2018 Fiscal Year Research-status Report

エントロピー型溶解度パラメータに基づく高圧物性の体系化と予測シミュレーション開発

Research Project

Project/Area Number	17K06884
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	大田昌樹東北大学, 工学研究科, 助教 (50455804)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小野巧東北大学, 工学研究科, 学術研究員 (20637243) [Withdrawn]
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	平衡論 / 速度論 / モデル / 抽出 / 分離 / 熱力学 / 化学工学 / 理論
Outline of Annual Research Achievements	平成30年度は、独自開発した新しい熱力学量（eSP値）の実学的応用を検討した．具体的には，課題克服のため考案した状態式によるeSP値の定量技術を世界に先駆けて確立したので，これを各種天然物抽出分離へと応用展開した．さらに，二酸化炭素＋エタノール＋水系における高圧気液平衡データとその相関を論文化することができた．昨年度の研究成果として既に得ていたフラボノイドの高圧気液平衡比データも世界で初めて論文化することができた．この基礎研究を発展させたビール原料ホップエキスの向流接触型抽出実験からは，香気成分と苦み成分が高温高圧ほど高選択的に分離できることを既に昨年度の報告書内に報告しているが，これをeSP値の観点で論文としてまとめることにも成功した．このうち，固体溶質の超臨界流体中の溶解度も重要な指標となるが，この点については助溶媒（エントレーナ）を含む系における化学工学モデルの作成に着手した．その基礎となる超臨界二酸化炭素中の固体溶質の溶解度については，温度，圧力，モル体積に関する無次元数（還元値）に基づく数学的表現が可能であったことは既に昨年度の成果でまとめたが，これを世界で初めて論文化することに成功した．亜臨界溶媒分離というオリジナルの新たなシステムも導いているため，これからはこの方式を化学工学や数学の観点からモデル化する試みも検討したい．具体的には，状態式を組み込んだ物質収支－平衡段モデルや二重境膜説を参考に研究を推進したいと考えている．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ほぼ計画通りかそれ以上の研究成果が生まれている。
Strategy for Future Research Activity	これからは，教育用の本の執筆に取り組みたい．