財団法人塩事業センター

2価陽イオン難透過処理陽イオン交換膜における銅イオン透過速度の挙動について検討を行った。低電流密度下における銅イオン透過速度については、前報のイオン透過速度モデル式を拡張し、その有用性を検討した。拡張透過速度モデル式の有用性の検討は以下の方法でおこなった。実験値よりパラメータαCu²⁺、αCuCl⁺を算出し、得られたパラメータを用い、拡張透過速度モデル式より得られた銅イオン透過速度の解析値と実験値を比較した。

結果、解析値は実験値とほぼ同様の値を示し、式の有用性が確認された。
次に、同式を用い高電流密度下における銅イオン速度の詳細な解析を行った。解析から、低供給液塩分濃度下ではCu²⁺の、また高供給液塩分濃度下ではCuCl⁺の透過速度が銅イオン透過速度に強く影響を与えていることが解った。

さらにCu²⁺イオン単位透過速度を算出し、Ca²⁺イオン単位透過速度との比較を行った。Cu²⁺イオン単位透過速度の電流密度、及び供給液塩分濃度の変化に対する傾向は、Ca²⁺イオンの傾向と非常に類似したものであった。

本報告では、まず、標記装置を製塩工程に導入して連続測定の検証を実施した。その結果、吸光度の測定、沈内溶液のろ過、静置からなるシーケンス制御を構築することにより、良好に連続測定ができることを確認した。次に、本装置が工程操作の省力化、合理化に寄与することを提案した。

赤外ATR法を用いる製塩工程溶液の組成測定法について検討を行い、製塩工程に適用可能な塩類溶液組成自動測定システムを開発した。本報告では本自動測定システムの製塩工程における適用の問題点の把握、解消および測定精度の検証を行うために赤穂海水(株)において実施した蒸発缶缶内液組成自動測定の実工程試験の結果を示す。

6組の波数のうち校正溶液の吸収強度が希釈溶液の吸収強度の範囲から外れている2組の波数を除いた4組の波数の吸収強度を用いて作成した重回帰式を検量線として各組成測定を行った。いずれの成分についても精度良く測定可能であった。また、検量線の予測値と測定値の平均自乗誤差が同程度であることから、本測定方法自体の測定精度の限界に近い精度で成分濃度測定が可能であった。以上の結果から、工程適用における問題点は解消され、40時間トラブルなく、精度良い連続自動測定が実現できたことから、自動測定システムの信頼性を確保できたと考える。

粒径および付着母液を調製した塩化ナトリウム結晶の実測した平均粒径、水分およびMg濃度と赤外線吸光度の関係からこれら3項目の測定方法について検討した。その結果、各項目の寄与率が異なる6種の測定波長と、さらに別の1種の参照波長を選定することでこれらの同時測定を精度よく行えることが明らかとなった。

塩製品の粒径、水分は品質管理上重要な因子であり、これらをインライン測定できるシステムの開発が望まれている。著者らは、表面を平滑にした塩層粗さが塩製品の粒径に依存することに着目し、移送ラインであるベルトコンベア上において光学式変位計により測定した塩層の変位を用いて平均粒径を測定する方法を開発した。また、水分管理に従来から用いられている赤外反射式水分計を用いて測定される水分値の粒径、比表面積依存性を光学式変位計により補正する方法についても開発し、これらの測定、補正法の工程への適用について検討するためダイヤソルト(株)において工程基礎試験を実施した。その結果、平均粒径の平均予測誤差は31μm、水分値の平均予測誤差は0.061％と実用上十分な精度が得られた。

食塩中の低含有量のヘキサシアノ鉄(Ⅱ)酸塩の分析精度を向上させることを目的に、ヘキサシアノ鉄(Ⅱ)酸の鉄塩をMFによって分離し、測定する方法を検討した。蛍光X線によるFe強度による測定を試みたが、バラツキが大きく、定量的な測定は難しいと考えた。しかし、本方法は、ろ別後のフィルターを直接測定する簡便法であり、半定量的な測定法として活用できると考えた。

次に、鉄塩をメンブレンフィルターごと溶解･分散させ、吸光度の測定を行った。N,N-Dimethylformamideによってメンブレンフィルターを攪拌溶解させた後、10分間超音波による分散を行った。その溶液を25mlに定容し、吸光度の測定（720nm、5cmセル使用）を行った。その結果、検量線がR2=0.995と直線性が良く、RSD=6.7％と良好であり、本方法が適用できると判断した。以上の結果より、本法で100gの試料を処理することによって、従来法の1/10濃度である0.1mg/kgのヘキサシアノ鉄(Ⅱ)酸塩の定量が可能となった。

包装袋設計の基礎的データを収集する目的で塩化ナトリウムおよび海塩成分の臨界相対湿度とフィルム透湿度を測定し、塩の吸湿量との関係を明らかにした。

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。

製塩工業晶析装置における計測技術について、当研究所で開発した結晶懸濁密度、缶内液組成および懸濁結晶粒径分布のインライン測定を紹介すると共に、現在結晶制御技術の開発で検討している動的粒径制御モデルの一端を紹介する。