反応と混合の非線形性カップリングによる創発性を考慮した反応装置設計概念の構築

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(1) 酢酸ビニルの連続乳化重合をCSTRで行い、乳化剤の水相中濃度がCMC以下において自励振動を観察した結果、均相核発生-粒子成長プロセスと1次粒子の凝集プロセスが間欠的に交互に起きること、これにより粒径分布も振動することを見いだし、粒径分布を制御する反応装置と操作方法を改善できる設計指針を得た。(2) 自己フィードバック性を素過程に有するB-Z反応をCSTRで行い、その下流に非線形性の強いテーラー渦流反応器(TVFR)を連結して、B-Z反応の化学振動に対する流体カオスのカップリング効果と化学振動の伝播特性を観察した結果、CSTRで動的平衡状態のB-Z反応液をTVFRに供給した場合、TVFR内では安定した単一ピーク振動となること、CSTRで単一ピーク振動状態のB-Z反応液をTVFRに供給した場合、TVFR内では入口部で非線形カップリングによる乱れや準周期的振動が現れるが、下流に行くにつれて、流れ方向乱流拡散により単一ピーク振動へと安定化することなどを見いだし、反応装置の創発的な不安定性、履歴性を設計概念に導入する指針を得た。