第1部 マイクロリアクター設計論と大量生産戦略

(2012年5月17日 10:00～12:30)

　マイクロリアクターの機能を発現するための各種デバイスの設計コンセプトを詳述したのち、具体的な設計事例を提示する。
　次に、マイクロリアクター技術の特長、差別化技術とするための視点を整理するとともに、現状の海外開発プロセスの状況を概説する。
　最後に、マイクロリアクター技術を数万トン/年のバルク生産プロセスへ適用していくための戦略とそれを実現するためのマイクロデバイスの設計方法について解説し、今後の化学産業のパラダイムシフトをもたらす可能性を議論する。

1. マイクロリアクターに関する基礎知識
   1. 日本の化学産業の方向性
   2. マイクロリアクターで期待される効果
   3. マイクロリアクターを利用した生産例 (ナノ粒子、高分子製造、有機合成、エマルション製造など)
2. マイクロリアクター設計コンセプト
   1. マイクロ流体セグメント概念
   2. マイクロ流体セグメント設計に基づく反応操作
3. マイクロリアクターの技術的特徴
   1. マイクロリアクター開発手順から見た差別化技術
   2. マイクロリアクター技術利用の方向性
4. マイクロ化学生産プロセスの開発状況
   1. マイクロデバイスの生産量の歴史的推移
   2. 世界のマイクロ化学生産プロセスの開発状況
5. バルク生産プロセスへの展開の可能性
   1. 大量生産化の基本戦略
   2. 一流路あたりの生産量最大化のアプローチ
   3. 大容量機能チャンネルの設計手法
   4. 数万トンレベルのマイクロリアクター設計の可能性
6. まとめ
   • 次世代化学産業技術としてのマイクロ化学プロセスがもたらす多面的効果
• 質疑応答

第2部 モジュラー型マイクロリアクターシステムを用いた新規合成経路探索/化学プロセスの最適化手法

(2012年5月17日 13:10～14:20)

　1990年代中頃にマイクロ空間を反応場として利用することによる化学合成及び物質生産の有効性が提唱されて以来、先端技術に携わる世界中の公的研究機関や企業がマイクロ反応技術の開発競争を繰り広げてきた。
　マイクロ反応技術により、従来のバッチ型化学反応と比較して、反応の効率化・選択性向上等を実現するためには、適切なマイクロデバイスを選択し、その使用条件を最適化する必要がある。
　本セミナーでは、Labスケールでのマイクロ反応条件検討ツールとして開発されたモジュラー型マイクロリアクターシステムについて紹介すると共に、本システムを用いたマイクロ反応事例をもとに新規合成探索/化学プロセスの最適化手法及び本システムのスケールアップ戦略について述べる。

1. モジュラー型マイクロリアクターシステム (MMRS) について
   1. Ehrfeldについて
   2. MMRSのコンセプト及び基本設計
   3. MMRSスケールアップ戦略
   4. プロセス制御について
   5. 主なモジュールの紹介
      1. ミキサー
      2. リアクター
      3. 熱交換器
      4. センサー類他
2. MMRSを用いた反応事例
   1. 有機EL化合物合成
   2. Witting反応
   3. Williamsonエーテル合成反応
   4. Heck反応
   5. ポリマー重合
   6. 乳化反応
   7. パイロットプラント
3. 生産用リアクターへのスケールアップ手法
   1. MIPROWA ®シリーズ
   2. ©Lonza FlowPlate TM MicroReactor
4. おわりに
• 質疑応答

第3部 マイクロリアクターによるプロセス革新と中量生産プラント展開

(2012年5月17日 14:30～15:40)

　化学反応を行うためのマイクロデバイスはマイクロリアクターと呼ばれているが、その流路幅は髪の毛の断面ぐらい、つまり数10～100μm程度である。マイクロリアクターは、従来の大きな反応槽を用いた化学反応に比べて、マイクロメータのレベルで高速かつ均一に混合・反応が起こる。そのため、反応時間の短縮化、目的生成物の高収率化や品質向上が可能となり、従来の各種プロセスを大きく変えようとしている。
　本セミナーでは、ラボ用のマイクロリアクターシステム、シミュレーション活用によるプロセス革新事例、さらに中量産を見据えたナンバリングアップによるプラント化についてもわかりやすく解説する。

1. ラボ用のマイクロリアクターシステム
   1. マイクロ化のメリット
   2. マイクロ化のデメリット
   3. マイクロリアクターシステムの構成
   4. 圧力損失の見積もりと実験上の留意点
2. シミュレーション活用によるプロセス革新事例
   1. マイクロリアクターが適用可能なプロセス
   2. 液相反応プロセスでの収率向上
   3. ナノ粒子生成プロセスでの粒子径の均一化
   4. 乳化プロセスでの液滴径の均一化
3. 中量生産プラント展開
   1. ナンバリングアップ
   2. 外部ナンバリングアッププラント～液相反応プロセス
   3. 内部ナンバリングアッププラント～濃縮プロセス
4. まとめと今後の展望
• 質疑応答

第4部 バルク生産用:積層型多流路反応器の開発

(2012年5月17日 15:50～17:00)

　これまで、マイクロリアクターは、優れた伝熱および物質移動性能を最大限利用することや、経済性が成り立つ可能性が高い医薬品製造などの高付加価値用途への検討が優先されてきた。
　しかし、マイクロチャネルリアクターをバルク生産に適用できれば、生産効率の向上、省エネルギー効果が非常に大きいことが予想される。
　これを実現するには、マイクロリアクターからの発想ではなく、これまで長年使用されてきたバルク生産用の熱交換器や反応器と同様の発想が必要とされる。
　本セミナーでは、これまでバルク生産用として実績のある熱交換器の設計技術、製造技術を参考に、マイクロ空間の効果を利用できる積層型多流路反応器を紹介し、抽出用途への適用事例を例に取り、マイクロチャネルリアクターのバルク生産への適用の可能性について述べる。

1. バルク生産用マイクロリアクターの基本概念
2. バルク生産用熱交換器から大容量マイクロチャネルリアクターへ
   1. バルク生産用熱交換器 (ALEX)
      1. ALEXの構造および製造方法
      2. ALEXの特徴
   2. 積層型多流路熱交換器 (SMCR)
      1. SMCRの構造および製造方法
      2. SMCRの特徴
   3. ALEXとSMCRの比較
3. SMCRの適用事例
   1. 抽出用途
      1. 適用時の期待効果
      2. 抽出実験条件
      3. 試験結果および考察
      4. SMCRを用いた抽出ユニットへの提案
4. まとめ
• 質疑応答