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機器の導入、運用、保守と費用対効果 -分析機器は商品を安くできるか?/機器分析学II

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1年のときの講義 スタートアップセミナーの単元 物質から情報を取り出す−分析化学、機器分析、物性化学− を思い出そう。 2年前期の講義 情報処理概論の単元 オペレーティングシステムとデータベース, サプライチェーンマネジメントと電子マニフェスト〜薬品や材料の管理〜 を思い出そう。

導入

部屋の設計と施工

大型の分析機器は,部屋の設計から必要になります.例えば,透過型電子顕微鏡は,3m程度の高さがあり,部屋の天井はそれ以上の高さが必要になります(参考:HITACHI,JEOL. 建物の入り口のそれなりの大きさがないと,搬入できません.重量も数トンとなり,床の耐荷重も数トン/m2が必要となります.

電源や冷却水,停電対応のインフラ設備

分析機器は,電気なくてはうごかないです.交流電源には単相100V, 200V, 三相200Vなどがあり,機器によって複数の電源が必要になります. 事前に施設担当者と話を詰めて,電源工事をしてもらいましょう.例えば,ESR装置は,主磁場を発生させるのに電磁石を使います.この所用電力は,20kVAであり,3相200Vの電源を必要とします. 停電時の対応として無停電電源(UPS)や停電対応の発電機を完備している場合もあります. 太陽光発電は,数10kVAの出力を得るのに,4000万円程度の費用がかかるので,費用対効果が見合わないでしょう. 工場ではラインを停止しないように,スポットネットワークやループ受電など複数のルートから電力会社から電源を受電することがあります. 受電設備には,トランスや碍子引きなどの設計が必要になります.電気の専門家と会話できるだけの教養レベルの知識は身に付けておきましょう.

分析機器は,消費した電力とほぼ同じ熱量を発生させます.これを冷やすため冷却水が必要になります.冷却水の流量は,20kVAの電磁石のESR装置の場合,16L/minの冷却水が必要とされています.

工学部学術情報基盤センターの太陽光発電の受電設計(最大6kVA, 3Φ3W, 200V)
工学部学術情報基盤センターの太陽光発電の受電設備
小白川キャンパス情報ネットワークセンターの非常用発電機(3日間連続稼働可能)

機器の購入費用

機器を購入するときは,購入費用と設置費用が必要になります.

運用

人件費:教育費用

機器を動かすためには,人が必要です. 効果な機器は,オペレータを育てるにも時間と人件費がかかります.

電気代,冷却水

機器を動かすためには,電気も,冷却水も必要になります.真空系をもつ分析機器では24時間真空ポンプを運転することもあります. そのための電気代もかかります.水は資源なので,冷却水はチラーを使って循環して大切に使います.

固定資産税

大学は固定資産税がかかりませんが,一般企業では,機器にも固定資産税が課せられます. 機器を使わなくても,固定資産税は毎年納める必要があります.

消耗品代:試料管,特殊ガス代(アルゴン)

機器によって,消耗品として,試料管,ガラスセル,特殊ガスが必要な機器があります. 消耗品の代金も算出して運用する必要があります. 例えば,超電導磁石を使うNMRでは液体ヘリウムが必要不可欠です. ヘリウムを補充するときには,ヘリウムガスも必要になりっます.

無断借用の対応

分析機器に常備されている部品が無断借用あれ,無くなることがあります.事実上の窃盗です. 同じ社内で探すことなり,かなりのコストがかかります.

課題

機器分析装置の液体窒素デュワー瓶が無くなった?

2017年8月下旬に,ESR室の5Sをしたときに,実験装置の液体窒素デュワー瓶が無くなっていることが分かった. 下の写真のような10L程度の液体窒素が入るデュワー瓶が無くなりました.無くなったデュワー瓶は,ほぼ同じ形で,色が茶色またはベージュ色っぽくなっています. 装置ID:575のIDが記載されています.

5000万円以上するESR装置が置いてあり,教育・研究活動のため,利用者登録をした人は,守衛室から鍵を借りて利用できるようにしています. また,子供向けの実験のモバイルキッズケミラボにも貸し出しいました. 担当の先生に確認しましたが,本紛失とは,無関係との報告を受けている. 利用者にメールを書いて,戻してもらう,または,情報提供を促したが1週間たっても変化はなかった.

好意で貸し出して,実験装置の備品が紛失する母校の状態を改善するために,協力してください. この問題を解決するために,ご近所さんと相談して改善案をノートにまとめてください. まとめたノートをGoogle+に投稿してください.

また,見方または情報をお持ちの方は,伊藤まで連絡いただけますと助かります. Google+に投稿していただいても結構です(加点とします).

保守

定期メンテナンス:メーカオーバーホール

機器によってオーバーホールの定期メンテナンス契約(1年契約)の費用は異なりますが,一般に機器の希望小売価格の数パーセンスの費用が必要です.

汚染対応

機器の測定部位を汚すことがあります.この場合,長時間の洗浄が必要なります. 例えば,誤って高沸点の溶媒の溶かしたサンプルをガスクロマトグラフィーで分析してしまった結果,バックグラウンドに毎回同じピークが出現することがあります.

故障・破損:部品交換またはメーカ修理<

管理者では修理できない場合は,メーカ修理となります.一般に,部品代よりも出張費用と技術料のほうが高いです.

関連講義など


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〒992-8510 山形県米沢市城南4丁目3-16 3号館(物質化学工学科棟) 3-3301
准教授 伊藤智博
0238-26-3573
http://c1.yz.yamagata-u.ac.jp/

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