2020 Fiscal Year Annual Research Report
Academic Systematization of Separation Analysis Based on Phase Separation Multiphase Flow and Its Practical Technical Improvements
| Project/Area Number |
17H03083
|
|---|
| Research Institution | Doshisha University |
|---|
Principal Investigator |
塚越 一彦 同志社大学, 理工学部, 教授 (60227361)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 相分離混相流 / 学術的体系化 / 技術的体系化 / クロマトグラフィー |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
従来の液-液界面を有する混相流，非混和混相流では，混ざらない2液を流路内で合流させ，液-液界面をつくる．二相分離混合溶液は，温度/圧力変化で一相から二相へ相分離する特性を有し，回分式容器内では上層と下層に相分離する．この混合溶液を微小領域に送液しながら，相変化させると，動的液-液界面が創出され混相流が得られる．この流れを相分離混相流と呼ぶ．すなわち、微小領域の流れとして，層流，電気浸透流，非混和混相流があるが、二相分離混合溶液を用いて，それらとは異なる流れ，相分離混相流が見出された．相分離混相流には，さまざまな動的液-液界面が観察されるが，環状流（TRDF）は，相分離混相流によって初めて微小領域内に創出されており，興味深い流れである．TRDFを含む相分離混相流の創出メカニズムを学術的視点から掘り下げた．さらにTRDFを利用して，クロマトグラフィー，抽出，混合，化学反応に関わる技術開発を行い，技術的体系化を行った．
結果の一つとして、TRDFで見られる流れをコンピュータシミュレーションで再現することができた．水/アセトニトリル/酢酸エチル三成分系で行った．有機溶媒過剰組成（水/アセトニトリル/酢酸エチル；3:8:4体積比）と水過剰組成（水/アセトニトリル/酢酸エチル；4:3:1体積比）に対して，TRDFの創出を調べた．両組成比でinnerとouter相を形成させることができた．有機溶媒過剰条件では，体積比が小さい水過剰相が，水過剰条件では，体積比が小さい有機溶媒過剰相が，outer phaseとして形成され．コンピュータシミレーション上でも溶媒組成比によって，両相が入れ替わり，線形安定性解析の結果と一致した.．
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
