SCIENCE EDUCATION > Engineering

化学工学

実験的アプローチを利用した化学工学の基本的な概念について説明し、静置式乾燥機など様々 な機器と、粘度計の必要な運用手順を提示します。

  • Chemical Engineering

    08:33
    フィンドチューブ熱交換器の熱伝達効率のテスト

    出典:マイケル・G・ベントンとケリー・M・ドゥーリー、ルイジアナ州立大学化学工学科、バトンルージュ、ロサンゼルス

    熱交換器は、ある流体から別の流体に熱を伝達します。異なるニーズを満たすために熱交換器の複数のクラスが存在します。最も一般的なタイプのいくつかは、シェルとチューブ交換器とプレート交換器1です。シェルおよびチューブ熱交換器は、流体が流れるチューブのシステムを使用しますチューブの1セットには冷却または加熱する液体が含まれ、2番目のセットには熱を吸収するか1を伝達する液体が含まれます。プレート熱交換器は、プレートが流れる液体のための各間の小さなギャップと密接に結合されている同様の概念を使用しています。プレート間を流れる流体は、熱と低温の間で交互に、熱が必要な流れ

  • Chemical Engineering

    07:40
    トレイを使用して対流および伝導性の熱伝達を調査するドライヤー

    ソース: マイケル g. ベントンとケリー ・ m ・ ドゥーリー、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    乾燥機は、多数の工業プロセスに使用されています。乾燥機の機能は、乾燥固形食品に熱伝達プロセスを使用することです。さまざまな種類の乾燥機が存在します。断熱乾燥機使用対流と直接接触ガス、固形物を乾燥するのに、非断熱乾燥機1伝導、放射、乾燥1無線周波数などを乾燥加熱ガス接触以外の方法を使用します。バッチ プロセスにおける乾燥機を使用ことができます。 または彼らは連続使用1になります。

    この実験では、静置式乾燥機を使用して砂の乾燥速度に及ぼす温度と空気の速度が決定されます。六つのデータ セットの合計を提供する、2 つの異なる空気流量の 3 つの異なる電源設定 (1000 W、1500

  • Chemical Engineering

    08:03
    プロピレング リコール溶液の粘度

    ソース: マイケル g. ベントンとケリー ・ m ・ ドゥーリー、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    粘度は流れ、流体の抵抗の測定が、効率的な製品加工の設計に有用なパラメーターと幅広い業界で品質管理。様々 な粘度計は、実験材料の最も正確な測定値を取得する使用されます。粘度を測定する標準的な方法は時間ガラス1キャピラリー チューブを通過する流体の量を測定することによって粘度を推定するガラス管粘度計、です。

    回転粘度計せん断力を適用することによって動作し、流れる1がかかる時間を測定します。これらの粘度を作る、流体の流れる力の彼らは春システムまたはデジタル ・ エンコーダー システム1を使用できます。複数の測定システム存在同様、流体が流れる円錐形下と、プレート上のせん断応力

  • Chemical Engineering

    09:10
    シリカ アルミナ粉末のポロシ メーター

    ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    表面積と細孔サイズ分布は、品質管理を確保し、製品がその耐用年数の終わりにいるときを判断する吸着剤および触媒の製造業者およびユーザーによって使用される属性です。多孔質固体の表面積は、吸着や触媒活性に直結します。吸着剤や触媒の細孔径分布は、毛穴が簡単に質量あたり表面積を提供するために十分に小さいが興味の分子を認めるのに十分な大きさになるように制御されます。

    等温窒素吸着/脱離法による表面積と細孔サイズ分布を測定できます。この実験では窒素圧法は、表面の面積を測定し、シリカ/アルミナ粉体の細孔径分布されます。

  • Chemical Engineering

    10:21
    押し出しによる力法律モデルのデモ

    ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    高分子の溶融は、単純な図形や「押」円筒形ペレット、フラット シート、押出機を使用して、配管などによく形成されます。1ポリオレフィンは、最も一般的な extrudable 共重合体です。押出は、輸送と溶融非高分子材料および圧力集結溶解または混合物の輸送と混ぜる場合もある固体フィードに含まれます。それは、熱可塑性ポリマー、加熱し、冷却、以前「いいえ-フロー」プロパティを再開するときの変形を行うに適用されます。

    簡単なラボの押出機を使用すると、ポリマーに及ぼす研削条件の影響出力、圧力降下を調べることができます、「べき乗則」高分子の流れのモデルを溶かすとソリューションを使用して、結果のデータを関連付けることができます。このモデルを使用してより複雑な押出機にプロセスをスケール

  • Chemical Engineering

    07:51
    ガス吸収

    ソース: マイケル g. ベントンとケリー ・ m ・ ドゥーリー、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    ガス吸収体は、ガス流から汚染物質を削除する使用されます。複数の設計は、1この目的を達成するために使用されます。充填層列使用ガスと液体ストリームにより、カウンター互いを充填したカラムに梱包材、セラミックス、金属、プラスチックなど緩やかなまたは構造化された梱包1です。充填層では、パッキングによって作成された表面領域を使用して、2 つのフェーズ1の間の効率的な接触の最大の量を作成します。システムは、低いメンテナンス、高速大容量転送レート1腐食性物質を処理できます。スプレー列は、定数の直接接触移動ガス、液体ガスの流れ

  • Chemical Engineering

    11:32
    気液平衡

    ソース: マイケル g. ベントンとケリー ・ m ・ ドゥーリー、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    気液平衡は、一般的なプロセス設計環境のモデル化、蒸留などのエンジニア リングに最も重要です。混合物の成分の相互作用を理解することは非常に重要なこのような区切り記号を解析、設計、運用です。活量係数は、関連混合物組成と分子間相互作用のための優れたツールです。分子間相互作用パラメーターの検索には、予測モデルを用いた混合物の活量係数のすることができます。

    気液平衡蒸留などの化学業界での一般的なプロセスで重要な要因であります。蒸留は、液体をその沸点に区切ってのプロセスです。液体混合物は蒸留装置または列に供給し、煮します。気液平衡データは決定か液体混合物を分離するのに便利です。液体の沸点が異なるため 1 つの液体は蒸気に沸騰し、他は液体として滞在し、ユニットを介してドレインしながら列に上昇します。プロセスは非常に様々

  • Chemical Engineering

    11:19
    トレイ蒸留効率に還流比の影響

    ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    トレイと充填カラムが両方用い蒸留、吸収、およびストリップの分離操作のため。1,2この実験の目的は、アルコール (メタノール、イソプロパノール) と多孔板トレイの水の混合物を蒸留し、蒸留平衡の仮定に従うに基づいてどのように密接に単純な理論。ふるいトレイは、液体および蒸気の間最大の界面領域を提供します。P & ID 概略図 (各トレイは、サポート プレートの穴を含んでいる) ふるいトレイの蒸留システムは付録 A で見つけることができます

    このデモでは、トレイ蒸留ユニット (TDU)念を含む蒸留の基礎をカバーしています。2

  • Chemical Engineering

    09:20
    液-液抽出の効率

    ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    液-液抽出 (LLE) は蒸留の代わりに用いる分離技術とどちらか: (a) 分離する化合物の相対的なボラティリティが非常に似ています。(b) 1 つ以上の混合物成分の環境状態にも近い敏感な温度は、します。(c) 蒸留には、非常に低圧または非常に高い留出油/飼料の比率を必要があります。1物質移動の原動力は、2 つ他不混和性または部分的に水溶性のストリーム (フィードと溶媒) の 1 つのマテリアル (溶質)率にもフェーズの偏在から両方遅い大量転送 (蒸留のような 1 つではなく 2 つの液体抵抗) から、多くの場合が発生します。抽出と全体的なカラム効率両方溶質回収撹拌速度の影響が評価されます。

  • Chemical Engineering

    10:59
    液相反応: しょ糖

    ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    バッチと連続流反応器は、触媒反応で使用されます。固体触媒および連続的な流れを使用して、パックされたベッドは、最も一般的な構成です。充填層のような原子炉は、"流れ"をプラグインとして広範なリサイクル ストリームがない場合は、通常モデル化します。他の最も一般的な連続炉、撹拌槽、完全に混合すると仮定されます。1充填層反応器の有病率の理由の一つは、ほとんどの攪拌槽の設計とは異なりリアクター容積の比率に大きい壁領域はより急速な熱伝達を促進すること、です。ほぼすべての原子炉の熱の追加または撤退場所を取る望ましい反作用の温度を制御する必要があります。

    簡単な (シリーズの撹拌槽) - 流体力学の動態に及ぼす影響をも分析します。

  • Chemical Engineering

    11:40
    化学修飾によるサリチル酸の結晶化

    ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    生化学の処理には、小さな分子から大きなまたは液体から固体を分離する必要がある共通のすべての結晶、超遠心分離、膜ろ過と分取クロマトグラフィーなどの単位操作が含まれます。これらの結晶は容積トン数の観点から最も重要です。そのため、製薬、化学、食品加工業界で採用されて一般的です。重要な生化学的な例は、キラル分離、抗生物質の1浄化、アミノ酸の前駆体、3と多く他製薬、4-5食品添加物、6-7農薬から2分離浄化。 スイング」結晶化急速には、基本的な、基本的なナトリウムサリチル酸塩 (鼻) 水溶液の反応からサリチル酸酸 (SAL) (アスピリン前駆体) の結晶を生成するデモンストレーションと硫酸 (H2SO4) どこでも 40-80 ° C から11 Na+ + 0.5 H24サルサル (ppt) + Na+ + 0.5、42- 副産物の硫酸ナトリウムのまま水溶性です。装置から成っている 2 つのフィード タンク、3 変数速度 (蠕動) ポンプ、晶析装置 (おおよその均一な温度と濃度、~ 5 L 攪拌タンク)、電源コント ローラー、製品タンク、温度制御のためお風呂循環とNaOH 溶液 (必要な場合) とフィードの再生用化粧タンク。残留可溶性サリチル酸イオン用紫外可視分光計によって分析されるサンプルとサリチル酸結晶製品を乾燥し、圧迫されます。PH プローブは、反応条件が変更されるとき、定常状態を確認する使用できます。

  • Chemical Engineering

    10:39
    充填層反応器内の単相および流れ

    ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    この実験の目的は、単相および気液二相 (液) の流れの典型的な充填層反応器での偏在の大きさを決定し、この偏在の圧力損失に及ぼす影響を評価することです。トレーサーを使用して滞留時間分布と分散の概念を導入し、これらの概念は物理の偏在に関連.

    単相流のチャネリングは、壁に沿ってベッド断面の大きい部分を通って優遇の流れによって行われます。二相流のチャネリングすることができます、さらにもっと複雑な原因から結果、単純な二相流理論はほとんど充填層の圧力損失を予測します。設計目標は、設計流量の最適なベッド、粒子径を見つけることによって、解決を最小限に抑える方法でベッドを梱包してチャネリングの範囲を最小限に抑えるために常にです。どのくらいの偏在が発生する可能性を定量化する過剰その発生を考慮してユニットを設計することが重要です。

  • Chemical Engineering

    10:01
    ポリジメチルシロキサンを付加重合の動力学

    ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    ポリマーは、分子の長いチェーンに化学的に結合している多くの繰り返しの単量体の単位から成る。彼らは、物性、化学構造、分子量の重合度によって影響を受けているの広い範囲を示します。高分子産業では、何千ものさまざまな商用製品の原料を製造しています。1,2

    このビデオの目的は、付加重合反作用を実行し、粘度を使用してポリマーの分子量を決定する方法を理解する結果として得られる製品を評価することです。さらに、この実験はどのように分子量をモノマー変換に関連付けることができますを調査します。

  • Chemical Engineering

    08:55
    エチレンの触媒反応: 水素化

    ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    エチレン (C2H4) エタン (C2H6) の水素化は、しばしば新しい金属触媒を特徴付けることモデル還元反応として研究されています。1-2サポートされているニッケルは、この反応の最も活動的な金属触媒ではない、それは < 200 ° C で反応の起こることができるアクティブです

    反応は通常吸着・解離水素 (H2) 吸着エチレンと反応を伴います。つまり、両方の水素原子とエチレン分子フォーム社債金属サイト (ここで示さ"S")。S とエチレンの強い結合水素エチレン、エタン、吸着がなく形成に追加するように十分に二重結合を弱めます。

    この実験の目的は、まず、反応分

  • Chemical Engineering

    08:43
    スピンと寒さ

    ソース: マイケル g. ベントンとケリー ・ m ・ ドゥーリー、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

    スピンし、寒さは、わずか 2 分で 38 F に飲料を冷やすに熱伝達と流体の流れの基礎を使用します。冷蔵庫約 240 分、氷の胸がかかる同じ温度を達成するために 40 分。スピンし、寒さもこれは、「優しく」は、ほとんど、あるいは全く泡が作成されます 500 rpm で回転で主張しています。

    この実験では、レコードの速度でソフトド

JoVE IN THE CLASSROOM

PROVIDE STUDENTS WITH THE TOOLS TO HELP THEM LEARN.

JoVE IN THE CLASSROOM