非相溶性異粘度液液撹拌槽における分散過程・分散状態の複合可視化システムによる解明

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05118
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分27010:移動現象および単位操作関連
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 上ノ山 周 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 名誉教授 (50233945)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 撹拌 / 流体・流動 / 分散過程 / 液液分散

研究成果の概要

本研究では、申請者らがこれまでに、従事してきた実験的・計測的可視化手法の中から、まず数値解析法CFDを用いて非相溶性かつ液－液系を対象とした撹拌操作における分散現象の定量的データを積み上げる。次いで同データを基に解析的・計算的手法を用いて分散過程ならびに分敵状態の発現機構を論じ、その分散現象の解明を試みる。これにより液－液系撹拌操作の高度化・精緻化の実現を目指す。

自由記述の分野

化学工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

水と油のように互いに溶け合わない非相溶性の液－液系を対象とした撹拌操作は、例えば水中に油相のモノマーを懸濁させて、重合反応を起こし、高分子化合物を製造する懸濁重合反応槽や、液－液抽出における撹拌型分散・分離装置等において決定的な役割を担っている。その分散現象の定里的データに基づく解明は、製品品質の高度化ならびに操作の高効率化に不可欠であるが、分散相が低濃度であっても装置内に白濁を生じ、それらの状態を可視化して計測することが極めて困離なことから、その解明はいまだ十分なものとは言い難い。このような状況にあって、同分散状態を定量的に明らかにすることは、工学的に大変意味があることと考える。