超臨界CO₂プロセスの基礎と応用：

化学プロセス開発と物性解析の実践

◆第一部◆　超臨界・亜臨界域を含む高圧二酸化炭素を利用した化学製造プロセスの設計法

◆第二部◆　超臨界CO2系の物性測定と計算技術

【提携セミナー】

主催：株式会社R&D支援センター

◆セミナー趣旨

◆講演内容は、国際的に拡がる亜臨界・超臨界流体研究開発の中でも、近年飛躍的に進展する物性や理論研究を中心にわかりやすく解説したいと考えています。キーワードは、相平衡や溶媒密度、溶解度、分配係数、溶解度パラメータといった基礎物性はもとより、熱力学・物理化学・化学工学・計算科学・高圧科学などの専門分野を横断した数値シミュレーションの方法までに及びます。先行事例を含め、フィージビリティスタディについて言及したいと考えています。各論では、代表的な単位操作におけるコンセプトモデリングの事例を示しますので、表計算ソフトウェアやプログラミングの基礎の習得にもつながります。実験の理論最適化を目指す上でノウハウを体感できるよう工夫したいと考えています。

参考図書：　『拡がる超臨界・亜臨界研究の世界 ～基礎的理論と解析～』　大田昌樹 著
東北大学大学院工学研究科附属超臨界溶媒工学研究センター　溶媒要素技術部　監修
https://www.tups.jp/book/book.php?id=490

◆超臨界 CO₂ は、低粘度・高拡散性・高溶解調整性といった独自の物性を併せ持ち、分離プロセスや機能性材料の創製、環境調和型プロセスなど、幅広い産業分野で利用が拡大しています。本講演では、これらの応用の基盤となる「平衡物性」と「輸送物性」に焦点を当て、超臨界 CO₂ 系を正しく理解し、実務に適用するための測定技術と計算手法を体系的に解説します。具体的には、静置法・流通法・循環法・分光法などの測定アプローチの特徴と使い分け、測定精度を左右する操作上の注意点、安全性確保の要点について紹介します。また、Peng–Robinson や PC-SAFT といった代表的な状態式に基づく相平衡計算手法を取り上げ、気液平衡・溶質溶解度・ポリマー中への CO₂ 溶解度などの具体例を通して、計算の考え方と適用範囲を示します。超臨界 CO₂ の基礎理解から材料開発・プロセス設計への応用まで視野に入れ、現場で役立つ実践的な知識を提供することを目的とします。

◆習得できる知識

◆超臨界・亜臨界域を含む高圧二酸化炭素を利用した化学製造プロセスについて，グリーン溶媒の選定基準をまず確認し，臨界特性に基づく基礎物性の探索・理論計算方法などを習得しつつ，実用レベルを意識した実験設備の設計や効率的な製造プロセスが導けるようになる。また，蒸留や液液分離などの常圧プロセスとの違いや特徴を理解した上で，エネルギー効率やコスト，SDGｓなどにも配慮した形で，受講者が独自の視点で技術革新を生み出せるよう技術を伝承させたい。

◆超臨界 CO₂ の平衡物性・輸送物性の基礎を理解できる。

• 静置法・流通法・循環法など主要な測定法の原理と使い分けを習得できる。
• 相平衡計算の基本的な進め方を理解できる。
• 測定精度を高めるための実務的ポイントや高圧実験の注意点を習得できる。
• 物性評価の知識を材料開発やプロセス検討に応用できる。

◆受講対象

製造業務にたずさわって2~3年の若手技術者や新人の方。
新規事業や技術イノベーションに興味・関心をおもちの方。
超臨界 CO₂ を利用した分離プロセスや材料開発、物性評価に関心をお持ちの技術者・研究者の方々であれば、広くご参加いただけます。

◆必要な前提知識

特に予備知識は必要ありません。基礎から応用について詳しく解説いたします。

担当講師

◆東北大学　大学院工学研究科　化学工学専攻　准教授
博士（工学）　大田 昌樹氏

【ご専門】化学工学，超臨界流体工学，熱力学，物理化学，計算科学
【ご経歴】2002年　東北大学工学部生物化学工学科 卒業
2007年 東北大学大学院工学研究科博士課程 修了・博士（工学）取得
2007年 東北大学大学院工学研究科助教 採用
2010年　ドイツ・カールスルーエ大学客員研究員　採用
2019年　東北大学大学院環境科学研究科准教授 昇任
2022年　東北大学大学院工学研究科准教授 配置換，現在に至る
※経済産業省プロジェクト（官民による若手研究者発掘支援事業）に参画中

◆広島大学　大学院先進理工系科学研究科化学工学プログラム　准教授
博士（工学）　宇敷 育男氏

【ご専門】化学工学，超臨界流体工学，基礎物性工学
【ご経歴】東北大学工学部化学・バイオ工学科を2009年に卒業後，同大学大学院にて化学工学を専攻し，2014年に博士（工学）を取得。日本学術振興会特別研究員（PD）を経て，2017年より広島大学に着任。2023年より准教授。
専門は 基礎物性工学，超臨界流体工学，高圧流体物性，吸着平衡・輸送現象，機能性多孔体材料の創製プロセス。超臨界CO₂を利用した分離・精製プロセス，高機能材料の含浸・担持技術，新規CO₂吸収材の開発なども含めて，化学工学熱力学と物性評価に基づく研究を推進している。
学協会活動として，化学工学会 基礎物性部会，超臨界流体部会にて委員・幹事等を務める。2020年度には 化学工学会研究奨励賞（實吉雅郎記念賞） を受賞。

セミナープログラム（予定）

◆第一部◆　超臨界・亜臨界域を含む高圧二酸化炭素を利用した化学製造プロセスの設計法

1．はじめに
1-1.　医薬食品飲料・化粧品・化成品などのSDGs対応型製造を目指して
1-2.　グリーン溶媒の選定基準と実験実施方法
1-3.　関連する基礎物性
1-4.　溶解度パラメータ（エントロピー型溶解度パラメータ）

2．物性データの探索法・参考図書・関連するテクニカルターム
2-1.　参考図書と関連Webサイト
2-2.　純成分物性データ探索法
2-3.　関連するテクニカルターム

3．基礎物性と理論計算法
3-1.　溶媒系／溶液系の相平衡
3-2.　溶質がもつ揮発性の尺度
3-3.　飽和溶解度（溶解度）
3-4.　分配係数

4．各論：単位操作（抽出分離）の基礎
4-1. 物質収支の重要性
4-2.　各論①クロマトグラフィー
4-3.　各論②半回分式抽出（超臨界流体抽出）
4-4.　各論③連続分離（亜臨界溶媒分離）
4-5.　その他考え得る製造プロセスと装置的工夫点について

5．おわりに
5-1.　まとめ
5-2.　将来展望

◆第二部◆　超臨界CO2系の物性測定と計算技術

１．超臨界 CO₂ 系の平衡・輸送物性の基礎
1-1．超臨界 CO₂ の特性と相挙動の基本概念
1-2．平衡物性（気液平衡・溶解度）と輸送物性（拡散・粘度）の重要性
1-3．産業応用における物性理解の位置づけ

２．平衡・輸送物性の測定技術
2-1．測定法の分類（静置法・流通法・循環法・合成法・分光法）
2-2．測定精度を高めるための要点
2-3．輸送物性（拡散係数など）の測定例

３．超臨界 CO₂ 系の相平衡計算技術
3-1．相平衡計算の基本：平衡条件と熱力学的基盤
3-2．使用される主要な状態式
3-3．計算例
3-4．Excel・VBA・MATLAB 等を用いた計算実装の考え方

４．まとめと応用展開
4-1．計測と計算の組み合わせによる物性理解の深化
4-2．材料開発・CO₂分離プロセス設計への応用可能性
4-3．今後の展望

公開セミナーの次回開催予定

開催日

【LIVE配信】2026/3/10（火） 10:00～15:00

【アーカイブ配信受講】3/11（水）～3/25（水）（何度でも受講可能）

開催場所

【WEB限定セミナー】※会社やご自宅でご受講下さい。

受講料

非会員： 49,500円 （本体価格：45,000円）
会員： 46,200円 （本体価格：42,000円）

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