CONDITION SEARCHING MICROREACTOR SYSTEM AND PROCESS CONDITION OPTIMIZATION METHOD

• Main Authors: CHIBA Takehiro, ASANO Yukako, TAGAMI Masashi
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 22.08.2024
• Subjects: APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; BEER; BIOCHEMISTRY; CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOIDCHEMISTRY; CHEMISTRY; COMPOSITIONS BASED THEREON; ENZYMOLOGY; HUMAN NECESSITIES; HYGIENE; INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIRCHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES; MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONSONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS; MEASURING; MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; METALLURGY; MICROBIOLOGY; MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICALDEVICES; MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL; PHYSICS; PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL, OR TOILET PURPOSES; SPIRITS; TESTING; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; THEIR RELEVANT APPARATUS; TRANSPORTING; VINEGAR; WINE

Provided is a condition searching microreactor system which is advantageous in terms of cost and reliability, and which can predict values with untested factors and unmeasurable factors while minimizing the number of tests required for optimization of process conditions of a reaction or the like. The condition searching microreactor system is characterized by comprising: a microreactor which has two inlets through which fluids are introduced and a flow path in which the fluids join together, and which mixes, in the flow path, a first raw material introduced from one of the two inlets with a second raw material introduced from the other of the two inlets; a first raw material container in which the first raw material is prepared; a second raw material container in which the second raw material is prepared; a product collection container that collects a product obtained by mixing the first raw material and the second raw material in the microreactor; a first liquid feed pump that feeds the first raw material in the first raw material container to the one inlet; a second liquid feed pump that feeds the second raw material in the second raw material container to the other inlet; a control unit that operates the first liquid feed pump and the second liquid feed pump; an analysis unit that analyzes the product; and an operation/analysis unit that inputs and outputs signals to the control unit and the analysis unit, and conducts an analysis of optimization of process conditions. The condition searching microreactor system is also characterized in constructing a process model for a process in which the product is produced from the first raw material and the second raw material, calculating the process rate constant in the process model, and determining next test conditions on the basis of time-series data calculated from the process rate constant. L'invention concerne un système de microréacteur de recherche de condition qui est avantageux en termes de coût et de fiabilité, et qui peut prédire des valeurs avec des facteurs non testés et des facteurs non mesurables tout en réduisant à un minimum le nombre de tests requis pour l'optimisation des conditions de processus d'une réaction ou similaire. Le système de microréacteur de recherche de condition est caractérisé en ce qu'il comprend : un microréacteur qui comprend deux entrées à travers lesquelles des fluides sont introduits et une voie d'écoulement dans laquelle les fluides se rejoignent, et qui mélange, dans la voie d'écoulement, une première matière première introduite à partir de l'une des deux entrées avec une seconde matière première introduite à partir de l'autre des deux entrées ; un premier récipient de matière première dans lequel la première matière première est préparée ; un second récipient de matière première dans lequel la seconde matière première est préparée ; un récipient de collecte de produit qui collecte un produit obtenu par mélange de la première matière première et de la seconde matière première dans le microréacteur ; une première pompe d'alimentation en liquide qui achemine la première matière première dans le premier récipient de matière première vers l'entrée ; une seconde pompe d'alimentation en liquide qui alimente la seconde matière première dans le second récipient de matière première vers l'autre entrée ; une unité de commande qui actionne la première pompe d'alimentation en liquide et la seconde pompe d'alimentation en liquide ; une unité d'analyse qui analyse le produit ; et une unité d'exploitation/analyse qui entre et délivre en sortie des signaux à l'unité de commande et à l'unité d'analyse, et effectue une analyse d'optimisation des conditions de traitement. Le système de microréacteur de recherche de condition est également caractérisé par la construction d'un modèle de processus pour un processus dans lequel le produit est fabriqué à partir de la première matière première et de la seconde matière première, par le calcul de la constante de vitesse de processus dans le modèle de processus, et par la détermination de conditions de test suivantes sur la base de données chronologiques calculées à partir de la constante de vitesse de processus. 反応等のプロセス条件の最適化に必要な実験数をできるだけ減らしつつ、実験をしていない因子や測定できない因子での値を予測することが可能な、コスト面及び信頼性に優れた条件探索用マイクロリアクタシステムを提供する。流体が導入される２つの入口と前記流体を合流させる流路を有し、前記２つの入口の一方から導入される第１原料と前記２つの入口の他方から導入される第２原料とを前記流路で混合するマイクロリアクタと、前記第１原料が用意された第１原料容器と、前記第２原料が用意された第２原料容器と、前記第１原料と前記第２原料を前記マイクロリアクタで混合して得られた生成物を回収する生成物回収容器と、前記第１原料容器内の前記第１原料を前記一方の入口に送る第１送液ポンプと、前記第２原料容器内の前記第２原料を前記他方の入口に送る第２送液ポンプと、前記第１送液ポンプおよび前記第２送液ポンプを動作する制御部と、前記生成物を分析する分析部と、前記制御部および前記分析部への信号を入出力するとともに、プロセス条件の最適化の解析を行う操作・解析部と、を備え、前記第１原料と前記第２原料から前記生成物が生成するプロセスに対するプロセスモデルを構築し、前記プロセスモデルにおけるプロセス速度定数を算出し、前記プロセス速度定数から算出された時系列データに基づいて、次の実験条件を決定することを特徴とする。