| 授業科目 化学工学2 |
担当教員 衣笠 巧 |
開講期 前期
| |
| 科目番号 140502 |
対象学年・学科・コース 5年 生物応用化学科 |
単位区分 選択必修 学修単位 |
単位数 1単位 |
| 授業概要・授業方針
物質移動に基づく拡散分離操作の原理を理解し、階段接触方式と微分接触方式の代表的な操作としてそれぞれ蒸留とガス吸収を取り上げて装置設計の基礎を習得する。
|
到達目標
|
|
| 授業要目 | 到達目標 との対応 |
自己点検 |
| 1 | 拡散分離操作：拡散分離操作の分類、物質移動速度とFickの法則 | 1 | |
| 2 | 拡散分離操作:一方拡散と相互拡散 | 1 | |
| 3 | 蒸留:蒸留概説、気液平衡 | 2 | |
| 4 | 蒸留:回分単蒸留、フラッシュ蒸留 | 3 | |
| 5 | 蒸留:連続精留の原理、物質収支（操作線の式） | 4 | |
| 6 | 蒸留:マッケーブシーレの階段作図法、還流比と理論段数の関係 | 4 | |
| 7 | 蒸留:蒸留塔の効率、蒸留装置の構造 | 4 | |
| 8 | 中間試験 | ||
| 9 | 試験返却 | ||
| 10 | ガス吸収:ガス吸収概説、吸収平衡 | 5 | |
| 11 | ガス吸収:吸収速度、二重境膜モデル | 5 | |
| 12 | ガス吸収:向流微分接触、物質収支（操作線の式） | 6 | |
| 13 | ガス吸収:塔高（移動単位数と移動単位高さ） | 6 | |
| 14 | ガス吸収:移動単位数の解析解 | 6 | |
| 15 | ガス吸収:並流操作との比較、吸収塔の構造と設計 | 6 | |
| 16 | 期末試験 | ||
| 17 | 試験返却 |
| 到達達成度の指標（ルーブリック） |
| 到達 目標 |
理想的なレベル（Ａ）の目安 | 標準的なレベル（Ｂ）の目安 | 未到達なレベル（Ｃ）の目安 | 自己評価 |
| 1 | 一次元定常の相互拡散や一方拡散の意味を説明でき、簡単な系の計算ができる | 簡単な系の一次元定常の相互拡散や一方拡散の計算ができる | 簡単な系の一次元定常の相互拡散や一方拡散の計算ができない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 2 | 二成分系気液平衡の相図を読み取ることができ、相対揮発度の計算ができる | 二成分系気液平衡の相図を読み取ることができる | 二成分系気液平衡の相図を読み取ることができない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 3 | 回分単蒸留とフラッシュ蒸留の原理が説明でき、計算ができる | 回分単蒸留とフラッシュ蒸留の基本的な計算ができる | 回分単蒸留とフラッシュ蒸留の基本的な計算ができない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 4 | マッケーブシーレ法の原理が説明でき、精留塔の理論段数を還流比と関連づけて計算できる | マッケーブシーレ法により精留塔の理論段数を還流比と関連づけて計算できる | マッケーブシーレ法により精留塔の理論段数が求められない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 5 | ヘンリーの法則に基づく吸収平衡および物質移動係数を用いた吸収速度に関して説明でき、計算ができる | ヘンリーの法則に基づく吸収平衡および物質移動係数を用いた吸収速度に関する計算ができる | ヘンリーの法則に基づく吸収平衡および物質移動係数を用いた吸収速度に関する計算ができない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 6 | 吸収塔の物質収支に基づく濃度計算ができ、それに基づいてHTUとNTUを算出して塔高を求めることができる | 吸収塔の物質収支に基づく濃度計算ができ、HTUとNTUから塔高を求めることができる | 吸収塔の物質収支に基づく濃度計算およびHTUとNTUからの塔高の算出ができない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 到達度評価
この科目は学修単位科目であるので、（45時間−講義時間）以上の自学自習を必要とする。したがって、科目担当教員が課した課題の内、｛(45時間−講義時間)×3/4｝時間以上に相当する課題提出がないと単位を認めない。（各課題ごとの時間は担当教員が設定する。）定期試験の結果を80%、提出物の内容を20%として評価する。
|
||||||||||||
| 履修上の注意
グループワークを含めた講義形式で行う。拡散物質移動操作は、化学工業において反応操作と並んで重要な位置を占める操作である。本科目では、その装置設計計算の最も基礎的で重要な事項を含んでおり、確実に習得してほしい。
|
||||||||||||
| 事前学習・自己学習・関連科目
本科目の理解のためには、数学（微分積分）、物理化学1（相平衡）、化学工学1（収支計算）の知識を必要とする。
|
||||||||||||
学習・教育目標
|