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サイバーフィジカルシステムを用いたスマート化学プロセスの設計

研究課題

研究課題/領域番号 16K06842
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 反応工学・プロセスシステム
研究機関山形大学

研究代表者

松田 圭悟  山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (60415792)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードシステム設計 / 化学システム / 計測 / 解析 / サイバーフィジカルシステム / スマート化学プロセス / システム工学
研究成果の概要

本研究では,IoT技術とマルチセンサを用いたサイバーフィジカルシステム(CPS)を開発し,プロセスの一例として気液接触型蒸留装置を対象に流動状態の計測をおこない,内部状態の推定を試みた。CPSでは流動状態の加速度データを収集し,従来法として圧力損失データとの比較を行い,開発したシステムの有用性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

安心かつ安全な化学プロセスを運用するための技術としてIoTに着目し,これまでにない計測,評価,運転技術の確立につながる基礎的研究を実施した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] ベンゼン/トルエン/<i>p</i>-キシレン混合物の分離を対象とした改良型Petlyukプロセスの操作性2019

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Yamaki, Kei Takane, Ryosuke Akimoto, Keigo Matsuda
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Petroleum Institute

      巻: 62 号: 1 ページ: 45-51

    • DOI

      10.1627/jpi.62.45

    • NAID

      130007542339

    • ISSN
      1346-8804, 1349-273X
    • 年月日
      2019-01-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] バッチ蒸留塔を用いた2-Propanol脱水運転手法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Suzuki, Takahiro Yamaki, Ryosuke Akimoto, Keigo Matsuda
    • 雑誌名

      化学工学論文集

      巻: 44 号: 6 ページ: 350-354

    • DOI

      10.1252/kakoronbunshu.44.350

    • NAID

      130007519886

    • ISSN
      0386-216X, 1349-9203
    • 年月日
      2018-11-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヒートポンプ技術を適用した蒸留システムのコスト評価2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, Kenta, Kei Takane, Takehiro Yamaki, Toshihiko Wakabayashi, Jesus. A. Rafael, Hideyuki Matsumoto, Takafumi Horie,Masaru Nakaiwa, Keigo Matsuda
    • 雑誌名

      化学工学論文集

      巻: 44 号: 5 ページ: 303-307

    • DOI

      10.1252/kakoronbunshu.44.303

    • NAID

      130007485241

    • ISSN
      0386-216X, 1349-9203
    • 年月日
      2018-09-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intensification of Reactive Distillation for TAME Synthesis based on Analysis of Multiple Steady State Conditions2018

    • 著者名/発表者名
      1.Takehiro Yamaki, Keigo Matsuda, Duangkamol Na-Ranong, Hideyuki Matsumoto
    • 雑誌名

      Processes

      巻: 6 号: 12 ページ: 215-221

    • DOI

      10.3390/pr6120241

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Preparation of Porous Titania by Sol–Gel Method Using Alkylketene Dimers as a Template2017

    • 著者名/発表者名
      Risa Takahashi, Hideyuki Matsumoto, Takafumi Horie, Keigo Matsuda
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 50 号: 6 ページ: 450-454

    • DOI

      10.1252/jcej.16we366

    • NAID

      130006837171

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application Method of Rate Based Model to Analysis of Dynamic Behavior of Stirred Tank Reactor for Phase Transfer Catalysis with the Third Liquid Phase2017

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Matsumoto, Shiro Yoshikawa, Keigo Matsuda, Takafumi Horie, Daisuke Kobayashi
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 50 号: 6 ページ: 408-414

    • DOI

      10.1252/jcej.16we376

    • NAID

      130006837187

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Development of Cascade Organic Rankine Cycle and their Power Generation Performances2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Akimoto, Keigo Matsuda
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Chemical-Environmental-Biomedical Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy-saving and Cost analysis of Distillation, Membrane Separation and Membrane Distillation Hybrid Separation Processes2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Takane, Yasuhiko Suzuki, Keigo Matsuda
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Chemical-Environmental-Biomedical Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiscale Analysis for the Inner Structure of Porous TiO2 Using FIB-SEM2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otani, Yasuhiko Suzuki, Keigo Matsuda
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Chemical-Environmental-Biomedical Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy Saving Performance of Heat Pump assited Distillation-Membrane Hybrid Process in Propylene-Propane Separation2017

    • 著者名/発表者名
      Kkei Takane, Kenta Suzuki, Takehiro Yamaki, Keigo Matsuda
    • 学会等名
      11th International Conference on Separation Science and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Cascade type Binary Cycle Power Generation System through the Low-heat Energy2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Akimoto, Yuki Domori Keigo Matsuda
    • 学会等名
      11th International Conference on Separation Science and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design to the D Structures of Porous TiO2 by using Machine Learning via Multiscale Structure Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otani, Keigo Matsuda
    • 学会等名
      11th International Conference on Separation Science and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of Multi Porous TiTANIA by Using AKD and Fractal Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Risa Takahashi, Takehiro Yamaki, Keigo Matsuda
    • 学会等名
      7th International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Processes(PSE Asia)
    • 発表場所
      The university of Tokyo
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy Saving Performances of the Internal Heat Integrated Batch Distillation for Dehydration Process2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Suzuki, Takehiro Yamaki, Keigo Matsuda
    • 学会等名
      7th International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Processes(PSE Asia)
    • 発表場所
      The university of Tokyo
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Behaviors of the Dividing Wall Column for Separation of an Ideal Mixture2016

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Yamaki, Keigo Matsuda
    • 学会等名
      7th International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Processes(PSE Asia)
    • 発表場所
      The university of Tokyo
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 松田研究室

    • URL

      http://matsuda.yz.yamagata-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 山形大学松田研究室

    • URL

      https://matsuda.yz.yamagata-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 山形大学大学院理工学研究科松田研究室

    • URL

      http://matsuda.yz.yamagata-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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