授業科目名	生物化学工学
時間割番号	LBT213
担当教員名	黒澤　　尋
開講学期・曜日・時限	後期・金・VI	単位数	2
＜対象学生＞
生命工学科、地域食物科学科 2022年度は特例で「前期」に開講します。　火・Ⅲ限 注意：コンピテンシー等が設定されていない学科の学生でも、 学生便覧の表記に基づき必要に応じて履修申告をしてください。
＜授業の目的＞
生物化学工学は生物生産工程（バイオプロセス）における物質移動や反応を定量的に取り扱う学問である。本講義では、物質量を正しく取り扱うために必要な「単位」や「対数グラフを利用したデータの解析方法」及び「微分方程式の初等解法」を学ぶ。また、流体力学を題材として化学工学の基礎を身につける。さらに、反応速度論を学び、殺菌における微生物の熱死滅の動力学を理解する。細胞培養に必要な酸素をより良く供給するための酸素の気液間の移動理論についても学ぶ。
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
生命環境学部>生命工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質） 説明   BT-A 専門 知識 生命工学分野全般にわたる基礎知識に基づいた専門知識を修得している。 ◎ BT-B 共通 汎用能力 ３・数量的リテラシー さまざまな情報を統計学的手法などにより、数理的に表現・分析できる。 ○ 生命環境学部>地域食物科学科向け
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 BT 1 物質量を適切な単位を使って定量的に表現できる BT-B 2 微分方程式で表現された現象を理解し、適切に解析することができる BT-B 3 流体力学の基礎を修得している（ベルヌーイの定理、粘度など） BT-A 4 熱殺菌における微生物の死滅速度論を理解し、運用することができる BT-A 5 酸素移動速度論を理解し、運用することができる BT-A 6 細胞増殖の動力学を理解し、運用することができる BT-A
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 20% 物質量を適切な単位を使って定量的に表現できる 2 15% 微分方程式で表現された現象を理解し、適切に解析することができる 3 20% 流体力学の基礎を修得している（ベルヌーイの定理、粘度など） 4 15% 熱殺菌における微生物の死滅速度論を理解し、運用することができる 5 15% 酸素移動速度論を理解し、運用することができる 6 15% 細胞増殖の動力学を理解し、運用することができる 合計 100%
＜授業の方法＞
「ライブ型授業」と「オンデマンド授業」を併用します。 Moodle上に講義資料、演習課題等をアップロードします。授業はZoomやTeamsでライブで行います。授業終了後、演習課題を提出して頂きます。 練習問題は採点して、フィードバックします。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
特例により、「前期」に授業を行います。授業時間は火曜・Ⅲ限になります。 ・高校卒業程度の数学の知識を有すること（微分・積分、指数・対数の知識があること） ・関数計算機能付きの電卓を用意すること（スマートフォンは不可） ・直線が引ける定規を用意すること
＜テキスト＞
(未登録)
＜参考書＞
橋本健治, ベーシック化学工学, 化学同人, ISBN:9784759810677 林順一、堀河俊英, ビギナーズ化学工学, 化学同人, ISBN:9784759815405 山根恒夫, 生物反応工学, 産業図書, ISBN:4782825323 後藤繁雄, 化学反応操作, 槇書店, ISBN:4837506712 斎藤勝裕, 反応速度論, 三共出版, ISBN:4782703791
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 数と量・単位 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題を実施 授業内容 単位と次元、国際単位系 2 タイトル 物理量 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題を実施 授業内容 基礎物理定数、気体定数、圧力、濃度 3 タイトル 微分方程式（直接積分形） 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題を実施 授業内容 微分公式、積分公式、直接積分形微分方程式の解法 4 タイトル 微分方程式（変数分離形） 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題を実施 授業内容 変数分離形微分方程式の解法 5 タイトル １階線形微分方程式 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題1を実施 授業内容 １階線形微分方程式、解の公式 6 タイトル 対数グラフ 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題を実施 授業内容 対数グラフの目盛りの取り方、対数グラフの傾きの求め方 7 タイトル 反応速度 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題を実施 授業内容 １次反応、反応速度定数、半減期、細胞の増殖速度式、倍加時間 8 タイトル 殺菌 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。 授業内容 殺菌に関する英文の専門書を読む 9 タイトル 熱殺菌（熱死滅の動力学） 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題を実施 授業内容 活性化エネルギー、アレニウスの式、死滅速度定数kd 10 タイトル 酸素移動（通気と撹拌） 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。 授業内容 飽和溶存酸素濃度、酸素の拡散移動、流束（フラックス）、酸素移動速度 11 タイトル 酸素移動容量係数　kLa 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題を実施 授業内容 静的方法によるkLaの測定、酸素供給速度と酸素消費速度 12 タイトル 流体・連続の式 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題を実施 授業内容 流束・流量、連続の式 13 タイトル 流動・粘度・レイノルズ数 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題を実施 授業内容 粘度、剪断応力、動粘度、ニュートン流体、流動特性、層流と乱流 14 タイトル ベルヌーイの定理 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、練習問題を実施 授業内容 流体エネルギー保存則、位置エネルギー、運動エネンルギー、圧力、揚力 15 タイトル 総括 事前学習 事後学習 講義資料をダウンロードして予習する。講義終了後、総括課題を実施 授業内容 全体の振り返り、到達目標の確認 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜備考＞
(未登録)