分支流路102a、102b、低流量侧流路103以及滞留用流路104的截面积优选为相同(高流量侧流路102的截面积≈分支流路102a、102b的截面积≈低流量侧流路103的截面积≈滞留用流路104的截面积)。由此，滞留用流路104中的高流量侧原料的截面积变得小于分支流路102a、102b的截面积，此外，滞留用流路104中的低流量侧原料的截面积变得小于低流量侧流路103的截面积。因此，从高流量侧流路102流出的高流量侧原料和从低流量侧流路103流出的低流量侧原料良好地混合。另外，在高流量侧导入口105和低流量侧导入口106上连接有泵204(参考图3)，高流量侧原料和低流量侧原料通过泵204的排出力而流通，因此，即使分支流路102a、102b以及低流量侧流路103的截面积相同，各原料也能够流入滞留用流路104。

此外，在图1所示的微反应器101中，高流量侧流路102、分支流路102a、102b的长度构成为比低流量侧流路103长，由此使高流量侧流路102的流路内体积大于低流量侧流路103的流路内体积，但不限于此。例如，也可以使高流量侧流路102的截面积比低流量侧流路103的大，由此使高流量侧流路102的流路内体积大于低流量侧流路103的流路内体积。也可以根据高流量侧流路102、分支流路102a、102b的长度以及截面积这两者，使高流量侧流路102的流路内体积大于低流量侧流路103的流路内体积。

此外，高流量侧流路102的流路中的压力损失优选为基本上等于低流量侧流路103的流路中的压力损失。

在高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107上形成有接头连接用螺纹孔(未示出)，通过使用接头(未示出)，能够将管213(参考图3)连接至高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107。

此外，微反应器101由上侧板108以及下侧板109这两块板构成，在上侧板108上形成有高流量侧流路102、分支流路102a、102b、低流量侧流路103以及滞留用流路104。此外，在下侧板109上形成有高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107。上侧板108与下侧板109通过熔敷而成为一体。熔敷方法将在后面进行描述。

另外，为了获得良好的混合，优选使微反应器101中的高流量侧流路102、低流量侧流路103以及滞留用流路104的流路的代表直径为2mm以下。特别地，在合流点111b以及滞留用流路104中，为了通过分子扩散迅速混合两种原料，流路的代表直径优选几十μm至1mm的范围。此外，在微反应器101中，两种原料可以均匀混合，也可以不混合而不均匀(成为所谓的乳化状态)。

此外，通过将高流量侧原料分支为两个，在合流点111b处，高流量侧原料相对于低流量侧原料从另一个方向合流，因此能够实现良好的混合。其结果是，如图2所示，两种原料(高流量侧原料603、低流量侧原料602)的界面面积112成为由流量比(体积比)决定的界面面积的两倍，即使结构不那么微细，也能够提高混合效率。

另外，在专利文献1至3描述的技术中，没有考虑原料具有不同的流量比(流量)的情况。

特别地，如图1所示的微反应器101那样，分支流路102a以及分支流路102b在合流点111b处同时合流到低流量侧流路103中，从而如图2所示，以高流量侧原料603将低流量侧原料602夹入的方式合流。其结果是，两种原料的界面面积112成为由流量比(体积比)决定的界面面积的两倍，即使结构不那么微细，也能够提高混合效率。

另外，在图2中，为了使合流情况易于理解，将高流量侧原料603与低流量侧原料602以未混合那样的形象示出。实际上，高流量侧原料603与低流量侧原料602处于混合的状态。

此外，在本实施方式涉及的微反应器101中，通过将高流量侧原料分支为两个，高流量侧流路102的流路内体积变得大于低流量侧流路103的流路内体积。由此，在化学品的制造开始时，能够防止高流量侧原料流入低流量侧流路103。

即，当使高流量侧流路102的流路内体积与低流量侧流路103的流路内体积相同时，高流量侧原料的流速快，因此先到达合流点111b。于是，先到达合流点111b的高流量侧原料流入低流量侧流路103，即发生逆流。

在本实施方式中，通过使高流量侧流路102的流路内体积大于低流量侧流路103的流路内体积，使高流量侧原料到达合流点111b的时间变长。由此，能够使高流量侧原料与低流量侧原料几乎同时到达合流点111b。本实施方式的一个要点在于，使高流量侧原料流过的流路(高流量侧流路102、分支流路102a、102b)的流路内体积大于低流量侧原料流过的流路(低流量侧流路103)的流路内体积。

图3为第一实施方式涉及的化学品制造***的示意图。

图3的化学品制造***200具有高流量侧原料容器201、第一低流量侧原料容器202、第二低流量侧原料容器203、泵204(204a至204c)、生成物用容器205、废弃物用容器206。并且，化学品制造***200具有切换阀207、止回阀208、恒温槽209(209a、209b)、重量传感器210、压力传感器211、温度传感器212、管213(213a至213e)以及微反应器101(101A、101B)。在此，微反应器101A以及微反应器101B具有与图1所示的微反应器101相同的结构。

此外，在化学品制造***200上连接有未示出的计算机。计算机从各重量传感器210、各压力传感器211、各温度传感器212等获取信息。而且，计算机基于所获取的信息来控制各泵204(204a至204c)、切换阀207、恒温槽209中的加热器等。

在此，恒温槽209将各原料以及由微反应器101获得的混合物保持在反应的最佳温度，并保持微反应器101。另外，管213具有环221(221a至221e)。恒温槽209以及环221将在后面进行描述。

如图3所示，高流量侧原料以及第一低流量侧原料从高流量侧原料容器201以及第一低流量侧原料容器202分别通过泵204(204a、204b)并分别经由管213a、213b，导入至第一微反应器101A。通过在第一微反应器101A内混合高流量侧原料与第一低流量侧原料，获得第一混合物。

另一方面，第二低流量侧原料从第二低流量侧原料容器203通过泵204c并经由管213c导入至第二微反应器101B。此外，在第一微反应器101A中获得的第一混合物经由管213d导入至第二微反应器101B。在第二微反应器101B中混合第一混合物与第二低流量侧原料，将所获得的第二混合物经由管213e并经由切换阀207在生成物用容器205或废弃物用容器206中回收。

在化学品的制造开始时，首先，将高流量侧原料、第一低流量侧原料分别导入至即将导入第一微反应器101A之前的位置。之后，将第二低流量侧原料导入至第二微反应器101B之前的位置。然后，开始将高流量侧原料以及第一低流量侧原料导入微反应器101A。

此外，若已将在第一微反应器101A中获得的第一混合物导入至即将导入第二微反应器101B之前的位置，则开始将第二低流量侧原料导入至微反应器101B。

另外，在微反应器101A、101B之前的位置，通过停止泵204来停止原料以及混合物。

由此，能够缩短将各原料导入微反应器101A、101B的时间，并且能够缩短从开始导入原料到获得生成物的时间。此外，由此能够避免各原料的浪费，并且能够将昂贵的原料的使用保持在最小限度内。

此外，在图3所示的化学品制造***200中，在第二低流量侧原料即将导入至第二微反应器101B之前的位置上，设置有止回阀208。由此，在仅导入高流量侧原料以及第一低流量侧原料期间，能够防止第一微反应器101A和管213d内部的空气经由第二微反应器101B中的第二低流量侧原料的导入用流路(微反应器101B中的低流量侧流路103(图1))流入第二低流量侧原料侧。

另外，在高流量侧原料以及第一低流量侧原料即将导入至第一微反应器101A之前的位置上，也可以分别设置止回阀208。由此，在高流量侧原料未导入时，能够防止第一低流量侧原料由于毛细管现象等而流入高流量侧原料侧的导入用流路(微反应器101A中的高流量侧流路102、分支流路102a、102b(图1))。此外，在第一低流量侧原料未导入时，能够防止高流量侧原料流入第一低流量侧原料侧的导入用流路(微反应器101A中的低流量侧流路103(图1))。

此外，在图3所示的化学品制造***200中，通过重量传感器210分别测量高流量侧原料容器201、第一低流量侧原料容器202以及第二低流量侧原料容器203的重量。此外，未示出的计算机针对高流量侧原料、第一低流量侧原料以及第二低流量侧原料，分别掌握由泵204(204a至204c)导入的量。计算机也可以通过获取来自重量传感器210的重量数据的时间序列并将其与时间数据(未示出)组合，来算出高流量侧原料、第一低流量侧原料以及第二低流量侧原料各自的流量数据。此外，从化学危害性的观点出发，在高流量侧原料、第一低流量侧原料以及第二低流量侧原料为能够在液体接触后进行清洗的物质的情况下，设置流量传感器(未示出)代替重量传感器210来测量流量，计算机还能够通过基于预先已知的高流量侧原料、第一低流量侧原料和第二低流量侧原料的密度、流量的时间序列数据以及时间数据算出重量变化量，来代替重量传感器210。

此外，在图3所示的化学品制造***200中，通过压力传感器211分别测量管213中的高流量侧原料、第一低流量侧原料以及第二低流量侧原料在化学品制造***200内的压力(排出压)。由此，能够检测微反应器101中的高流量侧流路102、低流量侧流路103以及滞留用流路104(图1)、管213中的原料中含有的物质的析出、由意外的粘度增加导致的堵塞等。预先确定化学品制造***200允许的最大压力，计算机还能够获取来自压力传感器211的压力数据的时间序列数据，并在达到最大压力时停止泵204的动作。作为压力传感器211，还能够用检测某一压力的值并释放压力的溢流阀等来代替。

并且，在图3所示的化学品制造***200中，将两个微反应器101A、101B分别在恒温槽209a、209b中进行温度调节，并且由温度传感器212分别测量其温度。由此，能够在预定温度下混合导入微反应器101A、101B的原料。例如，计算机从温度传感器212获取温度数据的时间序列数据，并且打开和关闭未示出的加热器或未示出的冷却器的开关来进行恒温槽209内的温度调节，以满足设定温度。

此时，也可以根据高流量侧原料、第一低流量侧原料、第二低流量侧原料的流量和导热率、管213的壁厚、导热率，在微反应器101的上游侧的管213中的环221a、221b、221c处，由恒温槽209对所需的长度进行温度调节。由此，能够更精确地在预定温度下混合导入微反应器101的原料。此外，在导入微反应器101的原料混合并反应时，当滞留在滞留用流路104(参考图1)中的时间短于反应时间时，就会在微反应器101的下游侧进行反应。在这种情况下，也可以调节管213d、213e的长度以能够确保适当的滞留时间。此后，根据混合液的流量、导热率、反应热、管213的壁厚和导热率，在微反应器101的下游侧的管213d、213e中的环221d、221e处，通过由恒温槽209a、209b对所需的长度进行温度调节，从而能够更精确地在预定温度下进行反应。

另外，为了良好地进行反应，不仅是微反应器101内的流路，微反应器101下游侧的管213(213d、213e)的流路的代表直径也优选为2mm以下。

此外，在图3的化学品制造***200中，高流量侧原料、第一低流量侧原料以及第二低流量侧原料通过泵204分别导入。在此，作为泵204，例如可以使用管泵、注射泵、手动注射器、柱塞泵、隔膜泵、螺杆泵等。此外，也可以使用应用水位差的送液装置来代替泵204。

恒温槽209的温度调节手段可以使用水、水-乙醇混合溶剂、乙二醇等流体、或者使用珀耳帖、覆套式加热器等。另外，在反应温度为室温时，由于反应热和微反应器101的热控制性，未必需要恒温槽209。

此外，微反应器101、高流量侧原料容器201、第一低流量侧原料容器202、第二低流量侧原料容器203等中的液体接触部的材质，只要不会对混合和随后的反应产生不利影响即可。而且，该液体接触部的材质能够根据高流量侧原料、第一低流量侧原料以及第二低流量侧原料的种类进行适当变更。

同样，泵204、管213、连接微反应器101与管213的接头(未示出)、管213等中的液体接触部的材质，只要不会对混合和随后的反应产生不利影响即可。而且，该液体接触部的材质能够根据高流量侧原料、第一低流量侧原料以及第二低流量侧原料的种类进行适当变更。例如，可以使用耐化学性高的不锈钢、硅、金、玻璃、哈氏合金、硅树脂、PP(聚丙烯)、TPX(聚甲基戊烯)、PE(聚乙烯)、氟树脂等。此外，也可以使用玻璃衬里、在金属表面上涂覆有镍、金等的材料、使硅的表面氧化了的材料等提高了耐腐蚀性的材料。

此外，在使用管泵或注射泵作为泵204的情况下，能够使用硅树脂、PP(聚丙烯)、氟树脂等各种树脂作为在泵204中成为液体接触部的管213、注射器的材质。并且，对于高流量侧原料容器201、第一低流量侧原料容器202、第二低流量侧原料容器203、管213、连接微反应器101与管213的接头(未示出)，也可以使用各种树脂。由此，能够仅使化学品制造***200的液体接触部单次使用(一次性)。另外，没有必要使液体接触部的材质全部相同，能够根据微反应器101的加工性、管213的柔性等适当变更。

另外，图3所示的化学品制造***200搭载有两个微反应器101，该微反应器101用于将高流量侧原料、第一低流量侧原料以及第二低流量侧原料这三种原料分两个阶段混合。然而，在混合两种流量比的原料时，在一个阶段内混合即可。在这种情况下，从化学品制造***200省去与第二低流量侧原料相关的构成即可。

此外，虽然三种原料分两个阶段混合，但有时低流量侧原料仅有一种，本实施方式的微反应器101有一个即可。例如，有时虽然三种中的两种的流量比有差异，但流量比有差异的原料的混合物的流量与剩余的一种原料的流量基本相同。在这种情况下，可以使两个微反应器101中混合不同流量比的微反应器为本实施方式涉及的微反应器101，使将混合物与剩余的一种原料混合的微反应器为普通的(非本实施方式涉及的)微反应器。此时，只要两种原料迅速混合，普通的微反应器的流路形状也可以为Y字型、T字型、形成多层流的形状。

另外，在此，假定了首先混合流量比不同的原料，之后混合与混合物的流量基本相同的流量的原料，但是也可为相反的顺序。即，也可以在混合流量基本相同的原料之后，混合与该混合物的流量不同的原料。在这种情况下，将普通的(非本实施方式涉及的)微反应器配置于前段，将本实施方式涉及的微反应器101配置于后段。

并且，相对于高流量侧原料，在低流量侧原料有多(n)种(n为3以上)、并且将n+1种原料在n个阶段混合时，扩展图3中的化学品制造***200，使其成为搭载有n个本实施方式的微反应器101的化学品制造***200即可。虽然将n+1种原料在n个阶段混合，但低流量侧原料为m种(m为2以下)，搭载m个本实施方式的微反应器101即可，在这种情况下，只要两种原料迅速混合，剩余的n-m个普通的(非本实施方式涉及的)微反应器的流路形状也可以为Y字型、T字型、形成多层流的形状。此外，对于微反应器101之外的普通的微反应器，也可以使用具有使三种以上原料混合的流路的微反应器。并且，各原料可以均匀混合，也可以不混合而不均匀(成为所谓的乳化状态)。

根据图3所示的化学品制造***200，能够实现具有微反应器101的效果的化学品制造***200。此外，通过连接多个微反应器101，能够将一个微反应器101可混合的种类以上的原料混合并使其反应。

图4为表示连接有调节用微反应器的微反应器的外观图。

如上所述，在导入微反应器101的原料混合并反应时，当滞留在滞留用流路104中的时间短于反应时间时，就会在微反应器101的下游侧(离开微反应器101后)进行反应。在反应时间长时，当试图确保在微反应器101的流路内的保持时间时，需要延长滞留用流路104。因此，微反应器101变得巨大。因此，为了确保反应时间，准备如图4所示的调节用微反应器301。

图4中的调节用微反应器301由滞留用流路304、混合物导入口302以及反应物排出口303构成。而且，微反应器101的排出口107与调节用微反应器301的混合物导入口302通过管213彼此连接。

如图4所示，在微反应器101中获得的混合物经过排出口107和管213。而且，混合物经由混合物导入口302导入至调节用微反应器301的滞留用流路304。除了微反应器101的滞留用流路104之外，在调节用微反应器301的滞留用流路304中也进行混合物的反应。其结果是，所得反应物从反应物排出口303排出。

在此，使泵204(参考图3)继续工作，将混合物在滞留用流路104、304内流动的时间作为反应时间，能够调节混合物的反应时间。另一方面，在混合物充满滞留用流路104、304以及管213之后，也可以使泵204暂时停止。而且，也可以在泵204停止后，经过预定时间之后，可以再次使泵204工作，从而从反应物排出口303回收混合物。而且，还能够将泵204停止的时间与混合物在滞留用流路104、304和管213内流动的时间之和作为混合物的反应时间。

此外，调节用微反应器301由上侧板308以及下侧板309这两块板构成。在上侧板308上形成有滞留用流路304，在下侧板309上形成有混合物导入口302和反应物排出口303。上侧板308与下侧板309通过由之后在图5中描述的方法进行的熔敷而成为一体。这样，通过使调节用微反应器301成为一体，能够防止从滞留用流路304泄漏、从外部混入，因此即使在处理腐蚀性高的物质、在处理时需要注意的合成反应的情况下、在可能发生交叉污染的情况下，也能够制造安全性、稳定性高的化合物。

另外，也可以将滞留用流路304形成于下侧板309。

另外，为了良好地进行反应，优选使调节用微反应器301中的滞留用流路304的流路的代表直径为2mm以下。此外，在调节用微反应器301中，在滞留用流路304中流动的混合物可以均匀混合，也可以不混合而不均匀(成为所谓的乳化状态)。

调节用微反应器301的材质与微反应器101一样，只要不会对混合、随后的反应产生不利影响，能够根据混合物的种类适当变更。例如，可以使用不锈钢、硅、金、玻璃、哈氏合金、硅树脂、PP(聚丙烯)、TPX(聚甲基戊烯)、PE(聚乙烯)、氟树脂等。此外，作为调节用微反应器301的材质，也可以使用玻璃衬里、在金属表面上涂覆有镍、金等的材料、使硅的表面氧化了的材料等提高了耐腐蚀性的材料。

另外，调节用微反应器301中的滞留用流路304通过与滞留用流路104相比增大流路内体积，延长了混合物的保持时间。

图5为表示第一实施方式涉及的微反应器的制造方法的侧视图。

在图5中，设定微反应器101的材质是聚甲基戊烯或聚乙烯。

如上所述，微反应器101由上侧板108以及下侧板109这两块板构成。虽然各流路(高流量侧流路102、分支流路102a、102b、低流量侧流路103以及滞留用流路104)形成于上侧板108，但它们也可以形成于下侧板109。上侧板108优选由白色的TPX(聚甲基戊烯)或PE(聚乙烯)制成。此外，下侧板109优选由有色(例如黑色)的TPX(聚甲基戊烯)或PE(聚乙烯)制成。这样，通过使上侧板108以及下侧板109由TPX、PE之类的树脂制成，能够制成廉价且可焚烧的微反应器101。即，能够制作可单次使用的微反应器101。上侧板108与下侧板109叠合，以在内侧形成流路(高流量侧流路102、分支流路102a、102b、低流量侧流路103以及滞留用流路104)。而且，通过从上侧板108的上方(上侧板108侧)对上侧板108的整个表面照射激光401，来熔敷除流路之外的部分，形成微反应器101。

在此，高流量侧流路102、分支流路102a、102b、低流量侧流路103以及滞留用流路104的截面积优选为相同。特别地，通过使各流路(高流量侧流路102、分支流路102a、102b、低流量侧流路103以及滞留用流路104)的流路宽度相同并使各流路的流路深度相同，能够降低在熔敷时流路被堵住的可能性。

如上所述，在第一实施方式中，在以高流量比(高体积比)混合两种以上原料时，能够提供制造效率和安全性高的微反应器101以及化学品制造***200。

此外，通过图5所示的制造方法，能够容易地制造具有第一实施方式中的效果的微反应器101。

此外，通过这种制造方法，能够使上侧板108与下侧板109成为一体。由此，能够防止从各流路(高流量侧流路102、分支流路102a、102b、低流量侧流路103以及滞留用流路104)泄漏、异物从外部混入，因此即使在处理腐蚀性高的物质、在处理时需要注意的合成反应的情况下、在可能发生交叉污染的情况下，也能够制造安全性、稳定性高的化学品。

<第二实施方式>

以下，参考图6对第二实施方式进行说明。

图6为第二实施方式涉及的微反应器的外观图。另外，在图6中，对于与图1中相同的构成，赋予相同的附图标记，并省略其说明。

图6中的微反应器101a在图1的微反应器101的基础上具有两个节流孔502(502a、502b)以及两个突扩部503(503a、503b)。

如图6所示，高流量侧原料从高流量侧导入口105导入至高流量侧流路102。此外，低流量侧原料从低流量侧导入口106导入至低流量侧流路103。在分支点111a处，随着高流量侧流路102分支为分支流路102a和分支流路102b这两个，高流量侧原料分支为两个，之后，与第一实施方式相同，在合流点111b(参考图7)处，以将低流量侧原料夹在中间的方式合流，成为混合物。该混合物在导入至第一节流孔502a之后，经过第一突扩部503a、第二节流孔502b、第二突扩部503b，最终导入至滞留用流路104。其结果是，所得混合物从排出口107排出。

另外，微反应器101a由上侧板108以及下侧板109构成。在上侧板108上形成有高流量侧流路102、分支流路102a、102b、低流量侧流路103、滞留用流路104、节流孔502(502a、502b)以及突扩部503(503a、503b)。此外，在下侧板109上形成有高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107。

图7为表示节流孔的详细结构的图。

在图7中，示出了图6中的节流孔502a的构成，节流孔502b的构成也相同。在图7中，对于与图6中相同的构成，赋予相同的附图标记，并省略其说明。

如图7所示，节流孔502a成为比其上游的流路窄的流路。而且，在节流孔502a的下游，配置有突扩部503a。

另外，为了良好地进行混合或反应，优选使高流量侧流路102(分支流路102a、102b)、低流量侧流路103、滞留用流路104、节流孔502a、502b以及突扩部503a、503b的流路的代表直径为2mm以下。特别地，在合流点111b、滞留用流路104以及节流孔502a、502b中，为了通过分子扩散迅速混合原料，流路的代表直径优选几十μm至1mm的范围。在微反应器101a中，原料在节流孔502后的突扩部503中微粒化，因此，与均匀混合相比，优选两种原料不混合而不均匀的组合。在不均匀的组合的情况下，通过节流孔502，在量大的高流量侧原料中，量少的低流量侧原料以微粒化的状态存在，成为所谓的乳化状态。其结果是，低流量侧原料与高流量侧原料接触的面积增加，能够促进良好的反应。

根据第二实施方式涉及的微反应器101a，除了与第一实施方式涉及的微反应器101相同的效果之外，通过使混合性差的原料彼此成为乳化状态，能够促进反应。

<第三实施方式>

以下，参考图8以及图9对第三实施方式进行说明。

图8为第三实施方式涉及的微反应器的外观图。另外，在图8中，对于与图1中相同的构成要素，赋予相同的附图标记，并省略其说明。

图8中的微反应器101b由高流量侧流路102、分支流路102Z1、分支流路102A1至102D1、流路A1至D1、低流量侧流路103、滞留用流路104、高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107构成。

如图8所示，在微反应器101b中，高流量侧原料从高流量侧导入口105导入至高流量侧流路102。此外，低流量侧原料从低流量侧导入口106导入至低流量侧流路103。而且，高流量侧流路102分支为分支流路102A1至102D1这四个。与此同时，高流量侧原料分支为四个，在合流点701至704处，通过与低流量侧原料或混合物阶段性地合流，成为最终的混合物。之后，将混合物导入至滞留用流路104，并将所得混合物从排出口107排出。

在此，如图8所示，将从高流量侧导入口105到分支点700的流路作为高流量侧流路102。而且，将从弯曲点700a到合流点701的流路作为分支流路102A1。此外，将从分支点700b到合流点702的流路作为分支流路102B1。并且，将从分支点700c到合流点703的流路作为分支流路102C1。而且，将从弯曲点700d到合流点704的流路作为分支流路102D1。另外，将从弯曲点700a到弯曲点700d的流路作为分支流路102Z1。

此外，将从合流点701到合流点702的流路作为流路A1，将从合流点702到合流点703的流路作为流路B1。此外，将从合流点703到合流点704的流路作为流路C1，将从合流点704到排出口107的流路作为流路D1。另外，流路D1为滞留用流路104。

此外，微反应器101b由上侧板108以及下侧板109这两块板构成。在上侧板108上形成有高流量侧流路102、分支流路102Z1、分支流路102A1至102D1、流路A1至D1、低流量侧流路103、滞留用流路104。此外，在下侧板109上形成有高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107。通过如图5所示的制造方法，上侧板108与下侧板109熔敷而成为一体。

在微反应器101b中，在分支的高流量侧原料的合流点701至704处，截面积相同的流路彼此合流，并且在合流之后，流路的截面积也不会改变。高流量侧流路102经由分支流路102Z1分支为分支流路102A1至102D1这四个，而每次合流时，各分支流路102A1至102D1的截面积减半。

以下，对此进行详细说明。

另外，在此，虽然作为一个例子示出了高流量侧原料与低流量侧原料的混合体积比为15：1的情况，但也可以为其他的混合体积比。第四至第六实施方式中也同样如此。

在此，如图8所示，将从分支点700到最初的合流点701作为区间801，将从合流点701到下一个合流点702作为区间802。而且，将从合流点702到下一个合流点703作为区间803，将从合流点703到下一个合流点704作为区间804。

而且，在设低流量侧流路103的截面积为1时，区间801中的分支流路102D1的截面积优选为8。此外，区间802中的分支流路102D1的截面积优选为4。而且，区间803中的分支流路102D1的截面积优选为2，区间804中的分支流路102D1的截面积优选为1。

此外，在设低流量侧流路103的截面积为1时，区间801中的分支流路102C1的截面积优选为4。而且，区间802中的分支流路102C1的截面积优选为2，区间803中的分支流路102C1的截面积优选为1。

而且，在设低流量侧流路103的截面积为1时，区间801中的分支流路102B1的截面积优选为2，区间802中的分支流路102B1的截面积优选为1。

此外，在设低流量侧流路103的截面积为1时，区间801中的分支流路102A1的截面积优选为1。

这样，在第三实施方式中，优选各分支流路102B1至102D1的截面积在每个区间801至804内减半。但是，没有必要将截面积严格地设定为上述值。另外，从高流量侧导入口105到分支点700的流路(高流量侧流路102)和分支流路102Z1的截面积可以为任何值。

由此，能够分别使各合流点701至704处的合流对象流路的截面积相同。在微反应器101b中，流量比越接近，越容易混合，因此，通过分别使各合流点701至704处的合流对象流路的截面积相同、并使各分支流路102B1至102D1的截面积在每个区间801至804内减半，能够使各合流点701至704处的流路中的压力损失一致。

以下，将着眼于合流点704对此进行说明。

例如，假设各分支流路102A1至102D1的流量与区间801中的截面积成正比，则流路C1具有与低流量侧流路103相同的截面积，当设在低流量侧流路103中流通的流量为1时，在流路C1中流通的混合物的流量为低流量侧流路103+分支流路102A1+分支流路102B1+分支流路102C1的总流量8。另一方面，在分支流路102D1中流动的流量为8，在区间804中，其截面积与低流量侧流路103的截面积相同。因此，区间804中的分支流路102D1与流路C1的流量和截面积相同，因此压力损失相同。其他的合流点701至703也同样如此。

此外，例如，当着眼于区间803时，流路B1的截面积与低流量侧流路103的截面积相同，其流量为低流量侧流路103+分支流路102A1+分支流路102B1的总流量4。此外，区间803中的分支流路102C1的流量为4，分支流路102C1的截面积与低流量侧流路103相同。因此，在区间803中，流路B1与分支流路102C1中的压力损失相同。而且，分支流路102D1的流量为8，区间803中的截面积为低流量侧流路103的2倍。由此，在区间803中，分支流路102D1中的压力损失与流路B1和分支流路102C1中的压力损失相同。其他的区间801、802、804也同样如此。

这样，微反应器101b能够使各流路A1至D1以及各分支流路102A1至102D1中的压力损失在各区间801至804内一致。由此，在各分支点701至704处，能够使低流量侧原料、高流量侧原料、混合物几乎同时合流。

由此，能够实现良好的混合。

此外，通过这种高流量侧流路102的分支，高流量侧流路102的流路内体积变得比低流量侧流路103的流路内体积大。由此，微反应器101b具有与第一实施方式涉及的微反应器101相同的效果。

接着，参考图8以及图9，对从上侧板108的上方(上侧板108侧)观察时的两种原料合流的详细情况进行说明。另外，为了使合流情况易于理解，在图9中，将高流量侧原料603与低流量侧原料602以未混合的形式示出。实际上，高流量侧原料603与低流量侧原料602处于混合的状态。

如图8所示，在流路A1中，来自分支流路102A1的高流量侧原料603与低流量侧原料602彼此相邻并合流。其结果是，如图9所示，在流路A1中，低流量侧原料602与高流量侧原料603成为彼此相邻的状态。

而且，在流路B1中，来自分支流路102B1的高流量侧原料603从纸面右侧与流路A1合流。其结果是，如图9所示，在流路B1中，相对于流路A1的状态，高流量侧原料603在纸面右侧合流。

接着，在流路C1中，来自分支流路102C1的高流量侧原料从纸面右侧与流路B1合流。其结果是，如图9所示，在流路C1中，相对于流路B1的状态，高流量侧原料603在纸面右侧合流。

此后，在流路D1中，来自分支流路102D1的高流量侧原料从纸面右侧与流路C1合流。其结果是，如图9所示，在流路D1中，相对于流路C1的状态，高流量侧原料603在纸面右侧合流。

如上所述，在图9中，为了使合流情况易于理解，将高流量侧原料603与低流量侧原料602以未混合的形式示出。实际上，高流量侧原料603与低流量侧原料602处于混合的状态。如果高流量侧原料603与低流量侧原料602不混合，则可以说高流量侧原料603从低流量侧原料602的纸面右侧合流。

高流量侧流路102的流路内体积、分支流路102A1至102D1的流路内体积以及流路A1至D1的流路内体积之和与低流量侧流路103的流路内体积之比，优选接近两种原料的流量比(体积比)。并且，高流量侧流路102、分支流路102A1至102D1、流路A1至D1的流路中的压力损失之和优选为基本上等于低流量侧流路103的流路中的压力损失。

这样，在微反应器101b中，通过将高流量侧流路102分支为四个，高流量侧原料的流路内体积之和变得大于低流量侧流路103的流路内体积。因此，与第一实施方式相同，在化合物的制造开始时，能够防止高流量侧原料流入低流量侧流路103。

在总流量大时，在微反应器101(参考图1)以及微反应器101a(参考图6)中，当减小流路的代表直径时，压力损失变大，变得难以使用，相反，当增大流路的代表直径时，混合效率可能会降低。

根据第三实施方式涉及的微反应器101b，通过使高流量侧原料603阶段性地合流，即使在低流量侧原料与高流量侧原料的流量比大为不同时，也能够良好地混合。

另外，在微反应器101b中，虽然目标混合物在流路D1中获得，但由于流路D1的长度短，因此，优选在微反应器101b中仅进行原料的混合，并通过与微反应器101b的排出口107连接的调节用微反应器301(图4)等进行反应。

另外，为了良好地进行混合，优选使微反应器101b中的高流量侧流路102、分支流路102A1至102D1、流路A1至D1、低流量侧流路103以及滞留用流路104的流路的代表直径为2mm以下。特别地，在各合流点701至704以及滞留用流路104中，为了通过分子扩散迅速混合原料，流路的代表直径优选几十μm至1mm的范围。此外，在微反应器101b中，两种原料可以均匀混合，也可以不混合而不均匀(成为所谓的乳化状态)。

另外，在微反应器101b中，高流量侧流路102分支成了四个，但是根据两种原料的流量比(体积比)，也可以分支成三个，还可以分支成五个以上。通常，随着两种原料的流量比(体积比)增加，优选增加高流量侧流路102的分支数。

<第四实施方式>

以下，参考图10以及图11对第四实施方式进行说明。

图10为第四实施方式涉及的微反应器的外观图。另外，在图10中，对于与图1中相同的构成要素，赋予相同的附图标记，并省略其说明。

图10的微反应器101c与图6的微反应器101b的不同之处在于高流量侧流路102的分支流路的排列。图10中的微反应器101c由高流量侧流路102、分支流路102Z2、分支流路102A2至102D2、流路A2至D2、低流量侧流路103、滞留用流路104、高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107构成。

如图10所示，高流量侧原料从高流量侧导入口105导入至高流量侧流路102。此外，低流量侧原料从低流量侧导入口106导入至低流量侧流路103。在此，高流量侧流路102分支为分支流路102A2至102D2这四个。与此同时，高流量侧原料分支为四个，通过高流量侧原料与低流量侧原料或混合物阶段性地合流，生成最终的混合物。之后，最终将混合物导入至滞留用流路104，并将所得混合物从排出口107排出。

在此，如图10所示，将从高流量侧导入口105到分支点710的流路作为高流量侧流路102。将从弯曲点710a到合流点714的流路作为分支流路102A2。此外，将从分支点710b到合流点712的流路作为分支流路102B2。而且，将从分支点710c到合流点711的流路作为分支流路102C2。并且，将从弯曲点710d到合流点713的流路作为分支流路102D2。另外，将从弯曲点710a到弯曲点710d的流路作为分支流路102Z2。

而且，如图10所示，将从合流点711到合流点712的流路作为流路A2，将从合流点712到合流点713的流路作为流路B2。此外，将从合流点713到合流点714的流路作为流路C2，将从合流点714到排出口107的流路作为流路D2。另外，流路D2为滞留用流路104。

此外，微反应器101c由上侧板108以及下侧板109这两块板构成。在上侧板108上形成有高流量侧流路102、分支流路102Z2、分支流路102A2至102D2、流路A2至D2、低流量侧流路103、滞留用流路104。此外，在下侧板109上形成有高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107。通过如图5所示的制造方法，上侧板108与下侧板109熔敷而成为一体。

在微反应器101c中，在分支的高流量侧原料的合流点711至714处，截面积相同的流路合流，并且在合流之后，流路的截面积也不会改变。高流量侧流路102经由分支流路102Z2分支为分支流路102A2至102D2这四个，而每次合流时，各分支流路102A2至102D2的截面积减半。

以下，对此进行详细说明。

在此，如图10所示，将从分支点710到最初的合流点711作为区间811，将从合流点711到下一个合流点712作为区间812。而且，将从合流点712到下一个合流点713作为区间813，将从合流点713到下一个合流点714作为区间814。

而且，在设低流量侧流路103的截面积为1时，区间811中的分支流路102A2的截面积优选为8。此外，区间812中的分支流路102A2的截面积优选为4。并且，区间813中的分支流路102A2的截面积优选为2，区间814中的分支流路102A2的截面积优选为1。

此外，在设低流量侧流路103的截面积为1时，区间811中的分支流路102D2的截面积优选为4。此外，在区间812中，分支流路102D2的截面积优选为2，区间813中的分支流路102D2的截面积优选为1。

并且，在设低流量侧流路103的截面积为1时，区间811中的分支流路102B2的截面积优选为2，区间812中的分支流路102B2的截面积优选为1。

此外，在设低流量侧流路103的截面积为1时，区间811中的分支流路102C2的截面积优选为1。

这样，在第四实施方式中，优选各分支流路102A2、102B2、102D2的截面积在每个区间811至814内减半。但是，没有必要将截面积严格地设定为上述值。另外，从高流量侧导入口105到分支点710的流路(高流量侧流路102)和分支流路102Z2的截面积可以为任何值。

由此，能够分别使各合流点711至714处的合流对象流路的截面积相同。在微反应器101c中，流量比越接近，越容易混合，因此，通过分别使各合流点711至714处的合流对象流路的截面积相同，能够使各合流点711至714处的流路中的压力损失一致。由于在第三实施方式中已经说明了能够使各合流点711至714处的流路中的压力损失一致的原因，因此在此省略其说明。由此，能够实现良好的混合。

此外，通过这种高流量侧流路102的分支，高流量侧流路102的流路内体积变得比低流量侧流路103的流路内体积大。由此，微反应器101c能够达到与图1中所示的微反应器101相同的效果。

接着，参考图10以及图11，对从上侧板108的上方(上侧板108侧)观察时的两种原料合流的详细情况进行说明。另外，为了使合流情况易于理解，在图11中，将高流量侧原料603与低流量侧原料602以未混合的形式示出。实际上，高流量侧原料603与低流量侧原料602处于混合的状态。

如图10所示，在流路A2中，来自分支流路102C2的高流量侧原料603与低流量侧原料602彼此相邻并合流。其结果是，如图11所示，在流路A2中，低流量侧原料602与高流量侧原料603成为彼此相邻的状态。

此外，在流路B2中，分支流路102B2的高流量侧原料603从纸面左侧与流路A2合流。其结果是，如图11所示，在流路B2中，相对于流路A2的状态，高流量侧原料603在纸面左侧合流。

而且，在流路C2中，分支流路102D2的高流量侧原料从纸面右侧与流路B2合流。其结果是，如图11所示，在流路C2中，相对于流路B2的状态，高流量侧原料603在纸面右侧合流。

并且，在流路D2中，分支流路102A2的高流量侧原料从纸面左侧与流路C2合流。其结果是，如图11所示，在流路D2(滞留用流路104)中，相对于流路C2的状态，高流量侧原料603在纸面左侧合流。

如上所述，虽然实际上高流量侧原料603与低流量侧原料602不分离(已混合)，但是在图11中，为了使合流情况易于理解，将高流量侧原料603与低流量侧原料602以未混合的形式示出。如果高流量侧原料603与低流量侧原料602不混合，则可以说高流量侧原料603从纸面左右方向交替地与低流量侧原料602合流。

高流量侧流路102的流路内体积、分支流路102A2至102D2的流路内体积以及流路A2至D2的流路内体积之和与低流量侧流路103的流路内体积之比，优选接近两种原料的流量比(体积比)。并且，高流量侧流路102、分支流路102A2至102D2、流路A2至D2的流路中的压力损失之和优选为基本上等于低流量侧流路103的流路中的压力损失。

在高流量侧原料的总流量大时，在微反应器101(参考图1)以及微反应器101a(参考图6)中，当减小流路的代表直径时，压力损失变大，变得难以使用，相反，当增大流路的代表直径时，混合效率可能会降低。

根据第四实施方式涉及的微反应器101c，通过使高流量侧原料603阶段性地合流，即使在低流量侧原料与高流量侧原料的流量比大为不同时，也能够良好地混合。

另外，在微反应器101c中，虽然目标混合物在流路D2中获得，但由于流路D2的长度短，因此，优选在微反应器101c中仅进行原料的混合，并通过与微反应器101c的排出口107连接的调节用微反应器301(图4)等进行反应。

另外，为了良好地进行混合，优选使微反应器101c中的高流量侧流路102、分支流路102A2至102D2、流路A2至D2、低流量侧流路103以及滞留用流路104的流路的代表直径为2mm以下。特别地，在各合流点711至714以及滞留用流路104中，为了通过分子扩散迅速混合原料，流路的代表直径优选几十μm至1mm的范围。此外，在微反应器101c中，两种原料可以均匀混合，也可以不混合而不均匀(成为所谓的乳化状态)。

这样，在微反应器101c中，通过将高流量侧流路102分支为四个，高流量侧原料的流路内体积之和变得大于低流量侧流路103的流路内体积。因此，与第一实施方式相同，在化合物的制造开始时，能够防止高流量侧原料流入低流量侧流路103。

此外，通过将高流量侧流路102分支为四个，相对于低流量侧原料从纸面左右方向阶段性地合流，因此，与迄今为止的微反应器(非本实施方式的微反应器)相比，两种原料的界面面积增加，即使不形成那么微细的结构，也能够提高混合效率。

并且，在微反应器101c中，如图11所示，由于高流量侧原料603从纸面左右方向交替地合流，因此，与微反应器101b(参考图8)相比，能够提高混合效率。

另外，在微反应器101c中，高流量侧流路102分支成了四个，但是根据两种原料的流量比(体积比)，也可以分支成三个，还可以分支成五个以上。通常，随着两种原料的流量比(体积比)增加，优选增加高流量侧流路102的分支数。

<第五实施方式>

以下，参考图12至图15对第五实施方式进行说明。

图12为第五实施方式涉及的微反应器的外观图，图13为第五实施方式涉及的微反应器的分解图。另外，在图12、图13中，对于与图1中相同的构成，赋予相同的附图标记，并省略其说明。

如图12所示，在微反应器101d中，高流量侧原料从高流量侧导入口105导入至高流量侧流路102。此外，低流量侧原料从低流量侧导入口106导入至低流量侧流路103。在此，随着高流量侧流路102分支为分支流路102A3至102D3这四个，高流量侧原料也分支为四个。而且，高流量侧原料在流路A3至D3中与低流量侧原料或混合物阶段性地合流，成为最终的混合物。将混合物最终导入至滞留用流路104，并从排出口107排出。

此外，高流量侧流路102每分支一次，其截面积都会变小。

在此，将从高流量侧导入口105到弯曲点734作为高流量侧流路102。此外，将从分支点731到合流点741作为分支流路102A3，将从分支点732到合流点742作为分支流路102B3。此外，将从分支点733到合流点743作为分支流路102C3，将从弯曲点734到合流点744作为分支流路102D3。

并且，将从合流点741到合流点742作为流路A3，将从合流点742到合流点743作为流路B3。而且，将从合流点743到合流点744作为流路C3，将从合流点744到排出口107作为流路D3。另外，流路D3也是滞留用流路104。

此外，如图12以及图13所示，微反应器101d由上侧板108d以及下侧板109d这两块板构成。在上侧板108d上形成有高流量侧流路102、分支流路102A3、102C3、流路A3、C3。此外，在下侧板109d上形成有低流量侧流路103、分支流路102B3、102D3、流路B3、D3(滞留用流路104)。此外，在下侧板109d上形成有高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107。

而且，通过如图5所示的制造方法，上侧板108d与下侧板109d通过熔敷而成为一体。

在微反应器101d中，在各流路A3至D3中，截面积相同的流路彼此合流，并且合流之后的流路的截面积不会改变。此外，优选每分支一次，高流量侧流路102的截面积都会减半。即，在设低流量侧流路103的截面积为1时，优选高流量侧流路102的截面积在分支为分支流路102A3之前为8，在分支为分支流路102B3之前为4，在分支为分支流路102C3之前为2，分支流路102D3为1。另外，分支流路102A3至102D3以及流路A3至D3的截面积优选与低流量侧流路103相同。由此，能够使分支流路102A3至102D3中的流量与低流量侧流路103中的流量相同，能够使分支流路102A3至102D3以及低流量侧流路103中的压力损失一致。

此外，通过这种高流量侧流路102的分支，高流量侧流路102的流路内体积、分支流路102A3至102D3的流路内体积以及流路A3至D3的流路内体积之和变得比低流量侧流路103的流路内体积大。另外，每一次分支，截面积不必严格地减半。

另外，高流量侧流路102的流路内体积、分支流路102A3至102D3的流路内体积以及流路A3至D3的流路内体积之和与低流量侧流路103的流路内体积之比，优选接近两种原料的流量比(体积比)。并且，高流量侧原料的流路(高流量侧流路102、分支流路102A3至102D3、流路A3至D3)中的压力损失优选为基本上等于低流量侧流路103的流路中的压力损失。后述的第六实施方式中也同样如此。

接着，参考图14以及图15，对两种原料合流的情况进行说明。

图14为微反应器101d中的各流路的示意图，图15为表示从流路的上游侧观察时的流路A3至D3中的混合情况的图。另外，在图14中，形成于上侧板108d的流路由实线表示，形成于下侧板109d的流路由虚线表示。另外，在图14中，对于与图12中相同的构成，赋予相同的附图标记，并省略其说明。此外，在图14中，未明确示出高流量侧流路102的截面积的变化。

此外，虽然实际上高流量侧原料603与低流量侧原料602混合，但是与前面相同，为了使合流情况易于理解，在图15中，将高流量侧原料603与低流量侧原料602以未混合的形式示出。

如图14所示，在形成于上侧板108d的流路A3中，来自形成于上侧板108d的分支流路102A3的高流量侧原料603与来自形成于下侧板109d的低流量侧流路103的低流量侧原料602合流。因此，如图15所示，在流路A3中，高流量侧原料603在纸面上侧、低流量侧原料602在纸面下侧，以彼此相邻的状态在上侧板108d中流通。

之后，如图14所示，在形成于下侧板109d的流路B3中，来自形成于下侧板109d的分支流路102B3的高流量侧原料603与来自形成于上侧板108d的流路A3的混合物合流。由此，如图15所示，在流路B3中，相对于上侧的流路A3内的混合物，高流量侧原料603在彼此相邻的状态下从纸面下方在下侧板109d中流通。

而且，如图14所示，在形成于上侧板108d的流路C3中，来自形成于上侧板108d的分支流路102C3的高流量侧原料与形成于下侧板109d的流路B3内的混合物合流。由此，如图15所示，在流路C3中，相对于下侧的流路B3内的混合物，高流量侧原料603在彼此相邻的状态下从纸面上方在上侧板108d中流通。

并且，如图14所示，在形成于下侧板109d的流路D3中，来自形成于下侧板109d的分支流路103D3的高流量侧原料与来自形成于上侧板108d的流路C3的混合物合流。由此，如图15所示，在流路D3(滞留用流路104)中，相对于上侧的流路C3的状态，高流量侧原料603在彼此相邻的状态下从纸面下方在下侧板109d中流通。

另外，如上所述，虽然实际上高流量侧原料603与低流量侧原料602混合，但是与前面相同，为了使合流情况易于理解，在图15中，将高流量侧原料603与低流量侧原料602以未混合的形式示出。如果高流量侧原料603与低流量侧原料602不混合，则可以说高流量侧原料603以从纸面上下方向将低流量侧原料602夹在中间的方式合流。

根据第五实施方式涉及的微反应器101d，与微反应器101b(图8)和微反应器101c(图10)合流方向不同，而是高流量侧原料603从纸面上下方向阶段性且交替地合流，因此与微反应器101b和微反应器101c相比，能够更有效地混合。

另外，为了获得良好的混合，优选使微反应器101d中的流路A3至C3、D3(滞留用流路104)的代表直径为2mm以下。特别地，在合流点741至744以及滞留用流路104中，为了通过分子扩散迅速混合原料，流路的代表直径优选几十μm至1mm的范围。此外，在微反应器101d中，两种原料可以均匀混合，也可以不混合而不均匀(成为所谓的乳化状态)。

另外，在第五实施方式涉及的微反应器101d中，高流量侧流路102分支成了四个，但是根据两种原料的流量比(体积比)，也可以分支成三个，还可以分支成五个以上。通常，随着两种原料的流量比(体积比)增加，优选增加高流量侧流路102的分支数。

<第六实施方式>

以下，参考图16至图19对第六实施方式进行说明。

图16为第六实施方式涉及的微反应器的外观图，图17为第六实施方式涉及的微反应器的分解图。另外，在图16、图17中，对于与图1中相同的构成，赋予相同的附图标记，并省略其说明。

图16所示的微反应器101e与图12所示的微反应器101d相比，不同之处在于各合流点761至764之后的流路的方向。

而且，如图16所示，微反应器101e由高流量侧流路102、低流量侧流路103、滞留用流路104、高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107构成。

如图16所示，高流量侧原料从高流量侧导入口105导入至高流量侧流路102。低流量侧原料从低流量侧导入口106导入至低流量侧流路103。此外，高流量侧流路102分支为分支流路102A4至102D4这四个。而且，高流量侧原料在流路A4至D4中与低流量侧原料或混合物阶段性地合流，成为最终的混合物。将混合物最终导入至滞留用流路104，并从排出口107排出。

此外，高流量侧流路102每分支一次，其截面积都会变小。

在此，将从高流量侧导入口105到弯曲点754作为高流量侧流路102。此外，将从分支点751到合流点761作为分支流路102A4，将从分支点752到合流点762作为分支流路102B4。此外，将从分支点753到合流点763作为分支流路102C4，将从弯曲点754到合流点764作为分支流路102D4。

并且，将从合流点761到合流点762作为流路A4，将从合流点762到合流点763作为流路B4。而且，将从合流点763到合流点764作为流路C4，将从合流点764到排出口107作为流路D4。另外，流路D4也是滞留用流路104。

此外，如图16以及图17所示，微反应器101e由上侧板108e以及下侧板109e这两块板构成。在上侧板108e上形成有高流量侧流路102、分支流路102A4、102C4、流路A4、C4。此外，在下侧板109e上形成有低流量侧流路103、分支流路102B4、102D4、流路B4、D4(滞留用流路104)。此外，在下侧板109e上形成有高流量侧导入口105、低流量侧导入口106以及排出口107。

而且，通过如图5所示的制造方法，上侧板108e与下侧板109e熔敷而成为一体。

在微反应器101e中，在各流路A4至D4中，截面积相同的流路彼此合流，并且合流之后的流路的截面积不会改变。每分支一次，高流量侧流路102的截面积都会减半。即，在设低流量侧流路103的截面积为1时，优选高流量侧流路102的截面积在分支为分支流路102A4之前为8，在分支为分支流路102B4之前为4，在分支为分支流路102C4之前为2，分支流路102D4为1。另外，分支流路102A4至102D4以及流路A4至D4的截面积优选与低流量侧流路103相同。由此，能够使分支流路102A4至102D4中的流量与低流量侧流路103中的流量相同，能够使分支流路102A4至102D4以及低流量侧流路103中的压力损失一致。

此外，通过这种高流量侧流路102的分支，高流量侧流路102的流路内体积、分支流路102A4至102D4的流路内体积以及流路A4至D4的流路内体积之和变得比低流量侧流路103的流路内体积大。另外，每一次分支，截面积不必严格地减半。

另外，高流量侧流路102的流路内体积、分支流路102A4至102D4的流路内体积以及流路A4至D4的流路内体积之和与低流量侧流路103的流路内体积之比，优选接近两种原料的流量比(体积比)。并且，高流量侧原料的流路(高流量侧流路102、分支流路102A4至102D4、流路A4至D4)中的压力损失优选为基本上等于低流量侧流路103的流路中的压力损失。

另外，在合流之后，流路A4至D4朝分支流路102A4至102D4的延长线方向移动预定距离之后，朝排出口107的方向移动。通过这样的构成，微反应器101e与图12所示的微反应器101d相比，各合流后的混合物的流通变得顺畅。

接着，参考图18以及图19，对两种原料合流的情况进行说明。

图18为微反应器101e中的各流路的示意图，图19为表示从流路的上游侧观察时的流路A4至D4中的混合情况的图。另外，在图18中，形成于上侧板108e的流路由实线表示，形成于下侧板109e的流路由虚线表示。另外，在图18中，对于与图16中相同的构成，赋予相同的附图标记，并省略其说明。另外，在图18中，未明确示出各流路的截面积。

如图18所示，在形成于上侧板108e的流路A4中，来自形成于上侧板108e的分支流路102A4的高流量侧原料603与形成于下侧板109e的低流量侧流路103的低流量侧原料602彼此相邻并合流。因此，如图19所示，在形成于上侧板108e的流路A4中，高流量侧原料603在纸面上侧、低流量侧原料602在纸面下侧，以彼此相邻的状态在上侧板108e中流通。

之后，如图18所示，在形成于下侧板109e的流路B4中，来自形成于下侧板109e的分支流路102B4的高流量侧原料603与来自形成于上侧板108e的流路A4的混合物合流。

由此，如图19所示，在流路B4中，相对于上侧的流路A4内的混合物，高流量侧原料603在彼此相邻的状态下从纸面下方在下侧板109e中流通。

接着，如图18所示，在形成于上侧板108e的流路C4中，来自形成于上侧板108e的分支流路102C4的高流量侧原料与形成于下侧板109e的流路B4内的混合物合流。由此，如图19所示，在流路C4中，相对于下侧的流路B4内的混合物，高流量侧原料603在彼此相邻的状态下从纸面上方在上侧板108e中流通。

接着，如图18所示，在形成于下侧板109e的流路D4中，来自形成于下侧板109e的分支流路102D4的高流量侧原料与形成于上侧板108e的流路C4的混合物合流。由此，如图19所示，在流路D4(滞留用流路104)中，相对于上侧的流路C4的状态，高流量侧原料603在彼此相邻的状态下从纸面下方在下侧板109e中流通。

另外，如上所述，虽然实际上高流量侧原料603与低流量侧原料602混合，但是与前面相同，为了使合流情况易于理解，在图19中，将高流量侧原料603与低流量侧原料602以未混合的形式示出。如果高流量侧原料603与低流量侧原料602不混合，则可以说高流量侧原料603以从纸面上下方向将低流量侧原料602夹在中间的方式合流。

另外，为了良好地进行混合，优选使微反应器101e中的流路A4至C4、D4(滞留用流路104)的代表直径为2mm以下。特别地，在合流点761至764以及滞留用流路104中，为了通过分子扩散迅速混合原料，流路的代表直径优选几十μm至1mm的范围。此外，在微反应器101e中，两种原料可以均匀混合，也可以不混合而不均匀(成为所谓的乳化状态)。

另外，在第六实施方式涉及的微反应器101e中，虽然高流量侧流路102分支成了四个，但是根据两种原料的流量比(体积比)，也可以分支成三个，还可以分支成五个以上。通常，随着两种原料的流量比(体积比)增加，优选增加高流量侧流路102的分支数。

如上所述，根据第六实施方式涉及的微反应器101e，在合流之后，流路A4至D4朝分支流路102A4至102D4的延长线方向移动预定距离之后，朝排出口107移动。通过这样的构成，微反应器101e与图12所示的微反应器101d相比，各合流后的混合物的流通变得顺畅。

另外，在第一实施方式至第四实施方式中，各流路形成于上侧板108，但是也可以形成于下侧板109d。

此外，在第五实施方式中，高流量侧流路102、分支流路102A3、102C3、流路A3、C3形成于上侧板108d，低流量侧流路103、分支流路102B3、102D3、流路B3、D3(滞留用流路104)形成于下侧板109d，但是也可以相反。第六实施方式中也同样如此。

并且，虽然图3所示的微反应器101A、101B具有与图1所示的微反应器101相同的结构，但是也可以使用图6所示的微反应器101a、图8所示的微反应器101b、图10所示的微反应器101c、图12所示的微反应器101d以及图16所示的微反应器101e。此外，可以将连接有图4所示的调节用微反应器301的微反应器用作图3所示的微反应器101A、101B。

此外，在本实施方式中，使用了具有两种流量的原料，但是也可以使用三种以上原料。在这种情况下，例如，也可以为，高流量侧原料以将最低流量的原料夹在中间的方式依次合流。而且，在这种情况下，也可以使流路的流路内体积随着流量变高而变大。

第一实施方式至第六实施方式涉及的微反应器101、101a至101e用于抗体药物偶联物(Antibody Drug Conjugate：ADC)医药品的制造、或者用于按需型医药品制造装置。

本发明不限于上述实施方式，还包括各种变形例。例如，为了易于理解地说明本发明，对上述实施方式进行了详细说明，不必限于具有所说明的所有构成。此外，能够用其他实施方式的构成替换某个实施方式的构成的一部分，还能够将其他实施方式的构成加到某个实施方式的构成中。此外，对于各实施方式的构成的一部分，能够添加、删除、替换其他构成。

此外，在各实施方式中，控制线、信息线表示认为说明上必要的内容，而在产品上未必限于表示所有控制线和信息线。实际上，可以认为几乎所有构成都是相互连接的。

附图标记的说明

101、101A、101B、101a至101e 微反应器

102 高流量侧流路(高流量原料的流路)

102a、102b、102A1至102A4、102B1至102B4、102C1至102C4、102D1至102D4 分支流路

103 低流量侧流路(低流量原料的流路)

104 滞留用流路

105 高流量侧导入口

106 低流量侧导入口

107 排出口

108、108d、108e 上侧板

109、109d、109e 下侧板

111b、701至704、711至714、741至744、761至764 合流点

111a、700、700b、700c、710、710b、710c、731至733、751至753 分支点

200 化学品制造***

201 高流量侧原料容器

202 第一低流量侧原料容器

203 第二低流量侧原料容器

204、204a至204c 泵

205 生成物用容器

206 废弃物用容器

207 切换阀

208 止回阀

209、209a、209b 恒温槽

210 重量传感器

211 压力传感器

212 温度传感器

213、213a至213e 管

221、221a至221e 环

603 高流量侧原料

602 低流量侧原料

700a、700d、710a、710d 弯曲点

801至804、811至814 区间

A1至A4、B1至B4、C1至C4、D1至D4 流路

Claims (10)

1.一种微反应器，其特征在于：

所述微反应器具备供流量不同的多个原料分别流通的多个流路，

所述供流量不同的多个原料分别流通的多个流路以在高流量原料的流路分支为多个之后与低流量原料的流路合流的方式分支、合流，

分支为多个的所述高流量原料的分支流路中的、一个所述高流量原料的分支流路与所述低流量原料的流路最先合流，且分支为多个的所述高流量原料的分支流路中的、剩余的所述高流量原料的分支流路逐个相对于已经合流了的原料的流路阶段性地合流，

在每次合流之后，已经合流了的原料的流路朝下一次要合流的高流量原料的分支流路的延长线方向延伸预定距离之后，朝排出口延伸。

2.如权利要求1所述的微反应器，其特征在于：

对于各原料最终合流为止的各原料的流路的内容积，所述高流量原料的流路的内容积大于所述低流量原料的流路的内容积。

3.如权利要求1所述的微反应器，其特征在于：

在所述高流量原料的流路与所述低流量原料的流路的合流点的后段具有至少一个节流孔。

4.如权利要求1所述的微反应器，其特征在于：

在各原料的流路最后合流后的下游侧设有滞留用流路。

5.如权利要求4所述的微反应器，其特征在于：

在所述微反应器的下游侧连接有仅具有所述滞留用流路的微反应器。

6.如权利要求1所述的微反应器，其特征在于：

所述微反应器的材质为聚甲基戊烯或聚乙烯。

7.如权利要求1所述的微反应器，其特征在于：

每次合流之后的合流了的原料的流路的代表直径为2mm以下。

8.一种化学品制造***，其特征在于：

所述化学品制造***具有至少一个微反应器，并且具有用于向各个所述微反应器输送原料的泵，所述微反应器具备供流量不同的多个原料分别流通的多个流路，

所述供流量不同的多个原料分别流通的多个流路以在高流量原料的流路分支为多个之后与低流量原料的流路合流的方式分支、合流，

分支为多个的所述高流量原料的分支流路中的、一个所述高流量原料的分支流路与所述低流量原料的流路最先合流，且分支为多个的所述高流量原料的分支流路中的、剩余的所述高流量原料的分支流路逐个相对于已经合流了的原料的流路阶段性地合流，

在每次合流之后，已经合流了的原料的流路朝下一次要合流的高流量原料的分支流路的延长线方向延伸预定距离之后，朝排出口延伸。

9.一种微反应器的制造方法，

所述微反应器具备供流量不同的多个原料分别流通的多个流路，

所述供流量不同的多个原料分别流通的多个流路以在高流量原料的流路分支为多个之后与低流量原料的流路合流的方式分支、合流，

该微反应器由两块板构成，在所述两块板中的至少一块上，分支为多个的所述高流量原料的分支流路中的、一个所述高流量原料的分支流路与所述低流量原料的流路最先合流，且分支为多个的所述高流量原料的分支流路中的、剩余的所述高流量原料的分支流路逐个相对于已经合流了的原料的流路阶段性地合流，在每次合流之后，已经合流了的原料的流路朝下一次要合流的高流量原料的分支流路的延长线方向延伸预定距离之后，朝排出口延伸，其中，该制造方法的特征在于：

以所述高流量原料的流路、所述高流量原料的分支流路、所述低流量原料的流路、和每次合流之后的合流了的原料的流路位于所述两块板中的对合面上的方式，熔敷所述两块板。

10.如权利要求9所述的微反应器的制造方法，其特征在于：

所述两块板各自的材质为聚甲基戊烯或聚乙烯，

通过对以一个面彼此接触的方式对置的所述两块板照射激光，来熔敷所述两块板。

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