微小気泡発生器を有するプロセス装置
【課題】１ 化学プロセスの効率をあげること。 ２ 螺旋状の疑似マイクロ反応流路を形成する狭い間隙を有するＣＴ（Couette-Taylor）反応器の殺菌および・または洗浄作業を軽減すること。 ３ マイクロバブルからナノバブルを安定して生成すること。
【解決手段】 １ マイクロバブル発生器とＣＴ（Couette-Taylor）反応器とを結合してマイクロバブル圧壊によるラジカル発生やバブル衝突の物理作用で反応器の間隙を殺菌および／または洗浄できるようにした。 ２ マイクロバブル発生器と電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器とを結合して、放電や電解でナノバブルを抽出・生成できるようにした。 ３ 同軸回転する内筒との共通の回転軸と水平面ないしは鉛直線とのなす角度を自在に変化させる手段をさらに具備して装置内の反応を安定化する装置傾斜を確保できるようにした。
【解決手段】 １ マイクロバブル発生器とＣＴ（Couette-Taylor）反応器とを結合してマイクロバブル圧壊によるラジカル発生やバブル衝突の物理作用で反応器の間隙を殺菌および／または洗浄できるようにした。 ２ マイクロバブル発生器と電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器とを結合して、放電や電解でナノバブルを抽出・生成できるようにした。 ３ 同軸回転する内筒との共通の回転軸と水平面ないしは鉛直線とのなす角度を自在に変化させる手段をさらに具備して装置内の反応を安定化する装置傾斜を確保できるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器、または、ＳＴＴ(Spinning Tube in a Tube)反応器と呼称されるところの、固定外筒内に同軸回転する内筒を配備し、被反応材を外筒内壁と内筒側壁との間の狭い間隙に概一定な流動レートで圧入することで種々のプロセスを実行する装置の改良、ならびに、かかるＣＴ（Couette-Taylor）反応器、または、ＳＴＴ(Spinning Tube in a Tube)反応器とマイクロバブルやナノバブルと呼称される微小気泡を発生する装置との組合わせによる装置系を提案するものである。
【０００２】
その目的は、
１ たとえばサルファ剤などの医薬原薬の結晶製品の歩留まりをあげること、すなわち、高い歩留まりで特定結晶形の晶析を実現すること。
【０００３】
２ ＣＴ（Couette-Taylor）流れで螺旋状の疑似マイクロ反応流路を形成する狭い間隙を有するＣＴ（Couette-Taylor）反応器の殺菌および・または洗浄作業、とりわけ前記の狭い間隙の殺菌および・または洗浄作業を軽減・効率化すること。
【０００４】
３ マイクロサイズ・バブルからナノサイズバブルを抽出および・または生成すること。
【０００５】
４ コンタミネーションのない物質流動を形成する装置を利用した細胞培養などのバイオロジカルプロセス装置（バイオプロセス装置）を提供することである。
【０００６】
ＣＴ（Couette-Taylor）反応器、または、ＳＴＴ(Spinning Tube in a Tube)反応器については、特許文献１および特許文献２、さらにはそれらが明細書中に引用する文献を参照されたい。サルファ剤などの医薬原薬の晶析については、非特許文献１を参照されたい。
【０００７】
マイクロバブルやナノバブルと呼称される微小気泡を発生する装置については、本発明者が特許文献３から特許文献８のような改良改善とアプリケーションを提案している。また、産業総合研究所の高橋ら、レオ研究所の千葉ら、は、前記本発明者の提案に先んじて、特許文献９から特許文献２５を提案している。これらを補足する資料として、非特許文献２から非特許文献４を参照されたい。
【０００８】
一方、細胞培養などのバイオロジカルプロセス装置（バイオプロセス装置）では、コンタミネーション（異物混入）が大きな問題であり、プロセス開始前の殺菌・洗浄、プロセス中の混入の排除などに多大な注意をはらわねばならない。ここにおいて、バイオロジカルプロセスを連続化することは意義がある。
【０００９】
すなわち、連続フローを形成すれば、ある時間だけに異物混入（コンタミネーション）があっても、その流れによるプロセス部分を排除すればよく、結果的に異物の混入量をきわめて少なくできるからである。連続フローを意識した技術は、特許文献２６から特許文献２８を参照されたい。
【００１０】
本発明は、これらの公知技術をふまえ、前記目的１から４に即した改良改善を提案するものである。
【特許文献１】特願２００９−２１７１８４号公報「連続晶析装置および連続晶析システム」日本化学工業
【特許文献２】特願２００９−２７８４２７号公報「連続電気化学反応装置および連続電気化学反応システム」丸井智敬
【特許文献３】特願２００９−２３４６８３号公報「細胞変化を促進する微小気泡含有組成物、およびその微小気泡含有組成物を製造する装置、ならびに微小気泡含有組成物を用いた細胞変化促進方法」丸井智敬
【特許文献４】特願２００９−２４３９４０号公報「微小気泡含有組成物、および、微小気泡発生器」丸井智敬
【特許文献５】特願２００９−２４９９００号公報「液体中に微小気泡を発生させる装置」丸井智敬
【特許文献６】特願２００９−２６５８３２号公報「液体中に微小気泡を生成して液体を発熱させる装置および方法」丸井智敬
【特許文献７】特願２００９−２８２８４０号公報「微小気泡を含有する液体組成物で細胞変化を促進する装置、微小気泡を含有する液体組成物で細胞変化を促進する方法」丸井智敬
【特許文献８】特願２０１０−０００５６９号公報「微小気泡粒径と微小気泡濃度が可変である微小気泡発生装置、該装置を利用した微小気泡発生装置の変更（スケールアップ／スケールダウン）設計方法。」丸井智敬
【特許文献９】特開２００９−１８９３０７号公報「芽胞細菌の殺菌乃至不活化方法」
【特許文献１０】特開２００９−１３１７７０号公報「二酸化炭素ナノバブル水の製造方法」
【特許文献１１】特開２００９−１３１７６９号公報「窒素ナノバブル水の製造方法」
【特許文献１２】特開２００９−０８４２５８号公報「ナノバブルを含む癌の治療又は予防のための薬剤 」
【特許文献１３】特開２００９−０３９６００号公報「超微細気泡生成装置」
【特許文献１４】特開２００８−２５９４５６号公報「魚介類の保存方法」
【特許文献１５】特開２００８−２３７９５０号公報「水酸基ラジカルを含む水の製造方法および水酸基ラジカルを含む水」
【特許文献１６】特開２００８−０９３６１２号公報「反応活性種を含む水の製造方法および反応活性種を含む水」
【特許文献１７】特開２００８−０９３６１１号公報「極微小気泡を含む水の製造方法および極微小気泡を含む水」
【特許文献１８】特開２００８−０６３２５８号公報「組織保存液」
【特許文献１９】特開２００７−２７５０８９号公報「長期持続型オゾン水、長期持続型オゾン水を利用した環境殺菌・脱臭浄化方法 」
【特許文献２０】特開２００６−２２３２３９号公報「酸素ナノバブルを利用した魚介類焙焼有効成分抽出方法およびその抽出方法によって得られた有効成分を添加した魚肉加工品素材」
【特許文献２１】特開２００５−２４６２９４号公報「酸素ナノバブル水およびその製造方法」
【特許文献２２】特開２００５−２４６２９３号公報「オゾン水およびその製造方法」
【特許文献２３】特開２００５−２４５８１７号公報「ナノバブルの製造方法」
【特許文献２４】特開２００５−１１０５５２号公報「加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム」
【特許文献２５】再表２００５／０３０６４９号公報「微小気泡の圧壊」
【特許文献２６】特開２００９−２９１０９７号公報「細胞培養装置」国立大学法人群馬大学・オリンパス
【特許文献２７】特開平０７−０７５５４９号公報「生体の細胞培養装置」日立製作所
【特許文献２８】特開平０６−２６１７３６号公報「生体の細胞培養装置」宇宙開発事業団・三菱重工業株式会社
【非特許文献１】Ａｌｅｕｍ Ｃｈｏｉ、Ｗｏｏ−Ｓｉｋ Ｋｉｍ「Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｃｏｕｅｔｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ Ｖｏｒｔｅｘ ｏｎ Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｌｆａｍｅｒａｚｉｎｅ」２００９ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＆ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ、Ｔｉａｎｊｉｎ、Ｃｈｉｎａ Ｓｅｐｔ．５ｔｈ ｔｏ ８ｔｈ ２００９．
【非特許文献２】平成１７年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託調査研究 バイオ分野におけるナノバブル水の産業利用に関する調査 成果報告書 ３８−４０「ナノバブル水を利用した生体組織の保存等に関する評価研究」
【非特許文献３】Ｈｏｊｏ Ｙ，ｅｔ ａｌ．“Ａｎｔｉ−ｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ Ｏｘｙｇｅｎ Ｎａｎｏ−ｂｕｂｂｌｅｓ” Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｖｏｌ．７０， ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ Ｉ，ｐ２７６（第７０回 日本循環器学会総会・学術集会）
【非特許文献４】平成１７年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託調査研究 バイオ分野におけるナノバブル水の産業利用に関する調査 成果報告書 ４０−４５「細胞の生理機能に対するナノバブル水の影響評価」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
課題は前述のとおり、下記である（再記）。
【００１２】
１ たとえばサルファ剤などの医薬原薬の結晶製品の歩留まりをあげること、すなわち、高い歩留まりで特定結晶形の晶析を実現すること。
【００１３】
２ ＣＴ（Couette-Taylor）流れで螺旋状の疑似マイクロ反応流路を形成する狭い間隙を有するＣＴ（Couette-Taylor）反応器の殺菌および・または洗浄作業、とりわけ前記の狭い間隙の殺菌および・または洗浄作業を軽減・効率化すること。
【００１４】
３ マイクロサイズ・バブルからナノサイズバブルを抽出および・または生成すること。
【００１５】
４ コンタミネーションのない物質流動を形成する装置を利用した細胞培養などのバイオロジカルプロセス装置（バイオプロセス装置）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は（請求項１、図１参照）、固定中空外筒、該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒、該内筒の回転手段、前記間隙の一端に液体を供給する手段Ｃ１、および、該間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２、を具備し、 前記内筒が回転中に、前記液体を前記供給手段にて前記間隙に概一定な流動レートで供給することで、該液体が前記間隙のなかで螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れパターンを形成して流動されつつ液体に関わるプロセスが実行されるプロセス装置であって、 前記液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ１：装置外部の液体、と、Ｂ１：前記間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２で抽出された液体、とに切替える手段Ｃ２１を兼備した、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器のプロセス装置である。
【００１７】
請求項１は、循環型のＣＴ（Couette-Taylor）反応器を用いたプロセス装置で、Ｂ１を選択した場合に、プロセス対象液体が当該ＣＴ（Couette-Taylor）反応器を循環する。よって、晶析プロセスや細胞培養プロセスなどのように、極端な場合数日間といった長時間を要するプロセスに好適である。
【００１８】
反応装置の間隙を流動する被反応材の流動パターンは、液体に関わる被反応材の供給手段の圧入圧力と、内筒の回転によるせん断力によって誘起されるものであって、被反応材が間隙内を螺旋管状に、かつ、該螺旋管内でも二次旋回流動ベクトルを有する、進行型のテイラー渦（Taylar_Vortex）状の流動パターンである。この流動が連続型の疑似マイクロ反応流路（間隙のスケールが十分小さいのでマイクロリアクタの流路と概ね同じとしている）を形成するので、コンタミネーションの少ない理想的な細胞培養などバイオロジカルプロセスに好適である。
【００１９】
ＣＴ（Couette-Taylor）反応器の実験機の実例を図２に示す。
【００２０】
また、本発明は（請求項２、図３参照）、固定中空外筒、該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒、該内筒の回転手段、前記間隙の一端に液体を供給する手段Ｃ１、および、該間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２、を具備し、前記内筒が回転中に、前記液体を前記供給手段にて前記間隙に概一定な流動レートで供給することで、該液体が前記間隙のなかで螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れパターンを形成して流動されつつ液体に関わるプロセスが実行されるＣＴ（Couette-Taylor）反応器、および、液体貯留槽ＭＲに貯留された液体中に微小気泡を生成させる微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）を具備するプロセス装置であって、 前記液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ２：装置外部の液体、と、Ｂ２：前記液体貯留槽ＭＲに貯留された液体とに切替える手段ＣＭ１を兼備した、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器と微小気泡発生器とを組合わせたプロセス装置である。
【００２１】
なお図１および図３において、配管を示す線の中途に液体を圧入するための電磁ポンプ・シリンジポンプなどの定量流送手段を介在させてもよい。その定量流送手段の記載は図中では省略した。電磁ポンプは、駆動部にソレノイドを採用して、パルス信号と連動してソレノイドに発生する電磁力でダイアフラムを往復させて液体を吸入・吐出する電磁ポンプ、シリンジポンプは注射器様のシリンダ移動による定量流送手段である。
【００２２】
マイクロバブルまたはナノバブルをＣＴ（Couette-Taylor）反応器の間隙に導入することで、種々の化学プロセスの進行が促進される場合がある。たとえば、サルファ剤などの医薬原薬の晶析が例示される（非特許文献１参照）。
【００２３】
また、マイクロバブルは圧壊でラジカルを出すので、ナノバブルをＣＴ（Couette-Taylor）反応器の間隙に導入することで、殺菌および／または洗浄ができ、従来の分解清掃の手間が省け好適である。
【００２４】
さて、特許文献２は、電気化学装置であって（図４参照）、固定中空外筒、該外筒の内側面と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒、該内筒の回転手段、前記間隙の一端に被反応材を圧入する供給手段、および、該間隙の他端から反応後材を抽出する抽出手段、を具備し、前記内筒が回転中に、被反応材を前記供給手段にて前記間隙に概一定な流動レートで圧入することで、被反応材が該間隙を流動されつつ物理および／または化学反応を誘起されるフロー系連続反応装置において、前記中空外筒の内側面に電気化学反応の一方の電極Ｅ１、前記内筒の外側面に他方の電極Ｅ２、該一方および他方の電極それぞれに電気的に接続された外部端子Ｅ１０、Ｅ２０、および、前記外部端子間に電圧を印加する手段、を具備し、被反応材が前記間隙を流動中に、前記外部端子を介して一方と他方の電極間に電圧を印加することで該一方と他方の電極に挟まれた同心二重円筒の間のアニュラー状の電気化学セルを形成して被反応材に電気化学反応を誘起させる連続電気化学反応装置である。
【００２５】
請求項３は、この連続電気化学反応装置と改良されたＣＴ（Couette-Taylor）反応器を用いるものである。
【００２６】
すなわち（請求項３）、固定中空外筒の内側面に電気化学反応の一方の電極、および、前記同軸回転する内筒の外側面に電気化学反応の他方の電極、および、該一方および他方の電極それぞれに電気的に接続された外部端子、および、前記外部端子間に電圧を印加する手段をさらに具備した、プロセス装置である。
【００２７】
かかる構成によって、液体に関わるプロセスの被反応材が前記間隙を流動中に、前記外部端子を介して一方と他方の電極間に電圧を印加することで、該一方と他方の電極に挟まれた同心二重円筒の間のアニュラー状の電気化学セルを形成して液体に関わる被反応材に電気化学反応を誘起するものである。
【００２８】
請求項３の態様は、公知のＣＴ反応装置（ＳＴＴ反応装置）の連続かつ狭小反応場形成という特徴を電気化学反応に応用した技術である。
【００２９】
従来の電気化学反応装置においては、電極と電極の間に形成される反応場が本発明に対して相対的に広く、反応の空間的均一性が保てないものであった。この欠点は、電極を回転する種々の回転電極の採用や、種々の攪拌手段の採用でなんとか反応場の空間的均一性を向上させ、反応の均一化を図ろうとしているが、均一化は不十分で反応歩留まりは、他の一般的な反応の歩留まりと比較すると高いとはいいがたいものであった。
【００３０】
請求項３の態様は、ＣＴ反応装置の固定外筒内面と回転内筒外面（側面）に対抗電極を配備し、これらの間に電圧を印加することで連続かつ狭小な電気化学反応場を形成せしめるものであって、そのことで、反応の空間的均一性を向上させ、従来にないプロセス歩留まりを得るものである。
【００３１】
さて次に、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器における螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れの形成であるが、多少なりとも重力の影響がある。そのため、特許文献１や特許文献２に記載されている、縦型（縦置き）のＣＴ（Couette-Taylor）と横型（横置き）のＣＴ（Couette-Taylor）では、流れパターンが多少異なってくる。斜行した状態でも同様である。
【００３２】
これらの横型（横置き）、縦型（縦置き）、斜行した状態（斜め置き）で実用的に有効なポジショニング（置き方）がある。そこで、実用上の改善として、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器のポジショニング（置き方）を自在に変えることができると便利である。
【００３３】
すなわち（請求項４、図５参照）、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器において、前記固定中空外筒および該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒との共通の軸と、水平面ないしは鉛直線とのなす角度を、自在に変化させる手段ＲＯＴをさらに具備するのか好適である。
【００３４】
また、これまでの記載と重複するが、（請求項５）ＣＴ（Couette-Taylor）反応器において、プロセスが自らのＣＴ（Couette-Taylor）反応器の前記間隙を殺菌および／または洗浄するプロセスであってもよい。
【００３５】
また、産業総合研究所の高橋ら、レオ研究所の千葉ら、による、特許文献９から特許文献２５の一部の記載によれば、マイクロバブル発生器が発生したマイクロバブル含有液体に、放電ないしは電解などの電気化学反応をなして、ナノバブルを生成または安定化させる際に、かかる放電ないしは電解などの電気化学反応を請求項３の態様で実施してもよい。
【００３６】
すなわち（請求項６）、請求項３のプロセス装置において、プロセスがマイクロバブルを含む液体からナノバブルを生成および／または分離し安定化させるプロセスであってもよい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の請求項１の構成で、たとえばサルファ剤などの医薬原薬の結晶製品の歩留まりをあげることができる。従来の晶析装置では、有用結晶以外の結晶が混在して現れるため、後工程で分離が必要であって、生産歩留まりが極めて悪い。本発明は、この状況を改善できる。すなわち結晶がポリモルフォロジ（多形）を呈し、特定の結晶形だけに活性があり有用である場合がある。その場合に本発明では、結晶多形のひとつをより多く晶析させることができる。具体的には、ＧＭＰ（グアノシン一燐酸）やＩＭＰ（イノシン一りん酸）、サルファ剤などの医薬原薬であるＳｕｌｆａｍｅｒａｚｉｎｅ（ＳＭＺ：非特許文献２参照）は結晶多形を呈するが、本発明装置では、きわめて高い歩留まりで特定結晶形の晶析が実現される。
【００３８】
さらに、本発明の請求項２の構成で、ＣＴ（Couette-Taylor）流れで螺旋状の疑似マイクロ反応流路を形成する狭い間隙を有するＣＴ（Couette-Taylor）反応器の殺菌および・または洗浄ができる。すなわち、圧壊でラジカルを生成するマイクロ・ナノバブル発生器と結合して、かかるラジカルの殺菌および・または洗浄効果で、従来分解清掃によっていた作業が軽減できる。
【００３９】
また、本発明の請求項３の構成で、マイクロバブル発生器と電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器とを結合し、マイクロサイズ・バブルからナノサイズバブルを抽出および・または生成して、イオン群のなかで懸濁安定化させるプロセスを電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器で連続的に行える。すなわち、マイクロバブル発生器が、マイクロバブルの原材料供給器で、その後工程のナノサイズバブル抽出および・または生成工程を電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器が行う、というカスケードプロセスを実現でき好適な態様である。ここにおいて、電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器で電気化学反応を行うので、液体を導電性化すべく、たとえば当該反応器のポートにて塩などの電解質塩を供給することが必要である。もちろん、塩などの電解質塩を供給手段は、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器のポートに限定されず、マイクロバブル発生器の貯留タンクや供給手段Ｃ１、切替え手段Ｃ２１の近傍や配管に配設してもよい。
【００４０】
さらにまた、本発明の請求項３の構成で、安定しにくい螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れを軸傾斜角を調整することで、容易に安定化できる。
【００４１】
さらにまた、本発明の構成で、プロセスが自らのＣＴ（Couette-Taylor）反応器の前記間隙を殺菌および／または洗浄するプロセスである場合、および、プロセスがマイクロバブルを含む液体からナノバブルを生成および／または分離し安定化させるプロセスである場合に、操作性・歩留まり等が、飛躍的に向上する。
【００４２】
また、本発明では螺旋状の疑似マイクロ連続フローを形成するＣＴ（Couette-Taylor）反応器を利用するので、コンタミネーションの少ない理想的な細胞培養などのバイオロジカルプロセスを実現できる。すなわち、連続フローであるので、ある時間だけに異物混入（コンタミネーション）があっても、その流れによるプロセス部分を排除すればよく、結果的に異物の混入量をきわめて少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の請求項１の構成を示す模式図であって、液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ１：装置外部の液体、と、Ｂ１：前記間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２で抽出された液体、とに切替える手段Ｃ２１を具備したを構成を示す。ここでＣ２２は、液体を抽出する手段Ｃ２にて、抽出液体を装置外部に出す、と、前記のＢ１、すなわち、液体供給手段Ｃ１の供給液体とする、の切替え手段である。
【図２】ＣＴ（Couette-Taylor）反応器の実験機の写真。間隙流れパターンを観察するため、固定中空外筒は透明樹脂で作成した例である。
【図３】本発明の請求項２の構成を示す模式図であって、ＣＭ１、すなわち液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ２：装置外部の液体、と、Ｂ２：前記液体貯留槽ＭＲに貯留された液体、とに切替える手段を具備した構成を示す。
【図４】本発明の請求項３の構成要素である電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器を示す模式図であって、固定中空外筒の内側面に電気化学反応の一方の電極Ｅ１、および、同軸回転する内筒の外側面に電気化学反応の他方の電極Ｅ２、および、Ｅ１・Ｅ２に電気的に接続された外部端子Ｅ１０・Ｅ２０、および、前記外部端子間に電圧を印加する手段（図では略）を具備している。
【図５】本発明の請求項４の構成要素を示す模式図であって、ＲＯＴ、すなわち、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器の固定中空外筒および同軸回転する内筒との共通の軸と、水平面ないしは鉛直線とのなす角度を、自在に変化させる手段を具備する。ＲＯＴは、たとえば図示のようなＣＴ（Couette-Taylor）反応器を把持して回転する機構である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 固定中空外筒
２ １の内壁と概一定な間隙４を保ちつつ同軸回転する内筒
３ ２の回転手段
４ １の内壁と２の側壁との間隙
５ 間隙４の一端に被反応材を圧入する供給手段
６ 間隙４の他端から反応後材を抽出する抽出手段
Ａ１ Ｃ１が供給する液体を装置外部の液体とする切替えモード
Ａ２ Ｃ１が供給する液体を装置外部の液体とする切替えモード
Ｂ１ Ｃ１が供給する液体を抽出手段Ｃ２で抽出された液体とする循環フローの切替えのモード
Ｂ２ Ｃ１が供給する液体をマイクロバブル発生器の液体貯留槽ＭＲに貯留されたマイクロバブル含有液体とするマイクロバブルを導入する切替えのモード
Ｃ１ 間隙４の一端に液体を供給する手段
Ｃ２ 間隙４の他端から前記の液体を抽出する手段
Ｃ１２ 液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ１：装置外部の液体、と、Ｂ１：前記間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２で抽出された液体、とに切替える手段
Ｃ２２ 液体抽出手段Ｃ２が抽出する液体を、抽出液体を装置外部に出す、と、Ｂ１、すなわち、液体供給手段Ｃ１の供給液体とする、とに切替える手段
ＣＭ１ 液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ２：装置外部の液体、と、Ｂ２：前記液体貯留槽ＭＲに貯留された液体、とに切替える手段
Ｅ１ 固定中空外筒１の内側面に配設された凹曲面状電極
Ｅ２ 回転する内筒２の外側面に配設された凸曲面状電極
Ｅ１０ Ｅ１に電気的に接続された外部端子
Ｅ２０ Ｅ２に電気的に接続された外部端子
Ｍ１ 液体
Ｍ４ 気体吸引手段
Ｍ１０ 渦流ポンプ
Ｍ１１ 渦流ポンプの内蔵インペラ
Ｍ１４ 液体吸引手段（の先端部分）
Ｍ１５ 液体吐出手段（の先端部分）
ＭＲ 液体貯留槽
ＲＯＴ 固定中空外筒および同軸回転する内筒との共通の軸と、水平面ないしは鉛直線とのなす角度を、自在に変化させる手段。たとえば回転機構。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器、または、ＳＴＴ(Spinning Tube in a Tube)反応器と呼称されるところの、固定外筒内に同軸回転する内筒を配備し、被反応材を外筒内壁と内筒側壁との間の狭い間隙に概一定な流動レートで圧入することで種々のプロセスを実行する装置の改良、ならびに、かかるＣＴ（Couette-Taylor）反応器、または、ＳＴＴ(Spinning Tube in a Tube)反応器とマイクロバブルやナノバブルと呼称される微小気泡を発生する装置との組合わせによる装置系を提案するものである。
【０００２】
その目的は、
１ たとえばサルファ剤などの医薬原薬の結晶製品の歩留まりをあげること、すなわち、高い歩留まりで特定結晶形の晶析を実現すること。
【０００３】
２ ＣＴ（Couette-Taylor）流れで螺旋状の疑似マイクロ反応流路を形成する狭い間隙を有するＣＴ（Couette-Taylor）反応器の殺菌および・または洗浄作業、とりわけ前記の狭い間隙の殺菌および・または洗浄作業を軽減・効率化すること。
【０００４】
３ マイクロサイズ・バブルからナノサイズバブルを抽出および・または生成すること。
【０００５】
４ コンタミネーションのない物質流動を形成する装置を利用した細胞培養などのバイオロジカルプロセス装置（バイオプロセス装置）を提供することである。
【０００６】
ＣＴ（Couette-Taylor）反応器、または、ＳＴＴ(Spinning Tube in a Tube)反応器については、特許文献１および特許文献２、さらにはそれらが明細書中に引用する文献を参照されたい。サルファ剤などの医薬原薬の晶析については、非特許文献１を参照されたい。
【０００７】
マイクロバブルやナノバブルと呼称される微小気泡を発生する装置については、本発明者が特許文献３から特許文献８のような改良改善とアプリケーションを提案している。また、産業総合研究所の高橋ら、レオ研究所の千葉ら、は、前記本発明者の提案に先んじて、特許文献９から特許文献２５を提案している。これらを補足する資料として、非特許文献２から非特許文献４を参照されたい。
【０００８】
一方、細胞培養などのバイオロジカルプロセス装置（バイオプロセス装置）では、コンタミネーション（異物混入）が大きな問題であり、プロセス開始前の殺菌・洗浄、プロセス中の混入の排除などに多大な注意をはらわねばならない。ここにおいて、バイオロジカルプロセスを連続化することは意義がある。
【０００９】
すなわち、連続フローを形成すれば、ある時間だけに異物混入（コンタミネーション）があっても、その流れによるプロセス部分を排除すればよく、結果的に異物の混入量をきわめて少なくできるからである。連続フローを意識した技術は、特許文献２６から特許文献２８を参照されたい。
【００１０】
本発明は、これらの公知技術をふまえ、前記目的１から４に即した改良改善を提案するものである。
【特許文献１】特願２００９−２１７１８４号公報「連続晶析装置および連続晶析システム」日本化学工業
【特許文献２】特願２００９−２７８４２７号公報「連続電気化学反応装置および連続電気化学反応システム」丸井智敬
【特許文献３】特願２００９−２３４６８３号公報「細胞変化を促進する微小気泡含有組成物、およびその微小気泡含有組成物を製造する装置、ならびに微小気泡含有組成物を用いた細胞変化促進方法」丸井智敬
【特許文献４】特願２００９−２４３９４０号公報「微小気泡含有組成物、および、微小気泡発生器」丸井智敬
【特許文献５】特願２００９−２４９９００号公報「液体中に微小気泡を発生させる装置」丸井智敬
【特許文献６】特願２００９−２６５８３２号公報「液体中に微小気泡を生成して液体を発熱させる装置および方法」丸井智敬
【特許文献７】特願２００９−２８２８４０号公報「微小気泡を含有する液体組成物で細胞変化を促進する装置、微小気泡を含有する液体組成物で細胞変化を促進する方法」丸井智敬
【特許文献８】特願２０１０−０００５６９号公報「微小気泡粒径と微小気泡濃度が可変である微小気泡発生装置、該装置を利用した微小気泡発生装置の変更（スケールアップ／スケールダウン）設計方法。」丸井智敬
【特許文献９】特開２００９−１８９３０７号公報「芽胞細菌の殺菌乃至不活化方法」
【特許文献１０】特開２００９−１３１７７０号公報「二酸化炭素ナノバブル水の製造方法」
【特許文献１１】特開２００９−１３１７６９号公報「窒素ナノバブル水の製造方法」
【特許文献１２】特開２００９−０８４２５８号公報「ナノバブルを含む癌の治療又は予防のための薬剤 」
【特許文献１３】特開２００９−０３９６００号公報「超微細気泡生成装置」
【特許文献１４】特開２００８−２５９４５６号公報「魚介類の保存方法」
【特許文献１５】特開２００８−２３７９５０号公報「水酸基ラジカルを含む水の製造方法および水酸基ラジカルを含む水」
【特許文献１６】特開２００８−０９３６１２号公報「反応活性種を含む水の製造方法および反応活性種を含む水」
【特許文献１７】特開２００８−０９３６１１号公報「極微小気泡を含む水の製造方法および極微小気泡を含む水」
【特許文献１８】特開２００８−０６３２５８号公報「組織保存液」
【特許文献１９】特開２００７−２７５０８９号公報「長期持続型オゾン水、長期持続型オゾン水を利用した環境殺菌・脱臭浄化方法 」
【特許文献２０】特開２００６−２２３２３９号公報「酸素ナノバブルを利用した魚介類焙焼有効成分抽出方法およびその抽出方法によって得られた有効成分を添加した魚肉加工品素材」
【特許文献２１】特開２００５−２４６２９４号公報「酸素ナノバブル水およびその製造方法」
【特許文献２２】特開２００５−２４６２９３号公報「オゾン水およびその製造方法」
【特許文献２３】特開２００５−２４５８１７号公報「ナノバブルの製造方法」
【特許文献２４】特開２００５−１１０５５２号公報「加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム」
【特許文献２５】再表２００５／０３０６４９号公報「微小気泡の圧壊」
【特許文献２６】特開２００９−２９１０９７号公報「細胞培養装置」国立大学法人群馬大学・オリンパス
【特許文献２７】特開平０７−０７５５４９号公報「生体の細胞培養装置」日立製作所
【特許文献２８】特開平０６−２６１７３６号公報「生体の細胞培養装置」宇宙開発事業団・三菱重工業株式会社
【非特許文献１】Ａｌｅｕｍ Ｃｈｏｉ、Ｗｏｏ−Ｓｉｋ Ｋｉｍ「Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｃｏｕｅｔｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ Ｖｏｒｔｅｘ ｏｎ Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｌｆａｍｅｒａｚｉｎｅ」２００９ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＆ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ、Ｔｉａｎｊｉｎ、Ｃｈｉｎａ Ｓｅｐｔ．５ｔｈ ｔｏ ８ｔｈ ２００９．
【非特許文献２】平成１７年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託調査研究 バイオ分野におけるナノバブル水の産業利用に関する調査 成果報告書 ３８−４０「ナノバブル水を利用した生体組織の保存等に関する評価研究」
【非特許文献３】Ｈｏｊｏ Ｙ，ｅｔ ａｌ．“Ａｎｔｉ−ｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ Ｏｘｙｇｅｎ Ｎａｎｏ−ｂｕｂｂｌｅｓ” Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｖｏｌ．７０， ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ Ｉ，ｐ２７６（第７０回 日本循環器学会総会・学術集会）
【非特許文献４】平成１７年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託調査研究 バイオ分野におけるナノバブル水の産業利用に関する調査 成果報告書 ４０−４５「細胞の生理機能に対するナノバブル水の影響評価」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
課題は前述のとおり、下記である（再記）。
【００１２】
１ たとえばサルファ剤などの医薬原薬の結晶製品の歩留まりをあげること、すなわち、高い歩留まりで特定結晶形の晶析を実現すること。
【００１３】
２ ＣＴ（Couette-Taylor）流れで螺旋状の疑似マイクロ反応流路を形成する狭い間隙を有するＣＴ（Couette-Taylor）反応器の殺菌および・または洗浄作業、とりわけ前記の狭い間隙の殺菌および・または洗浄作業を軽減・効率化すること。
【００１４】
３ マイクロサイズ・バブルからナノサイズバブルを抽出および・または生成すること。
【００１５】
４ コンタミネーションのない物質流動を形成する装置を利用した細胞培養などのバイオロジカルプロセス装置（バイオプロセス装置）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は（請求項１、図１参照）、固定中空外筒、該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒、該内筒の回転手段、前記間隙の一端に液体を供給する手段Ｃ１、および、該間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２、を具備し、 前記内筒が回転中に、前記液体を前記供給手段にて前記間隙に概一定な流動レートで供給することで、該液体が前記間隙のなかで螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れパターンを形成して流動されつつ液体に関わるプロセスが実行されるプロセス装置であって、 前記液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ１：装置外部の液体、と、Ｂ１：前記間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２で抽出された液体、とに切替える手段Ｃ２１を兼備した、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器のプロセス装置である。
【００１７】
請求項１は、循環型のＣＴ（Couette-Taylor）反応器を用いたプロセス装置で、Ｂ１を選択した場合に、プロセス対象液体が当該ＣＴ（Couette-Taylor）反応器を循環する。よって、晶析プロセスや細胞培養プロセスなどのように、極端な場合数日間といった長時間を要するプロセスに好適である。
【００１８】
反応装置の間隙を流動する被反応材の流動パターンは、液体に関わる被反応材の供給手段の圧入圧力と、内筒の回転によるせん断力によって誘起されるものであって、被反応材が間隙内を螺旋管状に、かつ、該螺旋管内でも二次旋回流動ベクトルを有する、進行型のテイラー渦（Taylar_Vortex）状の流動パターンである。この流動が連続型の疑似マイクロ反応流路（間隙のスケールが十分小さいのでマイクロリアクタの流路と概ね同じとしている）を形成するので、コンタミネーションの少ない理想的な細胞培養などバイオロジカルプロセスに好適である。
【００１９】
ＣＴ（Couette-Taylor）反応器の実験機の実例を図２に示す。
【００２０】
また、本発明は（請求項２、図３参照）、固定中空外筒、該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒、該内筒の回転手段、前記間隙の一端に液体を供給する手段Ｃ１、および、該間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２、を具備し、前記内筒が回転中に、前記液体を前記供給手段にて前記間隙に概一定な流動レートで供給することで、該液体が前記間隙のなかで螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れパターンを形成して流動されつつ液体に関わるプロセスが実行されるＣＴ（Couette-Taylor）反応器、および、液体貯留槽ＭＲに貯留された液体中に微小気泡を生成させる微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）を具備するプロセス装置であって、 前記液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ２：装置外部の液体、と、Ｂ２：前記液体貯留槽ＭＲに貯留された液体とに切替える手段ＣＭ１を兼備した、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器と微小気泡発生器とを組合わせたプロセス装置である。
【００２１】
なお図１および図３において、配管を示す線の中途に液体を圧入するための電磁ポンプ・シリンジポンプなどの定量流送手段を介在させてもよい。その定量流送手段の記載は図中では省略した。電磁ポンプは、駆動部にソレノイドを採用して、パルス信号と連動してソレノイドに発生する電磁力でダイアフラムを往復させて液体を吸入・吐出する電磁ポンプ、シリンジポンプは注射器様のシリンダ移動による定量流送手段である。
【００２２】
マイクロバブルまたはナノバブルをＣＴ（Couette-Taylor）反応器の間隙に導入することで、種々の化学プロセスの進行が促進される場合がある。たとえば、サルファ剤などの医薬原薬の晶析が例示される（非特許文献１参照）。
【００２３】
また、マイクロバブルは圧壊でラジカルを出すので、ナノバブルをＣＴ（Couette-Taylor）反応器の間隙に導入することで、殺菌および／または洗浄ができ、従来の分解清掃の手間が省け好適である。
【００２４】
さて、特許文献２は、電気化学装置であって（図４参照）、固定中空外筒、該外筒の内側面と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒、該内筒の回転手段、前記間隙の一端に被反応材を圧入する供給手段、および、該間隙の他端から反応後材を抽出する抽出手段、を具備し、前記内筒が回転中に、被反応材を前記供給手段にて前記間隙に概一定な流動レートで圧入することで、被反応材が該間隙を流動されつつ物理および／または化学反応を誘起されるフロー系連続反応装置において、前記中空外筒の内側面に電気化学反応の一方の電極Ｅ１、前記内筒の外側面に他方の電極Ｅ２、該一方および他方の電極それぞれに電気的に接続された外部端子Ｅ１０、Ｅ２０、および、前記外部端子間に電圧を印加する手段、を具備し、被反応材が前記間隙を流動中に、前記外部端子を介して一方と他方の電極間に電圧を印加することで該一方と他方の電極に挟まれた同心二重円筒の間のアニュラー状の電気化学セルを形成して被反応材に電気化学反応を誘起させる連続電気化学反応装置である。
【００２５】
請求項３は、この連続電気化学反応装置と改良されたＣＴ（Couette-Taylor）反応器を用いるものである。
【００２６】
すなわち（請求項３）、固定中空外筒の内側面に電気化学反応の一方の電極、および、前記同軸回転する内筒の外側面に電気化学反応の他方の電極、および、該一方および他方の電極それぞれに電気的に接続された外部端子、および、前記外部端子間に電圧を印加する手段をさらに具備した、プロセス装置である。
【００２７】
かかる構成によって、液体に関わるプロセスの被反応材が前記間隙を流動中に、前記外部端子を介して一方と他方の電極間に電圧を印加することで、該一方と他方の電極に挟まれた同心二重円筒の間のアニュラー状の電気化学セルを形成して液体に関わる被反応材に電気化学反応を誘起するものである。
【００２８】
請求項３の態様は、公知のＣＴ反応装置（ＳＴＴ反応装置）の連続かつ狭小反応場形成という特徴を電気化学反応に応用した技術である。
【００２９】
従来の電気化学反応装置においては、電極と電極の間に形成される反応場が本発明に対して相対的に広く、反応の空間的均一性が保てないものであった。この欠点は、電極を回転する種々の回転電極の採用や、種々の攪拌手段の採用でなんとか反応場の空間的均一性を向上させ、反応の均一化を図ろうとしているが、均一化は不十分で反応歩留まりは、他の一般的な反応の歩留まりと比較すると高いとはいいがたいものであった。
【００３０】
請求項３の態様は、ＣＴ反応装置の固定外筒内面と回転内筒外面（側面）に対抗電極を配備し、これらの間に電圧を印加することで連続かつ狭小な電気化学反応場を形成せしめるものであって、そのことで、反応の空間的均一性を向上させ、従来にないプロセス歩留まりを得るものである。
【００３１】
さて次に、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器における螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れの形成であるが、多少なりとも重力の影響がある。そのため、特許文献１や特許文献２に記載されている、縦型（縦置き）のＣＴ（Couette-Taylor）と横型（横置き）のＣＴ（Couette-Taylor）では、流れパターンが多少異なってくる。斜行した状態でも同様である。
【００３２】
これらの横型（横置き）、縦型（縦置き）、斜行した状態（斜め置き）で実用的に有効なポジショニング（置き方）がある。そこで、実用上の改善として、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器のポジショニング（置き方）を自在に変えることができると便利である。
【００３３】
すなわち（請求項４、図５参照）、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器において、前記固定中空外筒および該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒との共通の軸と、水平面ないしは鉛直線とのなす角度を、自在に変化させる手段ＲＯＴをさらに具備するのか好適である。
【００３４】
また、これまでの記載と重複するが、（請求項５）ＣＴ（Couette-Taylor）反応器において、プロセスが自らのＣＴ（Couette-Taylor）反応器の前記間隙を殺菌および／または洗浄するプロセスであってもよい。
【００３５】
また、産業総合研究所の高橋ら、レオ研究所の千葉ら、による、特許文献９から特許文献２５の一部の記載によれば、マイクロバブル発生器が発生したマイクロバブル含有液体に、放電ないしは電解などの電気化学反応をなして、ナノバブルを生成または安定化させる際に、かかる放電ないしは電解などの電気化学反応を請求項３の態様で実施してもよい。
【００３６】
すなわち（請求項６）、請求項３のプロセス装置において、プロセスがマイクロバブルを含む液体からナノバブルを生成および／または分離し安定化させるプロセスであってもよい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の請求項１の構成で、たとえばサルファ剤などの医薬原薬の結晶製品の歩留まりをあげることができる。従来の晶析装置では、有用結晶以外の結晶が混在して現れるため、後工程で分離が必要であって、生産歩留まりが極めて悪い。本発明は、この状況を改善できる。すなわち結晶がポリモルフォロジ（多形）を呈し、特定の結晶形だけに活性があり有用である場合がある。その場合に本発明では、結晶多形のひとつをより多く晶析させることができる。具体的には、ＧＭＰ（グアノシン一燐酸）やＩＭＰ（イノシン一りん酸）、サルファ剤などの医薬原薬であるＳｕｌｆａｍｅｒａｚｉｎｅ（ＳＭＺ：非特許文献２参照）は結晶多形を呈するが、本発明装置では、きわめて高い歩留まりで特定結晶形の晶析が実現される。
【００３８】
さらに、本発明の請求項２の構成で、ＣＴ（Couette-Taylor）流れで螺旋状の疑似マイクロ反応流路を形成する狭い間隙を有するＣＴ（Couette-Taylor）反応器の殺菌および・または洗浄ができる。すなわち、圧壊でラジカルを生成するマイクロ・ナノバブル発生器と結合して、かかるラジカルの殺菌および・または洗浄効果で、従来分解清掃によっていた作業が軽減できる。
【００３９】
また、本発明の請求項３の構成で、マイクロバブル発生器と電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器とを結合し、マイクロサイズ・バブルからナノサイズバブルを抽出および・または生成して、イオン群のなかで懸濁安定化させるプロセスを電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器で連続的に行える。すなわち、マイクロバブル発生器が、マイクロバブルの原材料供給器で、その後工程のナノサイズバブル抽出および・または生成工程を電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器が行う、というカスケードプロセスを実現でき好適な態様である。ここにおいて、電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器で電気化学反応を行うので、液体を導電性化すべく、たとえば当該反応器のポートにて塩などの電解質塩を供給することが必要である。もちろん、塩などの電解質塩を供給手段は、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器のポートに限定されず、マイクロバブル発生器の貯留タンクや供給手段Ｃ１、切替え手段Ｃ２１の近傍や配管に配設してもよい。
【００４０】
さらにまた、本発明の請求項３の構成で、安定しにくい螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れを軸傾斜角を調整することで、容易に安定化できる。
【００４１】
さらにまた、本発明の構成で、プロセスが自らのＣＴ（Couette-Taylor）反応器の前記間隙を殺菌および／または洗浄するプロセスである場合、および、プロセスがマイクロバブルを含む液体からナノバブルを生成および／または分離し安定化させるプロセスである場合に、操作性・歩留まり等が、飛躍的に向上する。
【００４２】
また、本発明では螺旋状の疑似マイクロ連続フローを形成するＣＴ（Couette-Taylor）反応器を利用するので、コンタミネーションの少ない理想的な細胞培養などのバイオロジカルプロセスを実現できる。すなわち、連続フローであるので、ある時間だけに異物混入（コンタミネーション）があっても、その流れによるプロセス部分を排除すればよく、結果的に異物の混入量をきわめて少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の請求項１の構成を示す模式図であって、液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ１：装置外部の液体、と、Ｂ１：前記間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２で抽出された液体、とに切替える手段Ｃ２１を具備したを構成を示す。ここでＣ２２は、液体を抽出する手段Ｃ２にて、抽出液体を装置外部に出す、と、前記のＢ１、すなわち、液体供給手段Ｃ１の供給液体とする、の切替え手段である。
【図２】ＣＴ（Couette-Taylor）反応器の実験機の写真。間隙流れパターンを観察するため、固定中空外筒は透明樹脂で作成した例である。
【図３】本発明の請求項２の構成を示す模式図であって、ＣＭ１、すなわち液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ２：装置外部の液体、と、Ｂ２：前記液体貯留槽ＭＲに貯留された液体、とに切替える手段を具備した構成を示す。
【図４】本発明の請求項３の構成要素である電極付きＣＴ（Couette-Taylor）反応器を示す模式図であって、固定中空外筒の内側面に電気化学反応の一方の電極Ｅ１、および、同軸回転する内筒の外側面に電気化学反応の他方の電極Ｅ２、および、Ｅ１・Ｅ２に電気的に接続された外部端子Ｅ１０・Ｅ２０、および、前記外部端子間に電圧を印加する手段（図では略）を具備している。
【図５】本発明の請求項４の構成要素を示す模式図であって、ＲＯＴ、すなわち、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器の固定中空外筒および同軸回転する内筒との共通の軸と、水平面ないしは鉛直線とのなす角度を、自在に変化させる手段を具備する。ＲＯＴは、たとえば図示のようなＣＴ（Couette-Taylor）反応器を把持して回転する機構である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 固定中空外筒
２ １の内壁と概一定な間隙４を保ちつつ同軸回転する内筒
３ ２の回転手段
４ １の内壁と２の側壁との間隙
５ 間隙４の一端に被反応材を圧入する供給手段
６ 間隙４の他端から反応後材を抽出する抽出手段
Ａ１ Ｃ１が供給する液体を装置外部の液体とする切替えモード
Ａ２ Ｃ１が供給する液体を装置外部の液体とする切替えモード
Ｂ１ Ｃ１が供給する液体を抽出手段Ｃ２で抽出された液体とする循環フローの切替えのモード
Ｂ２ Ｃ１が供給する液体をマイクロバブル発生器の液体貯留槽ＭＲに貯留されたマイクロバブル含有液体とするマイクロバブルを導入する切替えのモード
Ｃ１ 間隙４の一端に液体を供給する手段
Ｃ２ 間隙４の他端から前記の液体を抽出する手段
Ｃ１２ 液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ１：装置外部の液体、と、Ｂ１：前記間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２で抽出された液体、とに切替える手段
Ｃ２２ 液体抽出手段Ｃ２が抽出する液体を、抽出液体を装置外部に出す、と、Ｂ１、すなわち、液体供給手段Ｃ１の供給液体とする、とに切替える手段
ＣＭ１ 液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、Ａ２：装置外部の液体、と、Ｂ２：前記液体貯留槽ＭＲに貯留された液体、とに切替える手段
Ｅ１ 固定中空外筒１の内側面に配設された凹曲面状電極
Ｅ２ 回転する内筒２の外側面に配設された凸曲面状電極
Ｅ１０ Ｅ１に電気的に接続された外部端子
Ｅ２０ Ｅ２に電気的に接続された外部端子
Ｍ１ 液体
Ｍ４ 気体吸引手段
Ｍ１０ 渦流ポンプ
Ｍ１１ 渦流ポンプの内蔵インペラ
Ｍ１４ 液体吸引手段（の先端部分）
Ｍ１５ 液体吐出手段（の先端部分）
ＭＲ 液体貯留槽
ＲＯＴ 固定中空外筒および同軸回転する内筒との共通の軸と、水平面ないしは鉛直線とのなす角度を、自在に変化させる手段。たとえば回転機構。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定中空外筒、該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒、該内筒の回転手段、
前記間隙の一端に液体を供給する手段Ｃ１、および、
該間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２、を具備し、
前記内筒が回転中に、前記液体を前記供給手段にて前記間隙に概一定な流動レートで供給することで、
該液体が前記間隙のなかで螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れパターンを形成して流動されつつ
液体に関わるプロセスが実行されるプロセス装置であって、
前記液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、
Ａ１：装置外部の液体、と、
Ｂ１：前記間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２で抽出された液体、
とに切替える手段Ｃ２１を兼備した、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器のプロセス装置。
【請求項２】
固定中空外筒、該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒、該内筒の回転手段、
前記間隙の一端に液体を供給する手段Ｃ１、および、
該間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２、を具備し、
前記内筒が回転中に、前記液体を前記供給手段にて前記間隙に概一定な流動レートで供給することで、
該液体が前記間隙のなかで螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れパターンを形成して流動されつつ
液体に関わるプロセスが実行されるＣＴ（Couette-Taylor）反応器、および、
液体貯留槽ＭＲに貯留された液体中に微小気泡を生成させる微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）
を具備するプロセス装置であって、
前記液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、
Ａ２：装置外部の液体、と、
Ｂ２：前記液体貯留槽ＭＲに貯留された液体
とに切替える手段ＣＭ１を兼備した、
ＣＴ（Couette-Taylor）反応器と微小気泡発生器とを組合わせたプロセス装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のプロセス装置のＣＴ（Couette-Taylor）反応器において、
前記固定中空外筒の内側面に電気化学反応の一方の電極、および、
前記同軸回転する内筒の外側面に電気化学反応の他方の電極、および、
該一方および他方の電極それぞれに電気的に接続された外部端子、および、
前記外部端子間に電圧を印加する手段をさらに具備した、プロセス装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のプロセス装置のＣＴ（Couette-Taylor）反応器において、
前記固定中空外筒および該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒との共通の軸と、
水平面ないしは鉛直線とのなす角度を、自在に変化させる手段をさらに具備した、プロセス装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のプロセス装置のＣＴ（Couette-Taylor）反応器において、
プロセスが自らのＣＴ（Couette-Taylor）反応器の前記間隙を殺菌および／または洗浄するプロセスである、プロセス装置。
【請求項６】
請求項３のプロセス装置において、
プロセスがマイクロバブルを含む液体からナノバブルを生成および／または分離し安定化させるプロセスである、プロセス装置。
【請求項１】
固定中空外筒、該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒、該内筒の回転手段、
前記間隙の一端に液体を供給する手段Ｃ１、および、
該間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２、を具備し、
前記内筒が回転中に、前記液体を前記供給手段にて前記間隙に概一定な流動レートで供給することで、
該液体が前記間隙のなかで螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れパターンを形成して流動されつつ
液体に関わるプロセスが実行されるプロセス装置であって、
前記液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、
Ａ１：装置外部の液体、と、
Ｂ１：前記間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２で抽出された液体、
とに切替える手段Ｃ２１を兼備した、ＣＴ（Couette-Taylor）反応器のプロセス装置。
【請求項２】
固定中空外筒、該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒、該内筒の回転手段、
前記間隙の一端に液体を供給する手段Ｃ１、および、
該間隙の他端から前記の液体を抽出する手段Ｃ２、を具備し、
前記内筒が回転中に、前記液体を前記供給手段にて前記間隙に概一定な流動レートで供給することで、
該液体が前記間隙のなかで螺旋状のＣＴ（Couette-Taylor）流れパターンを形成して流動されつつ
液体に関わるプロセスが実行されるＣＴ（Couette-Taylor）反応器、および、
液体貯留槽ＭＲに貯留された液体中に微小気泡を生成させる微小気泡発生器（マイクロバブルまたはナノバブル発生器）
を具備するプロセス装置であって、
前記液体供給手段Ｃ１が供給する液体を、
Ａ２：装置外部の液体、と、
Ｂ２：前記液体貯留槽ＭＲに貯留された液体
とに切替える手段ＣＭ１を兼備した、
ＣＴ（Couette-Taylor）反応器と微小気泡発生器とを組合わせたプロセス装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のプロセス装置のＣＴ（Couette-Taylor）反応器において、
前記固定中空外筒の内側面に電気化学反応の一方の電極、および、
前記同軸回転する内筒の外側面に電気化学反応の他方の電極、および、
該一方および他方の電極それぞれに電気的に接続された外部端子、および、
前記外部端子間に電圧を印加する手段をさらに具備した、プロセス装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のプロセス装置のＣＴ（Couette-Taylor）反応器において、
前記固定中空外筒および該外筒内壁と概一定な間隙を保ちつつ同軸回転する内筒との共通の軸と、
水平面ないしは鉛直線とのなす角度を、自在に変化させる手段をさらに具備した、プロセス装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のプロセス装置のＣＴ（Couette-Taylor）反応器において、
プロセスが自らのＣＴ（Couette-Taylor）反応器の前記間隙を殺菌および／または洗浄するプロセスである、プロセス装置。
【請求項６】
請求項３のプロセス装置において、
プロセスがマイクロバブルを含む液体からナノバブルを生成および／または分離し安定化させるプロセスである、プロセス装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図２】
【図５】
【図３】
【図４】
【図２】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１４７９０７（Ｐ２０１１−１４７９０７Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２７２７（Ｐ２０１０−１２７２７）
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（５９６１７４３２９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（５９６１７４３２９）
【Ｆターム（参考）】
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