Technisco Co, Ltd [代表董事：关谷敬三]（以下简称“Technisco”）是国立先进产业科学技术研究所[会长：中钵良二]（以下简称“AIST”）集成微系统研究中心[研究中心主任 Hiroshi Hiroshima] 化学生物界面研究小组与研究小组组长 Tomoya Inoue 合作，尺寸为 12 cm x 18 cm流动反应器
这一次，Tecnisco十字边缘®微加工技术MEMS使用该工艺，是AIST的种子技术微反应器已扩大至 12 厘米 x 18 厘米。每个反应器的产能提高了10倍以上。从反应风险管理的角度来看，医药产品和精细化工人们非常期望将其应用于制造用的流动反应器。
该技术的详细信息将于 2015 年 8 月 27 日至 28 日在东京国际展示场举行的 JST Fair 2015 上公布。
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| 发达流动反应器 |
最近，常规批处理替换流动反应系统正在引起人们的注意。特别是近年来，全球主要制药公司纷纷宣布采用流动反应系统技术，其用途有望扩大。
然而，由于加工技术的限制，该系统所使用的反应器结构有限，限制了其可应用的反应，特别不适合使用固体催化剂的反应。
AIST 一直在开发一种独特的微反应器，这是一种利用微加工技术来提高传热和传质效率的流动反应器。特别是，在通过氢气和氧气直接反应生产过氧化氢方面，我们开发了一种反应器，可以在比传统条件更低的压力和室温下以高效率生产实用浓度为10%的过氧化氢。关键是我们能够利用微反应器技术避免氢气和氧气爆炸的风险，并且能够创造最佳的反应场并保持反应条件温和（2010年9月14日日产AIST-三菱瓦斯化学联合新闻公告）。
10%过氧化氢的初始产能为40克/天，因此通过与Technisco的联合研究，我们的目标是通过增加流动反应器的尺寸并并联运行来提高产能。
这项研究和开发得到了国家研究开发机构日本科学技术振兴机构委托项目“研究成果最佳扩展支持计划（A-STEP）高风险挑战型（2013-2012财年）”的支持，是AIST面向实际应用的桥梁活动的一部分。
这次，Tecnisco的Cross Edge微反应器技术是AIST的种子技术®我们采用微细加工技术，高精度制造了B6尺寸（12厘米x 18厘米）的流动反应器。该流动反应器由三层玻璃基板组成。图1显示了流动反应器的整流机构，该反应器具有高精度三维构建的50μm宽通道和亚毫米宽通道。 B6尺寸流动反应器的制造工艺采用整块8英寸玻璃基板或硅基板8英寸工艺由于某一道工序的缺陷直接导致成品率为零，因此每道工序的无差错执行非常重要。 Technisco 十字边®采用微加工技术，在微通道内部形成划痕(碎裂等），提高了尺寸精度，并提高了凹槽基板之间的粘附力，使得使用8英寸MEMS工艺制造流动反应器成为可能，这在世界上是前所未有的。此外，Tecnisco 正在构建一个环境，可以使用支持 8 英寸基板的 MEMS 工艺制造流动反应器等微流体设备。
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| 图1 B6尺寸流动反应器的整流机理 |
过氧化氢生产的热值约为190 kJ/mol，但随着流动反应器变大，与反应相关的热量积聚并达到高温，导致产生的过氧化氢进一步反应并转化为水的问题。 Technisco通过将导热性良好的硅基板粘合到新开发的玻璃流动反应器上，开发出具有优异排热效率的流动反应器。这使得仅通过空气冷却即可去除足够的热量。例如，当使用玻璃流动反应器（图2，左）时，即使在反应器温度快速升至80°C左右的反应条件下，在具有增强排热功能的流动反应器（图2，右）中，反应器温度仍保持在50°C以下，使稳定反应成为可能。此外，过氧化氢的产率也得到提高。
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| 图 2 由玻璃制成的 B6 尺寸流动反应器（左）和使用硅树脂增强散热的流动反应器（右） |
此外，我们还证明，通过并行运行四个反应器，可以以 2 千克/天的规模生产 10% 的过氧化氢。在并联操作中，必须将反应流体（用于直接生产过氧化氢的氢气、氧气和水）均匀地供应到每个反应器，但 Tecnisco 的 Cross Edge®微加工技术提高了可操作性，简化了结构，并实现了更顺畅的并行操作（图3）。
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| 图3 使用硅增强散热的反应堆的4并联运行 |
在药品和精细化学品的生产中，有许多反应需要精确的温度控制。未来，我们希望建立一个系统来按订单制造针对此类反应定制的流动反应器，并为扩大流动反应工艺在药品和精细化学品生产中的使用做出贡献。
此外，我们创建的微流体设备制造环境将有助于以低成本为药物发现支持等应用提供微流体设备。通过开发和制造此类设备，我们将为实现健康长寿的社会做出贡献。