化学工学

科目基礎情報

学校 和歌山工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 化学工学
科目番号 0054 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 生物応用化学科 対象学年 3
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 『物質工学入門シリーズ 基礎からわかる化学工学』(石井宏幸・成瀬一郎・衣笠巧・金澤亮一 著,森北出版)
担当教員 森田 誠一

到達目標

化学工業界(石油化学,食品製造,医薬品製造など)で用いられている各種化学装置の設計および運転に必要な単位操作に関する基礎理論を学習し,計算能力を習得するために以下の到達目標を設定します。
(1)化学工学の体系や目的を理解し,単位換算など工学で取り扱う基礎的な計算ができる。
(2)物質の流れと物質収支の計算ができる。
(3)化学反応を伴わない場合および伴う場合についてプロセスの物質収支,エネルギー収支(熱収支)の計算ができる。
化学工学で修得した知識は,石油化学,食品,医薬品製造を始め様々な製造業での製造職,生産技術職の業務で役立ちます。

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
化学工学の体系や目的を理解し,単位換算など工学で取り扱う基礎的な計算ができる。充分に理解し、説明・計算ができる。ある程度理解し、説明・計算ができる。説明・計算ができない。
物質の流れと物質収支の計算ができる。充分に理解し、説明・計算ができる。フロー図などが与えられていれば、説明・計算ができる説明・計算ができない。
化学反応を伴わない場合および伴う場合についてプロセスの物質収支,エネルギー収支(熱収支)の計算ができる。充分に理解し、説明・計算ができる。フロー図などが与えられていれば、説明・計算ができる。説明・計算ができない。

学科の到達目標項目との関係

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教育方法等

概要:
化学工学は,化学工業における各種装置・機器・計測器などの設備,物質やエネルギー収支などに関する知識や技術,単位操作の理解のために,学習しなければならない学問分野です。工学の発展に伴って,化学工業のみならず,あらゆる産業において化学工学的な手法が使われており,その重要性が増しています。化学工業界で用いられている各種化学装置の設計および運転に必要な単位操作に関する基礎理論を学習し,計算能力を習得します。
授業の進め方・方法:
本講義では化学工学の基礎として以下の内容について学びます。
・化学工学の体系と目的
・SI単位を含む諸量の取り扱い
・化学プロセスにおける物質収支およびエネルギー収支

事前学習
指定した教科書(可能であれば参考書も)の該当部分を読んでおいて下さい。
事後学習
教科書、参考書、ノートを使って、講義時に学修した内容を復習してください(次回の授業時に小テストを行うことがあります)。
課題が与えられた場合には、期限までにレポートを提出してください。

事前学習
指定した教科書(可能であれば参考書も)の該当部分を読んでおいて下さい。
事後学習
教科書、参考書、ノートを使って、講義時に学修した内容を復習してください(次回の授業時に小テストを行うことがあります)。
課題が与えられた場合には、期限までにレポートを提出してください。
注意点:
例題を繰り返し学習し,理論を確認しながら,自力で練習問題を解いてください。

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
後期
3rdQ
1週 緒論(1) 化学工学の目的と体系を理解し、説明できる。
2週 緒論(2) 化学工業におけるプロセス設計を説明できる。
3週 基礎事項(1) SI単位を含む単位系を理解でき、化学工学で扱う諸量や数式の単位換算ができる。
4週 基礎事項(2) 有効数字を説明できる。また、両対数グラフおよび片対数グラフにおけるプロットから諸量の関係を説明できる。
5週 基礎事項(3) 台形則またはシンプソン則による数値積分を説明でき,計算できる。試行法を説明でき,計算できる。
6週 試験
7週 試験返却・解説 試験に正答できる。
8週 物質収支(1) 物理的操作の物質収支を説明でき,計算できる。
4thQ
9週 物質収支(2) 反応操作の物質収支を説明でき,計算できる。
10週 物質収支(3) バイパス操作、リサイクル操作、パージ操作に対して物質収支を適用でき,計算できる。
11週 試験
12週 試験返却・解説 試験に正答できる。
13週 熱収支(1) 物理的操作の熱収支が説明でき,計算できる。
14週 熱収支(2) 反応操作の熱収支が説明でき,計算できる。
15週 期末試験
16週 試験返却・解説 期末試験に正答できる。

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後3
物質の流れと物質収支についての計算ができる。4後8,後9,後10
化学反応を伴う場合と伴わない場合のプロセスの物質収支の計算ができる。4後8,後9,後10

評価割合

試験演習・課題合計
総合評価割合7030100
基礎的能力402060
専門的能力301040