Development of digital twin technology for solution crystallization process in a stirred tank

• Project/Area Number: 25K08364
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 三角 隆太 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40334635)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: デジタルツイン / 撹拌・混合 / 晶析 / CFD / ポピュレーションバランス

Outline of Research at the Start

本研究では、撹拌装置を用いた晶析操作においてとくに重要と考える「撹拌羽根の旋回領域内の流動状態(乱流やスラリ－流)」、「反応添加液が混合・反応する現象とそれに伴う微結晶の生成」、「撹拌羽根に対する結晶の衝突による微結晶生成・摩耗」、「槽底からの粒子の浮遊分散」に着目し、最先端のトモグラフィックステレオPIV計測や可視化・画像解析によるによる実測データ、ならびにポピュレーションバランス解析にもとづいて、装置内で引き起こされる様々な現象をコンピューターを用いて忠実に再現することで製品結晶の高度な品質予測・制御を可能とする「デジタルツイン技術」の完成を目指す。