(57)【要約】  本発明に係るセンサシステム１０は、長手方向と短手方向を有する反応器１と、前記反応器１の内部において前記長手方向に移動可能に配置されているセンサ２ａと、前記センサ２ａの位置を特定するセンサ位置特定部３と、を有することを特徴とする。また、本発明に係る他のセンサシステム１０は、流体が流れる流路を有する反応器１と、流路の内部において流体の流れ方向に沿って移動可能に配置されているセンサ２ａと、センサ２ａの位置を特定するセンサ位置特定部３と、を有することを特徴とする。
2020008806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向と短手方向を有する反応器と、
前記反応器の内部において前記長手方向に移動可能に配置されているセンサと、
前記センサの位置を特定するセンサ位置特定部と、
を有することを特徴とするセンサシステム。
【請求項２】
流体が流れる流路を有する反応器と、
前記流路の内部において前記流体の流れ方向に沿って移動可能に配置されているセンサと、
前記センサの位置を特定するセンサ位置特定部と、
を有することを特徴とするセンサシステム。
【請求項３】
前記反応器が管型反応器である請求項１または２に記載のセンサシステム。
【請求項４】
前記管型反応器の流路の相当直径が０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である請求項３に記載のセンサシステム。
【請求項５】
前記センサが、温度、圧力、流量、流速、ｐＨ、溶存酸素濃度、粘度、または赤外線を照射したときの吸収スペクトルを検出可能である請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサシステム。
【請求項６】
前記センサが、熱電対または測温抵抗体である請求項５に記載のセンサシステム。
【請求項７】
前記センサが支持体に固定されており、
前記センサが前記支持体よりも上流に存在している請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサシステム。
【請求項８】
前記センサが、前記反応器の長手方向の全長のうち入口から５０％までに相当する前半位置において移動可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載のセンサシステム。
【請求項９】
前記センサが、前記反応器の長手方向の全長のうち出口から５０％までに相当する後半位置において移動可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載のセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応器の内部状態の管理等に利用されるセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物質の化学反応に利用される連続式のフロー反応システムが注目されている。フロー反応システムは、従来の化学プラントにおける大型の反応器を用いた場合と比べて、反応の高速化・高効率化を図れる上、従来は実施が困難であった危険性の高い反応であっても、反応場を狭い場所に限定し、危険な物質を少量ずつ取り扱うようにすることで、より安全に実施することができるという利点を有している。そのため、フロー反応システムは、化学分野や医療分野など様々な分野に対して応用可能な技術として期待されている。【０００３】
このようなフロー反応システムでは、流路を流れる反応物質の温度や圧力などの状態量を計測することにより、平常時には、システムが想定通りに制御され、安定した品質の製品が生産されているという証明が可能である。一方、異常時には、状態量の計測を行うことにより、異常を直ちに発見して、品質に問題のある製品が流通することのないように対策を講じることが可能である。そのため、流路を流れる反応物質の状態量を高い精度で計測することは、品質管理の観点からは極めて重要であると言える。【０００４】
状態量の計測を行うシステムについては、これまでにも様々な報告が行われている。例えば、特許文献１には、管型反応システムにおいて、該反応器の出入口に圧力損失を検出する圧力センサを設け、圧力損失に応じてポンプの流速を制御することが開示されている。特許文献２には、流路と、溶液中の試料の質量を表す質量情報を取得する質量取得手段と、前記質量取得手段近傍における、前記溶液の流速を表す流速情報を取得する流速取得手段と、を具備したことを特徴とするマイクロリアクタが開示されている。特許文献３には、流路形成体への温度センサの取付構造であって、流路を形成する壁の一部に、流体の流れる方向に略平行な凹部を有し、この凹部に温度センサの測温部を設けたことを特徴とする流路形成体への温度センサの取付構造が開示されている。特許文献４には、マイクロリアクタデバイス用のセンサユニットであって、流路内の流体計測位置における流路壁面の周方向に、前記流路に連通する複数のセンサ設置孔が設けられた流路形成部材と、前記複数のセンサ設置孔の各々に、感応部を前記流路側に向けて設置され、前記流体計測位置における流体の状態量を検出する複数種類のセンサと、を具備することを特徴とするセンサユニットが開示されている。特許文献５には、シール金具と、前記シール金具に接合された温度センサと、前記シール金具と前記温度センサを被覆する断熱部材を有する温度センサ付流路形成体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−６１６２８号公報
【特許文献２】特開２００７−１２１０５８号公報
【特許文献３】特開２００８−５１７８９号公報
【特許文献４】特開２００８−２１５８７３号公報
【特許文献５】特開２００９−２６２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
連続式のフロー反応システムは、流路の長さが反応時間に対応している。そのため、平常時には、温度や圧力などの状態量は、ある地点（換言すれば、ある反応時間）においては定常値を示す。その一方、フロー反応システムの長さ方向に対しては、生じている反応に応じて、例えば、反応時の発熱または吸熱による温度変化等に代表される状態量の変化が生じているはずであるが、特許文献１〜５に開示されるシステムを採用しても、いずれもセンサの位置が固定されているため、平常時に、ある地点（換言すれば、ある反応時間）における定常値は計測できるものの、フロー反応システムの長さ方向に対して生じている状態量の非定常的な変化を捉えることができない。そのため、製品の品質に多大な影響を与えると考えられる状態量の極大値または極小値を確実に計測できているかどうか、保証することができない。【０００７】
そこで本発明は、反応器内において、特に非定常的に変化する状態量を捉えることのできるセンサシステムの提供を課題として掲げた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、長手方向と短手方向を有する反応器と、前記反応器の内部において前記長手方向に移動可能に配置されているセンサと、前記センサの位置を特定するセンサ位置特定部と、を有するセンサシステムであれば、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成した。また、本発明者は、流体が流れる流路を有する反応器と、前記流路の内部において前記流体の流れ方向に沿って移動可能に配置されているセンサと、前記センサの位置を特定するセンサ位置特定部と、を有するセンサシステムでも、上記課題が解決されることを見出した。【０００９】
すなわち、本発明に係るセンサシステムは、以下の点に要旨を有する。
［１］  長手方向と短手方向を有する反応器と、
前記反応器の内部において前記長手方向に移動可能に配置されているセンサと、
前記センサの位置を特定するセンサ位置特定部と、
を有することを特徴とするセンサシステム。
［２］  流体が流れる流路を有する反応器と、
前記流路の内部において前記流体の流れ方向に沿って移動可能に配置されているセンサと、
前記センサの位置を特定するセンサ位置特定部と、
を有することを特徴とするセンサシステム。
［３］  前記反応器が管型反応器である［１］または［２］に記載のセンサシステム。
［４］  前記管型反応器の流路の相当直径が０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である［３］に記載のセンサシステム。
［５］  前記センサが、温度、圧力、流量、流速、ｐＨ、溶存酸素濃度、粘度、または赤外線を照射したときの吸収スペクトルを検出可能である［１］〜［４］のいずれか１つに記載のセンサシステム。
［６］  前記センサが、熱電対または測温抵抗体である［５］に記載のセンサシステム。
［７］  前記センサが支持体に固定されており、
前記センサが前記支持体よりも上流に存在している［１］〜［６］のいずれか１つに記載のセンサシステム。
［８］  前記センサが、前記反応器の長手方向の全長のうち入口から５０％までに相当する前半位置において移動可能である［１］〜［７］のいずれか１つに記載のセンサシステム。
［９］  前記センサが、前記反応器の長手方向の全長のうち出口から５０％までに相当する後半位置において移動可能である［１］〜［７］のいずれか１つに記載のセンサシステム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、反応器内において、特に非定常的に変化する状態量を捉えることのできるセンサシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明に係るセンサシステムの概略図である。
【図２】図２は、本発明における反応器の一例を示す概略図である。
【図３（ａ）】図３（ａ）は、反応器内部に配置されているセンサの一例を示す概略図である。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は、反応器内部に配置されているセンサの他の例を示す概略図である。
【図３（ｃ）】図３（ｃ）は、反応器内部に配置されているセンサの他の例を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明における反応器の他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るセンサシステムに関して、実施例を示す図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００１３】
＜センサシステム＞
図１は、本発明に係るセンサシステム１０の概略図である。本発明の一実施形態に係るセンサシステム１０は、長手方向と短手方向を有する反応器１と、前記反応器１の内部において前記長手方向に移動可能に配置されているセンサ２ａと、前記センサ２ａの位置を特定するセンサ位置特定部３と、を有する点に特徴を有する。センサ２ａを反応器１内部において移動可能に配置することで、反応器１内部の任意の地点（換言すれば、任意の反応時間）における、反応器１内部の状態量を的確に捉えることが可能となる。また、本発明の他の実施形態に係るセンサシステム１０は、流体が流れる流路７を有する反応器１と、前記流路７の内部において前記流体の流れ方向に沿って移動可能に配置されているセンサ２ａと、前記センサの位置を特定するセンサ位置特定部３と、を有する点に特徴を有する。センサ２ａを流路７の内部において移動可能に配置することで、流路７の内部の任意の地点（換言すれば、任意の反応時間）における、流路７の内部の状態量を的確に捉えることが可能となる。
【００１４】
＜反応器＞
本発明における反応器１とは、長手方向と短手方向を有する反応器である。反応器１はその内部に流路７を好ましく有している。これにより、反応器１の内部において、詳細には流路７の上流側から下流側に向かって流体（反応物質）を流すことができる。反応器１の長手方向と流体の流れ方向は、同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。流路７の少なくとも一部が、反応器１の長手方向に沿って延在していることが好ましい。流路７の少なくとも一部が直線状に形成されていることが好ましいが、流路７の少なくとも一部が湾曲または屈曲していてもよい。また、流路７の一部が折り返されていてもよい。さらに、流路７は分岐していてもよい。流路７の断面は、例えば、円形、楕円形、多角形、またはこれらを組み合わせた形状にすることができる。
【００１５】
反応器１は、好ましくは管型反応器である。管型反応器とは、具体的には、中が空洞で細長い筒状のリアクターであって、一端部から反応原料を供給し、他端部から反応生成物を流出させる反応装置である。管型反応器の流路断面は円形であることが望ましい。管型反応器の形状としては、例えば、直線状、螺旋状（コイル状）等の曲線状、またはこれらを組み合わせた形状が挙げられる。本発明では、反応器１内部または流路７内部にセンサ２ａを前記反応器１の長手方向または流体の流れ方向に移動可能に設置する。このため、センサ２ａを設置しやすいよう、前記反応器１（例えば、管型反応器）は、少なくともその一部に直線状の形状を有することが好ましい。前記反応器１が少なくともその一部に直線状の形状を有する場合、前記反応器１の直線状以外の構造は特に限定されない。また前記反応器１は、図２に示すように、１または２以上の折り返し構造６ｅを有していてもよい。図２は、折り返し構造６ｅがクランク状に折れている状態を示しているものであるが、折り返し構造６ｅの形状に特に限定はなく、折り返し構造６ｅが曲線状になっていてもよい。
【００１６】
流路７の長さや管型反応器の長さは、好ましくは１ｃｍ以上、より好ましくは１０ｃｍ以上、上限は特に限定されないが、好ましくは５００ｍ以下、より好ましくは３００ｍ以下である。
【００１７】
また反応器１（好ましくは管型反応器）の流路の相当直径は、圧力損失や処理量を鑑みれば、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上、更に好ましくは１．５ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以下、更に好ましくは１５ｍｍ以下である。
なお本発明において「流路の相当直径」とは、流路の断面と等価とみなした円管に相当する直径のことを指す。すなわち、流路の相当直径Ｄｅは、下記式（ｉ）で表される。
Ｄｅ＝４Ａｆ／Ｗｐ  …（ｉ）
（式中、Ａｆ：流路断面積、Ｗｐ：濡れ縁長さ（断面にある壁面の長さ）である）
【００１８】
反応器１の流路７の相当直径は、流路７の延在方向において一様であってもよく、延在方向の途中で変更されていてもよい。流路７の延在方向の一部の相当直径が、該延在方向の他部の相当直径よりも小さくてもよい。また、流路７は、その相当直径が上流側または下流側に向かって小さくなっている部分を有していてもよい。
【００１９】
管型反応器の流路の相当直径は、管型反応器全体で一様であってもよく、管型反応器の途中で変更されていてもよい。管型反応器の流路の相当直径が一様であれば、反応液の流れが阻害されることなく、反応がムラなく進行する。一方、混合性能や除熱性能などの諸条件を考慮すれば、管型反応器の流路の相当直径は、管型反応器の途中で変更されていてもよい。前記流路の相当直径の変更部位は任意でよく、前記流路の相当直径の変更回数に制限はなく、必要に応じて一回または複数回変更してもよい。また、前記流路の相当直径は徐々に変化してもよいし、ある一点を境に大きく変化させてもよい。前記流路の相当直径は、上流側の流路の相当直径と比較して細くてもよいし、太くてもよく、反応に応じて適宜設計すればよい。流路の設計は以下の例に限定されるものではないが、例えば、管型反応器の流路の相当直径が細くなるほど混合性能は向上するため、反応開始直後の管型反応器の流路の相当直径は細くしておき、十分に混合された後に管型反応器の流路の相当直径を太くすることも可能である。
【００２０】
反応器１（好ましくは管型反応器）の内壁、中でも流路７を形成する内壁は、例えば、金属、シリコン、ガラス、セラミックス等の無機物、または樹脂等の有機物等から構成されていることが好ましい。
【００２１】
反応器１内では、例えば、流体の化学反応操作の一例である、化学反応操作、抽出操作、分離操作、精製操作などを実施できる。反応器１内では、種々の化学反応が実施でき、特に制限はないが、好ましくは液液反応または気液反応を行うことができる。
【００２２】
反応器１内で使用可能な反応溶媒としては、例えば、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、４−メチルテトラヒドロピラン、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、１，４−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒；塩化メチレン、クロロホルム、１，１，１，−トリクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン系溶媒；酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒；アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等のニトリル系溶媒；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒；メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒；水；などが例示される。これらの反応溶媒は、単独でまたは２種以上を混合して使用してもよい。
【００２３】
反応器１内の温度は、反応溶媒の沸点以下で凝固点以上であれば特に制限されず、好ましくは−８０℃以上、より好ましくは−６０℃以上であり、好ましくは２００℃以下、より好ましくは１８０℃以下である。反応器１内では、吸熱反応または発熱反応のいずれも実施可能である。
【００２４】
反応器１内における反応液の流速は、一般的に線速度として、好ましくは２ｍ／ｓ以下、より好ましくは１ｍ／ｓ以下、更に好ましくは０．８ｍ／ｓ以下である。また反応時間（平均滞留時間）は、一般的に、好ましくは１２０分以下、より好ましくは６０分以下、更に好ましくは３０分以下である。
【００２５】
本発明における反応器１は、原料供給部及び排出部を適宜有していることが好ましい。
【００２６】
原料供給部（例えば、６ａ、６ｂ）は、前記反応器１の上流側に設けられる。原料供給部とは、前記反応器１で用いる原料を送る部位に相当する。
【００２７】
反応器１は、反応の方式によって２以上（例えば、３つ）の原料供給部６ａ、６ｂを有していてもよい。２以上の原料供給部６ａ、６ｂが存在する場合、片方又は両方の原料供給部から供給される原料は、前もって別の原料を予備混合器で混合させ、必要に応じてその後反応させた結果物であってもよい。また図示しないが、前記反応器１から排出される反応液は、次の反応における原料として用いてよい。反応原料（予備反応物を含む）は、これら原料供給部６ａ、６ｂを通じて前記反応器１内に供給される。反応原料は、通常、気体または液体（溶液を含む）の形態で供給される。
【００２８】
原料供給部が２以上存在する場合、本発明における反応器１は、前記原料供給部からの原料を混合する混合部６ｃを有していることが望ましい。混合部６ｃが存在する場合、前記混合部６ｃは、前記２以上の原料供給部の末端に設けられ、混合部６ｃで得られた混合液は、前記反応器１内に反応液として供給される。
【００２９】
混合部６ｃには、原料を充分に撹拌するために、公知の可動型あるいは静止型の混合器が単独あるいは組み合わせて備えられていてもよい。前記混合器としては、例えば、Ｔ字型ミキサー、Ｙ字型ミキサー、スタティックミキサー、ヘリックス型ミキサーなどが挙げられる。
【００３０】
原料供給部において、反応原料は、ダイヤフラムポンプなどの送液制御部により供給されることが望ましい。送液制御部はポンプに限定されず、例えば、反応原料の仕込容器を加圧したものも使用できる。
【００３１】
原料供給部は、好ましくは管（チューブ状）であり、前記管の内径は、好ましくは０．０１ｍｍ以上、より好ましくは０．１ｍｍ以上であり、好ましくは５０ｍｍ以下である。
【００３２】
排出部６ｄは、前記反応器１での反応生成物を排出する部位に相当する。排出部６ｄにより、前記反応器１内で生成した反応生成物だけでなく、未反応原料も流通する。
【００３３】
排出部６ｄは好ましくは管であり、前記管の内径は、好ましくは０．０１ｍｍ以上、より好ましくは０．１ｍｍ以上であり、好ましくは５０ｍｍ以下である。排出部６ｄより回収される反応液は、その後、適切に処理されることが望ましい。排出部６ｄより回収される反応液は、さらに後続の反応器にて引き続き反応を継続することも可能である。
【００３４】
なお原料供給部６ａ、６ｂ、混合部６ｃおよび排出部６ｄは、ステンレス鋼、ハステロイ、チタン、銅、ニッケル、アルミニウムなどの金属；ガラス、セラミックスなどの無機材料；ＰＥＥＫ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂；から構成されていることが好ましく、前記無機材料や前記樹脂には、導電性が付与されていてもよい。混合部６ｃの形状は時に複雑になることがあるため、精密な加工が必要なときには、加工性のよい金属や樹脂を用いるとよい。
【００３５】
＜センサ＞
本発明におけるセンサ２ａとは、前記反応器の内部において前記長手方向に移動可能に配置されているセンサである。また、本発明の他の実施態様に係るセンサ２ａとは、前記流路の内部において流体の流れ方向に沿って移動可能に配置されているセンサである。前記センサ２ａは、支持体２ｂに固定されていることが望ましい。支持体２ｂは、センサ２ａを反応器１内（好ましくは流路７内）において支持するための部材である。支持体は、１または複数の部材から構成することができる。支持体２ｂの形状は特に限定されないが、支持体２ｂは、少なくとも一部が反応器１または流路７の内部に挿入されている棒状部を有していることが好ましい。その場合、該棒状部の先端部にセンサ２ａが固定されていることが好ましい。支持体２ｂの棒状部は、反応器１の長手方向または流体の流れ方向に沿って移動することが好ましい。また、支持体２ｂの棒状部が伸縮可能であってもよい。その場合、支持体２ｂの棒状部は、反応器１の長手方向または流体の流れ方向に伸縮可能であることが好ましい。このように支持体２ｂの棒状部を移動可能または伸縮可能に構成することによって、センサ２ａを移動させることができる。
【００３６】
図２、図３（ａ）および図３（ｃ）に示すように、反応器１の壁には、反応器１の内部（好ましくは流路７）から外に向かって貫通している第１の貫通口８ａが設けられていてもよい。その場合、支持体２ｂの少なくとも一部が第１の貫通口８ａを通じて反応器１または流路７の内部に挿入されていることが好ましい。これにより、センサ２ａを反応器１または流路７の内部に配置することができる。第１の貫通口８ａは、図２および図３（ｃ）に示すように流路７の途中に設けられていてもよく、図３（ａ）に示すように流路７を構成する管の延在方向の一方端面（好ましくは下流側の端面）に設けられていてもよい。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、混合部６ｃに、流路７の内部から外に向かって貫通している第２の貫通口８ｂが設けられていてもよい。その場合、支持体２ｂの少なくとも一部（より好ましくは棒状部）が第２の貫通口８ｂを通じて反応器１または流路７の内部に挿入されていることが好ましい。このように第２の貫通口８ｂを設けることによってもセンサ２ａを反応器１または流路７の内部に配置することができる。
【００３８】
支持体２ｂの棒状部は、図２〜図３（ｂ）に示すように流体の流れ方向に沿って延在するように配置されていてもよく、図３（ｃ）に示すように流体の流れ方向と垂直な方向に沿って延在するように配置されていてもよい。支持体２ｂの棒状部を、流体の流れ方向と垂直な方向に沿って延在するように配置するためには、第１の貫通口８ａが、流体の流れ方向に沿って延在していることが好ましい。これにより、センサ２ａを流体の流れ方向に沿って移動させることが可能となる。
【００３９】
センサ２ａは、具体的には、状態量を検出し、前記検出された状態量を、直接または信号に置き換えることによって間接的に判読可能にする装置をいう。センサ２ａは、例えば、反応器１内部（より好ましくは反応器１内部における反応液）の温度、圧力、流量、流速、ｐＨ、溶存酸素濃度、粘度、濁度、色差、赤外線、近赤外線、紫外線、エックス線を照射したときの吸収スペクトル、レーザー光照射により物質から発せられるラマン散乱光、収束ビーム反射測定法に基づく反応器中に存在する粒子の粒径、核磁気共鳴シグナル等を検出可能であることが好ましく、より好ましくは温度を検出可能であることが好ましい。温度を検出可能なセンサ２ａとしては、例えば、熱電対または測温抵抗体が挙げられる。センサ２ａにより、反応器１内の温度、圧力、流量、流速、ｐＨ、溶存酸素濃度、粘度などを計測できれば、反応器１内での反応状態をより細かにモニタリングすることが可能となる。また、センサ２ａにより、赤外線を照射したときの吸収スペクトルを計測できれば、計測地点における反応収率を知ることが可能となる。
【００４０】
本発明におけるセンサ２ａの形状は、該センサ２ａが、前記反応器１の内部において前記長手方向に移動可能に配置されている限り、または流路７の内部において流体の流れ方向に移動可能に配置されている限り、特に限定されない。該センサ２ａは、反応器１の内壁に触れないように前記反応器１の内部を長手方向に移動可能であることが好ましい。すなわち、センサ２ａの外径が、流路７の相当直径よりも小さいことが好ましい。
【００４１】
センサ２ａは、１または複数設けることができる。センサ２ａが複数設けられ、該複数のセンサ２ａが棒状部を有する支持体によって固定されている場合、複数のセンサ２ａは、支持体の棒状部の延在方向に離隔して配置されていることが好ましい。例えば、一のセンサが棒状部の先端に配置されており、他のセンサが一のセンサよりも流路の下流側に配置されている態様とすることができる。これにより、流路７内の複数位置において状態量を検出することができ、反応器１内での反応状態をより細かにモニタリングすることが可能となる。
【００４２】
本発明におけるセンサ２ａは、図３（ａ）に示すように、前記センサ２ａが前記支持体２ｂよりも上流に存在する態様Ａ；図３（ｂ）に示すように、前記センサ２ａが前記支持体２ｂよりも下流に存在する態様Ｂ；のいずれであってもよいが、反応器１が混合部６ｃを有している場合に、特に態様Ａは、反応器１内の流れを乱し難いため好ましい。
【００４３】
反応器１の流路７は分岐していてもよい。流路７の延在方向における分岐位置は特に限定されず、流路７の上流側で分岐していてもよく、下流側で分岐していてもよい。例えば、図４に示すように、流路７は合流路７ａと、該合流路７ａの下流に接続されている第１の分岐路７ｂおよび第２の分岐路７ｃとを有し、第１の分岐路７ｂが排出部６ｄに接続されており、第２の分岐路７ｃを構成する壁に第１の貫通口８ａが形成されており、第１の貫通口８ａから支持体２ｂの少なくとも一部（より好ましくは棒状部）が合流路７ａ内に挿入されていることが好ましい。これにより、流体は主に合流路７ａから第１の分岐路７ｂに向かって流れるが、第２の分岐路７ｃを通じて合流路７ａ内の状態量を検出することが可能となる。第１の貫通口８ａは、第２の分岐路７ｃの突き当りに形成されていてもよく、第２の分岐路７ｃの途中に形成されていてもよい。支持体２ｂの棒状部が過度に長く形成されることを防ぐためには、第２の分岐路７ｃの延在長さは、第１の分岐路７ｂよりも延在長さよりも短いことが好ましい。合流路７ａ内に支持体２ｂの棒状部を挿入しやすくするためには、第１の分岐路７ｂの延在方向が合流路７ａの延在方向と垂直であり、第２の分岐路７ｃの延在方向が合流路７ａの延在方向と平行であることが好ましい。
【００４４】
また、センサ２ａは、図３（ａ）〜図３（ｂ）に示すように、センサ２ａと前記支持体２ｂが前記反応器１の長手方向に平行となるようにして前記反応器１内に配置されていてもよく、図３（ｃ）に示すように、センサ２ａと前記支持体２ｂが前記反応器１の短手方向に平行となるようにして前記反応器１内に配置されていてもよい。
【００４５】
さらに、反応液が腐食性を有する場合等、センサ２ａを直接反応液に接触させることができない場合には、センサ２ａを保護するための保護管を設けてもよい。保護管は、その内腔にセンサおよび支持体の棒状部の少なくとも一部を収容可能であることが好ましい。前記保護管は、特に限定されるものではないが、例えば、反応器１内部に配置されているセンサ２ａを保護できる形状であればよく、例えば、円筒状、楕円筒状、または角筒状に形成することができる。
【００４６】
該センサ２ａは、反応器１の内部状態を測定するため、反応器１の長手方向の少なくとも一部の範囲を移動可能であればよいが、反応器１の長手方向全体に亘って移動可能であることが好ましい。特に、該センサ２ａを、反応器１の長手方向の全長のうち入口から５０％（好ましくは４０％、より好ましくは３０％）までに相当する前半位置において移動可能にしておくと、反応開始直後の反応器１の内部状態を詳細に測定できるため、特に反応開始直後に大きく変化することが予想される状態量（例えば、温度、圧力、粘度等）の計測をより正確に行うことができる。また、該センサ２ａを、反応器１の長手方向の全長のうち出口から５０％（好ましくは４０％、より好ましくは３０％）までに相当する後半位置において移動可能にしておくと、反応終了間際の反応器１の内部状態を詳細に測定できるため、特に反応終了間際に測定しておくと有利な状態量（例えば、ｐＨ、溶存酸素濃度、吸収スペクトル等）の計測をより正確に行うことができる。
【００４７】
センサ２ａは、流路７の少なくとも一部の範囲を移動可能であればよい。例えば、流路７の入口から出口までの流路長を上流側と下流側に二等分割したときに、センサは、流路７の上流側を移動可能であることが好ましい。これにより、反応開始直後の流路７の内部状態を詳細に測定できるため、特に反応開始直後に大きく変化することが予想される状態量（例えば、温度、圧力、粘度等）の計測をより正確に行うことができる。また、流路７の入口から出口までの流路長を上流側と下流側に二等分割したときに、センサは、流路７の下流側を移動可能であることが好ましい。これにより、反応終了間際の流路７の内部状態を詳細に測定できるため、特に反応終了間際に測定しておくと有利な状態量（例えば、ｐＨ、溶存酸素濃度、吸収スペクトル等）の計測をより正確に行うことができる。流路７内の状態を正確に測定するためには、センサ２ａは、流路７の全体に亘って移動可能であることが好ましい。
【００４８】
センサ２ａは、反応器１内の流体よりも下流側に配置されていることが好ましい。センサ２ａが反応器１内の流れを乱し難いため、状態量の計測をより正確に行うことができる。
【００４９】
センサ２ａは、一定の速度で移動してもよく、反応器１内における流体の流速と同一かまたはこの流速よりも速く移動してもよい。
【００５０】
＜センサ位置特定部＞
本発明におけるセンサ位置特定部３とは、前記センサの位置を特定する部位である。センサ位置特定部３は、好ましくはセンサ２ａの反応器１内部での長手方向における移動距離、または流体の流れ方向における移動距離を測定できるものである。
【００５１】
センサ位置特定部３としては、接触式またはレーザー式の変位計；センサ２ａの移動方向に平行して設置されたスケール；支持体２ｂの棒状部に付された目盛り等が例示される。変位計を採用する場合は、センサ２ａの位置を変位計に表示される数値から読み取ればよく、スケールや目盛りを採用する場合は、センサ２ａの位置を目視や画像処理により読み取ればよい。
【００５２】
＜センサ駆動装置＞
本発明に係るセンサシステム１０は、必要に応じて、センサ駆動装置４を有していてもよい。センサ駆動装置４とは、具体的には、センサ２ａを反応器１の長手方向または流体の流れ方向に移動させることが可能な装置である。センサ駆動装置４にプログラムを組み込んでおけば、一定速度でセンサ２ａを移動させたり、予め決められた場所でセンサ２ａを停止させたり等、センサ２ａの移動を制御することが可能となる。
【００５３】
センサ駆動装置４は必ずしも必須ではなく、センサシステム１０にセンサ駆動装置４を設けない場合には、センサ２ａを手動で移動させるとよい。
【００５４】
＜データロガー＞
本発明に係るセンサシステム１０は、必要に応じて、データロガー５を有していてもよい。データロガー５とは、具体的には、センサ２ａで測定された反応器１の内部状態に関する情報や、センサ位置特定部３で特定されたセンサ２ａの位置情報を記録する装置である。一つのセンサシステム１０に対し、前記データロガー５を１つまたは２つ以上組み合わせて使用するとよい。
【００５５】
データロガー５における情報収集のタイミングは特に限定されず、連続的に情報を収集する；一定の時間毎或いは特定の時間に間欠的に情報を収集する；など、いずれであってもよい。
【００５６】
本願は、２０１８年７月５日に出願された日本国特許出願第２０１８−１２８５２８号に基づく優先権の利益を主張するものである。２０１８年７月５日に出願された日本国特許出願第２０１８−１２８５２８号の明細書の全内容が、本願に参考のため援用される。
【符号の説明】
【００５７】
１  反応器
２ａ  センサ、２ｂ  支持体
３  センサ位置特定部
４  センサ駆動装置
５  データロガー
６ａ、６ｂ  原料供給部、６ｃ  混合部、６ｄ  排出部、６ｅ  折り返し構造
７  流路
７ａ  合流路、７ｂ  第１の分岐路、７ｃ  第２の分岐路
８ａ  第１の貫通口、８ｂ  第２の貫通口
１０  センサシステム
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
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【図４】
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【国際調査報告】
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