水中衝撃波によるサトウキビの連続粉砕装置の開発

利用水下冲击波连续式甘蔗破碎设备的研制

• 批准号: 24925023
• 负责人: 宮藤 義孝
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Okinawa National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24925023/
• 关键词: 衝撃波; 放電; サトウキビ

サトウキビを原料にした黒糖の製造工程における製造コストの低下と搾汁量を増加させる切断・細裂方法や排出される搾りかすであるバガスの有効利用を図る技術が求められている.本研究は,昨年度の成果である水中に設置したシリコンチューブ内にコメを乾式にて空気で送り,水中の電極間にてコンデンサーに蓄えられた高電圧を一気に放電して発生した水中衝撃波を連続供給されるコメに適用して粉砕し,摩擦熱を一切加えず,米粉を製造する技術をサトウキビに応用した.サトウキビはコメよりも柔らかく繊維質や空孔が多いため,水中衝撃波で粉砕・細裂を行うのに適している.実験はサトウキビに対して,コッククロフト回路によって昇圧された5000Vの電圧(充電エネルギー10kJ)をスパークさせて,水中衝撃波を0～7回発生させてサトウキビを細裂した,その後,水中衝撃波によって細裂されたサトウキビを圧搾し,水中衝撃波を適用しないサトウキビとの搾汁量を比較した.その結果,抽出率は最大5%増加した溶器内圧力はトルマリンゲージによる衝撃圧力センサーで測定した.容器内の水中衝撃波の伝播の可視化は2次元アクリル製容器を製作してシャドウグラフ法を用いて測定した.水中衝撃波の伝播と圧力変動を数値解析ソフトLS-DYNAを用いて計算した.実験結果と数値解析結果を比較すると,容器内の一点に,100Mpa以下の変動する高い圧力が発生し,衝撃波の伝播挙動は一致した.この圧力はサトウキビを細裂するのに十分な圧力であるが,さらに抽出効率を上げるため熊本大学衝撃試験センターにて直径05mmのアルミ細線と炭素の細線の放電実験(40000V・10kJ)をおこなった.その結果,360～390Mpaの高圧が得られることがわかった.装置は耐圧・安全設計の見直しを現在図っており,十分な安全性が得られ次第,追加の製作と改良をおこなう予定である,

The raw material of sugar production engineering, production of sugar production, production of sugar production engineering, production engineering, The research results of this year are as follows: 1. The equipment in water is equipped with dry air, the storage between electrodes in water is equipped with high voltage air, the generation of shock wave in water is equipped with dry air, the friction heat is equipped with dry air, the production technology of rice flour is equipped with dry air, the friction heat is equipped with dry air, and the high voltage air is equipped with dry air. The shock wave in the water is a powder crack. The voltage of 5000 V (charge generation 10 kJ) in the water shock wave is generated from 0 to 7 cycles. After the shock wave is generated, the pressure of the shock wave in the water shock wave is reduced. The pressure of the shock wave in the water shock wave is reduced. The amount of juice extracted is compared. As a result, the extraction rate increased by a maximum of 5%, and the internal pressure of the solvent was measured. Visualization of underwater shock wave propagation in a container. Measurement of the propagation of shock waves in a container using a two-dimensional extraction method. Numerical analysis of underwater shock wave propagation, pressure variation, and dynamic response using LS-DYNA. Compared with the numerical analysis results, the high pressure generated at a point below 100 Mpa in the vessel and the propagation of shock waves were consistent. The pressure is very high, the extraction efficiency is high, and the impact test of Kumamoto University is high. The diameter of the fine wire is 05 mm, and the fine wire of carbon is high (40000 V·10 kJ). The result is 360~390 Mpa high voltage. Device pressure resistance, safety design, design

项目成果

Study on Behavior of Underwater Shock Wave in Enclosed Vessel

封闭容器内水下冲击波行为研究

• 发表时间: 2013
• 作者: Yoshitaka Miyafuji;et al.
• 通讯作者: et al.

Mechanism of the Shock Wave Generation and Energy Efficiency by Underwater Discharge

• DOI: 10.1260/1750-9548.6.2.89
• 发表时间: 2012-08
• 期刊: The International Journal of Multiphysics
• 作者: O. Higa;R. Matsubara;K. Higa;Y. Miyafuji;T. Gushi;Yukimasa Omine;K. Naha;K. Shimojima;H. Fukuoka;Hironori Maehara;Shigeru Tanaka;T. Matsui;S. Itoh

閉空間内における水中衝撃波の挙動に関する研究

封闭空间水下冲击波行为研究

• 发表时间: 2013
• 作者: 宮藤義孝;他
• 通讯作者: 他

水中衝撃波を用いた米粉製造装置のための圧力容器の設計

水下冲击波米粉制造设备压力容器设计

• 发表时间: 2012
• 作者: 宮藤義孝;他
• 通讯作者: 他

水中衝撃波を用いた米の省エネルギ製粉技術の開発

水下冲击波节能碾米技术的开发

• 发表时间: 2012
• 作者: 宮藤義孝;他
• 通讯作者: 他