新しい分離操作の開発による化学プロセスの高効率化

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01603001
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 只木 てい力 東北大学, 工学部, 教授 (20005226)
• 研究分担者: 橋本 伊織 京都大学, 工学部, 教授 (40026076) ; 佐田 栄三 京都大学, 工学部, 教授 (60023024) ; 片山 俊 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (50029386) ; 板垣 乙未生 東北大学, 選鉱製錬研究所, 助教授 (80006048) ; 石田 愈 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (10016735)
• キーワード: 省エネルギー / 分離プロセス

研究概要

広義の化学工業におけるエネルギー消費は極めて多大であり、その中でも、分離工程での消費割合高いことが知られている。
ここでは、エネルキー節減を目的として、◎分離操作の省略あるいは変更による新素材製造プロセスの確立、◎極限状態あるいは生体機能などを利用した新分離操作法の構築、◎従来法の改良による各種新分離装置の開発、を目指した研究を行い、以下の成果を得た。
(1)希土元素の超臨界水への溶解度を測定すると共に、その温度及び圧力依存性を定量化し、溶解度を推定するための熱力学モデルを構築した。
(2)Ca還元拡散法により、希土酸化物とニッケル微粒子とから、機能性粉末合金Ni_5Rmを直接製造する省エネルギープロセスを開発した。
(3)超臨界CO_2、C_2H_4、C_2H_6、CHF_3流体に対するインドール関連物質の溶解度を測定し、その相挙動を明らかにした。
(4)ペプチド免疫法について検討し、アフィニティクロマト用担体を作る場合の一般的な指針を得ることに成功した。
(5)タンパク質の分離と濃縮を、同時に且つ効率的に行うことのできる連続式電気泳動装置の試作に成功した。
(6)製錬残渣中からGa、Inを回収する含浸液膜プロセスを構築して、既存のイオン交換プロセスとの比較により、本法の優位性を立証した。
(7)高圧下で固ー液分離も可能な圧力晶析装置を試作し、その最適操作条件を明らかにした。
(8)自己熱交換型省エネルギー蒸留塔を開発すると共に、数個の蒸留塔を組み合せた分離システムの、最適設計手法を確立した。
(9)固体電解質として安定化ジルコニア、燃料としてメタンを用い、発電と同時に化学原料ともなる一酸化炭素を生産する、燃料電池システムを構築した。

研究成果

• [文献書誌] G.Qi,Z.Li,K.Itagaki and A.Yazawa: "High Temperature Phase Relations in Ni-Re(Re=La,Ce,Pr,Nd)Binary and Ternary Alloy Systems" Materials Transactions,Japan Institute of Metals. 30. 583-593 (1989)
• [文献書誌] T.Nakatani,K.Ohgaki and T.Katayama: "Solubilities of Indole Derivatives in Supercritical Fluids" I.Supercrit.Fluids. 2. 9-141 (1989)
• [文献書誌] E.Sada,S.Katoh,K.Yamanaka and Y.Sohma: "Effects of Antigen Molecular Weight on Immunoadsorption Equilibrium in Immuno-affinity Chromatography" Biotech.& Bioeng.68. 37-39 (1989)
• [文献書誌] S.N.Zheng,T.Sato,T.Yonemoto and T.Tadaki: "Separation of Amino Acid by Continuous-Flow Electrophoresis" J.Chem.Eng.Japan. 22. 564-567 (1989)
• [文献書誌] 大嶋正裕,橋本伊織,大野弘: "モデル予測制御ーSISO系の安定性とチューニングガイドラインー" 化学工学論文集. 16. 83-91 (1990)
• [文献書誌] N.Nakagawa,H.Yoshioka,C.Kuroda and M.Ishida: "Electrode Performance of a Thin-Film YSZ Cell Set on a Porous Ceramic Substrate by Rf Sputtering Technique" Solid State lonics. 35. 249-255 (1989)