| Project/Area Number |
20K21110
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
Ohmura Naoto 神戸大学, 工学研究科, 教授 (50223954)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白杉 直子 神戸大学, 工学研究科, 非常勤講師 (80243294)
本多 佐知子 神戸大学, 工学研究科, 非常勤講師 (60514916)
増田 勇人 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 講師 (90781815)
祇園 景子 神戸大学, バリュースクール, 准教授 (70533404)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 撹拌・混合操作 / 人間動作模倣 / 動作解析 / 撹拌動作 / 調理プロセス |
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| Outline of Research at the Start |
革新的な撹拌装置の開発のために、これまでの撹拌槽、撹拌翼を出発点とするのではなく、理想の混合状態を出発点として考え、人間の撹拌動作における暗黙知に着目した。人間は長年の経験の積み重ねで、理想の混合状態を得るための撹拌動作を暗黙的に修得しており、熟練した職人においては、優れた所作を身につけている。本研究では、日常生活で頻繁に撹拌動作が行われている「調理」を中心として、熟練者の撹拌動作を詳細に調べ、非熟練者の撹拌動作とも比較するこで、化学工学の撹拌・混合の分野に人間動作模倣という新しい概念を導入することにより、まったく新しい撹拌・混合操作論の体系を構築することを目的とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Focusing on the Urasenke's action of preparing matcha (powdered green tea), a motion analysis was conducted to extract the elements necessary for fine frothing. As an application to industrial processes, we evaluated the mixing performance of a swirling agitator blade that mimics human stirring motion. Focusing on ice cream freezing, we also tried to control the internal structure of ice cream by stirring and mixing. Through these studies, we found that a reciprocating motion that shears the surface of the liquid more is effective for the stirring motion aimed at creating foam, while a circular motion is effective for mixing the substance uniformly. We also found that changing the stirring speed in response to changes in the physical properties of the agitated object is important for controlling the physical properties of the product.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来、化学プロセスを設計・操作するための学問である化学工学における撹拌・混合の研究および、技術開発は、化学装置である撹拌槽と撹拌を行うための撹拌翼を起点としてなされており、学問の体系化もこれらをベースにしてなされてきたが、本研究において、人間の撹拌動作の基礎要素として往復運動、旋回運動に着目して、これらの運動が撹拌に性能に及ぼす効果を明らかにすることができた。これらの知見が今後の新規な混合方法の開発に繋がることが期待される。
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