藤岡　沙都子 （ フジオカ　サトコ ）

Fujioka, Satoko

写真a

所属（所属キャンパス）

理工学部 応用化学科 （ 矢上 ）

職名

准教授

外部リンク
Scopus 論文情報  
総論文数: 35 総引用数: 681 h-index: 11

Click to view the Scopus page. The data was downloaded from Scopus API inMay 24, 2026, via http://api.elsevier.com and http://www.scopus.com .

このページの先頭へ▲

経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2009年04月
    -
    2010年03月

    慶應義塾大学特別研究助教(先導研究センター)

  • 2010年04月
    -
    2013年03月

    慶應義塾大学助教(有期)(理工学部応用化学科)

  • 2010年04月
    -
    2013年03月

    慶應義塾大学, 理工学部 応用化学科, 助教（有期）

  • 2010年07月
    -
    2010年08月

    Technical University of Hamburg, Institute of Multiphase Flows, Visiting Scientist

  • 2012年02月
    -
    2012年03月

    株式会社カネカ嘱託研究員

全件表示 >>

このページの先頭へ▲

学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1999年04月
    -
    2003年03月

    東京工業大学, 工学部, 化学工学科

  • 2003年03月

    東京工業大学, 工学部, 化学工学科

    大学, 卒業

  • 2005年04月

    東京工業大学, 理工学研究科, 化学工学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 2008年07月
    -
    2009年07月

    ÉCOLE SUPÉRIEURE DE PHYSIQUE ET DE CHIMIE INDUSTRIELLES DE LA VILLE DE PARIS

  • 2009年03月

    東京工業大学, 理工学研究科, 化学工学専攻

    大学院, 修了, 博士

このページの先頭へ▲

学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 博士(工学), 東京工業大学, 課程, 2009年03月

このページの先頭へ▲
 

研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 流体工学

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 流体工学 （スラグ流、マイクロバブル、混相流、レオロジー）

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 移動現象、単位操作

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 反応工学、プロセスシステム工学 （Reaction Engineering/Process System）

このページの先頭へ▲

研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • スラグ流, 微細気泡, 混相流, プロセス強化

このページの先頭へ▲
 

著書 【 表示 ／ 非表示 】

  • ファインケミカル, 医薬品の連続生産プロセス

    技術情報協会, 技術情報協会, 2024年11月,  ページ数： 610p

    担当範囲: 第1章第17節 液液スラグフローリアクターによる微粒子およびゲルビーズの連続製造

  • 進化するファインバブル技術と応用展開 (最近の化学工学70)

    ファインバブル学会連合, ファインバブル学会連合, 化学工学会 関東支部, 2022年03月,  ページ数： 258

    担当範囲: 第9章 マイクロバブル界面における物質移動

  • 持続可能な社会への道 -環境科学から目指すゴール-

    2020年10月

    担当範囲: 第６章環境課題解決のための生産技術と社会実装,  担当ページ： p.183-197

  • 持続可能な社会への道─ 環境科学から目指すゴール ─ (学術会議叢書27)

    大政 謙次 / 阿尻 雅文 / 北川 尚美 / 青野 光子 / 吉田 丈人 / 平野 高司 / 小﨑 隆, 羽島 知洋 / 真木 太一 / 所 千晴 / 後藤 雅宏 / 宮崎 あかね / 和田 元 / 藤岡 惠子 / 桑野 園子, 谷 晃 / 平尾 雅彦 / 野田 優 / 藤岡 沙都子 / 花木 啓祐 / 碓井 照子 / 山極 壽一, 日本学術協力財団, 2020年10月,  ページ数： 264

    担当範囲: 第６章 環境課題解決のための生産技術と社会実装

このページの先頭へ▲

論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • A Numerically Stable Sequential Model for Estimating Shear Rheological Parameters of Food Fluids

    Ikeda N., Kimoto A., Fujioka S., Terasaka K.

    Journal of Food Process Engineering 49 （ 2 ）  2026年02月

    共著,  ISSN  01458876

    　概要を見る

    This study aims to improve the numerical stability of rheological parameter estimation for non-Newtonian food fluids by proposing a Sequential Herschel–Bulkley (SHB) model, which sequentially estimates yield stress (τ<inf>0</inf>), consistency index (K), and flow behavior index (n) using pressure drop and flow rate data obtained from tube flow. In contrast to the conventional Herschel–Bulkley (HB) model, which fits all three parameters simultaneously and is susceptible to numerical instability, the SHB model first determines τ<inf>0</inf> using the Casson equation and then fits K and n with τ<inf>0</inf> fixed. The method was validated using tamarind seed gum (TG) solution, xanthan gum (XG) solution, and ketchup. Flow curves derived from SHB-based tube-flow measurements showed improved agreement with rotational viscometer data, particularly for ketchup, where the mean absolute percentage error (MAPE) decreased from 4.49% for the HB model to 2.10% for the SHB model. In addition, repeated nonlinear fitting demonstrated that the SHB model consistently reduced the coefficients of variation and parameter variances relative to the HB model, indicating enhanced robustness. These findings demonstrate that the SHB model provides a concise, reliable, and numerically stable approach for estimating shear rheological parameters of yield-stress food fluids using practical in-line measurement signals.

  • Evaluation of Laminar Mixing Performance in an Oscillatory Baffled Reactor: Experimental and Numerical Approaches

    Murotani R., Saiki W., Fujioka S., Yasuda M., Horie T.

    Journal of Advanced Manufacturing and Processing 7 （ 4 ）  2025年10月

    共著

    　概要を見る

    In regions with a low oscillatory Reynolds number, an oscillatory baffled reactor (OBR) exhibits the folding and stretching of fluid, resulting in the mixing observed within the baffle sections. In this study, an analysis of the mixing mechanism and an evaluation of mixing performance were conducted using experimental methods and numerical simulations to visualize the boundary between the liquid phases and track its shape changes. The ratio of oscillation stroke to baffle interval length, the open ratio of the baffle's cross-sectional area, and the length of the baffle intervals were varied. A glycerin-water solution was used, and the boundary line was colored with rhodamine, forming a film-like layer at the orifice, which was then visualized using sheet laser fluorescence. Oscillatory flow was applied, and changes in the length of the boundary line and the boundary area were measured for one oscillation cycle. For the numerical calculations, the velocity field was first computed, followed by the arrangement of virtual particles to represent the boundary line. The shape of the boundary line obtained from the experiments was consistent with the simulation results, and the trends in the length of the boundary lines for the first cycle were generally consistent as well. Therefore, the experimental results confirmed that the boundary area increases exponentially, consistent with the simulation results.

  • Application of the approximate mapping method and validation of the mixing evaluation method based on fractal dimension in an oscillatory baffled reactor

    Murotani R., Horie T., Fujioka S., Okita E., Yasuda M.

    Chemical Engineering and Processing Process Intensification （Elsevier BV）  212   110279 - 110279 2025年06月

    共著,  ISSN  02552701

    　概要を見る

    An approximate mapping method was applied and validated to predict the mixing state of an oscillatory baffled reactor in the low oscillatory Reynolds number regime. In addition, a fractal dimension method using mapping images for mixing performance evaluation was validated. The Poincaré maps approximated by Shepard's method were employed for the predictions. The results were well-matched when comparing fluid deformation and the mixing performance with the mapping method and direct numerical calculations based on virtual particle tracing, with the relative error being small at less than 1.5%. Using the mapping method, the computational time required for CFD was reduced, and the total time for the entire process up to the evaluation of mixing performance was reduced to two-thirds. Moreover, the results of the mixing performance evaluation using the fractal dimension were consistent with those obtained from a standard method. It was shown that the mixing performance evaluation through simple image analysis, based on the mixing enhancement mechanisms of laminar flow, is feasible.

  • Flow Analysis of Self-Induced Sloshing Caused by Bubbly Flow and Its Effect on Mass Transfer

    Fujioka S., Ochiai Y., Fujita E., Terasaka K.

    Bunseki Kagaku 74 （ 12 ） 771 - 776 2025年

    共著,  ISSN  05251931

    　概要を見る

    This study aimed to investigate the effect of self-excited sloshing, induced by a bubble plume, on mass transfer. In a rectangular tank, experiments were conducted by intentionally varying the bubble diameter using different gas spargers and by adding 1-butanol to the liquid phase. The characteristics of the liquid surface oscillation and the mass transfer coefficient k<inf>L</inf> were measured. The results showed that decreasing the bubble diameter promoted sloshing and increased its amplitude. However, a further reduction in bubble size through the addition of 1-butanol suppressed the oscillation. This was attributed to the formation of a foam layer, which dissipated energy through friction with the tank walls. Regarding mass transfer, the mass transfer coefficient k<inf>L</inf> tended to increase with the gas flow rate, suggesting that sloshing could potentially enhance mass transfer. Nevertheless, no simple correlation was found between the sloshing amplitude and the value of k<inf>L</inf>. The study concludes that bubble diameter and liquid properties significantly alter sloshing characteristics, but further detailed investigation, including the improvement of CFD predictions, is required to fully elucidate the relationship between the fluid dynamics and mass transfer.

  • A Simplified Model for Predicting Changes to Ultrafine Bubble Size Distributions under Flowing Conditions

    Kurumi NAKAJIMA, Hanako SASAKI, Adam DONALDSON, Koichi TERASAKA, Satoko FUJIOKA

    JAPANESE JOURNAL OF MULTIPHASE FLOW （The Japanese Society for Multiphase Flow）  38 （ 3 ） 281 - 288 2024年09月

    共著, 査読有り,  ISSN  0914-2843

全件表示 >>

このページの先頭へ▲

KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

全件表示 >>

このページの先頭へ▲

総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

全件表示 >>

このページの先頭へ▲

研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

  • 気泡流による自励スロッシングに及ぼす液物性の影響

    藤田えりか,藤岡沙都子,寺坂宏一

    [国内会議]  化学工学会３支部合同大会(秋田大会）, 

    2021年07月
    , 

    口頭発表（一般）

  • 振動流バッフル反応器における低レイノルズ数領域での内部流動解析

    鈴木博己,藤岡沙都子,堀江孝史,薬師寺光,寺坂宏一

    [国内会議]  化学工学会3支部合同大会（秋大会）, 

    2021年07月
    , 

    口頭発表（一般）

  • 液液スラグ流におけるスラグ長さの推算と内部循環流の可視化

    手塚智哉,藤岡沙都子,寺坂宏一

    [国内会議]  化学工学会３支部合同大会(秋田大会）, 

    2021年07月
    , 

    口頭発表（一般）

  • 固液分散プロセスへの応用を目指した振動流バッフル反応器の内部流動解析

    野本大智,藤岡沙都子,堀江孝史,薬師寺光,寺坂宏一

    [国内会議]  化学工学会３支部合同大会(秋田大会）, 

    2021年07月
    , 

    口頭発表（一般）

  • 難溶性薬物の過飽和溶液の安定性に対するウルトラファインバブルの影響

    木村 早百合,今岡 鮎子,秋好 健志,田中 俊也,藤岡 沙都子,寺坂 宏一,大谷 壽一

    [国内会議]  日本医療薬学会第4回フレッシャーズ・カンファランス, 

    2021年06月
    , 

    口頭発表（一般）

全件表示 >>

このページの先頭へ▲

競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • 遷移域の非定常渦流動ダイナミクスの解明と反応プロセス強化への展開

    2025年04月
    -
    2029年03月

    科学研究費助成事業, 堀江 孝史, 藤岡 沙都子, 基盤研究(B), 未設定

    　研究概要を見る

    振動流バッフル反応器は，バッチ式撹拌槽型プロセスを流通式管型へと転換できるため，化学プロセスの飛躍的高効率化への貢献が期待されている。しかし，大きな渦流がランダムに多数発生する反応器内の流動は複雑であり，その混合及び物質移動強化の発現要因は明らかになっていない。そこで，内部流動観察や数値流体シミュレーション結果に基づいて特徴的な渦流構造とそのダイナミクスを定量評価し，混合及び物質移動性能強化との関係を明らかにする。

  • 液液スラグフローリアクター活用プロセス設計のための流動予測モデルの開発

    2024年04月
    -
    2027年03月

    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 藤岡 沙都子, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

    　研究概要を見る

    「液液スラグフローリアクター活用プロセス設計のための流動予測モデル」を開発する。二流体が管内を交互に流れる液液スラグ流は、内部循環流による混合促進効果により優れた反応・分離場になると期待される。しかし、液物性や操作条件、装置条件により変化する流動状態の迅速な予測は困難である。そこで機械学習を用いた液液二相流動状態の予測モデルを構築し、スラグ流活用のための迅速な操作条件決定を可能にする。
    マイクロ・ミリスケール流路内の液液二相流は、反応場や分離場、特に混合性能に優れるスラグ流の利用が期待されている。しかし、多様な流体や流路条件（材質、形状）が存在するため、任意の条件に適用可能な普遍的な流動状態（液滴流、スラグ流、環状流）の予測モデルは未確立である。キャピラリー数とレイノルズ数を用いた従来の無次元数マップは存在するものの、流路の濡れ性や合流角度、材質、断面形状といった要因を考慮できず、異なる実験条件では予測精度が大きく変動するという課題があった。
    そこで本研究では、機械学習、特にニューラルネットワーク技術を活用し、より広範な条件に対応可能な流動状態予測モデルの構築を目指した。モデルの入力変数には、界面張力、分散相と連続相それぞれの粘度と密度、管径、二流体の合流角度、壁面の接触角という計8つの物理的・幾何学的パラメータを採用した。出力は各流動状態（液滴流、スラグ流、環状流）の確率とした。学習と検証には、既往の4つの論文から抽出したデータと本研究グループの実験データを合わせた計3577点のデータセットを使用した。
    ランダムに抽出したデータで学習・検証を行った結果、構築したモデルは約78%の正答率を達成し、特に重要なスラグ流とそれ以外の判別においてもF1値約0.76と、偏りの少ない良好な予測性能を示した。一方で、特定の流路条件の影響を評価するため、矩形管やガラス管のデータを意図的に学習データから除外し、テストデータとしてのみ使用したところ、正答率はそれぞれ約43%、約42%へと大幅に低下した。
    この結果は、従来モデルでは十分に考慮されてこなかった流路の断面形状や材質が、細管内の液液二相流動状態を決定する上で極めて重要な影響因子であることを強く示唆している。
    種々のニュートン流体についてガラスおよび樹脂製の円管での流動実験データをもとに機械学習モデルを構築した。着目した物性値のうち、粘度は比較的広い範囲について検討できたが、界面張力の異なる系についてのデータを追加する必要がある。
    可視化実験に使用している機器の故障等の理由により実験がやや遅れている。
    流動状態予測について、界面張力を変化させた水-油系や水性二相系などいくつかのデータを追加する予定である。また、非ニュートン流体についてもあわせて検討する。
    次のステップである形状予測については、種々の流体でスラグ流を形成し、分散相スラグの界面形状データを採集している途中である。

  • ファインバブル科学を先導するウルトラファインバブル機能性微粒子の国際研究開発

    2023年04月
    -
    2026年03月

    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 寺坂 宏一, 藤岡 沙都子, 藤岡 沙都子, 基盤研究(B), 研究分担者

    　研究概要を見る

    本年度は下記の研究課題(A)と(B)に取り組んだ。
    (A)非凝縮性ガス分子とスチームの混合蒸気の急速冷却によるウルトラファインバブル水生成
    気体分子が液体分子にくらべ分子拡散係数が極めて大きいことを利用し、水蒸気に各種ガスを空間均一的に混合させた。この混合蒸気を高速に冷却して液化凝縮させることで、水中にガス分子が空間均一的に過飽和で分布する凝縮水を作成した。研究代表者の仮説が正しければ、空間均一な過飽和溶存水では多数の気泡核発生が生じ、ウルトラファインバブルが多数発生すると。本実験結果では仮説通りの現象が得られ、本仮説がウルトラファインバブル生成のメカニズムとして正しいと結論を得た。このウルトラファインバブル生成メカニズムを利用した新規なウルトラファインバブル製造法として、非凝縮性ガスとスチームの混合蒸気の急速冷却凝縮法によるウルトラファインバブル製造法を確立し、実際に得られるウルトラファインバブルの数濃度やサイズ分布を計測した。
    (B)非凝縮性ガスと水蒸気の混合気体の急加圧によるウルトラファインバブル水生成
    研究代表者の仮説をもとに、減圧により気化した水蒸気と非凝縮性ガスを気相中で均一混合した後、大気圧まで急復圧させ得た凝縮水中でも多数のウルトラファインバブルが得られると予測できる。シリンジ内に予め非凝縮性ガスと水を封入し、体積膨張(減圧)により気化した水とガスとを均一に混合した。その後急激な体積収縮またはガス充填によって復圧(加圧)し、水中に多数の気泡核を持つ凝縮水を形成させ、ウルトラファインバブル水生成を実験的に確認した。

  • フローリアクター開発を目指した気液スラグ流の流動制御

    2022年04月
    -
    2023年07月

    天野工業技術研究所, 研究助成金, 未設定

  • 液液スラグフローリアクターによる微粒子およびゲルカプセル連続製造プロセスの開発

    2021年04月
    -
    2024年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 藤岡 沙都子, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

    　研究概要を見る

    本研究では液液スラグ流のリアクターとしての利用を目指し、(1)液スラグの形状予測および制御手法の確立、(2)液スラ グ内部循環流の混合効果を利用した微粒子製造ならびに粒径制御手法の確立、(3)微細気泡含有ゲルカプセル連続生成法の提案、を目的とした。2液体の物性が液スラグの形状に及ぼす影響を実験的に明らかにし、スラグ長さや界面形状を予測する無次元相関式を提案した。
    分散相スラグを反応場としてゾルゲル法によりシリカ微粒子を生成し、内部循環流制御による粒径分布制御の可能性を示した。また、ゾル水溶液で分散相スラグを形成し管内でゲル化を進行させ形状の揃ったゲルカプセルの連続製造に成功した。

全件表示 >>

このページの先頭へ▲

知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 非ニュートン流体のレオロジー特性値を得る装置、方法及びプログラム

    出願日： 特願2022-122325  2022年07月 

    公開日： 特開2024-018787   

    特許権

このページの先頭へ▲

受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • 論文審査貢献賞

    2021年, 化学工学会

  • 日本食品工学会優秀ポスター発表賞

    2015年08月, 日本食品工学会

  • 第16回年次大会優秀ポスター発表賞

    2015年08月, 日本食品工学会

  • Chemical Engineering Science Top Cited Papers for 2011 and 2012

    K. Terasaka, A. Hirabayashi, T. Nishino, S. Fujioka and D. Kobayashi, 2014年10月

  • Top Cited Papers for 2011 and 2012

    2014年10月, Elsevier, Chemical Engineering Science

全件表示 >>

このページの先頭へ▲
 

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 化学・生命情報科学修士研究２

    2026年度

  • 創発理化学輪講２

    2026年度

  • 基礎化学実験

    2026年度

  • 化学・生命情報科学博士研究

    2026年度

  • 化学・生命情報科学修士研究１

    2026年度

全件表示 >>

このページの先頭へ▲

担当経験のある授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 化学工学演習

    慶應義塾大学理工学部応用化学科

    2021年04月
    -
    2022年03月
    , 

    春学期, 演習

  • 化学工学演習

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

  • 化学工学特論

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

  • 基礎化学実験

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

  • 応用化学工学

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

全件表示 >>

このページの先頭へ▲
 

所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 化学工学会

    　

  • 日本機械学会

    　

  • 日本混相流学会

    　

  • 日本食品工学会

    　

  • 日本学術会議, 

    2017年10月
    -
    継続中

全件表示 >>

このページの先頭へ▲

委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2021年04月
    -
    継続中

    ファインバブル学会連合理事, ファインバブル学会連合

  • 2020年04月
    -
    継続中

    化学工学会関東支部若手の会代表, 化学工学会関東支部若手の会

  • 2018年04月
    -
    継続中

    代議員, 化学工学会

  • 2018年04月
    -
    2020年03月

    評議員, ファインバブル学会連合

  • 2018年04月
    -
    2020年03月

    企画幹事, 化学工学会粒子流体プロセス部会気泡・液滴・微粒子分散工学分科会

全件表示 >>

このページの先頭へ▲