新分離操作開発による化学プロセスの高効率化

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化学工業におけるエネルギ-消費は、製造業全体の約1/3を占めており、その中では分離工程の消費割合が高いと言われている。ここでは、多数の分離操作が組み合わさっている、希土類元素およびバイオ生産物の製造プロセスに焦点をあて、その分理工程の高効率化をはかると共に、エネルギ-消費量の少ない新分離操作の開発を行い、以下の成果を得た。(1)バストネサイト、尋烏鉱ならびに燐酸塩系の希土鉱石に対してアルカリ水熱分解法を適用し、温度及びアルカリ濃度の影響を明らかにした。(2)イットリウムと重希土類金属間の分離係数を大きくすることが可能な各種油溶性錯化剤を合成し、その作用機構を明らかにした。(3)還元拡散法により、希土原料からニッケルー希土系の水素吸蔵合金を直接製造する研究を行い、還元剤の有効性を示した。特にCa還元により得られたNi_5Rmの水素吸蔵量が大きいことを明らかにした。(4)循環式フリ-フロ-電気泳動装置を試作して、各種アミノ酸ならびにタンパク質の分離精製実験を行った。さらに移動論モデルを構築し、数値解析により、各操作因子の影響を明らかにした。(5)複数本の液体クロマトカラムの組み合わせにより、三成分の連続分離が可能であることを実験的に確認した。(6)アルコ-ル脱水素酵素(ADH)を、アフィニティ水性二相抽出により分離精製した。6%の抽出剤添加することにより、ADHの選択性が最大になることを見いだした。(7)分離目的抗原タンパク質とアフィニティクロマト分離に適した抗体を得る方法を明らかにした。得られた抗体を用い、組換え酵母分泌αーアミラ-ゼを1段分離操作で高純度で分離することに成功した。(8)2成分分離系に対して、分離要求を満足させる最適シ-ケンスの候補をシステマチックに求める手法を開発した。