財団法人塩事業センター

高濃度塩化物イオン水溶液中における銅の溶存種（Cu,²⁺,CuCl⁺）ごとの陽イオン交換膜透過性について透過速度モデル式を用いて検討した。銅イオン透過速度モデル式はモデルカチオン透過速度モデル式及び平衡定数を用いる溶存種の溶存割合推定式より作成した。作成した銅イオン透過速度モデル式及び実験データを用いてCu²⁺、CuCl⁺透過速度を算出した。その結果、低塩化物イオン濃度領域においてはCu²⁺透過速度のしめる割合が大きく、高塩化物イオンにおいてはCuCl⁺透過速度が銅イオン透過速度に占める割合が大きく、銅イオンに特徴的な透過挙動を定量的に説明することが出来た。またCuCl⁺は1価カチオンであるKとまた、Cu²⁺は2価イオンであるCa²⁺と類似の透過挙動を示すことが解った。

製塩工程の自動化、省力化を目的として、製塩工程に適用可能な赤外全反射減衰法による晶析缶の缶内液組成測定について検討を行い、缶内液組成自動測定システムを構築した。本自動測定システムは缶内液を一定割合に希釈するための自動希釈機能および2種類の校正溶液の吸光度差を用いて簡易に検量線を校正する自動校正機能を持つシステムである。本自動測定システムを用いて製塩工場の缶内液組成測定の工程試験を実施した。その結果、缶内液中の塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム濃度が実用上十分な精度で安定的に自動測定可能であり、特に塩化マグネシウムについては高精度に測定可能であった。また、自動測定システムの工程適用における問題点はすべて解消することができ、40時間トラブルなしの連続自動測定を実現し、システムの信頼性が確保できた。

本研究では重回帰分析法を用いる組成測定法において2種類の校正試料を用いて検量線を短時間で簡易に校正する方法について検討した。本校正法は2種類の校正試料の吸光度差を用いて測定試料の吸光度差を補正する方法である。缶内液相当溶液を10/7倍希釈した溶液を測定試料として塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウムの各成分についても校正を行った結果、校正を行った場合の誤差は検量線とほぼ同等であった。また、校正なしの場合と比較して校正を行った場合の方が平均誤差の平均値は小さくなった。

以上の結果より、本校正法は多数の検量線試料を用いて重回帰分析法により作成した検量線を2点の校正試料により短時間に簡易に校正する方法として有効であることが分かった。また、本校正法は固有の赤外吸収を持つ多成分系の試料の組成測定を行う場合や赤外光以外(近赤外光、紫外可視光、蛍光等)の分光光度法による分光データを用いて組成測定を行う場合においても適用が可能であると考えられる。さらに、重回帰分析法以外の多変量解析法(PLS法等)により作成された検量線に対しても応用が可能であると考えられる。

製塩工程の自動化、省力化を目的として赤外全反射減衰法による組成測定法を用いるかん水の自動測定システムを構築し、赤穂海水(株)においてかん水組成測定の工程試験を行った。その結果、マグネシウムイオンについては分析値と比較して測定値の変動は大きく、精度の良い測定は困難であったが、ナトリウムイオンおよび塩化物イオンについては分析値と比較して測定値の変動は同程度であり安定的で高精度な測定が可能であった。硫酸イオンについては分析値と比較して測定値の変動は同程度であったが、校正溶液とかん水の密度の違いにより分析値に対して測定値がずれる傾向が見られた。このため、密度と相関の高い塩化物イオン濃度の測定値を用いて補正した硫酸イオンの吸光度差を用いて濃度算出することにより高精度な測定が可能となった。また、26時間トラブルなしの連続自動測定を実現し、本測定システムの信頼性を確保することができた。さらに得られた測定値は製塩工程管理や生産管理の指針として利用することができる。

光学式変位計と赤外線水分計を用いる塩製品粒径および水分のインライン測定法について検討した。本測定法を製塩工程の平均粒径400～1,000μm、水分0.9～1.6％の塩製品測定に適用した結果、平均予測誤差は平均粒径について31μm、水については0.045％と良好なインライン予測が実現できた。このため、本測定法は粉粒体工業の工程管理に適用可能であることが示唆された。

晶析プラントの操作設計を主体とした研究成果について講演を行う。主要な内容は、1)晶析装置設計線図に描かれる特殊操作線の性質とその特性から考察した必要な操作について解説。2)微結晶溶解操作、種晶添加操作を対象にした実験的な検討を行い、無次元晶析装置設計線図を提案。3)ニューラルネットワークを用いた新しい晶析装置操作設計についての提案である。