分離プロセスの省エネルギー化

2022.09.05 By 横浜国立大学 大学院工学研究院 機能の創生部門 中村 一穂

化学

研究概要

SDGs達成を目指した環境保全プロセス(水処理など)、高付加価値物質生産プロセス(医薬品、ファインケミカル、食品など)、バイオ水素生産プロセスをターゲットとして、分離の単位操作(膜分離、ろ過、晶析など)、機能性表面・微粒子の開発(破砕、表面改質など)、バイオリアクター(活性汚泥、水素発酵)、シミュレーション(モデル化、MD)を組み合わせた研究・開発方法で、新しい化学プロセス開発を行っています。

アドバンテージ

分子レベル(nmオーダー)から装置(mオーダー)まで、マルチスケールの視点をポイントに、化学、物理、バイオテクノロジー、電気・機械工作、数学モデル、プログラミング、シミュレーションなどの多分野の知識・技術を融合した研究・開発が特徴です。界面化学を切り口に、機能性素材などのハードウェア開発から、プロセス運転の最適化などのソフトウェア開発まで、システム的な問題解決を行うことが出来ます。

 

事例紹介

HSP・MDを用いた貧溶媒晶析プロセスの最適化

未利用バイオマスからの発酵水素生産

機能性ポリマーの破砕

水処理用のフィルター、ろ過プロセスの開発

ろ過プロセスの制御のための数学モデル開発

MBR最適化のためのモニタリング技術開発

相談に応じられるテーマ

分離プロセスの省エネルギー化

HSPMDを用いた高効率分離プロセス設計、操作条件最適化

未利用バイオマスからのエネルギー回収

ろ材、膜、フィルターの開発と応用

破砕・晶析による微粒子の創生

主な所属学会

化学工学会

分離技術会

粉体工学会

主な論文

Masashi Iwata, Kazuya Shimoizu, Haruna Sadai, Tomohiro Iwasaki, Kazuho Nakamura, Mohammed SaediJami, Analysis of electrokinetic response of solid-liquid mixture during expression operation, Separation and Purification Technology, 256, 1, 11761 (2021)

Kazuho Nakamura, Jiro Nakamura, Kanji Matsumoto, Filtration and backwashing behaviors of the deep bed filtration using long length poly-propylene fiber filter media, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 94, 31-36 (2019)

 

Kazuho Nakamura, Tetsuo Suda, Kanji Matsumoto, Characterization of pore size distribution of non-woven fibrous filer by inscribed sphere within 3D filter model, Separation and Purification Technology, 197,289-294 (2018)

主な特許

PCT/JP2021/037092「異物除去装置」 

特開2021-003077「水素製造方法及び水素生産システム」

特願2004-171256「膜ろ過性能の検知方法,検知装置,膜ろ過方法および膜ろ過装置」

主な著書

都市科学事典(担当:水素社会),春風社(2021)(共著)

水処理用分離膜の最前線(担当:5章1膜ファウリングとその理解), 246-257,シーエムシー出版(2020) (共著)

バイオリファイナリーと分離技術(担当範囲: 6章「水素発酵」6-1「バイオマスを利用した水素の生産」) 日本液体清澄化技術工業会(2020) (共著、監修)

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特許情報

特開2021-003077「水素製造方法及び水素生産システム」

JPA 2021003077-000000

特願2004-171256「膜ろ過性能の検知方法,検知装置,膜ろ過方法および膜ろ過装置」

JPA 2005351707-000000