研究概要

攪拌翼なしソフトミキサー

  • テーマ

    流動・撹拌

  • 研究機関名

    大阪大学基礎工学研究科機能創成専攻後藤研究室

  • 代表者

    渡邊大記

  • 本研究の主旨


    流体混合は,様々な分野で用いられる重要な単位操作です。食品業界においても,ドレッシングなどの調味料や飲料の製造などに,流体混合技術は用いられています。流体を混合するには、攪拌翼を用いることが一般的ですが、容器の回転のみで内部の流体を混合することができれば、洗浄コストの削減やコンタミネーションの防止等、食品製造において実用上の利点があります。
    そこで,我々は【攪拌翼なしソフトミキサー】を提案します。この機構は極めて単純で,部分的に充填された容器を水平軸まわりに1軸定常回転させるだけです。この機構により、回転軸と垂直な軸を持つ、1対の大規模な渦構造(ねじれ流)が発現します。このねじれ流により、内部には複雑な流れが発生し,容器内部の均一混合を迅速に実現することが可能です。スパコンを用いた流体シミュレーションによれば、充填率50%以下において、およそ、8回転程度で内部の流体は均一に混合されます。また,充填率が80%という比較的充填率が高い状態においても,15回転ほどで混合が実現されます。
    また、このねじれ流は球容器のみではなく、円筒容器でも発現することを確認しており、本技術は様々な場面での応用が見込まれます。今後、容器形状や回転速度、液物性等のパラメータスタディを行い、用途に応じた最適な混合方法を提案するための知見を蓄積していきます。