2021 Fiscal Year Annual Research Report
非相溶性異粘度液液撹拌槽における分散過程・分散状態の複合可視化システムによる解明
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19K05118
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
上ノ山 周 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 名誉教授 (50233945)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 化学工学 / 流体・流動 / 撹拌 / 液液分散 / 分散過程 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水と油のように互いに溶け合わない非相溶性の液－液系を対象とした撹拌操作は、例えば水中に油相のモノマーを懸濁させて、重合反応を起こし、高分子化合物を製造する懸濁重合反応槽や、液－液抽出における撹拌型分散・分離装置さらには、難水溶性薬剤を水中に均一に分散させる分散・混合装置等において決定的な役割を担っている。その分散現象 (動的な分散過程ならびに静的な分散状態)の定量的データに基づく解明は、製品品質の高度化ならびに操作の高効率化に不可欠であるが、分散相が低濃度であっても装置内に白濁を生じ、それらの状態を可視化して計測することが極めて困離なことから、その解明はいまだ十分なものとは言い難い。
本研究では、申請者らがこれまでに、従事してきた実験的・計測的可視化手法の中から数値解析法を用いて、まず分散現象の定量的データを積み上げる。用いた混合粘度モデルは油分体積を変化させて実測したデータから構築した。次いで同データを基に解析的・計算的手法を用いて分散過程ならびに分敵状態と操作条件との関係を論じ、その分散現象の解明を試みた。これ以上回転数を下げると、安定な分散状態を達成できない回転数を臨界分散回転数,tdcとし、操作条件は、翼回転数、初期油分体積占有率、翼設置高さとした。槽内の油分体積占有率の標準偏差が0.1となる時点を分散時間,tdと定義した。
これらの検討・考察により液－液系撹拌操作の高度化・精敵化の実現を目指す第1歩としたい。
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