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花熊 克友
1997 年 23 巻 4 号 p.
461-469
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
本論文では, 実用化を進めてきたプロセス異常信号検出のための複合形異常検知システムの設計法と実プロセスでの検証例を述べる.本システムは, オンライン信号処理が容易な適応ディジタルフィルタ, ウェーブレット解析, アトラクタ解析, 逐次最尤推定法とベーズの統計量推論, 自己回帰モデル推定残差列の白色性解析・仮説検定から構成され, プロセス異常信号の検知を行う.さらに, 本システムの実用開発を通じての課題を述べる.
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長迫 透, 山口 博光, 松本 芳弘, 沖田 豪
1997 年 23 巻 4 号 p.
470-476
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
ポリマー製造プラントには, 連続重合反応器とバッチ重合反応器があるが, 特にバッチ反応器は非線形性が強く安全性を考慮することが重要である.反応器内部では原料と添加物を混合し反応仕様に応じて運転しているが, 望ましい品質のポリマーを得るためには反応状態の監視が不可欠であり, 特に暴走反応を避けなければならない.
バッチプロセスでは複数の反応器に対して各工程の中で多くの監視すべき項目がある.このため, 運転員の誤操作や異常の監視, 運転状態の監視などを支援することを通じて運転員の負荷を軽減できるシステムが必要である.
反応器内部状態の情報を示すことが可能な物理的な反応器モデルを運転員の経験的なデータから構成される知識ベースに基づいたエキスパートシステムと融合することにより, 高精度で広範囲に亘る運転支援システムを開発した.
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佐治 明, 高村 幸宏, 野田 英智, 渡辺 藤雄, 松田 仁樹, 架谷 昌信
1997 年 23 巻 4 号 p.
477-481
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
本研究では, 燃焼排ガスからのCO
2分離回収のための圧力スイング吸着法 (PSA) と深冷分離法を組合わせたシステムに適用するゼオライト3Aを使用した除湿用PSAについて検討した.K
+イオンで置換したゼオライトを除湿材とした除湿用PSAは, 活性アルミナを用いた除湿用PSAと比較し, 排ガスの除湿性能が高く, また, 除湿用PSAを排ガスが通過する際のCO
2損失量も少ないことが明らかになった.また, 除湿用PSAの操作として, CO
2-PSAのオフガスを所定の圧力にてパージし, 除湿用PSAの再生を行うことにより, より低動力で除湿用PSAの操作ができる可能性を見出した.
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佐治 明, 野田 英智, 高村 幸宏, 渡辺 藤雄, 松田 仁樹, 架谷 昌信
1997 年 23 巻 4 号 p.
482-490
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
大気中の二酸化炭素濃度の上昇に伴う地球温暖化対策を目的としてCO
2をクラスレート形態で海洋に貯留するシステムが提案されている.海洋中をより速く沈降するクラスレートを生成し, 海域に与える環境影響を抑制するプロセスとして, クラスレート生成部と圧密部で構成されるものを発案し, 上述のシステムへの適用を実験的に検討した。反応槽で生成されたクラスレート粉体は圧密槽内で圧縮されることで, 成形されることが確かめられた.また, この成形体が人工海水中を安定して沈降することが確認でき, 海洋貯留法には生成一圧密プロセスが有効な方法の一つであることが明らかとなった.さらに, CO
2クラスレートの圧密過程の解析から, 圧密は, 低圧での圧縮によるクラスレート凝集粒子群間の空隙が減少する過程と高圧での凝集粒子が崩壊する過程の2段階で進行することが明らかとされた。その2段の境界となる圧力は約2.3MPaであった.また, そのクラスレート成形体の溶解速度はCO
2が溶解していない人工海水中で測定され, その速度は最大で約1.9m/sであった.
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吉田 雅俊, 渡辺 秀行, 松本 繁
1997 年 23 巻 4 号 p.
491-497
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
二次元空間を持つ放物形分布定数系に対する制御系設計法を開発した.2次元の熱伝導モデルを有限積分変換を適用することで非干渉化された状態空間モデルへと変換し, その状態空間モデルを用いて状態フィードバック制御システムを構成する.本設計法を熱伝導プロセスの温度分布制御に応用した結果, 少ない数のセンサー情報から全体の温度分布を推定でき, 制御性能も満足のいくものであることが確認できた.また, モデル誤差が存在する場合についても制御性能は良好であった.
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今村 易弘, 小林 左東司, 稲積 彦二
1997 年 23 巻 4 号 p.
498-504
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
水噴射竪型エジェクターにおける気液の流動特性と炭酸ガスの吸収に関する物質移動特性を実験的に検討した.
本実験条件下において, スロートとディフユーザでの流動様式は概ね気泡流であった.垂直液ジェット流の気体吸引速度は液流量の増加とともに増大した.また, その気体吸引速度を液流量, ノズルの幾何学的構造因子およびフルード数の関数として示した.本実験で得られた実験式は気体吸引速度を±15%の精度で予測することが出来る.
装置内の流れ方向の静圧分布を検討した結果, その静圧分布は気体吸引を伴う場合と伴わない場合とでは異なることが分かった.
単孔ノズルに関し, 流れ方向の液相側物質移動容量係数,
kxa, の分布を検討した結果,
kxaは極大値を示し, 気体および液体のモル流量の増加とともに増大することが分かった.
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阿尻 雅文, 佐藤 修, 町田 勝彦, 斎藤 功夫, 新井 邦夫
1997 年 23 巻 4 号 p.
505-511
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
本研究では, PETのケミカルリサイクルの可能性を明らかにすることを目的とし, 超臨界水中におけるPETの分解反応の特性を検討した.
PETは超臨界水条件下 (温度673K, 圧力40MPa) では5分間で完全に加水分解し, 反応時間12.5分では純度97%のテレフタル酸が収率91%で回収できた.反応温度は, PETの分解速度, テレフタル酸の回収率に大きな影響を与え, 573K (40MPa) とすると, 90%以上のテレフタル酸回収に90分を要した.
超臨界水中での実験で, 圧力が反応に与える影響を検討したところ, 高圧条件に保つことで, 熱分解の進行による変性残渣や二酸化炭素の生成, すなわちテレフタル酸からの脱炭酸が抑制されることが明らかになった.
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岩崎 訓, 奥迫 芳明, 宮原 稔, 岡崎 守男
1997 年 23 巻 4 号 p.
512-518
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
活性炭電気二重層キャパシタの充放電過程を解析するための基礎として, 速度過程の影響を含まない真の単極容量を測定し, 電解質イオンの蓄電状態を推定した.電極材料を変えても比表面積の相違ほどには静電容量の顕著な変化はなく, 多孔質炭素電極を用いたキャパシタでは, 電極の全表面が電気二重層の形成に必ずしも有効ではないとみられる.種々の電解液を用いたところ, いずれの正塩水溶液でも同程度の静電容量を示したのに対し, 酸水溶液の場合はその2～3倍の値となったが, 電解液濃度を低くすると正塩水溶液と酸水溶液の静電容量の差はほとんどなくなった.水和イオン半径から判断すると, イオンは水和水を伴った状態で蓄電されると考えられるが, 酸水溶液の濃度がある程度高い場合には, プロトントランスファーに起因する陽電荷の電極表面への接近や水和構造の破壊が起こるとみられる.
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岩崎 訓, 神田 英輝, 宮原 稔, 岡崎 守男
1997 年 23 巻 4 号 p.
519-525
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
活性炭電気二重層キャパシタのモデルセルに参照電極を組み込んだ3極方式により, 単極充放電過程を測定した.さらに, 過渡応答電流の経時変化を一次元泳動モデルで近似して有効電導度を決定し, バルク中の電導度との比較から電解質イオンの移動機構を考察した.
イオン種の過渡応答に及ぼす影響はバルク中の電導度から期待されるほど大きくなかった.また, 活性炭電極の細孔径が大きいほど過渡応答電流の時定数が短く, 急速充放電に適するとみられるが, 炭素起源の影響から電極の化学的表面状態との関連も考えられる.しかし, 電解液濃度が低くなると電極材料による過渡応答の差は小さくなった.すべての実験結果について有効電導度とバルク中の電導度との相関を調べたところ, 有効電導度はバルク中の電導度を反映したものとならず, イオンの移動が単純な電気泳動以外に表面拡散に類似した移動機構に基づく可能性が示唆された.
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鎌田 長幸
1997 年 23 巻 4 号 p.
526-531
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
従来の衝突噴流への沸騰熱伝達に関する研究は主に直径が20mm前後のごく小さな高温物体に噴流を衝突させ, 衝突点近傍での熱伝達率を扱ったものがほとんどである.本研究は直径80mmの上向き伝熱面を有する熱容量の大きい銅製の伝熱ブロックに直径2.2mmの飽和温度の円形水噴流を0.6～2.1m/sの速度で衝突させ, 衝突噴流への沸騰熱伝達特性を実験的に解明したものである.これより, 伝熱面上での気液の流動様相は伝熱面の温度が高くなるにつれて, 強制対流, 核沸騰および飛散液滴の様相へと大きく変化し, それに伴ない伝熱ブロックの表面熱流束分布や表面および内部の温度分布も大きく変化するなどの結果が得られた.
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加藤 格, 佐々木 毅, 加藤 覚, 長浜 邦雄
1997 年 23 巻 4 号 p.
532-540
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
低濃度NOの除去に有効な固定層吸着法によるNO
x除去プロセスを開発するために, 水素化ゼオライトへのNO
2の前吸着がNOの吸着量増加に及ぼす影響について検討した.
ヘリウムあるいは窒素を希釈ガスとしてNO
x (NOとNO
2) 濃度を0から1000ppmの間に調整した後に水素化ゼオライトを充填したカラムに流通させて流出してくるNO
xを化学発光法で定量分析した.その結果, ゼオライトにNO
2を前吸着させた後にNOを流通させると, NOを単独に吸着させる場合に比べてNO吸着量が30から40倍増加し, そのNO吸着量は前吸着させるNO
2濃度, 後から流通させるNO濃度およびカラム温度に依存することが判った.300ppm以下の濃度でNO
2を前吸着させた後に1000ppm以下のNOガスを通じると100%のNOが捕捉できた.希釈ガスに窒素を使用した場合とヘリウムを使用した場合では同程度のNO除去効果があった.これらの結果に基づいてNOの吸着除去プロセスを提案した.
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吉田 雅俊, 浜田 貴裕, 法邑 雄司, 小尾 秀志, 松本 繁
1997 年 23 巻 4 号 p.
541-547
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
本報では, 非親水性粒子層の乾燥過程における含水率分布のオンライン推定を行なう方法を提案している.乾燥プロセスにおける材料内の水分の移動過程は, 非線形の拡散方程式で記述できる場合が多い.非線形の拡散方程式をKirchhoff変換を用いることで擬似線形化し, さらに有限積分変換を用いて集中定数系へと近似することで, 状態空間モデルを導出する.この状態空間モデルに, カルマンフィルタを適用して, 未知の含水率分布の推定を行なう.本推定法により, 表面含水率, 平均含水率の測定データから, 含水率分布を精度良く推定できることが実験的に確認できた.
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菊池 和世, 内田 美穂, 吉岡 敏明, 奥脇 昭嗣
1997 年 23 巻 4 号 p.
548-554
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
NaNO
3含有排水の処理を目的として, 湿式ボールミル中で鉛粒子によるNaNO
3の還元を検討した. 本法では, 回転する鉛粒子同士の接触により, 表面に生成する酸化被膜を連続的に除去してNO
3-を還元できる特徴がある.
5～80℃, NaNO
3初濃度0.05～0.1M, 回転速度 ω80～180rpmにおいて, NO
3-は速やかにNO
2-に還元され, その後に徐々にN
2又はNH
3へ還元された. 10hでNO
3-は32～100%NO
2-に還元されたが, NO
2-還元速度は小さくN
2又はNH
3生成率は最大で6%及び10%であった.そのときの沈殿物はPbOであり, 金属鉛は含まれなかった.
温度が高いとNO
3-還元速度は増加した. 40℃以上ではNO
3『濃度は0次的に減少し, 対照的にNO
2-濃度が増加した. 還元速度がω
1/2に比例したことから, 回転による鉛粒子上の被膜剥離が律速していると考えられる. 25℃以下ではNO
3-還元速度は小さく, 未反応の鉛表面が残るため, 時間と共にNO
3-濃度が低下すると小さくなった.
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近藤 和生, 松本 道明, 大久保 都世
1997 年 23 巻 4 号 p.
555-560
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
金属の協同抽出においては, 用いる協同抽出試薬の有機相-水相間の分配機構が重要な役割を果たしている.しかしながら, 分配平衡の測定は多く行われているが相間移動速度についての研究は少ない.本研究では, 平面接触型撹拌槽を用いてトルエンと硫酸水溶液間の5-クロロ-8-ヒドロキシキノリンの相間移動速度の測定を行った. 移動速度は低pH領域においてpHに-1次, また5-クロロ-8-ヒドロキシキノリン濃度に1次の依存性を示した.実験結果を有機相-水相間の界面での分配平衡を考慮することにより解析し, 水相側および有機相側の物質移動係数を求めた.得られた各物質移動係数を用いた移動速度の計算結果は実験結果と良く一致した.また, 高pH領域において実験結果が計算結果から外れる傾向を示したが, この傾向は5-クロロ-8-ヒドロキシキノリンの硫酸水溶液への溶解度に及ぼすpHの影響を明らかにすることにより説明できた.
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松坂 修二, 神村 正憲, 増田 弘昭
1997 年 23 巻 4 号 p.
561-568
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
気流による粒子再飛散および遠心分離法をもとに分離機構の解析を行った.実験では, 個数基準中位径が21.8～100.6μmの6種類のガラスビーズを用い, 粒子を分離するのに必要な流体抵抗および遠心力を求めた.また, 粒子-壁間の接触部に Hertz の弾性変形を仮定して, 付着力, 重力, 分離力のモーメントバランスモデルを立て, 実験手法に応じて定式化した.実験で得られた分離力から付着力を求めた結果, 実験手法によらずほぼ一致し, モーメントバランスによる解析が妥当であることがわかった.さらに, 分離実験で得られた付着力を各種付着力の理論値と比較した結果, ファン・デル・ワールス力とほぼ一致することがわかった.
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碇 醇, 幡手 泰雄, 愛甲 涼子
1997 年 23 巻 4 号 p.
569-573
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
オスマーの装置を使って, 微量のクロトンアルデヒドを含む1-ブタノール+エタノールおよびイソアミルアルコール+エタノール系の気液平衡を, 常圧で測定した.微量成分 (クロトンアルデヒド) の平衡比曲線は特有の形をしていることが示された.
ガラス製のオルダーショー型カラムを用いて, 0.1wt%のクロトンアルデヒドを含む, エタノール, 1-ブタノール, 1-ブタノール+エタノール, イソアミルアルコール+エタノール系の回分精留実験を行った.
蒸留後期になると, 留出液中の微量成分濃度の低下は, 緩やかになる.微量成分の蒸留曲線は, 大量成分の留出液の変わり目でピークを示すことが分かった.
1-ブタノールおよびイソアミルアルコール溶液の回分精留の缶残液から, 最後の留出液よりも遙かに高濃度のクロトンアルデヒドが検出された.
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高見 均, 木下 武彦, 板谷 義紀, 架谷 昌信
1997 年 23 巻 4 号 p.
574-577
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
The size and velocity of atomized droplets are simultaneously measured by dual-beam light-scatter interferometry. The relationship of scattered beam intensity against a broad range of particle size parameters (10
110
3) is theoretically analyzed, and the effect of the aperture of collimating lens is numerically studied to clarify the range to show the linear relation. It is implied that this measurement is available for particles of diameter 10200 μm when the numerical aperture of focusing lens is 5.2×10
-2 in the optical system. This method is applied to the cold model of the atomized droplets. The behavior of the velocity and the droplet particle size measured by using the open optical system which has a comparatively long focus length corresponded to the conventional one.
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伊地知 和也, 上村 芳三, 吉澤 秀和, 幡手 泰雄, 原口 俊秀, 井手 俊輔, 畑中 千秋, 山田 憲二, 河野 恵宣
1997 年 23 巻 4 号 p.
578-582
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
A rotary kiln type reactor is developed to control the triboelectric charge of crosslinked polystyrene microspheres by low temperature plasma treatment. Four kinds of plasma gass (Ar, O
2, CO
2 and NH
3) were used as plasma gases. From surface analysis and measurements of the triboelectric charge of plasma-treated microspheres, the following results are obtained.
(1) Plasma treatment with various gases makes it possible to incorporate various functional group such as amino, carbonyl and peroxy groups on the surface of the microspheres.
(2) Sign and triboelectric charge of the polymer microspheres are able to be charged by changing charge gas and treatment time, respectively.
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張 貴林, 半澤 保, 酒井 昇
1997 年 23 巻 4 号 p.
583-586
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
The effective thermal conductivities of porous materials are calculated with a finite element method by the fundamental equation of heat conduction in porous materials in the case of void fraction, pore shapes and thermal conductivity ratio of two phases.
Effective thermal conductivities in the porous materials with spherical pores are larger than those with cylindrical and parallelepipedic pores, and agree closely with the Maxwell-Eucken equation. Since effective thermal conductivities in the case of cylindrical and parallelepipedic pores are almost the same, a correlative equation is obtained by using the numerical results for these pore shapes.
To check these calculated results, the temperature distributions and effective thermal conductivities were measured experimentally under the same operating conditions as those of the theoretical analysis.
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宮川 洋光, 白石 文秀
1997 年 23 巻 4 号 p.
587-590
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
The effect of electrostatic field on apparent kinetic parameters in a packed-bed immobilized enzyme reactor was investigated using a mathematical model. The relationship between the dimensionless concentration of substrate consumed in the reactor and the logarithm of the unconverted fraction of substrate at the reactor outlet was nonlinear and changed remarkably according to the magnitude of electrostatic potential and the sign of charges that carry the support and substrate. For the opposite sign of these charges, the apparent Michaelis constant was less than its intrinsic value in the region of high substrate concentration, which reflects a promoting effect on the enzyme reaction by the electrostatic attraction.
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秋山 友宏, 八木 順一郎, 渡辺 泰志, 三浦 修市
1997 年 23 巻 4 号 p.
591-593
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
Encapsulation of a phase-change material (PCM) based on electroplating method is investigated experimentally. The encapsulated PCM has a two-layer structure, which is coated thinly by metallic nickel and rhodium. The PCM obtained has enough strength against melting-solidification cycles when the thickness of nickel is more than 50 microns. The present method offers many benefits for the practical use of PCM, such as uniform film thickness, easy and quick coating and non-sintering among capsules.
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大佐々 邦久, 宮崎 哲也, 酒井 和弘
1997 年 23 巻 4 号 p.
594-596
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
A separation test of an O/W emulsion was conducted by using a rectangular cell fitted with packed bed type sacrificial electrodes. The continuous separation process was represented by a first-order kinetic rate equation and a two tanks-in-series mixing model as previously reported (Osasa
et al., 1996). Three types of electrodes were examined to increase the dissolution rate of aluminum pellets. The most efficient type of electrodes used was one in which aluminum pellets were placed on both an anode and a cathode and the polarity was switched at regular time intervals.
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許 丹東, 〓 新会, 山本 進二郎, 丹治 保典, 海野 肇
1997 年 23 巻 4 号 p.
597-600
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
Desulfurization from pyrite by Thiobacillus ferrooxidans in a packed-bed medium -recirculatingbioreactor is examined. The concentrations of SO
42- and Fe
3+ elutedfrom the pyrite in the bioreactor increased with time, however, those became constant after a certain culture time. The higher concentrations of eluted products appearts inhibit is desulfurization by the bacteria. Inhibition of Fe
3+ to the desulfurization process is higher than that of SO
2-4. Periodical exchange production in the medium with fresh medium in the bioreactor eliminates inhibition, which results in restart of the desulfurization process.
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近藤 和生, 原田 公朝, 柴田 雅美, 前田 良輔
1997 年 23 巻 4 号 p.
601-603
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
To prepare a purified chitinase from higher plants, firstly, crude enzymes were extracted from six higher plants, namely, radish seeds, sunflower seeds, watermelon seeds, bamboo leaves, orange skin, and persimmon skin. Using these crude enzymes, pH dependencies of hydrolysis reaction of colloidal chitin are investigated. For radish seeds and bamboo leaves, which have relatively high activities, the kinetics of enzymatic reaction are studied. It is clear that these reactions obey Michaelis-Menten kinetics.
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辻 俊郎, 廣瀬 正和, 柴田 俊春, 上牧 修, 伊藤 博徳
1997 年 23 巻 4 号 p.
604-606
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
To determine whether the particle flow from annulus to spout in a spouted bed occurs only at the bottom or in the entire bed, the particle flow rates in the annulus of a spouted bed with a flat base were measured using an optical fiber probe. As a result, it is shown that the particle flow rate from annulus to spout at the bottom of the flat base bed is larger than that of the conical base bed, and the flow in the upper region also exists and can not be ignored when the gas velocity is increased.
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岡崎 信也, 安部 幸次郎, 後藤 雅宏, 中塩 文行
1997 年 23 巻 4 号 p.
607-609
発行日: 1997/07/10
公開日: 2009/11/12
ジャーナル
フリー
A novel preparation method for surfactant-enzyme complexes applicable in organic media is developed utilizing a water-in-oil (W/O) emulsion. This preparation method entails simple stages while it offers the advantages of enhanced enzymatic activity in the reacting media and eliminates enzyme loss. Using the surfactant-chymotrypsin complex, peptide synthesis with amino acid derivatives was conducted in tetrahydrofuran. The surfactant-chymotrypsin complex indicates higher activity than native chymotrypsin. This modified method will facilitate the usage of enzymes in organic media as new biocatalysts.
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