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萩森 茂, 福田 経宣, 黒田 千秋, 石田 愈
1993 年19 巻3 号 p.
353-359
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
酵母培養プロセスの副生処置運転は, 複雑な生物反応のため, オペレータの勘と経験による手動運転を余儀なくされている.このため, 副生処置開始時刻の決定にニューラルネットワークを適用した.本研究では, ネットワークの汎化能力を評価して性能のよいネットワークを見つける方法について考察し, 副生処置開始時刻を判断するネットワークと副生の度合いを表すネットワークの, 2種類のネットワークを作成した.その結果, 副生処置の自動化と副生時のオペレータ支援に適用できることがわかった.
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沢田 善秋, 景山 芳輝, 岩田 政司
1993 年19 巻3 号 p.
360-366
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
Fe (CO)
5を原料とする気相法鉄超微粒子の製法において粒子生成機構および一次粒子径制御方法について検討した.本法で得られた一次粒子は対数正規分布に従い, その幾何標準偏差は1.2~1.4であった.本法における粒子生成は核発生・析出成長過程とそれに続く凝集成長過程からなると考えられる.すなわち, 反応器入口部の原料を投入するノズル近傍では, 核発生・析出成長機構が支配的であり, 反応器中・後段部においては凝集成長機構が支配的である.原料濃度, 滞留時間, 原料の予備分解率, 主希釈窒素温度および反応器壁面加熱温度が一次粒子径に影響を与えるが, 前3者が一次粒子径の制御に最も効果的である.粒子の磁気特性を向上させるために印加する磁場は, 一次粒子を配向させ直鎖状二次粒子を生ずるが, 一次粒子径自体は磁場強度の影響を受けない.
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渡辺 智秀, 松田 仁樹, 架谷 昌信
1993 年19 巻3 号 p.
367-373
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
マグネサイトを用いる高温乾式脱硫法の確立を目的とした研究の第1段階として, 5μm以下の天然マグネサイト粒子を焼成して得られるMgOのSO
2吸収反応特性について焼成温度条件, 硫酸化反応温度条件を変化させて熱重量分析による検討を行った.さらに, 燃焼排ガス中に含まれる水蒸気の焼成反応および硫酸化反応に及ぼす影響についての検討も加えた.その結果, マグネサイトの熱分解生成MgOは, 焼成温度が増大するにつれて比表面積および細孔容積が減少するものの, 硫酸化反応活性に対して焼成温度条件に極大値が存在した.また, 本実験焼成温度条件で最も反応活性の高かった1273K焼成MgOを用いた硫酸化反応において, 化学反応速度定数から得られた活性化エネルギーは
E=47.29kJ/molであった.また, 水蒸気共存下における焼成反応によって, 生成MgOの細孔径および細孔容積は増大するものの, 硫酸化反応活性は低下した.さらに, 焼成および硫酸化両反応過程ともに水蒸気が共存する場合も同様に, 硫酸化反応活性は低下した.
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汲田 幹夫, 渡辺 藤雄, 架谷 昌信
1993 年19 巻3 号 p.
374-380
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
PVA/フェノール系樹脂成形体を原料とする粒状MSCのN
2, CO
2それぞれの吸着平衡, 吸着速度の測定を行った結果, 本MSCでは, CO
2, N
2の平衡吸着量比 (CO
2/N
2)
eqならびに粒内拡散係数比 (CO
2/N
2)
diffが大きく, これがCO
2-PSA分離材として機能しうることがわかった.つづいて本MSCを用いてN
2/CO
2/水蒸気混合ガスのCO
2-PSA分離濃縮実験を行った.その結果, 1) CO
2濃度が15vol.%の混合ガスを収率0.96以上のもとで最大68vol.%に濃縮できることが明らかとなった.なお, 本実験では供給ガスへの水蒸気同伴によるCO
2分離性能の低下は認められなかった.2) CO
2-PSA分離操作では吸着時間および排ガス取出量がCO
2分離性能に大きな影響を及ぼすことが認められた.また, このことは吸着塔内温度分布の経時変化から裏付けられた.
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鈴木 義丈, 小泉 淳史, 竹内 雍
1993 年19 巻3 号 p.
381-388
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
粒状活性炭および繊維状活性炭を用いて, 水溶液中のトリハロメタン類の吸着除去について検討した.その結果, 粒状活性炭-トリハロメタン類系, 繊維状活性炭-トリハロメタン類系ともに, それらの吸着平衡関係は, Henry型に近いFreundlich型であったので, 粒状活性炭充填層によるクロロホルムの吸着破過曲線にRosenの近似解析解を適用することにより総括物質移動容量係数が得られ, 表面拡散係数
Dsは2.1~6.6×10
-12m
2・s
-1であった.また, 繊維状活性炭充填層による吸着破過曲線にBabcockの近似解析解を適用することにより総括物質移動容量係数が求められ, ペクレ数Peはほぼ4.8×10
-3であった.
水溶液中におけるトリハロメタン類の活性炭との吸着平衡関係から得られる平衡パラメータ (
k・nおよびβ) は, 沸点T
Bと相関があり, その相関関係を示す直線の傾きは活性炭の種類によらずほぼ同じであった.なお, 切片の違いは吸着質と活性炭表面の相互作用の大きさの違いによるものと考えられる.
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冨田 守, 石田 愈
1993 年19 巻3 号 p.
389-397
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
パイプレスバッチプラント向けのレシピを用いた自律分散指向の運転管理システムの全体構造を提案した.
個々の製品の生産手順をレシピとして記述し, それを単位作業に相当するサブレシピに分割・分散することで, 各ユニットが自律性を持った分散型の運転管理を効率良く行っていくために, 時間的パラメータの共通の取り扱い方の必要性を示し, 不確定幅を加味した所要時間の取り扱い方法を提案した.また, メッセージによる情報交換として, トラフィックマネージャを設置して, ユニットの移動や通路の利用を管理する方法と, 実際の生産の結果得られた具体的な時刻や実績値をインスタンスレシピ上に上書きして運転記録とし, 製品の動きと情報の動きを-体化する方法を示した.
さらに, 納期を守ったり, プラントの稼働率を向上させるために, リアクターにより自律的に効率化する方法を探った.
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勝屋 訓, 福井 啓介
1993 年19 巻3 号 p.
398-403
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
平行平板間において, その下流部で壁面を高温に急変させると上面から安定成層が, 下面から不安定層が発達し, 共存密度成層乱流場が形成される.このような共存密度成層乱流場において速度および温度を同時に測定し, 共存密度成層乱流の発達過程における流れ場の構造および乱流輸送について検討した.安定成層側と不安定成層側では密度成層の発達が異なるため速度, 温度, 乱流諸量の分布が非対称な流れ場となる.また結合確率密度分布から不安定成層内部で生じた間欠的な上昇流は, 安定層内部にまで影響を及ぼしていることが明らかになった.両成層流の界面近傍で乱流熱流速の逆勾配拡散の存在が観察された.
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岩田 直己, 加藤 覚, 乗富 秀富, 長浜 邦雄, 楠木 喜博
1993 年19 巻3 号 p.
404-410
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
芳香族ポリイミドからなる中空糸膜を用いてエタノール水溶液のパーベーパレーション実験を行い, 温度と原料液組成が透過性と分離選択性に及ぼす影響について検討した.フガシチー差を透過の推進力として定義した総括透過係数の値は組成と温度の広い範囲にわたって一定となり, 透過流束を簡便に評価できることがわかった.パーベーパレーションにおけるその値は蒸気透過における透過係数の報告値の, エタノールで約20倍, 水で約3倍であった.また, エタノールに対する水の分離係数は16-55の範囲であった.
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遠藤 禎行, 向阪 保雄, 西江 恭延
1993 年19 巻3 号 p.
411-417
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
常温の相対湿度30~90%における粉体の平衡含水率のもつ物理的な意味について検討を行い, またその制御の仕方の基本的な考え方を示した.
湿式プロセスを経て乾燥工程に入る直前の湿潤粉体に含まれる水の中には溶解性不純物 (塩類) が多かれ少なかれ含まれており, 乾燥工程でそれらが粒子表面または粒子間接触部に形成される液架橋内に濃縮され残存する.そこで等径2球の接触部に形成される溶解性不純物を含む液架橋に関する筆者らの既報の解析と実験結果を粉体層に適用したところ, 溶解性物質の種類とその含有量, 粉体の種類および粉体のおかれている雰囲気の湿度から粉体の含水率を予測できることが確かめられた.この結果から, 乾燥工程に入る直前の湿潤粉体に含まれる溶解性物質の種類と量を制御すれば比較的高い湿度下で長時間保存したときの粉体の平衡含水率が制御できることがわかった.
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高橋 博, 三輪 広治, 菊地 賢一
1993 年19 巻3 号 p.
418-423
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
錯化剤を用いた電気透析法により, プラセオジムとネオジムの分離を行った.錯化剤を用いない場合, 両希土類金属はほとんど分離されなかったが, 錯化剤としてEDTAあるいはDTPAを用いた場合には効果的に分離され, ネオジムの流束に対するプラセオジムの流束で定義される分離係数は, EDTAで1.7, DTPAで2.1に達した.また, 分離特性は溶液のpHや, 錯化剤の濃度の影響を受けた.実験結果は, 錯化剤の選択性, 膜の選択性および膜内泳動を考慮し, Nernst-Planckの式に基づいたモデルにより良好に説明できた.また, モデル解析の結果より, 分離特性の傾向は錯体を形成していないフリーな希土類金属イオンの濃度により知り得ることがわかった.
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後藤 宗治, 後藤 雅宏, 中塩 文行
1993 年19 巻3 号 p.
424-430
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
生体脂質類似の非イオン性界面活性剤ジオレイルグルタミン酸エステルリビトール (2C
18Δ9GE) を用いて各種起源のリパーゼを修飾し, 界面活性剤被覆酵素を調製した.この界面活性剤被覆酵素を用いて有機溶媒中の水分濃度を制限した環境下で, トリグリセリドの選択的加水分解反応を行った.本反応系において, 最も適した有機溶媒はイソオクタンであり,
Cbndida cylindracea起源のリパーゼを用いて調製した界面活性剤被覆酵素が最も高いトリオレインの加水分解率を与えた.また, 反応系に存在する水分量を調節することにより, モノオレインとジオレインの生成が可能となった.本反応がMichaelis-Menten機構に従う逐次反応であると仮定し, 反応初期における見かけの反応速度定数を求めた.その結果, 界面活性剤で酵素を被覆することにより有機溶媒中における反応速度が数十倍増大することが明らかとなった.
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森 英利, 田口 雅文, 中村 正秋, 外山 茂樹
1993 年19 巻3 号 p.
431-439
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
メッシュタイプのウィックの飽和透過率測定を行い, ウィックの組織構造を円弧のつながりで表し層間隙間を考慮した, 従来の幾何形状モデルに基づき考察を行った.その結果, 飽和透過率はウィックの相当径および摩擦係数とレイノルズ数の積で相関できることが示された.
ウィックの毛管圧-飽和度曲線を測定し, 平織りメッシュについてはLeverett関数で比飽和度と良い相関関係を得ることができた.
毛管ポテンシャル曲線からウィックを種々な管径の毛細管群で置き換え, 不飽和透過率の推算を行った.また下部から定常的に排水が行われ, 上部から一定速度で浸透が行われているウィックの飽和度分布を多孔体内の不飽和定常流れの理論より推定し, 実験結果と比較考察を行った.
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高橋 勝六, 中島 元, 二井 晋, 竹内 寛
1993 年19 巻3 号 p.
440-445
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
高撹拌下で大きな処理量を得ることができる多段ミキサーセトラー抽出塔を考案した.各段は上部のセトラーと下部のミキサーからなり, 撹拌はリフタータービン翼で行った.連続相はセトラーから下降管を通して下段のミキサーに入り, 分散相は上昇管により上段のミキサーに流入する.リフタータービンの吸引力により大きな処理量が得られることが塔内の圧力測定で確かめられた.またミキサーとセトラーの間に液滴の合一促進材を設けることで安定な操作が達成された.合一促進材としてはPTFEで被覆した網板を組み合わせた立体格子が優れていた.
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久保 井亮一, 矢野 浩二, 田中 寿計, 駒沢 勲
1993 年19 巻3 号 p.
446-454
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
タンパク質の表面疎水性をPEG/dextran系を用いる水性二相分配法, これに非イオン性界面活性剤Tritonを添加したTriton添加法, およびTriton/塩系の相分離を利用するTriton相分離法の3種類の二相分配法により体系的に評価した.タンパク質としては, 起源の異なる3種類のLipase, オリゴマーであるβ-Galactosidaseと, 酸の添加に対応して, Native状態, Molten-globuie状態, およびUnfold状態の3種類の高次構造を持つCytochrome cを用いた.タンパク質の疎水性は各々特徴的であり, 非常に個性的であるが, これらは少なくとも表面全体の疎水性と, 表面に局在する結合部位の疎水性の2種類に大別できる.前者は二相分配法により, 後者は, 他の2つの分配法によって定量できる.両者は, Molten-globule状態とUnfold状態のCytochrome cのように, 必ずしも同一の傾向を示さない.疎水クロマト法のような従来法では, 後者のみが測定される.これらタンパク質の疎水性の差異を利用してタンパク質の効果的な分離が可能である.
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社河内 敏彦, 梶野 一樹
1993 年19 巻3 号 p.
455-461
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
各種化学装置, 流体装置, 燃焼炉, ICパッケージなど, ステップを有する流路は, 流れのはく離, 渦の形成を伴い複雑な流動形態を示す流体力学的, 伝熱工学的に興味深い事象の一つである.本研究は, 従来明らかにされていない前向きダブルステップ面 (ステップが二つ重なってある流路形状) に一様流が流入する場合を取り上げ, ステップの長さ
Lと高さα (各ステップの高さはともに等しいもとした) の比
L/α (ステップ比) を数種に変えた流路について, 主にステップ比と流動特性および伝熱特性との関係を実験的に検討した.その結果, 前向きダブルステップ面 (
L/α=2, 4) の平均熱伝達率は, 平板およびシングルステップ面 (
L/α=0) のそれよりかなり大きく, 平均ヌセルト数Nuとレイノルズ数Reについて,
Nu=0.0036
Re (
L/α=2, 4),
Nu=0.00263Re+7 (
L/α=0) の関係を得るなど, 新しい知見を示した.
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平田 雄志, 足立 裕, 桂田 州啓, 平松 顕子, 伊藤 龍象
1993 年19 巻3 号 p.
462-469
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
円管内を流れる流体の界面乱流変形過程を可視化研究するために, 直径上に張った電極線から連続的に水素気泡を発生させた.水素気泡は幕状の挙動を呈し, 本研究ではそれを直径で二分された流体の界面トレーサーとみなした.水素気泡幕の変形に対する壁乱流の影響を側面可視化像に現れる明暗パターンを用いて記述した.また, パーソナルコンピュータを用いて断面可視化像の画像計測を行い, 水素気泡幕の変動強度, 積分スケール, 乱流拡散係数, 伸長速度を求めて流体界面の変位・伸長過程を検討した.
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鈴木 栄二, 小口 憲太朗, 姚 水良, 西村 肇
1993 年19 巻3 号 p.
470-475
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
硫酸に浸漬後, 60℃で熟成したセルロースが常温で室内空気中のNO
2を除去できる事実を発見し, セルロースを充填した流通型積分反応器で反応を解析した.反応時間因子 (
W/F) 1.3kg・min/m
3で初期は約90%, その後600時間以上フィードガス中NO
2を約60%の削減率で除去できた.除去されたNO
2の約30~70% (初期90%) がNOへ還元された.NO
2除去反応速度はNO
2濃度の1次関数, NOへの還元反応速度はNO
2濃度について1次より高次の関数であった.以上の結果はセルロースを利用した室内空気中のNO
2 (暖房, 調理用の燃焼に起因する) 除去装置の実現可能性を示した.
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〓田 英人, 佐伯 達也, 藤岡 敏之, 上田 哲也, 冬木 正
1993 年19 巻3 号 p.
476-482
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
50%分離径が可能となる, 新型式の改良型サイクロンを用いサブミクロン微粒子の分級に関して実験及び理論より検討を行った.サイクロン入口部に移動可能な円弧状の案内板を設置し, 案内板入口幅を減少させることにより, 50%分離径を0.45~0.75μmの範囲で移動させることができた.しかし, 入口幅を極端に小さくすると, かえって分離径が大きくなった.これは粒子の壁方向への半径方向速度の低下及び気流の乱れの増加により生じたものである.
50%分離径を小さくするには, 案内板及びプローダウン方式を併用することが望ましく, 50%分離径を約0.4μmまで小さくすることができた.
サイクロン入口形状は接線流入式より渦巻式の方が高慣性域の部分分離効率が高くなるまた内壁面はパフ研摩を施し鏡面状にした場合, 50%分離径がより小さくなった.
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矢木 秀治, 上山 繁, 井上 伸二, 奥村 聡
1993 年19 巻3 号 p.
483-488
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
セルロースの加水分解反応においては, 阻害作用のある生成物を反応系より分離する操作が有効である.ゼラチン-Na
2SO
4-水系単純コアセルベーションを分離を伴う反応に応用するためセルラーゼ, セロビオース, グルコースのコアセルベート, 平衡両相への分配実験を行ったところ, セルラーゼはコアセルベート相に濃縮されるが, 糖類はほとんど同濃度で両相に分配された.撹絆槽を用い, コアセルベーション中でセルロースの分離を伴う加水分解反応を行った.間欠的に平衡相を入れ換える半回分操作を繰り返したところ, 高い反応率まで到達できた.回分反応のデータをもとに反応モデルの定数を決め, 分配実験で得られた値を使い, シミュレーションを行った結果, この反応系では分配実験で予想されたより酵素の損失が少ないことがわかった.PEG-Dextran系と比較しコアセルベーション系は価格, 相分離に要する時間, 温度の点で優れていることがわかった.
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坂東 芳行, 西村 誠, 渡部 吉規, 佐藤 敦, 三輪 盛夫, 倉石 迫夫, 川瀬 信行, 井戸田 篤
1993 年19 巻3 号 p.
489-495
発行日: 1993/05/10
公開日: 2010/02/19
ジャーナル
フリー
気泡塔の性能改善を目的として, 多孔ドラフトチューブの内部に充填物を備えた気泡塔を考えた.充填物には比較的流動抵抗の小さい金網リングを用い, 多孔ドラフトチューブ, 金網リングの各寸法を種々に組合せて, 流動状態を観察し, ガスホールドアップ, 気液界面積および液混合時間を測定した.
多孔ドラフトチューブの内部に金網リングを充填することにより, 『多孔壁による気泡微細化』に加えて『充填物による気泡微細化』が生じた.ガスホールドアップ, 気液界面積に対して多孔ドラフトチューブの径, 孔径, 開孔率, 金網リングの目開きの最適値が存在した.最適ドラフトチューブ径におけるガスホールドアップ, 気液界面積は充填気泡塔とほぼ同じであった.また, 液混合時間は, 標準気泡塔, 充填気泡塔などに比べ, きわめて短かった.COD除去率は充填気泡塔と同程度であり, 本気泡塔の排水処理への適用性が示唆された.
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神原 信志, 宝田 恭之, 中川 紳好, 加藤 邦夫
1993 年19 巻3 号 p.
496-504
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
亜瀝青炭から半無煙炭の幅広いランクの18種類の石炭を用い, 円筒状竪型乱流燃焼炉で二段燃焼におけるNOx生成に及ぼす炭種の影響を調べた.この結果, 燃焼初期段階におけるNO
x生成挙動は, 従来提案されているモデルでは炭種の影響を的確に表現できないことがわかった.
石炭中窒素は主にHCN, NH
3, N
2として放出し, これらの揮発化挙動および収率は炭種によって異なる.窒素化合物の種類によってNO酸化・還元反応速度は異なるため, Volatile N化学種が燃焼の初期段階におけるNO
x生成に影響を及ぼしていると考えられる.急速昇温下における熱分解実験および管型層流炉から得られたデ-タを基に, HCN, NH
3, N
2の揮発化速度を求めた.
炭種の影響を精度良く表現するために, Volatile N化学種の生成経路を組み込んだNOx生成モデルを提案した.このモデルに基づいて, 巨視的反応速度式を用いて1次元反応計算解析を行い, 乱流燃焼炉の実験結果と比較した.本研究で提案したモデルによる解析結果は, 実験値と良好な一致を示し, 従来のモデルよりも炭種の影響を的確に表現できることがわかった.
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宝田 恭之, 坂本 英徳, 前原 啓慈, 伊藤 誠, 筒井 寛喜, 中川 紳好, 加藤 邦夫
1993 年19 巻3 号 p.
505-510
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
微粒子とガスとの接触操作のために考案した粉粒流動層を用いて, 転炉ダスト (サブミクロン~数十μm径の酸化鉄) の直接還元を行い, 還元鉄微粒子を連続的に得た.転炉ダストの還元率に対する反応温度, 媒体粒子層高, ガス流速, 水素濃度の影響を調べた.本実験における最適運転条件では, 98%の還元率を得ることができた.また, 運転中に焼結が起こる反応条件を明らかにし, 定常な連続操作ができる範囲を確立した.得られた粉鉄は, 空気中で極めて酸化され易い.再酸化防止のための粉鉄の高温処理および低濃度酸素処理の効果を調べた.
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小泉 文弘, 西谷 紘一, 豊田 重治, 欅田 榮一
1993 年19 巻3 号 p.
511-518
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
背景から対象物像をとり出した後, 重なり合った粒子像の輪郭線から, 各粒子像を別々のものとして認識するための新しい手法として, 輪郭線を円弧分割して, 各弧に内接する円を求める方法を提案した.この手法は粒子が球形に近い場合, アルゴリズムが簡単な上, 精度よく粒子を認識することができる.また提案した手法を実際の画像に適用し, その有用性を確認した.
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宮武 修, 児玉 勝洋, 橋本 享幸, 安藤 佳正
1993 年19 巻3 号 p.
519-525
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
スチームアキュミュレータの高性能化を図るため, 電解による気泡核の供給が急減圧下の容器内温水のフラッシュ蒸発に及ぼす影響について実験的研究を行った.実験結果から, 人工的な気泡核形成により, プール水のフラッシュ蒸発が促進され, 蒸発後期の蒸発効率の向上がもたらされること, 特に低液温度, 高液位および小過熱度の場合にその効果が著しいことが判明し, 蒸気質量速度がある値に低下した時点での実質蒸発効率を無次元過熱域深さおよび電解気体質量速度から予測する半経験式を導出した.
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劉 芳芝, 山田 幾穂, 森 秀樹, 中尾 智津
1993 年19 巻3 号 p.
526-529
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
さきに劉らは, 溶解度曲線および分配係数に関し, 熱力学的背景とは無関係な経験的相関式を設定し, 三成分系等温多段抽出操作問題の緩和法による一解法を示した.本報では, これを段上における混合熱, 外界との熱交換を考慮し, 各段に理想段を仮定する非等温多段抽出操作問題に拡張した簡明な一解法を示す.
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宮原 敏郎, 巽 信博
1993 年19 巻3 号 p.
529-532
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
ドラフトチューブを挿入した二重管式懸濁気泡塔は内部に液相の停滞する部分がなく, ドラフトチューブを持たない従来の懸濁気泡塔に比べて固体粒子をより低いガス速度で浮遊させる事が出来る.最近二重管式懸濁気泡塔はこのような利点から排水処理や醗酵プロセスに応用されている.このような操作で用いられる粒子は高分子ゲル粒子に細胞を保持したものあるいは固体表面に生物膜を付着させた粒子であり, これら固体粒子の密度は液体のそれに近い.しかしながら二重管式懸濁気泡塔に関する研究は主にガラスビーズ (ρ
s>2500kg/m
3) を代表として比較的密度の大きい粒子に対して検討されているのが現状である.
粒子密度の小さい場合には流動特性, 物質移動特性が異った挙動を示す事からナイロン粒子を用いて二重管式懸濁気泡塔の流動様式とガスホールドアップの検討, bioflocを用いての物質移動, ゲル粒子を用いてガスホールドアップと物質移動容量係数の実験的考察等がなされている.また室山らはプラスチック粒子を用いて二重管式懸濁気泡塔のガスホールドアップおよび物質移動容量係数を実験的に検討しているが, バイオリアクターで重要と考えられる比較的低ガス速度域の条件でなく通常の気泡塔で使用されるガス速度域 (1.5~20cm/s) である.
そこで著者らはポリスチレン粒子とナイロン粒子を用いて比較的低いガス速度での二重管式懸濁気泡塔のガスホールドアップと塔内のエネルギー収支に基ずく循環流量の推算について報告した.本研究はこれに続き2種類のポリスチレン粒子およびポリプロピレン粒子を用いて室山らの行っていない比較的低ガス速度域での二重管式懸濁気泡塔の液側物質移動容量係数を実験的に検討し, その相関を試みた.
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畑中 千秋, 原口 俊秀, 井手 俊輔, 梶山 千里
1993 年19 巻3 号 p.
533-536
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
リパーゼによるエステル合成に関しては種々の方法が検討されている.すなわち, 有機溶媒に可溶な修飾酵素を用いる方法, 逆相ミセルに酵素を閉じ込め, 有機相中にマイクロエマルジョンとして分散させる方法, シリカ等の担体に酵素を固定化させる方法等である.この内, 固定化酵素による方法は酵素の安定性に優れることで注目されている.すでに筆者らは, アクリルアミド (以下AAMと略記) とN, N'-メチレンビスアクリルアミド (以下MBAAと略記) のプラズマ開始重合によって得られる超高子量のポリアクリルアミドゲル内にグルコアミラーゼが効率良く固定される事実を見い出している.本研究においては, プラズマ開始重合による固定化法をリパーゼに適用し, 固定化率, 安定性, エステル合成化率について検討した.用いた反応系は医薬, 食品等の乳化剤として用途の広いモノグリセリドを酵素的に合成する目的でグリセリンとオレイン酸からなる系を選んだ.
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入谷 英司, 板野 雄太, 村瀬 敏朗
1993 年19 巻3 号 p.
536-539
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
限外酒過は, 近年, 工業の広範な分野において適用されているが, ファウリング現象による濾過速度の低下や膜の分画性能の変化が, 実用上解決すべき大きな問題となっている.ファウリング現象の原因の一つとして, 膜面上に形成される濾過ケーク層が挙げられるが, この濾過ケークの形成をむしろ積極的に利用して, 膜の分画性能の向上を図った例としてダイナミック膜がある.たとえば, 精密濾過膜面上に微粒子からなる濾過ケーク層をあらかじめ形成させておくことにより, コロイドやタンパク質溶液の限外濾過が精密濾過膜によっても可能となる.ダイナミック膜は, 膜形成用支持体として, 限外濾過膜に比較して, より経済的で取り扱いやすい精密濾過膜が使用できるという利点があるが, あらかじめ, 安定したダイナミック膜を形成させる必要があり, それだけ操作が煩雑となり, また操作条件の選定など実際の濾過操作の手法に特に注意を要する.
一方, デッドエンド・フィルターを用いて上向流あるいは膜面傾斜型濾過を行うと, 濾過ケークの成長を阻止でき, 一定濾過速度が得られることを我々は明らかにしている.上向流あるいは膜面傾斜型限外濾過法は, クロスフロー濾過と比べて濾過ケークにそれほど大きな剪断力を作用させない穏やかな条件下で行い得る分離法であるため, ダイナミック膜による分離法と併用すれば, 形成されるダイナミック膜の安定性を維持したまま, 限外濾過操作を行うことが可能になると考えられる.本研究では, ダイナミック膜の形成に通常の下向流濾過, それに続くタンパク質の分離操作に膜面傾斜型濾過を用いたダイナミック膜によるタンパク質溶液の分離法について検討した.
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一酸化炭素, 二酸化炭素の生成について
秋吉 亮, 久木 哲, 福田 隆至, 小幡 英二, 安藤 公二
1993 年19 巻3 号 p.
540-543
発行日: 1993/05/10
公開日: 2010/05/07
ジャーナル
フリー
気法によるシアン含有廃水処理等に際して排出される含シアンガスを燃焼して無害化する試みが行われている.この場合, シアン化水素ガスは酸化されて二酸化炭素, 窒素, 水に分解されることが期待されているが, 条件によっては有害な一酸化炭素や窒素酸化物が生成する可能性もある.また, シアン化水素は酸化反応のほかに, アンモニアを生成する加水分解反応, ジシアンを生成する熱分解反応等によっても減少する.通気法による処理が特に有効と考えられる低濃度シアン含有廃水の通気ガス無害化の基礎研究として, 前報では, 6.69×10
-3及び1.34×10
-2mol・m
-3 (150及び300ppm) のシアン化水素を含む空気を923~1123Kに加熱して, その減少速度について報告した.本報では, 希薄シアン化水素含有空気を加熱した際生成する一酸化炭素, 二酸化炭素濃度を実測し, 炭素の物質収支より, 最終生成物の一つは二酸化炭素であることを示した.また一酸化炭素の生成についても若干の知見を得た.
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芹川 ロベルト正浩, 船造 俊孝, 若尾 法昭
1993 年19 巻3 号 p.
544-548
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
現在, ブラジルでは自動車燃料として砂糖黍から年間およそ1200万m
3の発酵エタノールを生産している.このエタノール1
lを製造するのに約1
lの蒸留廃液 (vinasse, BOD 20~35g/
lの水溶液, 有機物約3wt%, 無機物1wt%) が排出され, その量が莫大であるため, 地域によっては深刻な河川汚染をもたらしている.
汚泥, 泥炭, 蒸留廃液など含水率の高い炭素質を多量の水分を含んだまま加熱分解する熱化学処理には従来Na
2CO
3などのアルカリ触媒が用いられてきた.本実験では高圧水雰囲気下でvinasseの油化を試験し, Na
2CO
3や酸性触媒としてH
2SO
4, FCC触媒や各種ゼオライトを添加して油収率に及ぼすこれらの影響を調べた.
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山内 宏昭, 兼重 寛, 藤村 昌樹, 納庄 康晴, 橋本 慎一, 加藤 正一, 児玉 邦彦, 小林 猛
1993 年19 巻3 号 p.
549-553
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
これまで, パンの老化についてはかなりの研究が行われており, 多くの総説も書かれている.これらの研究から, パンの老化過程でクラムの硬さ, 可溶性デンプン量, デンプンの酵素消化性, デンプンのX線回折結果等に変化があることがわかっている.
パンの老化の主要因は, X線回折によるパン中のデンプンの結晶化の解析から, 一般的に保存中のパンのデンプンの結晶化であると言われているが, 充分に証明されたわけではない.一方で, パンの老化にはデンプンの老化以外にパン中のデンプンとグルテン間の水分の移動が影響しているという報告もある.
このように, パンの老化の要因解析について充分に解明されていない面もあるが, これらの現象を速度論的に解析したいくつかのパンの老化に関する速度式が提出されている.その一つのモデルはCornfordらによって報告されている.このモデルは高分子繊維の結晶化に関するAvramiの式をパン中のデンプンの結晶化に適用し, デンプンの老化速度 (結晶化速度) によりパンの老化速度を表現したものである.もう一つは, Cornfordらのモデルにさらにパン中の成分間 (グルテン, デンプン間) の水分移動の寄与の項を加えたWillhoftのモデルである.
後者のモデルは実際のパンの老化の現象をより正確に表現したモデルであるが, 実際の系での成分間の水分移動の正確な速度式を作成することは非常に困難である.また, 前者のモデルによっても実用上パンの老化挙動を表現でき, 多くの研究者がこのモデルを使ってパンの老化の解析を行っている.
そこで, 本報告では, 油脂5%添加の対照, それにさらにモノグリセリド1%を添加したストレート法食パンについて, Cornfordらのモデルにより, 保存温度 (5℃~40℃の範囲) に対する速度定数 (以下これを老化速度定数と記す) を決定し, そのデータから保存温度の関数としてのパンの老化速度式を導き, その有効性を温度を変化させたパンの老化実験により確認した.
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小倉 裕直, 金森 道人, 松田 仁樹, 架谷 昌信, 梁取 美智雄, 平松 正義
1993 年19 巻3 号 p.
553-556
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
The purpose of the study is to enhance Cao regeneration in the heat storage mode of a chemical heat pump using Ca (OH)
2/Ca0 reaction. The effect of the condensation conditions and the effect of the supplied heat temperature level to the Ca (OH)
2 particle bed on heat storage characteristics were investigated experimentally and theoretically.
The following results, were found, i) Both the reaction temperature and the reaction eqilibrium pressure were lowered by the condensation enhancement. ii) The overall reaction rate of Ca (OH)
2dehydration was accelerated and the practical operating limit temperature in the heat storage mode could be lowered.
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佐藤 一省, 嶋田 博
1993 年19 巻3 号 p.
557-560
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
気液固三相系の撹拌操作においてはガスの分散と粒子の浮遊分散とを同時に達成することが要求される.ガスの分散は撹拌を強くするほど良好となり, 吸収速度も増加する.しかし, 吸収効率, すなわち単位供給動力当たりの吸収速度は逆に低下する.このため, ガス吸収のみを考えるとすれば, 撹拌はフラッディング状態にならない範囲でできるだけ弱く抑えることが得策となる.一方, 粒子を浮遊分散させるためには, 少なくとも粒子浮遊化限界以上に撹拌を強くする必要がある.三相系の撹拌操作においては, したがって, 粒子浮遊化限界動力をできるだけ低く抑える配慮が必要となる.そのためには, まず三相系撹拌操作に適した翼形状を明らかにする必要がある.
本研究の目的は通気時の粒子浮遊化限界撹拌動力と通気条件との関係を代表的な翼形状について検討し, 翼形状選定の指針を得ることにある.
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望月 雅文, 武井 昇, 佐藤 一省, 明畠 高司, 宮内 照勝
1993 年19 巻3 号 p.
560-563
発行日: 1993/05/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
多段翼通気撹伴槽は培養槽など気液接触装置として広く用いられており, その設計には撹拌所要動力のデータが不可欠である.しかし, 単段翼の場合と異なり, 通気時の多段翼の撹拌動力を系統的に測定した報告は少なく, その推算法も確立しておらず, わずかな推算式が提出されているにとどまっている.これは槽底部からガスを供給する通常の方式の多段翼撹拌槽では, 最下段翼の近傍とそれ以外の上方の翼近傍におけるガスの分散挙動に違いがあることに主たる原因があると考えられる.
この観点から, 本研究は幾何学的形状の異なる2段翼通気撹拌槽において, 独自の新しい方法により上・下段翼の撹拌動力を個別に測定し, それらと翼形状および操作条件との関係を実験的に検討するとともに, 2段翼通気撹拌槽の動力推算の指針を示すことを目的とした.
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