化学工学論文集
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16 巻, 6 号
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  • 鈴木 康夫, 今野 政憲, 佐藤 由希子, 宍戸 郁郎
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1133-1137
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    かまぼこの原料となる乾燥イワシ魚粉をつくるため, 魚肉のタンパク質変性を起こさない新しい脱水法の一つとして, 電気浸透法と機械的圧搾法の併用による連続脱水装置を開発した.本装置では機械的圧搾法のみでは最終含水比60%が限度であったが, 電気浸透法との併用によって, 処理時間が高々15分程度で最終含水比約40%以下に脱水が可能であった.
  • 小嶋 英一, 繆 冶煉, 吉崎 繁
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1138-1145
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    4種類の木材試料を用いて, 窒素雰囲気下の流動層により350~550℃の温度範囲で熱分解実験を行い, 熱分解における無機物質の触媒作用を調べるとともに, レボグルコサンの収率を高めるための試料の洗浄方法を検討した.
    その結果, 希酸溶液で木材試料を洗浄することによって無機物質がほとんど除去され, レボグルコサンの収率が無処理の場合より6~9%高くなること, また木材熱分解生成物の収率は試料の灰分含有量の指数関数として表されること, さらにK, NaはCa, Mgよりタールおよびレボグルコサンの二次的熱分解における触媒活性が大きいこと等を明らかにした.
  • 小嶋 英一, 繆 冶煉, 吉崎 繁
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1146-1152
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    窒素雰囲気下の流動層内において, 320~550℃の温度範囲で直径4.3~14.3mmのセルロース粒子の熱分解実験を行い, 熱分解の速度および反応モデルを調べる一方, セルロースおよびチャーの熱と物理特性の実測値を用いて熱・物質移動, セルロース熱分解およびその反応熱等を含めた連立方程式により粒子の熱分解速度および粒子内温度分布と反応率分布の経時変化を解析した.
    熱分解温度が400℃以下, 粒径が7.5mmより小さい場合, 粒子の熱分解は均一進行モデルで表示しうること, またセルロース熱分解の反応熱 (吸熱) は3×105J/kgであること等を明らかにした.反応律速の範囲においては, 熱分解が均一進行モデルでも殻状モデルでも粒子熱分解速度の解析値は実験値とよく一致しているが, 拡散律速の範囲においては, 解析値は実験値より大きくなり, 揮発性物質の拡散は粒子の熱分解速度を低下させることが認められた.
  • 小室 武勇, 嵐 紀夫, 岡田 明, 西村 士
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1153-1161
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    本研究は石炭灰, 消石灰および石膏から製造した吸着剤を用いた移動層型の乾式脱硫装置の動特性について数値解析したものである.動特性シミュレータは, 吸着剤の亜硫酸ガス吸着速度式と物質収支式からなり, 計算結果は燃焼排ガス処理量50000Nm3/hの石炭灰利用乾式脱硫装置の二塔式移動層型吸着塔の試験結果と対比し妥当性を確認した.このシミュレータによりボイラ日間負荷により起こる最大負荷量から1/4負荷量に対する二塔式移動層型吸着塔の脱硫性能, 消石灰利用率の挙動を検討した.ボイラの負荷変化に応じ吸着塔への吸着剤供給量を調整するCa/Sモル比一定制御法により脱硫率, 消石灰利用率は良好に負荷追従することを明らかにした.
  • 欅田 榮一, 李 相録
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1162-1166
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    アシル化反応操作のスタートアップ時には, まず化学反応に伴う発熱が起こり.ついで反応生成物である塩化水素の放散による吸熱が起こるため, 反応装置内の温度が一旦急激に上昇した後に定常状態に向かうが, この途中で反応装置内が, 沸騰状態となることがあり, 極めて危険である.
    流通式断熱型完全混合槽反応器によってアシル化反応操作を行う場合について, 状態空間内ですべての軌道が所定の定常状態に向かうような領域 (安全操作領域) を決定し, それに基づいて, 途中で反応混合液の沸点を越えることなく高温の定常状態に到達することのできる安全なスタートアップ方式を決定する方法を確立した.
  • 金 鍾和, 欅田 榮一, 駒沢 勲
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1167-1172
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    β-diketone型の工業用抽出剤であるLIX51と中性抽出剤のTOPO (tri-n-octylphosphine oxide) を用いて, アルカリ土類金属の抽出および相互分離を行った.LIX51の単独系では, 中性とアルカリ性の水溶液からのマグネシウムの抽出が可能であった.このとき, 抽出種の平均組成はMgR2 (RH) 0.5である.RHおよびRは各々抽出剤とそのアニオンを表す.
    LIX51にTOPOを混合することによって抽出能力は飛躍的に向上し, 酸性域でも抽出が可能となり, 混合抽出剤によって生じるマグネシウム抽出種の組成はMgR2 (TOPO) 2である.この混合抽出試薬における抽出能はMg>Ca>Sr>Baの順であったが, これはアルカリ土類金属のイオン半径が小さいほど電気陰性度が高いことと一致している.また, アルカリ金属のうち最もよく抽出されるリチウムよりもバリウムの方が抽出能が高い.この混合試薬を用いた抽出プロセスによってアルカリ土類金属を各金属元素ことに分離することが可能である.
  • 趙 黛青, 佐賀井 武, 定方 正毅, 佐藤 正之
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1173-1179
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    内部混合二流体噴霧器は重質油や石炭スラリー燃料などの燃焼用バーナーとして多く採用されているが, その設計基準は未確立である.本研究ではこの噴霧器の微粒化機構解明の手始めとして, 空気のみを噴出させ, その噴流の乱流特性をレーザードップラー速度計を用いて測定した.比較のため, すでに, 乱流特性が充分に調べられている円管ノズルからの噴流をも併せて測定した.その結果, 混合室型ノズルの乱流は円管ノズルの乱流と著しく異なる乱流特性をもつことが見出された.すなわち, 噴流は円管ノズルに較べてノズル噴出直後から高い乱流強度とより大きな積分スケールをもち, 噴流の自己保存性が成立していることが判った.これらの原因として, 本噴霧器が有する混合室内での制約噴流により乱れが増幅されるためと考えられた.本器ノズル近傍場における強力な乱流は, 液体微粒化と火炎安定に貢献することが予想された.
  • 趙 哲石, 新井 紀男, 架谷 昌信
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1180-1186
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    H2およびCOを含む高温気相反応におけるNH3からのNO, NO2およびN2Oの生成について実験的に検討した.
    実験は, 反応温度1150~1243K, O2濃度3.0%以下の条件のもとで, 流通式管型反応器を用いて, NH3/O2/Ar, NH3/H2/O2/Ar, NH3/CO/O2/ArおよびNH3/H2/CO/O2/Ar四つの気相系において行い, 得られた実験結果の相互関係を検討した.
    その結果, 本実験条件の範囲において, 次のような点が明らかになった.
    1) NH3の分解の主生成物はN2であるが, NO, NO2に加え, N2Oが生成する.
    2) H2およびCOはともにNH3の分解を促進するが, H2の方がCOよりNH3からのNOおよびN2Oの生成を抑制する.
    3) NOおよびN2O生成はそれぞれ [H2+CO]0/[O2]0, [H2]0/[CO+O2]0に関連して変化する.
    4) NO2の生成は各ガス系において, わずかであった.
  • 石川 徹, 紙屋 保
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1187-1194
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    120mm×30mmの矩形流路内の壁面上に設置された高さ10mmのさまざまな形状の物体背後の循環流に起因する伝熱促進効果が実験的に検討された.循環流に起因する伝熱量増加と機械的エネルギー損失の無次元比はRe=44500とRe=24400の流れについて, それぞれ2と20の値をとり, 流速の-3.0乗に比例して変化した.形状別では大きい順に円柱・三角柱・正方形柱・堰形柱となり, 損失エネルギーの小さな円柱背後の循環流が最も有効であった.また, 循環流発生による伝熱促進効果は物体高さの約45倍後方まで持続し, ブロックを設置していない平滑流路の流れの約1.5倍の平均伝熱係数が得られた.
  • Box Diffusion Modelによる推算
    稲葉 敦, 進藤 勇治, 小宮山 宏
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1195-1202
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    植物プランクトンによる炭素の固定を考慮した海洋での定常状態の炭素の物質収支を, Box Diffusion Modelに上昇流の影響を加味することで解析した.その結果, 深海層の拡散係数をEz=2200m2/y, 上昇流速度をUv=2.44m/y, 植物プランクトンの死骸およびCaCO3を含む殻の沈降速度をUsp=9.32m/yとすれば, 北太平洋での代表的な無機炭素および有機炭素の深海方向への濃度分布が説明されることがわかった.海洋表層での植物プランクトンによる無機炭素の固定速度は1.10mol/ (m2y) と計算され, これが全海洋に適用されると仮定すれば年間約48億トンの炭素が植物プランクトンにより表層で固定され, 深海層へ移動している.
  • 黒川 秀昭, 小関 康雄, 山田 章, 江原 勝也, 高橋 燦吉
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1203-1209
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    3.4%NaCl水溶液を供試液とし, PTFE多孔質膜を用いて, 膜蒸留法における熱および物質移動特性を検討した.実験は原水および冷却水の温度と流速を変化させた際の, 透過水量と原水および冷却水の温度変化より, 熱および物質移動特性を検討した.その結果, 膜蒸留法における熱移動は, 原水側および冷却水側の境膜伝熱係数とギャップ内の伝熱係数に影響を受け, 特に, ギャップ内の伝熱係数はギャップ5~10mmを境にして, 熱伝導もしくは自然対流により支配される.さらに, それぞれの移動現象とも, 従来の拡散, 熱伝導, 自然対流の式で整理可能であり, 計算値と実験値の間に良い相関が得られた.さらに, 物質移動と熱損失の観点から効率の高いギャップ1.4mmでのシミュレーションから, 熱損失は高い温度レベル (60~90℃) での操作により低減可能であるが, 原水および冷却面表面の境膜における温度降下による透過量の低減を防止するため, 原水および冷却水流路の乱流化が必要であることがわかった.
  • 井戸川 清, 福田 隆至, 永石 博志, 前河 涌典, 千葉 忠俊, 諸岡 成治
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1210-1216
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    気液同時吹き込み型ノズルを備えた気泡塔の吹き込み部近傍におけるガスホールドアップ, 気泡上昇速度, 気泡径を光ファイバープローブにより測定した.吹き込み部近傍では噴流が形成され, 噴流の高さはノズル径には依存しなかった.気泡は噴流の側壁や先端から生成し, 上昇にしたがって半径方向に広がって行く.しかし, ノズルから約88cm以上離れるとガスホールドアップの半径方向分布は高さによらず一様になった.
    なお, 噴流の半径方向への広がりと気泡径はノズル径に依存した.また気液を同時に吹き込むことの気泡の生成に及ぼす効果は, 加圧による効果と類似であった.
  • 宮原 敏郎, 李 明燮, 高橋 照男
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1217-1223
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    直径6.32と9.52mmの6-ナイロン粒子, 3.1mmのポリスチレン粒子, 650μmの活性炭粒子および550μmのガラスビーズを用い, 塔径6.5cm, 塔高157cmの塔で気液並流系三相流動層の物質移動特性を空気による酸素の吸収実験によって検討した.
    三相流動層は気液流速により完全三相流動層域からフリーボードに粒子の浮遊する部分懸濁域を呈し, 塔軸方向の酸素濃度分布と混合拡散モデルにより液側物質移動容量係数, kLa, を算出した.kLaはガス流速の増加により増加し, 従来の気泡塔および三相流動層と同じ傾向を示すが, その絶対値は, 低密度粒子の場合常に気泡塔の場合より大きい.またkLaを粒子の密度と液の密度の差を含む修正粒子レイノルズ数とガスホールドアップの関数として整理した.
  • 鈴木 孝弘, 太田口 和久, 小出 耕造
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1224-1233
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    化学物質の引火点と化学構造との定量的な関係は従来ほとんど検討されていない.本研究では引火点に関係している構造因子の次元数を見いだすために, 50種の化合物の引火点およびこれと何等かの関係がある他の10種の物性のデータセットについて主成分分析法による解析を行った.その結果, 引火点を記述するためには2つの構造因子だけで十分であることがわかった.第1の因子は分子のバルクすなわち大きさや形と関係していると考えられた.そしてこの因子は分子結合性とよい相関があることがわかった.第2の因子は寄与が小さいが, 分子中の官能基の特有な極性能と関係していると考えられ, 藤田の無機性値と相関づけることができた.この解析結果に基づき, 引火点を化学構造の情報のみから予測する推算式を提案した.さらに, 本推算式の適用性を検討するために164種のさまざまなタイプの化合物についてそれらの引火点の予測を行いその有用性を確認した.
  • 寺本 正明, 伊東 範幸, 松本 曠世
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1234-1240
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    希薄なCO2を選択的に分離・濃縮することを目的として, 流動液膜を用いてCO2, O2, N2の同時透過実験を行った.流動液膜では, 2枚の疎水性多孔質膜の間の薄い流路を流れる液膜溶液を通してガスが透過する.
    純水を液膜相とした場合, O2, N2に対するCO2の分離係数はそれぞれ24, 48であり, これらの値はヘンリー定数と拡散係数に依存し, 物理的溶解・拡散モデルに基づいて説明できた.CO2の担体として炭酸カリウムと炭酸水素カリウムを液膜相に添加すると分離係数は著しく向上し, CO2の透過係数, 定常状態での液膜のpHは促進輸送モデルにより説明できた.炭酸塩水溶液へのジエタノールアミンの添加はCO2の透過係数の増加に有効であり, 分離係数は380に達した.スィープ側を減圧にすることにより, N2中に0.98%含まれるCO2は42%まで濃縮され, 分離係数からの予測値と一致した.
  • 川崎 健二, 松田 晃, 村瀬 敏朗
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1241-1246
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    公共下水処理場から採取した余剰活性汚泥およびその凍結融解処理汚泥を, 206~2950kPaの圧力で定圧圧搾し, 圧搾過程の解析に必要な圧密諸変数および最終含水率について考察した.その結果, 1次圧密速度を支配する修正圧密係数Cgと2次圧密速度に関するクリープ定数ηは, 本実験の圧搾圧力範囲でほぼ一定値であり, 凍結融解処理を施すと20~25%増加したことから, 1次および2次圧密速度の両者とも増加することがわかった.この結果を無機汚泥と比較すると, ηはほぼ等しいが, Cgは1/1000程度と小さくなった.また, 2次圧密量と全圧密量との比を表すクリープ定数Bは, 圧搾圧力および凍結融解処理の有無によらずほぼ0.9と無機汚泥に比べて著しく大きくなり, 余剰活性汚泥の圧搾では2次圧密量が支配的となった.圧縮平衡時の含水率は凍結融解処理によって湿潤ケーク質量基準で約0.1減少し, 圧搾圧力が低くても自燃可能なケークを得ることができると推察される.
  • 岩井 芳夫, 小橋 幸八, 恵谷 英之, 本田 康司, 荒井 康彦
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1247-1251
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    生物培養培地に対する酸素の溶解度の基礎的知見を得るため, 純水, 塩化ナトリウム水溶液, 硫酸アンモニウム水溶液およびスクロース水溶液に対する酸素の溶解度を25℃において飽和法により測定した.また, これらの塩の混合水溶液および塩・糖の混合水溶液に対する酸素の溶解度の測定を行った.次に, それらの水溶液に対する酸素の溶解度をSechenovの式で相関することを試みた.アンモニウムイオンおよびスクロースに対する修正されたSehumpeらのパラメーターを用いたところ, 塩もしくは糖を含む水溶液に対する酸素の溶解度の相関結果は良好となった.さらに, Danckwertsの関係を用いて, これらの塩・糖の混合水溶液系に拡張したところ, 単一塩および糖の塩析パラメーターにより, 良好な相関結果が得られた.
  • 大垣 一成, 小林 宏司, 片山 俊
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1252-1255
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    毛管内のPoiseuille流れを利用した微粒子径 (約0.1-12μm) の迅速測定法について検討した.実験結果は, “Tubular Pinch” 効果と呼ばれる年輪状の高濃度環の大きさを使って解析した.その結果, 流体および粒子の種類によらず, 粒子の半径方向の停留位置はReynolds数で相関できることが判った.さらに, 低Reynolds数領域では, 粒子の検出ピークが一定の保持時間を持たないか, あるいは消失する不安定領域が存在することが判った.
  • 稲垣 照美, 小森 勝夫
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1256-1258
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    In this study, heat transfer of natural convection around two vertically arranged horizontal cylinders was investigated experimentally. Heat transfer coefficients were measured in a wide variety of values of ratio H/D. The results showed that the heat transfer rates around two vertically arranged horizontal cylinders for 1<H/D<4 became larger than those for a single cylinder. However, a reduction of heat transfer for H/D<1 was observed.
  • 熊沢 栄太郎, 井門 和夫, 岡崎 守男
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1259-1262
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Maltodextrin solutions involving minute amounts of acetone are dried by vacuum drying and by freeze drying. The higher the initial solids content of the feed, the higher is the retention of acetone in both methods.
    With the increase of initial solids content in freeze drying, freezing points of feed are lowered so that true freeze-drying is attained by using liquid nitrogen. (Above 50% T.S., feed is not frozen even at 233K.)
    As for quality, product made by freeze-drying is the most superior, followed by vacuum drying and practical spray-drying in turn.
  • 本郷 尤, 楠 光久, 三島 健司, 荒井 康彦
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1263-1265
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Vapor pressures of binary solutions composed of an alcohol (methanol, ethanol, allyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, 1-pentanol, or 2-pentanol) and calcium chloride were measured at 298.15K using an apparatus based on a flow method coupled with gas chromatography. Measurements were carried out up to concentrated regions near the saturation concentration of calcium chloride. The error of measurement is estimated to be less than 2%. Further, the activities of alcohol were obtained from the vapor pressure data.
  • 水平方向において
    中田 常雄
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1266-1269
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Six substances were used as the dispersed phase and photographs of drop formation were continuously taken by video camera so that their effective surface area could be measured.
    It was found that the ratio of effective surface area to nozzle area has the following relation to Bond number and relative time :
    A/AN=6.1 (NBO)-0.72 (Tf) 0.8
    0.015<NBO<0.9
    0.2<Tf<10
  • 伊東 章, 飯塚 融, 藤井 盈宏, 戸沢 修美
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1269-1273
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Removal of chlorinated hydrocarbon solvents (chloroform, trichloroethylene and tetrachloroethylene) dissolved in water was studied experimentally by the pervaporation method using a module of composite silicone rubber hollow fibers. This membrane separation was able to remove roughly 80% of solvent in water at a concentration lower than 1 mg/l. The results were compared with a model based on the observed permeation rates of pure vapors.
  • 長谷川 政裕, 本間 寅二郎, 神田 良照
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1273-1276
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Vibration milling of four kinds of materials of different grindability was carried out using rod and ball media with the same volume and weight. Specific surface area was measured and the grinding rate was investigated. As a result, it was found that grinding with the rod medium was more effective than that with the ball medium for brittle materials with higher Hardgrove Index.
  • 宮原 敏郎, 李 明變, 高橋 照男
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1276-1279
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2010/02/19
    ジャーナル フリー
    Three-phase fluidized systems comprising air/water/glass beads (diameter, 550μm), activated carbon particles (650 μm), polystyrene particles (3.1 mm) and Nylon-6particles (6.32 and 9.52 mm) were operated under gas-liquid cocurrent upflow conditions in a column of 6.5 cm inside diameter and 157 cm height.
    Experiments were conducted to investigate the axial dispersion coefficient using the axial dispersion model together with axial oxygen concentration profiles obtained from oxygen absorption experiments.
    As a result, the behavior of the axial dispersion coefficient in three-phase fluidized beds containing small or low-density particles is different from that in conventional three-phase fluidized beds containing heavy particles such as glass beads, silica, sand or various metal particles. The axial dispersion coefficient is an increasing function of liquid velocity but a decreasing function of gas velocity.
    Empirical correlations of the axial dispersion coefficient based on the correlation proposed by Kim et al. were obtained.
  • 清田 佳美, 中野 義夫
    1990 年 16 巻 6 号 p. 1279-1282
    発行日: 1990/11/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The mechanism of shrinkage and dehydration of ionic hydrogels packed in an electric cell were investigated on the basis of the distribution of pH around the gel, the Na+ ion concentration within the gels packed in the cell and the dehydration rate.
    It was found that shrinkage and dehydration of the ionic gels take place through the following processes : (1) generation of H+ and OH- ions by electrolysis ; (2) ion-exchange between H+ ions generated on the anode and Na+ ions dissociated originally within the gels ; (3) accumulation of Na+ ions near the cathode by electrophoresis ; and (4) increasein ionic strength near the cathode caused by process (3). Therefore, the shrinkage and dehydration of ionic gels depend on the generation of H+ ions by electrolysis and electrophoresis of Na+ ions.
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