単位操作実習用複式精留パイロットプラント

概要

単位操作実習用複式精留パイロットプラントは、高等教育機関の化学工学・プロセス工学科向けに設計された産業規模の2階建て実験装置システムです。本装置には可視観測用の覗き窓を備えた多孔板蒸留塔が搭載されており、学生が気液物質移動と流体力学現象を直接観測することができます。独自の複式制御システムを統合しており、「実物原料モード」では物理センサーとヒーターを使用して実際の化学混合物を処理する運転が可能で、「模擬原料モード」では水や空気などの安全な流体を使用し、物理的なバルブ操作に応答する数学モデルを組み合わせて運転します。この2つのモードにより、大学にとって柔軟かつ安全で教育効果の高い、物質移動・分離プロセス教育用のツールを提供します。

多様な実験室スペースやシラバスの要件へのシームレスな適合を実現するため、本パイロットプラントは広範なハードウェア・ソフトウェアのカスタマイズに対応しています。塔の寸法、材料選定、プラットフォームの設置面積を含む物理的レイアウトと、デジタル制御インターフェースのいずれも、貴機関の具体的な実習目標に合わせて変更することができます。

主な教育機能と特長

• 2つの運転モード:
  • 実物原料モード: 上位PCのSCADAソフトウェアが物理センサーからリアルタイムデータを収集し、供給ポンプや電気ヒーターなどのアクティブコンポーネントを制御して、本物のプロセス運転を体験できます。
  • 模擬原料モード: 水または空気を使用して安全に運転できます。システムが物理的なバルブ操作を記録し、統合された数学モデルが制御ソフトウェア上で対応するプロセス変化をシミュレートするため、起動・停止手順の学習を安全に行えます。
• 物質移動と効率の研究: 全還流条件または部分還流条件下での塔全体および個々の段効率の測定に対応しています。全てのタンクと塔の各段にサンプリング口が配置されており、サンプル採取が容易です。
• 流体力学の可視観測: 塔壁に沿って覗き窓が設置されており、学生が気泡の発生、ウィーピング、エントレインメントなどの実際のトレイ挙動を観測できます。
• 可変な供給と還流制御: 調整可能な予熱システムを搭載しており、供給の熱状態の違いが分離に与える影響を分析できるほか、還流比の手動・自動制御に対応しています。
• 環境に優しくコスト効率が良い: 流体循環ループを備えており、繰り返し実習を行う際の化学薬品の消費量と廃棄物の発生を削減します。
• 産業規格の安全フレーム: 頑丈な2階建て鋼構造に、高さ1.2mの安全手すり、滑り止め模様入り鋼板、一体型安全はしごを備えており、学生が産業プロセスプラントの操作を本物そのままに体験できます。

技術仕様

カリキュラムへの統合と教科書との整合性

本パイロットプラントは、講義で学ぶ理論原理と物理的な工学実践をつなぐよう設計されています。化学工学、環境工学、食品工学、バイオテクノロジーを含む複数の専攻の実験モジュールに対応しています。

本装置の実験機能は、標準的な大学教科書に記載されているコア原理と直接整合しており、学生が実際の観測結果を学術文献と容易に照合できる、一貫性のある学習環境を実現します：

本パイロットプラントを活用することで、教授は基礎教科書に記載されている数式や図の背後にある物理的実態を容易に示すことができ、学生がプロセス工学の直感的な理解を深める助けとなります。

ハードウェア・ソフトウェアのカスタマイズ

大学ごとに異なる実験室の制約に対応するため、ハードウェア・ソフトウェアの両方で tailored な調整を提供しています。ハードウェアの変更には、プラットフォームサイズ、階段の向き、塔の高さ、多孔板の枚数、冶金選択（ステンレス鋼グレードなど）の調整が含まれます。ソフトウェア面では、制御インターフェース、データロギングパラメータ、数学シミュレーションモデルをカリキュラムの重点に合わせてカスタマイズでき、既存の実験室インフラに装置を適合させることができます。

LABPARKについて

LABPARKは20年以上にわたり、世界中の高等教育機関へのサービスを提供してきました。化学、化学工学、生物学、食品、薬学、環境工学の6つの主要分野に重点を置き、高度な教育用装置とパイロットプラントの開発・製造を専門としています。

イノベーションと工学的品質を原動力とし、当社は209件の技術特許を保有し、世界中の289以上の大学・短期大学と良好なパートナーシップを構築しています。最新鋭の生産・研究開発拠点は49,000平方メートルの面積を有し、全ての装置が厳格な産業規格に沿って製造され、学生に安全で信頼性が高く教育効果の高い実習プラットフォームを提供することを保証しています。

業界リーダーからの信頼