化学者のためのプロセス工学 [S1/S2][対面]

開講年度

2025年度

開講学期

前期

科目名

化学者のためのプロセス工学

授業種別

講義

科目名（英語）

Process Engineering for Chemist

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A1100081 化学者のためのプロセス工学 [S1/S2][対面]

担当教員

赤松憲樹

単位数

2.0単位

曜日時限

水曜5限

キャンパス

新宿

教室

A-0762教室

学位授与の方針

1 基礎知識の修得 0 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 100 ％
3 汎用的問題解決力の修得 0 ％
4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％

具体的な到達目標

・物質収支，エネルギー収支を計算できる
・流体の流動状態を議論でき，流体輸送の圧力損失を計算できる
・物質移動，熱移動を定量的に取り扱える
・ガス吸収，蒸留の分離メカニズムを理解し，簡単な設計ができる
・反応速度式を用いて反応器の簡単な設計ができる

受講にあたっての前提条件

・化学プロセスに関心があること．
・1年次科目「微分」，「積分」，「偏微分」，「応用化学基礎実験(演習部分)」，「物理化学I」，「物理化学演習I」，および2年次科目「物理化学II」，「物理化学演習II」の内容を理解していること．

授業の方法とねらい

ある化学製品を製造するとき，さまざまな装置・機器を用いて原料を物理的・化学的に変化させることになるが，可能な限り原料ロスを抑え，高品質の製品として，低コストで製造できることが望ましい．もちろん環境に有害な化学物質を廃棄することは認められない．そのためには，どのような化学装置をどのような組み合わせで，どのような条件で運転すれば良いか，明らかにする必要がある．このように化学工学は，化学工業における生産を最適化する学問として発展したが，近年では環境・エネルギー分野，さらにはデバイス開発，高機能材料開発といった分野でも，大きな役割を果たす学問へと拡がっている．この授業では，「どう作るか？」を考える化学工学の基礎を学ぶ．化学者の素養として，「収支を取る」，「アナロジーを見出す」，「システム全体を見て律速段階を見極める」といった化学工学の”肝”を習得してほしい．

AL・ICT活用

特に活用しない

第1回

授業形態

対面

事前学習

微分(1年1Q)，積分(1年2Q)，偏微分(1年3Q)，応用化学基礎実験の演習(1年3-4Q)，物理化学I(1年3-4Q)，物理化学II(2年1-2Q)の内容を復習しておく

2時間

授業内容

物質収支1−反応を伴わない場合

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第2回

授業形態

対面

授業内容

物質収支2−反応を伴う場合

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第3回

授業形態

対面

授業内容

エネルギー収支1−反応を伴わない場合

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第4回

授業形態

対面

授業内容

エネルギー収支2−反応を伴う場合

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第5回

授業形態

対面

授業内容

移動現象1−流動(層流と乱流，管内流の速度分布)

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第6回

授業形態

対面

授業内容

移動現象2−流動(流体摩擦係数，圧力損失)

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第7回

授業形態

対面

授業内容

移動現象3−物質移動(拡散，対流)

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第8回

授業形態

対面

授業内容

移動現象4−熱移動(伝導，対流，放射)

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第9回

授業形態

対面

授業内容

分離工学1−ガス吸収

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第10回

授業形態

対面

授業内容

分離工学2−蒸留(単蒸留，レイリー式)

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第11回

授業形態

対面

授業内容

反応工学1−回分反応器

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第12回

授業形態

対面

授業内容

反応工学2−連続槽型反応器(CSTR)

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第13回

授業形態

対面

授業内容

反応工学3−押し出し流れ反応器(PFR)

事後学習・事前学習

授業内容を復習し，演習問題を解き直しておく

4時間

第14回

授業形態

対面

授業内容

学期末筆記試験

事後学習・事前学習

授業の内容を総復習しておく

4時間

第15回

授業形態

遠隔（オンデマンド）

授業内容

発展学習：反応工学4−バイオリアクター
授業，および試験について講評する

事後学習

講評を受け，各自必要な箇所を復習し，理解を定着させること

2時間

成績評価の方法

試験で評価する．6段階のGrade(A+, A, B, C, D, F)で評価し，D以上の者を合格とする．

受講生へのフィードバック方法

授業で扱う演習問題は基本的に授業内で解説するが，一部の問題に対してはKU-LMSを利用してフィードバックを与える．

教科書

指定教科書なし．KU-LMSを利用して，毎回pdfファイルにて資料を配布する．
授業には毎回，関数電卓（solve機能を有するもの）を持参すること．

参考書

特に指定しないが，必要に応じて，以下のような化学工学の入門書を参照すると良い．
・はじめて学ぶ化学工学　草壁克己，外輪健一郎　(丸善出版)
・化学工学概論　小菅人慈　(実教出版)

オフィスアワー

前期：水曜日 17時30分〜18時30分（新宿19階A1973）

受講生へのメッセージ

化学工学のおもしろさを味わって下さい．

実務家担当科目

実務家担当科目ではない

実務経験の内容

教職課程認定該当学科

該当なし

その他の資格・認定プログラムとの関連

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