化学工学論文集
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20 巻, 4 号
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  • 森 滋勝, 岩崎 昇, 澤 智昭, 満仲 三正, 野尻 卓男, 宇都宮 康晴
    1994 年 20 巻 4 号 p. 463-467
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    微粉炭火力発電所から排出されるフライアッシュは, セメント混和材として有効に利用できる.しかし, フライアッシュ中の未燃炭素分はフライアッシュセメントの品質に大きな影響を与えるので, JISではフライアッシュ中の未燃炭素分を5%以下と規定している本報ではJIS規格に適合しない高い未燃炭素分を含むフライアッシュを改質して, フライアッシュセメントとして有効に利用するために, 2段の流動層を用いた新しいプロセスの開発を行った.粒度分級と密度分級を組み合わせた本プロセスにより, フライアッシュ中の未燃炭素分を連続的に低減させることによって, JIS規格に適合した改質フライアッシュが得られることが明らかとなった.
  • 中島 忠夫, 清水 正高
    1994 年 20 巻 4 号 p. 468-474
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    灯油/水/界面活性剤系から0.2~50vol%の油濃度のO/Wエマルションを調製し, 細孔径の均一な多孔質ガラス膜によってクロスフロー精密濾過して, 透過流束や油阻止率及び濾過抵抗など済過条件に及ぼすエマルションの濃度の影響を明らかにした.その結果, 油濃度が5%以下の比較的低い領域では, エマルションの濃度が増加するとともに膜面の濃度分極に従って, 透過流束が次第に減少した.しかしながら濃度が5 vol%を越えると, 濃度分極から予想されるよりも遥かに低い透過流束しか得られなかった.この事実はバルクエマルションの高い油分濃度域ではレイノルズ数が減少するため, ゲルの掻き取り効果が著しく減少することによって説明される.
  • 佐橋 裕子, 石塚 浩敏, 日比野 健
    1994 年 20 巻 4 号 p. 475-481
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    多価アミノ基を含有する非対称性キャピラリーUF膜の多孔質層に, グルタルアルデヒドを介して共有結合法によりグルコアミラーゼを固定化した.液化澱粉 (DE13) を基質として, 強制透過法により多段階反応を行った結果, 膜による高分子の阻止とともに透過液中のグルコース含有率は94%に止まった.UF膜の分画を多孔質化し, 低分子化した液化澱粉 (DE20) を用いることで, 高分子の阻止はみられなくなった.また, グルコアミラーゼとともにプルラナーゼを固定化することで, グルコース生成速度は増加し, 含有率は97%まで上昇した.グルコアミラーゼのみの場合より, 基質中の高分子は速やかに分解された.また, プルラナーゼは, グルコース含有率が90%近い時点で添加しても, 充分効果があることがわかった.そこで, 反応初期は多孔質な膜にグルコアミラーゼを, 最終段はプルラナーゼをともに固定化することにより, 効率的な連続糖化反応が行われることがわかった.
  • 倉本 浩司, 小泉 一博, 成瀬 一郎, 大竹 一友
    1994 年 20 巻 4 号 p. 482-488
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    気泡流動層石炭燃焼から排出される亜酸化窒素 (N2O) に関して, チャー燃焼場からの生成・消滅特性をチャー粒子単層充填反応管を用いて実験的に検討した.実験は, 層温度, 供給酸素濃度およびチャー炭種を変化させて, 燃焼過程中の生成ガスならびに固体成分の変化を分析することにより考察した.
    結果として, 燃焼過程中のNOおよびN2O濃度変化より, チャー燃焼過程の初期において, NO濃度は急激に増加するがN2O濃度は緩やかに増加した。これは, COが酸化される際に生成するHラジカルがN2O分解に寄与することによる.しかし, 燃焼後半になると, Hラジカルの供給が減少して生成N2O濃度は増加する.排出されるN2O濃度は, 層温度の低下および供給酸素濃度の増加に伴って増加し, 揮発分燃焼場において得られた知見と一致した.また, 固体側の分析結果より, チャーの違いを検討したところ, 燃焼過程におけるチャーの表面あるいは内部構造の差異 (網目構造あるいはバルーン構造) が, チャー中のN分の放出挙動に影響を与えることが明らかとなった.
  • 番條 敏信, 坂本 研一郎, 蔦原 晃一郎, 山口 徹, 結城 昭正, 川原 孝昭
    1994 年 20 巻 4 号 p. 489-496
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    SiH4/O2常圧CVDの成膜機構ならびに副生物である微粒子の運動について検討し, これらを制御することにより, 面内均一性ならびにメンテナンス特性に優れた枚葉型常圧CVD装置を開発した.
    まず, 成膜機構に関しては, ウエハ表面近傍のガス組成と膜堆積量の表面積依存性から, 成膜速度が拡散律速状態にあることが確認された.これより, 反応チャンバ内の半径方向ガス流による圧力分布とガスヘッド吹き出し孔の圧損を最適化することにより, 原料ガス吹き出し速度を均一化し, 8インチウエハ面内での膜成長速度の均一性±3%が達成された.
    さらに, 成膜中の反応チャンバの観察から, ウエハ表面近傍に安定した反応層が形成され, 微粒子が生成されていることが確認された.微粒子が, 加熱されたウエハには付着せず常温の壁面に多量に付着することから, 微粒子の運動が熱泳動の影響を強く受けることが明らかになり, 排気路を加熱することにより, 微粒子の反応室内壁への付着を抑制し, 必要なメンテナンス頻度を低減出来ることが明らかになった.
  • 宮原 敏郎, 廣川 光昭, 上田 幹夫, 吉田 寛
    1994 年 20 巻 4 号 p. 497-503
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    気泡塔を用いて, 温度とpHが調整された水中にオゾンを含む空気を送入することにより, 水中へのオゾンの吸収特性を実験的に検討した.水中のオゾン濃度はオゾン送入後しばらくして定常値に達した.この定常濃度は送入ガス速度には依存せず, pH, 送入ガスのオゾン濃度および温度の関数となり, pHが小さいと大きく, 温度が低く, 送入ガスのオゾン濃度が大きいと高い値を示した.水中に溶解したオゾンは自己分解するが, その自己分解反応次数はおよそ1.5であった.自己分解速度定数の実験式および秋田らにより報告されている液側物質移動容量係数を用い, ヘンリ一定数を推算する案験式を得た.これらの結果を用い, オゾンの水中への吸収に関する物質収支式をRunge-Kutta-Gill法で解き, オゾンの水中での濃度の時間的変化が推測できることが判明した.
  • 曽 維平, 松田 仁樹, 架谷 昌信
    1994 年 20 巻 4 号 p. 504-512
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    本研究では, SO2/SO3系ケミカルヒートパイプの熱需要端における発熱反応を伴う熱交換挙動を, 試作した熱交換型管壁反応器を用いて調べた.本実験条件下では, SO2はほぼ反応平衡率に至るまで反応し, 生成反応熱によって熱交換媒体である空気を十分に加熱することができた.反応ならびに熱交換特性に及ぼす反応混合ガス組成, 反応混合ガスならびに熱交換媒体の質量流量の影響を明らかにし, 本反応・伝熱挙動を表す理論解析モデルを用いて, 得られた理論解析結果と実験結果との比較を行った.
    その結果, 本実験で得られた熱交換特性は, 理論計算によって傾向的によく説明することができた.また, 断熱系の場合, SO2の質量流量が増加または熱交換媒体の質量流量が減少するに従い, 熱交換媒体の温度上昇度は高くなるが, 逆に熱交換率は低くなることが認められた.
  • 倉前 正志, 鈴木 睦
    1994 年 20 巻 4 号 p. 513-520
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    二成分ヒートパイプ内において濃度差によって生じるマランゴニ効果を作動液の帰還に利用することにより, 無重力場でもウイックなしで作動するこれまでにない全く新しい型のヒートパイプの可能性について検討した.実験ではエタノール水溶液を作動液としたガラス製のヒートパイプを用い, 大型自由落下塔により微小重力場におけるヒートパイプ内作動液の挙動を観察した.その結果, 水に対して少量のエタノール成分を含んだヒートパイプにおいては, 凝縮した液体をマランゴニ効果によって蒸発部に引き戻すことが可能であることが示された.さらに, ヒートパイプ内の液流れに関する簡単なモデルに基づいてこのようなマランゴニ効果を利用したヒートパイプが成立するための条件を提示し, 微小重力実験によって得られた結果と比較して考察を行なった.
  • 小泉 文弘, 豊田 重治, 欅田 榮一, 西谷 紘一
    1994 年 20 巻 4 号 p. 521-528
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    粒子の形状が凸図形の場合に, 重なり合った粒子像から個々の粒子を認識する手法を開発した.輪郭線を極大円弧に分解した後, 選んだ2つの弧上に適当な間隔で節点を選び, さらに2つの補助点を付け加えてそれらの点を通る滑らかな曲線を, その曲率の二乗積分が最小となるようにスプライン補間する.この手法は, 粒子の形状が球形から大きくずれた場合のみならず, 粒子を表す輪郭線が必ずしも閉曲線として求まっていない場合にも粒子像を復元できる利点がある.
  • 出口 清一, 松田 仁樹, 架谷 昌信, 小林 敬幸
    1994 年 20 巻 4 号 p. 529-534
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    本報では, 噴霧熱分解法 (SPM : Spray Pyrolysis Method) により Metal-MetalOxide半導体微粒子を製造することを目的として, 各種金属塩混合水溶液から, 不活性 (窒素) ならびに還元 (窒素/水素) 雰囲気における多成分系複合微粒子製造を行った.製造した微粒子の幾何学特性ならびに組成を, 走査型電子顕微鏡 (SEM), X線回折 (XRD) ならびにエネルギー分散型元素分析 (EDS) により調べ, SPMの反応部雰囲気がそれら微粒子特性に及ぼす影響を実験的に検討した.その結果, 本実験条件においては, 反応部雰囲気が生成微粒子の粒度分布ならびに形状に及ぼす影響はほとんど無く, 組成のみ影響を及ぼすことが確認できた.また, 反応部雰囲気の制御されたSPMをMetal-Metal Oxide半導体微粒子製造方法へ応用することが可能であることが確認できた.
  • 宮武 修, 大森 広美, 栗城 雄治
    1994 年 20 巻 4 号 p. 535-541
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    一様温度を有する三角形配列および正方形配列密充填円柱群の間隙を通過する軸方向流内の層流共存対流熱伝達に関し, 浮力の方向が平均流の方向と並行する場合について実験的研究を行った.実験においては, 作動流体として水, 80wt%エチレングリコールおよび純エチレングリコールを用い, これらを両配列円柱群が互いに接触した状態で形成される断面を有する冷却ダクト内を下方に流し, さらに実質的に一様円柱壁面温度の境界条件を達成させた.実験結果を既報の物性定数一定の仮定に基づく数値解析結果と比較検討することにより, 両配列密充填円柱群に対して対数平均ヌセルト数を予測する半経験式および遷移レイノルズ数の経験式を導出した.
  • 遠藤 禎行, 向阪 保雄, 鬼東 秀則
    1994 年 20 巻 4 号 p. 542-548
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    工業的に用いられる粒子の多くは粒子間接触部に液架橋が形成され, またその架橋液中には塩類などの溶解性不純物が含まれていることが多い.そのような粒子の雰囲気の湿度が低下すると架橋液中の水は蒸発し, さらにある湿度以下になると塩類が結晶として析出して粒子間に固体架橋が形成される.
    本研究ではNaCl, KCl, KNO3およびNa2SO4の水溶液によって2つのガラス球間に液架橋を形成させ, それを種々の湿度中においたときの固体架橋の引張り力を測定した.その結果、次のことが明らかとなった. (1) 粒子間の間隙を埋めるように均質に固体架橋が形成される場合, 固体架橋付着力は結晶析出前の液架橋付着力よりも1~2桁大きい, (2) 平均的な固体架橋付着力は結晶体積と粒子半径の積の1/2乗にほぼ比例する, (3) NaClおよびKClの塩は完全に再結晶する湿度以上では微量の水分を含むために, 雰囲気の湿度に応じて付着力が変化する (準固体的に).
  • 南原 興二, 中西 英二
    1994 年 20 巻 4 号 p. 549-555
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    化学プロセスの中には, 酸およびアルカリの添加によるpH調節のように, 促進・抑制の効果をもった2つの操作量によって操作されるものがある.線型計画法のような最適化手法によれば, このような2操作量系の制御問題は, 一般的に解決されるかもしれない.しかし, 計算に要する大きな時間を考慮すると, この方法をリアルタイムな制御に使用することは現実的ではない.対象システムの数学モデル上で, 一方の負操作が互いに他方の正操作で常に置き換えられるという意味で, 2つの操作量の間にパリティの関係があるならば, 制御系は, 分離して設計され並行に分散配置される2つのフィードバック制御器の協調によって実現される.この制御系設計手法は, オンラインモデル同定器を付加することにより, 容易に適応制御系に拡張することが可能である.このようにして構成された適応制御をpH調節実験装置に適用し, その有効性を検討した.
  • 神谷 秀博, 神保 元二, 内藤 牧男, 椿 淳一郎
    1994 年 20 巻 4 号 p. 556-563
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    微粉体層のクリープ引っ張り破断過程を解析するため, 破断に至るまでの粉体層の引っ張り破断応力と変位量の変化を測定した.クリープ引っ張り破断に至るまでの変位量増加過程は三つの区間に区分された.最初の区間Iでは, 変位量の増加速度は減少し, 区間IIでは一定となり, 区間IIIでは急激に増加し破断した.区間IIの変位量の増加速度からクリープ破断寿命を推定する実験式が導かれ, この式を用いることで, クリープ引っ張り破断過程で負荷応力を増加させて破断強度を求めても, クリープ破断寿命が推定できた.粉体層の引っ張り破断強度は区間Iではほとんど変化しなかったが, 区間II, IIIでは顕著な強度低下が観察された.強度変化が認められなかった区間Iの変位量増加過程はVoigtモデルにより近似できた.強度低下に比例してVoigtモデルの粘弾性係数が低下すると仮定すると区間II, IIIでの複雑なクリープ破断までの変位量増加過程が表現できた.粉体層の強度と変形抵抗には定量的な比例関係があることが認められた.
  • 大佐々 邦久, 井手元 浩, 藤井 由起夫
    1994 年 20 巻 4 号 p. 564-567
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    A novel electroflotation method using rotary, annular-type sacrificial electrodes was developed to study the efficiency of O/W emulsion removal. It was found that the oil removal efficiency increased with increasing electric current density and the average residence time of the liquid. The efficiency reached a constant value at a high rotational speed of the inner cylinder. This was because loose flocs were broken up in the range of high rotational speed by turbulence in the intercylinder gap. Modeling of the separation process was based on the assumption that the removal of oil was due to the flocculation-breakup process between oil droplets and microbubbles.
  • 小川 浩平, 吉川 史郎, 小川 博久
    1994 年 20 巻 4 号 p. 567-570
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The relation between the friction factor and the Reynolds number of pulp-suspension flow in a circular pipe was investigated by using the similarity law of energy dissipation. The relation obtained between modified friction factor and modified Reynolds number is the same relation as that of a Newtonian fluid. Making use of this relation it is possible to calculate the pressure drops of pulp-suspension if apparent viscosity, supplementary coefficient, fiber concentration and pipe inner diameter are known.
  • 外部水相, 油相, 内部水相中のクロム濃度の経時変化
    叶 偉清, 小幡 英二, 安藤 公二
    1994 年 20 巻 4 号 p. 570-574
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    This study dealt with the extraction of chromium in an acetic acid solution with liquid surfactant membranes in which the carrier was a small quantity of tri-n-octylamine, TOA, and three surfactants, Span80, Polyamine-E and Polyamine-L, were used. The chromium concentrations in the external, organic and internal phases, and the swelling of the W/O emulson, were measured. Further, the chromium molar ratios changes with time in the external, organic and internal phases were calculated.
  • 関野 政昭
    1994 年 20 巻 4 号 p. 574-579
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The analytical model for a hollow-fiber reverse osmosis module reported previously was applied to commercial seawater desalination plants, to be verified by measured plant performance data.
    Membrane permeability constants were obtained from seawater desalination labo-tests with several hundred hollow fiber membranes. The permeability constants of Toyobo's hollow fiber membrane for seawater were nearly equal to those of sodium chloride solution.
    The osmotic pressures of seawater were estimated by a modified Miyake equation. Calculated results by the analytical model with the above parameters showed to be in good agreement with seawater desalination plant performance data.
  • 船造 俊孝, 望月 巧, 荒川 毎雄, 若尾 法昭
    1994 年 20 巻 4 号 p. 579-582
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Polyvinyl chloride (PVC) pellets were subjected to dechlorination in a batch reactor with, separately, water and aqueous solutions respectively of tetrahydrofuran, cyclohexanone and methanol. In the temperature range of 230-280°C, dechlorination rate constants were obtained under the assumption of first-order kinetics with respect to the chlorine content in the solid sample. The rate constant for dechlorination with water (1ml) + THE (1ml) was found to be nearly three times that with water, although they have almost the same activation energy, 205kJ/mol.
  • 藤吉 一誠
    1994 年 20 巻 4 号 p. 582-585
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Experiments in adsorption of nickel-ethylenediamine complex ions on granular porous glass showed that bis-complex ion was adsorbed selectively and that two silanol groups were exchanged by one nickel ion. At molarity ratios of ethylenediammine to nickel higher than two, the distribution constant was 0.0113m3/kg. Below a molarity ratio of two, the adsorption characteristic followed the law of mass action, and the apparent adsorption equilibrium constant was 9.13× 10-17kg0.5·m3/mol0.5.
  • 鈴木 睦
    1994 年 20 巻 4 号 p. 586-589
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The shape of the liquid bridge between two spheres was approximated by a circular meridian curve. Errors in capillary pressure and volume of the liquid bridge were found to be under a few percent.
  • 渡部 義人, 梁取 美智雄
    1994 年 20 巻 4 号 p. 589-593
    発行日: 1994/07/15
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    We designed and tested a fundamental adsorption refrigeration apparatus in which the adsorbent is silica gel and the refrigerant is water or ethanol for the purpose of producing cold energy at less than 0 °C.
    We found that (1) there is silica gel that reduces the temperature in the evaporator to-25 °C in the case of ethanol and to 0 °C with water, and (2) the minimum evaporator temperature depends on the initial adsorbent-refrigerant mass ratio.
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