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縦型の平行平板電極を備えたスプレー塔液々抽出装置を試行し、その流動および物質移動特性を調べた。装置は内径90mm、長さ400mmの有機樹脂円筒で、その塔壁に銅板電極(極板間距離67mm)を平行に固定したものである。塔上部に取り付けたスプレー・ノズルより生成した液滴群を電極間(平等電場)を落下させる。液滴群は印加電圧に応じてゆるやかなジグザグ運動から液滴同士の合一・再分散を繰り返す激しい運動まで変化した。液々分散系への電場の利用は撹拌器を使用したのと同じ効果を示した。試作した装置の流動特性、混合特性および物質移動特性を実験的に調べた
分散相流動特性;分散相ホールドアップは印加電圧と共に増加した。これは電気力により滴がジグザグ運動を繰り返し、分散相の塔内滞留時間が長くなるためである。滴径分布は印加電圧と共に広くなったが、平均滴径ではほぼ一定であった。液滴の落下速度は印加電圧と共に遅くなった。液滴の速度の実測値は我々がじく前提出した推算式による計算値とよく一致した。
連続相液混合特性;連続相側液混合拡散係数におよぼす電場の効果をトレーサ応答により求めた。その結果、印加電圧と共に混合拡散係数は低下し、良好な混合状態が与えられ、逆混合が抑制されることがわかった。
物質移動特性;分散相から連続相へのヨウ素の抽出実験を行い、抽出効率におよぼす電場の効果を調べた。電場を付与しない場合に較べて電場を付与(35kV)すると抽出効率は約70%増加し、顕著な効果がえられた。
装置シミュレーション;流窪および混合特性のデータ、文献の物質移動係数の相関式を用い、装置効率のシュミレーションを行った結果、良好な結果を得た。本シュミレーション手法、装置設計法を確立した。(本結果の一部は化学工学第21回秋季大会(1988年で公表し、国際溶媒抽出会議(1990年)に発表の予定である。
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