2024年度学院等開講科目物質理工学院応用化学系

化学工学３（反応工学基礎） A

開講元: 応用化学系
担当教員: 山口猛央
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 金1-2 (S4-203(S423))
クラス: A
科目コード: CAP.G204
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月17日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

従来の化学プロセスでの基礎化学物質の製造だけでなく，二酸化炭素の化学変換やバイオマス利用を含めた様々な反応に対して，目的とする化学反応を効率よく進行させるためには，反応器内での反応現象を理解するだけでなく，適切な反応器の選定と設計が重要となる．化学工学第3（反応工学基礎）では，回分式および連続式反応器において，気相や液相の均一系反応が進行する際の反応速度とそれに伴う物質量変化を定量的に評価する基本的手法を学修する．
先ず，反応速度の定義と反応速度式の導出法を学ぶ．そして，反応の量論関係と物質収支式から，反応器の設計方程式を導出する．これらの基礎知識を基に，回分式反応器と連続式反応器（槽型反応器と管型反応器）の各反応器の設計法と実プロセスへの応用を学修する．

到達目標

本講義を履修することにより，以下の知識と能力を習得する。
1) 定常状態近似と律速段階近似を理解し，反応速度式を導出できる
2) 回分式反応器，連続槽型反応器，管型反応器における物質収支と設計方程式を導出できる
3) 回分式反応器の特性を理解できる
4) 連続槽型反応器の特性を理解できる
5) 管型反応器の特性を理解できる
6) 反応器体積，反応時間と反応による物質量変化を理解できる

キーワード

化学反応，反応速度，反応器，物質収支，反応器設計

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

学生は予習と復習を行うこと。毎回の講義で前回のまとめを簡単に行う。講義内容の確実な理解と応用力を養うために，講義内容に関した演習を行う。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	1章化学反応と反応装置化学反応の分類，反応操作法と反応装置	反応工学の概略と反応速度式を理解できる
第2回	2章反応速度式・反応速度の定義，定常状態近似，律速段階近似	反応速度式について理解できる
第3回	3章反応器設計の基礎式（１）・量論関係と濃度の定義・回分反応器，連続槽型反応器，管型反応器	反応器の基礎式（設計方程式）について理解できる
第4回	3章反応器設計の基礎式（２）・量論関係と濃度の定義・回分反応器，連続槽型反応器，管型反応器	反応器の基礎式 (設計方程式）について理解できる
第5回	4章単一反応の反応速度解析・回分反応器による反応速度解析・流通反応器による反応速度解析	反応速度解析法を理解できる
第6回	5章反応装置の設計と操作・回分型反応器の設計、・連続槽型反応器の設計	反応装置の設計と操作について理解できる (回分型反応器、連続槽型反応器）
第7回	5章 : 反応装置の設計と操作・管型反応器の設計	反応装置の設計と操作について理解できる。 (管型反応器）

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

橋本健治著『反応工学』培風館　ISBN-10: 4563045187

参考書、講義資料等

橋本健治著『ベーシック化学工学　化学同人　 ISBN-10: 4759810676

成績評価の方法及び基準

期末試験（60%）、授業中の課題（40%）にて評価する．

履修の条件・注意事項

特に設けないが，化学工学基礎を学修していることが望ましい