第1部 マイクロ波加熱装置の構造・特徴とスケールアップ

(2020年5月18日 10:00〜12:00)

　電子レンジの発明から4分の3世紀が経過する中で、マイクロ波加熱応用について様々なアイデアが生まれ、それらを実現するために広範囲の知識が必要になっている。この講座で、マイクロ波加熱応用に係る基礎知識を習得し、紹介する応用事例を参考に応用技術を確立し、皆様が持っている知恵を加えて新しい装置を創造していただければ幸甚である。

1. 電波と安全
2. マイクロ波加熱の原理
   1. 誘電体の誘電特性
   2. マイクロ波加熱の原理と特徴
   3. 金属板が吸収するマイクロ波電力と表皮の深さ
3. マイクロ波加熱応用装置の基本構成とマイクロ波デバイス
   1. マイクロ波デバイスの機能と動作原理
      1. 発振器
      2. アイソレータ
      3. パワーモニタ
      4. EHチューナ
      5. アプリケータ
      6. リークディテクタ
   2. マッチングについて (パワーモニタとEHチューナ)
4. 方形導波管を伝搬するマイクロ波の伝送モード
   1. 方形アプリケータの寸法と共振モード数
5. スケールアップの基本的考え方
   1. スケールアップを前提にした試験装置として家庭用電子レンジが使用できない理由
   2. スケールアップを踏まえたバッチ式電子レンジに必要な仕様
   3. スケールアップを考える上での注意事項
6. 半導体式発振器とマグネトロン式発振器の違い
7. 応用事例
• 質疑応答

第2部 マイクロ波を利用したスケールアップとプロセス制御

(2020年5月18日 12:45〜14:45)

　マイクロ波化学は、その活用技術が未確立であるが故に、工業スケールで化学用途に利用されたことがなかった。しかし、反応系構築や制御・スケールアップ技術の活用により、100年以上も変わることがなかった化学産業にイノベーションを起こし、製造プロセスの省エネルギー・高効率・コンパクト化・新素材の実現が可能である。
　本セミナーでは、マイクロ波の基礎 (性質、加熱原理、反応系のデザイン方法等) を概説し、マイクロ波の化学産業用途への応用 (マイクロ波の効果、エンジニアリング・スケールアップ等) について事例を踏まえながら紹介し、マイクロ波化学プロセスのグローバルスタンダード化について展望する。

1. マイクロ波の基礎
   1. マイクロ波とは
      1. マイクロ波の性質
      2. エネルギー伝達 (加熱) の原理
   2. 反応系のデザイン
      1. 何にマイクロ波を伝達するか
      2. どのようにマイクロ波を伝達するか
      3. 複素誘電率測定と周波数選定
   3. マイクロ波の効果
      1. 有機合成分野
      2. 無機合成分野
      3. 乾燥分野
      4. 焼成分野
      5. 気固系反応分野 など事例にもとづき説明
2. マイクロ波の産業用途への展開
   1. ラボからのスケールアップ
   2. MWエンジニアリング
      1. 既存のエンジニアリングとの違い (マイクロ波反応系の構築方法)
      2. MWエンジニアリングにおけるキーテクノロジー
      3. マイクロ波プロセス制御と安全設計
   3. パイロット設備における実証
      1. 実証手順
      2. スケールアップファクター因子
   4. 保有設備
   5. 経済性評価例
      • 【事例】マイクロ波化学 株式会社 のエンジニアリングとビジネスへの展開例
3. マイクロ波の化学産業における展望とその将来
• 質疑応答

第3部 マイクロ波を利用したナノ粒子微細化技術

(2020年5月18日 15:00〜17:00)

　ナノ粒子生成に関して、マイクロ波加熱の長所および短所を説明し、その最適な利用法を説明する。特に、粒子の微細化に関して、応用例を紹介します。また、従来の加熱方法とは異なる現象を説明し、その利用法を提案します。

1. マイクロ波による粒子生成メカニズムおよび微粒化手法
   1. マイクロ波照射中のナノ粒子生成挙動のその場観察事例
   2. 微細化手法1 … 貧溶媒添加
   3. 微細化手法2 … 2段照射
   4. 微細化手法3 … 超音波照射法との組み合わせ
   5. 懸濁密度の予測
2. バブル観察から見るマイクロ波の加熱メカニズム
   1. マイクロ波照射中のバブル観察事例
   2. バブル径の制御法
3. その他のマイクロ波の応用例
   1. 解乳化技術
   2. 表面改質技術
• 質疑応答