著者

山﨑 博人 辻村 春菜 村上 定瞭 品川 恵美子 杉村 佳昭 福永 公寿

出版者

公益社団法人 化学工学会

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.35, no.1, pp.20-26, 2009-01-20 (Released:2009-01-29)

参考文献数

12

被引用文献数

2 2

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5300 mg/Lの超高濃度のアンモニウム塩濃度に耐性をもつ硝化菌体は,活性汚泥(AS)あるいは消臭微生物製剤(EM)を,球状高分子化含水ゲル(KU, AL, AL[C], AL[F]),キューブ状高分子化含水ゲル(ALCu, ALCu[C]),ペレット状ポリプロピレンBCP[C],あるいはシリンジ状ポリプロピレン(ALT, ALT[C])の種々の担体に物理吸着して固定化した後,馴化培養して得た.AL[C], BCP[C], ALCu[C],およびALT[C]は活性炭を,そしてAL[F]はフライアッシュを担体の一成分としてそれぞれ含んでいる.ポリビニルアルコー(PVA)の高分子架橋時のゲル化を介した包括固定化菌体もまた調製され,同時に活性炭,フライアッシュあるいは活性アルミナを含む担体としてPVA[C], PVA[F],あるいはPVA[Al]がそれぞれ得られた.馴化後の硝化菌体とストリッピングを併用し,モデル排水からの窒素除去を試みた.PVAヒドロゲル中にEM菌体を包括した固定化菌体は,NO3−を生成した.一方,AS菌体を包括固定化した場合と,AS菌体あるいはEM菌体を物理吸着した固定化菌体はNO2−を効率良く生成した.高濃度アンモニア領域において,NO3−を生成するタイプのEM/PVA[C](菌体/担体)とNO2−を生成するタイプのAS/ALT[C]の固定化菌体は硝化とストリッピングにより,30日間で57%のアンモニウムイオンを除去した.NO2−あるいはNO3−を生成するタイプのAS/ALT[C]とEM/PVA[Al]の2種の固定化菌体を用い,完全硝化を検討した.それぞれ35日後と50日後に高濃度NH4+をほぼ硝化した.

著者

梶内 俊夫 白神 直弘 畑山 実

出版者

The Society of Chemical Engineers, Japan

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.11, no.4, pp.450-455, 1985

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層流領域においてビンガム流体のテーパー管拡大流れと縮小流れによる圧力差を実験的に検討した.<BR>テーパー部に積分形エネルギー収支式を適用してビンガム流体のテーパー管による圧力差の推算式を得た.運動エネルギーに対する補正係数と広義レイノルズ数を導入することによって, 無次元化圧力差はニュートン流体に対する式と相似な形で表すことができた.圧力差を予測する計算手順を示した.<BR>これらの式からの予測値は実験結果と良好に一致した.

著者

北村 吉朗 多田納 寛志 竹原 淳彦 高橋 照男

出版者

The Society of Chemical Engineers, Japan

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.15, no.2, pp.425-427, 1989

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著者らは先に, バイオマスを原料とするエタノールの代替エネルギーとしての利用法として, 未精製アルコール水溶液を燃料中に直接混入させるエマルション燃料を提案した.また有機廃液の焼却処理に関連して, ケロシンを用いたW/Oエマルションが, 水相中にメタノールやエタノールのような1価アルコールが存在すると著しく不安定になることを報告した.さらにこのような不安定化は界面活性剤の吸着の阻害による合一の促進によることを明らかにした.しかしこれまでの研究ではいずれも燃料油としてケロシンのみを用いてきた.そこで本研究では高沸点留分をより多く含む燃料油として軽油ならびにA重油を用いて, W/Oエマルションの安定性に対して水相中のアルコールがどの様な影響を及ぼすかを検討した.なおこれまでの研究から, W/Oエマルションの安定性を評価するにはその破壊時間と界面活性剤の吸着量が代表的な因子と考えられるので, この2点についての実験的検討を行った.

著者

小島 紀徳 長嶺 淳

出版者

The Society of Chemical Engineers, Japan

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.36, no.3, pp.237-242, 2010-07-20

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二酸化炭素問題の対策技術の一つとして,資源量が豊富である岩石の風化反応に注目した.しかしながら,岩石を利用する対策技術では,その風化反応速度は遅く,その反応速度がネックになると予想される.本研究では,基礎的知見を得るために,様々な珪酸塩鉱物について,速度論的検討を行った.<br>実験は,二酸化炭素飽和水を用意し,粉末状の鉱物を加え,恒温槽内(25°C)で撹拌を行いながら,二酸化炭素を流し続けた.そして,一定時間経過後,一定量採取し,手早くろ過し,ろ液からの再沈澱を防ぐために硝酸を加え,液中の主成分元素を定量した.<br>溶解反応は,瞬間的な溶出過程・一次的な濃度増加過程・風化反応の平衡からなることがわかった.さらに,風化反応の律速段階は,鉱物表面上に存在することから,風化反応速度を表面積当りの溶解速度として求めた.速度は2.1×10⁻⁵–7.3×10⁻⁴ mol/(m²· h)の範囲であり,中でもCaを主成分とするCaSiO₃,CaCO₃の溶解速度が速いことがわかった.

著者

岡島 いづみ 山田 和男 菅田 孟 佐古 猛

出版者

The Society of Chemical Engineers, Japan

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.28, no.5, pp.553-558, 2002-09-20

被引用文献数

3 39

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亜臨界から超臨界領域の水を用いてエポキシ樹脂の分解を行った.その結果,350–380℃,25MPaの条件で樹脂は完全に分解し,約90%がフェノールやイソプロピルフェノールなどの単環フェノール類や,比較的分子量の小さな生成物である水+メタノール可溶分として回収された.一方,380℃における熱分解では分子量の大きな残渣やTHF可溶分が生成物の約半分を占めていることから,反応場に水が存在することで樹脂の炭化が抑制され,低分子化が進行することを確認した.また超臨界メタノールを用いた場合には,エポキシ樹脂の分解は起こるものの,同様の条件の超臨界水分解に比べて軽質化はあまり進まなかった.当該技術の応用の一例として,エポキシ樹脂をマトリクス樹脂として使用した炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の分解・炭素繊維の回収を試みたところ,380℃,25MPaの超臨界水を用いると樹脂分は低分子化して炭素繊維からはがれ,付着物のない炭素繊維を回収することができた.

著者

加藤 覚 稲積 彦二 鈴木 孝典 羽田 豊

出版者

公益社団法人 化学工学会

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.6, no.3, pp.255-260, 1980-05-10 (Released:2009-10-21)

参考文献数

8

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濡れ壁塔を用いて, 乱流で流れる気流中への2成分系混合液の蒸発実験を常温, 常圧のもとで行い, 各成分の物質移動速度を測定して, 従来提案されている分子拡散に対する対角化法の拡張適用性を検討した結果, 拡散成分の濃度が希薄な範囲でも適用できない場合があることを示し, また, その適用できる条件範囲を実験的に確かめた.また, 一般化されたFickの拡散方程式を線型化した結果に基づく物質移動速度の近似表示法について考察し.比較的簡便な表示法を提案するとともに, その適用条件の判定方法を実測値に基づいて明らかにした.さらに, 実測値に基づいて, 3成分系気相における2成分の物質移動速度の取り扱いを1拡散成分と非拡散成分とから成る2成分系における一方拡散として扱いうる条件を確かめた.

著者

加藤 覚 稲積 彦二 鈴木 孝典

出版者

公益社団法人 化学工学会

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.8, no.3, pp.246-253, 1982-05-10 (Released:2009-11-12)

参考文献数

12

被引用文献数

1 1

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Stefan-Maxwellの方程式に基づいて3成分系気相における2成分の物質移動速度の表示法と推算法を誘導し, これを実験的に検討した.まず, 境膜モデルに基づいて各拡散成分によって異なる有効拡散距離を定義し, これを実験によって求めて, その妥当性を確かめた.ついで, 境膜モデルに基づく物質移動速度の推算法を誘導し, この方法の妥当性を実測値を用いて確かめた.また, 3成分系における物質移動速度に影響を及ぼす要因について検討し, 3成分系に特有な挙動が顕著に現れる条件範囲においては, 二つの拡散成分の問の拡散の効果が支配的であることを示した.

著者

加藤 覚 稲積 彦二 鈴木 孝典

出版者

公益社団法人 化学工学会

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.6, no.1, pp.15-22, 1980-01-10 (Released:2009-10-21)

参考文献数

14

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濡れ壁塔を用いて, 2成分系混合液の乱流で流れる空気流中への蒸発実験を行い, 次の知見を得た.拡散成分の濃度が希薄な場合には, 一つの拡散成分が拡散流束によって他方の拡散成分の移動速度に及ぼす影響は小さい.しかし, 各拡散成分の移動速度が大きく異なる場合には, 大きな移動速度をもつ成分が対流項(bulk flowを指す)を通じて他方の拡散成分の移動速度に及ぼす影響は著しく大きい.この場合に対して非拡散成分を含む3成分系気相における物質移動速度と2成分系における一方拡散の場合のそれとを関連づける因子を提案し, それらの間の相関関係を明らかにした.さらに, この関係に基づく各拡散成分の物質移動速度の推算値が, 着目成分や各成分の濃度および系によらず実測値とおおむね一致することを示した.

著者

牧野 司 海瀬 卓也 佐々木 健志 大村 直人 片岡 邦夫

出版者

The Society of Chemical Engineers, Japan

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.27, no.5, pp.566-573, 2001-09-20

被引用文献数

6 12

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本研究の目的は,アスペクト比2のテイラー渦流反応装置に層流条件下で存在する孤立混合領域(IMR)を観察することである.IMRは,レイノルズ数が200以下で装置環状部の上下循環流にそれぞれトロイド渦形状で明瞭に観察された.滑らかな表面の回転内円筒では単純なトーラス構造が観察され,表面に突起を設けた内円筒では細いトーラスが中心トーラスをスパイラル状に囲む構造が観察された.また突起の数が異なれば,レイノルズ数が極近い条件でも,細いトーラスの数が異なることを確認した.したがって,IMRの構造は突起付きの内円筒の回転により生じる周期的な摂動に依存すると考えられる.ラグランジェ法を用いた数値計算より得た仮想流体粒子の2次流循環1周期当たりの摂動回数<i>n</i>_eが細いトーラスの数と対応することがわかった.このことから,IMRの幾何学構造はポアンカレ・バーコフの定理の適用により,理解可能であることがわかった.

著者

金森 敏幸 溝口 健作

出版者

The Society of Chemical Engineers, Japan

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.37, no.1, pp.91-95, 2011-03-20

被引用文献数

1

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濃度差と圧力差を駆動力とする液体の膜分離では,膜の透過性に応じて膜近傍に濃度境膜が形成されるが,濃度差を駆動力とする場合(拡散)には液本体に比べて膜面の濃度が減少し,圧力差を駆動力とする場合(対流)には膜面で濃縮が起こる.したがって,拡散と対流が共役する膜透過における膜近傍の濃度境膜形成機構は,極めて複雑である.さらに,膜デバイスで広く用いられている中空糸膜では,濃度と圧力は流れ方向でも変化するため,数学的に厳密な解を求めることは困難である.本研究では,市販の有限要素法アプリケーションを用いて中空糸型血液透析器の溶質除去性能について詳細に検討したところ,濾過による溶質除去促進について既往の実験結果を再現することができた.

著者

山根 小雪 中井 智司 李 炳大 細見 正明 勝 宣賢

出版者

The Society of Chemical Engineers, Japan

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.28, no.5, pp.518-521, 2002-09-20

参考文献数

7

被引用文献数

1 1

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二酸化チタン光触媒を繊維状活性炭に担持させたFAC/TiO₂シート材を用いた脱臭システムの構築を目標とし,メチルメルカプタン(MM)の分解経路及び硫黄収支の解明を試みた.まず脱臭効率について検討し,TiO₂が氏i株)O線分解よりも優れた脱臭効果を示すこと,FAc/TiO₂シートはTiO₂単独よりも優れた脱臭効果を示すことを確認した.次にFAC/TiO₂シートによるMM分解生成物として,二硫化ジメチル,二硫化炭素,二酸化硫黄,メタンスルホン酸イオン,硫酸イオンを定性した.また,MM分解における硫黄収支は常に50%以上,実験終了時には79%を把握した.一方,比較のために行った氏i株)O線分解では,これら5種の物質に加えて硫化水素も検出され,硫黄収支をほぼ100%明らかにした.

著者

大川 和男 中元 崇 井上 義朗 平田 雄志

出版者

The Society of Chemical Engineers, Japan

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.31, no.5, pp.352-360, 2005

被引用文献数

6 7

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三次元屈曲チャネル内での流体層の分割,180°回転,再合流・重ね合せを組み合わせて流体を多層化する静止型マイクロミキサーの単位エレメントの構成則を求め,それに基づいてY字分岐と120°と60°の屈曲チャネルからなるY型平板静止マイクロミキサーを開発した.正方形のチャネル断面をもつY型ミキサーを用いてヨウ素の脱色実験を行い,混合完了に必要な単位エレメント数<i>n</i>を測定した.レイノルズ数<i>Re</i>が低い場合には<i>n</i>は<i>Re</i>の増加とともに増加した.1単位エレメント通過ごとに厚さが1/2となる流体層内の混合過程をモデル化し,<i>n</i>を表す関数関係を導出し,この関係に基づいて<i>Re</i>が低い場合の<i>n</i>の実験結果を相関した.<i>Re</i>が高い場合,<i>Re</i>の増加とともに<i>n</i>は減少した.この場合の<i>n</i>については上記の関数に用いられる変数を用いて実験的に相関した.<i>Re</i>を50まで変化させてCFD解析を行い,<i>Re</i>の影響を調べた結果,<i>Re</i>=50では流体層は三次元屈曲チャネル内で発生する二次流によって大きく変形していることがわかった.この界面の変形が混合速度を加速させ,<i>n</i>を減少させる.さらに,ミキサーを構成するチャネルのアスペクト比<i>a</i>/<i>b</i>の影響をCFD計算によって検討した.<i>a</i>/<i>b</i>が2.0以上では流体界面の湾曲が大きく,<i>a</i>/<i>b</i>が0.2以下では分岐チャネルで流体が均一に分割されない.したがって,本研究で開発した平板静止型ミキサーにおいて理想的な流体層の分割・再合流を進行させるためには,できるだけ正方形に近いアスペクト比をもつ流路断面を採用することが望ましい.

著者

山口 佳子 高木 史典 山下 健一 清水 肇 前田 英明 外輪 健一郎 草壁 克己 山崎 吉一 諸岡 成治

出版者

The Society of Chemical Engineers, Japan

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.30, no.3, pp.341-345, 2004-05-20

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マイクロチャネル内の流体は, その低レイノルズ数のために層流が保たれることが広く知られているが, 屈曲構造を持つマイクロチャネルにおける流体挙動はほとんど明らかにされていなかった. ここでは, ヘアピンカーブ構造を持つマイクロチャネル内の2層流体の流体挙動を掴むために, 共焦点蛍光顕微鏡による流体挙動の3次元的直接観察と, 3次元数値流体力学シミュレーションとを行った. これらの結果, 流速が速い場合, カーブにおける慣性力の影響により2層流の界面は大きくゆがみ, 界面面積の増大を生むことが明らかになった. 界面面積の増大は3倍以上にもなることがあることが示された. 界面面積の増大はそれを通した物質拡散を促進し, 化学反応に影響を与える. このことは, マイクロ流路を化学反応場として利用する際には, 流体挙動および混合挙動を把握した上でチャネル構造の設計および作製を行う必要があることを示唆する.

著者

池野 栄宣 多田 豊 平岡 節郎 池井 正輝 周戸 祐介

出版者

The Society of Chemical Engineers, Japan

雑誌

化学工学論文集 (ISSN:0386216X)

巻号頁・発行日

vol.30, no.1, pp.14-21, 2004-01-20

被引用文献数

2 4

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バグフィルターにおいて, 払落とし操作後のろ過面に残留する粉塵量が場所によって差異があるとして, ろ過面が粉塵の残留した汚れろ布抵抗ζ<SUB>D</SUB>を有するろ過面と清浄ろ布状態まで払落とされた清浄ろ布抵抗ζ<SUB>C</SUB>を有するろ過面の2面で構成されているとする斑落ちモデルを提示した. その面積比率をε<SUB>D</SUB>対ε<SUB>C</SUB>としてこのモデルに基づく数値計算を行った結果, 回分運転における本体圧力損失の時間変化の計算結果が全時間領域で実測値と良好に一致することを示した.<BR>また, 回分運転から得られた比抵抗α, 汚れろ布抵抗ζ<SUB>D</SUB>, 清浄ろ布の面積比ε<SUB>C</SUB>, 清浄ろ布抵抗ζ<SUB>C</SUB>を用いて3列構成バグフィルターの連続運転における本体圧力損失の時間変化挙動を数値計算した結果, 汚れろ布抵抗ζ<SUB>D</SUB>を補正することにより実測値を精度よく表すことができることを示した.<BR>ろ過操作中のろ過速度変化に対応する比抵抗αの速度依存性を考慮した場合の回分運転における本体圧力損失値は, 速度依存性を考慮しなかった場合のそれとほとんど変わらないことが分かった. また, 連続運転型である3列構成バグフィルターの汚れろ布抵抗ζ<SUB>D</SUB>は, 速度依存性を考慮しなかった場合のそれより僅かに小さな値を与えた. しかし, 本体圧力損失の時間変化挙動は比抵抗αの速度依存性にはあまり影響を受けないことが分かった.