化学工学会関西支部第3回技術シーズフォーラム 2014.10.22 大阪科学技術センター－医薬・ファインケミカルのためのプロセス技術（プロセス、晶析、粉体）－「各種マイクロ化学デバイスを用いた微粒子の製造」京都大学大学院工学研究科化学工学専攻前一廣、牧泰輔、長谷川功研究室で開発したマイクロデバイスの例特徴マイクロミキサー流体の分割・混合を繰り返す。（ＹＭ－１、ＹＭ－２）流体のせん断を利用（ＫＭーｍｉｘｅｒ）高温高圧対応応用例エマルション作製、反応原料の迅速混合、エマルション抽出ポリマー微粒子作製ナノ粒子作製ガラス製マイクロチャネル熱交換可能。多様な流路形状に取り替え可能液相反応層流抽出ナノ粒子作製アセンブル型マイクロリアクター触媒交換容易、微細加工の必要なしメタノール分解、改質による水素製造２重管型マイクロリアクター２流体の接触界面を反応場として利用、微細加工の必要なし微粒子作製・比較的大規模な連続生産を念頭に各種マイクロデバイスを開発。・マイクロミキサーについては多くの化学反応にも利用実績がある。・流体力学的手法・反応工学的手法を用いてマイクロデバイスの設計。 1/3 研究方法、主要な成果例１：マイクロミキサー（迅速混合）の多段操作による金ナノ粒子の粒径制御例２：二重管マイクロリアクター（精緻混合）によるZiO2ナノ粒子の作製内管流体 Syringe pump 内管流体同心軸の二重管構造 A A B HOT HOT(60℃) 環状部流体 A HOT HOT(60℃) ・・・ Micromixer 衝突混合場 Micromixer 流体 A 環状部流体によって壁面へ粒子を付着させることなく連続的に微粒子を製造可能環状部流体 0.5～10cm Micromixer 7～20cm 507µm 特徴 1587µm 界面 2500µm 混合生成物 KMミキサー流体 B 入口プレート混合プレート corning power stirrer hot top Fig.リアクター内での微粒子生成のイメージ出口プレート粒子成長 Zirconia single-nanoparticles 核生成 2/3 結論 1)粒子のサイズ、粒子生成速度に応じて、種々のマイクロリアクターを開発に成功 2)多段操作により核生成過程と粒子成長過程を分離して制御可能 3)二重管型リアクターによる閉塞の防止かつ金属アルコキシドの加水分解など非常に迅速な反応も制御可能多様な種類の粒子、サイズの粒子作製に対応可能今後の展開、応用への展開・有機結晶多型の制御も検討中・マイクロリアクターの高速混合特性、高比表面積（迅速加熱・クエンチ）、微小滞留時間制御、安全性は粒子作製のみならず様々な反応系に有用京都大学マイクロ化学生産研究コンソーシアム（MCPSC-KU）マイクロリアクターを利用した次世代化学プラント・製造法の実用化・事業化・市場化を促進するため，マイクロリアクターを軸にした研究開発及び技術の普及活動を産学連携で推進しています。（Webサイト http://www.cheme.kyoto-u.ac.jp/7koza/mcpsc/） 3/3