異相系撹拌・混合装置の理論とスケールアップ設計

撹拌操作は、石油化学や各種工業分野の大規模プラントはもとより、日常生活や中小規模の製造、処理プロセスでも汎用される操作です。特に水と油のような本来互いに混ざり合わない異相系撹拌はプロセスの成否に直結し、また各種トラブルの発生要因ともなります。 　本講座では、撹拌・混合に関する基礎的事項をふまえ、固液、液液、気液の各種異相系の撹拌・混合の基本的な考え方や装置設計の基礎から最近のトピックスまでを、極力分かりやすく説明・紹介致します。また、それらの考え方に基づき、最新の撹拌装置、技術の特徴と展開を考えます。

1. 異相系撹拌の基本事項
   1. 異相系撹拌の目的と基本構成
   2. 撹拌・混合に関連する諸量と無次元数
   3. 撹拌槽内のフローパターンと流動特性
   4. 撹拌所要動力
2. 固液撹拌
   1. 固液撹拌の目的と装置
   2. 粒径分布と平均粒径
   3. 粒子の浮遊、分散状態
   4. 固体粒子の沈降速度の推算
   5. Zwiteringの完全浮遊化回転数の相関式と所要動力
   6. 固液撹拌における物質移動
   7. 固液撹拌槽のスケールアップ
   8. 応用事例とトピックス
3. 液液撹拌
   1. 液液撹拌の目的と主な装置
      1. 撹拌槽、撹拌翼および液液撹拌槽における撹拌所要動力
      2. 他の液液接触装置との比較
   2. 液滴の発生メカニズムと分散状態
      1. 相分散限界速度
      2. 液滴の分裂、合一のメカニズム
      3. 比表面積と体面積平均径
      4. 最大および最小液滴径と液滴径分布
   3. 液液撹拌槽のスケールアップ
      1. 液滴径分布、比表面積を基準としたスケールアップ
      2. 物質移動を基準としたスケールアップ
4. 気液撹拌 (通気撹拌)
   1. 気液撹拌の目的と主な装置
      1. 撹拌槽と撹拌翼
      2. 他の気液接触装置との比較
   2. 気泡の微細化メカニズム
      1. ノズルとスパージャー
      2. キャビティ
   3. 気泡の分散状態
      1. 気泡分散状態図
      2. 気泡含有率 (ボイド率) 、比表面積と体面積平均径
   4. 気液撹拌所要動力
      1. 気液撹拌動力線図とキャビティおよび気泡分散状態
      2. 気液撹拌所要動力の推算
   5. 気液物質移動と気液撹拌槽のスケールアップ
      1. 物質移動容量係数とその測定法
      2. 物質移動容量係数の推算
      3. 物質移動を基準としたスケールアップ
5. 応用事例とトピックス