物質 化学工学Ⅱ 5年・通年・選択・学修2単位
担当教員 ルイス グスマン 連絡先 
講義の概要 4年次の「化学工学Ⅰ」に引続き、熱(蒸発・空調など)および物質移動(蒸留・抽出など)に関する単位操作について学習させる。後半はプラントの設計・防災対策について習得させる。合わせて品質管理・工程管理・安全と環境等についても理解させる。
到達目標 1.実規模での各種単位操作に必要な数値計算は、演習を通して習熟する。式の誘導も自力で行う。
2.品質管理・工程管理・熱管理の重要性を理解する。
3.化学プラント・安全に関する知識・心構えを身につけ、エンジニアとしての素養を習得する。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 蒸発(缶の原理と構造)  蒸発缶の構造・原理を物質収支例と熱収支例を通して学ぶ。  
第2週 蒸発(缶の設計) 操作に必要な熱量・伝熱面積の算出、デューリング線図と沸点上昇の関係を理解する。  
第3週 調湿(空気の調湿) 空気の増湿と減湿の原理を理解する。  
第4週 調湿(各種湿度の定義) 湿度の表し方の具体例を学ぶ。  
第5週 調湿(湿度図表) 種々の目的に応じた湿度図表の使い方に馴れる。  
第6週 乾燥(乾かす原理) 各種含水率と乾燥特性曲線の関係を作図を通して理解する。  
第7週 (中間試験)  
第8週 試験問題の解答と評価  
第9週 乾燥(乾燥速度と乾燥時間)(まとめと演習) 固体の乾燥速度と乾燥時間の算出、蒸発・調湿・乾燥における熱収支について学び、まとめを行う。  
第10週 ボイラーと冷凍機(冷やす原理) ボイラーの構成・種類・冷凍機の原理について理解する。  
第11週 ヒートポンプ・燃料と燃焼 省エネ技術の具体例を学ぶ。  
第12週 蒸留(加熱して分ける原理) 気液平衡・ラウールの法則・ドルトンの法則・還流等による蒸留の原理を理解し、単蒸留と連続精留との比較を行う。  
第13週 蒸留(精留における操作線) 濃縮操作線・回収操作線を利用できるようにする。   
第14週 蒸留(階段作図) q線の方程式・還流比等による精留塔の設計およびマッケイブ・シーレ法による階段作図を行う。  
第15週 (期末試験)  
第16週 試験問題の解答と評価・総復習  
後期 第1週 蒸留(特殊蒸留) 共沸混合物・共沸蒸留・抽出蒸留・水蒸気蒸留の原理を学ぶ。  
第2週 吸収(原理) 吸収の目的およびヘンリーの法則について具体例(脱硫・脱硝等)を通して理解する。  
第3週 吸収(吸収のプロセス) 気体の溶解度・吸収のプロセスについて具体的に理解する。  
第4週 吸収(操作線)  溶解度曲線からの操作線の作図・最小溶媒量等を算出する。  
第5週 抽出(原理) 3成分系溶解度曲線を利用して抽出率の計算を行う。  
第6週 抽出(三角図法) 液液抽出における3成分溶解度曲線を理解し、抽出率・組成等を作図によって求める。  
第7週 (中間試験)  
第8週 試験問題の解答と評価  
第9週 その他の分離・精製法(最近の分離工学) 吸着・イオン交換・逆浸透圧・分子ふるい・透析を理解する。  
第10週 その他の分離・精製法、まとめ 超臨界抽出・膜分離について理解し、まとめを行う。  
第11週 計測と制御(1) 化学プラントの運転管理・プロセス変量(温度等)について。  
第12週 計測と制御(2) 調節計と操作部・プロセス自動制御の原理・実例を理解する。  
第13週 化学プラントの管理(1)(概念と手法) 生産工程管理の基本概念・プロセス管理の実際例を学ぶ。  
第14週 化学プラントの管理(2)(管理図法) 品質管理(3σ法)・管理図法について理解する。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 A,Bに対応 達成項目本科イ)、ロ)に対応 JABEE
認定基準
(A-2), (B-1), (d)-(1), (d)-(2)-a) に対応
教科書・参考書 教科書:藤田重文他監修「化学工学」(実教出版)、市原他共著「化学工学の計算法」(東京電機大学出版局)また必要に応じてプリント等を配布する。
参考書:岡田 功著「化学工学」(東京電機大出版局)他 
評価方法及び合格基準 成績の評価は定期試験の成績80%、および小テスト・課題・宿題の成績20%で行い、合計の成績が60点以上の者を合格とする。
学生への
メッセージ
4年生の続き。実験の装置や操作・原理をよく理解し、プロセス全体を正しく把握することは、将来化学技術の仕事に携わる上でいかに大切であるかを知って欲しい。授業内容を教科書・ノートを使って予習復習しましょう。演習、宿題、小テストあり。課題解決型学習を心がけて欲しい。電卓を必ず携行すること。