Towards energy-efficient distillation: Development of modeling, sensing, and control strategies for binary mixtures

• Project/Area Number: 25K00036
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19020:Thermal engineering-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 齋藤 慎平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80909606)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬場 宗明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (10711773) ; 水嶋 祐基 静岡大学, 工学部, 准教授 (30844716)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2026: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000); Fiscal Year 2025: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
• Keywords: 二成分系 / 蒸留 / 格子ボルツマン法 / 表面制御 / 光計測

Outline of Research at the Start

蒸留は典型的なエネルギー多消費プロセスであり、その高効率化には混合物に特有の相変化伝熱機構の理解と制御が不可欠である。本研究では、二成分混合物を対象に、分子運動論に基づくメゾスケール数値解析、光ファイバ計測による界面・組成の可視化、微細構造を活用した濡れ性制御の三手法を開発し統合的に用いることで、混合物の伝熱特性の解明と蒸留プロセスの省エネルギー化に資する基盤技術の構築を目指す。