Segment length as an operating parameter of micro multiphase flow

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01706
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27020:Chemical reaction and process system engineering-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Sotowa Ken-Ichiro 京都大学, 工学研究科, 教授 (00336009)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永木 愛一郎 北海道大学, 理学研究院, 教授 (80452275)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: マイクロリアクタ / セグメント流 / 物質移動 / マグネタイト / ナノ粒子

Outline of Final Research Achievements

Segmented flow plays a crucial role in microreactor applications. The rate of interphase mass transfer in segmented flow is influenced by the length of the segments. In this study, we developed a technology that directly controls segment length using a high-speed, continuously operable valve. This technology allows for the adjustment of segment length without altering the flow rate, enabling us to experimentally elucidate the variations in mass transfer rate attributable to segment length. Additionally, we applied segmented flow to the synthesis of magnetite nanoparticles. Compared with the traditional synthesis methods, this technique yielded nanoparticles with smaller sizes.

Free Research Field

化学工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マイクロ流路におけるセグメント流において、セグメント長さの制御が重要であることが認識されていた。しかし流量以外にはセグメント長さを制御する操作パラメータが無かった。このためセグメント長さを変化させるためには流量も変化せざるを得ず、セグメント長さそのものがマイクロリアクタの性能に及ぼす影響を調査することは困難であった。本研究の成果により、流量を変化させることなくセグメント長さを制御することが可能となった。この成果は、マイクロリアクタの特性解析の進展や、長時間の安定運転技術の発展に大きく寄与できる。