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超音波キャビテーション制御による液中微粒子の選択霧化分離

研究課題

研究課題/領域番号 17H03445
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関鹿児島大学

研究代表者

二井 晋  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (90262865)

研究分担者 水田 敬  鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (10336323)
五島 崇  鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (90709560)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
キーワード異相分離 / サブミクロン粒子 / 超音波 / 霧化 / 気泡 / ナノ粒子 / キャビテーション
研究成果の概要

サブミクロン粒子懸濁液に超音波を照射して霧化すると、約100 nmの粒子径を持つ粒子が選択的に移る現象が報告者らによって発見された。この現象は液内での超音波キャビテーションに深く関与しており、生成する気泡の状態すなわち溶存気体濃度と適切な投入電力により分離の選択性と濃縮率が変化することを見出した。さらに超音波霧化が生じている状態でのキャビテーション強度を定量する手法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

液体への超音波で生成する霧を、液中から特定粒子を選択的に運ぶキャリアーとして用いる新発想に基づく分離現象の機構を解明することで、より精密かつ効率的な分離現象の制御が可能となり、学術的意義は高い。また社会的には、現在の工業的な課題であるサブミクロン粒子の混合物におけるサイズ選択分離に対して、簡単な操作で分離できる新たな解決法を提案するという大きい意義がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [学会発表] 液中への高周波超音波照射時の化学発光法によるキャビテーション定量の調査2019

    • 著者名/発表者名
      二宮大樹、五島崇、水田敬、二井晋
    • 学会等名
      第30回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ultrasound, a potential game changer2019

    • 著者名/発表者名
      二井晋
    • 学会等名
      Asian Pacific Cofederation of Chemical Engineering, APCChE2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 液柱および霧化を生じる条件でのキャビテーションの可視化2019

    • 著者名/発表者名
      二宮大樹、五島 崇、水田 敬、二井 晋
    • 学会等名
      第28回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超音波霧化による水懸濁液からのサブミクロン粒子の選択分離-溶存ガスの影響-2019

    • 著者名/発表者名
      市來彩華、作本祐一郎、五島 崇、水田 敬
    • 学会等名
      第28回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超音波霧化を用いた水懸濁液からのサブミクロン粒子の選択分離2018

    • 著者名/発表者名
      作本 祐一郎, 五島 崇, 水田 敬, 二井 晋
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Nanoparticles separation and evaporation enhancement using nanodroplet generated by ultrasonic atomization2018

    • 著者名/発表者名
      Susumu Nii
    • 学会等名
      International Conference on Nanomaterials and Nanotechnology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 分離における界面の積極的な制御2018

    • 著者名/発表者名
      二井 晋
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超音波霧化による水懸濁液からのサブミクロン粒子選択分離2018

    • 著者名/発表者名
      作本祐一郎, 二宮大樹, 五島崇, 水田敬
    • 学会等名
      第27回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波霧化によるサブミクロン粒子の濃縮2018

    • 著者名/発表者名
      二宮大樹, 作本祐一郎, 五島崇, 水田敬, 二井晋
    • 学会等名
      第27回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Recent trends of ultrasonic atomization2017

    • 著者名/発表者名
      Susumu NII
    • 学会等名
      AOSS-3, Asia-Oceania sonochemical society conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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