吸着のメカニズム・制御と分離装置設計のポイント

吸着操作・装置の設計法は既に開発されており、固定層充填層を用いた分離法については、従来法でも利用可能である。しかしながら、現在では擬似移動層、PSAおよびハニカム式の装置を用いた分離では、これまで以上に吸着平衡と速度に関する物性測定が重要となる。また、これらのシミュレータの開発は充分と言えない。 　ここでは、操作・装置設計法とシミュレータ開発法に焦点を当て、それに必要な基礎知識から最先端の知識まで例題を挙げて注意点を説明する。 　なお、講師が学生用に開発した解析用プログラムの一部を用いて演示を行うと共に、吸着物性測定における省力化 (低コスト化) についても一案を示す。

第1部 吸着技術の基礎知識

1. 吸着とは
   1. 吸着と吸収
   2. 吸着材 (剤) と吸着質
   3. 物理吸着と化学吸着
   4. 吸着を誘発する原動力
2. 吸着材 (剤) の性質・構造と吸着特性
   1. 吸着材 (剤) の性質と測定法
   2. 吸着材 (剤) の物性と吸着特性の関係

第2部 吸着物性の測定と解析

1. 吸着平衡の測定と解析
   1. 単成分系吸着平衡測定法と結果の表し方
   2. 単成分系平衡式と平衡データ解析の考え方 (Microsoft Excelを用い計算例)
   3. 多成分系吸着平衡測定法と結果の表し方 (Microsoft Excelを用い計算例)
   4. 多成分系平衡式と平衡データ解析の考え方 (Microsoft Excelを用い計算例)
2. 吸着速度の測定と拡散係数の求め方
   1. 流体境膜における物質移動と粒子内拡散について
   2. 単成分系吸着速度の測定法
   3. 境膜物質移動係数の推算法と粒子内拡散係数の決定法
      (Microsoft Excelを用い計算例)
   4. 多成分系吸着速度の測定法と解析法

第3部 シミュレータの開発

1. 吸着モデルの分類
   1. 偏微分法
   2. 線形推進力 (L.D.F) 近似法
   3. 総括物質移動係数近似法
2. 数値計算近似法の分類と適用限界
   1. 有限差分法
   2. 直交選点法
   3. Stop & Go 法 (Microsoft Excelを用い計算例)
3. 計算に必要な物性推算法

第4部 吸着分離の操作・装置の設計

1. 固定層における設計
   1. ステップ応答法による操作設計
      ～Microsoft Excelを用いた破過曲線、破過時間の推算～
   2. 擬似移動層操法による操作設計
   3. PSA法による操作設計
   4. クロマト分離法による操作設計
2. 撹拌槽 (回分式) 吸着おける設計
   1. 回分撹拌槽内における物質収支
   2. 濃度減衰曲線の推算と操作設計
3. その他の操作法
   1. 流動層吸着操作の設計
   2. 移動層吸着操作の設計
4. 脱着装置の設計
5. 目的とする吸着分離の最適条件の求め方
   1. 吸着分離能力の概算法
   2. 吸着促進のポイント
   3. 吸着に影響する諸因子とその制御法
6. 吸着平衡と吸着速度のどちらが重要なのか

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