攪拌プロセスの設計、スケールアップの考え方、条件の求め方、その予測、トラブル対策

第1部 攪拌・混合プロセスのメカニズム、基礎知識

(2023年3月30日 10:00〜11:30)

　撹拌の用語解説から撹拌機の選定、撹拌装置の設計、スケールアップ、トラブル対策まで、動画を多く使ってビジュアルに初心者の方にも分かりやすいように解説します。

1. 攪拌の基本
   1. 攪拌、混合、混練の違い
   2. 攪拌・混合の基本的な考え方
   3. 撹拌機の主たる適応分野と応用例
   4. 撹拌装置の種類
   5. 攪拌翼のポイント
   6. 撹拌にかかわる主な計算
      • 撹拌レイノルズ数
      • 撹拌動力
      • 混合時間
      • 吐出量
      • 循環量の計算 他
2. 攪拌・混合のポイント
   1. 流動特性
   2. 混合特性
   3. 伝熱特性
   4. 固液系の撹拌
      • 概要
      • 粒子分散
      • 溶解 他
   5. 気液系の撹拌
      • 概要
      • 気体分散
      • 動力低下
      • 物質移動 他
   6. 液液系の攪拌
      • 概要
      • 液液分散 他
3. 研究開発から生産機に至るスケールアップ
   1. 撹拌装置の設計
      1. 混合と反応
      2. 設計計算 (バイオリアクターの設計)
   2. スケールアップの着目点
      1. スケールアップ手法、 幾何学的相似、流動解析 (CFD)
      2. 機能的要素 〜スケールアップの要点〜
      3. 幾何学的要素 〜容器と攪拌機の大きさ〜
      4. 流体的要素 〜速度や回転数など〜
      5. スケールアップ計算例 (バイオリアクターのスケールアップ)
4. トラブルの実例と対策
   1. 高粘度液の混合
   2. 各種トラブルの対策
• 質疑応答

第2部 撹拌装置の最適選定・設計と撹拌に関わる計算およびスケールアップ

(2023年3月30日 11:40〜15:20 / ※途中で昼食休憩を挟みます)

1. 撹拌概説
   1. 撹拌とは
   2. 撹拌の形態と目的および 適応分野と応用例
   3. 撹拌槽内の流動形態 (フローパターン)
2. 撹拌機の最適選定・設計
   1. 撹拌機の選定 STEP-1 「撹拌条件の設定」
   2. 撹拌機の選定 STEP-2 「撹拌翼の選定」
      1. 撹拌翼の種類と特長
      2. 撹拌翼の設計ポイント
   3. 撹拌機の選定 STEP-3 「翼径および回転数の決定」
   4. 撹拌機の選定 STEP-4 「撹拌動力の算出」
   5. 撹拌機の選定 STEP-5 「撹拌装置ハード部の選定と設計」
      1. 駆動部の選定と運転上の注意点
      2. 軸封部について
      3. 撹拌軸について
      4. 撹拌槽、邪魔板および付帯設備について
3. 撹拌に関わる計算とスケールアップ
   1. 撹拌に関わる計算
      1. 撹拌レイノルズ数
      2. 撹拌動力の計算
      3. 吐出量、循環量の計算
   2. 撹拌操作におけるスケールアップ
      1. 撹拌装置のスケールアップ概説
      2. 撹拌機のスケールアップ方法
      3. 撹拌のスケールアップの問題点
      4. 各撹拌目的とスケールアップ
         1. 液-液系撹拌における均一混合 (混合時間について)
         2. 液-液系撹拌における分散目的 (生成液滴径について)
         3. 固-液系撹拌における沈降防止 (浮遊限界速度について)
         4. 固-液系撹拌における溶解 (固体の溶解速度について)
         5. 気-液系撹拌における反応 (気液物質移動係数について)
• 質疑応答

第3部 各種攪拌装置内の流動シミュレーションとスケールアップ予測への応用

(2023年3月30日 15:30〜17:00)

　樹脂・フィルムの微小な表面歪みや透視歪みを、複数の縞パターンを投影して、そのゆがみを解析することによって高感度に定量化する技術を紹介します。従来、官能検査に頼っていたヒケ、ウェルドラインによる歪みの計測可視化やアニール処理前後の歪み量変化についても定量測定・評価をします。

1. 攪拌槽シミュレーション法の概要
   1. 領域分割 (マルチブロック) 法
   2. 回転系を利用したバッフル無し攪拌槽解析
   3. バッフル付き攪拌槽への動的領域分割法によるアプローチ
   4. 各種混合装置内流動解析事例
2. 混相流解析
   1. 連続体 (オイラー) モデルによる混相流解析
   2. 離散粒子 (ラグランジュ) モデルによる混相流解析
   3. EMによる粉体解析
   4. 代表粒子モデルによる実用粉体解析へのアプローチ
   5. 混相流および粉体解析事例
3. シミュレーションによるスケールアップ予測
   1. 流動に注目した場合のスケールアップ予測
   2. 伝熱に注目した場合のスケールアップ予測
   3. 粒子分散に注目した場合のスケールアップ予測
   4. 混相および反応系でのスケールアップ予測
• 質疑応答