分離工学

Separation Engineering

994255Y

42CHCHE302

庄野　厚

Atsushi SHONO

2025年度後期

2025年度

②Second semester

火曜2限

Tuesday 2nd. Period

工学部　工業化学科

Department of Industrial Chemistry, Faculty of Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

化学工学は、移動現象論、反応工学、分離工学、プロセスシステム工学などを基礎として様々な分野に応用されている。このうち分離工学は原料の精製から製品の精製まであらゆる場面で必要となる操作である。
本講義では、化学工学２の講義ではほとんど触れられていない分離操作についてその原理から設計の基礎や応用について学ぶ。

分離は、物質生産の最初に行われる操作であり、かつ目的の物質を高純度で得るために必要な最後の操作でもある。つまり、今日の工業製品の基礎素材を製造する工程で必ず行われるのが分離である。
混合溶液や混合気体を分離するための基本原理は、蒸留を代表とする相変化に伴う平衡組成の変化を利用する平衡分離（蒸留、ガス吸収、抽出、吸着など）と、遠心分離や沈降分離のように速度差を利用する速度差分離とに大別される。
本講義では、膜分離、抽出、吸着、固液分離等、工業製品製造プロセスの大半を占める様々な分離操作について、その現象を支配する物理化学的原理を理解し、また分離プロセスの設計の基礎と応用について学ぶ。

様々な分離操作（膜分離、抽出、吸着、固液分離など）を支配する物理現象について説明することができる。
様々な分離プロセスの基礎式を説明することができる。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

「物理化学」「化学工学１・２」を予め履修して、基礎知識を有していることが望ましい。

小テストの実施　Quiz type test

授業の理解度を向上させるために小テストを実施する。

授業計画を参考に、授業までに指定したテキスト（教科書）を読み、概要を把握し、講義内容については特に復習によって理解を深めておくことを勧めます。

原則としてレポート等（40%）、試験（60%）を総合して評価を行います。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

化学工学会監修　多田豊編　化学工学　改定第3版　朝倉書店　(2023)　

参考書
伊東章　「ベーシック分離工学」　化学同人　(2013)
化学工学会分離プロセス部会　編　「分離プロセス工学の基礎」　朝倉書店　(2009)

1　　講義概要と省エネルギーの必要性　
　　
2　　分離の原理（平衡分離と速度差分離について）
　　（準備・復習）膜分離技術の有用性や発展のきっかけになった例を挙げれるようにする［3時間］
3 　　分離エネルギーの比較（理論、蒸留、膜分離）
　　（準備・復習）理論分離エネルギーを計算できるようにする［3時間］
4　　膜分離の対象と分類
　　（準備・復習）膜分離の対象のサイズが0.1〜100000nmの範囲にあることを確認する
　　　［3時間］
5　　気体の膜透過機構（１）
　　（準備・復習）気体の膜透過機構（１）について理解する［3時間］
6　　気体の膜透過機構（２）
　　（準備・復習）気体の膜透過機構（２）（３）について理解する［3時間］
7　　気体の膜透過機構（３）
　　（準備・復習）気体の膜透過機構（３）について理解する［3時間］
8　　中間点における到達度評価と解説
　　（復習学習）これまでの講義内容を復習する［10時間］
9　　溶液分離
　　（準備・復習）溶液分離について気体分離と比較しつつ理解する［3時間］
10　 多孔質分離膜とその作製法
　　（準備・復習）各種多孔質製膜法について整理しつつ理解する［3時間］
11 　非多孔質分離膜とその作製法
　　（準備・復習）各種非多孔質製膜法について整理しつつ理解する［3時間］
12　 一段膜分離器のモデル化 1
　　（準備・復習）性能解析評価法について導けるようにする［3時間］
13　 一段膜分離器のモデル化 2
　　（準備・復習）性能解析評価法について導けるようにする［3時間］
14　 平衡反応と膜分離による脱平衡化
　　（準備・復習）膜分離による反応への効果について理解する［3時間］
15　 到達度評価および解説
　　（復習学習）これまでの講義内容を復習する［12時間］

すべての履修学生に対して、半数以上の授業回を対面で受講することを求める

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