ソノプロセス:ソノケミストリーと化学工学の融合

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15636018
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 香田 忍 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10126857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松岡 辰郎 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (60252269) ; 前田 泰昭 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80081438) ; 木村 隆英 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (70167378) ; 榎本 尚也 九州大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70232965) ; 二井 晋 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (90262865)
• Keywords: ソノケミストリー / ソノプロセス / 反応場の制御 / 物質循環プロセス / 物質分離プロセス / 物質創製プロセス / 超音波キャビテーション

Research Abstract

液体に超音波を照射すると超音波キャビテーションにより局所的に極限反応場(数ミクロンの領域で5000K、10MPa、100m/sの超高温・超高圧・超高速流動場)が生成する。超音波キャビテーションに起因する化学的・物理的作用を扱う分野であるソノケミストリーは、1980年代から急速に成長し、現在、日本の研究は世界のトップレベルにあるが、今後も発展し続けるためには、超音波反応場の制御と化学プロセスへの応用が不可欠である。そこで、ソノケミストリーを実用的に使える技術とし、これに基づく新しい化学プロセスを創成することを意義として、『ソノプロセス:ソノケミストリーと化学工学の融合』を提案する。このためには、単一分野からのアプローチでは不十分であり、ソノケミストリー分野の研究者と化学工学の様々な単位操作の研究者との総合化が要求される。このような多様な分野の研究者からなるチームを単一研究機関から組織化するのは限界がある。従って、超音波を様々な化学プロセスで使える技術とするためには、様々な分野の専門家が横断的な議論を行える総合的な研究の場が必要不可欠である。
本研究では超音波場を制御するための学理を創り、これに立脚した反応・分離などの要素技術の展開を研究の目的とする。このため、1)反応場の制御、2)物質循環プロセス、3)物質分離プロセス、4)物質創製プロセスの4項目の実用性の高い分野を抽出する。外国人研究者を招聘を含む2回の全体会議、World Congress on Ultrasonics 2003における調査研究におこない,ソノプロセスの具体内容についてまとめ、シンプルで高度化された新しいプロセス工学に体系化するための指針を得た。

Research Products

• [Publications] S.Koda et al.: "A Standard Method to Calibrate Sonochemical Efficiency of an Individual Reaction System"Ultrasonics Sonochemistry. 10・3. 149-153 (2003)
• [Publications] T.Fujita et al.: "Ultrasonic decomposition of (4-chloro-2-methyl phenoxy) acetic acid (MCPA) in aqueous solution"Journal of Chemical Engineering of Japan. 36・7. 806-811 (2003)