2024 年度プロセス設計シラバス

【 2024 年度授業概要】
科　　　目			プロセス設計 ( Process Design )
担当教員			齋藤俊非常勤講師【実務経験者担当科目】
対象学年等			応用化学科・5年・通年・必修・2単位【講義】 ( 学修単位III )
学習・教育目標			A4-C4(100%)
授業の概要と方針			化学工業におけるプロセス開発は，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．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ことで内容を理解し技術を習得する．本講義は，担当教員の関西熱化学での実務経験を踏まえて，プロセス開発について教授する．
到達目標		1	【A4-C4】プロセスの構築・設計，物性推算，流動，伝熱の設備設計の基礎について理解する．
		2	【A4-C4】撹拌，反応，蒸留の設備設計の基礎について理解する．
		3	【A4-C4】ガス吸収，晶析，ろ過，乾燥，膜分離の設備設計の基礎について理解する．
		4	【A4-C4】粉体ハンドリング，計装設備，プラントの設備設計の基礎について理解する．
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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，伝熱に関する設備設計の基本的な用語の理解度と簡単な計算問題ができるかどうかについて，課題および前期中間試験で評価する．
		2	撹拌，反応，蒸留の設備設計に関する基本的な用語の理解度と簡単な計算問題ができるかどうかについて，課題および前期定期試験で評価する．
		3	吸収，晶析，ろ過，膜分離，乾燥の設備設計に関する基本的な用語の理解度と簡単な計算問題ができるかどうかについて，課題および後期中間試験で評価する．
		4	粒子分離の設備設計に関する用語の理解度と簡単な計算問題，および計装設備，プラントの安全管理に関する基本的な用語の理解度について，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			作成した資料を配付する
参考書			「ベーシック化学工学増補版」：橋本健治（化学同人）「入門化学プラント設計」：相良紘（培風館）「プロセス設計学入門」：東稔節治（裳華房）「化学工学便覧改訂7版」：化学工学会編（丸善）
関連科目			C3 化学工学I，C4 化学工学II，C5 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．

【授業計画（プロセス設計）】
週	上段：テーマ／下段：内容（目標、準備など）
1	プロセス設計とは
1	化学製品を生産するためにどのようなことを検討しなければならないのかについて，考慮するべき事項を学ぶ．
2	化学プラントの実例
2	講師が工業化を経験した2，3の化学プラントの実例を紹介し，プロセス設計がどのように生かされるかについて学ぶ．
3	工業化の進め方
3	データの取得，PFC，物質収支，熱収支PFD，EFD作成などを学ぶ．
4	化学工学量論
4	化学プロセスを解析したり設計したりする場合に必要な物質とエネルギ一の定量的な取り扱いを学ぶ．
5	流動
5	管内圧損失，液体の配管内流動，輸送ポンプなどを学ぶ．
6	伝熱I
6	熱の伝わり，総括伝熱係数の算出，伝熱計算などを学ぶ．
7	演習
7	化学工学量論，流動，熱について演習を通じて理解を深める．
8	中間試験
8	中間試験
9	中間試験の解説・解答，撹拌I
9	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
10	撹拌混合の基礎（流動特性，撹拌所要動力）などを学ぶ．
11	反応I
11	反応熱測定・推算，反応次数，シミュレーションなどを学ぶ．
12	反応II
12	反応器の種類と設計方法などを学ぶ．
13	蒸留I
13	蒸留設備，蒸留操作と物性，気液平衡関係などを学ぶ．
14	蒸留II
14	単蒸留，回分蒸留，連続蒸留とその計算方法などを学ぶ．
15	蒸留IIIおよび演習
15	蒸留塔の設計方法，付帯設備などを学ぶ．演習を通じて撹拌，反応，蒸留についての理解を深める．
16	液液抽出
16	抽出操作・設備・計算方法・分液速度測定などを学ぶ．
17	ガス吸収
17	ガスの溶解度，ガス吸収装置の種類などを学ぶ．
18	晶析
18	結晶化，溶解度曲線，冷却晶析，データ取得などを学ぶ．
19	ろ過
19	ろ過設備，ろ過機の種類などについて学ぶ．
20	膜分離
20	分離膜の種類と分離性能などについて学ぶ．
21	乾燥
21	乾燥機の特徴，スケールアップ，トラブル防止などを学ぶ．
22	演習
22	演習を通じて抽出，吸収，晶析，ろ過，膜分離について理解を深める．
23	中間試験
23	中間試験
24	中間試験の解説・解答，粒子の分離I
24	中間試験を解説・解答する．流体からの粒子の分離を学ぶ．
25	粒子の分離II
25	粒子の分離，粉体ハンドリングなどを学ぶ．
26	計装システム
26	プラントを設計通りに運転するための計装システムについて学ぶ．
27	プラントの安全I
27	気体・液体・固体の火災爆発防止について学ぶ．
28	プラントの安全II
28	静電気危険，帯電原理，着火・爆発，静電気対策などを学ぶ．
29	演習
29	粒子の分離，計装システム，プラントの安全について演習を通じて理解を深める．
30	プレゼンテーション（エンジニアリングデザイン演習）
30	化学会社における化学工学の役割と活用方法のまとめ．
備考	前期，後期ともに中間試験および定期試験を実施する．本科目の修得には，60 時間の授業の受講と 30 時間の事前・事後の自己学習が必要である．