粒子分散液流れシミュレーションによる精密ろ過プロセス性能推算法の確立

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560903
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 城西大学 (2013); 東京大学 (2011-2012)
• 研究代表者: 藤田 昌大 城西大学, 理学部, 教授 (40436530)
• 連携研究者: 中尾 真一 工学院大学, 工学部, 教授 (00155665)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 精密ろ過 / ファウリング / 膜細孔径 / 開孔比 / 透過流束 / 粒子阻止率 / シミュレーション

研究概要

本研究では粒子分散液流れの数値シミュレータを開発して，デッドエンドおよびクロスフロー精密ろ過プロセスに適用することによって，膜細孔径，開孔比，電解質濃度などのプロセス変数が膜の目詰まり（ファウリング）に及ぼす影響を調べた．その結果，ファウリングの形態，発生メカニズム，発生条件が定量的に明らかになり，透過流束や粒子阻止率などの膜ろ過プロセスの性能を推算する方法を示すことができた．

研究成果

• [雑誌論文] 連載講座「計算機粉体工学の課題と展望」5.メソスケール気液固混相流シミュレーションの方法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤田昌大
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 巻: Vol. 49, No. 8 ページ: 622-631
  • URL: http://www.sptj.jp/
• [雑誌論文] Simulation of Fouling and Backwash Dynamics in Dead-end Microfiltration : Effect of Pore Size (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ando, K. Akamatsu, S. Nakao, M. Fujita
  • 雑誌名: Journal of Membrane Science 巻: Vol. 392-393 ページ: 48-57
  • DOI: 10.1016/j.memsci.2011.11.051
  • 査読あり
• [学会発表] SNAP-Fを用いたデッドエンドろ過における膜ファウリングシミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 金杉尚将, 赤松憲樹, 小池修, 藤田昌大, 中尾真一
  • 学会等名: 化学工学会盛岡大会2013
  • 発表場所: 岩手・岩手大学
  • 年月日: 20130808-09
• [学会発表] 粒子分散液のデッドエンドろ過において細孔径と開孔比がファウリング挙動に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤松憲樹, 金杉尚将, 小池修, 藤田昌大, 中尾真一
  • 学会等名: 化学工学会第78回年会
  • 発表場所: 大阪・大阪大学
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] 精密ろ過膜ファウリングの直接数値シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤田昌大
  • 学会等名: 先端膜工学研究推進機構秋季講演会2013
  • 発表場所: 兵庫・神戸大学
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] 微粒子分散系のクロスフロー精密ろ過プロセスに関する直接数値シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上真生, 安藤努, 小池修, 藤田昌大
  • 学会等名: 日本機械学会関東学生会第52回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 東京・首都大学東京
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 膜ファウリングに対する細孔構造の影響とメソシミュレーターによるアプローチ (2013)
  • 著者名/発表者名: 宍戸栄二, 市村重俊, 藤田昌大, 小池修
  • 学会等名: 日本海水学会若手会第4回学生研究発表会
  • 発表場所: 神奈川・横浜国立大学
  • 年月日: 2013-03-07
• [学会発表] SNAP-Fを用いたデッドエンドろ過における粒子の膜透過シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 金杉尚将, 赤松憲樹, 小池修, 藤田昌大, 中尾真一
  • 学会等名: 日本海水学会若手会第4回学生研究発表会
  • 発表場所: 神奈川・横浜国立大学
  • 年月日: 2013-03-07
• [学会発表] 微粒子分散液の円管内非ニュートン流れのシミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 小池修, 藤田昌大, 山口由岐夫
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 宮城・東北大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] Direct Simulation Model of Concentrated Particulate Flow in Pressure-Driven Dead-end Microfiltration (2011)
  • 著者名/発表者名: 安藤努, 赤松憲樹, 藤田昌大, 中尾真一
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 愛知・名古屋工業大学
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 微粒子分散系のメソスケール・シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田昌大
  • 学会等名: 日本学術振興会プロセスシステム工学第143委員会2011年度第1回研究会
  • 発表場所: 大阪・ホテルコスモスクエア国際交流センター
  • 年月日: 2011-05-13
• [図書] 分散・塗布・乾燥の基礎と応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤田昌大, 他(監修:山口由岐夫, 編集:大島寛, 他)
  • 総ページ数: 83-86, 175-178, 181-184, 375-382, 386-389
  • 出版者: テクノシステム
• [備考]
  • URL: http://nanotech.t.u-tokyo.ac.jp/index_msc2011.html