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2019 年度 実績報告書

マイクロ流路の流動挙動解析に基づいた次世代連続操作型分離技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H01339
研究機関京都大学

研究代表者

外輪 健一郎  京都大学, 工学研究科, 教授 (00336009)

研究分担者 滝山 博志  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40251582)
工藤 翔慈  群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 助教 (50735008)
ALCANTARA J.RAFAEL  京都大学, 工学研究科, 講師 (50709219)
堀河 俊英  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (90380112)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード晶析 / 蒸留
研究実績の概要

水平型蒸留装置の開発においては、昨年までの検討に引き続き、撹拌翼の形状を変化させた実験を行い、形状が蒸留装置の性能に及ぼす影響を明らかにした。また、数値計算を行って、内部の流動状態を詳細に調査した。回転翼の回転数によって蒸気の流動状態が変化する様子を数値シミュレーションによって解明した。
晶析の研究に関して、管型晶析装置での流路閉塞に関連して懸濁晶析でのスケール形成の開始メカニズムについて、懸濁する結晶粒子の粒径・形状が与える影響の観点から検討を行った。さらに溶液からの共結晶の製造手法に関して、相図を用いた解析を進めた。同じ2液混合による過飽和度の生成でも反応や非溶媒添加によって過飽和の種類が異なる可能性に着目し、結晶粒径や形態などの共結晶の粒子群品質との関係を検討した。これらの内容は、成果として学会ならびに論文で発表した。
流体の剪断力が晶析に及ぼす影響について検討した。これまでの検討によって、せん断力が物質移動を促進する可能性を数値計算によって示したが、さらにそれが製品の粒径分布に及ぼす影響を調査した。実験と計算の両面からその効果を明らかにすることができた。さらに剪断力により結晶各面の成長速度が変わり、アスペクト比を改善できることが分かった。また、反応晶析では、テーラー渦を生み出す回転数によって凝集状態を制御でき、より単一粒子に近い粒子群の製造が可能であることを示した。また、操作点を相図上に示すことによって粒子群品質との関係を整理できることも見出した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Control of Reaction Crystallization of Organic Compounds Using the Supersaturation Profile2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Eriko、Seki Yuichiro、Takiyama Hiroshi
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 52 ページ: 599~604

    • DOI

      10.1252/jcej.19we017

  • [雑誌論文] Effect of Two Kinds of Supersaturation on Crystal Qualities during Cocrystallization2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimaru Momoko、Kudo Shoji、Takiyama Hiroshi
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 52 ページ: 579~585

    • DOI

      10.1252/jcej.18we281

  • [学会発表] 非球形粒子の攪拌槽内構造物への衝突現象の解析2020

    • 著者名/発表者名
      千明知広、工藤翔慈
    • 学会等名
      化学工学会 第85年会
  • [学会発表] 新規カスケード型連続フロー晶析を用いた結晶粒子群の品質制御2020

    • 著者名/発表者名
      小山 真奈、甘利 俊太朗、滝山 博志
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
  • [学会発表] バニリンの非溶媒添加晶析での結晶粒子群品質2020

    • 著者名/発表者名
      木村一輝、工藤翔慈
    • 学会等名
      化学工学会 第85年会
  • [学会発表] 溶液からの共結晶粒子群晶創製のための多成分相図を利用した操作設計2019

    • 著者名/発表者名
      工藤翔慈、滝山博志
    • 学会等名
      分離技術会年会2019
  • [学会発表] Development of Continuous Flow Production Process with High Shear Field for Reaction Crystallization2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro AMARI, Chinami SUGAWARA, Hiroshi TAKIYAMA
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of the size of rotating elements on the performance of horizontal distillation column2019

    • 著者名/発表者名
      Yumi Uno, Ken-Ichiro Sotowa, Yusuke Shimada and Toshihide Horikawa
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Chemical Engineering
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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