二重モードガス吸収・脱着ユニット操作実習パイロットプラント

はじめに

二重モードガス吸収・脱着実践訓練ユニニット操作パイロットプラントは、化学工学および関連する学問分野向けに設計された、産業規模の2階建て実験室システムです。学部学生が気液物質移動プロセス、特に充填塔吸収および脱着（ストリッピング）を調査するための実践的な環境を提供します。堅牢な2層式鋼製フレーム、統合された安全手すり、およびアクセス階段を備えており、このパイロットプラントは理論的な教室の概念と産業プロセス操作の架け橋となります。

多様な実験室のスペースや特定のカリキュラムの目標に合わせるため、このパイロットプラントは完全にカスタマイズ可能な設計を採用しています。カラム寸法、配管構成、構造的フットプリントなどのハードウェアコンポーネントから、制御インターフェースや数理シミュレーションモデルなどのソフトウェアシステムに至るまで、個々の機関の要件に合わせて調整可能です。

主な特徴と教育的利点

• 二重モード運転システム：
  • 実物モード： SCADAソフトウェアが実際の物理センサーからリアルタイムデータを収集し、ポンプや流量制御弁などのアクティブなハードウェアコンポーネントを制御するため、学生は物理的な物質移動実験を実行できます。
  • 模擬モード： システムは（水や空気などの）無害な物質を使用して運転され、ソフトウェアが数理プロセスモデルを実行します。物理的な弁の位置や計器信号を読み取ることで、ソフトウェアは複雑または有害な化学システムの挙動を動的にシミュレートし、安全で費用対効果が高く、環境に優しい実験セッションを実現します。
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• 可視化された物質移動： 吸収および脱着カラムには透明な充填部が備わっており、学生が気液接触、濡れ、負荷、およびフラッディングの発生などの重要な二相流動現象を視覚的に観察できます。
• 多様なプロセス構成： システムは、独立した吸収、独立した脱着、または組み合わせた吸収-脱着ループをサポートします。組み合わせモードでは、液体溶媒を閉ループ（再循環）または開ループ（連続供給および排出）で運転できます。
• 産業グレードのエンジニアリング体験： 安全階段と1.2メートルの手すりを備えた2階建て構造で運転されるため、学生はユニットの起動、停止、定常状態の監視、メンテナンスチェック、およびプロセスのトラブルシューティングなど、標準的な産業タスクを実践できます。

技術仕様

カリキュラムへの統合と教科書との整合性

このパイロットプラントは、コアエンジニアリングカリキュラムとシームレスに統合するように設計されています。このユニットで実験を行うことで、学生は標準的な参考教科書で扱われている輸送現象および設計原理に関する実践的な洞察を得ることができます。

このユニットで行われる実験は、以下を含む主要な化学工学の教科書の基本的なトピックに直接対応しています：

• 物質移動理論： 『化学工学ユニット操作』にある、拡散、相間物質移動、および個々の物質移動係数と総括物質移動係数 ($K_y a$, $K_x a$) の決定に関するトピックに直接関連します。
• 平衡段操作： 『輸送現象とユニット操作』で説明されている操作線、平衡曲線、およびHTU（移動単位高さ）とNTU（移動単位数）の概念を視覚化するのに役立ちます。
• 充填塔の設計と流体力学： 『化学工学設計』で議論されている重要なパラメータである、圧力降下プロファイル、気液負荷、およびカラムのフラッディング限界を説明します。

シラバスとの対応

設備が進化する学術基準や実験室のスペースと継続的に整合するよう、LABPARKは包括的なハードウェアおよびソフトウェアの変更を提供します。この適応性により、長期的な教育的有用性が保証され、教員は地域のカリキュラムの更新に合わせて実験パラメータを更新できます。

LABPARKについて

LABPARKは高等教育用実験機器の専業メーカーであり、世界中の大学や技術短期大学に20年以上の経験を持ってサービスを提供しています。化学、化学工学、生物学、食品工学、製薬工学、環境工学という6つの主要な学問分野にわたり、包括的な実践訓練システムの提供に特化しています。

継続的なイノベーションに駆動され、LABPARKは209件の技術特許を保有し、世界中の289以上の大学および研究機関と成功したパートナーシップを築いてきました。49,000平方メートルに及ぶ最先端の研究、開発、および製造拠点を有し、教育環境での信頼性が高く安全なパフォーマンスのために、すべての機器が厳格なエンジニアリング基準に従って製造されています。

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