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松本 豊, 戸塚 好之, 山本 成一, 河嶋 〓男, 越智 昭博, 宮内 完吾
1990 年 16 巻 2 号 p.
197-203
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
耐熱性膜を用いて, し尿の高温発酵液のクロスフロー濾過を行い, 操作条件が膜透過流束に及ぼす影響について検討した.
その結果, 限界流束が得られ, その値は原液流速が大きいほど, また濃度が低いほど大きかった.また, 膜モジュールの構造が大きく影響し, 平膜モジュール (NTR-C70-F) では管状膜よりも3～5倍ほど高い限界流束が得られた.膜面にはゲル層が形成され, その比抵抗は約4.5×10
15m・kg
-1 (300kPa) と高い値を示した.
長期パイロットテストにおいては, 安定した透過流速が得られ, 原液流速2m・s
-1で約1.6m
3・m
-2・d
-1の値であった.
その膜透過液中には市販液肥と比べてNH
4-N,Cl
-が多いことも明らかとなった.
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伊藤 広之, 梅田 良人, 中村 泰久, 渡辺 哲男, 水渓 孝章, 新井 紀男, 架谷 昌信
1990 年 16 巻 2 号 p.
204-210
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
工業炉の精密な伝熱設計手法の確立を目的とし, 実規模大の間接型加熱炉の3次元非定常伝熱解析を行った.解析は3つのパッケージプログラム “MORSE” “STREAM” “TRUMP” を利用し, 輻射・対流・伝導の複合伝熱問題として取り扱った.これとともに実際の処理物であるボルト充填層を被加熱物とした場合の加熱昇温試験を行い理論解析との比較を行った.
この結果, 炉内の気流は炉内に設置された炉内撹拌用のファンの軸を中心として, その回転方向に旋回する流れを持つことがわかった.また炉内各部の温度において計算値は実験値と比較的良く一致し, 今回の理論解析手法がボルト充填層のような実際の処理物を被加熱物とした場合でも, 実規模大の炉の基本的な伝熱設計手法となり得ることを確認した.また被加熱物内の温度分布においても計算値と実験値は良く一致した傾向を示し, ボルト充填層内の伝熱は有効熱伝導度の概念で取り扱うことができることを確認した.
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峯元 雅樹, 畑野 茂和, 北 〓博, 上島 直幸, 栄藤 徹, 飯田 秀男
1990 年 16 巻 2 号 p.
211-218
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
有人宇宙ステーション等の閉鎖環境系では, 乗員の生命を維持するために人間の呼吸により排出されるCO
2を除去し, 0
2を発生させるシステムの確立が必要である.その一環として空気中より除去・濃縮したCO
2を固体カーボンと水に転化するBosch還元反応に関し, 基礎実験, 実機を模擬した連続還元実験およびシミュレーション計算を実施し, 各パラメータがCO
2の還元性能に及ぼす影響を検討することにより最適条件の選定を行った.この結果, Bosch反応を効果的に進行させるためには異なった温度の第1, 第2の2段反応とし, 又ガスを循環させる必要のあることがわかった.更に, 2名の人間の代謝するCO
2を還元する場合の最適操作条件は第1および第2反応器の設定温度が1200Kおよび850K, 触媒充填層高が各々0.1m, 循環ガス流量が0.75m
3 (STP) ・h
-1であることがわかった.
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幡手 泰雄, 中植 隆久, 今福 達夫, 上村 芳三
1990 年 16 巻 2 号 p.
219-226
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
比表面積が大きい高分子ミクロスフィアは摩擦帯電下では重力よりもクーロン力によって支配されるために特異な挙動を示す.この性質は, 電子写真等の工業的な分野で利用されているものであるが高分子ミクロスフィアの摩擦帯電に及ぼす化学組成, 表面状態, 粒子径および粒子形状の影響は明らかにされていない.
本研究では, ほぼ単分散と言える数種類の高分子ミクロスフィアを懸濁重合法で調製し, フェライト粒子で摩擦帯電させる事によって, これら高分子ミクロスフィアの帯電特性に及ぼす上述の物性の影響を検討し, 以下の結果を得た.
1) 帯電量は粒子径の減少とともに増加し, この傾向は, Schafferの経験式と同様である.
2) 帯電量は架橋点の増大や分子量の増大に伴って増大した.
3) 高分子ミクロスフィアの官能基は帯電量に強く影響し, 極性の強い官能基程より大きい帯電量を示した.
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花熊 克友, 佐々木 隆志, 中西 英二
1990 年 16 巻 2 号 p.
227-231
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
多品種生産プロセスの1つである連続重合反応器の銘柄変更制御は, 製品ロスの減少・製品品質の均一化・省力化において重要である.工業装置における銘柄変更操作は, プロセス経済性の点から, できる限り迅速にかつ安定に行われるのが望ましい.
そこで, ポリエチレン連続重合反応器に於て, 満足のいく銘柄変更を遂行できるモデル予測制御システムを設計した.制御システムの設計に際して, 反応器の動特性を逐次形最尤推定法を用いてARXモデルに近似した.連続運転の結果, 本制御システムは, ポリエチレン連続重合反応器の銘柄変更制御に対して実用的であることが確かめられた.
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北村 光孝, 池本 邦生, 河村 祐治, 中井 資
1990 年 16 巻 2 号 p.
232-238
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
硫酸アンモニウム結晶の成長における表面反応過程について, 単一結晶の界面濃度を求める方法により検討を行った.純粋溶液中での表面反応速度は, (100), (O10) 及び (001) 面のいずれにおいても, BCF, NaNモデルの両者が同様の精度で適用できることがみられた.Cr
3+存在下では, その濃度とともに結晶の成長速度は著しく減少し, (010) 面では2ppm, (001) 面は2.5ppmまた, (100) 面では3ppmでついには成長を停止する.また, Cr3+濃度一定条件下では, 結晶はある界面過飽和度 (臨界過飽和度) を超えて初めて成長を開始し, その後は急激に成長速度を増してやがて最大値, 純粋系での値に達する.
この不純物効果のメカニズムとして, Cr
3+の結晶表面上のステップへの吸着が考えられる。また, 顕微鏡観察により円孤状のマクロステップが認められた.そこで, CabreraとVermilyaのモデルを適用することにより吸着したCr
3+の間隔として, (100), (010) 面は14nm, (001) 面は18nmが得られた.
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山出 和弘, 深谷 哲也, 福島 達
1990 年 16 巻 2 号 p.
239-244
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
アルギン酸カルシウム包括固定化カルスをイオン交換し, 得られたアルギン酸カルシウム-アルミニウム包括固定化タバコカルスを培養し, そこから漏洩し, 増殖したフリーのカルスをさらにアルギン酸カルシウム-アルミニウムで包括固定化することにより二次代謝物であるユビキノン-10の生産性を上昇させることができた.また, 分散性の良いフリーのカルスが得られ比増殖速度および基質であるグルコースとカルスとの親和性が上昇しカルスをアルギン酸カルシウム-アルミニウム包括固定化することの連続培養への有用性が確認できた.増殖速度モデルはContoisの式で近似でき, 各液滞留時間におけるカルスとグルコース濃度の定常値より非定常状態でのそれらの値をシミュレーションすることができた.
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森原 淳, 小山 俊太郎, 野北 舜介
1990 年 16 巻 2 号 p.
245-251
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
1つのガス化室内で燃焼・ガス化反応を同時に行う1室2段反応型の石炭ガス化炉では, ガス化効率を向上させるために, 上段バーナから供給する粒子を炉内で下降させて滞留時間を長くし, 粒子滞留域を広範囲に形成させることが望ましい.そこで, 大形常温流れモデル炉を製作し, 旋回流型気流層での粒子滞留時間, 下降長さに及ぼすバーナより供給する運動量の影響を調べた.
炉出口径, 下段の旋回円径を小さくする形状や, 上段バーナの噴出速度, ガス供給量を大きくする条件が, 粒子下降長さを増大させ, 粒子滞留時間を長くすることに有効であった.粒子滞留時間は, 上・下段バーナの, 噴出速度, 供給量, 旋回円半径の積で表現されるパラメータαにより統一的に整理された.また滞留時間が粒子下降長さと密接な関係にあることを明らかにし, 粒子滞留域の大きさを表す粒子下降長さもαにより整理された.
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平木 外二, 金岡 千嘉男, 山田 一仁
1990 年 16 巻 2 号 p.
252-258
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
繊維上の粒子堆積物形状と粒子の捕集機構の関係を明らかにするため機械的あるいは静電機構が支配的な場合について堆積形状を詳細に観察した.
機械的な捕集では, 拡散, さえぎり, 慣性と捕集機構が変化するにつれ繊維全面から前側へと堆積形状が変化し最終的にはほぼ流線型となることがわかった.さらに, 繊維に対して相対的に粒径が大きくなると不規則さの度合が増大した.
一方, 分極した繊維で誘電体粒子を静電気的に捕集すると堆積物は粒子の帯電状態によらず数珠つなぎ状の構造となり, 堆積量の増加とともにその特徴は薄れた.また粒子に働く静電気力の理論計算から無帯電粒子ではグレーディエント力, 数珠玉形成力, 帯電粒子ではクーロン力, 数珠玉形成力が堆積物形状に大きく関与することがわかった.
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安田 哲二, 小宮 山宏
1990 年 16 巻 2 号 p.
259-267
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
炭素膜を低温で合成する新しい手法を提案し, その成膜機構について調べた.CH
4-Cl
2混合ガスに紫外光を照射して生成させたラジカルにより, 343～573Kの基板温度で炭素膜を得ることができた.成膜速度は, 気相過程のモデル化により推算したメチルラジカル濃度とクロロメチルラジカル濃度の和に比例し, これらラジカルの付着確率は, 343Kで6×10
-4であった.成膜速度は10～60nm/h程度であり, 基板温度とともに減少した (負の活性化エネルギー10～13kJ/mol).この温度依存性を, ラジカルが吸着状態を経て膜に取り込まれることによると考え, 速度式を用いて検討した.
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豊原 秀史, 河村 祐治
1990 年 16 巻 2 号 p.
268-274
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
二成分混合粒子のテーパー付き流動層での流動化挙動を調べるため, 楔型層を用いて, 圧力損失・粒子挙動・偏析挙動について検討を加えた.使用した粒子は粒径の異なるガラスビーズで, Geldartの分類でいうBおよびD粒子である.
テーパー付き流動層で二成分混合粒子を流動化させた場合, 流動化開始から完全混合状態までの流速の間において, 層はコア部と周辺部に分かれ, 流速に応じて特徴のある挙動を示す.特にコア部においては浮上性粒子と沈降性粒子の分離が生じ, 下部に沈降性粒子を主とする層が生じ, 条件によってはその層は流動化せず柱状の偏析層を形成する.
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小森 勝夫, 稲垣 照美
1990 年 16 巻 2 号 p.
275-279
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
熱伝達特性に及ぼすスリットからの吸込み効果を明らかにするため, 水平平板上に形成された層流境界層内にスリットを設け, 主流を吸込む実験を行った.作動流体は空気で, 幅160mm, 長さ3mmのスリットは平板先端から100mmの位置に主流と直角に配置した実験はレイノルズ数Re=2.0×104～7.0×105, 吸込み比F=0.01～0.2の範囲で行われた.
その結果, 局所熱伝達率はスリット付近で著しく増加し, 流れの停滞領域で減少したのち, 次第に層流の値に漸近する.吸込みは乱流への遷移を遅らせる効果をもたらし, 平均熱伝達率は流れよりもいくぶん早く乱流へ遷移する.境界層内速度は吸込みの影響を強く受け, 特にスリット直後の速度は増速が著しく, また乱流への遷移はせん断層外縁から内層領域へ向けて進行する.
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河野 恵宣, 吉川 吉治, 松井 隆尚, 近藤 和生, 中塩 文行
1990 年 16 巻 2 号 p.
280-285
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
種々の溶媒を用いて, トリ-n-オクチルアミンの有機溶液によるコハク酸の抽出平衡を測定した.著者らがすでに提案した抽出平衡モデルに基づいて抽出平衡データを解析し, 各々の溶媒系におけるアミンと酸との反応によって生成する会合体とその生成平衡定数を明らかにした.本実験条件下においては, 溶媒としてヘキサンまたは四塩化炭素を用いた場合, 溶媒およびそのアミン溶液には酸はほとんど分配しなかった.溶媒として, ベンゼン, クロロホルムおよびメチルイソブチルケトン (MIBK) を用いた場合, 溶媒中において酸Aは単量体として存在し, その分配係数はベンゼン<クロロホルム<MIBKの順に大きくなった.アミン溶液による酸の抽出においては, いずれの溶媒においても, 酸はアミンBと反応してAB型のイオン会合体を生成し, さらにベンゼン溶液ではABの他に (AB), 型の会合体を, またMIBK溶液ではA2B型の会合体が生成するとした反応モデルによって実験結果を説明することができた.さらにこれらの生成平衡定数を明らかにした.
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松田 仁樹, 熊沢 勝久, 三好 一隆, 小林 敬幸, 架谷 昌信
1990 年 16 巻 2 号 p.
286-294
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
噴霧熱分解法により4種類のコバルト塩 : CoSO
4・7H
2O, Co (NH
4)
2 (SO
4)
2・ 6H
2O, Co (CH
3COO)
2・ 4H
2O, Co (NO
3)
2・ 6H
2O の水溶液を出発物質としてCoO微粒子を製造した.
本実験条件下では, 溶液濃度0.05～1.0kmol・m
-3, 分解反応温度1133.2K, 滞留時間1.5～3.0sにおいていずれのコバルト塩水溶液からも1.0μm以下のCoO微粒子を容易に作ることができた.生成CoOの形状, 粒径分布は各出発物質ことに異なり, CoSO
4・7H
2OおよびCo (NH
4)
2 (SO
4)
2・6H
2Oからは球状の多孔性微粒子, Co (NO
3)
2・6H
2Oからは中空状の微粒子, またCo (CH
3COO)
2・ 4H
2Oからは0.1μm以下の超微粒子が鎖状に連なったものが得られた.これらの微粒子は出発物質ごとに異なった生成機構に基づいているものと考えられた.
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伊東 章, 白砂 潔, 飯塚 融, 藤井 盈宏
1990 年 16 巻 2 号 p.
295-301
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
排気中の微量有機溶剤蒸気の回収を目的として, シリコンゴム中空糸膜モジュールによる有機蒸気-窒素混合気体の膜透過による濃縮を検討した.アセトンおよびフロン113について純蒸気透過係数の測定をおこない, その圧力依存性を表す相関式を提案した.これを用いた膜透過モデルと膜モジュールにおける窒素と有機蒸気の混合気体透過実験とを比較し, モデルの適用性およびモジュール性能に及ぼす操作パラメータの影響を検討した.これにより膜を用いた排気中の有機蒸気回収プロセスの設計の指針が得られた.
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尹 錫昊, 村瀬 敏朗, 入谷 英司, 鈴木 哲史, 中ノ森 信也, 白戸 紋平
1990 年 16 巻 2 号 p.
302-309
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
濾過助剤のケークを通して希薄スラリーを清澄にするプリコート濾過について, 数種類のけい藻土プリコート層を用いて定圧条件下で濾過特性を検討した.微細な懸濁質の分離過程は, 閉塞に伴う空隙構造の変化に応じて, けい藻土の吸着と空隙における篩分けの両作用による初期分離区間, および篩分け作用による後期分離区間より成る.この考察より, 濾過性能に及ぼすプリコート濾過条件の影響は, 濾過圧力およびプリコートとスラリーの性質を考慮した本報の操作因子によって評価でき, 各分離区間について懸濁質の分離速度と操作因子の関係式が求められる.また, 流出濾液の流量も懸濁質の捕捉量の関数として決定することができ, 濾液の流出濁度および流出速度の経時変化が近似推定できる.操作因子にもとづいて得た計算結果は, CaCO
3およびPolystyrene latex スラリーの濾過実験の結果と良い一致を示した.
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橋本 芳宏, 米谷 昭彦, 戸苅 吉孝
1990 年 16 巻 2 号 p.
310-316
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
本論文では, 非干渉制御で問題となる操作条件の変更による再調整の必要性に注目してレイシオ・コントロールの非線形性の有効性を検討した.その結果, マテリアル・バランス・コントロールはコンベンショナル・コントロールよりディカップラー・センシティビティは低いが, 再調整の必要性には全く差がないことがわかった。その他, 操作条件の変化に対しては干渉に基づく操作変数の変更をしても, システムの変化には差が生じないような操作条件の変更や, 大きな差が生じる操作条件の変更についても整理した.さらに, 塔の両端の還流比を操作変数とする制御系は, マテリアル・バランス・コントロールやコンベショナル・コントロールならびにリスカンプによって提案された制御法よりも, 操作条件の変更により生じる干渉およびゲインの変化を小さくおさえることを示した.
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佐野 雄二, 薄井 洋基, 坂田 英雄
1990 年 16 巻 2 号 p.
317-321
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
撹拌槽パドル翼の動力数を円管乱流の摩擦係数と対比し, 散逸エネルギーを等しくする条件から撹拌槽の代表速度を求めた.邪魔板なしの槽では平滑管の摩擦係数を用い, また, 完全邪魔板条件まで邪魔板幅と枚数を種々の組合せで変えた槽では粗面管repeated ribの摩擦係数を用い, 算出した代表速度は翼条件と邪魔板条件を含む一つの式で相関されたこれより邪魔板なしの場合から完全邪魔板条件までの動力数を推算することができる.また, この代表速度を用い円管流伝熱係数実験式より推算した撹拌槽壁面伝熱係数は既往の実験値と良く一致した.
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中島 充幸, 原田 正臣, 山崎 量平, 神保 元二
1990 年 16 巻 2 号 p.
322-328
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
バブリングから乱流流動化状態までのガス速度で, 気泡分率の半径方向分布と軸方向変化, および流動層の圧力変動と圧力勾配の軸方向変化を測定した.
気泡分率と圧力のデータに基づいて乱流流動層への遷移領域での層内部構造を考察し, 以下のことがわかった.
乱流流動層への遷移領域では, ガス速度の増加に伴う気泡分率の増加が抑制され, エマルション相が, バブリング状態に比べ膨張する.エマルション相の膨張の始まるガス速度u
c'は, Re
c'=0.663Ar
0.467で示される相関関係により推定される.
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古畑 朋彦, 青木 秀之, 丹野 庄二, 三浦 隆利, 斎藤 正三郎, 大谷 茂盛
1990 年 16 巻 2 号 p.
329-334
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
二段燃焼用空気の導入による炉内流動の変化を測定するために, 内径0.5m×全長2.0mのアクリル製ダクトを用いて, 二段燃焼用空気 (80Nm
3/hr) をx/
D=0.8の地点にダクトの全周から接線方向に導入した.このときの軸方向および接線方向平均速度をx/
D=0.5, 1.5の二点においてレーザー・ドップラー・流速計により測定した.また
k-ε二方程式モデルに二段燃焼用空気導入モデルを組み込み円筒軸対称座標系でダクト内流動を数値解析し, 測定結果と比較・検討した.その結果, 解析値はダクト内流動を良好に表現し, 二段燃焼用空気導入モデルは適切であることが示された.さらに, 円筒軸対称座標系での解析の妥当性を検討するため, 上記と同一の導入位置, 空気量で実炉と同様に1本の導入管から二段燃焼用空気を導入し, 測定結果を解析結果と比較した.その結果, 流れは軸対称ではなく, 三次元解析が必要であるとの結論を得た.
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久保井 亮一, 橋本 和典, 駒沢 勲
1990 年 16 巻 2 号 p.
335-342
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
逆相ミセル-タンパク質間の静電的相互作用, 立体的相互作用 (立体的排除効果) を利用して, 逆相ミセルバルク液膜による, タンパク質の高選択的な分離を行った.
タンパク質相互の等電点, 表面電荷, 分子量等の差に応じて, 液膜の両側の2つの水相における, pH, KCl濃度や液膜相の初期含水率を調整し, さらにはアニオン性ないしカチオン性界面活性剤を選択することによって, タンパク質を液膜を経て, 一方の水相から回収側水相へ, 高選択的に能動輸送することが可能である.
タンパク質の変性は, 主として回収側の水相において, 低塩濃度条件下でAOTとの複合体形成により生じるが, 通常の条件では, 従来の回分抽出法と比較してはるかに少ない.速度差を利用する液膜分離法や, AOTおよびCTAB両液膜を併用する複合液膜分離法も, タンパク質の分離に有効である.
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黄 圭錫, 冨田 重幸, 大島 栄次
1990 年 16 巻 2 号 p.
343-353
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
化学プラントの操作手順自動合成問題において, 並行操作と操作所要時間の評価を含んだ形での手順を合成する際に必要となる種々の運転知識を一般化するとともに, その知識を計算機上で活用するための方法論を開発した.同時に, 本方法論に基づいて操作手順自動合成システムを開発し, それを実プラントのスタートアップに適用することによって, その有効性の評価を行った.
本方法論では, 周りの状況から判断して同時に実行可能な操作は並行実行することを許すことによって, 現実的な操作手順の合成が可能である.並行操作と操作所要時間の管理を実現するために, プラントの目的状態の達成に必要な種々の機能の機能化の過程を表す機能化実行図を導入し, この図上で, 時間的整合性が取れるように各操作端の操作時刻を決めるという方法によって, 並行同時操作を含む操作手順の合成が可能になっている.
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定方 正毅, 山口 晃, 佐賀 井武, 趙 黛青
1990 年 16 巻 2 号 p.
354-360
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
実用燃焼器などの高速反応速度系のスケールアップの際には乱流混合時間が重要な因子になる.このような反応系では, スケール変化に対して混合時間を一定に保つには滞留時間一定のスケーリング則が有効であることが定方らによって提案されている.本研究では円管ノズルからの自由噴流の乱流特性に及ぼすRe数の影響を熱線流速計を用いて実験的に検討し, このスケーリング則の妥当性を考察した.その結果, Re数10万以上では, フローパターンおよび相対乱流強度や積分スケールなどの乱流混合特性にRe数の影響は現れないこと, 低波数渦から高波数渦へのエネルギー伝達速度が乱流エネルギー消散速度を支配することが明らかになり, フローパターンおよび混合時間の相似性が同時に実現できる可能性が示された.したがって, Re数10万が滞留時間を一定に保つことによってミクロ混合時間を一致させるという燃焼スケーリング則の適用下限値になることが示唆された.
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市原 格, 武田 邦彦, 鬼塚 初喜
1990 年 16 巻 2 号 p.
361-367
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
吸脱着を利用した多段分離を用いて難分離物質を工業的に分離する試みが行われているが, これらは仮想段高さ (
Hq) がミリメートルオーダーと小さいものが多く, スケールアップには多数の困難な工学的問題がある.本報ではその代表例であるウラン同位体の分離実験を行って, 充填層の乱れと分離度 (α) の関係を研究した.実験によって得られた同位体比分布を分離の支配方程式によってフイッティングして分離性能を評価した結果, 同一の吸着剤および溶液条件下でαが3.2%から4.4%の範囲に観測された.そこで実験に用いた充填層の乱れをパルス応答法を用いて測定した.応答波形の解析には修正ガウス分布を用い, 統計量を評価して, 充填層の乱れを液相の仮想段高さ (
Hm) として求めた.この
Hmとαを整理した結果, 性能のばらつきが充填層の乱れに起因し,
Hmの大きさは0.4～0.6mm,
Hqに対する割合は30～40%であることがわかった.
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関口 秀俊, 神沢 淳, 本多 卓也
1990 年 16 巻 2 号 p.
368-375
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
アルゴン熱プラズマ流中でN
2とO
2よりNOを生成させる場合, CO
2を分解してCOを生成させる場合の2つの反応系について理論計算を行った.計算は, 速度, 温度, 濃度の半径方向の分布を考慮した2次元モデルとそれらの半径方向分布を考慮しない1次元モデルの2つのモデルで行った.その結果, どちらの反応系でも2次元モデルの計算結果は実験値と良い一致がみられた.また, 1次元モデルの計算結果はCO
2分解の場合は実験値と比較的良い一致が見られたものの, NO合成の場合ではそれらより低い計算結果を与えた.これは生成物であるNOやCOの分解速度の温度依存性の違いによるためと推測された.また, 得られた軸方向の転化率分布より最適なクエンチングの位置を推定することができた.
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鈴木 基之, 尹 照煕
1990 年 16 巻 2 号 p.
376-383
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
嫌気・好気繰り返し法による生物学的脱リンにおける1サイクル中のリンおよび有機物の挙動について, 繰り返し式回分反応槽 (SBR) を用い, 検討を行った.特に, 嫌気状態での微生物からのリン放出および同時に生じる有機物摂取の挙動について検討を加えた.微生物内で放出, 摂取に関与するリンは微生物内のリンのうち酸による抽出が可能なリンであり, リンの放出速度はリンの含有率に1次で比例する.また, 放出速度は基質溶液中の有機物の存在に大きく影響される.また, 嫌気状態初期の微生物による有機物吸着量はFreundlich式で整理ができ, 有機物の摂取速度は槽内の摂取可能な有機物の濃度に1次で比例し, 摂取速度はリン含有率により影響を受ける.また, 微生物のリン含有率の差は体内の有機物の蓄積能力の差により生じていることを明らかにした.
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小森 俊之, 大江 修造
1990 年 16 巻 2 号 p.
384-387
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
大気圧下においてシクロヘキサン-
n-ヘプタン系の気液平衡データを測定した.
シクロヘキサン-
n-ヘプタン系は非理想性が小さい.活量係数の計算は気相の非理想性を考慮したTsonopoulousの式を使用した.試料の純度を99.9%以上に蒸留精製しガスクロマトグラフにより分析したところ不純物ピークは見られなかった.得られたデータは各活量係数式 (Margules, van Laar, Wilson式) によってよく相関され, Heringtonの方法によって本データの熱力学的健全性が確認された.
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井土 忠厚, 北村 裕輝, 後藤 繁雄
1990 年 16 巻 2 号 p.
388-391
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
既報で, 液体状の相間移動触媒を固定化することなしに反復利用する方法を示した.すなわちトルエンに相間移動触媒としてのポリエチレングリコール (以下PEGと記す) を溶かした有機相に一定量のメタノールを加えると.有機相と水相との間に第3の相 (中間相と呼ぶ) が現れ, 触媒のほとんどはこの中間相に存在し, 反応物および生成物は有機相と中間相に分配された.そこで, 反応終了後, 生成物を含む有機相のみを取り出し, 残液に再び反応物を含む有機相を加えることにより, 触媒を損失することなしに新たに反応を行うことができた.しかし既報の実験条件では,
1) トルエンのかなりの部分が中間相に移動するため, 反応終了後取り出し可能な有機相の体積が全反応液体積の7～13%と小さくなり, また
2) 触媒の効率が中間相が現れない場合に比べ, 著しく減少した.
そこで本研究では, 生成物をより多く取り出すため有機相の体積割合を増加させ, かつ触媒の効率を低下させない反応条件を見い出すことを目的とした.そのため, まず水相と有機相の体積比およびメタノールの混合比を変化させて, 有利な反応条件を求めた.次に, この条件で触媒の反復利用が可能かどうかを, 既報と同様2-フロモオクタンの脱ハロゲン化水素を行うことにより確かめた.
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DMF水溶液におけるDMFの分解速度
藤原 恒昭
1990 年 16 巻 2 号 p.
391-393
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
DMF (Dimethylformamide) は, もともとポリアクリルニトリルの溶剤として開発されたものであるが, 現在では有機溶剤として汎用され, 特に人工皮革 (Man-made leather), 合成皮革 (Synthetic leather) 用ポリウレタンの溶剤として広く利用されているが, これを皮革工業に工業的に最初に使用したのは筆者等である.これらの製造プロセスにおいては, 使用されるDMFは主要工程からDMF水溶液として排出され, このDMF水溶液からDMFを効率よく回収することはプロセス経済上重要である.すなわち人工皮革クラリーノ (1963年開発開始) の製造においてポリウレタンの溶剤としてDMFを使用, 凝固工程から出て来る水溶液からのDMF回収に蒸留を採用した.人工皮革製造における蒸留によるDMF回収の連続運転を実施するためには解決すべき問題はいろいろとあったが, この中で重要な問題の一つは, DMF水溶液の加熱に伴うDMFの加水分解による蟻酸の発生である.この現象はDMFの分解によるDMFの損失と発生した蟻酸による装置腐蝕の二つの問題を起こす.また, この問題は人工皮革製造プロセスの問題だけでなく, DMF水溶液からの蒸留によるDMF回収では常に起こる問題である.加熱温度が高くなるとDMFの分解速度が大きくなるのでDMF水溶液からの蒸留によるDMF回収に当たっては減圧蒸留を採用し, 加熱温度を低下させDMFの分解速度を抑制する必要がある.そこでこの事実を確認するためにDMFの分解速度の温度依存性を実験により検討することにした.
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梶内 俊夫, 白神 直弘
1990 年 16 巻 2 号 p.
394-396
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
Circulation flow in a peristaltic bioreactor was studied experimentally by the flow visualization technique. The circulation flow induced by peristaltic motion was observed from the particle trajectories. The circulation flow was expressed quantitatively as the characteristic dimensions of such flow. From the distributions of these characteristic dimensions in the bioreactor it is found that the flow behavior in the bioreactor was composed of backward flow with a small loop motion in the center region and forward flow with a large loop motion in the neighborhood of the peristaltic wall.
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渥美 邦夫, 牧野 敏夫, 寺田 正宏, 村瀬 敏朗, 入谷 英司, 白戸 紋平
1990 年 16 巻 2 号 p.
397-400
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
難濾過性スラリーの濾過濃縮に適した回転円筒型ダイナミックフィルターの濾室内部の流動機構を明らかにするため, 前報では, 溝付ローターについてテイラー渦流およびローターの摩擦抵抗に及ぼす濾室およびローターの溝寸法の影響を示した.さらに, 濾室内部への邪魔板の設置が濾過濃縮に及ぼす効果を検討するため, 本報では外筒内側に邪魔板を設けて共軸2重円筒間の流動状態を可視化し, テイラー渦流の発生とその大きさを測定するとともに, ローターに働く回転トルクを測定して, 邪魔板および濾室寸法の影響を実験的に検討した.
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川崎 健二, 松田 晃, 井出 哲夫, 村瀬 敏朗
1990 年 16 巻 2 号 p.
401-403
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
難脱水性の余剰活性汚泥に凍結融解処理を施すと, 汚泥中の懸濁固形物は容易に沈降するようになる.前報では.凍結融解処理汚泥について初期界面沈降速度と固形物濃度との相関式を提出し, 凍結速度が遅いほど, フロック内部の固形物体積分率が増大してフロック構造が緻密となり, 沈降速度, 沈積層の固形物濃度等の沈降分離特性が著しく改善されることを, 明らかにした.
しかし, フロックを形成している汚泥固形物は, 主に汚泥細胞から成り大量の水を含むため, 凍結融解処理の最適操作条件を明らかにするには, さらに, この含水量が凍結融解処理によってどの程度まで変化するかを明らかにしていくことが重要と考えられる.
この見地から, 本報では, 遠心力を利用してさまざまな力で汚泥細胞の沈積層を形成させ, その平衡高さから汚泥細胞の体積を推定し, 細胞の含水量と凍結融解処理条件との関係を実験的に検討した.
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松葉 頼重, 高橋 照男, 北村 吉朗
1990 年 16 巻 2 号 p.
404-407
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
著者らは先に, 10wt%含水アセトニトリル-
n-ヘプタン二溶剤系におけるオレイン酸, リノール酸などC18系を中心とした脂肪酸の多成分系液液平衡関係の相関方法について報告した.この相関方法は本来, 天然油脂中の有用成分を含めた一般的な多成分脂肪酸系への適用を目指したものであるが, そのためにはC18系以外の種類の異なる脂肪酸を含むデータによる確認が必要と考えられる。そこで本研究では, 典型的な多成分脂肪酸であるタラ油脂肪酸を用いて上述の溶剤系での平衡測定実験を行い, 著者らの相関方法の適用性について検討した.またタラ油脂肪酸中には, EPA (エイコサペンタエン酸) やDHA (ドコサヘキサエン酸) などの高度不飽和脂肪酸が含まれており, これらの脂肪酸の抽出分離特性についてもその平衡関係から考察した.
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寺本 正明, 中津 正人, 大西 宣昭, 松山 秀人
1990 年 16 巻 2 号 p.
407-410
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
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液膜による鉛イオンの分離に関する研究は非常に少なく, 酸性有機リン化合物を担体とする乳化液膜, クラウンエーテルを担体とする乳化液膜およびバルク液膜を用いた研究が報告されているのみであり, 含浸液膜を用いた例はないようである.含浸液膜法は乳化液膜法と比較してプロセスが簡単で, 担体の使用量が非常に少ない省エネルギー分離法として注目されている.本研究では, 抽出試薬として広く用いられているリン酸ジ (2-エチルヘキシル) を担体とする含浸液膜による鉛 (II) の膜透過実験, およびこれに関連する鉛の分配平衡実験を行い, 透過速度に対する原料液の鉛イオン濃度, pH, 担体濃度の影響について検討し, 膜透過機構を明らかにした.
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河野 恵宣, 花村 賢一郎, 羽野 忠
1990 年 16 巻 2 号 p.
411-414
発行日: 1990/03/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
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Adsorption equilibrium of polar acid compounds on activated carbons were measured over a wide concentration range. The results in the low concentration range were interpreted by use of the Langumuir adsorption isotherm. However, the B.E.T. equation explained adsorption equilbria studied over the entire concentration range. Monolayer and multiple-layer adsorption constants obtained by the above models were also independent of the type of organic acids adsorbed.
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1990 年 16 巻 2 号 p.
e1a
発行日: 1990年
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
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1990 年 16 巻 2 号 p.
e1b
発行日: 1990年
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
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1990 年 16 巻 2 号 p.
e1c
発行日: 1990年
公開日: 2010/11/22
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