WO2014174781A1 - 処理装置及び処理方法 - Google Patents

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WO2014174781A1
WO2014174781A1 PCT/JP2014/002040 JP2014002040W WO2014174781A1 WO 2014174781 A1 WO2014174781 A1 WO 2014174781A1 JP 2014002040 W JP2014002040 W JP 2014002040W WO 2014174781 A1 WO2014174781 A1 WO 2014174781A1
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reaction
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松岡　亮
野一色　公二
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株式会社神戸製鋼所
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Definitions

  • the present invention relates to a processing apparatus and a processing method capable of performing chemical processing such as extraction, separation and reaction on a raw material fluid while finely adjusting the processing temperature.
  • chemical treatment such as extraction, separation, and reaction may be performed on the raw material fluid supplied to the inside of the treatment tank while finely adjusting the treatment temperature. is there.
  • This treatment requires that a temperature control mechanism is provided inside the treatment tank to strictly control the temperature of the treatment (reaction temperature).
  • a temperature control mechanism for example, a coiled heat exchanger or a temperature control jacket is used.
  • the heat exchanger is used by being immersed in the raw material fluid stored in the treatment tank.
  • the heat exchanger has a spiral pipe formed of a metal having excellent thermal conductivity. (See, for example, FIG. 5B).
  • a heated or cooled heating medium flows through the inside of the spiral pipe, and the temperature of the raw material fluid is adjusted to a desired processing temperature by heat exchange between the heating medium and the raw material fluid through the pipe wall of the pipe. It is possible.
  • the temperature control jacket is a hollow member disposed so as to surround the treatment tank, and a heat medium can be retained therein. Therefore, similarly to the above heat exchanger, if a heat medium having a desired temperature is supplied to the inside of the temperature control jacket, the heat medium and the raw material fluid can be heat-exchanged via the tank wall of the treatment tank. This makes it possible to adjust the temperature of the raw material fluid to the target processing temperature.
  • Non-Patent Document 1 a stirring means as shown in Non-Patent Document 1 is provided inside the processing tank to stir the raw material fluid in the processing tank, The processing is performed while keeping the temperature of the raw material fluid as uniform as possible.
  • An object of the present invention is to provide a processing apparatus and a processing method capable of processing a raw material fluid while favorably controlling the processing temperature of the raw material fluid.
  • the present invention provides a processing apparatus for processing a raw material fluid while controlling the processing temperature of the raw material fluid.
  • the processing apparatus includes a processing member that introduces the raw material fluid and performs processing therein, and a processing tank that stores the processing member and stores a processing product processed in the processing member.
  • the processing member is at least one fine channel provided inside the processing member, in which the raw material fluid flows, and at least one heat medium flow provided inside the processing member.
  • a heating medium having a temperature different from that of the raw material fluid flowing through the at least one fine channel.
  • the at least one fine channel and the at least one heat medium channel are isolated from each other so as to allow heat exchange between the raw material fluid flowing through the fine channel and the heat medium flowing through the heat medium channel. Has been.
  • the present invention also provides a processing method for processing the raw material fluid while controlling the processing temperature of the raw material fluid.
  • This processing method includes a processing member having a fine flow path and a heat medium flow path that are separated from each other, the processing member that introduces the raw material fluid into the fine flow path and performs processing therein, and the processing member. And a processing tank for storing a processing product stored in the processing member and storing the processing product, and circulating the raw material fluid in the fine flow path of the processing member.
  • the fine flow path is obtained by circulating a heat medium having a temperature different from that of the raw material fluid flowing through the path into the heat medium flow path and exchanging heat between the raw material fluid and the heat medium inside the processing member. Adjusting the processing temperature of the raw material fluid within.
  • FIG. 1A and 1B show a reaction apparatus 1 according to a first embodiment, which is an example of a processing apparatus according to the present invention.
  • the processing apparatus according to the present invention uses at least one or more types of raw material fluids and adjusts the temperature of the raw material fluids to a predetermined processing temperature, and performs chemical operations such as extraction, separation, and reaction (chemical processing). This chemical operation includes the following.
  • the processing apparatus is an apparatus that performs a “reaction” as the chemical operation, such as the reaction apparatus 1, specifically, after mixing two or more kinds of raw material fluids.
  • the present invention can be applied to an apparatus that obtains a reaction product by chemically reacting raw material fluids at a predetermined processing temperature.
  • the reaction apparatus to which the present invention is applicable is one in which only one type of raw material fluid is introduced into the apparatus, in other words, mixing is not performed, and the raw material fluid is heated to a predetermined processing temperature. The thing which performs the chemical reaction of the said raw material fluid is also contained.
  • the processing apparatus can also be applied to an apparatus that performs “extraction” as the chemical operation. Specifically, a first raw material fluid and a second raw material fluid that do not mix with each other, for example, a heavy liquid such as water and a light liquid such as oil having a specific gravity smaller than that of the heavy liquid, contact each other in the flow path.
  • a liquid-liquid extraction apparatus in which a substance to be extracted contained in a light liquid (oil) is transferred to a heavy liquid (water) and the substance to be extracted is taken out as an aqueous solution.
  • the following first to third embodiments all relate to a reaction apparatus 1 in which two or more kinds of raw material fluids are mixed and then chemically reacted at a predetermined processing temperature.
  • the reaction apparatus 1 of the first embodiment generates a reaction product 33, that is, a processed product, by mixing a first raw material fluid 31 and a second raw material fluid 32 and reacting them with each other.
  • the reaction apparatus 1 includes a processing member 2 for introducing a first raw material fluid 31 and a second raw material fluid 32 and performing a reaction while mixing them inside, and a reaction product obtained by a reaction in the processing member 2.
  • the reaction tank 3 which is the processing tank which stores 33, the raw material tank 4, and the some process piping 5 are comprised. As will be described in detail later, a plurality of fine channels 10 and a plurality of heat medium channels 11 are formed inside the processing member 2.
  • the raw material tank 4 is provided outside the reaction tank 3 and stores the first raw material fluid 31.
  • the second raw material fluid 32 which is the other raw material fluid is stored in advance in the reaction tank 3.
  • the processing member 2 is immersed in the second raw material fluid 32 inside the reaction vessel 3.
  • the plurality of processing pipes 5 are disposed between the raw material tank 4 and the reaction tank 3 or around the reaction tank 3, and the first raw material fluid 31 in the raw material tank 4 and the second raw material in the reaction tank 3. The movement of the raw material fluid 32 between the tanks 3 and 4 is allowed.
  • reaction tank 3 details of the reaction tank 3, the raw material tank 4, the tanks 3 and 4, and the plurality of processing pipes 5 disposed around the reaction tank 3 will be described.
  • the reaction tank 3 which is a processing tank is a bottomed cylindrical container opened upward, and stores the first and second raw material fluids 31 and 32 and a reaction product 33 obtained by the reaction thereof. Is possible.
  • the upper opening of the reaction vessel 3 is closed with a lid (not shown) or the like as necessary. Inside the reaction tank 3, the processing member 2 described above can be accommodated while being immersed in the raw material fluid or the reaction product 33.
  • the fluid accommodated in the reaction tank 3 changes depending on the progress of the reaction. That is, the type of fluid stored in the reaction tank 3 differs between the start of the process and the end of the process. Specifically, as shown in FIG. 1A, before starting the reaction, the fluid contained in the reaction tank 3 is only the second raw material fluid 32. However, when the reaction is started, the reaction is performed inside the processing member 2. Since the product 33 is generated and sequentially stored in the reaction tank 3, the fluid stored in the reaction tank 3 is a mixture of the second raw material fluid 32 and the reaction product 33. Eventually, when most of the raw material fluids 31 and 32 react and change as shown in FIG. 1B, the reaction product 3 contains only the reaction product 33. The change of the raw material fluid stored in the reaction tank 3 will be described in detail later.
  • the plurality of processing pipes 5 include a first pipe 6, a second pipe 7, and a third pipe 8.
  • the first pipe 6 has an inlet side end connected to the raw material tank 4 and an outlet side end connected to the processing member 2 in the reaction tank 3.
  • the first raw material fluid 31 is supplied from the raw material tank 3 to the processing member 2.
  • a first pump 51 and a switching valve 9 are provided in the middle of the first pipe 6.
  • the first pump 51 pumps the first raw material fluid 41 from the raw material tank 4 toward the reaction tank 3.
  • the switching valve 9 switches the connection destination of the inlet of the pump 51 between the raw material tank 4 storing the first raw material fluid 31 and the third pipe 8.
  • the switching valve 9 flows so that the raw material tank 4 storing the first raw material fluid 31 is connected to the pump 51. Switch the road.
  • FIG. 1B when all of the first raw material fluid 31 in the raw material tank 4 disappears, the fluid in the reaction tank 3 (reacted with the reaction product 33 and unreacted via the third pipe 8 described later in detail).
  • the flow path is switched so that the reaction product 33 is sent to the pump 51 while the first raw material fluid 31 in the first pipe 6 is joined to the first raw material fluid 31.
  • the second pipe 7 has an inlet-side end provided inside the reaction tank 3 and an outlet-side end connected to the processing member 2, and is stored in the reaction tank 3 in advance. 2 It is piped so that the raw material fluid 32 and the reaction product 33 can be sucked and supplied to the inside of the processing member 2 again.
  • the inlet side end of the second pipe 7 is a low position inside the reaction tank 3 and is a position where the second raw material fluid 32 previously stored in the reaction tank 3 at the start of processing can be sucked. It is attached to.
  • a pump 52 that pumps the second raw material fluid 32 or the reaction product 33 through the second pipe 7 is disposed in the middle of the second pipe 7.
  • the second pipe 7 extends from the inlet side end provided in the reaction tank 3 to the outside of the reaction tank 3 and is provided in the second pump provided outside the reaction tank 3. After passing through 52, it is disposed along a path returning to the inside of the processing member 2 again. That is, as shown in FIG. 1A, when the fluid stored in the reaction tank 3 is almost the second raw material fluid 32, the second raw material fluid 32 flows through the second pipe 7. However, when the reaction product 33 is also stored in the reaction tank 3 in addition to the second raw material fluid 32 as shown in FIG. 1B, the mixture of the second raw material fluid 32 and the reaction product 33 becomes the second pipe. 7 will be distributed. Therefore, it can also be said that the second pipe 7 is a pipe that performs the reaction while circulating the second raw material fluid 32 between the processing member 2 and the reaction tank 3.
  • the third pipe 8 is unreacted stored in the reaction tank 3 after most of the first raw material fluid 31 in the raw material tank 4 is sent to the processing member 2 through the first pipe 6 and reacted.
  • the first raw material fluid 31 is supplied again into the processing member 2 and used to increase the reaction rate.
  • the third pipe 8 has an inlet side end and an outlet side end, and the outlet side end is connected to the switching valve 9.
  • the inlet side end portion of the third pipe 3, that is, the suction side end portion, is attached to a relatively high position in the reaction tank 3, and this position is used to generate a large amount of reaction in the reaction tank 3 as the reaction proceeds to some extent. It is set at a position where the second raw material fluid 32 and the reaction product 33 can be sucked only when the product 33 is stored and the liquid level in the reaction tank 3 becomes higher than a predetermined height.
  • the processing member 2 is accommodated in the reaction tank 3 (processing tank) described above, and introduces the raw material fluid into the inside to cause chemical reaction of the raw material fluid.
  • the processing member 2 has a plurality of fine channels 10 that are formed inside the processing member 2 and allow the flow of the raw material fluid.
  • the first and second raw material fluids 31 and 32 are supplied to the inside of each fine channel 10 and mixed in the inside to cause a reaction, thereby generating a reaction product 33.
  • a plurality of heat medium flow paths 11 through which a heat medium having a temperature different from that of the raw material fluid flowing through the fine flow path 10 can be circulated inside the processing member 2.
  • the fine flow path 10 and the heat medium flow path 11 are configured such that the raw material fluid flowing through the fine flow path 10 and the heat medium flowing through the heat medium flow path 11 can exchange heat with each other inside the processing member 2. Are formed so as to be isolated from each other.
  • the processing member 2 brings the first raw material fluid 31 supplied through the first pipe 6 and the second raw material fluid 32 supplied through the second pipe 7 into contact with each other in the fine channel 10. A reaction is caused, and the reaction product 33 obtained thereby can be taken out.
  • This processing member 4 has a plate-like main body 12 that is long in the vertical direction as shown in FIG.
  • the main body 12 is formed of a metal, a synthetic resin, or a ceramic having corrosion resistance and heat resistance with respect to the first and second raw material fluids 31 and 32 and the reaction product 33, and compared with the plate thickness direction. It has a thick plate shape (square shape) with a large thickness.
  • the plurality of fine channels 10 are formed in the main body 12 so as to penetrate the main body 12 in the vertical direction or the horizontal direction, and are formed over a plurality of rows arranged in the plate thickness direction.
  • the first and second raw material fluids 31 and 32 can react with each other inside the respective microchannels 10, that is, be processed.
  • each fine channel 10 for example, a channel having a width of about 0.1 mm to 5.0 mm is suitable.
  • the plurality of heat medium channels 11 are formed between the micro channels 10 adjacent to each other in the plate thickness direction inside the processing member 2, and the raw material fluids 31 and 32 that circulate through the micro channels 10 and reaction generation The circulation of the heat medium for adjusting the temperature of the object 33 is allowed.
  • Each heat medium flow path 11 is provided in a plurality of rows so as to penetrate the main body 12 of the processing member 2 in the vertical direction or the horizontal direction corresponding to each fine flow path 10. That is, inside the processing member 2, the fine flow paths 10 and the heat medium flow paths 11 are arranged alternately in the thickness direction at intervals in the thickness direction.
  • each of the plurality of fine flow paths 10 includes a reaction flow path 13 that vertically penetrates the main body 12 of the processing member 2 and a merge flow path 14 that extends in the horizontal direction within the main body 12.
  • each reaction channel 13 reacts in the reaction channel 13 while guiding the first raw material fluid 31 supplied through the first pipe 6 along the reaction channel 13. As a result, the reaction product 33 is generated. Since the reaction flow path 13 penetrates the inside of the main body 12 in the vertical direction as described above, the reaction flow path 13 has the first intake port 15 opened on the bottom surface of the main body 12. The first pipe 6 described above is connected to the first intake port 15, and guides the first raw material fluid 31 taken (inhaled) from the raw material tank 4 upward through the inside of the main body 12. .
  • the reaction channel 13 has an outlet 16 that opens on the upper surface of the main body 12, and the reacted product 33 that has been reacted is taken out through the outlet 16. Thus, the reaction product 33 taken out from the outlet 16 is sent out to the reaction tank 3 and stored.
  • Each merging channel 14 merges the second raw material fluid 32 supplied through the second pipe 7 with the first raw material fluid 31 flowing through the reaction channel 13.
  • Each merging channel 14 extends in the main body 12 of the processing member 2 along a direction orthogonal to the reaction channel 13, that is, in a horizontal direction.
  • the outer end of each merging channel 14 constitutes a second intake port 17 that opens to the side surface of the main body 12 of the processing member 2. That is, each merging channel 14 is formed to extend in the horizontal direction from the second intake port 17 within the main body 12.
  • the second pipes 7 described above are connected to the second intake ports 17, and the second raw material fluid 32 sent via the second pipes 7 is supplied into the merging flow paths 14. Is possible.
  • each merging channel 14 constitutes a merging port 18 connected to a corresponding part in the vertical direction of the reaction channel 13, and the second raw material fluid 32 flowing through the merging channel 14 is connected to the merging port. 18 is allowed to join the fluid flowing in the reaction flow path 13 from 18.
  • the heat medium flow path 11 allows the flow of the heat medium for adjusting the temperature of the raw material fluid flowing through the fine flow path 10 (each including the above-described reaction flow path 13 and the merge flow path 14. Inside the main body 12 of the member 2, it is formed at a position away from each of the fine flow paths 10 by a predetermined distance along the plate thickness direction. They are arranged so as to be parallel to each other, that is, so as not to intersect with the microchannel 10.
  • the fine flow paths 10 and the heat medium flow paths 11 corresponding to the fine flow paths 10 are arranged adjacent to each other through a thin partition in the plate thickness direction. Therefore, the heat medium that flows through each heat medium flow path 11 and has a temperature different from the temperature of the raw material fluid flowing through each fine flow path 10 is between the raw material fluid flowing through the fine flow path 10. Heat exchange can be performed. Therefore, by adjusting the temperature of the heat medium flowing through the heat medium flow path 11 adjacent to the fine flow path 10, the temperature of the fluid flowing through the fine flow path 10 can be accurately adjusted.
  • a plurality of rectangular single-plate members 20 and a plurality of separators 21 having a height that is a dimension in the vertical direction are larger than a width that is a dimension in the horizontal direction.
  • a separator 21 is disposed next to a certain single-plate member 20, and another single-plate member 20 is disposed next to this separator 21.
  • the separators 21 are alternately stacked. As a result, the plurality of fine channels 10 and the plurality of heat medium channels 11 described above are formed inside the processing member 2.
  • Each single plate member 20 is a plate-like member having the same height and width as each separator 21, but has a thickness larger than the thickness of separator 21.
  • the plurality of single plate members 20 include a plurality of first single plate members 22 for forming the fine flow path 10 and a plurality of second single plate members 23 for forming the heat medium flow path 11. ,including.
  • the first single plate member 22 and the second single plate member 23 are arranged so as to be alternately arranged in the plate thickness direction via the separator plates 21.
  • the first single plate member 22 has a front surface (front surface) and a back surface, and a plurality of first grooves 24 for forming the reaction channels 13 are formed on the front surface. Yes.
  • the first grooves 24 are arranged in the vertical direction and are arranged at a predetermined interval in the horizontal direction.
  • Each first groove 24 is recessed on the front surface so as to have, for example, a semicircular cross section, and is formed so as to guide the first raw material fluid 41 along the vertical direction.
  • a plurality of second grooves 25 are formed on the back surface of each of the first single plate members 22 for forming each of the merging flow paths 14.
  • Each of the second grooves 25 extends in the horizontal direction so as to be orthogonal to each of the first grooves 24, and is formed so as to be arranged at a predetermined distance in the vertical direction.
  • Each of the second grooves 25 is also recessed in the back surface so as to have a predetermined cross section, and is formed so that the second raw material fluid 32 can be guided along the horizontal direction along the recessed portion. .
  • the one located on the upper side is longer than the one located on the lower side. Therefore, the second groove 25 located on the upper side is supplied to the first raw material fluid 31 flowing through the reaction channel 13 located farther from the second intake port 17 than the second groove 25 located on the lower side.
  • the fluid 32 can be merged.
  • a plurality of through holes 26 are formed inside the first single plate member 22 to connect the first grooves 24 on the front surface and the second grooves 25 on the back surface, respectively.
  • Each through hole 26 is formed along the plate thickness direction at a position where each first groove 24 on the front surface and each second groove 25 on the back surface intersect each other. In this way, each through hole 26 allows the second raw material fluid 42 flowing through each second groove 25 to join the first raw material fluid 41 flowing through each first groove 24 through the through hole 26. That is, the opening of each through hole 26 in each first groove 24 corresponds to the above-described “merge port 18 of merge channel 14 with respect to reaction channel 13”.
  • the second single plate member 23 has a front surface (front surface) and a back surface similar to the first single plate member 22, and a plurality of the heat medium flow paths 11 are formed on both surfaces thereof.
  • a third groove 27 is formed.
  • Each third groove 27 extends along the vertical direction or the horizontal direction.
  • both the front and back sides may be formed along the vertical direction, or may be formed along the left-right direction.
  • the third groove 27 formed on the front surface of the second single plate member 23 extends along the vertical direction and is formed on the back surface of the second single plate member 23.
  • Three grooves 27 are formed along the horizontal direction.
  • all of the third grooves 27 formed on the front and back surfaces may extend in the vertical direction, or all of the third grooves 27 formed on the front and back surfaces may extend in the horizontal direction. Or you may extend in the diagonal direction.
  • channel 27 is depressed so that it may have a predetermined-shaped cross-section, for example, a semicircular cross-section, like each said 1st groove
  • Each of the separators 21 is a flat plate having a front surface and a back surface, but no grooves are formed on these surfaces, and is laminated between the first single plate member 22 and the second single plate member 23.
  • the first to third grooves 24, 25, and 27 are closed in the plate thickness direction to form the above-described reaction flow path 13, the merge flow path 14, and the heat medium flow path 11.
  • the separator 21 is laminated on the front surface of the first single plate member 22, thereby closing the first groove 24 in the plate thickness direction and causing the first groove 24 to react with the reaction flow. It can be used as the road 13.
  • the separator 21 is laminated on the back surface of the first single plate member 22, thereby closing the second groove 25 in the plate thickness direction and using the second groove 25 as the merging flow path 14. enable. Further, the separator plate 21 is laminated on the front surface and the back surface of the second single plate member 23, respectively, thereby closing the third groove 27 in the plate thickness direction so that the third groove 27 is heated. It can be used as the flow path 11.
  • the first single plate member 22, the separator plate 21, the second single plate member 23, the separator plate 21 different from the separator plate 21, and the first single plate member 22 are separated.
  • the first single plate member 22, the second single plate member 23, and the separator 21 are stacked in the order of the first single plate member 22, so that a plurality of reactions can be applied to the bonded portions of the adjacent plate members. It becomes possible to easily form the processing member 2 in which the flow path 13, the plurality of merge flow paths 14, and the plurality of heat medium flow paths 11 are formed.
  • the second raw material fluid 32 is stored in the lower part of the reaction tank 3 of the reactor 1
  • the first raw material fluid 31 is stored in the raw liquid tank 4
  • the first raw material fluid 31 and the second raw material fluid are stored. This is carried out in the case where the reaction product 33 is produced and taken out by the reaction with 32.
  • the first raw material fluid 31 stored in the stock solution tank 4 is sucked into the first pipe 6 by the first pump 51, and the inside of the reaction tank 3 is passed through the first pipe 6.
  • the inlet side end portion of the first pipe 6 is connected to the raw material tank 4 in which the first raw material fluid 31 is stored, and the outlet side end portion is each fine flow path 10 formed inside the processing member 2.
  • the first intake 15 of each reaction flow path 13 so if the first pump 51 and the first pipe 6 are used, the first raw material of the raw material tank 4 taken into the first pipe 6 is used.
  • the fluid 31 can be supplied to each reaction channel 13.
  • the second raw material fluid 32 stored in advance inside the reaction tank 3 is sucked out by the second pump 52 and sent to the processing member 2 accommodated in the reaction tank 3 through the second pipe 7.
  • the inlet side end of the second pipe 7 is located in the lower part of the reaction tank 3 in which the second raw material fluid 32 is stored, and the outlet side end of the second pipe 7 is the interior of the processing member 2.
  • the 1st raw material fluid 31 supplied to each reaction channel 13 and the 2nd raw material fluid 32 supplied to each confluence channel 14 are reactions located above (downstream side) each confluence 18.
  • the reaction is mixed in the flow path 13 and a reaction product 33 is generated by the reaction.
  • the heat medium flow passages 11 are formed in the processing member 2 at positions separated from the fine flow passages 10 with a distance in the plate thickness direction.
  • the temperature of the raw material fluids 31 and 32 flowing through each of the fine channels 10 can be adjusted to a predetermined reaction temperature by supplying and circulating a heat medium adjusted to a predetermined reaction temperature through the medium channel 11. it can.
  • each of the heat medium flow paths 11 is formed at a position separated from the reaction flow path 13 of each of the fine flow paths 10 by the thickness of each of the separators 21. It is possible to heat or cool the first raw material fluid 31 flowing through each reaction flow path 13 to a predetermined reaction temperature using heat supplied from a heat medium flowing through the reaction medium.
  • the heat medium flow path 11 is formed at a position separated from the merging flow path 14 of the fine flow path 10 by the thickness of the separator 21 toward the side opposite to the reaction flow path 13, It is possible to heat or cool the second raw material fluid 32 flowing through the merge channel 14 to a predetermined reaction temperature using heat supplied from the heat medium flowing through the medium channel 11.
  • the reaction product 33 generated by the reaction inside the reaction flow path 13 in this way is taken out of the processing member 2 through the outlet 16 constituted by the upper end of each fine flow path 10 and is returned to the reaction tank 3.
  • the reaction proceeds as shown in FIG. 1B, all of the first raw material fluid 31 in the raw material tank 4 moves to the reaction tank 3 and is used for the reaction in each fine channel 10.
  • the reacted raw material fluid is stored in the reaction tank 3.
  • the reaction apparatus 1 described above If the reaction apparatus 1 described above is used, the first raw material fluid 31 in the raw material tank 4 and the second raw material fluid 32 in the reaction tank 3 are finely distributed to the fine flow paths 10 and then the fine flow paths 10. Therefore, the first and second raw material fluids 31 and 32 can be reliably mixed and reacted inside each fine channel 10 without stirring using a stirring blade or the like. Become. Therefore, there is no problem of subdividing the raw material fluids as in the case of using a stirring blade.
  • a heat medium flow path 11 for circulating a heat medium capable of heating or cooling the raw material fluid flowing through each fine flow path 10 is formed in the processing member 2 at a position adjacent to the fine flow path 10.
  • the fine flow path 10 and the heat medium flow path 11 can exchange heat between the raw material fluids 31 and 32 and the heat medium while ensuring a very large heat exchange area.
  • all the fine flow paths 10 and the heat medium flow paths 11 are provided inside the processing member 2 and are not easily affected by the external temperature. Therefore, the flow of the heat medium in the heat medium flow path 11 enables the temperature of the raw material fluid flowing through the fine flow paths 10 to be selectively adjusted to the target reaction temperature with high accuracy in a short time. To do. Moreover, much time is not required for adjusting the temperature of the reaction vessel 4.
  • the reaction vessel 103 and the metal coiled pipe 111 accommodated in the reaction tank 103 are provided, and the temperature is adjusted by supplying the heat medium into the pipe 111.
  • a large temperature gradient shown as a temperature difference dT1 between the tank wall and the tank center in FIG. 5B
  • dT1 a temperature difference between the tank wall and the tank center in FIG. 5B
  • the temperature in the vicinity of the inner wall surface of the reaction tank 103 provided with the temperature control pipe 111 is high, but conversely, the temperature on the center side of the reaction tank 103 away from the pipe 111 is Since it is greatly affected by the outside air temperature and is low, the temperature difference in the tank is very large, and it is difficult to proceed with the reaction and the like under uniform temperature conditions.
  • the temperature gradient inside the reaction tank 3 (shown as a temperature difference dT2 between the tank wall and the tank center in FIG. 5A). Since the reaction is performed in a state that is small and hardly affected by the outside air temperature, it is possible to perform a reaction or the like while keeping the temperature of the raw material fluid substantially uniform.
  • the reaction apparatus 1 of the first embodiment is used, even if the reaction tank 3 as a treatment tank has a large heat capacity, the treatment temperature can be controlled accurately and accurately in a short time. Chemical operations such as extraction, separation, and reaction can be performed.
  • reaction apparatus 1 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 2A and 2B.
  • the reaction apparatus 1 of the second embodiment includes the reaction tank 3 as in the first embodiment, but the raw material fluid 32 is not stored in the reaction tank 3 in advance,
  • the first raw material fluid 31 is stored in the raw material tank.
  • the reaction apparatus 1 of the second embodiment includes a second raw material tank 42 for storing the second raw material fluid 32 in addition to the first raw material tank 41 for storing the first raw material fluid 31.
  • the first raw material tank 41 and the second raw material tank 42 are both provided outside the reaction tank 3 as a separate tank from the reaction tank 3.
  • a first raw material fluid 31 and a second raw material fluid 32 are individually supplied to the processing member 2 accommodated in the reaction tank 3.
  • the 2nd piping 72 concerns on 1st Embodiment among these.
  • the second raw material tank 42 and the second intake port 17 (see FIG. 4) of the merging channel 14 in the processing member 2 are arranged.
  • the second pump 52 and the switching valve 92 are provided in the same manner as the first pump 51 and the switching valve 9 in the first pipe 6, and the switching valve 92 and the reaction in the second pipe 7 are provided.
  • a fourth pipe 82 similar to the third pipe 8 is provided between the tank 3 and the tank 3.
  • the second pump 52 feeds the second raw material fluid 32 stored in the second raw material tank 31 to the second intake port 17 of the merging channel 14 through the second pipe 72, and the fourth pipe 82. Makes it possible for the raw material fluid in the reaction tank 3 to join the second raw material fluid 32 flowing through the group pipe 7B.
  • the reaction product 33 and the raw material fluids 31, 32 are not stored in the reaction tank 3 at the start of the reaction. Thereafter, when the first and second pumps 51 and 52 are driven, the first pump 51 passes the first raw material fluid 31 through the first pipe 6 to the processing member 2 (more specifically, the reaction channel 13 shown in FIG. 4).
  • the second pump 52 feeds the second raw material fluid 32 through the second pipe 7B to the processing member 2 (specifically, the second intake port 17 of the merging flow path 14 shown in FIG. 4). To pump.
  • the first raw material fluid 31 flowing from the first intake port 15 into the reaction flow path 13 and the second raw material fluid 32 flowing from the second intake port 17 into the merge flow path 14 are shown in FIG.
  • the reaction mixture 33 reacts by being mixed inside the reaction channel 13 located above the junction 18 shown, and the reaction product 33 generated by this reaction is taken out into the reaction tank 3 through the outlet 16 and stored.
  • the reaction product 33 obtained by the reaction between the first raw material fluid 31 and the second raw material fluid 32 fills the reaction tank 3.
  • the first raw material fluid 31 or the second raw material fluid 32 is first reacted at a predetermined reaction temperature, and the reaction is performed while circulating the raw material fluid after the total reaction. It is suitable for the reaction of the raw material fluid in which it is desirable to complete the process. Further, when the second raw material fluid 32 is a liquid that is easily volatilized, in the reaction apparatus of the first embodiment, the second raw material fluid 32 is processed in order to volatilize and gasify in the reaction tank 3. Although it may become difficult to supply in the member 2, also in such a case, the reaction apparatus of 2nd Embodiment can be used suitably.
  • the reaction apparatus 1 of the third embodiment includes a processing member 2 and a reaction tank 3, and first and second raw material fluids 31 and 32 that have different specific gravity and are incompatible with each other. Are stored separately in an upper layer and a lower layer.
  • the processing member 2 has a plurality of fine flow channels 10 as in the first embodiment, and each fine flow channel 10 reacts while circulating an upper first raw material fluid 31 taken from the upper part of the reaction tank 3.
  • the lower second raw material fluid 32 taken in from the lower part of the reaction tank 3 is transferred to the first raw material fluid 31 in the reaction flow path 13 through the junction 18 in the middle of the reaction flow path 13.
  • a merging channel 14 to be merged see FIG. 4).
  • the upper first raw material fluid 31 and the lower second raw material fluid 32 are located inside the portion of each reaction channel 13 above the junction 18. Are in contact with each other in a two-phase flow state, and the reaction product 33 produced by the reaction is dissolved in either the first raw material fluid 31 or the second raw material fluid 32. It can be taken out.
  • the first and second raw material fluids 31 and 32 are incompatible with each other like water and oil, for example, and the reaction product 33 is in a water-soluble state, for example. It can be used effectively when it is desired to take it out.
  • the processing tank (each of the above embodiments). Then, even when the heat capacity of the reaction vessel 3) is large, the chemical operation such as extraction, separation, and reaction is surely performed while controlling the processing temperature (reaction temperature in each of the above embodiments) strictly and with high accuracy. Will be able to.
  • embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points.
  • matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.
  • the processing member 2 of the first to third embodiments described above includes a plurality of fine channels 10, but the processing member according to the present invention has a single fine channel and a single heat corresponding thereto. What has a medium flow path, ie, a single flow path member, may be sufficient.
  • a processing apparatus and a processing method capable of processing a raw material fluid while favorably controlling the processing temperature of the raw material fluid.
  • the present invention provides a processing apparatus for processing a raw material fluid while controlling the raw material fluid processing temperature.
  • the processing apparatus includes a processing member that introduces the raw material fluid and performs processing therein, and a processing tank that stores the processing member and stores a processing product processed in the processing member.
  • the processing member is at least one fine channel provided inside the processing member, in which the raw material fluid flows, and at least one heat medium flow provided inside the processing member.
  • a heating medium having a temperature different from that of the raw material fluid flowing through the fine channel.
  • the at least one fine channel and the at least one heat medium channel are isolated from each other so as to allow heat exchange between the raw material fluid flowing through the fine channel and the heat medium flowing through the heat medium channel. Has been.
  • the present invention also provides a processing method for processing the raw material fluid while controlling the processing temperature of the raw material fluid.
  • This processing method includes a processing member having a fine flow path and a heat medium flow path that are separated from each other, the processing member that introduces the raw material fluid into the fine flow path and performs processing therein, and the processing member. And a processing tank that stores a processing product that is stored and processed in the processing member, and circulates the raw material fluid in the fine channel of the processing member and the fine channel. By passing a heat medium having a temperature different from that of the raw material fluid flowing through the heat medium flow path, heat exchange is performed between the raw material fluid and the heat medium in the processing member. Adjusting the processing temperature of the raw material fluid within.
  • the raw material fluid can be processed while the processing temperature is well controlled.
  • the at least one fine flow path includes a plurality of fine flow paths
  • the at least one heat medium flow path includes a plurality of heat medium flow paths.
  • the processing member processes the raw material fluid more efficiently by circulating the raw material fluid through the plurality of fine flow paths, and distributes the heat medium through the plurality of heating medium flow paths.
  • the processing temperature of the fluid can be controlled with higher accuracy.
  • the at least one fine channel of the processing member adjusts the temperature of the raw material fluid by causing heat exchange between the raw material fluid and the heating medium flowing through the heating medium channel.
  • a plurality of types of raw material fluids may circulate in the at least one fine channel as the raw material fluid.
  • the reaction tank has a first raw material fluid and a second raw material fluid that have different densities and are not compatible with each other as the plurality of types of raw material fluids.
  • Each of the at least one fine channel of the processing member is stored in a separated state, and the reaction channel for reacting the second raw material fluid in the lower layer taken from the lower part of the reaction tank is allowed to react, and the reaction It is preferable to include a merging channel that joins the upper first raw material fluid introduced from the upper part of the tank to the second raw material fluid in the middle of the reaction channel.

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Abstract

　原料流体の処理温度を良好に制御しながらその処理を行うことが可能な処理装置（１）及び処理方法が提供される。処理装置（１）は、原料流体を導き入れて内部で処理を行う処理部材（２）と、この処理部材（２）を収容すると共に処理した処理生成物を貯留する処理槽（３）と、を具備する。処理部材（２）は、その内部に設けられて原料流体を流通させる微細流路と、微細流路を流通する原料流体とは異なる温度をもつ熱媒が流通する熱媒流路と、を有する。微細流路及び熱媒流路は、これらを流れる原料流体と熱媒との熱交換を可能にするように互いに隔離されている。

Description

処理装置及び処理方法
　本発明は、処理温度を細緻に調整しつつ原料流体に対して抽出、分離、反応などの化学的な処理を行うことができる処理装置及び処理方法に関する。
　例えば、有機化合物の合成などを行う場合のように、処理槽の内部に供給された原料流体に対して、処理温度を細緻に調整しつつ抽出、分離、反応といった化学的な処理を行う場合がある。この処理は、前記処理槽の内部に温調機構を設けて当該処理の温度（反応温度）を厳密に制御することを要する。前記温調機構として、例えばコイル状の熱交換器や温調用ジャケットなどが用いられる。
　前記熱交換器は、処理槽に貯留された原料流体に浸漬して用いられる。当該熱交換器は、熱伝導性に優れた金属などで形成された螺旋状の配管を有する。（例えば図５Ｂを参照）。この螺旋状の配管の内部には加熱または冷却された熱媒が流通し、この熱媒と原料流体とが配管の管壁を通じて熱交換することで原料流体の温度を所望の処理温度に調整することが可能となっている。
　前記温調用ジャケットは、前記処理槽を取り囲むように配設された中空の部材であり、その内部に熱媒が滞留可能となっている。それゆえ、前記の熱交換器と同様に、前記温調用ジャケットの内部に所望の温度の熱媒を供給すれば処理槽の槽壁を介して熱媒と原料流体とを熱交換させることができ、これにより、原料流体の温度を目標とする処理温度に調整することが可能となる。
　前記熱交換器や前記温調用ジャケットを用いた温調機構の場合、当該熱交換器の表面や当該温調用ジャケットが取り付けられた処理槽の内壁面が他の場所より顕著に加熱されたり冷却されたりするので、処理槽の内部に大きな温度ムラが発生しやすい。それゆえ、上述した温調機構を用いる場合には、一般に、非特許文献１に示すような攪拌手段が前記処理槽の内部に設けられて当該処理槽内の原料流体を攪拌し、処理槽の内部で原料流体の温度ができる限り均等になるようにしながら処理が行われる。
　しかし、前記攪拌翼などによる前記反応槽内での原料流体の攪拌を行っても、処理槽の熱容量が大きい場合は加熱や冷却に多大な時間が必要となる。特に、上述した熱交換器や温調用ジャケットでは、コイルやジャケットの表面に確保することが可能な伝熱面積に限界があり、よって加熱や冷却のスピードアップにも限りがある。
　無論、攪拌翼による攪拌の強化や原料流体と熱媒との温度差の拡大による加熱や冷却のスピードアップは期待できる。しかし、過度に強い攪拌は、原料流体の種類によっては、当該原料流体の細分化を招き、その細分化された原料流体を元の単一な原料流体に分離するのにかえって時間がかかる場合もある。また、原料流体と熱媒との温度差の過度の拡大は原料流体の熱分解を招くおそれがあり、よってその採用が困難となる場合もある。
　それゆえ、従来の処理装置及び処理方法では、攪拌翼による攪拌を行っても、実際には原料流体の温度を短時間で調整したり、温度を精度良く制御したりすることは困難である。
飯泉新吾、「改訂四版 化学工学便覧」、丸善株式会社、昭和５３年１０月２５日発行、昭和５５年１２月２５日第２刷発行、ｐ．１３２２－１３２３
　本発明は、原料流体の処理温度を良好に制御しながら当該原料流体の処理を行うことができる処理装置及び処理方法を提供することを目的とする。
　本発明は、原料流体の処理温度を制御しつつ当該原料流体を処理するための処理装置を提供する。この処理装置は、前記原料流体を導き入れて内部で処理を行う処理部材と、この処理部材を収容すると共に当該処理部材内で処理した処理生成物を貯留する処理槽と、を具備する。前記処理部材は、当該処理部材の内部に設けられた少なくとも一つの微細流路であってその内部を前記原料流体が流通するものと、当該処理部材の内部に設けられた少なくとも一つの熱媒流路であってその内部を前記少なくとも一つの微細流路を流通する前記原料流体とは異なる温度をもつ熱媒が流通するものと、を有する。前記少なくとも一つの微細流路及び前記少なくとも一つの熱媒流路は、当該微細流路を流れる前記原料流体と当該熱媒流路を流れる前記熱媒との熱交換を可能にするように互いに隔離されている。
　また本発明は、原料流体の処理温度を制御しつつ当該原料流体を処理するための処理方法を提供する。この処理方法は、互いに隔離された微細流路及び熱媒流路を有する処理部材であって当該微細流路内に前記原料流体を導き入れて内部で処理を行う処理部材と、この処理部材を収容すると共に処理部材内で処理した処理生成物を貯留する処理槽と、を備える処理装置を用意することと、前記処理部材の前記微細流路内に前記原料流体を流通させるとともに、この微細流路を流通する前記原料流体とは異なる温度をもつ熱媒を前記熱媒流路内に流通させて当該原料流体と当該熱媒とを前記処理部材の内部で熱交換させることにより前記微細流路内の原料流体の処理温度を調整することと、を含む。
本発明の第１実施形態の処理装置における処理開始時の各流体の流れを示すフローシートである。 前記第１実施形態の処理装置における処理終了時の各流体の流れを示すフローシートである。 本発明の第２実施形態の処理装置における処理開始時の各流体の流れを示すフローシートである。 前記第２実施形態の処理装置における処理終了時の各流体の流れを示すフローシートである。 本発明の第３実施形態の処理装置を示すフローシートである。 前記各処理装置における処理部材を構成する複数の単板部材を示した斜視図である。 図１Ａ及び図１Ｂに示される処理装置における処理槽内部での原料流体の温度分布を示す図である。 従来の処理装置における処理槽内部での原料流体の温度分布を示す図である。
　以下、本発明の実施形態を、図を基に説明する。
　図１Ａ及び図１Ｂは、本発明に係る処理装置の一例である、第１実施形態に係る反応装置１を示す。本発明に係る処理装置は、少なくとも１種類以上の原料流体を用いて、当該原料流体の温度を所定の処理温度に調整しながら、抽出、分離、反応といった化学的な操作（化学的な処理）を行うものであり、この化学的な操作としては、次のようなものが含まれる。
　例えば、本発明に係る処理装置は、前記反応装置１のように、前記の化学的な操作として「反応」を行わせる装置、具体的には、２種類以上の原料流体を混合した上で当該原料流体同士を所定の処理温度で化学反応させることにより反応生成物を得るような装置に適用されることが可能である。本発明が適用可能な反応装置には、当該装置内に１種類の原料流体のみが導入されるもの、言い換えれば混合を行わないものであって、その原料流体を所定の処理温度に加熱等することで当該原料流体の化学反応を行わせるものも、含まれる。
　また、本発明に係る処理装置は、前記の化学的な操作として「抽出」を行う装置にも適用されることが可能である。具体的には、互いに混じり合うことがない第１原料流体及び第２原料流体、例えば、水のような重液及び重液より比重が小さな油のような軽液、を流路内で互いに接触させ、軽液（油）に含まれる抽出対象の物質を重液（水）に移動して抽出対象の物質を水溶液として取り出すような液液抽出装置にも適用されることができる。
　以降の第１実施形態～第３実施形態は、いずれも、２種類以上の原料流体を混合させた上で所定の処理温度で化学反応させる反応装置１に関するものである。
　図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１実施形態の反応装置１は、第１原料流体３１と第２原料流体３２とを混合しつつ互いに反応させて反応生成物３３つまり処理生成物を生成するものである。この反応装置１は、第１原料流体３１及び第２原料流体３２を導き入れて内部で混合しつつ反応を行わせる処理部材２と、この処理部材２内での反応で得られた反応生成物３３を貯留する処理槽である反応槽３と、原料槽４と、複数の処理配管５と、を具備している。前記処理部材２の内部には、後に詳述するように、複数の微細流路１０及び複数の熱媒流路１１が形成されている。
　前記原料槽４は、前記反応槽３の外部に設けられて前記第１原料流体３１を貯留する。他方の原料流体である第２原料流体３２は前記反応槽３の内部に予め貯留されている。前記処理部材２は前記反応槽３の内部において前記第２原料流体３２に浸漬されている。前記複数の処理配管５は、原料槽４と反応槽３との間や前記反応槽３の周囲に配設されて前記原料槽４内の第１原料流体３１及び前記反応槽３内の第２原料流体３２の槽３，４間での移動を許容する。
　次に、前記反応槽３、前記原料槽４、これらの槽３，４同士の間や反応槽３の周囲に配設された前記複数の処理配管５の詳細について説明する。
　処理槽である反応槽３は、上方に向かって開口した有底円筒状の容器であり、前記第１及び第２原料流体３１，３２やこれらの反応によって得られる反応生成物３３を内部に貯留することが可能である。この反応槽３の上方開口は、必要に応じて図示しない蓋などで閉鎖される。反応槽３の内部には、原料流体や反応生成物３３に浸漬された状態で上述した処理部材２が収容可能となっている。
　前記反応槽３に収容されている流体は反応の進行状況によって変化する。つまり、処理開始時と処理終了時とでは反応槽３に収容されている流体の種類が異なる。具体的に、図１Ａに示すように反応を開始する前は、反応槽３に収容されている流体は第２原料流体３２のみであるが、反応が開始されると処理部材２の内部で反応生成物３３が生成されて逐次反応槽３に貯留されるので、反応槽３に収容されている流体は第２原料流体３２と反応生成物３３との混合物となる。やがて、図１Ｂに示すように原料流体３１，３２の殆どが反応して変化すると、反応槽３に収容されている流体は反応生成物３３のみとなる。この反応槽３に収容される原料流体の変化については、後ほど詳しく説明する。
　図１Ａ及び図１Ｂに示すように、前記複数の処理配管５は、第１配管６、第２配管７及び第３配管８を含む。
　前記第１配管６は、前記原料槽４に接続される入口側端部と、前記反応槽３内の前記処理部材２に接続される出口側端部と、を有し、この第１配管６を通じて前記原料槽３から前記処理部材２に向かって前記第１原料流体３１が供給される。
　前記第１配管６の途中には第１ポンプ５１及び切替弁９が設けられる。第１ポンプ５１は、前記第１原料流体４１を原料槽４から反応槽３に向けて圧送する。前記切替弁９は、前記ポンプ５１の入口の接続先を前記第１原料流体３１を貯留する前記原料槽４と前記第３配管８との間で切り替える。この切替弁９は、図１Ａに示すように原料槽４に第１原料流体３１が残っている場合は、当該第１原料流体３１を貯留する原料槽４を前記ポンプ５１に接続するように流路を切替える。一方、図１Ｂに示すように原料槽４内の第１原料流体３１がすべてなくなったら、後に詳述する前記第３配管８を経由して反応槽３内の流体（反応生成物３３と未反応の第２原料流体３２との混合物）を第１配管６内の第１原料流体３１に合流させながら反応生成物３３をポンプ５１に送るように流路を切り替える。
　前記第２配管７は、前記反応槽３の内部に設けられる入口側端部と、前記処理部材２に連結される出口側端部と、を有し、反応槽３内に予め貯留された第２原料流体３２や反応生成物３３を吸い込んで再び処理部材２の内部に供給することを可能にするように配管されている。この第２配管７の前記入口側端部は、反応槽３の内部における低い位置であって、処理開始時に反応槽３内に予め貯留されていた第２原料流体３２を吸い込むことが可能な位置に取りつけられている。第２配管７の途中には、この第２配管７を通じて前記第２原料流体３２または反応生成物３３を圧送するポンプ５２が配備されている。
　具体的には、この第２配管７は、反応槽３の内部に設けられた前記入口側端部から一旦反応槽３の外部に向かって伸び、反応槽３の外部に設けられた第２ポンプ５２を経由した後、処理部材２の内部に再び戻る経路に沿って配設されている。つまり、図１Ａに示すように反応槽３に貯留された流体が殆ど第２原料流体３２である場合は、この第２原料流体３２が第２配管７内を流通する。しかし、図１Ｂに示すように反応槽３に第２原料流体３２に加えて反応生成物３３も貯留されるようになると、当該第２原料流体３２と反応生成物３３との混合物が第２配管７を流通するようになる。それゆえ、第２配管７は、処理部材２と反応槽３との間で第２原料流体３２を循環させつつ反応を行わせる配管であるということもできる。
　前記第３配管８は、前記原料槽４内の第１原料流体３１の殆どが前記第１配管６を通じて処理部材２に送られて反応した後で、反応槽３内に貯留された未反応の第１原料流体３１を再び処理部材２の内部に供給して反応率を高める為に用いられる。この第３配管８は、入口側端部と、出口側端部と、を有し、出口側端部が前記切替弁９に接続される。第３配管３の入口側端部すなわち吸い込み側の端部は、反応槽３の内部における比較的高い位置に取り付けられ、この位置は、反応がある程度進行して反応槽３内に大量の反応生成物３３が貯留され、反応槽３内の液面が所定の高さより高くなった場合に、はじめて第２原料流体３２や反応生成物３３を吸い込むことが可能となる位置に、設定されている。
　処理部材２は、上述した反応槽３（処理槽）の内部に収容され、原料流体を内部に導き入れて当該内部で原料流体の化学反応を行わせる。具体的に、この処理部材２は、当該処理部材２の内部に形成されて原料流体の流通を許容する複数の微細流路１０を有する。前記第１及び第２原料流体３１，３２は、前記各微細流路１０の内部に供給されて当該内部で混合されることにより反応を起こし、反応生成物３３を生成する。同じく処理部材２の内部には、前記微細流路１０を流通する前記原料流体とは異なる温度をもつ熱媒が流通可能な複数の熱媒流路１１が形成されている。前記微細流路１０及び前記熱媒流路１１は、当該微細流路１０を流れる原料流体と当該熱媒流路１１を流れる熱媒とが前記処理部材２の内部で互いに熱交換可能となるように、互いに隔離されるように形成されている。
　次に、前記処理部材２及びこの処理部材２に形成されている前記複数の微細流路１０及び前記複数の熱媒流路１１の詳細について説明する。
　前記処理部材２は、前記第１配管６を通じて供給される前記第１原料流体３１と、第２配管７を通じて供給される前記第２原料流体３２とを前記微細流路１０内で互いに接触させて反応を生じさせ、これにより得られた反応生成物３３を取り出すことを可能にするものである。
　この処理部材４は、図４に示すように上下方向に沿って長尺な板状の本体１２を有する。この本体１２は、前記第１及び第２原料流体３１，３２及び反応生成物３３に対して耐食性や耐熱性を備えた金属、合成樹脂、またはセラミックスなどで形成されており、板厚方向に比較的大きな厚みを持った厚板形状（角形状）の外観を備えている。前記複数の微細流路１０は、前記本体１２の内部に当該本体１２を上下方向または水平方向に貫通するように形成され、板厚方向に並ぶ複数列に亘って形成されている。前記第１及び第２原料流体３１，３２はそれぞれの微細流路１０の内部で互いに接触して反応する、すなわち処理される、ことが可能である。各微細流路１０としては、例えば、０．１ｍｍ～５．０ｍｍ程度の幅をもったものが、好適である。
　前記複数の熱媒流路１１は、前記処理部材２の内部において板厚方向に隣り合う微細流路１０同士の間に形成され、各微細流路１０を流通する原料流体３１，３２や反応生成物３３の温度を調整するための熱媒の流通を許容する。各熱媒流路１１は、前記各微細流路１０に対応して前記処理部材２の本体１２を上下方向または水平方向に貫通するように複数列に亘って設けられている。つまり、処理部材２の内部では、板厚方向に間隔をおいて前記微細流路１０と前記熱媒流路１１とが当該板厚方向に交互に並ぶように配列されている。
　具体的に、前記複数の微細流路１０のそれぞれは、処理部材２の本体１２を上下に貫通する反応流路１３と、本体１２内において水平方向に延びる合流流路１４と、を含む。
　図４に示すように、前記各反応流路１３は、前記第１配管６を通じて供給された第１原料流体３１を当該反応流路１３に沿って案内しつつ当該反応流路１３内で反応させることにより、反応生成物３３を生成させる。この反応流路１３は、前記のように本体１２の内部を上下方向に貫通するので、本体１２の底面に開口した第１取入口１５を有する。この第１取入口１５には上述した第１配管６が接続され、原料槽４から取り入れられた（吸い込まれた）第１原料流体３１を前記本体１２の内部を通って上方に向かって案内する。また、反応流路１３は、本体１２の上面において開口する取出口１６を有し、この取出口１６を通じて反応済みの反応生成物３３が取り出される。このように取出口１６から取り出された反応生成物３３は反応槽３に送り出されて貯留される。
　前記各合流流路１４は、前記第２配管７を通じて供給される第２原料流体３２を、反応流路１３を流れる第１原料流体３１に合流させる。各合流流路１４は、反応流路１３とは直交する方向、つまり水平方向に沿って処理部材２の本体１２内で延びる。各合流流路１４の外側端は、処理部材２の本体１２の側面に開口する第２取入口１７を構成する。つまり、各合流流路１４は当該第２取入口１７から本体１２内で水平方向に延びるように形成されている。前記各第２取入口１７には、上述した第２配管７が接続され、この第２配管７を経由して送られる第２原料流体３２は前記各合流流路１４内に供給されることが可能である。各合流流路１４の内側端は、これに対応する前記反応流路１３の上下方向の途中の部位とつながる合流口１８を構成し、合流流路１４を流れる第２原料流体３２が前記合流口１８から前記反応流路１３内を流れる流体に合流することを許容する。
　前記熱媒流路１１は、上述した反応流路１３及び合流流路１４をそれぞれ含む微細流路１０（を流れる原料流体の温度を調整するための熱媒の流通を許容するものであり、処理部材２の本体１２の内部において前記各微細流路１０から板厚方向に沿って所定の距離だけ離れた位置にそれぞれ形成されている。各熱媒流路１１は、前記各微細流路１０に対して平行となるように、つまり当該微細流路１０と交わらないように、配列されている。
　つまり、前記各微細流路１０とこれに対応する前記各熱媒流路１１は板厚方向に薄い隔壁を介して互いに隣接するように配備されている。従って、各熱媒流路１１を流通する熱媒であって前記各微細流路１０を流れる原料流体の温度と異なる温度をもつ熱媒は、当該微細流路１０を流れる原料流体との間で熱交換を行うことが可能である。それゆえ、この微細流路１０に隣接した熱媒流路１１を流れる熱媒の温度を調整することで、微細流路１０を流れる流体の温度を精度良く調整することが可能となる。
　上述した複数の微細流路１０及び複数の熱媒流路１１を処理部材２の内部に形成するために、例えば次のような方法を採用することができる。
　まず、図４に示すように、水平方向の寸法である幅に比べて上下方向の寸法である高さの方が大きい長方形の複数の単板部材２０及び複数の隔離板２１が用意される。そして、板厚方向に沿って、ある単板部材２０の隣に隔離板２１が配備され、この隔離板２１の隣に別の単板部材２０が配備されるといったように、単板部材２０と隔離板２１とが交互に積層される。これにより、処理部材２の内部に上述した複数の微細流路１０及び複数の熱媒流路１１が形成される。
　前記各単板部材２０は、前記各隔離板２１と同じ高さ及び幅をもつ板状の部材であるが、隔離板２１の厚みよりも大きな厚みを有する。前記複数の単板部材２０は、上述した微細流路１０を形成する為の複数の第１単板部材２２と、前記熱媒流路１１を形成する為の複数の第２単板部材２３と、を含む。これらの第１単板部材２２及び第２単板部材２３は前記隔離板２１をそれぞれ介して板厚方向に交互に並ぶように配備されている。
　第１単板部材２２は、おもて面（表面）及び裏面を有し、そのうちのおもて面に、前記各反応流路１３を形成するための複数の第１溝２４が形成されている。各第１溝２４は、上下方向に並び、互いに水平方向に所定の間隔をあけて並んでいる。各第１溝２４は、前記おもて面において例えば半円状の断面を有するように窪んでおり、前記第１原料流体４１を上下方向に沿って案内するように形成されている。
　前記各第１単板部材２２の裏面には、前記各合流流路１４を形成するための複数の第２溝２５が形成されている。各第２溝２５は、前記各第１溝２４と直交するように水平方向に延び、互いに上下方向に所定の距離をおいて並ぶように形成されている。各第２溝２５も、所定の断面を有するように前記裏面において凹状に窪んでおり、この窪んだ部分に沿って前記第２原料流体３２を水平方向に沿って案内できるように形成されている。
　前記複数の第２溝２５のうち上側に位置するものは下側に位置するものより長い。従って、上側に位置する第２溝２５は下側に位置する第２溝２５に比べて第２取入口１７からより離れた位置にある反応流路１３を流れる第１原料流体３１に第２原料流体３２を合流させることが可能である。
　前記第１単板部材２２の内部には、前記おもて面上の各第１溝２４と、前記裏面上の各第２溝２５とをそれぞれ結ぶ複数の貫通孔２６が形成されている。各貫通孔２６は、おもて面上の各第１溝２４と裏面上の各第２溝２５とが互いに交差する位置において板厚方向に沿って形成されている。このように、各貫通孔２６は、各第２溝２５を流れる第２原料流体４２が各第１溝２４を流れる第１原料流体４１に当該貫通孔２６を通じて合流することを許容する。つまり、前記各第１溝２４における前記各貫通孔２６の開口が、上述した「反応流路１３に対する合流流路１４の合流口１８」に対応する。
　一方、前記第２単板部材２３は、前記第１単板部材２２と同じくおもて面（表面）及び裏面を有し、その両面に、前記熱媒流路１１を形成するための複数の第３溝２７が形成されている。各第３溝２７は、上下方向または水平方向に沿って延びている。この第３溝２７の形成方向は、表裏いずれも上下方向に沿って形成されていても良いし、左右方向に沿って形成されていても良い。なお、図４に示される例では、第２単板部材２３のおもて面に形成された第３溝２７が上下方向に沿って延び、第２単板部材２３の裏面に形成された第３溝２７が水平方向に沿って形成されている。しかし、表裏裏面に形成された第３溝２７のすべてが上下方向に延びていてもよいし、表裏裏面に形成された第３溝２７のすべてが水平方向に延びていてもよい。あるいは斜め方向に延びていてもよい。前記各第３溝２７は、前記各第１溝２４や前記各第２溝２５と同様に、所定形状の断面、例えば半円状の断面を有するように窪んでおり、熱媒を上下方向または水平方向に沿って案内できるように形成されている。
　前記各隔離板２１は、おもて面及び裏面を有するがこれらの面に溝が形成されていない平板であり、第１単板部材２２と第２単板部材２３との間に積層されることで、第１～第３溝２４，２５，２７を板厚方向に閉鎖して上述した反応流路１３、合流流路１４及び熱媒流路１１を形成する。具体的に、前記隔離板２１は、前記第１単板部材２２のおもて面に積層されることにより、前記第１溝２４を板厚方向に閉鎖して当該第１溝２４を反応流路１３として利用することを可能にする。また、隔離板２１は、第１単板部材２２の裏面に積層されることにより、前記第２溝２５を板厚方向に閉鎖して当該第２溝２５を合流流路１４として利用することを可能にする。さらに、隔離板２１は、前記第２単板部材２３のおもて面及び裏面にそれぞれ積層されることにより、前記第３溝２７を板厚方向に閉鎖して当該第３溝２７を熱媒流路１１として利用することを可能にする。
　それゆえ、板厚方向に沿って、第１単板部材２２、隔離板２１、第２単板部材２３、前記隔離板２１とは別の隔離板２１、前記第１単板部材２２とは別の第１単板部材２２といった順序で当該第１単板部材２２、第２単板部材２３及び隔離板２１が積層されることにより、互いに隣り合う板部材同士の貼合わせ部分にそれぞれ複数の反応流路１３、複数の合流流路１４及び複数の熱媒流路１１が形成された前記処理部材２を容易に形成することが可能となる。
　次に、上述した処理装置である反応装置１を用いて反応操作を行う方法、言い換えれば本発明に係る処理方法の一例である反応方法について説明する。以下の説明は、前記反応装置１の反応槽３の下部に第２原料流体３２が貯留され、原液槽４に第１原料流体３１が貯留され、前記第１原料流体３１と前記第２原料流体３２との反応により反応生成物３３が生成されて取り出される場合について行われる。
　図１Ａに示すように、まず、原液槽４の内部に貯留された第１原料流体３１を第１ポンプ５１が第１配管６内に吸い込んで、この第１配管６を通じて、反応槽３の内部に収容された処理部材２に圧送する。この第１配管６の入口側端部は前記第１原料流体３１が貯留された原料槽４に接続され、出口側端部は前記処理部材２の内部に形成された各微細流路１０、正確には各反応流路１３の第１取入口１５に接続されているので、前記第１ポンプ５１及び第１配管６を用いれば、当該第１配管６に取り入れられた原料槽４の第１原料流体３１を前記各反応流路１３に供給することが可能となる。
　一方、反応槽３の内部に予め貯留されている第２原料流体３２を第２ポンプ５２が吸い出して第２配管７を通じて反応槽３に収容されている処理部材２に圧送する。前記第２配管７の入口側端部は前記第２原料流体３２が貯留された前記反応槽３の下部に位置しており、当該第２配管７の出口側端部は前記処理部材２の内部に形成された各微細流路１０、正確には各合流流路１４の第２取入口１７に接続されているので、前記第２ポンプ５２及び前記第２配管７を用いれば、前記反応槽３から前記第２配管７に取り入れられた第２原料流体３２を前記各合流流路１４に供給することが可能となる。
　このようにして各反応流路１３に供給された第１原料流体３１及び各合流流路１４に供給された第２原料流体３２は、各合流口１８よりも上側（下流側）に位置する反応流路１３内で混合されて反応し、その反応により反応生成物３３が生成される。
　一方、前記処理部材２の内部には、前記各微細流路１０に対して板厚方向に距離をあけて隔離された位置に前記各熱媒流路１１が形成されているので、これらの熱媒流路１１に所定の反応温度に温度調整された熱媒を供給して流通させることで、前記各微細流路１０を流れる原料流体３１，３２の温度を所定の反応温度に調整することができる。
　具体的に、前記各熱媒流路１１は、前記各微細流路１０の反応流路１３から前記各隔離板２１の厚み分だけ隔離した位置に形成されているので、各熱媒流路１１を流通する熱媒から供給される熱を用いて、各反応流路１３を流れる第１原料流体３１を所定の反応温度に加熱したり冷却したりすることが可能である。
　また、反応流路１３とは反対側に向かって、微細流路１０の合流流路１４から隔離板２１の厚み分だけ隔離した位置にも熱媒流路１１が形成されているので、この熱媒流路１１を流通する熱媒から供給される熱を用いて、合流流路１４を流れる第２原料流体３２を所定の反応温度に加熱したり冷却したりすることが可能である。
　それゆえ、前記各熱媒流路１１に熱媒を供給すれば、当該熱媒から当該熱媒流路１１にそれぞれ隣接する微細流路１０内の第１及び第２原料流体３１，３２に熱が伝達され、これにより、当該第１及び第２原料流体３２の温度を予め定められた反応温度に正確に保持しつつ当該第１及び第２原料流体３１，３２同士の間で確実に反応を行わせることが可能となる。
　このようにして反応流路１３の内部での反応により生成した反応生成物３３は、各微細流路１０の上端より構成される取出口１６を通じて処理部材２の外部に取り出されて反応槽３に貯留される。それゆえ、図１Ｂに示すように反応が進めば、原料槽４内にあった第１原料流体３１がすべて反応槽３に移動して各微細流路１０の内部での反応に用いられ、これにより、反応済みの原料流体が反応槽３に貯留されることになる。
　なお、微細流路１０内での１回の流通のみでは前記反応が完遂しない場合、言い換えれば当該１回の流通後に反応槽３に未反応の原料流体が残っている場合は、反応槽３に貯留された反応生成物３３と未反応の第１及び第２原料流体３１，３２とを第２配管７や第３配管８を通じて再び処理部材２の内部に供給することにより、当該第１及び第２原料流体３１，３２の反応率を高めることも可能である。
　上述した反応装置１を用いれば、原料槽４内の第１原料流体３１と、反応槽３の第２原料流体３２とが、各微細流路１０に細かく分配された上で当該微細流路１０内で反応させられるため、攪拌翼などを用いて攪拌を行わなくても第１及び第２原料流体３１，３２同士を各微細流路１０の内部で確実に混合して反応させることが可能となる。それゆえ、攪拌翼を用いる場合のように、原料流体同士の細分化といった不具合を伴わない。
　また、処理部材２の内部には、各微細流路１０を流れる原料流体を加熱又は冷却可能な熱媒を流通させる熱媒流路１１が当該微細流路１０に隣接する位置に形成されており、微細流路１０と熱媒流路１１は非常に大きな熱交換面積を確保しつつ原料流体３１，３２と熱媒とを熱交換させることが可能となっている。また、全ての微細流路１０及び熱媒流路１１は処理部材２の内部に設けられていて外部の温度の影響を受けにくい。それゆえ、前記熱媒流路１１における前記熱媒の流通は、前記各微細流路１０を流れる原料流体の温度を選択的に且つ短時間で精度良く目標の反応温度に調整することを可能にする。また、反応槽４の温度の調整に多大な時間を要しない。
　例えば、図５Ｂに示す処理装置のように、反応槽１０３及びこれに収容する金属製のコイル状の配管１１１を備えていて当該配管１１１中への熱媒の供給により温度調整が行われるものでは、例えば図５Ｂに示される攪拌翼１１４を用いて攪拌を行っても反応槽１０３の内部に大きな温度勾配（図５Ｂでは槽壁と槽中央との間の温度差ｄＴ１として示される）が残る。つまり、図５Ｂに示される例では、温調用の配管１１１が設けられた反応槽１０３の内壁面の近傍の温度は高いが、逆に配管１１１から離れた反応槽１０３の中央側の温度は、外気温の影響を大きく受けて低いために、槽内での温度差が非常に大きく、均一な温度条件で反応などの処理を進めることが困難になる。
　しかしながら、図５Ａに示すように、前記の処理部材２を用いた温調では、反応槽３の内部の温度勾配（図５Ａにおいて槽壁と槽中央との間の温度差ｄＴ２として示されるもの）が小さく、外気温の影響を受けにくい状態で反応が行われるので、原料流体の温度をほぼ均一に保ちながら反応などの処理を行うことが可能となる。
　以上のことから、第１実施形態の反応装置１を用いれば、処理槽である反応槽３が大きい熱容量を有する場合であっても、処理温度を厳密且つ高精度に制御しながら、短時間で抽出、分離、反応といった化学的な操作を行うことができる。
　次に、図２Ａ及び図２Ｂを用いて、第２実施形態の反応装置１を説明する。
　図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第２実施形態の反応装置１では、第１実施形態と同様に反応槽３を備えるが、原料流体３２は予め反応槽３に貯留されるのではなく、第１原料流体３１と同様に原料槽に貯留される。具体的に、この第２実施形態の反応装置１は、第１原料流体３１を貯留する第１原料槽４１に加えて、第２原料流体３２を貯留する第２原料槽４２を備える。これらの第１原料槽４１及び第２原料槽４２は、いずれも、反応槽３の外部に当該反応槽３とは別の槽として設けられており、第１及び第２原料槽４１，４２のそれぞれから個別に第１原料流体３１及び第２原料流体３２が前記反応槽３に収容された処理部材２に供給される。
　また、第２実施形態の反応装置１では、前記第１実施形態の反応装置１と同様に第１配管６及び第２配管７２を備えるが、このうち第２配管７２は第１実施形態に係る第２配管７と異なり前記第２原料槽４２と処理部材２における合流流路１４の第２取入口１７（図４参照）との間に配備されている。この第２配管７２の途中には、第１配管６における第１ポンプ５１及び切替弁９と同様に第２ポンプ５２及び切替弁９２が設けられ、当該第２配管７における切替弁９２と前記反応槽３との間に前記第３配管８と同様の第４配管８２が設けられている。前記第２ポンプ５２は、前記第２原料槽３１に貯留された第２原料流体３２を前記第２配管７２を通じて前記合流流路１４の第２取入口１７に給送し、前記第４配管８２は、反応槽３内の原料流体が前記団配管７Ｂを流れる第２原料流体３２に合流するのを可能にする。
　この第２実施形態の反応装置１では、図２Ａに示すように、反応開始時には反応槽３に反応生成物３３や原料流体３１，３２は全く貯留されない。その後、第１及び第２ポンプ５１，５２が駆動されることにより、当該第１ポンプ５１が第１原料流体３１を第１配管６を通じて処理部材２（詳しくは図４に示される反応流路１３の第１取入口１５）に圧送すると共に、第２ポンプ５２が第２原料流体３２を第２配管７Ｂを通じて処理部材２（詳しくは図４に示される合流流路１４の第２取入口１７）に圧送する。そうすると、前記第１取入口１５から前記反応流路１３内に流される第１原料流体３１と前記第２取入口１７から前記合流流路１４内に流される第２原料流体３２とが図４に示される合流口１８より上側に位置する反応流路１３の内部で混合されて反応し、この反応により生成された反応生成物３３が取出口１６を通じて反応槽３に取り出され、貯留される。
　前記の操作の続行により、図２Ｂに示すように、第１原料槽４１中に貯留されていた第１原料流体３１及び第２原料槽４２に貯留されていた第２原料流体３２がともになくなる一方、前記第１原料流体３１と前記第２原料流体３２とが反応することで得られた反応生成物３３が反応槽３を満たす。
　このとき、第１及び第２原料流体３１，３２の反応が完全に終了していない場合、言い換えれば反応槽３の内部に第１原料流体３１及び第２原料流体３２の少なくとも一方が未反応状態で残っている場合には、第１実施形態と同様、第１及び第２原料流体３１，３２の反応を完遂させるために反応槽３の原料流体が第１配管６、第２配管７，７Ｂ及び第３配管８，８Ｂを通じて再び処理部材２に帰還させられ、処理部材２の内部でのさらに反応に供される。
　上述した第２実施形態の反応装置１は、例えば、第１原料流体３１または第２原料流体３２の全量を所定の反応温度で最初に反応させ、その全量反応後に当該原料流体を循環させつつ反応を完遂するのが望ましいような原料流体の反応に好適である。また、第２原料流体３２が揮発しやすい液体である場合、第１実施形態の反応装置では当該第２原料流体３２が反応槽３中で揮発してガス化するために当該原料流体３２を処理部材２中に供給しにくくなるおそれがあるが、このような場合にも、第２実施形態の反応装置は好適に用いることができる。
　次に、図３を用いて、第３実施形態の反応装置１を説明する。 
　図３に示すように、第３実施形態の反応装置１は、処理部材２及び反応槽３を備え、その内部に、互いに比重が異なると共に互いに相溶しない第１及び第２原料流体３１，３２が上層及び下層にそれぞれ分かれて貯留される。前記処理部材２は第１実施形態と同様に複数の微細流路１０を有し、各微細流路１０は、反応槽３の上部から取り入れられた上層の第１原料流体３１を流通させつつ反応させる反応流路１３と、反応槽３の下部から取り入れられた下層の第２原料流体３２を、反応流路１３の途中の合流口１８を通じて当該反応流路１３内の前記第１原料流体３１に合流させる合流流路１４と、を含む（図４参照）。
　このような処理部材２を用いて反応を行えば、前記各反応流路１３のうち前記合流口１８よりも上側の部分の内部で、上層の第１原料流体３１と下層の第２原料流体３２とが２相流状態で接触し合って反応し、反応により生成した反応生成物３３を当該反応生成物３３が前記第１原料流体３１または前記第２原料流体３２のいずれかに溶解した状態で取り出すことができる。
　この第３実施形態の反応装置１は、前記第１及び第２原料流体３１，３２が例えば水と油のように互いに相溶しない場合であって、反応生成物３３を例えば水溶させた状態で取り出したい場合などに、有効に用いることができる。
　以上の各実施形態で例示されるように、本発明の処理装置（前記各実施形態では反応装置１）及び処理方法（前記各実施形態では反応方法）によれば、処理槽（前記各実施形態では反応槽３）の熱容量が大きい場合であっても、処理温度（前記各実施形態では反応温度）を厳密且つ高精度に制御しながら抽出、分離、反応といった化学的な操作を確実に行うことができるようになる。
　なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
　例えば、上述した第１実施形態～第３実施形態の処理部材２は複数の微細流路１０を含むが、本発明に係る処理部材は単一の微細流路及びこれに対応する単一の熱媒流路を有するもの、すなわち単流路部材であっても良い。
　以上のように、本発明によれば、原料流体の処理温度を良好に制御しながら当該原料流体の処理を行うことができる処理装置及び処理方法が提供される。
　本発明は、原料流体処理温度を制御しつつ当該原料流体を処理するための処理装置を提供する。この処理装置は、前記原料流体を導き入れて内部で処理を行う処理部材と、この処理部材を収容すると共に当該処理部材内で処理した処理生成物を貯留する処理槽と、を具備する。前記処理部材は、当該処理部材の内部に設けられた少なくとも一つの微細流路であってその内部を前記原料流体が流通するものと、当該処理部材の内部に設けられた少なくとも一つの熱媒流路であってその内部を前記微細流路を流通する前記原料流体とは異なる温度をもつ熱媒が流通するものと、を有する。前記少なくとも一つの微細流路及び前記少なくとも一つの熱媒流路は、当該微細流路を流れる前記原料流体と当該熱媒流路を流れる前記熱媒との熱交換を可能にするように互いに隔離されている。
　また本発明は、原料流体の処理温度を制御しつつ当該原料流体を処理するための処理方法を提供する。この処理方法は、互いに隔離された微細流路及び熱媒流路を有する処理部材であって当該微細流路内に前記原料流体を導き入れて内部で処理を行う処理部材と、この処理部材を収容すると共に処理部材内で処理した処理生成物を貯留する処理槽と、を備える処理装置を用意することと、前記処理部材の前記微細流路内に前記原料流体を流通させるとともに当該微細流路内を流通する前記原料流体とは異なる温度をもつ熱媒を前記熱媒流路内に流通させて当該原料流体と当該熱媒とを前記処理部材の内部で熱交換させることにより前記微細流路内の原料流体の処理温度を調整することと、を含む。
　これらの処理装置及び処理方法によれば、処理槽の熱容量が大きい場合であっても、処理温度を良好に制御しながら当該原料流体の処理を行うことができる。
　好ましくは、前記処理部材において、前記少なくとも一つの微細流路は複数の微細流路を含み、前記少なくとも一つの熱媒流路は複数の熱媒流路を含むのがよい。この処理部材は、前記複数の微細流路に前記原料流体を流通させることで当該原料流体をより効率よく処理し、かつ、前記複数の熱媒流路に前記熱媒を流通させることにより前記原料流体の処理温度をより精度よく制御することができる。
　好ましくは、前記処理部材の前記少なくとも一つの微細流路は、前記原料流体と前記熱媒流路を流通する前記熱媒との間で熱交換を行わせることで、前記原料流体の温度を調整しつつ前記原料流体の反応を行わせる反応流路を含むのがよい。
　前記少なくとも一つの微細流路には、前記原料流体として複数種の原料流体が流通してもよい。
　この場合、前記反応槽は、前記複数種の原料流体として互いに密度が異なると共に互いに相溶しない第１の原料流体及び第２の原料流体をこれら第１及び第２の原料流体が上層及び下層にそれぞれ分かれた状態で貯留し、前記処理部材の前記少なくとも一つの微細流路は、前記反応槽の下部から取り入れられた下層の前記第２原料流体を流通させつつ反応させる反応流路と、前記反応槽の上部から取り入れられた上層の第１原料流体を、前記反応流路の途中で前記第２原料流体に合流させる合流流路と、を含むものが、好適である。

Claims (8)

  1. 　原料流体の処理温度を制御しつつ当該原料流体を処理する処理装置であって、
    　前記原料流体を導き入れて内部で処理を行う処理部材と、
    　この処理部材を収容すると共に当該処理部材内で処理した処理生成物を貯留する処理槽と、を具備し、
    　前記処理部材は、当該処理部材の内部に設けられた少なくとも一つの微細流路であってその内部を前記原料流体が流通するものと、当該処理部材の内部に設けられた少なくとも一つの熱媒流路であってその内部を前記少なくとも一つの微細流路を流通する前記原料流体とは異なる温度をもつ熱媒が流通するものと、を有し、前記少なくとも一つの微細流路及び前記少なくとも一つの熱媒流路は、当該微細流路を流れる前記原料流体と当該熱媒流路を流れる前記熱媒との熱交換を可能にするように互いに隔離されている、処理装置。
  2. 　前記処理部材において、前記少なくとも一つの微細流路は複数の微細流路を含み、前記少なくとも一つの熱媒流路は複数の熱媒流路を含む、請求項１に記載の処理装置。
  3. 　前記処理部材の前記少なくとも一つの微細流路は、前記原料流体と前記熱媒流路を流通する前記熱媒との間で熱交換を行わせることで、前記原料流体の温度を調整しつつ前記原料流体の反応を行わせる反応流路を含む、請求項１に記載の処理装置。
  4. 　前記少なくとも一つの微細流路には、前記原料流体として複数種の原料流体が流通する、請求項１に記載の処理装置。
  5. 　前記処理部材において、前記少なくとも一つの微細流路は複数の微細流路を含み、前記少なくとも一つの熱媒流路は複数の熱媒流路を含み、
    　前記少なくとも一つの微細流路には前記原料流体として複数種の原料流体が流通する、請求項１に記載の処理装置。
  6. 　前記処理部材の少なくとも一つの微細流路は、前記原料流体と前記熱媒流路を流通する熱媒との間で熱交換を行わせることで、前記原料流体の温度を調整しつつ前記原料流体の反応を行わせる反応流路を含み、
    前記少なくとも一つの微細流路には前記原料流体として複数種の原料流体が流通する、請求項１に記載の処理装置。
  7. 　前記反応槽は、前記複数種の原料流体として、互いに異なる比重を有すと共に互いに相溶しない第１原料流体及び第２原料流体が上層及び下層にそれぞれ分かれた状態で当該第１原料流体及び当該第２原料流体を貯留し、
    　前記処理部材の前記少なくとも一つの微細流路は、前記反応槽の下部から取り入れられた下層の前記第２原料流体を流通させつつ反応させる反応流路と、前記反応槽の上層の前記第１原料流体を前記反応流路の途中で当該反応流路内の前記第２原料流体に合流させる合流流路と、を含む、請求項４～６のいずれかに記載の処理装置。
  8. 　原料流体の処理温度を制御しつつ当該原料流体を処理する処理方法であって、
    　互いに隔離された微細流路及び熱媒流路を有する処理部材であって当該微細流路内に前記原料流体を導き入れて内部で処理を行う処理部材と、この処理部材を収容すると共に当該処理部材内で処理した処理生成物を貯留する処理槽と、を具備した処理装置を用意することと、
    　前記処理部材の前記微細流路内に前記原料流体を流通させるとともに、この微細流路を流通する前記原料流体とは異なる温度をもつ熱媒を前記熱媒流路内に流通させて当該原料流体と当該熱媒とを前記処理部材の内部で熱交換させることにより前記微細流路内の原料流体の処理温度を調整することと、を含む、処理方法。 
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