生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry
MAC300YC（材料化学 / Materials chemistry 300）反応工学Reaction Engineering
小堀 深
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2021 |
| 授業コードClass code | H8545 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 金1/Fri.1 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes |
成績優秀者の他学部科目履修制度で履修する学 生：教員の受講許可が必要(オンライン授業の場合は、学習支援システムで許可を得るようにする) |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | ○ |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜生命科学部＞Category |
環境応用化学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
Chemical engineering is a tool of device design and process construction in the chemical industry. There are various unit operations there, in particular a reactor, the heart of chemical plant, is a most important part of chemical process. The engineering field for designing the reactor is "chemical reaction engineering". Students must be able to fully understand the fundamentals of chemical engineering (balance / equilibrium / rate) and express them clearly by numerical data for equipment design. Although we will focus on reactors in this lecture, only changing viewpoint allow us to apply the same method to the atmosphere (earth) environment, bioscience field, etc.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
化学工学は化学工業における装置設計やプロセス構築を行う学問である。そこには様々な単位操作が存在するが、なかでも反応装置は化学プロセスの中心に位置する、いわば化学プラントの心臓部に当たる重要な部分である。この反応装置を設計するための工学分野が「反応工学」である。受講生は化学工学の基礎（収支・平衡・速度）を十分理解し、装置設計に対して「数値データ」として明確に表現できなければならない。本講では反応装置を中心に述べるが、見方を変えれば同一手法で大気（地球）環境や生体科学分野等に発展させることが可能である。
到達目標Goal
（1）反応装置に関する物質収支、熱収支が計算できる
（2）装置のスケールアップを理解し、その解析手法が理解できる。
（3）場面に則した反応装置の設計が出来る。
（4）反応工学手法を用いることで、大気環境,海洋環境あるいは地球環境等、いわゆるグリーンケミストリー分野への展開ができる。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
DP2
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
授業は講義形式とする。
（1）基本的な考え方や基礎方程式の誘導について授業中に行う
（2）ワークブック形式のプリントを用い簡単な練習問題を解く
（3）毎回講義の最後に理解度確認テスト（小テスト）を実施する
（4）授業の初めに、前回の授業で提出された小テストからいくつか取り上げ、全体に対してフィードバックを行う
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回：化学工学入門
化学工学の基本概念である収支・平衡・速度の初歩を実例を通して学ぶ。
第2回：流れ
身の回りや生体に見られる流れ現象を例として、流れについての基本的な原理や法則を理解する。
第3回：熱の移動
熱移動は、伝導、対流、放射によるが、その物理的プロセスに関する基本を理解する。
第4回：物質の移動の原理～フィックの法則～
熱の移動で得た知識を応用し、身近に起きる物質移動を数式を用いて定量的に理解する。
第5回：物質の移動～膜を用いた分離～
分離技術としての膜に着目し、その原理と計算法について学ぶ。
第6回：物質の移動～コンパートメントモデルによる薬物送達解析～
物質移動に関する知識を応用し、ドラッグデリバリーへの理解へ進む。
第7回：反応速度の導出法
反応速度の表現法を学び、定常状態と非定常状態、さらに反応速度の温度依存性について理解する。
第8回：反応器設計の基礎式
様々な反応器を設計する前提としての基礎式の導出と応用を理解する。
第9回：回分反応器の設計
回分反応器の物質収支から、設計方程式の導出を試みる。
第10回：連続槽型反応器の設計
連続槽型反応器における空間時間の概念を理解し、物質収支を基に設計方程式を導出する。
第11回：管型反応器の設計
管型反応器のの物質収支から、設計方程式の導出を試みる。
第12回：複雑な反応器の取り扱い
反応器の多段化、リサイクル反応器などを定量的に理解する。
第13回：物質移動を伴う化学反応工学～拡散と反応が逐次的に起こる場合
発汗による体温調整と、化学反応で促進される物質移動について理解する。
第14回：物質移動を伴う化学反応工学～拡散と反応が同時に起こる場合
生体肺における酸素移動の解析を試みる。
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】
第1回 予習:化学工学教科書の「化学工学入門」を通読 復習:テストの見直し
第2回 予習:化学工学教科書の「流れ」を通読 復習:テストの見直し
第3回 予習:化学工学教科書の「熱の移動」を通読 復習:テストの見直し
第4回 予習:化学工学教科書の「物質の移動」前半を通読 復習:テストの見直し
第5回 予習:化学工学教科書の「物質の移動」中間部を通読 復習:テストの見直し
第6回 予習:化学工学教科書の「物質の移動」後半を通読 復習:テストの見直し
第7回 予習：化学工学教科書の「化学反応工学」5.1から5.8を通読 復習：テストの見直し
第8回 予習：化学工学教科書の「化学反応工学」5.9から5.10を通読 復習：テストの見直し
第9回 予習：化学工学教科書の「化学反応工学」5.11を通読 復習：テストの見直し
第10回 予習：化学工学教科書の「化学反応工学」5.12を通読 復習：テストの見直し
第11回 予習：化学工学教科書の「化学反応工学」5.13を通読 復習：テストの見直し
第12回 予習：化学工学教科書の「化学反応工学」5.14から5.15を通読 復習：テストの見直し
第13回 予習：化学工学教科書の「物質移動を伴う化学反応工学」6.1から6.3を通読 復習：テストの見直し
第14回 予習：化学工学教科書の「物質移動を伴う化学反応工学」6.4から6.5を通読 復習：テストの見直し
テキスト（教科書）Textbooks
化学工学、酒井清孝、朝倉書店、2005年、3600円＋税
参考書References
反応工学、橋本健治、培風館、1993年、2900円＋税
成績評価の方法と基準Grading criteria
授業後理解度確認テスト(90)
質問等授業への積極的参加(10)
等を考慮して総合的に判断する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
特になし
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
関数電卓またはそれに類するもの