| 科目名[英文名] | |||||
| 粉粒体プロセス工学 [Particulate Process Technology] | |||||
| 区分 | 工学部専門科目 | 選択必修 | 単位数 | 2 | |
| 対象学科等 | 対象年次 | 2～4 | 開講時期 | 3学期 | |
| 授業形態 | 3学期 | 時間割番号 | 022471 | ||
| 責任教員 [ローマ字表記] | |||||
| 神谷 秀博 [KAMIYA Hidehiro] | |||||
| 所属 | 役員 | 研究室 | メールアドレス | ||
| 概要 |
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触媒など固体が関与する様々な化学反応プロセス、セラミックスや金属等の材料プロセス、集塵・エアロゾルなど環境・エネルギー関連分野、医薬品、食品や、食料生産などにも粒子・粉体が関与する分野は幅広い。本講義では、こうした幅広い応用分野に適用されている粒粒体プロセスについて実例を交えて紹介しながら、その基礎的事項である、粉体とは何か、粒子に関する幾何的、物理化学的特性、粒子表面間相互作用、ブラウン運動などの基礎的事項と、粒子集合体である「粉体」としての挙動、充填構造から粉体の静的、動的挙動、集じんなどでの流体透過性など基礎的内容と、実際に工業プロセスとして利用される粉体に関する工学的基礎に分けて講義を行う。講義の内容は、以下の目次に沿って行う。配布するプリントを用いながら、詳細については教科書に記載した事項を使って講義を行う。 コロナの感染状況によるが、原則、講義室での対面での講義を行い、Zoomを利用したハイブリッド講義を行う。講義の実施内容の通知、資料のダウンロードや講義中に行う演習回答の提出は、Google classroom（クラス コード iz5t7yc）で行う。 中間試験、及び期末試験は、対面・オンラインで行う場合とも、教科書、プリントと直筆のノート、計算用の電卓は持ち込み可で行う。また、講義では随時、講義内容に関する演習を行う。成績評価は、二回の試験（中間、期末）、演習結果と、講義中の質疑も考慮し、試験結果を80％、演習等その他の評価を20％のウエイトを付けて行う。 |
| 到達基準 |
| 粉粒体工学の基礎的事項である粒子としての性質、その粒子の評価法を理解する。その上で粒子の集合体である粉体の基礎的挙動、性質を理解し、粒子、粉体の基礎に基づく粉体プロセスを理解する。 |
| 授業内容 |
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「粉体の状態論」 １章 微粒子、粉体の特性 1.1. ナノ粒子、微粒子の定義と特徴、大きさによる特性の変化 1.2. ナノ粒子、微粒子の構造、物性、機能 ２章 粒子の特性 2.1. 粒子の幾何学的特性 2.1.1. 粒子の大きさ、形状の定義 2.1.2. 粒度分布、統計学的な扱い、平均径 2.1.3. 粒子の微構造（結晶学的取扱など） 2.1.4. 粒子の表面特性、比表面積 2.2. 粒子間相互作用（気中、及び液中挙動） 2.3. 粉体層の構造（粒子充填層の構造） 2.3.1. 充填構造の基礎 2.3.2. 粒子充填体の細孔構造、毛管現象 2.4. 粒子の運動特性 （注： 粒子群の運動は大学院で講義） 2.4.1. 単一粒子の運動 拡散、ブラウン運動・乱流拡散 2.4.2. 慣性運動, stocks則 2.5. 粒子特性の測定法 2.5.1. 粒度分布測定法 (1) 粒子の運動を利用した測定法（沈降法など） (2) 粒子の光学的特性を利用した方法（レーザー回折散乱法など） (3) 画像解析法 2.5.2比表面積、表面物性評価法 2.5.3充填構造評価法、細孔径分布 注：教科書 「2.2. 粒子間相互作用」「2.3粉体層の構造」「2.4.1粒子群の運動」は大学院で講義予定 （中間試験：予定） 「粉体工学基礎」 3章 粉体の静的挙動と関連操作 3.1. 粉体層の静力学、Rumpfの理論、粉体貯槽におけるJanssenの理論 3.2. 透過及び捕集の基礎理論Kozeny-Carman式 4章 粉体の運動特性・動的挙動と関連操作 4.1. ろ過、集じんの基礎 4.2. 粒子の分離、分級 4.3． 粒子集合状態制御 「粉体の設計、プロセス制御」 5章 粉体の製造法と関連操作 5.1. 粉砕法（Break down法） 5.2. 合成法（Build up法） 粒子合成の基礎、核生成・成長、臨界径 履修のポイント：粒子集合体である粉体の静力学、動力学の基礎を理解しながら、その応用として粉体関連装置の設計、運転における粉体工学的視点の重要性をその実用例の紹介を行いながら講義する。 |
| 履修条件・関連項目 |
| 化学工学基礎、移動現象論などは受講しておくこと。 |
| テキスト・教科書 |
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基礎粉体工学 日高重助・神谷秀博 編著、日刊工業新聞社 随時プリントを配布する。 |
| 参考書 |
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不思議な粉の世界、日刊工業新聞社 ナノパーテイクル・テクノロジー、日刊工業新聞社 |
| 成績評価の方法 |
| 達成度評価の対象は主に中間試験と定期試験であるが、2回の試験以外の講義における達成度も評価する必要があるので、講義で実施した演習、レポートの解答内容、講義中の質疑討論も評価対象とする。 |
| 教員から一言 |
| 幅広い視野と物理、化学、数学等の広い分野の基礎力が総合的に身に付けて欲しい。 |
| キーワード |
| 粒子の幾何学，表面特性，粒子集合体としての粉体，表面反応，表面間力 |
| オフィスアワー |
| 木曜11：30〜13：00 |
| 備考１ |
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https://classroom.google.com/c/NDU2NDEzMDYzNzc2?cjc=fmaa5bg |
| 備考２ |
| 参照ホームページ |
| 開講言語 |
| 日本語 |
| 語学学習科目 |
| 英語 |
| 更新日付 |
| 2022/10/07 10:53:13 |