Details of a Researcher - Fujioka, Satoko

Presentations -

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Hot CO2 Recovery with Lithium Silicate in Slurry Bubble Column

Y.Kanai, M.Suwabe, K.Terasaka, S.Fujioka and D.Kobayashi

1st International Symposium on Multiscale Multiphase Process Engineering (Kanazawa) ,

2011.10

Poster presentation

高温CO2回収プロセス開発のため,高温溶融塩中にリチウムシリケート粒子を懸濁させたスラリー気泡塔でのCO2回収実験を行った.本システムは従来法と異なり,燃焼排ガスを冷却する必要がないという利点を持ち,回収した高温のCO2を重合反応プロセスの原料とする等,新たな可能性が期待出来る.本研究では,ガス空塔速度やスラリー濃度に代表される操作条件がCO2回収性能に与える影響を明らかにした.

Modeling, Simulation and Experimental Analysis of Hydrodynamicsof Two-phase Flows in Y-Y Shaped Microreactors

S.Mosler, M.Schlueter, S.Fujioka and K.Terasaka

1st International Symposium on Multiscale Mutiphase Process Engineering (Kanazawa) ,

2011.10

Poster presentation

マイクロリアクターは比表面積が大きいため熱移動の制御が容易であり,また滞留時間や気液接触時間の精密な制御も可能であるという利点を持ち,様々な反応への応用が期待されるがマイクロリアクター内の混相移動現象をシミュレーションするためのモデルは少ない.本研究では,液/液および気/液スラグ流に注目し,Y字型マイクロリアクターの形状,作動流体の物性や操作条件が流動および混合に及ぼす影響について数値計算と可視化実験の両面から検討した.

Heat Transfer Characteristics of Gas-Liquid Slug Flows in Mini-Channel

M.Mitsui, S.Fujioka, H.Yagi, K.Terasaka and D.Kobayashi

1st International Symposium on Multiscale Multiphase Process Engineering (Kanazawa) ,

2011.10

Poster presentation

マイクロチャンネルやミニチャンネルを用いたコンパクトな熱交換器の開発を目指し,ミニチャンネル内気液二相流の熱移動特性について実験的に検討した.その結果,液単相流の場合に比べ,気体を導入したスラグ流を形成させた場合では液スラグ中に形成される循環液流により熱移動が促進されることが明らかになった.また,操作条件および使用液体の物性の影響による熱移動促進効果の違いについて検討した.

Development of a Novel Microbubble Aerator for Biochemical Waste Water Treatment

A.Hirabayashi, K.Terasaka, T.Nishino, S.Fujioka and D.Kobayashi

1st International Symposium on Multiscale Multuphase Process Engineering (Kanazawa) ,

2011.10

Poster presentation

工業規模の廃水処理プラントで用いられる好気性微生物による有機物の分解では,微生物への酸素供給速度が全プロセスの律速段階となることが多い.本研究では,酸素溶解性能の高いマイクロバブルを用いたコンパクトかつ可動式の曝気システムの開発を行った.最適なマイクロバブル発生装置の選定,曝気装置の設計及び開発の後,有機物分解試験を行い本システムの最適化について検討した.

Sucrose Crystallization Utilizing Dissolution and Shrinkage of Microbubbles Generated by Electrolysis

T.Murase, Y,Sasaki, K.Terasaka, S.Fujioka and D.Kobayashi

1st International Symposium on Multiscale Multiphase Process Engineering (Kanazawa) ,

2011.10

Poster presentation

液中でのマイクロバブルの溶解・収縮現象を利用した新規な晶析プロセスの開発を目指し,水素,酸素,窒素及びヘリウムを用いてガスの種類が気泡の収縮現象に与える影響について検討した.また,スクロース水溶液を用いて初期気泡径が生成結晶サイズに与える影響について検討した.さらに,大量な結晶製造プロセス開発のため電気分解によるマイクロバブル生成及びスクロースの晶析を行った.

Dynamic Behavior of Microbubbles Irradiated Ultrasound

R.Akutsu, Y.Hayashida, K.Terasaka, S.Fujioka and D.Kobayahsi

1st International Symposium on Multiscale Multiphase Process Engineering (Kanazawa) ,

2011.10

Poster presentation

超音波の照射と停止によるマイクロバブルの凝集および液中への再分散を動的に制御するため,周波数や出力が凝集挙動に与える影響について検討した.出力が低い場合,マイクロバブルは超音波によるBjerknses力により凝集するが表面が負に帯電しているため電気的反発力が働き合一することはなかった.一方,出力が大きくなるとBjerkness力が増大するためそのバランスが崩れ,マイクロバブルが合一する様子が観察された.

気液向流式気泡塔内の流動、混合および物質移動

稲垣秀俊,二ノ宮裕未,寺坂宏一,藤岡沙都子

化学工学会第43回秋季大会 (名古屋) ,

2011.09

Oral presentation (general)

気液並流式と比較して操作範囲が狭い反面,高いガス吸収性能を有すると期待される気液向流式気泡塔に関して,気泡塔設計に必要となる流動特性としてガスホールドアップ,軸方向混合拡散係数および液側物質移動容量係数に着目し,塔径0.2 m,塔高1.8 mのラボスケールの気泡塔を用いてこれら流動特性を実験的に明らかにした.さらに流動特性に及ぼす液流速の影響について明らかにした.

超音波照射下におけるマイクロバブルの動的挙動とそのメカニズム

阿久津良太,林田善行,寺坂宏一,藤岡沙都子

化学工学会第43回秋季大会 (名古屋) ,

2011.09

Oral presentation (general)

液中に分散したマイクロバブル群に超音波を照射するとマイクロバブルの凝集あるいは合一が起こり,また照射を停止すると凝集体の解砕が起こることが報告されているが,その力学的なメカニズムは解明されていない.そこで,超音波照射により生じるマイクロバブルの動的挙動に及ぼす諸操作因子の影響を実験的に解析し,特に超音波の周波数が凝集に及ぼす影響について明らかにした.

気液混合せん断法により生成したナノバブルの分析法の検討

寺坂宏一,遠田安沙子,藤岡沙都子,川原垣昌利,辻秀康,浦谷義紀

日本混相流学会年会講演会2011 (京都) ,

2011.08

Oral presentation (general)

洗浄,農業および廃水処理等の分野で実績を挙げているナノバブルについて,液中でのナノバブルの存在状態や寿命などを実証するデータを得るため,気液混合剪断法によりイオン交換水および水道水中に生成させた空気ナノバブルの個数分布測定およびその経時変化の測定を各種分析機器により行った.また,水中でのナノバブルの長期的な存在および測定個数の変化を観察した.

マイクロバブル浮上分離による液中からのポリフェノール回収

山口貴志,寺坂宏一,藤岡沙都子

日本食品工学会第12回年次大会 (京都) ,

2011.08

Poster presentation

マイクロバブルを用いた浮上分離法を,抗酸化作用を持つ有用物質であるポリフェノールの回収に適用する可能性について検討した.ポリフェノールとしてルチンを使用し,液中からのルチン回収量に及ぼすルチン初期濃度や気泡径の影響について実験的に検討した.その結果,無害な空気からなるマイクロバブルを用いて液中からのルチン回収を行うことができ,各操作条件がルチン回収量に及ぼす影響が明らかになった.

マイクロバブルを用いたエマルションからの油分回収

織笠佑未,寺坂宏一,藤岡沙都子

日本食品工学会第12回年次大会 (京都) ,

2011.08

Oral presentation (general)

高効率な水質環境浄化技術の開発のため,マイクロバブルによるO/Wエマルションからの油分回収を試み,油分回収速度に及ぼす気泡サイズや供給ガス流量などの操作因子の影響を実験的に調べた.その結果,気泡サイズの減少による気液接触面積の増加および気泡上昇速度の低下による気泡滞留時間の増加等により油分回収速度が増大した.一方,ガス流量を変化させても油分回収速度は変化しなかったが,これはガス量増加により油分吸着に寄与しないサブミリバブルやミリバブルの増加が起こったためだと考えられる.

ミニチャンネル内気液スラグ流の伝熱特性

三井麻衣,矢木秀典,寺坂宏一,藤岡沙都子,小林大祐

日本混相流学会年会講演会2011 (京都) ,

2011.08

Oral presentation (general)

気液2相流を利用したマイクロチャンネル型熱交換器を開発するため,特に熱移動特性が高いと考えられるスラグ流に注目し,マイクロチャンネル内の流動状態と熱移動との関係を実験的に検討した.また,液物性の変化による界面張力の変化が熱移動に及ぼす影響について検討した.その結果,マイクロチャンネル内スラグ流では液膜によるスラグ内循環流が熱伝達速度を向上させることが明らかになった.

スチームマイクロバブルの直接接触凝縮を利用したW/Oエマルションの製造

湯田めぐみ,渡辺知晶,寺坂宏一,藤岡沙都子,小林大祐

日本混相流学会年会講演会2011 (京都) ,

2011.08

Oral presentation (general)

界面活性剤なしで安定なW/Oエマルションを製造できる方法として蒸気直接接触凝縮法に注目し,油中に微小水滴を分散させるための各操作条件の影響を実験的に明らかにした.さらにより保持時間の長い高品質なエマルションを製造するため,スチームを噴射するノズルの改良を行った.また,蒸気直接接触凝縮における水滴生成メカニズムを提案し,生成する水滴径を比較的良好に予測することのできる推算式を提案した.

気液向流式気泡塔内の液混合および物質移動

稲垣秀俊,二ノ宮裕未,寺坂宏一,藤岡沙都子

分離技術年会講演会2011 (生田) ,

2011.06

Poster presentation

気液向流式気泡塔は並流式と比較して気泡滞留時間が長く,ガスホールドアップおよび気液接触面積の増加によるガス吸収性能の増加が期待される.本研究では既往の研究の少ない向流式気泡塔の設計に必要な流動特性としてガスホールドアップ,軸方向混合拡散係数および液側物質移動容量係数の測定を行い,各流動特性に対する向流液流速の影響について明らかにした.

Prediction of Hydrodynamics in Bench-Scale Bubble Column by Using Commercial CFD Software

S.Fujioka, K.Yamanaka, N.Funakoshi, K.Terasaka and D.Kobayashi

10th International Conference on Gas-Liquid-Soild Reator Engineering (Braga) ,

2011.06

Poster presentation

気泡塔の設計にCFD(Computational Fluid
Dynamics)を利用することにより設計時間やコストの短縮を図ることが可能になるが,工業規模装置内の気液混相流どうは非常に複雑であるためモデル化が難しく,また既往の研究では計算結果と比較可能な大型装置での実験結果が見られない.本研究では,ベンチスケール気泡塔を用いた流動可視化実験を行い,その結果をもとにCFDによるモデル化について検討した.

Development of a Novel MicrobubbleAerator for Waste Water Treatment Using Aerobic Activated Sludge

K.Terasaka, A.Hirabayashi,T.Nishino, S.Fujioka and D.Kobayashi

10th International Conference on Gas-Liquid-Solid Reactor Engineering (Braga) ,

2011.06

Oral presentation (general)

活性汚泥を利用した廃水処理プロセスでは,微生物への効率的な酸素供給が必要不可欠である.本研究では旋回液流式のマイクロバブル発生器を利用したエアリフト型マイクロバブル曝気装置を開発した.本装置はコンパクトで可動式であり,酸素溶解性能が高いという利点を持つ.廃水処理性能の評価のため,モデル有機廃水を用いて曝気速度,溶存酸素濃度および装置形状が有機物分解速度に与える影響について検討した.

Phosphor Thermometry by Using Rare Earth-Doped Yttrium Oxides

N.Ishiwada, S.Fujioka, T.Ueda and T.Yokomori

The 8th ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference (AJTEC2011) (Hawaii) ,

2011.03

Poster presentation

Phosphor Thermometry by using Rare Earth-doped Yttrium Oxides

Naohiro Ishiwada, Satoko Fujioka, Toshihisa Ueda and Takeshi Yokomori

ASME/JSME 2011 8th Thermal Engineering Joint Conference (AJTEC2011) (Hawaii, USA) ,

2011.03

Oral presentation (general)

垂直渦管が衝突するよどみ流層流予混合火炎の特性

杉本一貴,山田誠一,藤岡沙都子,横森剛,植田利久

日本燃焼学会第48回燃焼シンポジウム (福岡) ,

2010.12

Oral presentation (general)

垂直渦管が衝突するよどみ流予混合火炎において,予混合気の軸方向速度と周方向速度の時間変化,火炎面最下点位置の時間変化と周波数特性について検討を加えることを目的とし,既往の研究よりさらに高い回転数における火炎面挙動の特性を実験的に明らかにした.その結果,旋回の強さが増加するにつれて火炎面挙動が複雑になり,火炎面最下点位置の振動のスペクトル分布は離散分布から連続スペクトルへと変化することが明らかとなった.

Dynamic Control of Microbubble Swarm Using Ultrasonic Irradiation

K.Terasaka, Y.Hayashida, D.Kobayashi and S.Fujioka

The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, Pacifichem 2010 (Hawaii) ,

2010.12

Poster presentation

マイクロバブル白濁液に超音波を照射するとマイクロバブル群の凝集による急速な脱泡が起こり,照射を停止すると凝集したマイクロバブルが再び液中で分散する現象が報告されている.本研究では,超音波照射により生じるマイクロバブルの凝集,合一や解砕に及ぼす諸操作因子の影響を実験的に明らかにした.特に,超音波照射によるマイクロバブルの動的制御の実現を目指し,周波数や出力の違いによる凝集挙動の違いについて検討した.

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