| 研究課題/領域番号 |
17K06886
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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 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
三角 隆太 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40334635)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 撹拌・混合 / 晶析 / CFD / 結晶摩耗 / 結晶凝集 / スケールアップ / ポピュレーションバランス解析 / 二次核発生 / Mixing / Crystallization / Transition flow / Population Balance / Anti-solvent / Attrition fragments / Crystal abrasion / Crystal aggregation / Secondary nucleation / ポピュレーションバランス / 微粒子 / 粒径制御 |
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| 研究成果の概要 |
(1) 撹拌槽内での摩耗微結晶の生成量と母結晶粒子の摩滅量を実験的に定量化する手法を開発し、カリミョウバン結晶と硫酸カリウム結晶の摩耗特性に対する撹拌操作条件の影響を明らかにした。(2) 固体粒子のラグランジアン解析にもとづき、固液撹拌槽内での粒子濃度分布に対する粒子特性、撹拌条件などの影響を明らかにした。(3) カリミョウバンの冷却晶析をモデルケースとして、結晶凝集現象を実験的に定量化する手法を考案した。(4) Y型マイクロチャネル内でのKCl-エタノール系の貧溶媒晶析をモデルケースとして、流動解析、三相線図と組み合わせた結晶成長のポピュレーションバランス解析手法を考案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
化学・医薬品・食品工業での代表的な反応・分離操作の一つである撹拌装置を用いた晶析操作では、(1) 撹拌羽根への結晶粒子の衝突による摩耗微結晶の生成量を制御すること、(2) 撹拌槽内での結晶粒子の分散状態を制御すること、(3) 槽底近傍に堆積する結晶粒子の凝集量を制御することが重要である。本研究では、これらの現象を実験的にもしくは数値流動解析により定量化する手法を構築するととも、(4) マイクロチャネル内での貧溶媒晶析をモデルケースとして結晶個数の経時変化を考慮することができる結晶成長のポピュレーションバランス解析手法を考案し、工業晶析の高効率化に寄与する成果を挙げることができた。
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