2023年 理工学部 シラバス - 物質応用化学科
設置情報
| 科目名 | 物質分離工学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物質応用化学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 松田 弘幸 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜4 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | L34N |
| クラス | A､ B | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | いわゆる化学製品をつくるための化学工業のプロセスは大別して反応と成分分離プロセスよりなっており，その約80%は分離プロセスによって占められている．物質分離工学では有用な各種の成分分離操作を学び，その原理と計算法を説明することができる． 本授業科目はDP1・3・5及びCP1・3・5に該当しています． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」 対面授業を行う．新型コロナウイルス感染症と診断，濃厚接触者と特定された場合，またはインフルエンザと診断された場合は，「新型コロナ・インフルエンザ罹患等申請システム」で必ず報告し，別途録画したオンデマンド動画で受講すること． 授業内容のより深い理解のため，演習ならびにレポート提出を実施する． |
| 履修条件 | 選択 「基礎物理化学」「量論化学工学I, II」（学部1, 2年），「化学II」「基礎化学工学」「物理化学・化学工学実験」（短大1, 2年）の講義で修得した化学工学の基本（物質収支，エネルギー収支，物性の基本） |
授業計画
| 第1回 | 化学工業のプロセスの構成および成分分離プロセスの重要性を説明し，物質分離工学の講義の範囲および位置づけを述べる． 液体混合物の代表的分離法である蒸留の原理およびその基礎物性である気液平衡関係を説明する． 【事前学習】シラバスの内容を確認の上，授業に臨むこと．教科書62ページから64ページを読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義で説明した蒸留の原理およびその基礎物性である気液平衡関係を復習すること．(120分) |
|---|---|
| 第2回 | 理想溶液の気液平衡の計算法の説明および問題練習を行う． 【事前学習】教科書65ページから68ページを読んで理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った理想溶液の気液平衡の計算に関する問題をもう一度解くこと．また，理想溶液の気液平衡の計算に関する問題練習（レポート）を行うこと．(120分) |
| 第3回 | 前回の理想溶液の気液平衡の計算に関する問題練習（レポート）の解説を行う． 非理想溶液の気液平衡の計算法の説明および問題練習を行う． 【事前学習】教科書68ページから70ページを読んで理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った非理想溶液の気液平衡の計算に関する問題をもう一度解くこと．また，非理想溶液の気液平衡の計算に関する問題練習（レポート）を行うこと．(120分) |
| 第4回 | 前回の非理想溶液の気液平衡の計算に関する問題練習（レポート）の解説を行う． 蒸留の基本操作である単蒸留とフラッシュ蒸留の説明および問題練習を行う． 【事前学習】教科書71ページから74ページを読んで理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った単蒸留とフラッシュ蒸留の計算に関する問題をもう一度解くこと．(120分) |
| 第5回 | 連続蒸留とその原理を説明する． 【事前学習】教科書74ページから80ページを読んで理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った濃縮部・回収線の操作式，q線をの計算に関する問題をもう一度解くこと．また，濃縮部・回収線の操作式，q線に関する関する問題練習（レポート）を行うこと．復習すること．(120分) |
| 第6回 | 前回の濃縮部・回収線の操作式，q線に関する関する問題練習（レポート）の解説を行う． 連続蒸留塔の理論段数の説明および問題練習を行う． 【事前学習】教科書80ページから86ページを読んで理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った連続蒸留塔の理論段数の計算に関する問題をもう一度解くこと．また，連続蒸留塔の理論段数の計算に関する問題練習（レポート）を行うこと．(120分) |
| 第7回 | 前回の連続蒸留塔の理論段数の計算に関する問題練習（レポート）の解説を行う． 蒸留塔の高さおよび塔径の求め方の説明および問題練習を行う． 【事前学習】教科書86ページから89ページを読んで理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った蒸留塔の高さおよび塔径の計算に関する問題をもう一度解くこと．(120分) |
| 第8回 | 第1回から第7回の講義内容についての演習を行う． 【事前学習】第1回から第7回の講義で解いた練習問題・レポートをもう一度解いて，演習に備えること．(180分) 【事後学習】演習で解けなかった問題をもう一度自分で解くこと．(120分) |
| 第9回 | 気体混合物の成分分離法であるガス吸収の原理および吸収操作の基礎物性であるガス溶解度を説明する． 【事前学習】教科書89ページから90ページを読んで理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義中に説明したガス吸収の原理およびガス溶解度を復習すること．(120分) |
| 第10回 | 連続ガス吸収塔の計算法の説明および演習を行う．また，ガス吸収に必要な最小液流量の説明および問題練習を行う． 【事前学習】教科書91ページから93ページを読んで理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った連続ガス吸収塔および最小液流量の計算に関する問題をもう一度解くこと．また，連続ガス吸収塔および最小液流量の計算に関する問題練習（レポート）を行うこと．(120分) |
| 第11回 | 前回の連続ガス吸収塔および最小液流量の計算に関する問題練習（レポート）の解説を行う． 液体混合物の成分分離法である液液抽出の原理と抽出操作の基礎物性である液液平衡関係を説明する．抽出法として単抽出の説明および問題練習を行う． 【事前学習】教科書94ページから100ページを読んで理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義中に説明した液液抽出の原理と液液平衡関係を復習すること．また，単抽出の計算に関する問題練習（レポート）を行うこと．(120分) |
| 第12回 | 抽出法として多回抽出の説明および問題練習を行う． 【事前学習】教科書101ページから103ページを読んで理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った単抽出および多回抽出の計算に関する問題をもう一度解くこと．また，多回抽出の計算に関する問題練習（レポート）を行うこと．(120分) |
| 第13回 | 前回の単抽出および多回抽出の計算に関する問題練習（レポート）の解説を行う． 第9回から第12回の講義内容についての演習を行う． 【事前学習】第9回から第12回の講義で解いた演習問題・レポートをもう一度解いて，演習に備えること．(180分) 【事後学習】演習で解けなかった問題をもう一度自分で解くこと．(120分) |
| 第14回 | 第8回目および第13回目の演習の解説を行う． 【事前学習】第8回目および第13回目の演習において，自分で解けなかった問題について質問できるようまとめておくこと．(120分) 【事後学習】講義中に解いた例題・練習問題・レポートの問題，および第8回目および第13回目の演習の問題を繰り返し自分で解いて，理解度確認レポートに備えること．(180分) |
| 第15回 | 本講義の「理解度の確認」を「定期試験期間中に定期試験」で行う．その後，その解説を行う． 【事前学習】講義中に解いた例題・練習問題・レポートの問題，および第8回目および第13回目の演習の問題を繰り返し自分で解いて，「理解度の確認」に備えること．(240分) 【事後学習】「理解度の確認」で解けなかった問題をもう一度自分で解くこと．(120分) |
その他
| 教科書 |
日秋俊彦 編著，児玉大輔・栗原清文・松田弘幸・佐藤敏幸・松本真和 著 『標準化学工学Ⅰ 収支・流体・伝熱・平衡分離[9784254250404]』 朝倉書店 2018年
学部1年次からの入学生
【基礎物理化学（化学工学）の教科書と同じです】
短大ものづくり・サイエンス総合学科からの編入生
【基礎化学工学の教科書と同じです，教科書を持っていない人は，購入してください】
|
|---|---|
| 参考書 |
『物質分離工学』 栃木勝己 分離技術会 2010年
小島和夫，越智健二，本郷尤，加藤昌弘，鈴木功，栃木勝己 『入門化学工学[9784563041946]』 培風館 1996年 第2版
|
| 成績評価の方法 及び基準 |
定期試験70%，演習10%，レポート20% |
| 質問への対応 | 講義中・終了後．E-Mailでも可能です． |
| 研究室又は 連絡先 |
物質応用化学科化学工学研究室（駿河台校舎2号館1階215号室） メールアドレス（「あっと」は，半角@に直してください） 松田弘幸：matsuda.hiroyuki あっと nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 16:30 ～ 17:30 2号館1階215号室
木曜 駿河台 10:00 ～ 12:00 メールで随時対応する
|
| 学生への メッセージ |
・講義中の例題の解法や，演習に関数電卓が必要です．毎回の授業で，授業開始の段階で関数電卓を机の上に置いて授業に臨んでください． ・練習問題のPDFファイルを，CST-VOICEからダウンロードおよび印刷してください．毎回の授業で，授業開始の段階で印刷した練習問題を机の上に置いて授業に臨んでください． ・化学工学の問題は一見すると複雑で，計算量も多いので，苦手意識を持つ学生がたくさんいると思います．しかし，基本的な知識や単純な発想を十分に活用していけば簡単に解くことができるのです．このことを講義，とくに問題演習で示していきます． |