| 研究課題/領域番号 |
17K06885
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
化工物性・移動操作・単位操作
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
吉川 史郎 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (40220602)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | テイラー渦の安定性 / 同心二重円筒型反応装置 / 粘弾性流体 / テイラークウェット流れ / 渦の安定性 / 完全混合槽列反応器 / 滞留時間 |
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| 研究成果の概要 |
同心二重円筒間のテイラー渦群を完全混合槽列とみなすことにより，低せん断で高効率の流通型反応器として応用するために安定した渦流を形成する方法を提案することを目的として研究を行った．内円筒をエポキシ樹脂でコーティングした装置を用いるとともに，流体に微量の高分子を添加することによって渦群の流れの乱れを抑制し，広い操作条件範囲で安定した渦群を形成することが可能であることを見出した．さらにステップ応答実験を実施し，異なる流体，操作条件における滞留時間分布を求め，装置内を完全混合流れ，バイパス流れ，停滞部からなるものとする組み合わせモデルによる評価を試み，高分子添加流体の渦安定性への影響を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでテイラー渦反応器についての研究がなされてきたが，渦を安定化する方法の検討は十分に行われてこなかった．本研究の結果により装置固体表面のコーティングあるいは流体への微量の高分子添加により生じる粘弾性が渦の安定性にある程度の効果をもたらすことが確認された点に学術的意義がある．同心二重円筒装置を軸流を伴う流通型反応器として利用した場合の渦の安定性も確認し，ステップ応答によって滞留時間分布をよりシャープにする可能性があることを示すとともに最適な添加高分子に関する知見，操作条件を明らかにすることによって実際の晶析，菌体培養を目的としたより高効率の反応装置設計の指針を示した点に社会的意義がある．
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