到達目標
物質の流れと物質収支についての計算ができる。
温度変化などに伴う熱収支の計算ができる。
温度、圧力、液位、流量の計測方法計算に必要な物性値について理解している。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 物質収支式を用いて装置設計、評価ができる | 物質収支式より物質量を求めることができる | 物質収支式の説明ができない |
| 評価項目2 | 熱収支式を用いて装置の設計、評価ができる | 熱収支より装置の温度などを予測できる | 熱収支式が説明できない |
| 評価項目3 | 計算に必要な物性値を探してこれる | 計算に必要な物性値与えられたものの中かた選択できる | 計算に必要な物性値の説明ができない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
バイオ生産物の回収に利用される抽出、吸着、濾過、製品の乾燥に使用する装置の理論、基礎式を学習する。また、これらの理論、式を用いて装置の設計、目的物質の生産速度を演習で計算し、より理解を深めることを目的とする。
授業の進め方・方法:
物質収支、熱収支が基本となるので反応工学、微分積分を多用するので数学の微積を理解しておくこと。
注意点:
電卓、グラフ用紙が必要となる。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
抽出
二液相間の物質平衡、物質収支 |
抽出後の目的物質の濃度、液量を計算できる。
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| 2週 |
抽出
単抽出における、液量、組成 |
単抽出後の抽出液、抽残液の成分および液量を計算できる。
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| 3週 |
抽出
多回抽出装置の理論段、液量、組成 |
多回抽出後の抽出液、抽残液の成分および液量を計算できる。
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| 4週 |
抽出
向流抽出装置の理論段、液量、組成 |
向流抽出後の抽出液、抽残液の成分および液量を計算できる。
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| 5週 |
吸着
Langmuir,Freundlich式の説明 |
飽和吸着量、吸着平衡定数を求めることができる。
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| 6週 |
吸着
平衡吸着量、平衡濃度の計算 |
回分吸着における平衡濃度、平衡吸着量を計算できる。
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| 7週 |
固定層の吸着帯長さ、寿命の計算 |
固定層（カラム）の寿命を計算できる。
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| 8週 |
中間試験 |
1～7週までの授業内容を網羅した試験により、授業内容の理解、定着を図る。
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験解説
調湿の原理の説明 |
試験の解答解説
調湿の方法を説明できる。
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| 10週 |
調湿
調湿装置の高さ |
調湿装置の高さ計算できる。
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| 11週 |
乾燥
乾燥の原理説明 |
恒率乾燥速度、限界含水率、平衡含水率を求めることができる。
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| 12週 |
乾燥
乾燥時間 |
乾燥時間を計算できる。
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| 13週 |
乾燥
乾燥装置の物質収支 |
乾燥装置の出口温度、製品出口温度を求めることができる
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| 14週 |
乾燥
乾燥装置の設計 |
乾燥装置の大きさ等を計算できる
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| 15週 |
期末試験 |
9～15週までの授業内容を網羅した試験により、授業内容の理解、定着を図る。
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| 16週 |
試験解説
粒子径の評価 |
試験の解答解説
粒子径の評価方法を説明できる。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
粉体
粒度分布 |
粒度分布図を作成し、モード径、メディアン径、Terra指数を求めることができる
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| 2週 |
粉体
流動層、固定層 |
Kozeny、Ereunの式を用いてカラムの圧力損失、最小流動速度を求めることができる。
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| 3週 |
粉体
サイロの設計 |
サイロ内の圧力を計算し、サイロ高さを求めることができる。
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| 4週 |
粉体
粉砕の原理 |
Rittingr、Bond、Kickの法則を用いて粒子径と粉砕時間を計算できる。
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| 5週 |
粉体
分級の評価 |
生成した粒子の部分分離効率、ニュートン効率を計算し、分級の評価ができる。
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| 6週 |
集塵
サイクロン |
サイクロンの設計ができる。
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| 7週 |
集塵
集塵効率 |
様々な集塵装置の集塵効率を求めることができる。
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| 8週 |
中間試験 |
1～7週までの授業内容を網羅した試験により、授業内容の理解、定着を図る。
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| 4thQ |
| 9週 |
試験解説
固液分離の原理 |
試験解答の解説
固液分離の種類を説明できる。
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| 10週 |
固液分離
清澄 |
清澄装置の設計（長さ）、分離効率を計算できる。
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| 11週 |
固液分離
シックナー |
シックナーの設計（大きさ、供給速度）ができる。
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| 12週 |
濾過
定圧濾過 |
Ruthの式を用いて、濾滓抵抗、濾材抵抗を求めることができる。
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| 13週 |
濾過
連続濾過 |
連続濾過装置の濾過速度、大きさ、回転速度等の設計ができる。
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| 14週 |
晶析
晶析の原理 |
結晶の成長速度、結晶成長時間を求めることができる。
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| 15週 |
定期試験 |
9～14週までの授業内容を網羅した試験により、授業内容の理解、定着を図る。
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| 16週 |
試験解説 |
試験解答の解説
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系分野 | 化学工学 | SI単位への単位換算ができる。 | 4 | |
| 物質の流れと物質収支についての計算ができる。 | 4 | |
| 吸着や膜分離の原理・目的・方法を理解できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |