到達目標
1．物質の流れと物質収支についての計算ができる。
２．温度変化などに伴う熱収支の計算ができる。
３．温度、圧力、液位、流量などの計測方法、および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 | 蒸留、吸着、濾過等の分離操作の原理を理解できる | 蒸留、吸着、濾過等の分離操作の原理を説明できる | 分離操作の原理を説明できない |
| 評価項目2 | 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を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
準学士課程の教育目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
準学士課程の教育目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SC① 専門工学の実践に必要な知識を深め、実験や実習を通じて、問題解決の経験を積む。
教育方法等
概要:
物質を生産する上で基本となる化学プロセスの主に分離生成分野を学習する。抽出、吸着、濾過操作等の基礎的な理論と計算方法を学び、生産設備の設計、合理化、運転管理、スケールアップ等で必要となる能力を身につける。
授業の進め方・方法:
教科書に沿って理論の解説、式の誘導を行う。演習を多く取り入れ適宜小テスト等で理解の確認を行う。
注意点:
演習で内容の理解を深めることが大切である。式の持つ意味と使い方をしっかり理解すること。数学、物理、物理化学の基礎が必要になる。
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
蒸留
蒸発装置 |
蒸発装置の基礎を理解できる。
|
| 2週 |
気液平衡 |
Raoultの法則、Antoine式を用いてし理想溶液の気液平衡曲線を作成できる。
|
| 3週 |
気液平衡 |
Antoine、Willsonの式を用いて実在の気液平衡曲線を作成できる。
|
| 4週 |
単蒸留 |
単蒸留における蒸留後の留出液、缶出液量と組成を作図法で求めることができる。
|
| 5週 |
単蒸留 |
単蒸留における蒸留後の留出液、缶出液量と組成を物質収支式を用いた試行錯誤法で求めることができる。
|
| 6週 |
単蒸留 |
総合演習
|
| 7週 |
フラッシュ蒸留 |
フラッシュ蒸留における物質収支式を理解できる。
|
| 8週 |
演習 |
1～7週までの授業内容を網羅した演習を行い。授業内容の理解、定着を図る。
|
| 2ndQ |
| 9週 |
試験解説
フラッシュ蒸留 |
試験解説を行い中間試験の内容を理解する
フラッシュ蒸留における蒸留後の留出液、缶出液量を作図法で求めることができる。
|
| 10週 |
フラッシュ蒸留 |
フラッシュ蒸留における蒸留後の留出液、缶出液量と組成を試行錯誤法およびGillilandの式で求めることができる。
|
| 11週 |
精留塔 |
精留塔の留出液、缶出液量と組成を求めることができる。
|
| 12週 |
精留塔 |
精留塔の最小理論段、最小還流比を作図法および試行錯誤法で求めることができる。
|
| 13週 |
精留塔 |
精留塔の理論段数、還流比、塔高、直径を計算できる。
|
| 14週 |
精留塔 |
精留塔の総合演習（精留塔の設計ができる）
|
| 15週 |
期末試験 |
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。
|
| 16週 |
試験解説 |
定期試験の内容を理解する。
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
気液平衡と吸収装置 |
Henrryの法則を理解し、平衡状態における吸収ガスの気体、液体中の組成を計算できる。
|
| 2週 |
気液平衡と吸収装置 |
二重境膜説と吸収装置の理論を理解できる。
|
| 3週 |
気液平衡と吸収装置 |
非平衡状態の吸収装置内の気体、液体中の吸収ガスの濃度を予測できる。
|
| 4週 |
吸収
吸収装置の物質収支 |
吸収装置の物質収支を理解できる。
|
| 5週 |
吸収
吸収装置の物質収支 |
吸収装置の吸収液、被吸収ガスの量、組成を計算できる。
|
| 6週 |
吸収
吸収装置の物質収支 |
吸収装置の吸収液の最小液流量を計算できる。
|
| 7週 |
吸収
吸収装置の物質収支 |
総合演習
|
| 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。
|
| 4thQ |
| 9週 |
試験解説
気液平衡と吸収装置 |
中間試験の内容を理解する。
Henrryの法則と吸収装置の理論を理解できる
|
| 10週 |
吸収
吸収装置の設計（物質収支1） |
吸収装置の物質収支を理解し、吸収液、被吸収ガスの量を計算できる。
|
| 11週 |
吸収
吸収装置の設計（物質収支2） |
吸収装置の物質収支を理解し、吸収液、被吸収ガスの組成を計算できる。
|
| 12週 |
吸収
吸収装置の設計（高さ） |
吸収装置の高さを計算できる。
|
| 13週 |
吸収
吸収装置の設計（直径） |
吸収装置の直径を計算できる。
|
| 14週 |
吸収
吸収装置の設計 |
総合演習
|
| 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。
|
| 16週 |
試験解説 |
定期試験の内容を理解する。
|
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 | |
| 物質の流れと物質収支についての計算ができる。 | 4 | |
| 蒸留の原理について理解できる。 | 4 | |
| 単蒸留、精留・蒸留装置について理解できる。 | 4 | |
| 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 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 課題・小試験 | 合計 |
| 総合評価割合 | 95 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 95 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |