解説
コンパクトフローとは、微小流路を利用する連続合成プロセスであり、瞬間混合、高速熱交換、精密な反応時間制御、界面制御などの特徴があります。
近年、高効率、高品質かつ安全な製造手法として期待されています。また装置全体がコンパクトになることから、コンテナプラントとしてオンサイト製造による効率化も図られています。
バッチ運転と連続運転の違い。
JNCではマイクロフローリアクター技術のメリットを生かしつつ、デメリットである流路閉塞への対策などの各種ノウハウを蓄積してきました。本技術は、バッチプロセスに比べて設備サイズがコンパクトになる一方、連続運転により製造能力は高くなります。
バッチ運転と連続運転の比較表
| バッチ運転 | 連続運転 | |
|---|---|---|
| 混合 | 十分な混合時間が必要 | 高速混合 |
| 熱交換 | 安全サイドでの運転 | 熱管理が容易 |
| 反応精度 | 温度ムラ・混合ムラが発生 | ミリ秒単位で滞留時間調整可能 |
| 安全 | 暴露リスク・火災リスクあり | 暴露リスク・火災リスク極小化 |
- 高速熱交換
極小単位であるため、熱管理が容易です。また制御温度帯を狭くできるので、副産物の副生抑制が可能です。 - 精密な反応時間制御
ミリ秒単位での滞留時間調整が可能となっています。逐次反応の副反応の抑制や超臨界反応の利用が可能です。 - 安全な製造手法
化学物質の暴露リスクや環境汚染の低減が可能となります。微小反応容積による、火災・爆発のリスクの大幅低減を期待することができます。
コンパクトフロー使用機器
事例紹介
| 効果 | |
|---|---|
| 低温リチオ化反応 | ・熱交換 反応温度の緩和（⇨設備投資、運転コスト低減） ・時間制御 反応選択率の向上（⇨精製工程の削減） ・リスク低減 暴走反応の制御 |
| 瞬時混合反応 | ・混合 反応選択率の向上（⇨比例費削減） ・時間制御 滴下工程の大幅短縮（⇔バッチでは実施不可能なプロセス） |
| 水添反応（固定床型） | ・混合 反応圧力の低減（⇨設備投資低減、高圧ガス保安法の適用外） ・熱交換 好活性触媒の採用 ・時間制御 逐次反応の制御など |
| 酸化反応（ex.エポキシ） | ・混合 二層系の混合促進 ・リスク低減 系内O2量の制御など |
| 重合反応 | ・混合 分子量分布のシャープ化 ・熱交換 滴下重合⇨瞬時混合重合が可能 |
| 微粒子製造乳化造粒 | ・混合 粒径分布のシャープ化 |
| 液 - 液 抽出 | ・混合 抽出工程の工数削減、設備コンパクト化 |