处理装置以及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使彼此比重的不同的第一原料流体以及第二原料流体相互接触在该第一原料流体以及第二原料流体之间进行萃取、分离、反应等化学性的操作的处理装置以及处理方法。
【背景技术】
[0002]—般来说，在进行有机化合物的合成等情况下，在合成后，利用“液液萃取操作”将溶剂中所含有的萃取对象的成分萃取。该“液液萃取操作”将例如互不相溶的溶剂彼此混合，使萃取对象的物质从一方的溶剂朝向另一方的溶剂移动。在该液液萃取操作中，使用被称作混合沉降型的萃取装置。
[0003]例如，在非专利文献I中，公开了代表性的混合沉降型的萃取装置。该萃取装置具备:存积原料的溶液并且具有对该溶液进行搅拌的搅拌叶片的混合槽、以及通过静置使在该混合槽中搅拌而分离后的原料流体再次分离的沉降槽。具体而言，所述混合槽通过搅拌将轻液与重液细化成微小的粒滴，通过该细化来增大轻液与重液相接触的接触面积，由此能够在短时间内进行萃取、分离等操作。
[0004]然而，在上述的混合沉降型的萃取装置中，为了进一步提高萃取速度，优选增大混合槽中的搅拌叶片的旋转速度，更加强烈地搅拌原料流体，从而进行轻液与重液的细化。若这样做，认为轻液与重液的接触面积进一步增大，进一步促进了萃取对象的物质的从一方的原料流体朝向另一方的原料流体的移动，从而萃取速度提高。
[0005]但是，若因过度的搅拌导致过度进行轻液与重液的细化，则轻液与重液被分散成过于微小的液滴，在再次通过沉降槽将萃取后的原料流体(原液)分离成两个单一物质时会花费多余的时间，很可能使得分离的作业性变得非常差。即，在上述的萃取装置中，即便过强地搅拌，萃取所需的时间总体上也不会大幅缩短。因此，提高生产性自然存在极限。
[0006]另外，在上述的萃取装置中，经由液-液的边界面进行的化学性的操作为萃取操作，但在液-液界面进行化学反应的情况等之下，也会产生相同的问题。
[0007]先行技术文献
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1:相原纮，《想要了解的化学的话题“分离技术”》，日本工业新闻社，2008年6月28日，初版第一次印刷发行，p.100-101
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于，提供一种处理装置以及处理方法，其能够提高通过经由相互比重不同的第一原料流体以及第二原料流体相接触的边界面使物质移动而进行萃取、分离、反应之类的化学性的操作的情况下的效率。
[0011]本发明提供一种处理装置，其使比重不同的第一原料流体以及第二原料流体相互接触，在该第一原料流体以及第二原料流体接触的部分进行化学性的操作。该处理装置具备:分离槽，其以使所述第一原料流体以及第二原料流体分别分离为上层以及下层的状态收容所述第一原料流体以及第二原料流体；以及流路形成构件，其配置在所述分离槽的内部，并且形成有使该分离槽的上层的所述第一原料流体与下层的所述第二原料流体接触的多个微小流路。多个所述微小流路分别包括:第一流路，其上下贯通所述流路形成构件，将位于所述流路形成构件的下侧的所述第二原料流体向该流路形成构件的上侧引导；以及第二流路，其与所述第一流路相连，以便送入所述上层的所述第一原料流体并向所述第一流路内导入。
[0012]另外，本发明提供一种处理方法，其通过使比重不同的第一原料流体以及第二原料流体相互接触，从而在该第一原料流体以及第二原料流体接触的部分进行化学处理。该处理方法包括如下步骤:准备分离槽和流路形成构件，所述分离槽以使所述第一原料流体以及第二原料流体分离成上层以及下层的状态收容所述第一原料流体以及第二原料流体，所述流路形成构件形成用于使该分离槽的上层的所述第一原料流体与下层的所述第二原料流体以二相流状态接触的多个微小流路；沿着各所述微小流路朝所述分离槽的上层向上方引导在所述分离槽中分离为所述下层的所述第二原料流体；以及通过使分离为所述上层的所述第一原料流体与在该微小流路内流通的所述第二原料流体接触，从而进行所述化学性的操作。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的第一实施方式的处理装置的立体图。
[0014]图2是示出所述第一实施方式的处理装置中的原料流体的流动的立体图。
[0015]图3是放大示出所述第一实施方式的处理装置中的流路形成构件的图。
[0016]图4A是所述流路形成构件的俯视图。
[0017]图4B是所述流路形成构件的主视图。
[0018]图4C是所述流路形成构件的侧视图。
[0019]图4D是所述流路形成构件的仰视图。
[0020]图5是示出构成所述流路形成构件的各单板构件的分解立体图。
【具体实施方式】
[0021 ] 以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
[0022]图1示出本实施方式的处理装置I。该处理装置I进行如下化学性的操作:使相互不混合且比重不同的第一原料流体2a以及第二原料流体2b相互接触，经由两种原料流体2a、2b接触的界面使物质移动或反应。该化学性的操作包括萃取、分离、反应等操作。
[0023]例如，作为化学性的操作，若列举萃取为例，则上述的化学性的操作包括以下所示的操作。即，作为相互不混合的第一原料流体以及第二原料流体，使水这样的重液(第二原料流体)与比重比重液小的油这样的轻液(第一原料流体)相互接触，使位于界面的上侧的轻液(油)中所含有的萃取对象的物质向位于该界面的下侧的重液(水)移动，并送出溶入有萃取对象的物质的水这样的操作。用于进行这样的操作的装置一般被称作“液液萃取装置”。所述处理装置I除能够应用于这样的液液萃取装置以外，还能够应用于在液液界面进行化学合成等化学反应的装置即液液反应装置。在以下的说明中，列举通过液液萃取方式进行萃取的萃取装置为例，对所述处理装置I进行说明。
[0024]如图1以及图2所示，作为第一实施方式的处理装置I的萃取装置具备分离槽5、流路形成构件6、以及栗4。所述分离槽5以分别分离为上层以及下层的状态收容所述第一原料流体2a以及第二原料流体2b。所述流路形成构件6收容在所述分离槽5的内部，浸渍于所述第一原料流体2a以及第二原料流体2b中，并且能够使所述第一原料流体2a以及第二原料流体2b在该流路形成构件6的内部相互接触而进行所述萃取。
[0025]具体而言，所述流路形成构件6在其内部形成有多个微小流路7。这些微小流路7形成为，能够送入分离槽5的上层的第一原料流体2a与下层的第二原料流体2b，使送入的该第一原料流体2a以及第二原料流体2b在该微小流路7内相互接触，使萃取对象的物质从一方的原料流体向另一方的原料流体移动，并使物质的移动完成后的原料流体以混合状态返回至分离槽5。
[0026]对于所述第一原料流体2a以及第二原料流体2b，使用相互不混合的流体即相互不具有相溶性的流体、并且比重不同的两种流体。例如，有机溶剂与水。这样的原料流体2a、2b能够在该萃取后再次以分别成为单一的物质的方式相互分离。因此，能够以萃取对象的物质溶于原料流体的状态简单地送出该物质。
[0027]若列举具体的例子，对于所述第一原料流体2a以及第二原料流体2b，能够使用如苯酚那样溶入有水溶性有机化合物的十二烷等非极性溶液、以及水等极性溶液。上述第一原料流体2a