科 目 | プロセス設計 ( Process Design ) | |||
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担当教員 | 高橋 邦嘉 非常勤講師 | |||
対象学年等 | 応用化学科・5年・通年・必修・2単位 ( 学修単位III ) | |||
学習・ 教育目標 |
A4-C4(100%) | |||
JABEE 基準1(1) |
(d)1,(d)2-a,(d)2-d,(g) | |||
授業の概要 と方針 |
ファインケミカルのプロセス開発は,実機生産設備・運転方法を理解した上で,ラボ実験,パイロット実験を実施し,その結果に基づいて最適運転条件の設定を行いスケールアップする.講義内容は工業化研究(ラボ実験,パイロット実験,実機関連情報など)でよく使用する単位操作について,実例,例題を交えて講義を行うので内容を理解し技術を習得する. | |||
到 達 目 標 |
1 | 【A4-C4】 プロセスの構築・設計,物性推算,流動,計測,伝熱,濃縮のスケールアップの基礎について理解する . | 2 | 【A4-C4】 撹拌,反応,抽出のスケールアップの基礎について理解する. | 3 | 【A4-C4】 蒸留,晶析のスケールアップの基礎について理解する. | 4 | 【A4-C4】 濾過,乾燥,粉体ハンドリング,静電気安全のスケールアップの基礎について理解する. | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
評 価 方 法 と 基 準 |
到 達 目 標 毎 |
1 | プロセスの構築・設計,物性推算,流動,計測,伝熱・濃縮のスケールアップの基礎の理解度について,課題および前期中間試験で評価する. | |
2 | 撹拌,反応,抽出のスケールアップの基礎の理解度について,課題および前期定期試験で評価する. | |||
3 | 蒸留,晶析のスケールアップの基礎の理解度について,課題および後期中間試験で評価する. | |||
4 | 濾過,乾燥,粉体ハンドリング,粉砕・分級,装置材料のスケールアップの基礎の理解度について,課題および後期定期試験で評価する. | |||
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総 合 評 価 |
成績は,試験70% 課題30% として評価する.試験成績は,中間試験と定期試験の平均点とする.100点満点で60点以上を合格とする. | |||
テキスト | 2014年度 プロセス設計 編集:高橋邦壽 |
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参考書 | 「ベーシック化学工学」: 橋本健治著((株)化学同人) 「化学工学便覧」:化学工学会編(丸善) |
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関連科目 | 化学工学I,化学工学II,化学工学量論 | |||
履修上の 注意事項 |
化学プロセスは多くの単位操作の組み合わせで成り立っており,各単位操作の基礎を理解しておくことでプロセス構築に役に立つ.化学技術者として現象を理解し,計算によって数式を解く方法を習得しておくことが大切である. |
回 | 上段:テーマ/下段:内容(目標、準備など) |
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1 | スケールアップ技術I |
ファインケミカルプロセスの特徴,連続とバッチ,開発の流れ,関係部門の関わり,スケールアップ因子などを学ぶ. | |
2 | スケールアップ技術II |
工業化の進め方,データの取得,PFC,物質収支,熱収支PFD,EFD作成などを学ぶ. | |
3 | 物性・シミュレーション |
EXCELソルバー,物性推算,シミュレーションなどを学ぶ. | |
4 | 流動 |
管内圧損失,液体の配管内流動,輸送ポンプなど学ぶ. | |
5 | 計測 |
製造設備で主に使用されている温度,圧力,液面計,流量計などを学ぶ. | |
6 | 伝熱 |
熱の伝わり,総括伝熱係数の算出,伝熱計算などを学ぶ. | |
7 | 濃縮 |
ファインプロセスにおける濃縮操作,操作ポイントなどを学ぶ. | |
8 | 中間試験 |
中間試験 | |
9 | 中間試験の解説・解答および撹拌I |
中間試験を解説・解答する.撹拌翼の種類,特徴,フローパターン,混合特性などを学ぶ. | |
10 | 撹拌II |
撹拌混合の基礎(流動特性,撹拌所要動力)などを学ぶ. | |
11 | 撹拌III |
動力数に与える因子,動力数測定・推算方法,スケールアップの問題点,混合性能推算などを学ぶ. | |
12 | 撹拌IV |
気液混合(気液系の混合操作,KLa測定,気液混合装置)について学ぶ. | |
13 | 撹拌V |
固液混合(粒子浮遊など),液液混合(液液2相系の分散など)について学ぶ. | |
14 | 反応 |
反応熱測定・推算,反応次数,シミュレーションなどを学ぶ. | |
15 | 抽出 |
抽出操作・設備・計算方法,分液速度測定などを学ぶ | |
16 | 定期試験の解説・解答および蒸留I |
定期試験を解説・解答する.抽出操作・設備・計算方法,分液速度測定などを学ぶ. | |
17 | 蒸留II |
蒸留設備,蒸留操作と物性,理想・非理想状態などを学ぶ. | |
18 | 蒸留III |
気液平衡線図,無限活量係数,気液平衡の推算などを学ぶ. | |
19 | 蒸留IV |
Rayleigh式,フラッシュ蒸留,精留計算などを学ぶ. | |
20 | 晶析I |
蒸留実験,精留塔,充填物,蒸留システムなどを学ぶ. | |
21 | 晶析II |
結晶化,溶解度曲線,冷却晶析,データ取得などを学ぶ. | |
22 | 晶析III |
結晶多形,溶液中のコンフォメーションと結晶化,粒度分布測定など学ぶ. | |
23 | 中間試験 |
中間試験 | |
24 | 中間試験の解説・解答および濾過I |
中間試験を解説・解答する.濾過設備(真空,加圧,遠心),濾過乾燥機,遠心分離機など学ぶ. | |
25 | 濾過II |
スケールアップ,濾過理論,濾過比抵抗,圧縮指数などを学ぶ. | |
26 | 濾過III |
遠心濾過,脱液理論,スケールアップ,設備のポイントなどを学ぶ. | |
27 | 乾燥 |
乾燥機の特徴,スケールアップ,トラブル防止などを学ぶ. | |
28 | 粉体ハンドリング |
粉体トラブル,粉体物性測定(動的・静的,他)などを学ぶ. | |
29 | 静電気安全 |
静電気危険,帯電原理,着火・爆発,静電気対策などを学ぶ. | |
30 | プレゼンテーション(エンジニアリングデザイン演習) |
5分間のプレゼンテーション.各自発表.テーマは,1)これからの製造業について,2)化学技術者・研究者の夢など. | |
備 考 |
本科目の修得には,60 時間の授業の受講と 30 時間の自己学習が必要である. 前期,後期ともに中間試験および定期試験を実施する. |