分離工学の基礎と装置設計法

分離工学では分離目的に応じて蒸留、膜分離など各種の技術・プロセスが開発されてきました。それらは単位操作毎に、各々基礎となる平衡にはじまり、代表的装置のモデル化、その計算 (シミュレーション) 法で整理されています。これら化工計算は伝統的に無次元相間式と図式解法に代表されるアナログな学習法によっていました。しかし、現在はパソコンによる数値解析や化学プロセスシミュレータの活用により、わかりやすくかつ実践的に学習することができます。さらに分離プロセスの最新で高度なモデル解析も平易に修得できます。 　この講義ではフリーの化学プロセスシミュレータCOCO/ChemSep を使い、それによるシミュレーションを解説して、分離工学全般を基礎からモデル解析までわかりやすく講義します。

1. 分離プロセスと平衡物性
   1. 分離技術の特徴と選択
   2. 相平衡と推算法
   3. フガシティとK-value
   4. プロセスシミュレータ入門 (COCO/ChemSep)
2. 蒸留 (COCO/ChemSep)
   1. フラッシュ蒸留
   2. 単蒸留
   3. 精留
   4. 蒸留の物質移動モデル
   5. シミュレータによる各種蒸留計算
3. 抽出 (COCO)
   1. 液液平衡 (ChemSep)
   2. COCO/ChemSepによる抽出計算
      • 単抽出
      • 多段抽出
      • 向流抽出
   3. 抽出塔の境膜モデル
4. ガス吸収 (COCO/ChemSep)
   1. 物質移動の2重境膜モデル
   2. ガス吸収塔の物質収支 – 操作線
   3. 充填塔高さ – 微分方程式による解法 -
   4. 吸収塔の理論段モデルとHETP
   5. COCO/ChemSepによるガス吸収計算
5. 調湿 (COCO)
   1. 調湿の基礎
      • 湿度線図
      • 湿球温度
   2. 調湿・冷水操作 (エンタルピー法)
   3. COCO/ChemSepによる調湿計算
   4. COCO/ChemSepによる冷水塔計算
6. 乾燥・蒸発
   1. 乾燥の基礎
      • 定率乾燥
      • 減率乾燥
   2. 各種乾燥プロセス
      • 熱風乾燥
      • 噴霧乾燥
      • 凍結乾燥
      • 流動層乾燥
   3. 蒸発操作 (COCO)
   4. 冷凍サイクル (COCO)
7. 吸着・クロマトグラフィー
   1. 吸着材と吸着平衡
   2. 吸着平衡と吸着等温式
   3. 吸着材内部の拡散とLDFモデル
   4. 物質移動係数と総括物質移動係数
   5. 回分吸着
   6. 固定層吸着の破過曲線
   7. 吸着プロセス
      • PSA
      • TSA
   8. クロマトグラフィー
8. 晶析
   1. 結晶の溶解度、粒子系分布
   2. 晶析プロセスの物質収支
   3. 連続晶析操作のMSMPRモデル
9. 膜分離
   1. 分離膜の機能と種類・製法
   2. 分離膜の性能評価法
   3. 膜濾過の透過流束と透過モデル
   4. 膜濾過の物質移動と阻止率
   5. 膜濾過操作のモデル
   6. 透析膜モジュールの分離性能
   7. ガス分離膜モジュールの分離性能
   8. パーベーパレーション、膜脱気、膜蒸留