ファインケミカル製造における単位操作、スケールアップの基本と実践

化学工学の良さは、目的の生産量と品質を満たす装置仕様と製造条件を数字で予測できる点にあります。同時に、無理のある設計になっていないかどうかの検討や、設計通りに運転できているかどうかの点検にも役に立ちます。こうした工学的素養を多少なりとも身につけておくことで、研究開発における合理的な条件検討ができるようになります。 　この講座では、ファインケミカルの製造でよく用いられる単位操作の基礎理論とスケールアップの方法論について解説いたします。装置仕様や製造条件の目安を数字で出せるようになることが本講座の目的であり、関数電卓程度の計算例を数多くご紹介いたします (中学〜高校程度の数学ができると理解が深まります) 。化学工学の初学者や学び直したい方のほか、合成化学やプロセス化学をご専門とされる方もご検討ください。

1. 単位操作の概要
   1. 単位操作の種類
   2. 単位操作の原理
   3. 物質収支の取り方
   4. 流速の表し方
   5. 流れの状態
   6. 計算例
      • 物質収支
      • 円管内流速
      • レイノルズ数
2. 撹拌操作
   1. 撹拌操作の原理
   2. 撹拌槽内の流れ
   3. 撹拌槽の条件因子
   4. 撹拌槽のサイジング
   5. 流動特性
   6. 動力特性
   7. 撹拌装置のスケールアップ
   8. 計算例
      • 撹拌槽寸法
      • 撹拌レイノルズ数
      • 撹拌所要動力
      • 実機撹拌速度
3. 晶析操作
   1. 晶析操作の原理
   2. 溶解度の測定と解析
   3. 過溶解度と準安定域
   4. 核発生の原理
   5. 結晶成長の原理
   6. 回分晶析の計算
   7. 晶析装置のスケールアップ
   8. 計算例
      • 理論収量
      • 種晶添加量
      • 冷却曲線
      • 晶析時間
4. 濾過操作
   1. 濾過操作の原理
   2. 粒子充填層内の流れ
   3. 理論比抵抗
   4. ケーク濾過の計算
   5. 濾過装置のスケールアップ
   6. 計算例
      • 比抵抗
      • 濾過定数
      • 濾過時間
      • 濾過面積
5. 蒸留操作
   1. 蒸留操作の原理
   2. 気液平衡線図の読み方
   3. 気液平衡組成の計算
   4. 回分単蒸留の計算
   5. 蒸留装置のスケールアップ
   6. 計算例
      • 気液平衡組成
      • 相対揮発度
      • 回分単蒸留
      • 理論段数
6. 抽出操作 (時間が不足する場合はテキストへの記載のみ)
   1. 抽出操作の原理
   2. 液液平衡線図の読み方
   3. 液液平衡組成の計算
   4. 回分単抽出の計算
   5. 抽出装置のスケールアップ
   6. 計算例
      • 液液平衡組成
      • 回分単抽出
      • 多回抽出
• 質疑応答