分離工学Ⅱ / Separations Engineering II

単位数: 2. 担当教員: 渡邉 賢, 大田 昌樹. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TCH-PRE304J.

主要授業科目/Essential Subjects

○

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的
化学プロセスにおける分離を目的とする単位操作の中で、平衡論に加えて物質移動速度が関与する操作について、その現象の理解と、操作設計のための知識修得を目標とする。
２．概要
吸収、機械的分離、膜分離、攪拌について化学工学熱力学、物質収支、エネルギー収支の概念、導出法を講義するとともに、その例題を示して理解を深める。
３．達成目標等
この授業では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・吸収、機械的分離、膜分離、攪拌操作の原理を理解し、説明することができる。
・上記操作について、相平衡と物質移動を加味したモデルを作り、その基礎式が導出できる。
・モデルを解き、操作の最適化ができる。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Objective
In chemical processes, mass transfer in unit operations is fundmental to separation methods in addition to equilibrium theory. The objective of this course is to provide students with an understanding of the mass transfer that occurs in unit operations such as gas absorption. Other unit operations are considered including agitation, solid-liquid separations and membranes. This course supplements student skills obtained in Separations I (distillation).
2. Overview
Absorption, mechanical separation, membrane separation, chemical engineering thermodynamics for agitation, mass balance, the concept of energy balance, as well as lecture for derivation of key equations by example.
3. Goals
In this course, the goal is to educate students in a core of principles so that they can develop necessary fundamental skills needed to design or assess absorption, mechanical and membrane separation methods and to understand basic principles of designing vessels for agitation.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

化学工学基礎、移動現象論、分離工学Iの講義の理解を前提に講義します。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

This lecture assumes an understanding of the lectures in Fundamentals of Chemical Engineering, Theory of Transport Phenomena, and Separation Engineering I.

授業計画

１．分離工学II概論：平衡と速度
２．ガス吸収-1（吸収操作の原理、装置）
３．ガス吸収-2（吸収速度）
４．ガス吸収-3（吸収装置の設計）
５．ガス吸収-4（単位移動数、HTU）-I
６．ガス吸収-5（単位移動数、HTU）-II
７．膜分離-1（基本事項）
８．膜分離-2（開発事例）
９．中間テスト
10．撹拌・混合
11．吸着
12．調湿・乾燥・蒸発
13．濾過
14．機械的分離総論
15．期末テスト

授業計画(Ｅ）

1. Introduction to Separation Engineering II: Equilibrium and Velocity
2. Gas Absorption - 1 (Principles of Absorption Operation, Equipment)
3. Gas Absorption - 2 (Absorption Rate)
4. Gas Absorption - 3 (Design of Absorption Equipment)
5. Gas Absorption - 4 (Unit Transfer Rate, HTU) - I
6. Gas Absorption - 5 (Unit Transfer Rate, HTU) - II
7. Membrane Separation - I (Basics)
8. Membrane Separation-2 (Development examples)
9. Interim test
10. Stirring and mixing
11. Adsorption
12. Humidity control, Drying and Evaporation
13. Filtration
14. Summary of Mechanical Separation
15. End-of-Term Test

授業時間外学習

教科書に掲載されている例題を中心に解説します。演習問題を解くことで理解が深まりますので、自学してください。

授業時間外学習（Ｅ）

The course will focus on examples from the textbook. Please study on your own, as solving the exercises will deepen your understanding.

成績評価方法及び基準

各回のレポート：60%
中間テストおよび期末テスト：40%

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Report of each session: 60%
Mid-term test and final test: 40%

教科書および参考書

• 新版化学工学　　解説と演習, 化学工学会編, 朝倉書店 ISBN/ISSN: 4254250339

オフィスアワー

アポイントを取って下さい。

オフィスアワー（Ｅ）

By appointment.