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微小流路を利用した迅速平衡と高速ダイナミクスによる高速分離装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14457
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関京都大学

研究代表者

牧 泰輔  京都大学, 工学研究科, 准教授 (10293987)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードマイクロ化学プロセス / マイクロリアクター / 蒸留 / 抽出 / スラグ流 / 逆抽出 / 液膜抽出 / 促進油相 / 微小チャネル / マイクロ単位操作 / 分離工学
研究成果の概要

微小流路内における迅速な平衡到達とそれに至るまでの高速なダイナミクスを利用して、連続蒸留装置と抽出・逆抽出器の2種類の分離装置を開発した。
連続蒸留装置はプレート型微小流路内に温度分布を設け、効率的な気液接触により迅速に気液平衡に到達することで多段蒸留塔と同等の機能を有する。本デバイスを用いて水-エタノール系、トルエンー酢酸エチル系の連続蒸留を行い、15cmのサイズで3~5段相当の蒸留が可能であることを明らかにした。
抽出・逆抽出デバイスについては、弁操作を用いた流量制御により水相-油相-水相の3相スラグ流を安定に生成させ、水相中のイオンを油相を介してもう一方の水相に濃縮することに成功した。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Design protocol of microjet mixers for achieving desirable mixing times with arbitrary flow rate ratios2017

    • 著者名/発表者名
      Asano S., Yamada S., Maki T., Muranaka Y., Mae K.
    • 雑誌名

      Reaction Chemistry & Engineering

      巻: 2 号: 6 ページ: 830-841

    • DOI

      10.1039/c7re00051k

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Design procedure of microjet mixers considering feed orientations, mixing times, and fluid viscosit2018

    • 著者名/発表者名
      S. Asano, S. Yamada, T. Maki, Y. Muranaka, and K. Mae
    • 学会等名
      Tsinghua-POSTECH-Kyoto Univ. Joint Students Workshop on Microreactor
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロミキサーを用いたオキシ水酸化鉄吸着材の高速合成法とその吸着性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      加藤 養悦, 牧 泰輔, 村中 陽介, 前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会第83年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Design methodology of micro-jet mixers for various applications2017

    • 著者名/発表者名
      S. Asano, S. Yamada, T. Maki, Y. Muranaka, K. Mae
    • 学会等名
      10th World Congress on Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient production of oligosaccharides by using a membrane reactor2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda, T. Maki, Y. Muranaka, K. Mae
    • 学会等名
      APCChE 2017 Congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速反応を制御するマイクロデバイスの選択と設計2017

    • 著者名/発表者名
      牧 泰輔
    • 学会等名
      化学工学会関西支部 マイクロプロセス最前線シリーズ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロミキサーにおける混合時間の推算2017

    • 著者名/発表者名
      矢田部 翔多, 浅野 周作, 牧 泰輔, 村中 陽介, 前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会第49会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] インクジェット吐出液滴の衝突による粒子製造2017

    • 著者名/発表者名
      猪原 宏太, 生田 佳奈子, 村中 陽介, 牧 泰輔, 前 一廣
    • 学会等名
      化学工学会 関西支部・中国四国支部合同 金沢大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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