プロセスシステム工学

科目基礎情報

学校 有明工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 プロセスシステム工学
科目番号 5C004 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 創造工学科(応用化学コース) 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 前期:1
教科書/教材 化学工学会監修、多田 豊編「化学工学」第3版、朝倉書店
担当教員 劉 丹

到達目標

ガス吸収、膜分離の基礎、抽出、吸着剤、吸着、調湿・乾燥を理解・説明ができる。また、関係する計算ができる。

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(可)未到達レベルの目安
評価項目1単蒸留と精留の原理について正しく理解ができる。また正しく説明ができる。単蒸留と精留の原理について理解ができる。また説明ができる。単蒸留と精留の原理について理解ができない。また正しく説明ができない。
評価項目2蒸留についての計算が正しくできる。蒸留についての計算ができる。蒸留についての計算が正しくできない。
評価項目3抽出について正しく説明ができる。また、正しく演習問題を解くことができる。抽出について説明ができる。また、演習問題を解くことができる。抽出について正しく説明ができない。また、正しく演習問題を解くことができない。
評価項目4吸着や膜分離の目的や方法について正しく理解ができる。吸着や膜分離の目的や方法について理解ができる。吸着や膜分離の目的や方法について正しく理解ができない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B-2 説明 閉じる
学習・教育到達度目標 B-4 説明 閉じる

教育方法等

概要:
 4年次までに習得してきた化学プロセスの単位操作の補完と理解度の向上をはかり、より実践的なものとするため、プロセス工学的な応用能力を身につける。本科目は、SDGsの「4.質の高い教育をみんなに」「9.産業と技術革新の基盤をつくろう」に関連している。
授業の進め方・方法:
講義を中心とする。この科目は学修科目であり、学習のために練習問題を課す。
注意点:
4年次までに習得してきた化学プロセスの単位操作等十分に把握すること。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 単蒸留と精留、蒸留の原理 単蒸留と精留、蒸留の原理について説明ができる
2週 純物質の状態図(P-V、P-T)について、蒸気圧曲線、2成分の状態図(P-x,P-y)、気液平衡 純物質の状態図(P-V、P-T)、蒸気圧曲線について理解し、説明することができる。2成分の2成分の状態図(P-x,P-y)、気液平衡について理解し、説明することができる。
3週 ラウールの法則、蒸留についての計算 ラウールの法則について理解し、説明ができる。蒸留についての計算ができる。
4週 蒸留装置の基本構成、蒸留塔の物質収支、濃縮部、回収部の物質収支 蒸留装置の基本構成、蒸留塔の物質収支、濃縮部、回収部の物質収支について理解し、説明することができる。
5週 マッケーブシール法による蒸留塔の設計 マッケーブシール法による蒸留塔の設計について理解する。
6週 マッケーブシール法による蒸留塔の設計、設計手順 マッケーブシール法による蒸留塔の設計手順について理解し、説明することができる。設計する際の知識を把握することができる。
7週 抽出について、抽質、希釈溶媒、抽剤について 抽出、抽質、希釈溶媒、抽剤について理解し、説明ができる。
8週 【前期中間試験】
2ndQ
9週 液液平衡を表す三角線図、単抽出、抽出率 液液平衡の三角線図および単抽出について理解し、説明することができる。また抽出率を求めることができる。
10週 多回抽出(向流、並流多段抽出)。多回抽出の三角線図 多回抽出について理解する。多回抽出の三角線図について理解し、説明することができる。
11週 吸着、吸着質、吸着剤、吸着量 吸着の原理と目的について理解し、説明することができる。また吸着質、吸着剤について理解し、吸着剤の吸着質の吸着量について求めることができる。
12週 吸着速度、吸着平衡 吸着速度、吸着平衡に理解し、説明することができる。
13週 回分吸着、固定相吸着、空間速度、線速度など 回分吸着またその関係する計算ができる。固定相吸着について説明ができる。空間速度、線速度について理解し、求めることができる。
14週 膜分離について 膜分離の原理、目的、方法について理解し、説明することができる。
15週 【期末試験】
16週 答案返却

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・生物系分野物理化学純物質の状態図(P-V、P-T)を理解して、蒸気圧曲線を説明できる。4前1,前2
2成分の状態図(P-x、y、T-x、y)を理解して、気液平衡を説明できる。4前2
化学工学蒸留の原理について理解できる。4前1
単蒸留、精留・蒸留装置について理解できる。4前1
蒸留についての計算ができる(ラウールの法則、マッケーブシール法等)。4前3,前4,前5,前6
基本的な抽出の目的や方法を理解し、抽出率など関係する計算ができる。4前7,前8,前9,前10
吸着や膜分離の原理・目的・方法を理解できる。4前11,前12,前13,前14,前15

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10000000100
基礎的能力0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000