反应分析装置、反应分析系统以及反应分析方法与流程

1.本发明涉及反应分析装置、反应分析系统以及反应分析方法。
2.本技术对2020年3月31日申请的日本专利申请第2020
‑
064956号和2020年10月23日申请的日本专利申请第2020
‑
178237号要求优先权，将其内容援引于此。


背景技术：

3.在生产使用有机化学反应的医药品、精细化工原材料时，为了生产的高效化，反应条件的最优化是重要的。反应条件例如有溶剂种类或试剂的选择、浓度、温度及反应时间等。在最优化的工序中，为了高效化，探索得到高收率(yield)的条件。在最优化的工序中，将各项目依次最优化，但作为其指标，主要使用通过对反应时间中的生成物的浓度进行采样并测量的收率、反应速度。另外，为了合成生成物，例如使用将第一溶液和第二溶液注入至供给装置，并用混合器混合而合成的流动反应器(例如，参照日本特开2020
‑
11948号公报)。
4.但是，在现有技术中，为了根据实验求出反应速度，需要对某一反应时间内的反应流体进行采样，对该采样得到的反应流体进行生成物的提取和浓度测量等的工序，并且计算出一个条件下的浓度为止至少需要数小时的作业时间。在现有技术中，根据最优化项目的数量，需要反复数十次以上进行条件变更和提取的试错法(try and error)的工序。另外，在现有技术中，需要多个温度条件下的浓度数据，因此需要更多的工时。


技术实现要素：

5.为了实现上述目的，本发明的一方式的反应分析装置是用于确定在流动反应器中流动的反应流体的反应状态的反应分析装置，包括：处理部，基于根据沿着反应流体的流动方向的反应刚开始后的反应流体的温度分布而得到的、表示反应流体的反应状态的反应参数，确定反应流体的反应状态。
6.另外，在本发明的一方式的反应分析装置中，也可以是所述处理部通过对通过实测反应流体的温度而得到的实测结果、和通过估计反应刚开始后的反应流体的温度分布而得到的估计温度分布进行比较，获取所述反应参数。
7.另外，在本发明的一方式的反应分析装置中，也可以是所述估计温度分布通过估计反应刚开始后的反应流体的温度分布的控制方程式(governing equation)求出，所述控制方程式具有与反应刚开始后的反应流体的温度分布的峰值有关的第一反应参数、和与反应刚开始后的反应流体的温度分布的峰位置有关的第二反应参数。
8.另外，在本发明的一方式的反应分析装置中，也可以是所述第一反应参数表示每单位物质的量的发热量，所述第二反应参数表示反应速度的温度依赖性。
9.另外，在本发明的一方式的反应分析装置中，也可以是所述处理部调整所述第一反应参数以及所述第二反应参数，使得所述实测结果与所述估计温度分布之差在规定值以内，并将调整后的所述第一反应参数以及所述第二反应参数存储在存储部中。
10.另外，在本发明的一方式的反应分析装置中，也可以是所述处理部基于在所述存储部中存储的所述第一反应参数以及所述第二反应参数，计算反应流体的反应速度、多个反应物的浓度、反应流体中含有的生成物的浓度或收率中的至少一个。
11.另外，在本发明的一方式的反应分析装置中，也可以是包括控制部，该控制部比较由所述处理部确定的反应流体的反应状态和该反应状态的目标值，控制所述流动反应器中的反应流体的反应条件。
12.另外，在本发明的一方式的反应分析装置中，也可以是所述控制部进行使于所述流动反应器的流路出口的所述反应状态为所述目标值以上的第一控制。
13.另外，在本发明的一方式的反应分析装置中，也可以是所述控制部进行使从所述反应状态达到所述目标值起到所述流动反应器的流路出口为止的、反应流体的滞留时间最小化的第二控制。
14.为了实现上述目的，本发明的一方式的反应分析系统，是用于确定在流动反应器中流动的反应流体的反应状态的反应分析系统，包括：温度测定部，对沿着所述流动反应器的反应流路的反应流体的温度进行实测；以及前面记载的反应分析装置，所述处理部基于根据由所述温度测定部得到的实测结果而得到的、表示反应流体的反应状态的反应参数，确定反应流体的反应状态。
15.另外，在本发明的一方式的反应分析系统中，也可以是所述温度测定部以在所述反应流路中至少夹着反应流体的温度分布的峰位置的方式设置。
16.另外，在本发明的一方式的反应分析系统中，也可以是所述流动反应器具备：多个供给流路，分别供给用于化学反应的多个反应物；混合器，与所述多个供给流路连接，并混合多个反应物；以及反应流路，与所述混合器连接，使混合多个反应物而得到的反应流体流通。
17.另外，在本发明的一方式的反应分析系统中，也可以是所述流动反应器具备使反应流体的化学反应进行(促进)的催化剂。
18.另外，在本发明的一方式的反应分析系统中，也可以是具备对在所述流动反应器中流动的反应流体照射电磁波的电磁波照射装置。
19.另外，在本发明的一方式的反应分析系统中，也可以是具备对在所述流动反应器中流动的反应流体进行加热的加热装置。
20.另外，在本发明的一方式的反应分析系统中，也可以是具备对在所述流动反应器中流动的反应流体进行通电的通电装置。
21.为了实现上述目的，本发明的一方式的反应分析方法，是用于确定在流动反应器中流动的反应流体的反应状态的反应分析方法，包括：通过处理部，基于根据沿着反应流体的流动方向的反应刚开始后的反应流体的温度分布而得到的、表示反应流体的反应状态的反应参数，确定反应流体的反应状态。
22.另外，在本发明的一方式的反应分析方法中，也可以是通过所述处理部，将通过实测反应流体的温度而得到的实测结果、和通过估计反应刚开始后的反应流体的温度分布而得到的估计温度分布进行比较，从而获取所述反应参数。
23.另外，在本发明的一方式的反应分析方法中，也可以是所述估计温度分布通过估计反应刚开始后的反应流体的温度分布的控制方程式求出，所述控制方程式具有与反应刚
开始后的反应流体的温度分布的峰值有关的第一反应参数、和与反应刚开始后的反应流体的温度分布的峰位置有关的第二反应参数。
24.另外，在本发明的一方式的反应分析方法中，也可以是所述第一反应参数表示每单位物质的量的发热量，所述第二反应参数表示反应速度的温度依赖性。
25.根据本发明，能够在比以往更短的时间内检测反应速度等反应状态，而不实施多个实验。
26.参照附图，并根据以下所述的实施方式的详细说明，本发明的进一步的特征以及方式将变得明确。
附图说明
27.图1是表示第一实施方式的反应分析系统的结构例的框图。
28.图2是表示位置和温度的关系、时间和温度的关系的图。
29.图3是用于说明第一实施方式的根据反应场的温度分布计算反应参数的方法的图。
30.图4是第一实施方式的反应分析的处理过程，是用于基于沿着反应流体的流动方向的刚混合后的反应流体的温度分布来确定反应流体的反应状态的流程图。
31.图5是表示反应物和生成物的浓度的位置变化(时间变化)的图。
32.图6是表示第一实施方式的反应分析装置的结构例的图。
33.图7是表示第一实施方式的反应分析装置的连接例和结构例的图。
34.图8是表示第二实施方式的反应分析系统的结构例的框图。
35.图9是表示第二实施方式的一变形例的反应分析系统的结构例的框图。
36.图10是表示第二实施方式的一变形例的反应分析系统的结构例的框图。
37.图11是表示第二实施方式的一个变形例的反应分析系统的结构例的框图。
38.图12是表示第二实施方式的一变形例的反应分析系统的结构例的框图。
39.图13是表示第二实施方式的一变形例的反应分析系统的结构例的框图。
40.图14是表示第三实施方式的一变形例的反应分析系统的结构例的框图。
41.图15是表示第三实施方式的从反应分析开始的反应条件控制的处理过程的流程图。
42.图16是表示位置和估计温度的关系、位置和估计浓度的关系的图。
具体实施方式
43.参照优选的实施方式说明本发明的实施方式。本领域技术人员能够使用本发明的教导来实现本实施方式的多个代替单元，本发明并不限定于在此说明的优选的本实施方式。
44.本发明的一个方式提供一种反应分析装置、反应分析系统以及反应分析方法，其不实施多个实验，就能够以比以往更短的时间检测反应速度等反应状态。
45.以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。另外，在用于以下说明的附图中，为了使各部件为可识别的大小，适当变更了各部件的比例尺。
46.(第一实施方式)
47.首先，对本发明的第一实施方式进行说明。
48.<反应分析系统1的结构>
49.图1是表示第一实施方式的反应分析系统1的结构例的框图。如图1所示，反应分析系统1具备第一泵11、送液管111、第二泵12、送液管112、混合器13、反应管14(反应流路)、温度调节器15、温度测定部16以及反应分析装置20。温度测定部16具备第一温度测定部161(温度测定部)、第二温度测定部162(温度测定部)、第三温度测定部163(温度测定部)、以及第四温度测定部164(温度测定部)。流动反应器10包括第一泵11、送液管111、第二泵12、送液管112、混合器13和反应管14。反应分析装置20具备cpu 23(处理部)。
50.图1所示的流动反应器10具备分别供给用于化学反应的多个反应物的多个供给流路(第一泵11和送液管111、第二泵12和送液管112)和与这些多个供给流路连接并混合多个反应物的混合器13，从而形成流路状。
51.第一泵11经由送液管111与混合器13的第一导入口连接。第二泵12经由送液管112与混合器13的第二导入口连接。混合器13具有两个导入口和一个排出口。混合器13的排出口与用于混合多个反应物而得到的反应流体流通的反应管(反应流路)14连接。
52.温度测定部16例如具有多个在混合器13的前后沿着流路被配置的第一温度测定部161、第二温度测定部162、第三温度测定部163以及第四温度测定部164，以能够测定沿着反应管14的多个位置中的反应流体的温度。
53.第一温度测定部161设置在混合器13的输入侧，通过该第一温度测定部161，能够测量(估计)混合多个反应物而得到的反应流体的初始温度(混合器13的排出口的反应流体的温度)。
54.第二温度测定部162、第三温度测定部163以及第四温度测定部164设置在混合器13的输出侧的反应管14上，通过这些第二温度测定部162至第四温度测定部164，能够测量沿着反应流体的流动方向的刚混合后(反应刚开始后)的反应流体的温度(温度分布)。另外，“反应刚开始后”不是反应流体实际刚开始反应后的意思，而是反应流体刚被置于开始反应的状态后(在第一实施方式中，多个反应物刚被混合后)的意思。
55.送液管111、送液管112、混合器13及反应管14设置在温度调节器15内。
56.<反应分析系统1的动作(反应分析方法)>
57.反应分析系统1确定流动合成型的化学反应装置中的反应流体的反应状态。反应分析系统1测量反应前的温度和反应后的多个部位的温度，并基于测量的温度估计反应参数。投入到第一泵11和第二泵12的反应物可以是液体，也可以是气体。反应参数表示反应流体的反应状态，如后所述，例如是影响化学反应场的温度分布的参数。由反应分析系统1生成的生成物例如是肽合成物。
58.向第一泵11中投入第一反应物a。第一泵11将投入的第一反应物a例如以第一流速、第一流量经由送液管111(第一流路)供给到混合器13。
59.向第二泵12中投入第二反应物b。第二泵12将所投入的第二反应物b以第二流速、第二流量，经由送液管112(第二流路)供给到混合器13。
60.混合器13将从第一泵11供给的第一反应物a和从第二泵12供给的第二反应物b进行混合，并将混合后的生成物供给到反应管14。
61.从混合器13的排出口向反应管14供给生成物。在混合器13内部的空间内，开始第
一反应物a和第二反应物b的混合。而且，在流动反应器中，从混合器13内部开始，在反应管14内部发生反应，含有生成物的例如溶液在反应管14内移动。而且，在流动反应器中，含有生成物的例如溶液穿过反应管14被排出到反应管14的外部。
62.温度调节器15例如是恒温水槽，根据反应分析装置20的控制，将混合器13、反应管14的温度调节为规定的温度。
63.温度测定部16是测定化学反应场的温度的传感器，例如是热电偶。温度测定部16也可以是非接触型的、例如光学式温度传感器。温度测定部16检测沿着反应管14(反应流路)的反应流体的温度分布，将表示检测出的温度的温度信息(实测温度分布)输出到反应分析装置20。另外，化学反应场是在混合器的下游侧被混合后的反应物产生化学反应的区域。
64.第一温度测定部161设置在反应前的位置p1。另外，设置部位可以是第一泵11侧和第二泵12侧中的至少一个，也可以是第一泵11侧和第二泵12侧这两者。在第一泵11侧和第二泵12侧这两者设置第一温度测定部161的情况下，也可以将第一泵11侧的温度和第二泵12侧的温度的平均值输出到反应分析装置20。另外，平均值也可以由反应分析装置20算出。另外，测定混合器的上游侧的温度并不是必须的。例如，在反应物的温度被保持一定的情况下，不需要第一温度测定部161。
65.第二温度测定部162设置在反应后的位置p2。位置p2是位置p2至p4中最靠近混合器13的排出口的位置。第二温度测定部162测定位置p2的温度，并将表示测定的温度的信息输出到反应分析装置20。
66.第三温度测定部163设置在反应后的位置p3。位置p3是位置p2与位置p4之间的位置，距混合器13的排出口的距离比位置p2长。第三温度测定部163测定位置p3的温度，并将表示测定的温度的信息输出到反应分析装置20。
67.第四温度测定部164设置在反应后的位置p4。位置p4是在位置p2至p4中距离混合器13的排出口最远的位置。第四温度测定部164测定位置p4的温度，并将表示所测定的温度的信息输出到反应分析装置20。
68.反应分析装置20控制温度调节器15。反应分析装置20控制第一泵11和第二泵12的流量。反应分析装置20获取温度测定部16所输出的表示测定的温度的信息。反应分析装置20使用获取到的表示温度的信息，确定混合多个反应物而得到的反应流体的反应状态。反应状态例如是反应流体的反应速度、多个反应物的浓度、反应流体中所含的生成物的浓度或收率。反应分析装置20例如通过估计位置和温度的函数来分析反应。另外，估计方法等将在后面叙述。
69.另外，图1所示的结构是一个例子，不限于此。例如，也可以是如下的结构：在第一混合器中混合第一反应物和第二反应物而生成第一生成物，在第二混合器中混合该第一生成物和第三反应物而生成第二生成物。这种情况下，通过在第一混合器的前后(上下游侧)或仅在下游侧安装温度测定部，在第二混合器的前后(上下游侧)或仅在下游侧安装温度测定部，从而检测由第一混合器进行的第一反应物与第二反应物的刚混合后的反应流体的温度分布，并且检测由第二混合器进行的第一生成物与第三反应物的刚混合后的反应流体的温度分布。
70.<温度分布的例子>
71.接着，说明位置x和温度的关系例。
72.图2是表示位置和温度的关系以及时间和温度的关系的图，具体而言表示反应流体相对于反应管14中的、自混合器13起的流路距离的温度分布以及反应流体相对于由混合器13混合后的经过时间(反应时间)的温度分布的图。在图2中，下横轴为时间，上横轴为位置，纵轴为温度(℃)。
73.曲线g21是表示在流动反应器10中将第一反应物a和第二反应物b混合时通过温度测定部16得到的实测温度分布的曲线。此时，反应约t11后(距混合器13的排出口l11的位置)的实测温度为t12，反应t12后(距混合器13的排出口l12的位置)的实测温度为t13，反应t13后(距混合器13的排出口l13的位置)的实测温度为t14。关于将第一反应物a和第二反应物b混合时的反应参数，δh(第一反应参数)例如为180kj/mol，(第二反应参数)例如为74kj/mol。另外，反应参数δh、在后面叙述。
74.在此，对温度测定部16的安装位置进行说明。
75.温度测定部16中，第一温度测定部161安装在反应前的位置(图1的p1)。第二温度测定部162至第四温度测定部164安装在反应后的位置(图1的p2至p4)的位置。如图2所示，安装第二温度测定部162至第四温度测定部164的位置，优选为捕捉由第一反应物a和第二反应物b的反应热引起的刚反应后的反应流体的温度变化的位置。刚反应后的反应流体的温度变化是指温度变化的最大值或极大值那样的短时间内的温度变化。在刚反应后，由于反应物的浓度最高，因此反应速度大，每单位时间的发热量大，因此容易产生短时间内的温度变化。另外，所谓捕捉刚反应后的反应流体的温度变化的部位，是夹着温度变化的峰位置(成为最大值或极大值的距混合器13的流路距离或混合后的经过时间的位置)的配置部位，至少包括朝向温度变化的峰值(最大值或极大值的温度值)升温的部位和从温度变化的峰值降温的部位。
76.因此，在最大值的位置为l4的情况下，在捕捉该位置的最大值的变化的位置，例如在l3、l5、l6的位置安装第二温度测定部162至第四温度测定部164。
77.另外，在产生最大值的时间或位置不明的情况下，例如也可以在反应后安装3个以上的温度测定部16。而且，反应分析装置20也可以基于所测定的温度来选择捕捉刚反应后的温度的变化的部位的温度测定部16。
78.<根据反应场的温度分布计算反应参数的方法>
79.接着，对根据反应场的温度分布计算反应参数的方法进行说明。
80.图3是用于说明第一实施方式的根据反应场的温度分布计算反应参数的方法的图。标号g1的区域的图是参数调整前或参数调整中的温度分布例。在标号g1的区域的图中，横轴是位置，纵轴是温度。
81.实测值t1是于位置p1的温度。实测值t2是于位置p2的温度。实测值t3是于位置p3的温度。实测值t4是于位置p4的温度。
82.函数t1(x)是估计刚混合后的反应流体的温度分布的控制方程式(governing equation)的解，是温度相对于位置x的函数。
83.估计值t1(p1)是基于函数t1(x)的位置p1的温度的估计值。估计值t1(p2)是基于函数t1(x)的位置p2的温度的估计值。估计值t1(p3)是基于函数t1(x)的位置p3的温度的估计值。估计值t1(p4)是基于函数t1(x)的位置p4的温度的估计值。
84.即，图3中的标号g1的区域的图(函数t1(x)的曲线图)表示通过估计刚混合后的反应流体的温度分布而得到的估计温度分布。
85.δt1是于位置p1的估计值t1(p1)与实测值t1之差。δt2是于位置p2的估计值t1(p2)与实测值t2之差。δt3是于位置p3的估计值t1(p3)与实测值t3之差。δt4是于位置p4的估计值t1(p4)与实测值t4之差。
86.即，如果对通过实测反应流体的温度而得到的实测结果(在此为实测温度分布)、和通过估计刚混合后的反应流体的温度分布而得到的估计温度分布进行比较，则在标号g1的区域所示的例子中，由于使用的函数t1(x)不适当，因此在估计值和实测值之间产生较大的差。
87.标号g2的区域的图是参数调整后的温度分布例。在标号g2的区域的图中，横轴是位置，纵轴是温度。
88.函数t
n
(x)是估计刚混合后的反应流体的温度分布的控制方程式的解，并且是温度相对于位置x的函数。
89.估计值t
n
(p1)是基于函数t
n
(x)的位置p1的温度的估计值。估计值t
n
(p2)是基于函数t
n
(x)的位置p2的温度的估计值。估计值t
n
(p3)是基于函数t
n
(x)的位置p3的温度的估计值。估计值t
n
(p4)是基于函数t
n
(x)的位置p4的温度的估计值。
90.即，图3中的标号g1的区域的图(函数t
n
(x)的曲线图)表示通过估计刚混合后的反应流体的温度分布而得到的估计温度分布。
91.在图3中的标号g2的区域的图(函数t
n
(x)的曲线图)中，于位置p1的估计值t
n
(p1)与实测值t1之差即δt1、于位置p2的估计值t
n
(p2)与实测值t2之差δt2、于位置p3的估计值t
n
(p3)与实测值t3之差即δt3、以及于位置p4的估计值t
n
(p4)与实测值t4之差即δt4，在规定值以内微小，因此省略图示。
92.即，如果将通过实测反应流体的温度而得到的实测温度分布、与通过估计刚混合后的反应流体的温度分布而得到的估计温度分布进行比较，则在标号g2的区域所示的例子中，由于使用的函数t
n
(x)适当，所以估计值与实测值之差在规定值以内。在第一实施方式中，将估计值与实测值之差在规定值以内视为实测值与函数t
n
(x)一致。
93.在第一实施方式中，设定如下的反应参数：该反应参数使温度测定部16(第二温度测定部162至第四温度测定部164)在各温度测定位置(相当于各位置x)的反应流体的温度的实测值、与基于函数t
n
(x)的各位置x的反应流体的温度的估计值之差在规定值内。
94.这里，对反应参数、函数t
n
(x)进行说明。
95.函数t
n
(x)是估计刚混合后的反应流体的温度分布的控制方程式的解，如下式(1)所示，是位置x、反应参数δh、的函数。
96.【数学式1】
[0097][0098]
或者，函数t
n
(x)如下式(2)这样，是位置x、反应参数δh、e
a
的函数。
[0099]
【数学式2】
[0100]
t
n
(x)≈f(x，δh，e
a
)
···
(2)
[0101]
反应参数δh是摩尔反应焓(kj/mol)。摩尔反应焓是表示每摩尔(每单位物质的
量)的反应热的量。反应参数δh与位置和温度的关系的图3的曲线图中的最大值(或极大值)、即刚混合后的反应流体的温度分布的峰值有关。
[0102]
反应参数是活化自由能(kj/mol)。活化自由能是指反应前和反应过渡状态的自由能的差，表示反应速度的温度依赖性。反应参数与刚混合后的反应流体的温度分布的峰值以及峰位置有关。
[0103]
反应参数e
a
为活化能(kj/mol)。活化能是表示反应速度和温度的关系的阿雷尼厄斯(arrhenius)公式的参数，是反应前和反应过渡状态的能量之差，表示反应速度的温度依赖性。反应参数e
a
与刚混合后的反应流体的温度分布的峰值及峰位置有关。
[0104]
另外，在以下的说明中，温度的实测值(温度分布测量值)t0(x)由下式(3)表示。
[0105]
【数学式3】
[0106]
t0(x)＝(t1，t2，t3，t4)
…
(3)
[0107]
接着，说明反应分析系统1中的反应分析的处理过程例。
[0108]
图4是第一实施方式的反应分析的处理过程，并且是用于基于沿着反应流体的流动方向的刚混合后的反应流体的温度分布来确定反应流体的反应状态的流程图。另外，在以下的处理中，说明反应参数为δh、的情况。
[0109]
(步骤s11)反应分析装置20获取与温度测定部16所测量的温度相关的信息(通过实测反应流体的温度而得到的实测温度分布)。由此，反应分析装置20读入温度分布测量值t0(x)。另外，反应分析装置20存储被设置温度测定部16的位置x(图1的p1至p4)。
[0110]
(步骤s12)反应分析装置20临时设定反应参数δhn、并计算温度分布计算值t
n
(x)(获取通过估计刚混合后的反应流体的温度分布而得到的估计温度分布)。另外，反应分析装置20在步骤s12的处理为第一次的情况下，将反应参数δh1、设定为自身所存储的例如初始值，并计算出温度分布计算值t1(x)。
[0111]
(步骤s13)反应分析装置20计算由函数t
n
(x)估计的各位置pm(m例如为1至4的整数)的温度估计值、与由温度测定部16实测的各位置pm的温度实测值tm之差δtm(比较实测温度分布和估计温度分布)。反应分析装置20在温度的测定部位为4个的情况下，通过判别δt1(＝t1－t
n
(p1))、δt2(＝t2－t
n
(p2))、δt3(＝t3－t
n
(p3))、δt4(＝t4－t
n
(p4))是否全部在本装置存储的规定值以内，来判别t
n
(x)是否与t0(x)大致一致。反应分析装置20在判别为t
n
(x)与t0(x)大致一致的情况下(步骤s13；“是”)，进入步骤s15的处理。反应分析装置20在判别为t
n
(x)与t0(x)不大致一致的情况下(步骤s13；“否”)，进入步骤s14的处理。另外，在实测温度分布和估计温度分布的比较中使用的规定值可以对各测定部位共同设定，也可以对各测定部位分别设定。
[0112]
(步骤s14)反应分析装置20调整反应参数的值。例如，在δt1至δt4全部为正的情况下，使反应参数δh为比δh1大的值，以提高最大值的高度。例如，在δt1至δt4全部为负的情况下，使反应参数δh为比δh1小的值，以降低最大值的高度。处理后，反应分析装置20返回步骤s12的处理。另外，假设在仅δt2为负、其他为正的情况下(例如估计温度分布的峰位置与测量出的温度分布相比位于后方的情况下)，使为较小的值，以使估计温度分布的峰位置位于前方。
[0113]
(步骤s15)反应分析装置20输出反应参数δh、
[0114]
(步骤s16)反应分析装置20计算生成物和反应物的浓度分布p(x)，并输出所计算出的生成物和反应物的浓度分布p(x)。
[0115]
另外，在反应参数为δh、的情况下，反应分析装置20算出并输出的生成物和反应物的浓度分布p(x)，通过求解下式(4)的微分方程式而得到。
[0116]
【数学式4】
[0117][0118]
在式(4)中，[a]是第一反应物a的浓度，[b]是第二反应物b的浓度，h是普朗克常数(6.62607004
×
10
‑
34
(m2kg/s))，k
b
是波尔兹曼常数(1.380649
×
10
‑
23
(jk
‑1))，r是气体常数，t是流体的温度。
[0119]
另外，在反应参数为δh、e
a
的情况下，反应分析装置20算出并输出的生成物和反应物的浓度分布p(x)如下式(5)所示。
[0120]
【数学式5】
[0121][0122]
在式(5)中，[a]是第一反应物a的浓度，[b]是第二反应物b的浓度，a是阿雷尼厄斯式(arrhenius equation)中的频率因子，r是气体常数，t是流体的温度。
[0123]
图5是表示反应物和生成物的浓度的位置变化(时间变化)的图。在图5中，下横轴为时间，上横轴为位置，纵轴为反应物以及生成物的浓度。另外，相对于第一反应物a和第二反应物b的纵轴的值表示反应物的浓度。另外，图5是反应分析装置20使用求出的反应参数和式(4)或式(5)来求生成物和反应物的浓度分布p(x)，将求出的浓度换算成收率的结果例。另外，收率是指反应中产量相对于理论产量的比率。产量是实际得到的生成物的量。理论产量是相对于使用的底物(基質)或试剂理论上可得到的最大量。
[0124]
曲线g31是混合后的第一反应物a的时间和浓度的关系、位置和浓度的关系。
[0125]
曲线g32是混合后的第二反应物b的时间和浓度的关系、位置和浓度的关系。
[0126]
曲线g33是混合后的生成物的时间和收率的关系、位置和收率的关系。
[0127]
在图5的例子中，在t1至t2，第一反应物a的浓度大致为0，在t1至t2，第二反应物b的浓度收敛到[b]x，在t1至t2，生成物的浓度收敛到[p]x。
[0128]
这样，在第一实施方式中，通过使用实测值估计反应参数，能够估计流动反应器中的任意位置以及任意时间的、反应物和生成物的浓度和反应速度。
[0129]
另外，通过估计浓度，能够估计流动反应器中的任意位置以及任意时间的生成物的收率。
[0130]
<反应分析装置20的结构例>
[0131]
接着，说明反应分析装置20的结构例。
[0132]
图6是表示第一实施方式的反应分析装置20的结构例的图。如图6，反应分析装置20具备外部存储装置21、内部存储装置22、cpu 23、输入装置24以及输出装置25。外部存储装置21具备实验数据存储部211、流体物理性能数据存储部212、反应器热特性数据存储部
213、反应数据存储部214、运算数据存储部215以及反应分析程序存储部216。
[0133]
外部存储装置21、内部存储装置22、cpu 23、输入装置24以及输出装置25经由系统总线26连接。
[0134]
实验数据存储部211存储实验数据(例如，通过各种传感器等实测的温度等)。流体物理性能数据存储部212存储作为分析所需的常数或变量的流体物理性能数据(例如，密度、比热、热导率、粘性系数等)。反应器热特性数据存储部213存储作为分析所需的常数或变量的反应器热特性数据(例如，流动反应器中的壁面的热导率、比热等)。反应数据存储部214存储反应数据(例如，是与化学反应式相关的数据、即反应参数等)。运算数据存储部215存储运算数据(例如，用数学式求解的温度、流速、浓度等各种分布)。反应分析程序存储部216存储反应分析程序(例如，求解用于计算估计温度分布的模拟的程序等)。
[0135]
内部存储装置22暂时存储分析中的数据(例如，反应参数、各种分布等)。
[0136]
cpu 23例如是个人计算机，进行反应分析系统1的控制、数据的获取、数据的分析、估计。
[0137]
输入装置24例如是键盘、鼠标、设置在显示装置上的触摸面板传感器等，是检测使用者的操作的装置。
[0138]
输出装置25是液晶显示装置、有机el(电致发光(electro luminescence))显示装置、打印机等输出装置。
[0139]
图7是表示第一实施方式的反应分析装置20的连接例和结构例的图。如图7，cpu 23具备控制部231、计算部232、判定部233以及参数调整部234。实验数据存储部211、流体物理性能数据存储部212、反应器热特性数据存储部213、反应数据存储部214、运算数据存储部215，与控制部231连接。
[0140]
控制部231获取温度测定部16的反应流体的温度的实测值(图4的步骤s11的处理)。控制部231将估计出的反应参数δh、(或e
a
)输出到反应数据存储部214(图4的步骤s15的处理)。另外，控制部231也可以控制温度调整器15的设定温度(反应物以及反应流体的温度)。另外，控制部231也可以控制第一泵11和第二泵12的设定流量(反应物以及反应流体的流量)。
[0141]
计算部232计算温度分布计算值t
n
(x)(图4的步骤s12的处理)。计算部232计算生成物和反应物的浓度分布p(x)(图4的步骤s16的处理)。
[0142]
判定部233通过判别温度测定部16的温度的实测值与基于温度分布计算值t
n
(x)的温度的估计值之差是否全部在本装置存储的规定值以内，来判别t
n
(x)是否与t0(x)大致一致(图4的步骤s13的处理)。
[0143]
参数调整部234调整反应参数δh、(或e
a
)(图4的步骤s14的处理)。
[0144]
另外，图6、图7所示的结构是一个例子，不限于此。例如，外部存储装置21也可以经由网络与内部存储装置22、cpu 23、输入装置24和输出装置25连接。另外，内部存储装置22也可以具备外部存储装置21的各存储部。
[0145]
<表示温度分布的函数t
n
(x)>
[0146]
在此，说明表示温度分布的函数t
n
(x)的求取方法的一例。
[0147]
cpu 23通过将下面的3个式子例如近似(approximation)为一维空间来进行求解，从而求出表示温度分布的函数t
n
(x)。另外，cpu 23在近似时，也可以将3个式例如近似为二
维空间以上以进行求解。
[0148]
流体模拟中的控制方程式包括下式(6)的质量守恒式、下式(7)的动量守恒式、下式(8)的能量守恒式这3个。
[0149]
【数学式6】
[0150][0151]
【数学式7】
[0152][0153]
【数学式8】
[0154][0155]
在式(6)至式(8)中，ρ
s
是化学物种s的密度，u是反应流体的流速矢量，m
s
是化学物种s的分子量，j
s
是化学物种s的扩散质量通量，ω
·
s
是化学物种s的摩尔生成速度，ρ是反应流体的密度，p是反应流体的压力。i是单位张量，v是粘性应力张量，t是反应流体的温度，h
s
是化学物种s的摩尔生成焓，n是生成物的数量(种类)，cv是反应流体的定容比热。
[0156]
另外，在上述例子中，说明了将第一反应物和第二反应物混合时得到的生成物是1个的例子，但生成物也可以是2个以上。
[0157]
在用以往的方法估计流动反应器中的反应物的浓度、生成物的浓度以及收率和它们的反应速度的情况下，由于用逐次接近法(cut and try)进行，所以处理花费1天左右。根据第一实施方式，通过测量流路状的反应器(流动反应器)的温度分布，不实施多个实验就能够在短时间内计算出化学反应的活化自由能等的反应参数。根据第一实施方式，通过使用计算出的反应参数实施反应模拟，即使在变更了浓度、温度等运转条件或反应器的构造的情况下，也能够分析反应中的任意位置的生成物的生成速度和浓度。
[0158]
另外，根据第一实施方式，通过进行混合器前后的温度测量，也能够应对从刚混合后开始进行的反应。
[0159]
另外，根据第一实施方式，通过使用包含动量守恒定律的流体模拟，即使是如流体本身成为反应物的气体那样流速变化大的对象也能够应对。
[0160]
另外，根据第一实施方式，能够使用估计出的反应参数，几秒左右实时地估计于流路状的任意位置的生成物的浓度。
[0161]
另外，根据第一实施方式，由于能够几秒左右实时地估计于流路状的任意位置的生成物的浓度，因此反应条件的最优化所需的工时能够缩短到以往的1/100以下左右。另外，在现有方法中，由于参数较多，因此需要进行逐次接近，所以工时较多。
[0162]
另外，根据第一实施方式，由于能够缩短浓度测量和参数计算等的工时，所以能够实现高吞吐量化，即，将在化学信息学(chemo informatics)中一直成为课题的条件下的数
据获取的效率为100倍以上左右。
[0163]
另外，根据第一实施方式，通过从于流路状的任意位置的生成物的估计的浓度换算成收率，也能够应用于最佳的流路长度、反应器的流路内径、流路壁厚、材质等热特性这样的反应器的硬件设计。
[0164]
在此，关于收率，由第一反应物a和第二反应物b产生1个生成物p时的时间t的收率如下式(9)所示。
[0165]
【数学式9】
[0166]
收率(t)＝[p](t)/min{[a]0，[b]0}
…
(9)
[0167]
在上式中，[p](t)是于时间t的生成物p的浓度，[a]0是第一反应物a的投入浓度，[b]0是第二反应物b的投入浓度，min是提取最小值的函数。
[0168]
<应用例>
[0169]
第一实施方式的反应分析系统1例如可以应用于以下的装置或系统。
[0170]
第一应用例是用于反应监测的软传感器。在该应用例中，能够根据温度测量结果实时地计算反应物、生成物的浓度。
[0171]
第二应用例是基于第一应用例的软传感器的输出结果，通过控制温度或流量、材料的浓度、后述的反应流路的切换等的运转条件来控制化学反应的系统。在该应用例中，不对反应流体进行采样来进行生成物的浓度测量等，而能够在线实时监测反应的同时来控制反应。
[0172]
第三应用例是使用第二应用例的反应控制系统，生产医药品的原药或精细化工类的功能性原材料的生产技术。在该应用例中，不对反应流体进行采样来进行生成物的浓度测量等，而能够在线实时监测反应流体(反应)的同时生产原材料。
[0173]
另外，上述的应用例是一例，并不限于此。也可以将反应分析系统1应用于其他系统、装置、工序等。
[0174]
如上那样的反应分析系统1及反应分析装置20不仅可以应用于通过多个反应物的混合而进行反应流体的化学反应的流动反应器10，也可以应用于以下的第二实施方式所示的流动反应器10。
[0175]
(第二实施方式)
[0176]
以下，对本发明的第二实施方式进行说明。在以下的说明中，对与上述实施方式相同或等同的结构标注相同的标号，简化或省略其说明。
[0177]
图8是表示第二实施方式的反应分析系统1a的结构例的框图。图8所示的反应分析系统1a具备通过反应流体与催化剂30的接触进行反应流体的化学反应的流动反应器10。流动反应器10具备送液管111、反应管14、排出管113和催化剂30。
[0178]
在反应管14中收容催化剂30。反应管14具有一个导入口和一个排出口。在反应管14的导入口连接有送液管111。在反应管14的排出口连接有排出管113。
[0179]
温度测定部16具有第一温度测定部161至第五温度测定部165。第一温度测定部161设置在反应管14的上游侧(反应前)的送液管111的位置p1。第二温度测定部162至第五温度测定部165在反应管14中沿着反应流体的流动按照位置p2至位置p5的顺序设置。第二温度测定部162至第五温度测定部165能够测量沿着反应流体的流动方向与催化剂30刚接触后(反应刚开始后)的反应流体的温度(温度分布)。
[0180]
反应分析装置20获取温度测定部16输出的表示测定的温度的信息。反应分析装置20使用获取的表示温度的信息，确定由反应流体与催化剂30的接触引起的反应流体的反应状态。
[0181]
图9是表示第二实施方式的一变形例的反应分析系统1b的结构例的框图。
[0182]
图9所示的反应分析系统1b具备通过对反应流体的照射电磁波31a进行反应流体的化学反应的流动反应器10。反应分析系统1b具备电磁波照射装置31。电磁波照射装置31向流动反应器10的反应流路照射电磁波31a。
[0183]
温度测定部16具备第一温度测定部161至第五温度测定部165。第一温度测定部161设置在比电磁波31a的照射范围靠上游侧(反应前)的位置p1。第二温度测定部162至第五温度测定部165在电磁波31a的照射范围内，沿着反应流体的流动按照位置p2至位置p5的顺序设置。第二温度测定部162至第五温度测定部165能够测量沿着反应流体的流动方向的、电磁波31a刚照射后(反应刚开始后)的反应流体的温度(温度分布)。
[0184]
反应分析装置20获取温度测定部16输出的表示测定的温度的信息。反应分析装置20使用所获取的表示温度的信息，确定对反应流体照射电磁波31a而引起的反应流体的反应状态。
[0185]
图10是表示第二实施方式的一变形例的反应分析系统1c的结构例的框图。
[0186]
图10所示的反应分析系统1c与图9所示的反应分析系统1b相同，具备通过对反应流体照射电磁波31a来进行反应流体的化学反应的反应器流10。流动反应器10具备送液管111、螺旋状的反应管14、排出管113以及电磁波照射装置31。
[0187]
反应管14以螺旋状环绕电磁波照射装置31的周围。电磁波照射装置31从螺旋状的反应管14的径向内侧朝向外侧照射电磁波31a。
[0188]
温度测定部16具备第一温度测定部161至第五温度测定部165。第一温度测定部161设置在比电磁波31a的照射范围靠上游侧(反应前)的送液管111的位置p1。第二温度测定部162至第五温度测定部165在电磁波31a的照射范围即反应管14中，沿着反应流体的流动按照位置p2至位置p5的顺序设置。第二温度测定部162至第五温度测定部165能够测量沿着反应流体的流动方向的电磁波31a的刚照射后(反应刚开始后)的反应流体的温度(温度分布)。
[0189]
反应分析装置20获取温度测定部16输出的表示测定的温度的信息。反应分析装置20使用所获取的表示温度的信息，确定对反应流体照射电磁波31a而引起的反应流体的反应状态。
[0190]
图11是表示第二实施方式的一变形例的反应分析系统1d的结构例的框图。
[0191]
图11所示的反应分析系统1d具备通过对反应流体进行加热而进行反应流体的化学反应的流动反应器10。反应分析系统1d具备对在流动反应器10中流动的反应流体进行加热的加热装置32(加热器)。加热装置32沿着流动反应器10的反应流路配置。
[0192]
温度测定部16具备第一温度测定部161至第四温度测定部164。第一温度测定部161设置在比与加热装置32的对置区域靠上游侧(反应前)的位置p1。第二温度测定部162至第四温度测定部164在与加热装置32的对置区域中，沿着反应流体的流动按照位置p2至位置p4的顺序设置。第二温度测定部162至第四温度测定部164能够测量沿着反应流体的流动方向的刚加热后(反应刚开始后)的反应流体的温度(温度分布)。
[0193]
反应分析装置20获取温度测定部16输出的表示测定的温度的信息。反应分析装置20使用所获取的表示温度的信息，确定对反应流体进行加热而引起的反应流体的反应状态。
[0194]
图12是表示第二实施方式的一变形例的反应分析系统1e的结构例的框图。
[0195]
与图11所示的反应分析系统1d同样地，图12所示的反应分析系统1e具备通过对反应流体进行加热而进行反应流体的化学反应的流动反应器10。流动反应器10具备送液管111、螺旋状的反应管14、排出管113以及加热装置32。
[0196]
反应管14以螺旋状环绕加热装置32的周围。加热装置32从径向内侧加热螺旋状的反应管14。
[0197]
温度测定部16具备第一温度测定部161至第五温度测定部165。第一温度测定部161设置在比反应管14靠上游侧(反应前)的送液管111的位置p1。第二温度测定部162至第五温度测定部165在与加热装置32的对置区域即反应管14中，沿着反应流体的流动按照位置p2至位置p5的顺序设置。第二温度测定部162至第五温度测定部165能够测量沿着反应流体的流动方向的刚加热后(反应刚开始后)的反应流体的温度(温度分布)。
[0198]
反应分析装置20获取温度测定部16输出的表示测定的温度的信息。反应分析装置20使用所获取的表示温度的信息，确定通过对反应流体进行加热而引起的反应流体的反应状态。
[0199]
图13是表示第二实施方式的一变形例的反应分析系统1f的结构例的框图。
[0200]
图13所示的反应分析系统1f具备通过对反应流体通电电流而进行反应流体的化学反应的流动反应器10。反应分析系统1f具备对在流动反应器10中流动的反应流体进行通电的通电装置33。通电装置33具备夹着流动反应器10的反应流路配置的一对电极33a。
[0201]
温度测定部16具备第一温度测定部161至第五温度测定部165。第一温度测定部161设置在比一对电极33a的对置区域靠上游侧(反应前)的位置p1。第二温度测定部162至第五温度测定部165在一对电极33a的对置区域中，沿着反应流体的流动按照位置p2至位置p5的顺序设置。第二温度测定部162至第五温度测定部165能够测量沿着反应流体的流动方向的刚通电之后(反应开始之后)的反应流体的温度(温度分布)。
[0202]
反应分析装置20获取温度测定部16输出的表示测定的温度的信息。反应分析装置20使用获取的表示温度的信息，确定对反应流体通电电流引起的反应流体的反应状态。
[0203]
如以上那样的反应分析系统1(1a至1f)以及反应分析装置20不仅能够确定各种流动反应器10中的反应流体的反应状态，还能够应用于以下的第三实施方式所示那样的基于确定的反应状态的估计值(反应物的估计浓度等)的、反应流体的反应条件的控制。
[0204]
(第三实施方式)
[0205]
以下，对本发明的第三实施方式进行说明。在以下的说明中，对与上述实施方式相同或等同的结构标注相同的标号，简化或省略其说明。
[0206]
图14是表示第三实施方式的反应分析系统1g的结构例的框图。
[0207]
图14所示的反应分析系统1g具备送液管111、反应管14以及多个排出管113a至113d。另外，在反应管14上设置有上述的催化剂30、电磁波照射装置31、加热装置32以及通电装置33中的任意一个。
[0208]
温度测定部16具备第一温度测定部161至第十温度测定部170。第一温度测定部
161设置在反应管14的上游侧(反应前)的送液管111的位置p1。第二温度测定部162至第一0温度测定部170在反应管14中沿着反应流体的流动按照位置p2至位置p10的顺序设置。
[0209]
在反应管14上设有多个阀114a至阀114c。具体而言，阀114a设置在位置p4和位置p5之间。阀114b设置在位置p7和位置p8之间。阀114c设置在位置p10的下游侧。
[0210]
排出管113a连接在反应管14的阀114a的上游侧、即位置p3和位置p4之间。在排出管113a上设置有阀113a。排出管113b连接在反应管14的阀114a的下游侧且阀114b的上游侧、即位置p6和位置p7之间。在排出管113b上设置有阀113b。
[0211]
排出管113c连接在反应管14的阀114b的下游侧且阀114c的上游侧、即位置p9和位置p10之间。在排出管113c上设置有阀113b。排出管113d连接在反应管14的阀114c的下游侧、即反应管14的排出口。
[0212]
阀113a至阀113c以及阀114a至阀114c与反应解析装置20连接，并且由控制部231(参照上述的图7)控制，进行反应流路的切换、反应流体的流量的调整。控制部231将表示上述确定的反应流体的反应状态的估计值与规定的目标值进行比较，控制流动反应器10中的反应流体的反应条件。
[0213]
例如，在反应管14中设置有催化剂30的情况下，反应流体的反应条件可以通过切换流动反应器10中的反应流路来控制。具体而言，通过关闭反应管14的阀114a，打开排出管113a的阀113a，由此从排出管113a排出反应流体，能够缩短反应流体在反应管14中与催化剂30接触的距离。同样，为了从排出管113a至排出管113d中的任一个排出反应流体，通过对阀113a至阀113c以及阀114a至阀114c进行开闭，能够控制反应流体的反应条件。
[0214]
另外，在反应管14上设置电磁波照射装置31、加热装置32以及通电装置33中的任意一个的情况下也同样地，反应流体的反应条件可以通过切换流动反应器10中的反应流路来控制。另外，在电磁波照射装置31、加热装置32以及通电装置33的情况下，反应流体的反应条件即使不切换反应流路也能够控制。例如，在电磁波照射装置31的情况下，通过使未图示的电磁波屏蔽壁移动，使电磁波31a的照射范围可变，或使电磁波的照射的输出可变，能够控制反应条件。另外，在加热装置32的情况下，通过使加热温度可变，能够控制反应条件。另外，在通电装置33的情况下，通过使通电量可变，能够控制反应条件。
[0215]
图15是表示第三实施方式的从反应分析开始的反应条件控制的处理过程的流程图。图16是表示位置与估计温度的关系、位置与估计浓度的关系的图。
[0216]
控制部231按照图15所示的流程图，控制反应流体的反应条件。另外，在第三实施方式中，流体模拟中的控制方程式使用改良了上述式(8)后的、下式(10)所示的能量守恒式。
[0217]
【数学式10】
[0218][0219]
式(10)是在上述式(8)中追加了q的式子。在流动反应器10中，当通过对反应流体照射电磁波而进行反应流体的化学反应时，q由下式(11)表示。另外，在流动反应器10中，在
通过对反应流体通电电流而进行反应流体的化学反应的情况下，q由下式(12)表示。另外，q在上述以外的情况下为0(零)。
[0220]
【数学式11】
[0221]
q＝f(κ，i)
…
(11)
[0222]
【数学式12】
[0223]
q＝f(σ，i)
…
(12)
[0224]
式(11)考虑了伴随反应流体的电磁波的照射引起的辐射发热的发热，κ是辐射的吸收系数，i是电磁波照射装置31的输出。另外，式(11)可以严格地根据辐射分析或电磁场分析来计算。式(12)考虑了由反应流体的通电引起的电热发热，σ为电导率，i为电流值。另外，式(12)可以严格地根据电磁场分析来计算。
[0225]
图15所示的流程图是在上述图4所示的步骤s11至步骤s16中追加了步骤s17以及步骤s18的流程图。因此，步骤s11至步骤s16的说明由于重复而省略。
[0226]
(步骤s17)控制部231根据在步骤s16中计算出的生成物和反应物的浓度分布p(x)，求出于流动反应器10的流路出口(x＝反应管14的排出口)的估计值p，判定估计值p是否在规定的目标值p
set
以上。进而，判定从估计值p达到规定的目标值p
set
起到流动反应器10的流路出口为止的、反应流体的滞留时间(time)是否为最小化(minimum)。控制部231在步骤s17中的判定为“否”的情况下，转移到步骤s18。
[0227]
(步骤s18)控制部231进行使于流动反应器10的流路出口的估计值p为目标值p
set
以上的第一控制、和使从估计值p达到目标值p
set
起到流动反应器10的流路出口为止的反应流体的滞留时间为最小化的第二控制。另外，第二控制是用于抑制反应流体的副反应的控制。
[0228]
作为第一控制的具体例，在于流量反应器10的流路出口的估计值p(估计浓度)低于目标值p
set
(目标浓度)的情况下(p！(x)<p
set
的情况下)，控制部231控制阀114a至阀114c，降低反应流体的流量，延长反应流路中的滞留时间，由此延长反应时间。另外，例如，控制部231控制阀113a至阀113c以及阀114a至阀114c，切换反应流路，延长流路长度，由此延长反应时间。另外，例如，控制部231提高致动器(电磁波照射装置31、加热装置32以及通电装置33)的输出，提高反应流体的反应性等。
[0229]
作为第二控制的具体例，在估计值p(估计浓度)达到目标值p
set
(目标浓度)起到流动反应器10的流路出口为止的滞留时间较长的情况下，控制部231控制阀114a至阀114c，提高反应流体的流量，缩短反应流路中的滞留时间。另外，例如，控制部231控制阀113a至阀113c以及阀114a至阀114c，切换反应流路，缩短流路长度，由此缩短反应时间。另外，例如，控制部231降低致动器(电磁波照射装置31、加热装置32以及通电装置33)的输出，降低反应流体的反应性，由此延长至到达目标值p
set
(目标浓度)为止的时间。
[0230]
步骤s18之后，返回步骤s11，与上述第一实施方式同样地求出生成物和反应物的浓度分布p(x)。然后，在步骤s17的判定中成为“是”的情况下，作为得到了理想的反应条件而结束处理。
[0231]
根据以上那样的第三实施方式，不仅可以确定各种流动反应器10中的反应流体的反应状态，还可以控制流动反应器10中的反应条件，以抑制反应流体的副反应并得到目标浓度的反应物。
[0232]
以上，使用实施方式对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明并不限定于这样的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形以及置换。
[0233]
例如，在上述一个实施方式中，为了掌握反应流体的温度分布的峰位置，根据温度测定部16的一部分(例如以夹着反应流体的温度分布的峰位置的方式配置的第二温度测定部162以及第三温度测定部163)检测出反应流体的温度分布的峰位置。这样，虽然温度测定部在流动反应器的反应流路中设置在多个部位，但在事先能够设想反应流体的温度分布的峰位置位于第一个温度测定部的前后的哪一处的情况下，温度测定部也可以仅为该第一个。具体而言，相当于将第一个温度测定部设置在反应流体的反应开始点的附近的情况。在该情况下，在反应流体的流速足够快的情况下，设想为温度峰出现在该第一个温度测定部的后方，因此即使温度测定部仅为一个，也能够根据其实测结果由上述的控制方程式得到估计温度分布。
[0234]
另外，在上述一实施方式中，在图15所示的步骤s18中，进行使流动反应器10的流路出口的估计值p为目标值p
set
以上的第一控制、和使估计值p达到目标值p
set
起到流动反应器10的流路出口为止的反应流体的滞留时间最小化的第二控制，但由于有时不需要第二控制，所以也可以仅进行第一控制。
[0235]
在本说明书中，表示“前、后、上、下、右、左、垂直、水平、纵、横、行和列”等方向的词语，言及本发明的装置中的这些方向。因此，本发明说明书中的这些词语应该在本发明的装置中相对地解释。
[0236]“被构成”这一词语是为了执行本发明的功能而构成的，或者为了表示装置的构成、要素、部分而使用。
[0237]
进而，在权利要求中表述为“装置加功能(means plus function)”的词语，应该包含能够用于执行本发明所包含的功能的所有构造。
[0238]“单元”这一词语用于表示构成要素、单元、硬件或为了执行所希望的功能而编程的软件的一部分。硬件的典型例子是设备或电路，但不限于此。
[0239]
以上，说明了本发明的优选实施例，但本发明不限于这些实施例。在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以进行结构的附加、省略、置换以及其他的变更。本发明并不限定于上述的说明，仅由所附的权利要求书限定。