(57)【要約】【課題】新規な表面リアクタの操作方法およびこの方法を用いる新規なリアクタを提供すること。【解決手段】新規な表面リアクタの操作方法であって、こうしたリアクタ、特に回転ディスクリアクタの操作方法は、第１反応物がリアクタ表面（２０）に供給され、リアクタ表面（２０）と平行かつ近接して離隔配置された（１ｍｍ未満）保持表面（４０）との間に形成された反応通路（４２）中を半径方向外側に移動する薄膜（６０）を形成する必要がある。通路厚さは正確に制御可能であり、表面（２０、４０）は互いに相対移動し、強大な剪断力が両者間の材料に加えられる。第２反応物は第２薄膜（６５）として表面（２０）に供給されるが、第２反応物は好ましくは垂直に第１膜（６０）に入る時、両膜中の分子クラスタを解体するような速度の剪断力によって、呼応的に極めて狭隘な相互作用ライン（６６）に沿って直ちにこれと合体されるので、それらの分子は強制的拡散によって、積極的かつ完全に相互作用することができる。回転ディスク（１８）装置では、第１膜（６０）は回転軸（１４）に沿って供給され、後続の膜（６５等）は、分子クラスタ分断に好適な剪断力がかかるように、軸（１４）からそれぞれ距離を隔てて供給される。第１膜（６０）以後の各膜（６５等）は、第１膜（６０）の全体と同時に合体する円形薄膜（６５）を生成するそれぞれの細い環状ノズルを介して反応通路（４２）に供給されることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面リアクタの操作方法であって、各方法は：
リアクタ表面（２０）を有するリアクタ本体を準備するステップと；
第１反応物が第１薄膜（６０）の形でリアクタ表面に広がるように、反応物を第１入口位置（５６）から表面に供給するステップと；
各反応物が反応表面の反応区域（４２）で相互に作用することができるように、第２反応物を第２入口位置（６４）からリアクタ表面（２０）に供給するステップと；
相互作用反応物の生成物を出口位置（４８）で収集するステップとを備え：
前記リアクタ本体は、リアクタ表面（２０）に近接して離隔配置された保持表面（４０）を具備し、両者間には第２入口位置（６４）と出口位置（４８）との間に反応区域を具備するとともに、リアクタ表面（２０）に供給された反応物が互いに反応しつつ通過する反応通路（４２）を形成し、リアクタ表面および保持表面（２０、４０）は反応通路（４２）を通過する反応物に両者間で剪断力を加えるよう互いに可動であり；
第１反応物以後の各反応物は、前の薄膜（６０）あるいは薄膜の組み合わせ（６５等）に供給される薄膜（６５等）の形でリアクタ表面（２０）に供給され、反応通路（４２）への入口で各薄膜は前の薄膜あるいは薄膜の組み合わせとの交点で直ちに連続的かつ均一な剪断力を受け、剪断速度は薄膜（６０、６５）中の分子クラスタを分断させ、それによって薄膜（６０、６５）の分子が互いに積極的に反応して結果としての生成物を形成することができるような速度であることを特徴とする表面リアクタの操作方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、リアクタ表面（２０）は回転軸（１４）の周りを回転するディスク（１８）の表面であり；
反応通路（４２）内の剪断力は、通路内の反応物のフロー方向に対し横向きであり、可動反応表面（２０）と静止している保持表面（４０）との間の相対回転によって生成されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の方法であって、反応室（４２）の厚さ寸法は可変であり、１．００ｍｍ（０．０４インチ）未満、好ましくは０．５ｍｍ（０．０２インチ）未満であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法であって、第１、第２の薄膜（６０，６５等）の各々の厚さは５〜５００マイクロメートルであることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法であって、反応通路（４２）内のフロー方向における反応区域の幅寸法は１ｍｍ〜５００ｍｍであることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法であって、第１薄膜（６０）以後の各薄膜（６５等）は、リアクタ表面（２０）に垂直に、前記各薄膜に先行する第１薄膜（６０）あるいは薄膜の組み合わせ（６０，６５等）に供給されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法であって、第１薄膜（６０）以後の各薄膜（６５等）は、反応する反応物中の分子クラスタの分断を確保するのに必要な剪断力を与えるように回転軸（１４）から半径距離離隔して配置された入口位置（６４、８０）で、この薄膜（６０）あるいはその薄膜混合物（６０、６５等）に供給されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法であって、リアクタ表面（２０）および保持表面（４０）の一方あるいは両方は、反応通路（４２）内の反応物を加熱あるいは冷却する伝熱手段（６８、７４、８４、８６）を備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８または９記載の方法であって、各薄膜は、リアクタ表面（２０）に向けて円形断面の薄膜を生成する環状のノズル（６４、８０）を介して前記各薄膜を受け取る薄膜に供給されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法であって、リアクタ表面（２０）および保持表面（４０）は鏡面仕上げ平滑度まで研磨されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の方法であって、相互作用する反応物中の剪断力は、加圧気体成分を反応通路（４２）に導入すること（７１）によって増加されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
表面リアクタであって：
リアクタ表面（２０）を有するリアクタ本体と；
第１反応物が第１薄膜（６０）の形でリアクタ表面に広がるように、反応物を第１入口位置（５６）から表面に供給する手段と；
各反応物が反応表面の反応区域（４２）で相互に作用することができるように、第２反応物を第２入口位置（６４）からリアクタ表面（２０）に供給する手段と；
相互作用反応物の生成物を出口位置（４８）で収集する手段とを備え：
前記リアクタ本体は、リアクタ表面（２０）に近接して離隔配置された保持表面（４０）を具備し、両者間には第２入口位置（６４）と出口位置（４８）との間に反応区域を具備するとともに、リアクタ表面（２０）に供給された反応物が互いに反応しつつ通過する反応通路（４２）を形成し、リアクタ表面および保持表面（２０、４０）は反応通路（４２）を通過する反応物に両者間で剪断力を加えるよう互いに可動であり；
第１反応物以後の各反応物は、前の薄膜（６０）あるいは薄膜の組み合わせ（６５等）に供給される薄膜（６５等）の形でリアクタ表面（２０）に供給され、反応通路（４２）への入口で各薄膜は前の薄膜あるいは薄膜の組み合わせとの交点で直ちに連続的かつ均一な剪断力を受け、剪断速度は薄膜（６０、６５）中の分子クラスタを分断させ、それによって薄膜（６０、６５）の分子が互いに積極的に反応して結果としての生成物を形成することができるような速度であることを特徴とする表面リアクタ。
【請求項１３】
請求項１２記載の表面リアクタであって、リアクタ表面（２０）は回転軸（１４）の周りを回転するディスク（１８）の表面であり；
反応通路（４２）内の剪断力は、通路内の反応物のフロー方向に対し横向きであり、可動反応表面（２０）と静止保持表面（４０）との間の相対回転によって生成されることを特徴とする表面リアクタ。
【請求項１４】
請求項１２または１３記載の表面リアクタであって、リアクタは手段（５２）を備え、それにより反応室（４２）の厚さ寸法は可変であり、厚さ寸法は１．００ｍｍ（０．０４インチ）未満であることを特徴とする表面リアクタ。
【請求項１５】
請求項１４記載の表面リアクタであって、反応室（４２）の厚さ寸法は０．５ｍｍ（０．０２インチ）未満であることを特徴とする表面リアクタ。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の表面リアクタであって、各入口位置（５６、５４、８０）は、厚さ５〜５００マイクロメートルの薄膜（６０，６５等）の形でそれぞれの反応物を供給することを特徴とする表面リアクタ。
【請求項１７】
請求項１２〜１６のいずれか１つに記載の表面リアクタであって、反応通路（４２）内のフロー方向における反応区域の幅寸法は１ｍｍ〜５００ｍｍであることを特徴とする表面リアクタ。
【請求項１８】
請求項１２〜１７のいずれか１つに記載の表面リアクタであって、第１薄膜（６０）以後の各薄膜（６５等）をリアクタ表面（２０）に供給する手段は、リアクタ表面（２０）に垂直に、前記各薄膜に先行する第１薄膜（６０）あるいは薄膜の組み合わせ（６０，６５等）に供給されることを特徴とする表面リアクタ。
【請求項１９】
請求項１２〜１８のいずれか１つに記載の表面リアクタであって、第１薄膜（６０）以後の各薄膜（６５等）用の入口位置（６４，８０）は、反応する反応物中の分子クラスタの分断を確保するのに必要な剪断力を与えるように回転軸（１４）から半径距離にあることを特徴とする表面リアクタ。
【請求項２０】
請求項１２〜１９のいずれか１つに記載の表面リアクタであって、リアクタ表面（２０）および保持表面（４０）の一方あるいは両方に、反応通路（４２）内の反応物を加熱あるいは冷却する伝熱手段（６８〜７４、８４、８６）を備えることを特徴とする表面リアクタ。
【請求項２１】
請求項１２〜２０のいずれか１つに記載の表面リアクタであって、第１薄膜（６０）以後の各薄膜（６５等）は、リアクタ表面（２０）に向けて円形横断面の薄膜を生成する環状のノズル（６４、８０）を介して前記各薄膜を受け取る膜に供給されることを特徴とする表面リアクタ。
【請求項２２】
請求項１２〜２１のいずれか１つに記載の表面リアクタであって、リアクタ表面（２０）および保持表面（４０）は鏡面仕上げ平滑度まで研磨されることを特徴とする表面リアクタ。
【請求項２３】
請求項１２〜２２のいずれか１つに記載の表面リアクタであって、相互作用する反応物中の剪断力を増加するため、加圧気体成分を反応通路（４２）に導入する手段（７１）を特徴とする表面リアクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規な表面リアクタの操作方法およびこの方法を用いる新規なリアクタに関し、特に、限定的ではないが、いわゆる回転ディスク技術を用いる方法およびリアクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学反応は、反応物の個々の分子が結合するまで生ずることはないが、各成分間の物理的相互作用は、成分がよく混合されるにつれて大幅に促進される。
バルク攪拌は、十分な時間経過後反応物分子が互いに接触し、ついには反応を可能にする所望の一対一接触を達成するために不可欠な反応物分子の相互分散を均一にする機会を提供可能であるにすぎないし、分子拡散は、非常に緩慢なプロセスである所要の一対一接触を達成可能であるにすぎない。こうした遭遇は、分子拡散が著しくなる小規模な液体構造あるいは渦を作ることによって起こりやすくなる。リアクタおよびこれに関連する混合・物質移動装置の役割は、混合、物質移動、および分子相互拡散を生成・向上させるため、こうした小規模液体構造を作り出すことである。従って、リアクタ装置は、流体装置に向けて正確にエネルギーを送出する必要がある。撹拌タンクリアクタ（ＳＴＲ）では、エネルギー入力はインペラから生ずるのは明らかであるが、この装置は、流体の摩擦、マクロ振動、単なる再循環、その他の要因を介してエネルギー損失が高いという欠点がある。有効利用されるエネルギーは、主としてインペラ、特に強制分子相互拡散とも呼び得る唯一の作用が生じるその前縁部に接触する流体に集中される。これは、インペラ先端の電力入力が極めて高い（例えば１０００Ｗ／Ｋｇ）時、大部分の流体は強制分子相互拡散を受けないこと、また、変換を引き起こす全タンクの平均電力入力は低い（例えば０．１〜１Ｗ／Ｋｇ）ことを意味する。
【０００３】
バルク攪拌化学反応装置のさらに重大な短所は、寸法の増加あるいは減少も結果としての生成物の種類および品質を変化させるということである。容器寸法の変更の後で、時間のかかる試行錯誤的実験が必要となることが多い。二三の反応では、試験管から十分工業的な大きさの装置へ大型化するのに５年もかかることがある。こうした不利な条件は、装置の寸法変更が行なわれる際のウェット容量対ウェット表面積の変化比の結果であって、これは対応する水力学的半径を変化させ、結果としての攪拌液体のレイノルズ数を変化させることになる。ウェット容量対ウェット表面の比が大きくなればなるほど、大型化は困難になる。このため、化学技術者は、別の方向に進もうとしてきた。すなわち、ウェット表面対ウェット容量比を高くするとともに、バルク攪拌の強度およびその結果として生ずる物質移動を向上させることで大規模な無駄を補償しようとしてきた。
【０００４】
物質移動の改善で得られた進展は、例えば、ロータ表面に接触する流体容量の比率が相当低い高電力ロータ・ステータミキサとして知られているものを用いること、また、ポンプによって供給し得る大量のエネルギーが、強化超コルモゴロフ擾乱を介して流体滞留容量全体に注ぎ込まれる静的ミキサおよびエゼクタを用いることによるものである。このように、高い電力入力（例えば１００Ｗ／Ｋｇ）を生成可能であり、当然物質移動が向上する。しかし、こうした装置は、例えば高発熱性かつ高速の反応に利用可能な熱制御の不完全さに加えて、ミクロン以下、ナノメートル規模の反応物分子の連続的かつ高速かつ均質な強制相互拡散を達成し得ないという欠点がある。これまで使用されてきた別タイプの装置は静的ミクロミキサを備えているが、これは液体と気体の混合物を生成可能であるとともに、多相分散を発生可能でもある。こうした装置は、エレクトロニクス産業から借用した方法を用いて製造可能であるが、例えば、シリコンウェーハ表面に例えば化学食刻あるいはエッチングされ、これを通って各反応成分が層流モードで貫流する一連の微細な溝から構成されている。この溝は、例えば、直径が１０マイクロメートルほどであってよい。混合メカニズムは、重複する流体薄層間分子のその後の相互拡散によるフロー多重積層に基づくものである。リアクタとして用いられた場合、拡散路の長さの減少は、結果的に質量および熱の伝達を促進させることになる。
上記装置で得られる物質移動の向上にもかかわらず、多くの反応は極めて緩慢であるが、と言うのは、それらがまだ拡散制御されており、従って、その速度が緩慢かつ自然かつ非強制的な分子相互拡散に依存するからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、プロセス強化技術と言われてきたものに関心が高まっているが、主として、現在まで用いられてきたものより効率的かつ経済的な工業プロセスを提供するという要望によって勢いづけられている。
こうした技術は、熱および／または物質移動および／または物理的および／または化学的反応を伴う任意の物理的および／または化学的プロセスに適用されるが、後者の用語は化学的合成および分解の両方を含むものである。また、一般に、可動表面、薄膜、あるいはその各プロセス成分等価物（以下の説明を参照）への生成および／または導入を伴うので、これら間の相互作用は極めて容易になる。また、こうした相互作用は、比較的厳密に制御可能である温度および／または圧力条件下で可能であることも分かっている。
プロセス成分が気体あるいは蒸気あるいはプラズマ状である場合、例えば表面を成分中に浸すことによって薄膜と同等な形で、あるいは所要の薄さのフローとして、表面に導入してもよい。
【０００６】
プロセス強化技術を実現してきた１つの方法は、回転ディスク技術として知られているが、扁平状あるいは円錐形であってよい円盤状の表面を具備する物体を回転軸の周りに回転させ、表面を横切る遠心力を生成する。プロセス成分は、回転軸あるいはその近傍でディスク表面に導入され、それにより、遠心力下で、成分は半径方向に薄膜状に外側へ流れる。こうした装置は、当初代表的な熱物質移動操作のために提案されたが、その後、反応表面として利用するため適合化が図られてきた。超薄膜状のプロセス成分を用いることで、材料に対し、電磁放射あるいは縦方向圧力振動のようなプロセス強化の促進を助ける別タイプのエネルギーを適用することが容易になる。
こうした回転ディスク装置の例およびその操作方法は、コリン・ラムショー他名義の米国特許第４，５４９，９９８号、ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＧＢ００／００５１９号、第ＰＣＴ／ＧＢ００／００５２３号、第ＰＣＴ／ＧＢ０１／００６３４号に記載されている。
【０００７】
英国ニューカースル大学のプロセス強化改革センター（ＰＩＩＣ）のコリン・ラムショー教授らは、単一回転ディスク上面の薄くて高度せん断変形した膜を用いて、種々の反応からナノ粒子を連続生成する方法および装置を開発したが、現在では回転ディスクリアクタ（ＳＤＲ）と呼ばれるのが通例である。回転表面のせん断作用と結合されるディスク表面の不安定な膜表面波によって、ミクロ混合が達成されることになる。こうした膜は厚さが１００ミクロン未満であるので、拡散路長が短くなって、結果的に熱物質移動が良好になる。ＳＲＤでの滞在時間は数秒からコンマ何秒までであり、従って、固有の反応速度論が混合速度論と同程度あるいはそれより高速である高速プロセスに十分適合している。
【０００８】
医薬製造のための回転ディスクリアクタ技術の評価は、ブレヒテルバウアーＣ、リカールＦ、ルイスＮ、オックスリーＰ、ラムショーＣによって工業工学化学研究２０００、３９巻、７号、２１７５〜２１８２ページに発表された。二三の医薬製造プロセスがテスト反応として調査された時、連続作動のＳＲＤはバッチ処理技術を上回る明確な利点を示した。本来高速の速度論の反応速度を明らかするためのみならず、このような速度論によってプロセスを最適化するために有用なツールであることが立証された。薬品中間生成物および活性薬剤成分（ＡＰＩ）の再結晶化を準備する相移動触媒（ｐｔｃ）ダーゼン反応については、極めて勇気づけられる結果が得られた。現在使用されているバッチプロセスと比較して、ＳＲＤによるｐｔｃ反応は、反応時間を９９．９％減少させ、ストックを９９％減少させ、不純物レベルを９３％減少させた。再結晶化によって、粒径分布が密で、平均寸法が約３ｕｍの粒子が生成された。
【０００９】
連続処理用のＳＲＤの評価は、再度ブレヒテルバウアーＣ、リカールＦ、ルイスＮ、オックスリーＰ、ラムショーＣによって有機プロセス研究開発２００１、５巻、１号、６５〜６８ページに発表された。２つの有機反応および１つの結晶化について得られた結果を検討する。ＳＲＤは、本来高速の速度論を明らかするためのみならず、このような速度論によってプロセスを最適化するために有用なツールであることが判明した。粒径分布の制御は、結晶化の究明によって明示された。
【００１０】
化学プロセスへの電磁放射の適用におけるＳＲＤ利用の評価は、１９９９年１０月２５日、オランダ、アントワープで化学工業におけるプロセス強化と題された会議で提示された、英国ニューカースル大学のプロセス強化改革センター（ＰＩＩＣ）のダグリッシュＲ、ジャチャックＡ、ラムショーＣによる回転ディスクリアクタを用いる光起動重合と題された論文に示されている。
回転ディスクリアクタを用いてＰＩＩＣで実施された光起動重合の結果を検討する。第１結果は有望であり、高速かつ制御され、かつ連続的な遊離基の重合に新たなルートを提案するものである。ＵＶ強度、モノマー／ポリマー膜の膜厚、および重合速度における回転速度の影響が研究された。この技術は時間ではなく秒単位で重合反応を実施するのに利用可能であることが望まれる。
【００１１】
この発明の目的は、液体―液体、溶質―液体、液体―固体、溶質―固体、液体―気体、および溶質―気体反応を含む高速かつ高率変換化学的および／または物理的反応を容易にする、新規な回転表面リアクタの操作方法およびこの方法を用いるリアクタを提供することである。
【００１２】
もう一つの目的は、分子の組み合わせから生成物を作り出すため、最大数の反応物／溶質分子の同時遭遇数を最大にすることができる方法および装置を提供することである。
【００１３】
更なる目的は、反応物／溶質分子が、反応が促進される想定相互空間位置にある時、反応物／溶質分子の同時遭遇数を最大にすることができる方法および装置を提供することである。
【００１４】
更なる目的は、本来緩慢な反応を加速することができる方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、表面リアクタの操作方法であって、各方法は：リアクタ表面を有するリアクタ本体を準備するステップと；第１反応物が第１薄膜の形でリアクタ表面に広がるように、反応物を第１入口位置から表面に供給するステップと；各反応物が反応表面の反応区域で相互に作用することができるように、第２反応物を第２入口位置からリアクタ表面に供給するステップと；相互作用反応物の生成物を出口位置で収集するステップとを備える表面リアクタの操作方法が提供される。
【００１６】
また、本発明によれば、表面リアクタであって：リアクタ表面を有するリアクタ本体と；第１反応物が第１薄膜の形でリアクタ表面に広がるように、反応物を第１入口位置から表面に供給する手段と；各反応物が反応表面の反応区域で相互に作用することができるように、第２反応物を第２入口位置からリアクタ表面に供給する手段と；相互作用反応物の生成物を出口位置で収集する手段とを備える表面リアクタが提供される。
【００１７】
本発明の方法および表面リアクタは：前記リアクタ本体は、リアクタ表面に近接して離隔配置された保持表面を具備し、両者間には第２入口位置と出口位置との間に反応区域を具備するとともに、リアクタ表面に供給された反応物が互いに反応しつつ通過する反応通路を形成し、リアクタ表面および保持表面は反応通路を通過する反応物に両者間で剪断力を加えるよう互いに可動であり；第１反応物以後の各反応物は、前の薄膜あるいは薄膜の組み合わせに供給される薄膜の形でリアクタ表面に供給され、反応通路への入口で各薄膜は前の薄膜あるいは薄膜の組み合わせとの交点で直ちに連続的かつ均一な剪断力を受け、剪断速度は薄膜中の分子クラスタを分断させ、それによって薄膜の分子が互いに積極的に反応して結果としての生成物を形成することができるような速度であることを特徴とする。
【００１８】
反応室の厚さ寸法は可変であり、１．００ｍｍ（０．０４インチ）未満、好ましくは０．５ｍｍ（０．０２インチ）未満であり、好ましくは最初の薄膜が前の薄膜あるいは薄膜の組み合わせ（６５等）に供給された後の各薄膜はリアクタ表面に対して９０度である。
【００１９】
リアクタが回転ディスクタイプである場合、リアクタ表面は、支持体によって取り付けられ、軸周りを回転するロータによって与えられ、保持表面は静止していて支持体によって取り付けられており、それにより軸周りのリアクタ表面の回転は、薄膜自身と保持表面との間において第１薄膜および相互作用する薄膜の組み合わせに剪断力を発生し；リアクタ表面は、回転軸から半径方向に伸張し；また、前の薄膜に供給される各薄膜は、相互作用する膜中の分子クラスタの分断を維持するために十分な剪断力を提供するように、回転軸から半径方向に離隔配置された入口位置でこの薄膜に供給される。
【００２０】
リアクタ表面および保持表面は、鏡面仕上げ平滑度まで研磨されることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の特に好適な実施例である方法および装置について、例えば添付図面を参照して説明する。可能なら常に、全図にわたって同一部分には同一参照番号を付してある。近接して離隔配置された表面の間隔寸法の多くが小さすぎて図面に明示し得ないので、明確さを目指して誇張されている点は、当業者に理解されるであろう。
【００２２】
装置はベース部材１０に取り付けられ、この実施例では矢印１２による参照符号を有するロータを備え、このロータは、軸受支持部１６によって垂直回転軸１４の周りに回転するようベース部材に取り付けられる。ロータは、軸１４を生成あるいは回転の中心とする上部扁平水平円形リアクタ表面２０を有するディスク部１８を備え、ディスク部は直径が下方へ減少する接頭円錐形の接続部２２の上端に取り付けられる。接続部は、長さに沿って直径が一定の円筒状の軸部２４に取り付けられ、この軸部は、軸受支持部１６によって支持される軸受（図示せず）に係合される。軸部の下端は、ベース部材１０に取り付けられた速度制御可能な駆動モータ３４の駆動軸３２に取り付けられたＶ溝プーリ３０に駆動ベルト２８によって接続されたＶ溝プーリ２６を支持する。好ましければ、当該技術で公知であるように、ロータの回転速度を所要値に調整することができる、任意の別形態の速度可変制御可能な駆動装置を用いてもよい。
【００２３】
ベース上方のロータ１２の部分は、この実施例ではクランプ３８によって、当接外周部に沿って互いにクランプされる、上部ステータ部３６および下部ステータ部３７から成る囲繞ステータケーシングによって囲まれている。ケーシング上部は円形の下部板部材３９を有し、その円形下面は、回転軸１４から半径方向に均一に、またリアクタ表面２０に平行かつ近接して伸長する円形の保持表面４０を具備し、これら２つの表面は、両者間に、垂直軸方向寸法（厚さ）が一定の円形パンケーキ状の反応通路４２を表面２０、４０の間に形成し、この通路は円形の外周吐出口４４を末端とする。下部ケーシング部３８の形状は、ディスク１８および接続部２２の周面の形状と同様であり、ベース部材上方の軸部２４の部分は、両者間に、反応通路出口４４から生成物吐出口４８へ伸長する環状断面の流路４６を形成し、ケーシング部３８の下端と軸２４との間の結合部は回転吸収軸シール５０によって閉止されている。ステータケーシングは、室４２の軸方向寸法５４（図３参照）を任意の所望値に設定することができる、周方向に離隔配置された複数の高精度ターンバックル５２（図１に２つのみ示す）によって、ベース部材１０から支持され、この所望値はこの実施例では約１ｍｍ（０．０４インチ）以下、好ましくは０．５ｍｍ（０．０２インチ）であって、精度はターンバックルの精度によって決定される。所要のチャンバ隙間の精密調整・測定を行う他の機械的構成は、精密機械設計の当業者には明らかであろう。
【００２４】
第１反応物は、高精度定量ポンプ（図示せず）および中央に配置された垂直吸込管５６を介して、ロータリアクタ表面２０の中心点に供給される。ロータは、主として所要の剪断速度および反応物が供給される圧力に依存する所定の回転速度、一般的には１００〜５０，０００ｒｐｍの範囲で、矢印５８の方向に回転する。反応物は直ちに第１薄膜６０（図２）の形で表面２０上に広がるが、この第１薄膜はさらに、反応通路室４２を通って図２に矢印６２で示された流出口４４に向かって半径方向に移動する間に、回転（矢印５８）のため、表面２０、４０の間で周方向に均一に剪断変形される。第２反応物は、高精度定量ポンプ（図示せず）を介して、ロータ中心から半径方向外側に離隔配置された狭隘な環状流入口６４に供給される。
流入口６４の内側半径の値は図４に参照符号Ｒ１Ａで示され、外側半径の値は参照符号Ｒ１Ｂで示されるが、ノズル流入口の半径方向の幅はＷ１として示され、Ｒ１Ａ−ＲＢ１に等しい。流入口６４は円環状であるので、第２反応物は薄く円形かつ環状の第２膜の形で、半径方向に移動する薄い第１反応物膜６０に供給され、正しく直角に膜６０に合体し、この時点で、周方向長さに沿って直ちに、均一かつ同時に、相対回転する表面間で剪断力も受けることになる。第２反応物の薄膜は、リアクタ通路４２の厳密に画成された、極めて狭隘な円形位置に入り込むが、この合流点は図４に参照符号６６によって示され、両反応物は合流位置６６の周囲で直ちに均一かつ同時に混じり合う。従って、両反応物間の反応が始まるのはこの位置６６であり、流入口６４と吐出口４４との間の通路４２の座金状部分は、反応通路の反応区域と見なすことができる。反応速度に関係するプロセスの多くは、大部分ではないにしても、極めて高速であるので、反応は、反応する反応物が吐出口４４に到達する前に完了する。例えば、混合反応物が５ｍｍ未満（０．２インチ）の半径方向距離を移動する５ミリ秒未満の時間内に、所望の均一分子規模の混合を達成することができる。
【００２５】
均一かつ同時の剪断力を加えながら反応物薄膜を混合するこの方法の根拠および要件を以下でより詳細に説明する。その後、分子規模で均一に散在された反応物は、フローの一方側の静止平行保持表面４０に対する他方側のリアクタ表面２０の高速回転によって得られる高速剪断速度によって引き起こされる、強力かつ強制的な、分子規模の相互拡散を受ける。上記のように、これら平行表面はコンマ何ミリメートル、例えば５０ｕｍだけ、ごく近接して離隔配置してもよい。このような隙間寸法で得られる標準的な剪断速度は１０，０００〜１００，０００秒〜１である。剪断変形表面の平行スペーシングによって、以下でもう一度述べるように、極めて大きく剪断変形した薄膜には、タンク状マクロ攪拌が可能でないようにすることが重要である。反応物流体分子の高速かつ均一かつ強制的な分子相互拡散が起こるという事実は、リアクタ内で行われる各種化学反応、その２つは以下で述べるが、を調べることで確認することができるが、従来の撹拌タンクよりも約５０〜約９，０００倍速く起こることが分かっている。
【００２６】
剪断力が高く、薄い座金状の反応区域を通過した後、液体、液体中の微細固体の浮遊物、あるいは液体と混合した気体であってよい結果としての生成物は、流出口４４を通って流出し、回転するディスク１８の端縁の周りを回転し、流路４６を貫通して流出ポート４８を通って流出する。一般に、反応物が反応通路に入る前、また、反応区域で反応が進行中である際の反応物の温度制御を高精度にすることが重要である。反応物は、リアクタに入る前に、必要に応じて、予熱あるいは予冷してもよく、こうした処置は公知であるのでここでの例示あるいは説明を要しない。最適な反応性能に必要とされる温度は、少なくとも環状の反応区域において、好ましくはステータに具備される伝熱手段によって維持されるが、伝熱手段はロータあるいは両方に具備されてもよい。図１および図３の実施例では、このような伝熱手段は、保持表面４０を具備するステータ壁部の上面に接触する下部環状面７１を有する環状伝熱増強体７０を含む環状チャンバ６８を備えている。面７１はぎざぎざが付けられ、多数の相互接続伝熱増強路となるが、それらを通って伝熱流体は流入口７２と流出口７４との間を流れる。回転するリアクタ表面２０のために必要な伝熱系は、一般に、ディスクおよびその熱絶縁材料性の機械的接続部によって回避可能である。補助装置を具備すべきである場合、そうした装置は、例えば食品用射出成形ねじ製造の当業者に公知であり、ここでの説明を要しない。
【００２７】
リアクタおよび保持表面２０、４０は鏡面仕上げまで高度に研磨され、装置によって通路４２内の反応物に加えられる、強力かつ同時の分子相互拡散に必要な層状剪断力の均一性を最大にすることが好ましい。表面の平滑度が低いと、反応する混合物内に乱流を引き起こすことがあり、こうした乱流は本発明の方法および装置では望まれないので、できるだけ最小とする。ステータ上部構造、特に供給管、温度制御装置等を支持する上部ステータ部３６は、天板７６によって堅固かつ寸法的に安定に保持されるが、この天板は、図３に例示された実施例に見られるように、比較的厚さが厚く、内部圧力に対する構造的強度および座屈抵抗を備えている。本発明の方法および装置によれば、加圧ガスをフローに導入することによって、反応通路で起こる反応を促進することができる。二三の反応は本来、この効果を有する多量の気体を発生するものであるし、例えば加圧不活性ガスを用いることによってフローを実施することが望まれる場合、これを、例えば第１反応物流入口５６に介在させたガスエゼクタ７７によって、第１反応物のフローに挿入することが好ましい。
【００２８】
図３の装置は、図１のそれと基本的に同様であるが、反応通路４２に第３反応物を供給する準備段階にある点が付加される。この第３反応物も高精度定量ポンプ（図示せず）を介して、ロータ回転軸１４および第２反応物流入口６４から半径方向外側に所定距離だけ離隔配置された流入口７８に供給される。この流入口７８も半径方向に極めて薄い円環状であるので、反応物はリアクタ表面および反応区域へ送出されるが、高い回転剪断力下で参照符号８２によって示された回転軸から周方向位置で既存の、半径方向に移動する第１、第２反応物の組み合わせに流入し、直ちに均一に混合する薄い、基本的に円形の膜の形となっている。流入口６４とともに、流入口８０の半径方向内側の半径の値が図４に参照符号Ｒ２Ａによって示され、半径方向外側の半径の値が参照符号Ｒ２Ｂによって示されるが、ノズル流入口の半径方向の幅がＷ２として示され、Ｒ２Ａ―Ｒ２Ｂに等しい。
【００２９】
図５の装置は、図１および図３のそれと作用的に基本的に同様であるが、二三の際立った構造的相違がある。例えば、回転するディスク１８は自己支持であり、接続部２２の介在なしに駆動軸２４の下端に直接接続される。図１の実施例で用いられたターンバックル５２は高精度マイクロメータ５２に置き換えられる。
反応通路４２への流入口直前の反応物用流路の部分は、共通の環状流入口伝熱手段８４を備えるが、この実施例では、反応を促進させるために反応物を加温する環状発熱体であり、伝熱手段６８に相当し、これによって入口温度が制御される。一方、反応通路出口４４の直後の流路部分は環状伝熱手段８６を備えるが、この実施例では、生成物を冷却して反応を止め、起こり得る不要な副反応を防止する環状冷却装置である。
【００３０】
２つの実験が実施されたが、双方とも触媒を用いず、室温、大気圧で行なわれた。第１実験では、０．５ｍｌのチオフェンを２０分間激しく攪拌して１００ｍｌのグリセリンに溶解した。結果としての５０ｍｌの溶液は５０ｍｌのスポイトに充填し、もう一つの５０ｍｌのスポイトは５０ｍｉの反応物グレードの過酸化水素を充填した。充填されたスポイトは両方とも、スポイトポンプ内に置かれ、内容物は同時に本発明の回転ディスクリアクタに注入され、グリセリン／チオフェン溶液は第１中央流入ポートを介して導入され、過酸化水素は半径方向に離隔配置された環状の第２流入ポートを介して導入されたが、ここで流体反応物は互いに反応し始めた。２秒、４秒、１５秒の装置内滞在時間に対応する流量で、異なる３つの試運転が実施され、スポイトは空になるまで比率５０％対５０％の安定した流量で同時に吸い出された。装置のディスクの直径は７．５０ｃｍ（３．００インチ）であり、１１，０００ｒｐｍで回転されたが、反応通路４２は軸方向寸法が１２７マイクロメートルである。初期のチオフェン濃度は実験を始める前の初期溶液から決定され、滞在時間０秒、相対濃度１．０として図６のグラフに入力された。各試運転直後に、リアクタからの流出流を１ｍｌ取り、小ガラス試験管中で約１５分間で攪拌して１ｍｉの反応物グレードのｎ―ヘキサンと激しく混合させることにより、ヘキサン中の未反応のチオフェンの液体／液体抽出を実施した。その後、各チオフェン／ヘキサン混合物は５分間遠心分離機にかけられ、それぞれ２５ｐｉサンプルが、紫外線検知器に装着されたＨＰＬＣ分析器における未反応チオフェンの濃度分析のために採取された。
【００３１】
２秒間の運転の結果、チオフェン脱硫が初期濃度値の０．５２になり、４秒間の運転の結果０．２６までの減少になり、１６秒間の運転の結果０．０６７までの減少になったことが図６から分かるであろう。
これは、図７のグラフにおける結果と対照的であって、図７のグラフは、連続フローリアクタ中で紫外線光によってチオフェンを照射する新型層状膜フローの従来技術のミクロリアクタプロセスを用いる、チオフェン脱硫に関する経時的な濃度減少を示している。
２秒および４秒の平均滞在時間はごくわずかな濃度減少を生じたが、本発明の装置に約６秒滞在することで得られるような濃度は、約３８０秒の紫外線照射時間によってのみ得られ、約６３倍の向上率である。
【００３２】
第２実験は、脱硫困難な材料として周知であるジベンゾチオフェン（ＤＢＴ）を用い、０．２１７７ｇのＤＢＴを、２０分間激しく超音波攪拌して５ｍｌの反応物グレードのｎ−ヘキサンに溶解した。結果としての溶液は１２５のグリセリンに加えられ、再度２０分間激しく攪拌されたが、結果的にこの混合物は実験中安定した乳濁液となった。第１実験でのように、２本の５０ｍｌのスポイトは、５０ｍｌの混合物および５０ｍｌの反応物グレードの過酸化水素の３０％水溶液でそれぞれ充填された。充填されたスポイトは、スポイトポンプ内に置かれ、内容物は同時に回転ディスクリアクタに注入され、グリセリン／ＤＢＴ／ヘキサン混合物は第１中央流入ポートを介して導入され、過酸化水素は第２環状流入ポートを介して導入されたが、ここで２つの流体は相互拡散し反応し始めた。ディスクは同一速度の１１，０００ｒｐｍで回転された。両スポイトは空になるまで比率５０％対５０％の安定した流量で同時に吸い出され、２秒、４秒、１６秒の滞在時間となるような流量で、異なる３つの運転が実施されたが、ＤＢＴの初期濃度は１．０として、また、滞在時間０秒として図８のグラフに入力された。各試運転直後に、リアクタからの流出流を１ｍｌ取り、約１５分間小ガラス試験管中で１ｍｌの反応物グレードのｎ―ヘキサンと激しく攪拌することにより、ヘキサン中の未反応のチオフェンの液体／液体抽出を実施した。
この混合物は５分間遠心分離機にかけられ、ヘキサン溶液層から２５ｕｌサンプルが採取された。こうした運転に由来する４つの２５ｕｌサンプルが分析され、紫外線検知器に装着されたＨＰＬＣ分析器において未反応ＤＢＴの濃度が決定された。
【００３３】
２秒間の運転が結果的に濃度０．１７５までのＤＢＴの超高速脱硫となり、４秒間の運転が０．０２までの減少、１６秒間の運転が同一値までの減少をもたらしたので、４秒後にはさらなる脱硫増加は明らかになかったことが図８から分かるであろう。これは、図９のグラフにおける結果と対照的であって、図９のグラフは、連続フローリアクタ中で紫外線光によってＤＢＴを照射する標準的な攪拌タンクの従来技術プロセスを用いる、ＤＢＴ脱硫に関する経時的な濃度減少を示している。４秒および８秒の平均滞在（反応）時間は明らかにごくわずかな濃度減少を生じたが、本発明の装置に約４秒滞在することで得られるよりもさらに高い濃度は、約１０時間の紫外線照射時間によってのみ得られ、約９，０００倍の向上率である。
【００３４】
ここに示された実施例では、第２、第３、第４等の反応物の円形薄膜は直角に係合させることによって第１反応物膜と合体され、これは一般に、所要の均一かつ同時のミクロ規模の反応物の剪断混合を行う限りにおいて、構造的観点から単一体として好ましい。二三のタイプの装置では、このような直角インピンジメントを行うのが、不可能でないにしても、困難であることがある。ずれは最小であることが好ましいが、例えば図２に例示されるように、垂線からのずれは許容可能であって、図２は、破線で、一方向の垂直面から約８０度までの第２薄膜６５のずれを示し、鎖線で、他方向の垂直面から約８０度までのずれを示している。
【００３５】
ここに記載・例示された実施例はすべて回転ディスクリアクタであり、反応室４２の壁２０、４０は十分近接して離隔配置され、上記のように、反応材料は、均一かつ強力かつ強制的な分子相互拡散を発生する高い剪断速度下におかれる。回転ディスクによって、剪断速度は、回転軸からの半径方向距離に比例して増加する。本発明では、第１反応物以後のいずれの反応物も、剪断速度が十分に高いので、入り込む膜によって生ずるクラスタの分断およびミクロ規模の混合を少なくとも維持し、あるいは増加しさえすることができるというように、回転軸から距離を隔てて前の反応物あるいは反応物の混合物に供給されることが好ましい。本発明は、回転ディスクを含まない表面リアクタに適用可能であるが、この表面リアクタにおいては、例えば第１反応物はリアクタ表面を横切って移動する薄膜の形であり、いずれの後続の反応物薄膜も、混合物に直ちかつ同時に加えられる十分な剪断力によって第１反応物膜と再度合体されて必要な分断を生じ、ミクロ規模の混合およびクラスタの分断を維持するのに必要な剪断力はポンピングによって生ぜられる。記載・例示された実施例すべてにおいて、ロータが回転する回転軸１４は垂直であり、室４２の平行表面はこれに応じて水平である。発生する強力かつ均一かつ強制的な分子相互拡散は、回転軸が垂直でない場合でも起こる。
【００３６】
液体の相互作用に関するプロセスおよびこうしたプロセスが行われる装置を設計するに際し、相互作用の「力学」をできるだけ完全に理解することは非常に重要であり、こうした相互作用が結果的に新たな生成物になる化学反応である場合、さらに重要になる。現在までの本発明の力学に関する理解として以下を提示するが、こうした提示によって、どのようにも発明の範囲を限定することを意図するものではない。上記のように、高い物質移動および特に促進された化学反応速度論を達成する従来の方法は、一般に、分子規模の反応物分子の連続的かつ高速かつ均一で強制的な相互拡散を生ずることができないという欠点がある。前述の従来装置で得ることができる物質移動の向上にもかかわらず、多くの反応はまだ、速度が緩慢かつ自然な「非強制的」分子相互拡散に依存するように拡散制御されている。さらに、高速相互拡散の達成は、本来液体中に起こる、分子クラスタあるいはスワームと呼ぶことができるものの優勢を遅らせる拡散によって著しく妨害されるが、そのクラスタあるいはスワームにおいて、分子は速度論的観点から異方性的に配列される。このような配列化は、＜１００ｎｍ規模で一斉かつ単方向に振動する多数の分子から成る、クラスタあるいはスワーム内の分子の振動モードにより、急速かつ自然な拡散を妨害する。  
【００３７】
液体は、動いていないかあるいはバルクかつランダムかつマクロな攪拌を受けた時、文献中で分子クラスタ、あるいは群聚区域、あるいは分子領域、あるいは分子スワーム、あるいは同期結合分子振動子のクラスタ、あるいは擬似化合物と呼ばれてきたもの（何らかの関連出版物からの引用がない限り、以下の記載においては便宜上分子クラスタと称する）を形成する傾向があることが知られている。こうした分子クラスタ化した液体は、極めて狭隘かつ単方向かつ均一な剪断フィールド、例えばこの発明の装置の表面２０、４０のような、近接して離隔配置された平行扁平固体表面間を、強制的に高速で流された場合、分子クラスタは分解し、クラスタ化されていない個々の反応分子が互いに一対一遭遇しやすくなり、それによって、超高速かつ効率的な反応が発生可能になる。
【００３８】
オックスフォード大学出版局によって出版された液体運動論と題された刊行物、第１版、１９４６年、３０４ページにおいて、著者ジャコブ・フレンケルは、こうしたクラスタを分子「スワーム」と呼んでいる。フレンケルによれば、こうしたスワームは、通常ほぼ＜１００ｎｍの線形寸法を有するが、同一スワーム内の分子の方向は点から点へ漸次変化可能であり、これは明らかに付加的「弾性」エネルギーに相当するはずである。あるスワームから次のスワームへの移行において、分子の方向は多少とも急激に変化するはずであり、多くの場合ほぼ９０度の角度だけ軸の回転を伴う。対応する付加的エネルギーは、スワーム間の接触面積に比例するので、スワームの表面エネルギーとみなすことができる。異方性溶液の場合、外的影響がない状態では、偏光顕微鏡によって観察された画像の永続性から明らかなように、スワームは実際上一定の構造を維持する。フレンケルによれば、この場合スワームが「非熱伝導的」起源を有する結果として起こるものであり、すなわち、スワームは熱力学的に安定したグループ分けを意味せず、熱変動の結果として自然発生的に生起するものであって、この点で通常の固体のクリスタライトに類似している。溶解パラフィンのような単純な有機液体を多数のミクロスワーム（その回転および変形の運動学的特性のため、ミクロ結晶と混同すべきではない）に分解することは、外的要因に起因するものではなく、熱擾乱にもかかわらずエネルギー的に最も有利なように、すなわち互いに密接状態に、配列される分子の傾向の結果として生起するはずであり、これは全く不規則に分子を分配する傾向がある。
【００３９】
この現象は超顕微鏡で容易に見られる。例えば極めて小さいナノメートルサイズの粒子を取り巻き、こうした粒子を不規則に全方向に動かす（ブラウン運動）膨大な数の液体分子を、埋め込まれたサブミクロン粒子を中心に含む分子クラスタとして見ることができる。方向変化の間に短尺の単一直線経路間を熱振動する時、取り巻くクラスタの分子の半分は“前方”方向に動くが、もう半分は一斉に反対方向に後退し、ブラウン運動を可能にし、可視にさえする。
繰り返すが、こうした一斉かつ組織化された運動に関係する分子数は非常に大きいが、そうでないと、質量および慣性が比較的大きい懸濁粒子をそれほど速く加速・減速させることができない。その全部あわせた質量は、８００ナノメートルまでの相当な長さの経路に沿って、１．５マイクロメートルまでの大きさの微細色素粒子のような固体粒子を推進・加速・減速することができる。クラスタおよび埋め込み粒子の大きさが小さくなると、こうした不規則かつ気まぐれな動作の回数が増加する。液体から仮想的に粒子を除去した後、クラスタは引き続きそれぞれの周波数で振動するはずである。こうした組織化されたクラスタ運動は、クラスタが化学的に異なる液体によって形成されていても、同数の他のクラスタおよびその分子の逆運動の補償数に、同時かつ呼応的に関連する。理想的な反応では、単に反応物クラスタの表面分子が、クラスタ体から分子を層から層へゆっくり除去しながら反応するばかりではなく、全反応物分子はできるだけ急速かつ互いに好適な方向で一対一遭遇する。しかし、現実の化学反応工学の世界では、時間のかかる物質移動は、攪拌に多くの時間と日々を費やした後、ようやく反応物分子のクラスタを消費することができる。その後、ようやく、クラスタの内部から表面への分子拡散の緩慢なプロセスによって、すぐ隣のクラスタの個々の分子は互いに反応し、自身のクラスタを有する新たな生成物分子を形成するか、あるいは残りの反応物の分子および／またはクラスタ間に散在することができる。
【００４０】
本発明の解決課題は、２つ以上の反応物の均一混合に必要な時間を数ミリ秒に短縮し、それによりその後、ほぼ瞬間的かつできるだけ均一に反応物クラスタに含まれる分子を強制的に相互拡散させ、できるだけ同時に全反応物分子の超高速遭遇を可能にすることで、化学反応速度論を物質移動の問題によって隠蔽されたり覆い隠されたりせずに利用・活用することができるようにすることである。フレンケルによれば、分子クラスタは、極超音波の縦圧力波を重ね合わせることによって生成されるが、こうした縦圧力波は、全方向に液体を浸透させ、圧力／密度の波節および波腹を備えた干渉縞を形成させ、その位置は、液体に交差する、重ね合わされた波列によって引き起こされる、変化するビート周波数に応じて連続的に変動する。また、縦圧力波は、個々の分子の並進的かつ角度的かつ回転的振動およびその連成振動に源を発している。この分子クラスタあるいはスワームの形成、起源、および運動学に関する理論は、平面中の液体分子を表わす多数の金属渦巻きばねを大型パネルに弾性的に接合し、それらを振動させることによって、大規模モデルで実験的にシミュレート・実証された。凝集したばね群の絶えず変化する形状および振動方向を形成する、連成振動するばねクラスタの連続変化する様子を観察することができた。個々のばね要素の無秩序かつランダムかつ相互に独立した動作あるいは振動は見られず、従来述べられているような自然な分子拡散のメカニズムを示していた。従って、このシミュレーションは、分子の「スワーム」あるいは「クラスタ」の形成および存在、およびそれらが高歩留まりかつ急速な化学反応に必要な、（単一分子を表す）単一振動要素の拡散の自立性になす妨害の考え得る起源を明示している。従って、この問題は、上記のように、こうした「フレンケル」タイプの分子クラスタが分断・解体され、その分子が接触反応物間の化学的および／または物理的反応を促進するといった具合に再編成されるように、各種反応物が互いに機械的に接触する方法および装置を提供することによって解決される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一装置の主要な構成的特徴を例示するための、回転ディスクリアクタを備えた本発明装置の第１実施例の垂直縦軸に沿った部分側面図および部分断面図である。
【図２】後続の膜が前の膜に入る様子を明示するための、すでにリアクタ表面上にある前の膜に第２の反応物膜が入り込む位置における、図１に示された装置のリアクタ表面の一部の拡大斜視図である。
【図３】図１同様の第２実施例の断面図であり、ここでリアクタは、３つの反応成分をリアクタ表面へ投入する準備段階にある。
【図４】図３の４−４線方向に沿った図３の実施例の保持表面の端面図である。
【図５】図１および図３同様の、別構造の更なる実施例の断面図であり、ここで再びリアクタは、３つの反応成分を投入する準備段階にある。
【図６】本発明の方法および装置を用いた、チオフェン脱硫に関する実験の結果を示すグラフである。
【図７】従来技術の紫外線放射方法を用いた、チオフェン脱硫に関する比較実験の結果を示すグラフである。
【図８】本発明の方法および装置を用いた、ジベンゾチオフェン（ＤＢＴ）脱硫に関する実験の結果を示すグラフである。
【図９】従来技術の紫外線放射方法を用いた、ＤＢＴ脱硫に関する比較実験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１０  装置ベース部材
１２  ロータの参照矢印
１４  ロータ回転軸
１６  ロータ軸受支持部
１８  ロータディスク
２０  円形リアクタ表面
２２  ロータ接頭円錐接続部
２４  ロータ円筒軸部
２６  軸部２４のブーリ
２８  駆動ベルト
３０  駆動モータ軸のプーリ
３２  モータ駆動軸
３４  速度制御可能な駆動モータ
３６  上部ステータケーシング部
３７  下部ステータケーシング部
３９  上部ケーシング部の下部円形板
４０  反応通路の円形保持表面
４２  表面２０、４０間の反応通路
４４  通路４２の周辺吐出口
４６  流出口４４からのステータ流路
４８  生成物吐出口
５０  回転軸シール
５２  ターンバックル／マイクロメータ接続ベース部材およびステータケーシング
５４  リアクタ通路４２（図３）の軸方向寸法
５６  第１反応物薄膜の反応通路４２への流入口
５８  ロータ回転方向を示す矢印
６０  流入口５６からの第１薄膜
６２  第１薄膜のフロー方向を示す矢印
６４  第２反応物の流入口
６５  流入口６４から第２薄膜
６６  第１、第２薄膜の合流点
６８  環状ステータ伝熱室
７０  伝熱増強体
７１  増強体７０の環状伝熱表面
７２  伝熱室６８への流入口
７４  伝熱室からの流出口
７６  ステータ円形天板
７７  第１反応物流入口５６内のガス噴射装置
７８  ステータケーシングの固定クランプ
８０  第３反応物の流入口
８２  第３反応物と前の混合物との合流円
８４  反応チャンバ４２前の伝熱手段
８６  反応チャンバ４２後の伝熱手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
2007503993.tif 000012