おっちゃんエンジニアの化学工学ブログ Chemical Engineering Blog by Old Guy... since 2022

 今回は非ニュートン流体の撹拌について取り上げてみます。ネチョネチョした流体を混ぜたいって場面はケミカル分野においても結構 有りますね。実務ではスチレン系ポリマーの溶液重合反応器の仕様設計などをしてましたが、転化率と言うかポリマー濃度が低いと ニュートン流体として取り扱えますね。なので、撹拌所要動力についても ニュートン流体における動力推算式をそのまんま使えましたね。撹拌所要動力を推定し効率を考慮して電動機容量を決定しますが、それで特に問題は有りませんでしたね。 なんですが、未反応モノマーを分離する工程を通過するとポリマー濃度は 99.9 [%] とかになります。温度は 200[℃] 以上となりますが、この手のポリマー融液は典型的な非ニュートン流体となりますね。そうすると特有の問題が発生しますが、ダイ スウェル Die Swell  がそれですね。ネチョネチョのポリマーを内径 2[mm] くらいの孔を通過させてストランド Strand にし、温水などで冷却した後に切断します。で、ポリマー融液が孔を通過すると少しですけど、ストランドが膨らむと言うか太くなるんですね。実際にその様子を見た事も有りますけど、あまり良くは分かりませんでしたね。そんなにブワ～っと膨らむ感じでは無かったと記憶しています。まあ、ポリマーの種類とか通過速度とかにも影響されるのかなとは思います。  また、ポリマーじゃなくてもケチャップとかマヨネーズなどの食品は非ニュートン流体ですね。なので、想像ですがケチャプやマヨネーズなどの製造メーカーでは撹拌操作ってのも有ると思うんですけど、その撹拌機の電動機容量ってのはどうやって決めるのかな～と思いますね。まあ、槽自体がそんなに大きくは無いと思うんで それなりの容量の電動機を設置しておけば良いのかなと。とまあ、そんな訳で非ニュートン流体の撹拌について計算してみようかなと。