科学技術と共に歩む

化学工学の教育カリキュラムは化学工学量論に始まり，移動現象論，単位操作とつづく体系としてすでに確立しており，その内容は長年変わっていない。しかし最近のプロセス設計の現場では，Aspen, HYSYS, PRO/IIなどの化学プロセスシミュレータの使用が一般的となっている。シミュレータには化学工学の基礎事項の多くが内部に組み込まれ，コンピュータ画面上でプロセスを構成するだけで，設計計算とプロセスのシミュレーションが可能である。

筆者は化学工学教育者として，このようなプロセスシミュレータの普及による「化学工学のブラックボックス化」に危機感を抱いていた。化学工学の基礎事項がシミュレータの内部にブラックボックス化することは，化学工学を知らなくてもプロセス設計ができるということであり，化学工学技術者の専門性を脅かすことになる。これからの化学工学技術者は化学工学の理論・原理がわかった上で，プロセスシミュレータも使いこなせなくてはならない。そのためにシミュレータの使用を前提とした化学工学の教育方法を考える必要がある。

最近ではプロセス設計演習など上級科目でシミュレータの実習を行っている大学もあり，化学工学会主催でプロセスシミュレータによる「プロセスデザイン学生コンテスト」も毎年実施されている。しかし未だ化学工学教育の全般でシミュレータが活用されているとはいえない。これは実務経験のある教官が少なく，シミュレータを十分に教育できないこと，および商用シミュレータが実務向けで，システムが大きく，教材としては使い勝手の点でやや問題があったためと思われる。
しかし最近の化学プロセスシミュレータCOCO/ChemSepにより，シミュレータの教育利用が身近なものになってきた。COCO/ChemSepはフリーソフトである。システムも小さく手軽に各自のパソコンにインストールできる。しかしフリーソフトであるだけに，試そうとしても，サポートもなく資料も乏しい中での自習にならざるを得ない。

そこでこのCOCO/ChemSepの登場を契機に，化学プロセスシミュレータを学ぶ講座を企画し，「パーソナル化学プロセスシミュレータCOCO/Chem-Sepで学ぶ化学プロセス計算」として化学工学会誌「化学工学」に連載した（2017年9号～2018年8号）。この連載講座では本格的なプロセス設計を目指すというよりは，むしろ基礎的な「化学工学量論」，「単位操作」，「反応工学」科目中の各種例題について，COCOシミュレータによる解法を紹介した。その際，同じ例題解法を従来の化工計算（Excelによる解法）と比較することを心掛けた。この形式により，プロセスシミュレータの使い方を習得すると同時に，その内部の化学工学の基礎事項を再確認して，シミュレータのブラックボックス化を防ぎたいという意図があった。

本書はこの連載を基にさらに例題を加え（連番途中に追加した例題の例題番号には，その前の例題番号にa, b, c, … を付けた），解説を詳しくしてまとめたものである。各例題解法ファイルはコロナ社ホームページからダウンロードでき，COCO/ChemSepを各自のパソコンで修得できるよう詳しくガイドした。しかし，実際には紙面によるソフトの実習・習得には困難が伴う。そこでほとんどの例題解法についてチュートリアルビデオを制作してYouTube上に掲載してあるので，本書と併用して活用していただきたい。　　

本書が化学工学教育全般で化学プロセスシミュレータを取り入れる契機となり，化学工学の基礎知識をマスターした上でシミュレータを使いこなせるケミカルエンジニアの育成に役立つことを願っている。

化学工学誌連載にあたっては関口秀俊氏（東京工業大学），渕野哲郎氏（東京工業大学），佐々木正和氏（東洋エンジニアリング），および原稿の校閲をいただいた化学工学誌編集委員の滝澤正規氏，平岡一高氏にお世話になった。記して感謝申し上げます。

2018年9月　伊東章