• はじめに – 各種分離技術の特徴と選択
  • 1 分離プロセスと相平衡
  • 2 気液、液液平衡のK-valueによる取り扱い
  • 3 K-valueによる汎用平衡計算 (Rachford-Rice 法)

第1章 蒸留

• はじめに
• 1 序説 – 蒸留塔の計画から運転まで
  • 1.1 蒸留塔の設計に必要な物性値の調査
  • 1.2 蒸留プロセス決定
  • 1.3 蒸留塔の設計
    • 1.3.1 塔高
    • 1.3.2 塔径
  • 1.4 設計図の作成
  • 1.5 重量計算
  • 1.6 価格積算
  • 1.7 原単位
  • 1.8 製品検査
  • 1.9 据付・配管・電気配線・計測機器・検査
  • 1.10 試運転
  • 1.11 検収
  • 1.12 定期保守
• 2 蒸留塔の設計に必要な物性値
  • 2.1 蒸気圧
  • 2.2 蒸気圧の推算法
  • 2.3 気液平衡
    • 2.3.1 理想溶液
    • 2.3.2 非理想溶液
    • 2.3.2.1 活量係数式
    • 2.3.2.2 ウィルソン 定数の温度依存性
    • 2.3.2.3 気液平衡における多成分系への拡張
• 3 蒸留塔の理論段数
  • 3.1 マッケーブ・シールの階段作図法 (2成分系)
    • 3.1.1 最適還流比
  • 3.2 多成分系の理論段数
    • 3.2.1 トリダイアゴナル・マトリックス法
    • 3.2.2 多成分蒸留計算による抽出蒸留プロセスの設計
    • 3.2.3 抽出蒸留プロセスの原理
    • 3.2.4 抽出蒸留プロセスの決定法
    • 3.2.4.1 アセトン (1) -メタノール (2) -水 (3) 系の気液平衡
    • 3.2.4.2 抽出蒸留プロセスの全還流計算
    • 3.2.4.3 抽出蒸留塔の仕様の決定
• 4 蒸留塔の設計
  • 4.1 蒸留塔のフラッディング
    • 4.1.1 棚段塔のフラッディング点
    • 4.1.2 充填塔のフラッディング点
  • 4.2 蒸留塔の効率
    • 4.2.1 塔効率
    • 4.2.2 HETP
• 5 最新の蒸留技術
  • 5.1 蒸気の向きを変えて効率を上げる「高性能トレイ」
  • 5.2 渦生成による処理量増大のトレイ
• 6 蒸留塔の故障と診断技術
  • 6.1 トラブル対処法 – トラブル・シューティング –
  • 6.2 ダウンカマ・バックアップ・フラッディング
  • 6.3 ガンマスキャン診断技術
    • 6.3.1 ガンマスキャンの原理
    • 6.3.2 ガンマスキャンによるフラッディングの診断
  • 6.4 CATスキャン
  • 6.5 振動による蒸留塔の破損
  • 6.6 サーモグラフィによる診断

第2章 抽出

• 1 抽出の現状
• 2 抽出方法
  • 2.1 回分式
  • 2.2 多重段抽出方式
  • 2.3 多回抽出方式
  • 2.4 向流多段抽出方式
• 3 抽出装置
  • 3.1 実験室規模
    • 3.1.1 固液抽出装置
    • 3.1.2 水蒸気蒸留装置 (水蒸気抽出)
    • 3.1.3 液液抽出装置
    • 3.1.4 エマルジョンフロー抽出装置
    • 3.1.5 気液抽出装置
  • 3.2 工業規模
    • 3.2.1 回分式装置
    • 3.2.2 連続液液抽出装置
• 4 抽出応用例
  • 4.1 実験室規模
    • 4.1.1 ソックスレー抽出装置によるオレンジオイルの抽出)
    • 4.1.2 ディーンスターク装置による水蒸気抽出
    • 4.1.3 SAFEによるコーヒーの処理
  • 4.2 工業的規模
    • 4.2.1 オレンジ精油製造
    • 4.2.2 香料精油の製造
    • 4.2.3 カロチン
    • 4.2.4 アスタキサンチン
    • 4.2.5 EPA (エイコサペンタエン酸)
    • 4.2.6 エマルジョンフロー装置によるレアメタルの回収
    • 4.2.7 ウラン等原子力分野
    • 4.2.8 芳香族と非芳香族の分離
• 5 抽出計算・装置設計
  • 5.1 三角座標
  • 5.2 設計基本データの作成法
  • 5.3 多回抽出法
  • 5.4 向流多段抽出法

第3章 ガス吸収

• 1 はじめに
• 2 溶解平衡
  • 2.1 難溶性ガスの溶解度
  • 2.2 易溶性ガスの溶解度
• 3 物理吸収速度
  • 3.1 境膜物質移動速度
  • 3.2 ガス側総括物質移動速度
    • 3.2.1 分圧基準
    • 3.2.2 モル分率基準
  • 3.3 液側総括物質移動速度
    • 3.3.1 濃度基準
    • 3.3.2 モル分率基準
• 4 ガス吸収塔の設計
  • 4.1 物質収支
  • 4.2 操作線
  • 4.3 最小液ガス比
  • 4.4 塔内のガス流速および溶質組成
    • 4.4.1 溶質ガス
    • 4.4.2 同伴ガス
    • 4.4.3 混合ガス
  • 4.5 塔内の液流速および溶質組成
    • 4.5.1 溶質液
    • 4.5.2 純溶媒
    • 4.5.3 吸収液
  • 4.6 フラッディング速度
  • 4.7 塔径
  • 4.8 液ホールドアップ
  • 4.9 塔高
    • 4.9.1 塔内の微分収支
    • 4.9.2 ガス側基準の塔高
    • 4.9.3 液側基準の塔高
  • 4.10 移動単位高さ (HTU)
    • 4.10.1 総括HTU
    • 4.10.2 境膜HTU
  • 4.11 移動単位数 (NTU)
    • 4.11.1 総括NTU
    • 4.11.2 境膜NTU
  • 4.12 境膜物質移動係数
  • 4.13 圧力損失
• 5 通気撹拌槽の設計
  • 5.1 通気時撹拌所要動力
  • 5.2 無通気時撹拌所要動力
  • 5.3 完全分散通気撹拌速度
  • 5.4 ガスホールドアップ
  • 5.5 気泡径
  • 5.6 容量係数
• 6 ガス吸収塔の設計計算例
• 7 通気撹拌槽の設計計算例

第4章 晶析

• 1 晶析操作
  • 1.1 はじめに
  • 1.2 晶析操作の目的とその応用
  • 1.3 晶析操作の概念
    • 1.3.1 晶析装置内現象
    • 1.3.2 結晶化現象を制御する操作変数
    • 1.3.3 溶解度
• 2 結晶化現象
  • 2.1 核化成長速度論
    • 2.1.1 核発生速度論
    • 2.1.2 成長速度論
  • 2.2 結晶粒子群特性
    • 2.2.1 結晶純度
    • 2.2.2 結晶多形 (Polymorph)
    • 2.2.3 結晶形態 (Morphology)
    • 2.2.4 粒径・粒径分布
• 3 晶析操作設計
  • 3.1 回分冷却晶析
  • 3.2 Anti-solvent (非 (貧) 溶媒) 添加晶析
  • 3.3 結晶粒子群の連続製造
    • 3.3.1 槽型晶析装置 (MSMPR)
    • 3.3.2 連続フロー製造
  • 3.4 多成分結晶の製造
  • 3.5 スケールアップ

第5章 乾燥

• 1 乾燥は熱と物質の同時現象
  • 1.1 乾燥に必要な熱の移動
    • 1.1.1 伝導伝熱
    • 1.1.2 対流伝熱
    • 1.1.3 放射伝熱 (輻射伝熱)
  • 1.2 蒸発熱
  • 1.3 湿度と物質移動
    • 1.3.1 湿り空気と乾き空気
    • 1.3.2 飽和蒸気圧
    • 1.3.3 相対湿度と絶対湿度
    • 1.3.4 絶対湿度・相対湿度と温度の関係
    • 1.3.5 相対湿度 (関係湿度) と絶対湿度の変換
    • 1.3.6 乾湿球温度計と湿度
    • 1.3.7 湿球温度の推定
• 2 乾燥の進行
  • 2.1 乾燥による温度の変化
  • 2.2 乾燥による含水量の変化
  • 2.3 乾燥速度の変化
  • 2.4 含水率
    • 2.4.1 乾き基準含水率
    • 2.4.2 湿り基準含水率
    • 2.4.3 含水率の変換
  • 2.5 乾燥特性曲線
    • 2.5.1 限界含水率
    • 2.5.2 平衡界含水率
    • 2.5.3 乾燥速度の表わし方
    • 2.5.4 材料による乾燥特性曲線の違い
  • 2.6 定率乾燥期間
    • 2.6.1 定率乾燥速度
    • 2.6.2 定率乾燥速度は異なる材料で等しい
    • 2.6.3 限界含水率は材料によって異なる
    • 2.6.4 定率乾燥期間が存在する理由
    • 2.6.5 水分移動速度の表し方
    • 2.6.6 定率乾燥速度と乾燥条件
    • 2.6.7 定率乾燥速度を速くする対策
    • 2.6.8 乾燥速度を速くすると限界含水率が大きくなる
  • 2.7 減率乾燥期間
    • 2.7.1 減率乾燥速度
    • 2.7.2 減率乾燥速度は材料によって異なる
    • 2.7.3 平衡含水率は材料によって異なる
    • 2.7.4 湿り材料内の温度・含水率の変化
    • 2.7.5 湿り材料内の水蒸気移動の割合
    • 2.7.6 熱風温度の影響
• 3 乾燥機の分類と選定
  • 3.1 乾燥機の種類
    • 3.1.1 材料の加熱方式による分類
    • 3.1.2 材料の供給方式による分類
  • 3.2 材料の形状と対応する乾燥機
  • 3.3 乾燥機の設計
    • 3.3.1 乾燥に必要な熱量
    • 3.3.2 乾燥機内の材料への伝熱量
    • 3.3.3 熱風と材料の接触面積と伝熱容量係数
    • 3.3.4 総括伝導伝熱係数
    • 3.3.5 乾燥機の伝熱面積・体積の算出
    • 3.3.6 計算例 – 連続式熱風乾燥機の場合
• 4 湿度図表
  • 4.1 湿球温度の推定
    • 4.1.1 等湿球温度線
    • 4.1.2 湿温図表を使って湿球温度を求める
    • 4.1.3 Excelを使って湿球温度を求める
  • 4.2 露点と結露水量の推定

第6章 吸着・クロマトグラフィー

• 1 使われている吸着
• 2 吸着の基礎:吸着平衡
• 3 回分吸着
  • 3.1 回分吸着の物質収支
  • 3.2 吸着の進行-吸着材内部の拡散-
  • 3.3 吸着材内拡散の線形推進力近似モデル (LDF モデル)
  • 3.4 回分吸着-溶液濃度変化-
• 4 固定層吸着
  • 4.1 固定層吸着の吸着帯モデル
  • 4.2 固定層吸着の混合拡散・LDFモデルとKlinkenbergの近似解
• 5 クロマトグラフィー
  • 5.1 クロマトグラフィー成分分離のしくみ
  • 5.2 クロマトグラフィーの混合拡散・LDFモデル
  • 5.3 クロマトグラフィーの理論段モデル

第7章 濾過

• 1 濾過の概要
  • 1.1 濾過操作の種類と原理
  • 1.2 濾過装置の種類と原理
    • 1.2.1 ケーク濾過装置
    • 1.2.2 ケークレス濾過装置
    • 1.2.3 清澄濾過装置
  • 1.3 濾材の種類と特徴
    • 1.3.1 濾紙
    • 1.3.2 濾布
    • 1.3.3 膜
    • 1.3.4 その他
  • 1.4 濾過技術の適用例
• 2 濾過モデル
  • 2.1 濾過モデルの基本要素
    • 2.1.1 濾過速度
    • 2.1.2 濾過圧力
    • 2.1.3 濾過抵抗
  • 2.2 ケーク濾過モデルと閉塞濾過モデル
    • 2.2.1 ケーク濾過と閉塞濾過の概要
    • 2.2.2 ケーク濾過モデル
    • 2.2.3 閉塞濾過モデル
    • 2.2.4 ケーク濾過と閉塞濾過の見極め方
    • 2.2.5 その他の閉塞濾過モデル
• 3 ケーク構造の解析と評価
  • 3.1 ケークの圧縮性と構造
  • 3.2 平均濾過比抵抗の評価方法
  • 3.3 平均空隙率の評価方法
    • 3.3.1 直接的測定法
    • 3.3.2 間接的測定法
  • 3.4 圧縮性指数の評価方法
    • 3.4.1 圧縮性指数の定義と意味
    • 3.4.2 定圧濾過による測定法
    • 3.4.3 定速濾過による測定法
• 4 さまざまな濾過操作
  • 4.1 濾過助剤を利用した濾過
  • 4.2 ケークレス濾過
    • 4.2.1 ケークレス濾過の挙動
    • 4.2.2 クロスフロー濾過
    • 4.2.3 回転や振動を利用した濾過
  • 4.3 周期逆洗型濾過
  • 4.4 外場を利用した濾過
    • 4.4.1 電場を利用した濾過
    • 4.4.2 超音波を利用した濾過
  • 4.5 遠心濾過